高二第二学期期中考试(物理)试卷含答案解析

高二期中考试（物理）

（考试总分：100 分）

一、 单选题 （本题共计8小题，总分40分）

1.（5分）下列选项中,属于磁通量变化率的单位的是（ ）

A.𝑊𝑏 B.𝑇 C.𝑇/𝑠 D.V

2.（5分）以下各个电流中属于交流电的是（ ）

A.A B.B C.C D.D

3.（5分）关于甲、乙、丙、丁四幅图,下列说法中正确的是（ ）

A.甲图中,当AB、CD均向右运动且速度相等时,回路𝐴𝐵𝐷𝐶中有感应电流

B.乙图中,当𝑎𝑏静止而磁场的磁感应强度增大时,穿过回路𝑎𝑏𝑃𝑀的磁通量减小

C.丙图中,𝑆保持闭合而增大𝑅时,穿过𝐵的磁通量增加

D.丁图中,保持A、B位置不动而使𝐼增大时,穿过𝐵的磁通量增加

4.（5分）法拉第最初发现电磁感应现象的装置如下图所示。假定电流从“+”极流入电流表时指针向右偏,则以下说法中正确的是（ ）

A.闭合开关瞬间,电流表指针不偏转 B.闭合开关瞬间,电流表指针向左偏 C.断开开关瞬间,电流表指针向左偏

D.断开开关瞬间,电流表指针向右偏

5.（5分）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的电动势按如下图所示规律变化。下列说法正确的是（ ）

A.𝑡1,𝑡3时刻穿过线圈的磁通量为0

B.t1、t2时刻线圈通过中性面

C.t1、t3时刻线圈通过中性面

D.t2、t4时刻穿过线圈的磁通量变化最慢

6.（5分）某交变电流瞬时值表达式是𝑖=311sin⁡157𝑡(𝐴)。从𝑡=0到电流第一次达到最大,时间间隔是（ ）

A.0.005𝑠 B.0.001𝑠 C.0.02𝑠 D.0.01𝑠

7.（5分）如下图甲是方波式交流电,乙是正弦式交流电,它们的最大值相等。让它们通入两个完全相同的电热器。则这两个交流电的有效值之比和两个电热器的电功率之比各为（ ）

A.4:1和2:1 B.2:1和√2:1

C.√2:1和2:1 D.4:1和√2:1

8.（5分）光滑绝缘轨道固定在竖直平面内(图中纸面)。在纸面内建立直角坐标系,坐标原点在轨道最低点,竖直向上为𝑦轴正方向。在0<𝑦<𝑏的空间有垂直于轨道平面的匀强磁场。金属小圆环从轨道上𝑦=𝑎(𝑎>𝑏)处由静止开始运动(环面始终与磁场垂直),经过一段时间后会达到一个稳定的运动状态,这个稳定状态是（ ）

A.往复运动,最高点总在𝑦=𝑏处 B.往复运动,最高点总在𝑦=𝑎处 C.静止于O点 D.以上说法都不对

二、 多选题 （本题共计4小题，总分20分）

9.（5分）通电直导线𝑀𝑁周围放置一个矩形线框𝐴𝐵𝐶𝐷,线框平面与直导线在同一平面内,且𝐴𝐵、𝐶𝐷两边与直导线平行。直导线中通有电流𝑖,规定从𝑀到𝑁的方向为i的正方向。以下四种情况下,能使线框中产生𝐴→B→C→D→A方向感应电流的是（ ）

A.A B.B C.C D.D

10.（5分）一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为𝑛1和𝑛2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1、I1、𝑃1和U2、I2、𝑃2。已知𝑛1>𝑛2,则（ ）

