山西省太原市2020-2021学年高二下学期物理期中质量监测试卷

试卷更新日期：2021-06-29 类型：期中考试

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一、单选题

1. 关于线圈中的感应电动势，下列说法中正确的是（　　）

A、线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大 B、穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大 C、穿过线圈的磁通量变化越大，线圈中的感应电动势越大 D、穿过线圈的磁通量变化越快，线圈中的感应电动势越大

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2. 下列说法正确的是（　　）

A、电磁炉主要是利用线圈中电流的热效应来加热物体的 B、金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C、真空冶炼炉的线圈中通入直流电时，冶炼炉也能正常工作 D、变压器内用整块铁芯代替硅钢片，可以减小涡流损失

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3. 如图，一个铝框放在蹄形磁铁的两磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，然后转动磁铁，若忽略空气和一切摩擦阻力，则（　　）

A、铝框与磁铁的转动方向总相同 B、铝框与磁铁的转动方向总相反 C、当磁铁停止转动后，铝框将会保持匀速转动 D、若两者静止时转动铝框，磁铁则不会转动

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4. 如图的电路中，A、B是两个相同的灯泡；L是带有铁芯的线圈，自感系数较大、电阻可忽略不计。已知闭合S且电路稳定后两灯都正常发光，那么（　　）

A、闭合S时，两灯同时正常发光 B、闭合S时，B比A先达到正常发光状态 C、断开S时，A灯先闪亮一下后逐渐熄灭 D、断开S时，B灯先闪亮一下后逐渐熄灭

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5. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（）

A、拨至M端或N端，圆环都向左运动 B、拨至M端或N端，圆环都向右运动 C、拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D、拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

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6. P、Q是两个完全相同的电热器，P通以图甲所示的方波交变电流，Q通以图乙所示的正弦交变电流，则（　　）

A、P和Q通过电流的有效值相等 B、P和Q通过电流的有效值之比为 $\sqrt{2}$ ∶2 C、P和Q的电功率相等 D、P和Q的电功率之比为2∶1

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7. 为太原地铁供电的变电站，将35kV的高压电送到变压器（可视为理想变压器），变为1180V和220V后供机车牵引和照明使用，其部分电路可简化为如图所示。图中M为牵引机车的电机，其电流恒定，则（　　）

A、n₁：n₂：n₃=175∶59∶11 B、S闭合后与闭合前相比，n₂两端的电压会减小 C、S闭合后与闭合前相比，初级线圈的电流会增大 D、S闭合后与闭合前相比，变压器的输入功率保持不变

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8. 在匀强磁场中，一个200匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　）

A、0.5s时，线圈中的感应电动势为8πV B、1. 0 s时，线圈中的电流改变方向 C、2.0s时，线圈中的电流为 $2 \sqrt{2}$ πA D、一个周期内，线圈产生的热量为32π²J

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9. “冲击电流计”可用来测磁感应强度。已知匝数为n、面积为s的线圈与冲击电流计组成闭合电路，总电阻为R。将线圈放在被测匀强磁场中，初始时线圈平面与磁场垂直。现把线圈绕中心轴OO '转动90°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，则磁感应强度为（　　）

A、 $\frac{q R}{S}$ B、 $\frac{2 q R}{s}$ C、 $\frac{q R}{n S}$ D、 $\frac{q R}{2 n S}$

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10. 如图所示，圆心为O、半径为r和2r的同心圆形金属导轨固定在同一平面内，两环间接有阻值为2R的定值电阻。长为r、电阻为R的金属棒AB置于导轨上，BA的延长线通过圆心O。整个装置处于磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中。当AB以角速度ω绕O逆时针匀速转动时（AB与导轨接触良好，导轨电阻不计）（　　）

A、金属棒中的电流方向由A向B B、金属棒两端的电压为 $1.5 B ω r^{2}$ C、金属棒受到的安培力大小为 $\frac{B^{2} r^{3} ω}{2 R}$ D、定值电阻2R的热功率为 $\frac{B^{2} r^{4} ω^{2}}{4 R}$

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二、多选题

11. 如图，电吉他中拾音器的线圈绕在磁体上。工作时，拨动被磁体磁化的琴弦，线圈就能将振动产生的信号转换为电信号并传送到音箱发出声音，则（　　）

A、琴弦振动时，琴弦中将产生感应电流 B、琴弦振动时，穿过线圈的磁通量将发生变化 C、琴弦振动时，线圈中的电流会不断变化 D、若用软铁芯替代磁铁，拾音器依然可以正常工作

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12. 如图是电子秤中用电容制成的力传感器电路图。当用力F向上压膜片电极时，下列说法正确的是（　　）

A、电容器的电容增大，带电荷量增大 B、电容器的电容减小，带电荷量减小 C、电流表有示数，其电流方向由a向b D、电流表有示数，其电流方向由b向a

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13. 冬季，我国南方一些地区会出现低温冻雨天气。这时，高压输电线会结上重重的冰凌。为消除这些冰凌，工程上常常利用电流的热效应解决。已知正常供电时，高压线上的输电电压为U、电流为I，输电线上的热损耗功率为P。若输电功率和输电线电阻不变，除冰时，需要输电线上的热损耗功率为16P，则除冰时（　　）

A、输电电流为4I B、输电电流为16I C、输电电压为 $\frac{1}{4} U$ D、输电电压为 $\frac{1}{16} U$

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14. 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，那么（　　）

