山西省吕梁市柳林县2020-2021学年高二下学期物理期中试题试卷

试卷更新日期：2022-03-17 类型：期中考试

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一、单选题

1. 如图所示的匀强磁场中有一个矩形闭合导线框．在下列四种情况下，线框中会产生感应电流的是（）

A、如图甲所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中左、右运动 B、如图乙所示，保持线框平面始终与磁感线平行，线框在磁场中上、下运动 C、如图丙所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线垂直的轴线AB转动 D、如图丁所示，线框绕位于线框平面内且与磁感线平行的轴线CD转动

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2. 一束黄光照射某金属表面发生了光电效应，下列说法正确的是（）

A、若增加黄光的照射强度，则逸出的光电子数不变 B、若增加黄光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加 C、若改用红光照射，则可能不会发生光电效应 D、若改用红光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加

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3. 如图所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好，匀强磁场的方向垂直纸面向里．导体棒的电阻可忽略，当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是（）

A、流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a B、流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a C、流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b D、流过R的电流为由c到d，流动r的电流为由a到b

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4. .以下几个原子核反应中，X代表 $α$ 粒子的反应式是（）

A、 ${}_{2}^{4}H e + {}_{2}^{9}B e \to {}_{6}^{12}C + X$ B、 ${}_{90}^{234}T h \to {}_{91}^{234}P a + X$ C、 ${}_{1}^{2}H + {}_{1}^{3}H \to {}_{0}^{1}n + X$ D、 ${}_{15}^{30}P \to {}_{14}^{30}S i + X$

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5. 如图所示，两个完全相同的灯泡a、b分别与自感系数很大的线圈L和定值电阻R组成电路（线圈L的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S，待电路稳定后两灯均正常发光。下列说法正确的是（）

A、闭合开关瞬间，通过a灯和b灯的电流相等 B、闭合开关后，a、b灯逐渐变亮 C、闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过b灯的电流方向不变 D、闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b灯逐渐变暗

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6. 某矩形线框绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生交流电，该交流电电动势瞬时值的表达式为 $e = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ ，以下关于此装置及产生的交流电的说法中正确的是（）

A、 $t = 0$ 时刻穿过线框的磁通量最大 B、电动势的有效值为 $220 \sqrt{2} V$ C、该交流电的周期为 $0.01 s$ D、若线框转速增大1倍，其他条件不变，则电动势瞬时值表达式为 $e = 440 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$

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7. 如图所示，两个互连的金属圆球，粗金属环的电阻为细金属环电阻的三分之一，磁场垂直穿过粗金属环所在区域。当磁感应强度随时间均匀变化时，在粗环内产生的感应电动势为 $ε$ ，则a、b两点间的电势差为（）

A、 $\frac{1}{3} ε$ B、 $\frac{1}{4} ε$ C、 $\frac{3}{4} ε$ D、 $ε$

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8. 如图甲，有一个原、副线圈匝数比为2：1的理想变压器，图中的电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，其中R_t为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R为定值电阻。下列说法正确的是（）

A、副线圈两端电压的瞬时值表达式为u′＝18sin50πt(V) B、t＝0.01s时电压表V₂的示数为0 C、变压器原、副线圈中的电流之比为2：1 D、R_t处温度降低时，电流表的示数变小，电压表V₂的示数不变

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9. 如图所示，一个金属导体做成的三角形线圈，以恒定的水平速度v穿过匀强磁场区域（L＞d），若设顺时针方向为电流的正方向，从进入磁场的左边界开始计时，则下列表示线圈中电流i随时间t变化的图象中正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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10. 如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为 $P_{R}$ ，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示。则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是（）

A、 $U_{2}$ 变大 B、 $P_{R}$ 增大 C、 $U_{4}$ 变大 D、 $U_{1}$ 变大

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二、多选题

11. 如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，铜环沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，铜环面始终保持水平.铜环先后经过轴线上1、2、3位置时的加速度分别为a₁、a₂、a₃；若位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距离，则（）

