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2018—2019学年第二学期高二期中考试
物理学科试题
总分：120分 考试时间：100分钟
出卷人：王柱华
一、单项选择题：（本题共8小题，每题3分．共24分，每小题只有一个选项符合题意）
1．一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示，下列操作中始终保证线圈在磁场中，能使线圈中产生感应电流的是（ ）
A．把线圈向右拉动
B．把线圈向上拉动
C．垂直纸面向外运动
D．以圆线圈的任意直径为轴转动
2．如图所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环中心轴线上方有一个条形磁铁.当条形磁铁沿轴线竖直自由落下的过程中，下列说法正确的是( )
A．磁铁的机械能减少，下落加速度a＝g
B．磁铁的机械能守恒，下落加速度a＝g
C．磁铁的机械能减少，下落加速度ag
3．如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是（ ）
A．L1、L2、L3都不变
B．L2变暗，L2不变、L3变亮
C．L1变暗、L2变亮、L3不变
D．L1变亮、L2变暗、L3不变
4．右图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电流的有效值是（ ）
A．5A B．5A
C．3.5A D．3.5A
5．如图所示，一正方形线圈的匝数为n，边长为a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中。在Dt时间内，磁感应强度的方向不变，大小由B均匀地增大到2B。在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一理想变压器原副线圈匝数比为n1∶n2＝4∶1，原线圈ab间接一电压为u＝220sin 100πt V的交流电源，灯泡L标有“36V 18W”，当滑动变阻器R的滑片处在某位置时，电流表示数为0.25A，灯泡L刚好正常发光，则（ ）
A．滑动变阻器R消耗的功率为36W
B．定值电阻R0的电阻值为19Ω
C．流过灯泡L的交变电流频率为25Hz
D．将滑动变阻器R的滑片向上滑时，灯泡L的亮度变暗
7．如图所示，平行导轨间距为d，其左端接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面，一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计.当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在导轨上滑行时，通过电阻R的电流大小是( )
A． B．
C． D．
8．如图甲所示，光滑导轨水平放置在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力F的作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～2t0时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流与时间及外力F与时间t的关系图线是（ ）
二、多项选择题：（本题共6小题，每题4分，共24分，每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）
9．关于电路中感应电动势的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．只要穿过闭合回路的磁通量变化，电路中就一定有感应电流产生
B．闭合电路的导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流
C．电路中磁通量的变化越大，感应电动势就越大
D．电路中磁通量的变化越快，感应电动势就越大
10．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面
B．t1时刻线圈中磁通量为零
C．t2时刻线圈中磁通量变化率最大
D．t2时刻通过线圈的感应电流最大
11．关于涡流，下列说法中正确是（ ）
A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．家用电磁炉是利用涡流来加热食物的
C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
12．如图，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数较大直流电阻可忽略不计的线圈，那么（ ）
A．闭合S，A、B同时亮，然后A变暗后熄灭
B．闭合S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B亮度相同
C．断开S，A和B均闪亮一下后熄灭
D．断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22Ω，各电表均为理想交流电表．原线圈输入电压的变化规律如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．t＝0.01s时电压表的示数为0V
C．电阻R消耗的电功率为22W
D．通过原、副线圈的磁通量变化率之比为10∶1
14．如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直，从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）
A．感应电流方向不变 B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势最大值Em＝Bav D．感应电动势平均值＝πBav
三、填空题（每空2分共16分）
15．一个200匝、面积为20 cm2的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，若磁感应强度在0.05s内由 0.1T 增加到 0.5T 在此过程中穿过线圈的磁通量的变化是___________Wb；磁通量的平均变化率是___________Wb/s；线圈中的感应电动势的大小是___________V。
16．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R＝3.0Ω的定值电阻．导体棒ab长l＝0.5m，其电阻为r＝1.0Ω，，与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.4T．现使ab以v＝10m/s的速度向右做匀速运动．则ab中产生的感应电动势大小为___________v，通过ab棒的电流方向___________（填“a→b”或“b→a”），电流大小为___________A，ab棒所受安培力的大小为___________N，方向___________。
M
N
P
Q
a
b
v
R
四、计算题：本题共4小题，共计56分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
17．（12分）有一个匝数为100匝的金属环，面积S＝100cm2
，电阻R=10Ω，环内有垂直纸面的磁场，线圈中的磁感应强度按如图所示的规律变化。求
⑴环中感应电流的方向
⑵线圈中产生的感应电动势大小
⑶ 1分钟环内产生的焦耳热
18．（12分）如图所示，匝数为N匝的矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为r，电压表为理想电压表，灯泡电阻为R，线框绕中心轴线OO＇以角速度w匀速转动，闭合S，从图示位置开始计时：
⑴写出感应电动势瞬时值的表达式
⑵线框中感应电流的有效值.