A、P向下滑动时，V的示数变大 B、P向下滑动时，A₁的示数变大、A₂的示数变小 C、P向上滑动时，R₁消耗的功率变大 D、P向上滑动时，R₂消耗的功率变大

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15. 如图甲所示，边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框abcd位于竖直平面内，bc边水平。线框的下方有一匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。MN、PQ 是匀强磁场区域的两个水平边界，相距为H，H>L。t= 0时，将线框从MN上方某一高度处由静止释放，t₄时刻，线框bc边到达PQ边界，这一过程的v- t图像如图乙所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A、0~t₁与t₃~ t₄时间内，线框的加速度相等 B、磁场磁感应强度的大小为 $\frac{1}{L} \sqrt{\frac{m g R}{v_{2}}}$ C、t₁ ~t₂内，线框克服安培力做的功为 $\frac{B^{2} L^{3} v_{1}}{R}$ D、t₁ ~t₄内，线框产生的热量为 $m g H - \frac{1}{2} m (v_{3}^{2} - v_{1}^{2})$

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三、实验题

16. 研究电磁感应现象时，所用示教电流表的“0"刻度位于表盘的正中央。实验中发现，闭合S时，电流表的指针向左偏转。

(1)、图乙中，将磁铁靠近螺线管时，发现电流表的指针向右偏转，则磁铁的下端是（填“N"或“S" ）极；

(2)、图乙中，将磁铁N极向下从螺线管中拔出，电流表指针将（填“向左” 、“向右”或“不" ）偏转。

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17. 为探究声敏电阻的电阻值R随声音强度A（dB）的变化规律，某同学设计了图a的电路进行测量。图中，电压表和电流表可视为理想电表。

(1)、根据电路图，用笔画线代替导线将图b连接完整；

(2)、实验中，调节音箱的音量，使声敏电阻接收到不同强度的声音，记录电压表和电流表的示数，计算出相应的声敏电阻阻值，作出的R-A曲线如图c所示；
若某次测量中电压表和电流表的示数分别为2.80 V和0. 100 A，由图像可知，此时声敏电阻的阻值为Ω，对应的声音强度为 dB（保留 2位有效数字）

(3)、利用该声敏电阻可以制作噪音报警器，其部分电路如图d所示。图中E的电动势为5.0 V，内阻可忽略）。当周围环境音量过高使图中的输出电压达到或超过3.0 V时，触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时的声音强度为60 dB，则图中（填“R₁" 或“R₂”）应使用声敏电阻，另一定值电阻的阻值应为Ω（保留2位有效数字）。

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四、解答题

18. 如图a所示，正方形硬质金属框ABCD固定放置，虚线位于线框中间，虚线左侧存在垂直于金属框平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图b所示。已知金属框的电阻R=0.5Ω，边长l= 1m。求∶

(1)、0~ 2s内，金属框内感应电动势E的大小；

(2)、t= 1s时，金属框AD边受到安培力F的大小和方向。

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19. 如图所示，发电机的转子是一个匝数为 $N = 100$ 、 $S = 2 \times 10^{- 3} m^{2}$ 、内阻 $r = 1 Ω$ 的矩形线圈，处于磁感应强度 $B = \frac{2}{π} T$ 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴以 $ω = 100 π rad/s$ 的角速度转动，其产生的交流电直接给阻值 $R = 19 Ω$ 的灯泡L供电。从线圈转到中性面开始计时，求∶

(1)、线圈中感应电动势的峰值及其瞬时值的表达式；

(2)、灯泡L中的电流及其电功率。

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20. 如图，电阻R_ab= 0.1Ω的导体棒ab沿光滑导线框向右匀速运动，线框中接有电阻R=0.4Ω。线框放在磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面。导体棒ab的长度L=0.4 m，运动速度v= 5 m/s。线框的电阻不计。

(1)、电路abcd中电动势多大？哪个位置相当于电源的正极？

(2)、ab棒受安培力的功率是多大？R的热功率是多大？ R_ab的热功率是多大？从能的转化和守恒的角度说一说这三个功率关系的含义。

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21. 如图，两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L，倾角 $θ$ =30°，N、Q两点间接有阻值为R的电阻，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m、长为L、阻值为R的金属杆放在导轨上，与导轨接触良好。t= 0时，用一沿导轨向下的变力F拉金属杆，使金属杆从静止开始沿导轨向下做加速度为g的匀加速直线运动。已知重力加速度的大小为g，不计导轨电阻，求∶

(1)、金属杆下滑距离d时，电阻R两端的电压；

(2)、拉力F随t变化的关系式。

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22. 如图，两条足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距为L，倾角 $θ = 30 °$ ，N、Q间接有阻值为R的电阻，整个装置处于方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m、长为L、阻值为R的金属杆cd垂直放在导轨上，将cd由静止释放，稳定后杆以速度v_m做匀速直线运动。不计导轨电阻，已知杆始终与导轨接触良好，重力加速度的大小为g，求∶

(1)、cd匀速运动的速度v_m的大小；

(2)、cd速度为 $\frac{v_{m}}{2}$ 时，其加速度的大小。

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23. 如图，足够长的光滑平行金属导轨折成倾斜和水平两部分，倾斜部分导轨平面与水平面的夹角为θ= 30°，水平和倾斜部分均处在匀强磁场中，磁感应强度均为B，水平部分磁场方向竖直向下，倾斜部分磁场方向垂直斜面向下，两个磁场区域互不叠加。两倾斜导轨间距为L、水平导轨间距为2L。将长为L的金属棒a放在倾斜导轨上，长为2L的另一根金属棒b放在水平导轨上，同时将b用水平轻绳通过定滑轮和小物块c连接。已知两金属棒接入电路的电阻均为R、质量均为m，c的质量也为m，不计一切摩擦及其它电阻，运动过程中棒与导轨保持接触良好，重力加速度的大小为g。

(1)、若锁定a释放b，求b的最大速度；

(2)、同时释放a、b，求稳定后a、b的速度；

(3)、同时释放a、b，若c下落h时a、b恰好达到稳定状态，求这一过程中系统产生的焦耳热。

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