2019-2020学年北京四中顺义分校高二下学期期中物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年北京四中顺义分校高二下学期期中物理试卷

一、单选题（本大题共20小题，共80.0分）

1. 下列说法正确的是( )

A. 只要穿过线圈的磁通量发生变化，就有感应电流产生，与线圈是否闭合无关

B. 只要闭合导体运动，导线中就一定有感应电流

C. 闭合电路的导体，不做切割磁感线的运动时，线圈中一定没有感应电流

D. 当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中就一定有感应电流

2. 如图所示，几位同学在做“摇绳发电”实验：把一条长导线的两端连在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路．两个同学迅速摇动AB这段“绳”.假设图中情景发生在赤道，地磁场方向与地面平行，由南指向北．图中摇“绳”的同学是沿东西站立的，甲同学站在西边，手握导线的A点，乙同学站在东边，手握导线的B点．则下列说法正确的是( )

A. 当“绳”摇到最高点时，“绳”中电流最大

B. 当“绳”摇到最低点时，“绳”受到的安培力最大

C. 当“绳”向下运动时，“绳”中电流从A流向B

D. 在摇“绳”过程中，A点电势总是比B点电势高

3. 在磁感应强度为B的磁场中，一面积为S的矩形线圈abcd如图所示竖直放置，此线圈平面向右以𝑂𝑂′为轴转动𝜃角，则磁通量的变化量为( )

A. 0

B. BS C. 𝐵𝑆𝑠𝑖𝑛𝜃−𝐵𝑆

D. 𝐵𝑆𝑐𝑜𝑠𝜃−𝐵𝑆

4. 矩形线圈ABCD位于通电直导线附近，如图所示，线圈和导线在同一平面内，且线圈的两个边与导线平行，下列情景中线圈中有感应电流的一组是( )

①当线圈在平面内远离导线移动时

②当导线中的电流I逐渐增大或减小时

③当线圈以导线为轴转动时

④当线圈以CD为轴转动时

⑤当线圈在平面内向下移动时

A. ①②③ B. ①②④ C. ①③⑤ D. ③④⑤

5. 航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的．电磁驱动原理如图所示，当固定线圈中突然通过直流电流时，线圈一端附近的金属环就被弹射出去．现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，已知电阻率𝜌铜<𝜌铝.闭合开关S的瞬间( )

A. 从左侧看环中感应电流沿逆时针方向

B. 铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

C. 若将电池正负极调换后，金属环不能向左弹射

D. 若将环放置在线圈右方，环也将向左运动

6. 如图所示，一个物块静止在固定的斜面上．关于物块所受的合力，下列说法中正确的是( )

A. 重力垂直于水平面向下

B. 重力垂直于斜面向下

C. 所受合力方向沿斜面向下

D. 所受合力方向沿斜面向上

7. 如图所示的电路中，a、b、c为三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，E为电源，S为开关。关于三个灯泡，下列说法正确的是( ) A. 合上开关，c、b先亮，a后亮

B. 合上开关一段时间后，a、b、c一样亮

C. 断开开关，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭

D. 断开开关，c马上熄灭，b闪一下后和a一起缓慢熄灭

8. 一矩形线圈在磁场中转动产生交变电压的图象如图所示，由图可知( )

A. 用电压表测该电压其示数为10V B. 该交流电流的频率为50Hz

C. 4s末线圈处于中性面的位置 D. 该交流电每秒钟改变方向4次

9. 两个相同的电阻分别通以如图甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于( )

A. 2：1 B. 3：2 C. 4：3 D. 5：4

10. 一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知( )

A. 该交流电的电流瞬时值的表达式为𝑖=2𝑠𝑖𝑛(100𝜋𝑡)𝐴

B. 该交流电的频率是50Hz

C. 该交流电的电流有效值为2√2𝐴 D. 若该交流电流通过𝑅=10𝛺的电阻，则电阻消耗的功率是20W

11. 已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化，其中0～𝑇4为正弦交流电一部分，将一个多用电表(已调至交变电流电流挡)与这个电阻元件串联，则多用电表的读数为( ) A. 4A B. √17𝐴

C. √19𝐴 D. 5√2𝐴

12. 为了安全，企业里操作设备需要的照明灯常用低压供电．用原、副线圈匝数比为55：9的理想变压器给4个相同的灯泡供电，变压器原副线圈所接电源电压按如图所示的规律变化，线路电阻忽略不计．下列说法正确的是( )

A. 闭合开关后灯泡两端电压的最大值为36V

B. 变压器输入、输出功率之比为55：9

C. 交流电源电压的有效值为220V，频率为50Hz

D. 若只闭合一个开关，给一个灯泡供电，变压器原线圈的电流将减小，灯泡两端的电压将升高

13. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，电阻𝑅1=𝑅2，电流表和电压表均为理想电表，若电流表的示数为0.5𝐴，电压表的示数为6V，则电阻𝑅1的大小为( )