⑶线框从图示位置开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q为多少?.
19．（16分）如图所示，光滑的金属导轨放在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中。平行导轨的宽度d＝0.2m，定值电阻R＝0.5Ω。框架上放置一质量为0.1kg、电阻为0.5Ω的金属杆，框架电阻不计，若杆以恒定加速度a＝2m/s2由静止开始做匀变速运动，则：
⑴第5s末，回路中的电流多大？杆哪端电势高？
⑵第5s末时外力F的功率
⑶画出理想电压表示数U随时间t变化关系图线
20．（16分）如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角a＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计．整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm．求：
⑴金属棒开始运动时的加速度大小；
⑵匀强磁场的磁感应强度大小；
⑶金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热．
2018—2019学年第二学期高二期中考试物理学科答案及评分标准
一、单项选择题：（本题共8小题，每题3分．共24分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
C
C
A
B
B
A
D
二、多项选择题：（本题共6小题，每题4分，共24分）
题号
9
10
11
12
13
14
答案
AD
ACD
ABC
AD
AC
ACD
三、填空题（每空2分共16分）
15． ___4×10-4_______ __8×10-3________ ____1.6_______
16． ____2_______ ___ b→a ________ ____0.5_______ ____0.1_______ 水平向左。
四、计算题
17、（12分）（1）逆时针 （4分）
（2） = 2T/s （2分）
E = NS = 2V （2分）
（3）Q = t = 24J （4分）
18、（12分）解析：（1）由题意可知 Em＝NBSω （2分）
感应电动势瞬时值的表达式 e＝NBSωsinωt （2分）
（2）感应电动势的有效值 E ＝ = （2分）
回路中电流的有效值为I ＝ = （2分）
（3）当线圈从中性面转过时，由E ＝ N ＝ （1分）
I＝ （1分）
q＝IΔt （1分）
联立以上 q＝ （1分）
19、（16分）（1）杆上端电势高 （2分）
第五秒末杆的速度 v = at =10 m/s （1分）
杆上产生的电动势 E = Bdv =0.5×0.2×10v = 1v （1分）
回路中电流 = 1A （1分）
（2）第五秒末杆所受安培力F安=BId=0.5×1×0.2 = 0.1N （2分）
由牛顿第二定律可知：F- F安= ma
得 F = 0.3N （2分）
第五秒末外力的功率P = Fv = 3w （2分）
（3）t时刻：v= at =2t m/s （1分）
E = Bdv = 0.2t v （1分）
= 0.2t A （1分）
U = IR =0.1t （1分）
图略 （1分）
20、（16分）（1）金属棒开始运动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律有
① （2分）
解得 （2分）
（2）设匀强磁场的磁感应强度大小为B，则金属棒达到最大速度时
产生的电动势 E = BLvm ② （1分）
回路中产生的感应电流 ③ （1分）
金属棒棒所受安培力 ④ （1分）
cd棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则
F = mgsina ⑤ （2分）
由②③④⑤式解得 B = （1分）
（3）设电阻R上产生的电热为Q，整个电路产生的电热为Q总，则
⑥ （2分）
⑦ （2分）
由⑥⑦式解得 （2分）
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