A、a₁<a₂=g B、a₃<a₁<g C、a₁=a₃<a₂ D、a₃<a₁<a₂

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12. 氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62 $e V$ 到3.11 $e V$ 之间。由此可推知，氢原子（）

A、从高能级向 $n = 1$ 能级跃迁时发出的光的波长比可见光的长 B、从高能级向 $n = 2$ 能级跃迁时发出的光均为可见光 C、从高能级向 $n = 3$ 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的低 D、从 $n = 3$ 能级向 $n = 2$ 能级跃迁时发出的光为可见光

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13. 如图甲，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同的线圈Q，P和Q共轴，P中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图乙所示，Q所受重力为G，两细线对Q的拉力和为F，下列说法正确的是（）

A、 $t_{1}$ 时刻 $F < G$ B、 $t_{2}$ 时刻 $F < G$ C、 $t_{3}$ 时刻 $F < G$ D、 $t_{4}$ 时刻 $F = G$

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14. 如图，一个电阻为r、边长为L的正方形线圈 $a b c d$ 共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 $O O^{'}$ 以角速度 $ω$ 匀速转动，外电路电阻为R，其它电阻不计。则（）

A、线圈转动过程中每次经过图示位置时电流不改变方向 B、线圈转动过程中感应电动势的最大值为 $N B ω L^{2}$ C、不考虑能量损失，线圈转一周外力做功为 $\frac{2 π N^{2} B^{2} L^{4} ω}{R + r}$ D、线圈转动过程中电流表和电压表都有示数为0的时刻

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15. 如图所示，边长为L的单匝正方形金属框，质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外。磁场随时间变化规律为 $B = k t$ （ $k > 0$ ），已知细线所能承受的最大拉力为 $3 m g$ ，下列说法正确的是（）

A、线框中产生的感应电流方向为顺时针 B、线框的感应电动势大小为 $\frac{k L^{2}}{2}$ C、从 $t = 0$ 开始直到细线被拉断所经历的时间为 $\frac{4 m g R}{k^{2} L^{3}}$ D、从 $t = 0$ 开始直到细线被拉断的过程中，金属框产生的热量为 $2 m g L$

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三、解答题

16. 如图所示，某发电机输出功率为30 $K W$ ，输出电压 $U_{1} = 200 V$ ，用原、副线圈匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 5$ 的变压器升压后向远处用户供电，输电线的总电阻 $R = 10 Ω$ ，用户端用一降压变压器把电压降为 $U_{4} = 220 V$ 。（变压器均为理想变压器）求：

(1)、输电线上损失的电功率 $Δ P$ ；

(2)、降压变压器的匝数比 $n_{3} ： n_{4}$ 。

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17. 如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨 $M N$ 、 $P Q$ 固定在竖直平面内，两导轨间的距离为 $L = 1 m$ ，导轨间连接的定值电阻 $R = 3 Ω$ ，导轨上放一质量为 $m = 0.1 k g$ 的金属杆 $a b$ ，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，导轨间金属杆的电阻 $r = 1 Ω$ ，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为 $B = 1 T$ 的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里，重力加速度g取10 $m / s^{2}$ 。现让金属杆从 $M P$ 下方某一水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响。

(1)、求金属杆的最大速度；

(2)、若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，电阻R上产生的焦耳热 $Q = 0.9 J$ ，试求此过程通过电阻R上的电荷量。

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18. 如图为某交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈abcd为n=20匝的矩形线圈，其面积S=0.02m² ，线圈绕 $O O^{'}$ 轴以角速度ω=50rad/s逆时针匀速转动（不计一切摩擦）．矩形线圈的电阻r=2.0Ω，外电路负载电阻R=8.0Ω，匀强磁场B只分布在转轴 $O O^{'}$ 的左侧，垂直纸面向里，B=0.5T．求：

(1)、线圈产生感应电动势的峰值Em

(2)、线圈由中性面转过 $9 0^{°}$ 的过程中，产生的平均感应电动势 $\bar{E}$

(3)、线圈转动过程中，交流电压表的示数U

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