A. 30𝛺 B. 20𝛺 C. 25𝛺 D. 10𝛺

14. 一交流发电机输出的正弦交流电的电压随时间的变化关系图象如图所示，则下列说法中正确的是( )

A. 交流电的频率为100Hz B. 交流电压的有效值为220√2𝑉

C. 交流电压的最大值为220√2𝑉 D. 交流电的周期为50s

15. 关于分子的热运动与物质内能的理解，下列说法正确的是( ) A. 扩散现象说明分子间存在斥力

B. 物体对外做功，其内能一定减少

C. 气体的压强增大则气体分子一定运动越剧烈

D. 物体温度升高则分子的平均动能一定增大

16. 如图所示，水平弹簧振子以坐标原点O为水平位置，沿x轴在M、N之间做简谐运动，其运动方程为𝑥=5𝑠𝑖𝑛(2𝜋𝑡+𝜋2)𝑐𝑚，则( )

A. 𝑡=0.5𝑠时，振子的位移最小

B. 𝑡=1.5𝑠时，振子的加速度最小

C. 𝑡=2.25𝑠时，振子的速度沿x轴负方向

D. 𝑡=0到𝑡=1.5𝑠的时间内，振子通过的路程为15cm

17. 某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是( )

A. 𝑡=1.5𝑠时，振子的速度为正，加速度为负

B. 𝑡=2𝑠时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

C. 𝑡=3.5𝑠时，振子的速度为正，加速度为正

D. 𝑡=4𝑠时，振子的速度为正，加速度为负的最大值

18. 两颗行星绕某恒星做匀速圆周运动。若这两颗行星运行的周期之比为3√3：1，则它们的轨道半径之比为( )

A. 3：1 B. 9：1 C. 27：1 D. 1：9

19. 一简谐横波在x轴上传播，𝑡=0时的波形如图甲所示。𝑥=8𝑚处质点P的振动图象如图乙所示。下列说法正确的是( ) A. 这列波的波长为8m B. 这列波的频率为2Hz

C. 这列波的波速为4𝑚/𝑠 D. 这列波向左传播

20. 如图所示是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点．已知入射光线到直径AB的距离为√32𝑅，R是圆柱体的半径．已知光在真空中的传播速度为c，则( )

A. 该透明圆柱体介质的折射率为√2

B. 该单色光从C点传播到B点的时间为3𝑅𝑐

C. 折射光线过B点时可能发生全反射

D. 改变入射光线到直径AB的距离，折射光线仍然能够射到B点

二、填空题（本大题共5小题，共20.0分）

21. 浙江大学制备出了一种超轻气凝胶--它刷新了目前世界上最轻固态材料的纪录。设该种气凝胶的密度为𝜌(单位为𝑔/𝑚3)，摩尔质量为𝑀(单位为𝑔/𝑚𝑜𝑙)，阿伏加德罗常数为𝑁𝐴，则a克气凝胶所含有的分子数为______，每个气凝胶分子的体积是______。

22. 如图是某实验小组在研究磁通量变化时感应电流方向实验中的部分操作示意图，图甲所示是电流通过灵敏检流计时指针的偏转情况，图乙是磁铁从线圈中抽出时灵敏检流计指针的偏转情况．当磁铁向上抽出时，检流计中指针是______偏(填“左”或“右”)；继续操作如图丙所示，判断此时条形磁铁的运动是______线圈(填“插入”或“抽出”)

23. 安培力大小：当𝐵⊥𝐼时，𝐹= ______ ； 当𝐵//𝐼时，𝐹= ______ ．

24. 某发电机输出的交变电压变化规律如图所示，则其最大值为______V，周期为______S，频率为______Hz．

25. 一质量为𝑚=9𝑘𝑔的物块，将它放置在航天飞机内的平台上，航天飞机随火箭以𝑎=5𝑚/𝑠2的加速度匀加速上升，此时飞机内平台对物块的支持力______N，当火箭飞离地面高为地球半径2倍时，求此时飞机内平台对物块的支持力______𝑁(地面处重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2)

三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

26. 电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为L，金属棒ab在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e，金属棒ab的长度为L。

(1)请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒ab切割磁感应线产生的感应电动势E；

(2)在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力所做的功W的大小；

(3)设单位时间内有N个电子从a端运动到b端，求电源的电功率P的大小。

27. 某欧姆表内部使用电动势为1.5𝑉的干电池一节，在两表笔短接时，满偏电流为3.0𝑚𝐴，接着，两只表笔与𝑅=500𝛺的电阻连接时，通过R的电流为多大？

28. 如图，匝数N、电阻r的矩形线圈，绕垂直于磁感线的轴𝑂𝑂’以角速度w匀速转动，已知线圈中ab长为𝐿1𝑎𝑑长为𝐿2，外电路电阻为R，磁感应强度为𝐵.求：

(1)从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式。

(2)流过电流表A的电流。

(3)时间t内R上产生焦耳热Q。