安徽省铜陵市枞阳县高二（下）开学考试物理试题（word版含答案）

安徽省铜陵市枞阳县高二（下）开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．正切电流计是19世纪发明的一种仪器，它可以利用小磁针的偏转来测量电流。下图为其结构示意图，在一个竖直放置、半径为r、匝数为N的圆形线圈的圆心O处，放一个可以绕竖直轴在水平面内转动的小磁针（带有刻度盘）。线圈未通电流时，小磁针稳定后所指方向与地磁场水平分量的方向一致，调整线圈方位，使其与静止的小磁针在同一竖直平面内。给线圈通上待测电流后，小磁针偏转了角。已知仪器所在处地磁场的磁感应强度水平分量大小为B，环形线圈在环心处产生的磁感应强度大小与电流强度成正比。关于这个电流计，下列判断正确的是（　　）
A．偏角与电流I成正比
B．在地球上的不同地方测同样大小的电流，角不同
C．当偏角分别为30°和60°时，对应的电流之比为1∶3
D．当偏角分别为30°和60°时，对应的电流之比为1∶2
2．垂直斜面向下磁场的宽度均为L，一质量为m、电阻为R、边长为 的正方形导体线圈，在沿平行斜面向下的拉力F作用下由静止开始沿斜面下滑，当ab边刚越过GH进入磁场Ⅰ时，恰好做匀速直线运动，下列说法中正确的有（重力加速度为g）（　　）
A．从线圈的ab边刚进入磁场Ⅰ到线圈dc边刚要离开磁场Ⅱ的过程中，线圈ab边中产生的感应电流先沿b→a方向再沿a→b方向
B．线圈进入磁场Ⅰ过程和离开磁场Ⅱ过程所受安培力方向都平行斜面向上
C．线圈ab边刚进入磁场Ⅰ时的速度大小为
D．线圈进入磁场Ⅰ做匀速运动的过程中，拉力F所做的功等于线圈克服安培力所做的功
3．某线圈通有如图所示的电流，则线圈中自感电动势改变方向的时刻有( )
A．第1 s末 B．第2 s末
C．第3 s末 D．第4 s末
4．矩形线圈绕垂直磁场线的轴匀速转动，对于线圈中产生的交变电流 ( )
A．交变电流的周期等于线圈转动周期
B．交变电流的频率等于线圈的转速
C．线圈每次通过中性面，交变电流改变一次方向
D．线圈每次通过中性面，交变电流达到最大值
5．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为m，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了，则下列判断正确的是（　　）
A．电流表A2的示数减小了 B．电流表A1的示数增大了
C．电压表V1的示数不变 D．输电线损失的功率增加了
6．在炎热酷暑的时候，大量的电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输电线老化，线损提高，入户电压降低，远达不到电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的家用升压设备，其原理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器，现某用户工作情况如图所示。下列说法正确的是（忽略变压器电阻）（　　）
A．现入户电压，若要稳压源输出电压，则需调节
B．空调制冷启动时，热水器实际功率不变
C．空调制冷停止时，导线电阻耗能升高
D．在用电器正常工作时，若入户电压减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大
二、单选题
7．如图所示为风速测量仪的简易模型，在风力的作用下，风叶通过杆带动与其固定在一起的永磁铁转动，假设杆的转速与风速成正比，在某—风速作用下，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，下列说法中正确的是：
A．风叶带动杆的转速为5r/s
B．电流的表达式为
C．风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6A
D．风速加倍时电流的表达式为
8．如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，一条形磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管，不计空气阻力．下列说法正确的是
A．条形磁铁做自由落体运动 B．电流计中的电流先由B到A，后由A到B
C．磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量 D．A点的电势先高于B点的电势，后低于B点的电势
9．一个矩形线圈在匀强磁场里作匀速转动，所产生的交流电动势的瞬时值表达式,则下列说法正确的是
A．该交流电的频率是
B．该交流电的有效值是220V
C．当t=20s时，线圈所受的安培力最大
D．当t=20s时，穿过线圈的磁通量最大
10．如选项图所示，A中线圈有一小缺口，B、D中匀强磁场区域足够大，C中通电导线位于水平放置的闭合线圈某一直径的正上方．其中能产生感应电流的是(　 　)
A．
B．
C．
D．
11．电磁炉是利用涡流加热而达到烹饪食物的目的．电磁炉适用的锅类是（　　）
A．平底陶瓷锅
B．凹底陶瓷锅
C．平底不锈钢锅
D．凹底不锈钢锅
12．如图所示，是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈将（　　）
A．顺时针转动 B．逆时针转动
C．静止不动 D．因电源极性不明无法确定转动方向
13．关于交变电流的几种说法正确的是
A．使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是最大值
B．交流电流表和交流电压表测得的值是电路中的瞬时值
C．跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的平均值
D．通常照明电路的电压是220V，指的是有效值
14．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其电阻几乎为零．A和B是两个完全相同的灯泡，下列说法中正确的是（ ）