A.𝑃1=𝑃2,𝐼1<𝐼2

B.𝑈1>𝑈2,𝑃1<𝑃2

C.𝐼1<𝐼2,𝑈1>𝑈2

D.𝑃1=𝑃2,𝐼1>𝐼2

11.（5分）用粗细均匀的电阻丝围成一个边长为𝐿的正方形线框(其中的一条边是𝑎𝑏),并置于与线框平面垂直、磁感应强度为𝐵的有界匀强磁场中,且𝑎𝑏边与磁场的边界平行。现使线框以同样大小的速度𝑣沿如图所示的两个方向平移出磁场,关于a、b两点间的电势差绝对值U,以下说法中正确的是（ ）

A.向上移出时,𝑈=3𝐵𝐿𝑣4 B.向上移出时,𝑈=𝐵𝐿𝑣2

C.向下移出时,𝑈=3𝐵𝐿𝑣4 D.向下移出时,𝑈=𝐵𝐿𝑣4

12.（5分）如下图所示,两条金属导轨平行地固定在同一水平面上,导轨上静止着两根可以自由滑动的导体杆𝑎𝑏和𝑐𝑑,两杆均与轨道垂直。匀强磁场方向竖直向下。若𝑎𝑏受到一恒力𝐹,使它向右运动,则（ ）

A.𝑐𝑑向左运动 B.𝑐𝑑向右运动 C.稳定时,𝑎𝑏和𝑐𝑑均向右匀加速运动,且加速度相等

D.稳定时,𝑎𝑏和𝑐𝑑均向右匀速运动

三、 填空题 （本题共计2小题，总分11分）

13.（9分）如下图甲所示,矩形线框𝐴𝐵𝐶𝐷（C端被𝐵端遮住,𝐷端被𝐴端遮住）以𝐴𝐷边为轴逆时针匀速转动,角速度为𝜔0已知𝐴𝐵和𝐶𝐷边长为𝐿1,𝐵𝐶和𝐴𝐷边长为𝐿2,匀强磁场磁感应强度为𝐵,线框只有一匝。从线圈经过中性面(图中虚线位置)时开始计时,并规定此后四分之一周期内电流沿正方向。

（1）.转动中______(哪一条或哪几条)边切割磁感线;

（2）.转动中,𝐵𝐶边的速率是______。

（3）.𝑡时刻(图中实线位置),线框平面与中性面的夹角是______,𝐵𝐶边的速度与磁场夹角是______。

（4）.𝑡时刻,𝐵𝐶边中的电动势𝑒𝐵𝐶=______,线框中的电动势𝑒=

______。

（5）.如果线框共𝑛匝,并用𝑆表示线框的面积(也就是𝑆=𝐿𝐿𝐿2),则𝑡时刻线框中的电动势𝑒=______其最大值是𝐸𝑚=______。

（6）.在乙图中画出𝑒−𝑡图线。

14.（2分）某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为9.8×104𝑊,电厂输出电压仅为350𝑉,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高到2800𝑉再输出,之后用降压变压器降压到220𝑉给用户使用,已知输电线路的总电阻为4Ω。则:

（1）.线路损失的电功率为______𝑊。

（2）.降压变压器的原、副线圈的匝数之比为______。

四、 计算题 （本题共计3小题，总分29分）

15.（7分）半径为𝑅的圆形导轨固定在水平面内,左端开有缝隙,右端通过导线与电阻𝑟相连。匀强磁场垂直于导轨平面向下,磁感应强度为𝐵,一根长度略大于导轨直径的导体棒𝑀𝑁以速率𝑣沿导轨从左端滑到右端。不计金属棒、导轨及导线的电阻。求:

（1）.当𝑀𝑁通过圆导轨中心时,通过𝑟的电流的大小;

（2）.𝑀𝑁从左端到右端的整个过程中,通过𝑟的电荷量。

16.（8分）如下图所示,面积为0.3𝑚2的100匝线圈𝐴处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面向里。磁感应强度随时间变化的规律是𝐵=(6−0.2𝑡)𝑇,已知电路中的𝑅1=4Ω,𝑅2=6Ω,电容𝐶=30𝜇𝐹,线圈𝐴的电阻𝑟=2Ω,闭合𝑆后,求:

（1）.通过𝑅2的电流大小及方向;

（2）.电容器所带的电荷量是多少。

17.（14分）如下图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连。两细金属棒𝑎𝑏(仅标出𝑎端)和𝑐𝑑(仅标出𝑐端)长度均为𝐿,质量分别为2𝑚和𝑚;用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路𝑎𝑏𝑑𝑐𝑎,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,使两金属棒水平。右斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为𝐵,方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚好不在磁场中,回路电阻为𝑅,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为𝜇,重力加速度大小为𝑔,已知金属棒𝑎𝑏匀速下滑。求:

（1）.作用在金属棒𝑎𝑏上的安培力的大小;

（2）.金属棒运动速度的大小。 答案

一、 单选题 （本题共计8小题，总分40分）

1.（5分）【答案】D

2.（5分）【答案】B

3.（5分）【答案】D

4.（5分）【答案】C

5.（5分）【答案】C

6.（5分）【答案】D

7.（5分）【答案】C

8.（5分）【答案】A

二、 多选题 （本题共计4小题，总分20分）

9.（5分）【答案】BD

10.（5分）【答案】AC

11.（5分）【答案】AD

12.（5分）【答案】BC

三、 填空题 （本题共计2小题，总分11分）

13.（9分）（1）.𝐵𝐶

（2）.𝜔𝐿1

（3）.wt ；wt

（4）.BL2wL1sinwt；BL2wL1sinwt

（5）.nBSwsinwt ; nBSw

（6）.略

14.（2分）（1）. 4900

（2）.133:11

四、 计算题 （本题共计3小题，总分29分）

15.（7分）（1）.2𝐵𝑅𝑣𝑟

（2）.𝜋𝐵𝑅2𝑟

16.（8分）（1）.由于𝐵=6−0.2𝑡,则Δ𝐵Δ𝑡=0.2𝑇/s.

𝐴线圈内产生的感应电动势𝐸=𝑛△Φ△𝑡=𝑛△𝐵𝑆Δ𝑡=100×0.2×0.3 V=6 V ,

S闭合后,电路中电流𝐼=𝐸𝑟+𝑅1+𝑅2=612 A=0.5 A ,

由楞次定律可知,通过𝑅2的电流方向为𝑎到𝑏；

（2）.开关闭合时,电容器两端电压𝑈=𝐼𝑅2=3𝑉

所以电容器所带电荷量𝑄=𝐶𝑈=9×10−5𝐶.

17.（14分）（1）.设导线的张力的大小为𝑇,右斜面对𝑎𝑏棒的支持力的大小为𝑁1,作用在𝑎𝑏棒上的安培力的大小为𝐹,左斜面对𝑐𝑑棒的支持力大小为𝑁2.对于𝑎𝑏棒,由力的平衡条件得2𝑚𝑔sin⁡𝜃=𝜇𝑁1+𝑇+𝐹 ,①

𝑁1=2𝑚𝑔cos⁡𝜃,①

对于𝑐𝑑棒,同理有𝑚𝑔sin⁡𝜃+𝜇𝑣2=𝑇,①

𝑁2=𝑚𝑔cos⁡𝜃,①

联立①①①①式得

𝐹=𝑚𝑔(sin⁡𝜃−3𝜇cos⁡𝜃);①

（2）.由安培力公式得𝐹=𝐵𝐼L,①

这里I是abdca中的感应电流,𝑎𝑏棒上的感应电动势为𝐸=𝐵𝐿v,①式中,v是𝑎𝑏棒下滑速度的大小,由欧姆定律得𝐼=𝐸𝑅,①

联立①①①①式得𝑟=(sin⁡𝜃−3𝜔cos⁡𝜃)𝑚𝑔𝑅𝐵2𝐿2.