浙江省余姚中学2022-2022学年高二物理上学期期中试题一、单选题（每小题只有一个选项正确。本大题共13小题，每小题3分，共39分。多选、错选、不选不得分。）1.下列实验现象，属于电磁感应现象的是( )A.B.C.D.2.关于电磁感应，下列说法正确的是( )A.穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也一定为零B.穿过线圈的磁通量不为零时，感应电动势也一定不为零C.穿过线圈的磁通量变化得越快，感应电动势越大D.穿过线圈的磁通量变化得越大，感应电动势越大3.如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一用轻质弹簧悬挂的条形磁铁。现将磁铁托起到弹簧处于原长时放开，磁铁将沿竖直方向上下振动。若磁铁在振动过程中始终没有接触桌面，则有( )A.磁铁上下振动时，金属圆环中将产生方向始终不变的感应电流B.当磁铁运动到最低点时，圆环中产生的感应电流最大C.在磁铁向下运动的过程中，圆环对桌面的压力始终大于圆环的重力D.从开始到磁铁不动，磁铁减少的重力势能全部转化为圆环中产生的电热4.如图所示，闭合金属圆环沿垂直于磁场方向放置在匀强磁场中，将它从匀强磁场中匀速拉出，以下各种说法中正确的是( )A.向左拉出和向右拉出时，环中感应电流方向相反B.向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿顺时针方向C.向左或向右拉出时，环中感应电流方向都是沿逆时针方向D.将圆环拉出磁场的过程中，当环全部处在磁场中运动时，也有感应电流产生11\n1.A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO'重合，如图.现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO'按箭头方向（俯视逆时针）加速转动，则( )A.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同，丝线受到的拉力减小B.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相同，丝线受到的拉力增大C.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反，丝线受到的拉力减小D.金属环B的感应电流方向与箭头所示方向相反，丝线受到的拉力增大2.如图直角坐标系xOy的一、三象限内有匀强磁场，方向均垂直于坐标平面向里，第一象限内的磁感应强度大小为2B，第三象限内的磁感应强度大小为B。现将由两条半径(半径为l)和四分之一圆弧组成的导线框OPM绕过O点且垂直坐标平面的轴在纸面内以角速度ω逆时针匀速转动，导线框回路总电阻为R。在线框匀速转动360∘的过程中( )A.线框中感应电流的方向总是顺时针方向B.圆弧段PM始终不受安培力C.线框中感应电流最大值为Im=2Bl2ωRD.线框产生的总热量为Q=5πωB2l44R3.一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方L2处有一宽度为L4，垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示.现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直，忽略一切阻力)，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是( )A.mgLB.mg(L2+r)C.mg(3L4+r)D.mg(L+2r)4.一个刚性矩形铜制线圈从高处自由下落，进入一水平的匀强磁场区域，然后穿出磁场区域继续下落，如图所示(磁场区域高度大于线圈高度)，则( )A.若线圈进入磁场过程是匀速运动，则离开磁场过程一定是匀速运动B.若线圈进入磁场过程是加速运动，则离开磁场过程一定是加速运动C.若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是减速运动D.若线圈进入磁场过程是减速运动，则离开磁场过程一定是加速运动5.图中L是绕在铁芯上的线圈，它与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路.线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否则为负.电键K1和K2都处在断开状态.设在t=0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t=tl11\n时刻，再接通电键K2，则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图？( )A.B.C.D.1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交流电动势的瞬时值为e=2202sin100πt(V)，则下列说法中正确的是A.当t=0时，线圈平面与中性面垂直B.当t=1200s时，穿过线圈的磁通量等于零C.该交流电能让标注为“300V，5μF”的电容器正常工作D.若转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变为e=4402sin100πt(V)2.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A.