2019-2020 学年第二学期阶段考试试题
物理学科
说明：本试题考试时间 90 分钟，满分为 100 分
一．单项选择题（每小题 4 分，共 40 分）
1．法拉第是英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家，在物理学领域，法拉第
有“电学之父”的美誉．下列陈述不符合历史事实的是( )
A．法拉第首先引入“场”的概念来研究电和磁的现象
B．法拉第首先引入电场线和磁感线来描述电场和磁场
C．法拉第首先发现电磁感应现象
D．法拉第首先发现电流的磁效应
2．对于如图所示的电流 i 随时间 t 做周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流的周期是 0.02 s，最大值是 0.2 A
D．电流做周期性变化，是交流电
3．如图所示，北京某中学生在自行车道上从东往西沿直线以速度 v 骑行，该处地磁场的水平
分量大小为 B1，方向由南向北，竖直分量大小为 B2，假设自行车的车把为长为 L 的金属平把，
下列结论正确的是( )
A．图示位置中辐条上 A 点比 B 点电势低
B．左车把的电势比右车把的电势低
C．自行车左拐改为南北骑向，辐条 A 点比 B 点电势高D．自行车左拐改为南北骑向，辐条 A 点比 B 点电势低
4．如图所示，金属棒 AB 原来处于静止状态(悬挂)．由于 CD 棒的运动，导致 AB 棒向右摆动，
则 CD 棒( )
A．向右平动 B．向左平动
C．向里平动 D．向外平动
5．两根通电直导线 M、N 都垂直纸面固定放置，通过它们的电流方向如图所示，线圈 L 的平
面跟纸面平行．现将线圈从位置 A 沿 M、N 连线中垂线迅速平移到 B 位置，则在平移过程中，
线圈中的感应电流( )
A．沿顺时针方向，且越来越小
B．沿逆时针方向，且越来越大
C．始终为零
D．先顺时针，后逆时针
6．在光滑的桌面上放有一条形磁铁，条形磁铁的中央位置的正上方水平固定一铜质小圆环，
如图所示．则以下关于铜质小圆环和条形磁铁的描述正确的是( )
A．释放圆环，环下落时环的机械能守恒
B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大
C．给磁铁水平向右的初速度，磁铁滑出时做匀速运动
D．给磁铁水平向右的初速度，圆环产生向左的运动趋势7．如图所示，电源的电动势为 E，内阻为 r 不可忽略．A、B 是两个相同的小灯泡，L 是一个
自感系数较大的线圈．关于这个电路的说法中正确的是( )
A．闭合开关，A 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定
B．闭合开关，B 灯立刻亮，而后逐渐变暗，最后亮度稳定
C．开关由闭合至断开，在断开瞬间，A 灯闪亮一下再熄灭
D．开关由闭合至断开，在断开瞬间，电流自左向右通过 A 灯
8．如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数 n1=800 和 n2=200 的两个线圈，上线圈两端
u=51sin314tV 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A．2.0V B．9.0V
C．12.7V D．144.0V
9．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为
了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有( )
A．只增加原线圈的匝数
B．只减少副线圈的匝数 n2
C．只减小负载电阻 R 的阻值
D．只增大负载电阻 R 的阻值
10．如图所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生正弦式交变
1n电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式交变电流的图象如图线 b 所示，下列关于这
两个正弦式交变电流的说法正确的是( )
A．在图中 t＝0 时刻穿过线圈的磁通量均为 0
B．线圈先后两次转速之比为 3∶2
C．交变电流 a 的有效值为 10 V
D．交变电流 b 的最大值为 5 V
二．多项选择题（每小题 4 分，共 24 分）
11．如图所示，有矩形线圈，面积为 S，匝数为 N，整个线圈内阻为 r，在匀强磁场 B 中绕 OO′
轴以角速度 ω 匀速转动，外电路电阻为 R．当线圈由图示位置转过 90°的过程中，下列说
法正确的是（ ）
A．磁通量的变化量为△φ＝NBS
B．平均感应电动势为 E＝
C．电阻 R 所产生的热量为
D．通过电阻 R 的电荷量为 Q＝
12．如图所示的正方形导线框 abcd，电阻为 R，现维持线框以恒定速度 v 沿 x 轴运动，并穿
过图中所示的匀强磁场区域，如果以 x 轴正方向为力的正方向，线框在图示位置的时刻作为计时零点，则磁场对线框的作用力 F、线框 ab 边两端的电势差 Uab 随时间变化的图像正确的是
（ ）
A． B．
C． D．
13．如图是远距离输电的示意图，则电压 U1、U2、U3、U4 之间的关系是( )
A．U1U3
C．U3>U4
D．U3＝U1＋U2
14．内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度
沿逆时针方向匀速转动，如图所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 B 随时
间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则以下说法正确的是
0v
(
)A．小球对玻璃环的压力一定不断增大
B．小球受到的磁场力一定不断增大
C．小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动
D．电场力对小球先做负功后做正功
15．在如图所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律