A．当开关S闭合瞬间，A灯先亮B灯后亮
B．当开关S闭合瞬间，A灯比B灯亮
C．当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由b到a
D．当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由a到b
15．如图所示为一台交流发电机和变压器连接的示意图，是一个10匝的线圈，其面积为，线圈绕其中心轴线以的角速度逆时针转动，在的左侧空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，为发电机的输出端，右面连接一个理想电压表和理想变压器，变压器的输出端接两个完全相同的灯泡，灯泡的额定电压为，此时两个灯泡刚好正常发光，忽略除灯泡电阻外的其他电阻。下列说法中正确的是（ ）
A．发电机的电动势与时间关系为
B．电压表的示数为
C．变压器的原、副线圈匝数比为
D．若一个灯泡出现断路后，通过另一个灯泡的电流会增大
三、解答题
16．2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，国人瞩目、万众期盼．冬季奥运会比赛项目之一的“跳台滑雪”，可简化为如图所示的模型，质量为的运动员由高处下滑后从平台末端A点水平跃出，落在水平地面上的B处。已知A点离地面高度，从A点到B的水平距离，忽略一切阻力，g取。求：
（1）运动员从A点运动到B点的时间t；
（2）运动员从A点水平跃出时的速度大小。
17．理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4 ∶1，原线圈输入电压U＝1410sin 100πtV，副线圈通过电阻R＝1 Ω的输电线对用户供电，则用户处最多接多少盏“220V　40 W”的电灯可保证正常发光？
18．如图甲所示，足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度，匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P之间连接阻值为R=0.4的电阻，质量为、电阻为的金属棒ab紧贴在导轨上，现使金属棒ab由静止开始下滑，下滑过程中ab始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求：
（1）判断金属棒两端a、b的电势高低；
（2）0~1.5s内，电阻R上产生的热量；
（3）0~2.1s内，求通过电阻R的电量。
19．如图所示，质量为M＝10.0kg的小车在光滑水平面上以v1＝4m/s速度向右运动，一人背靠竖直墙壁为避免小车撞向自己，拿起水枪以v2＝8.0m/s的水平速度将一股水流自右向左射向小车后壁，射到车壁的水全部流入车厢内，忽略空气阻力，已知水枪的水流流量恒为Q＝5.0×10－5m3/s（单位时间内流过横截面的水流体积），水的密度为ρ＝1.0×103kg/m3，不计空气阻力。求：
(1)经多长时间可使小车速度与原来等大反向？
(2)小车速度减为零之后保持不动，此人继续持水枪冲击小车，问小车受到的水对它的水平作用力有多大？
20．如图1所示，匝数200匝的圆形线圈，面积为50cm2，放在匀强磁场中，线圈平面始终与磁场方向垂直，并设磁场方向垂直纸面向里时，磁感应强度为正．线圈的电阻为0.5Ω，外接电阻R=1.5Ω．当穿过线圈的磁场按图2所示的规律变化时，求：
（1）作出线圈中感应电流i 随时间t变化的图象(以逆时针方向为正) (不必写计算过程)
（2）由图象计算通过电阻R的电流的有效值．
21．如图所示，两根平行的光滑金属导轨M、N，电阻不计，相距L = 0.2m，上边沿导轨垂直方向放一个质量为m = 4 × 10 - 2kg的金属棒ab，ab的电阻R0 = 0.5Ω，两金属导轨一端通过电阻R = 2Ω和电源相连。电源电动势E = 6V，内阻r = 0.5Ω，如果在装置所在的区域加一个水平向右的匀强磁场，使ab对导轨的压力恰好是零，并使ab处于静止。求：
（1）闭合电路中的电流是多大？
（2）磁感应强度B的大小
（3）导体棒ab产生的热功率P热是多少瓦特？
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参考答案：
1．BC
【解析】
【详解】
A．设环形线圈在环心处产生的磁感应强度大小为B′，由题意，根据磁感应强度的合成与分解可得
即
所以偏角与电流I不成正比，故A错误；
B．在地球上的不同地方，地磁场的磁感应强度水平分量大小不同，所以在地球上的不同地方测同样大小的电流，角不同，故B正确；
CD．根据前面分析可知
当偏角分别为30°和60°时，对应的电流之比为
故C正确，D错误。
故选BC。
2．BC
【解析】
【详解】
A．由右手定则可知线圈的ab边刚进入磁场Ⅰ和线圈的dc边刚要离开磁场Ⅱ时，线圈中的感应电流方向均为b→a，线圈经过JP时感应电流的方向为a→b，A错误；
B．由楞次定律可判断出感应电流的磁场阻碍线圈的切割磁感线运动，线圈进入磁场Ⅰ过程和离开磁场Ⅱ过程所受安培力方向都平行斜面向上，B正确。
C．线圈ab边刚进入磁场Ⅰ时，受到的安培力
F安=BI，
由共点力的平衡知识可知
F安=mgsinθ＋F
联立可得线圈ab边刚进入磁场Ⅰ时的速度大小为，C正确。
D．线圈进入磁场Ⅰ做匀速运动的过程中，合外力做的功为0，即拉力F和重力沿斜面方向的分力所做的功等于线圈克服安培力所做的功，D错误。
故选BC。
3．BD
【解析】
【详解】
在自感现象中当原电流减小时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方向相反．在0～1 s内原电流正方向减小，所以自感电动势的方向是正方向，在1 s～2 s内原电流负方向增加，所以自感电动势与其方向相反，即沿正方向；同理分析2 s～3 s、3 s～4 s内可得正确选项为BD。