线圈绕P1转动时的电流大于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势等于绕P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是“a→b→c→d→aD.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力3.如图，发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则( )A.用户端的电压为I 1U1I2B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为I12rD.输电线路上损失的电功率I1U4.图甲所示是某种型号的电热毯的部分电路图。其电热丝的总电阻R=193.6Ω，经元件P的作用，电热毯上电压的波形如图乙所示(每段为正弦曲线的一部分)，则该电热毯的电功率为( )A.62.5WB.125WC.250WD.500W二、不定项选择题（每小题有一个或多个选项正确。本大题共4小题，每小题3分，共12分。漏选得1分；多选、错选、不选不得分。）5.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引( )A.向左做加速运动B.向左做减速运动C.向右做加速运动D.向右做减速运动11\n1.如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计.已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿垂直于MN的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好).则( )A.电路中感应电动势的大小为BlvsinθB.电路中感应电流的大小为BvsinθrC.金属杆所受安培力的大小为B2lvsinθrD.金属杆的热功率为B2lv2rsinθ2.如图是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是( )A．探测器内的探测线圈会产生交变磁场B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到C．探测到地下的金属是因为探头中产生了涡流D．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流3.如图，l1和l2是高压输电线，甲、乙是两个互感器。若已知甲和乙的原、副线圈匝数比分别为1000：1和1：100，两个电表的示数分别为10A和220V.则( )A.电表A是电压表B.电表A是电流表C.线路输送的电功率为2.2×108WD.线路输送的电功率为2.2×104W三、实验题探究题（本大题共3小题，共8分。）4.在“研究感应电流产生的条件”实验中：(1)在右图中用笔画线代替导线将实验电路补充完整；(2)电路连接完成后，如果闭合电键时发现电流表指针向右偏转，则在闭合电键情况下向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针会向______(选填“左”或“右”)偏转．5.如图所示为探究“感应电流方向的规律”实验装置，(1)下列电表中最适合该实验的是 (填选项字母)（2）把磁铁放在线圈内不动______ 感应电流．(填“有”或“无”)（311\n）实验发现，如果把磁铁由图示位置向上抽出，电流计指针向右偏。现将磁铁由图示位置向下抽出，则电流计指针向偏。(填“左”或“右”)1.某同学用如图所示可拆变压器做实验（两幅图分别是实物图和所连的电路图）。将单刀双掷开关打到1，增大副线圈匝数，小灯泡的亮度将 (填“变亮”、“变暗”或“不变”)。该同学利用该装置进一步探究电容器对交变电流的影响，他将开关打到2，小灯泡发光，现增大输入端的交流电源频率，小灯泡的亮度 (填“变亮”、“变暗”或“不变”)。四、计算题（本大题共4小题，共41分。8+8+13+12=41）2.如图1所示，一个匝数n＝100的圆形线圈，面积S1＝0.4m2，电阻r＝1Ω.在线圈中存在面积S2＝0.3m2、垂直线圈平面(指向纸外)的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图2所示．将其两端a、b与一个R＝2Ω的电阻相连接，b端接地．试分析求解：(1)圆形线圈中产生的感应电动势E；(2)电阻R消耗的电功率；(3)a端的电势φa.3.有一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'转动，线圈面积为625πm2，产生电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电：(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小。(2)若线圈从中性面开始转动，写出交流电电压的瞬时值表达式。(3)若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=602V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间t．11\n11\n1.如图所示，一质量m=0.5kg的“日”字形匀质导线框“abdfeca”静止在倾角α=37°的粗糙斜面上，线框各段长ab=cd=ef=ac=bd=ce=df=L=0.5m，ef与斜面底边重合，线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，ab、cd、ef三段的阻值相等、均为R=0.4Ω，其余部分电阻不计。