如图所示．边长为 l、电阻为 R 的正方形均匀线框 abcd 有一半处在磁场中，磁场方向垂直于
线框平面，此时线框 ab 边的发热功率为 P，则下列说法正确的是( )
A．磁感应强度
B．线框中感应电流为
C．线框 cd 边的发热功率为 P
D．a 端电势高于 b 端电势
16.如图所示，在光滑的水平桌面上，a 和 b 是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相
等．矩形线框位于两条导线的正中间，通有顺时针方向的电流，在 a、b 产生的磁场作用下静
止．则 a、b 的电流方向可能是
A．均向左
B．均向右
0 2B 2
T PRl
=
I=2 P
RC．a 的向左，b 的向右
D．a 的向右，b 的向左
三．计算题(共 36 分)
17．（10 分）如图所示，一能承受最大拉力为 16 N 的轻绳吊一质量为 m＝0.8 kg ，边长为 L＝
m 正方形线圈 ABCD，已知线圈总电阻为 R 总＝0.5 Ω，在线圈上半部分分布着垂直于线圈平
面向里，大小随时间变化的磁场，如图所示，已知 t1 时刻轻绳刚好被拉断，g 取 10 m/s2，求：
(1)在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向；
(2)t＝0 时 AB 边受到的安培力的大小；
(3)t1 的大小．
18．（12 分）抗击新冠疫情即将胜利，我省高三将于 3 月 25 日开学，实行全封闭管理，为保
证教学工作正常开展，防止停电事故发生，学校领导班子决定购买一台应急备用发电机，要
求如下：一是保证全校 88 间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰发电机需远离
教学区；三是尽量利用已有设备和线路．为完成任务以某物理老师牵头调查，发现以下数据：
每间教室有日光灯 20 盏，每盏 20 W，额定电压均为 220 V；发电机安装位置距离并网接口约
500 米，计算得出所用电线每米电阻约 2.0×10-3 Ω，其余部分电阻不计；学校已有升压变压
器和降压变压器各一台，升压变压器匝数比为 n1：n2=1：4，降压变压器的匝数比为n3：n4=4：
1，该物理老师画出示意图如图所示．试求：
（1）输电线总电阻 R 线是多少？
（2）购买的发电机功率 P 应不小于多少？
（3）发电机输出的电压 U1 是多少才能保证灯泡正常发光？
19．（14 分）如图所示，两根光滑固定导轨相距 0.4 m 竖直放置，导轨电阻不计，在导轨末端P、Q 两点用两根等长的细导线悬挂金属棒 cd.棒 cd 的质量为 0.01 kg，长为 0.2 m，处于磁感
应强度为 B0＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里．相距 0.2 m 的水平虚线 MN
和 JK 之间的区域内存在着垂直于导轨平面向里的匀强磁场，且磁感应强度 B 随时间变化的规
律如图所示．在 t＝0 时刻，质量为 0.02 kg、阻值为 0.3 Ω 的金属棒 ab 从虚线 MN 上方 0.2
m 高度处，由静止开始释放，下落过程中保持水平，且与导轨接触良好，结果棒 ab 在 t1 时刻
从上边界 MN 进入磁场，并在磁场中做匀速运动，在 t2 时刻从下边界 JK 离开磁场，g 取 10
m/s2.求：
(1)在 0～t1 时间内，电路中感应电动势的大小；
(2)在 t1～t2 时间内，棒 cd 受到细导线的总拉力为多大；
(3)棒 cd 在 0～t2 时间内产生的焦耳热2019-2020 学年第二学期阶段考试试题
物理学科
1．D2．A3．A4．D5．C6．A7．A8.B9．C10．B
11.BD。12.BD13.ABC14.CD15．BC16.CD
17．(1)1V 方向逆时针（2） （3）1s
【解析】（1）由电磁感应定律可知：
2 分
2 分
由楞次定律知电流方向为逆时针方向 2 分
（2）由闭合电路欧姆定律知回路中的电流：
3 分
AB 边受到安培力：
2 分
(3)当轻绳刚被拉断时受力如图所示
2 分
解得 1 分
由 2 分
由图知 2 分
18．（1）2Ω（2）38.4 kW（3）240V【解析】
（1）输电线电阻 R 线=2¡Á500¡Á2.0¡Á10-3Ω=2Ω
（2）所有电灯正常发光时消耗的功率为：P 灯 =P4=P3
由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压： =220V
所以降压变压器原线圈两端电压：
解得： =880V
两变压器之间输电线上的电流为： A=40A
输电线上损失的功率： W=3200W
所以 P=P 灯+P 损=38400W=38.4kW
即所购发电机额定功率不得低于 38.4 kW．
(3)升压变压器副线圈两端电压： =960V
升压变压器原线圈两端电压： V=240V
19．(1) (2)0.2N（3）
【解析】
(1)对棒 ab 自由下落过程，有 t1＝ ＝0.2 s
磁感应强度的变化率为
由法拉第电磁感应定律得，0～t1 时间内感应电动势
联立以上各式并代入数据可得 E1＝0.2V
(2)由棒 ab 匀速进入磁场区域可知 BI2Lab＝mabg
代入数据，可解得 I2＝1A
在 t1～t2 时间内，对棒 cd 受力分析，可得 FT＝mcdg＋B0I2Lcd
代入数据，可解得 FT＝0.2 N
(3)棒 ab 刚进入磁场时的速度为 v＝gt1＝2 m/s
棒 ab 刚进入磁场后的感应电动势为 E2＝BLabv＝0.4 V
=88 20 20W 35200W× × =
4U
3 3
4 4
4
1
U n
U n
= =
3U
3
3
35200= = 880
PI U线
2 2= =40 2P I R线 ×
2 3U U U= + 线
1
1 2
2
1 9604
nU Un
= = ×则 Rcd＝ －Rab＝0.1 Ω
在 0～t1 时间内，感应电流为 I1＝ ＝0.5 A
棒 cd 在 0～t2 时间内产生的焦耳热 Qcd＝Q1＋Q2＝ ＝0.015 J．
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