斜面所在空间存在一有界矩形匀强磁场区域GIJH，其宽度GI=HJ=L，长度IJ>L，IJ平行于ef，磁场垂直斜面向上，磁感应强度B=1T。现用一大小F=5N、方向沿斜面向上且垂直于ab的恒力作用在ab中点，使线框沿斜面向上运动，ab进入磁场时线框恰好做匀速运动。若不计导线粗细，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)ab进入磁场前线框运动的加速度大小a。(2)cd在磁场中运动时，物体克服安培力做功的功率P。(3)线框从开始运动到ef恰好穿出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热与外力F做功的比值。2.电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器。某电磁轨道炮模型示意如图(俯视图)，图中直流电源电动势为E=100V，电容器的电容为C=1F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l=1m，电阻不计。炮弹可视为一质量为m=0.01kg、电阻为R=0.1Ω的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。首先开关S接1，使电容器完全充电。然后将S接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B=0.1T的匀强磁场(图中未画出)，MN开始向右加速运动。当MN上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。求：（1）磁场的方向；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小；（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是多少？11\n命题人：胡志鹏审题人：黄飞11\n202211高二物理期中答案1.C2.C3.C4.B5.A6.D7.C8.C9.A10.B11.B12.A13.B14.BD15.AD16.AD17.AC18.（2）左 19.（1）B；（2）无；（3）右 20.变亮 变亮 21.(1)线圈产生的电动势：E＝n＝nS＝100××0.3V＝4.5V；…………2分(2)电流为：I＝＝A＝1.5A，…………1分通过电阻R的电功率为：P＝I2R＝1.52×2W＝4.5W；…………2分(3)由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低，…………1分R两端电压为：UR＝IR＝1.5×2V＝3V，再有：UR＝φb－φa，得：φa＝－3V.…………2分22.解：(1)由Um=NBSω，Um=2U=1202V，ω=2πf=100π带入数据解得B=1T…………2分(2)由U=Umsinωt带入数据得U=1202sin100πt(V)…………2分(3)由正弦交流电的最大值与有效值的关系得：Um=1202V设t=0时交流电的瞬时电压U=0，则交流电的瞬时表达式为：U=1202sin100πt(V)画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间0-t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1。 当U=U0=602V时，由上式得t1=1600s再由对称性求得一个周期内能发光的时间为：t=1f-4t1=175s…………2分由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t0=3600150×175s=2400s…………2分23.解：（1）ab进入磁场前，线框做匀加速运动，所受的摩擦力大小为：11\nf=μmgcosα=0.25×0.5×10×cos37°N=1N，由牛顿第二定律有：F-mgsinα-f=ma代入数据解得：a==m/s2=2m/s2，…………2分（2）由于线框穿越磁场的过程中有且仅有一条边切割磁感线，等效电路也相同，所以线框一直做匀速运动，设速度大小为v，由力的平衡条件有： F=mgsinα+μmgcosα+F安代入数据解得：F安=1N…………2分而安培力F安=BIL=…………1分回路的总电阻为R总=R+=0.4+0.2=0.6Ω解得：v=2.4m/s…………2分所以P=F安v=2.4W…………1分（3）设ab进入磁场前线框发生的位移为x，则x==m=1.44m而Q=F安×3L=1×3×0.5J=1.5J…………2分 W=F（x+3L）=5×（1.44+3×0.5）J=14.7J…………2分 ==…………1分24.（1）欲使炮弹射出，安培力应沿导轨向右，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于导轨平面向下。（写垂直纸面向里也给分）…………2分（2）电容器完全充电后，两极板间电压为E，根据欧姆定律，电容器刚放电时的电流为I＝①炮弹受到的安培力为F＝BIl②根据牛顿第二定律，有F＝ma③①②③联立解得a＝…………2分（3）电容器放电前所带的电荷量为Q1＝CE④…………1分开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值vm时，MN上的感应电动势为E′＝Blvm⑤…………1分最终电容器所带的电荷量为Q＝CE′⑥…………1分设在此过程中，通过MN的平均电流为I，MN上受到的平均安培力为F＝BIl⑦对MN，根据动量定理，有FΔt＝mvm⑧…………2分根据电量定义，有IΔt＝Q1－Q⑨…………2分11\n④⑤⑥⑦⑧⑨联立解得Q＝=50C…………1分11