故选BD。
4．ABC
【解析】
【详解】
试题分析：线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，产生正弦电流，其周期等于线圈的转动周期，故A正确；频率为周期的倒数，故频率应等于线圈的转速，B正确；在中心面上时，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，即产生感应电动势为零，电流将改变方向，C正确D错误；
考点：考查了交流电的产生
5．BC
【解析】
【详解】
AB．根据理想变压器的电压规律，对于降压变压器
根据欧姆定律，示数增加了
根据单相理想变压器的电流规律
解得示数增加了
A错误，B正确；
C．发电厂的输出电压恒定，升压变压器的变压比恒定，所以示数恒定，C正确；
D．输电线上损失的功率增加了
所以损失的功率不一定为，D错误。
故选BC。
6．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．变压器有
代入数据有
选项A正确；
BC．空调启动时电流增大，导线电阻分压增加，热水器电压降低，功率降低，选项B错误；
C．空调制冷停止时，电流减小，导线电阻分压减小，导线电阻耗能减小，选项C错误；
D．在用电器正常工作时，功率不变，若入户电压U1减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大，选项D正确。
故选AD。
7．A
【解析】
【详解】
B.由图象可知，线圈转动周期T=0.2s，则，故交流电的电流表达式：i=0.6sin10πt（A），故B错误.
A.根据ω=2πn可知转速为5r/s，故A正确.
C.由转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，电流的最大值Im=1.2A，故有效值；故C错误.
D.由转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，电流的最大值Im=1.2A，则电流的表达式为：i=1.2sin20πt（A），故D错误.
8．B
【解析】
【详解】
A．由于磁铁在运动中产生电磁感应现象，故磁铁受到阻碍作用，故磁铁不会做自由落体运动；故A错误；
BD．当磁铁N极向下运动，导致穿过线圈的磁通量变大，且方向向下，则由楞次定律可得线圈中产生感应电流方向盘旋而下，螺线管下端相当于电源的正极。所以通过G的电流方向为从B到A，当S极离开螺线管时，穿过线圈的磁通量变小，且方向向下，则螺线管上端相当于电源的正极。所以通过G的电流方向为从A到B，则A点的电势先低于B点的电势，后高于B点电势，故D错误，B正确；
C．根据能量守恒规律可知，磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量和磁铁的动能之和，故磁铁减小的重力势能大于回路中产生的热量，故C错误。
故选B。
9．D
【解析】
【详解】
试题分析：由电动势的瞬时值表达式为可知，最大值,角速度ω=10π rad/s，根据，可得，所以A错误；根据有效值与最大值的关系得：所以B错误；当t=20s时,此时线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，感应电流为零，安培力为零，所以C错误；D正确．
考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率
10．B
【解析】
【分析】
本题考查了感应电流产生的条件：闭合回路中的磁通量发生变化．据此可正确解答本题．
【详解】
A、由于圆环不闭合，即使磁通量增加，也不产生感应电流，故A错误．
B、由图知，闭合回路的面积增大，磁通量增加，将产生感应电流．故B正确．
C、根据安培定则知，穿过圆环的磁通量完全抵消，磁通量为零，且保持不变，所以不产生感应电流，故C错误．
D、线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过线框的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故D错误．
故选B．
11．C
【解析】
【详解】
电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，必须使用铁质锅具才被磁化形成涡流，C正确．
12．A
【解析】
【详解】
根据题图所示电路，线框ab所处位置的磁场是水平方向的，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中电阻减小，电流增强，则穿过闭合导线框ab的磁通量将增加
Φ＝BSsin θ
θ为线圈平面与磁场方向的夹角，根据楞次定律，感应电流的磁场将阻碍原磁通量的增加，则线框ab只有顺时针旋转使θ角减小，而使穿过线圈的磁通量阻碍原磁通量的增加，注意此题并不需要明确电源的极性，故BCD错误，A正确。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
A. 使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是有效值，故A项与题意不相符；
B. 交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值，故B项与题意不相符；
C. 跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的有效值，故C项与题意不相符；
D. 通常照明电路的电压是220V，指的是交流电的有效值，故D项与题意相符．
14．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．电键S闭合瞬间，线圈L对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，故A错误；B错误；
CD．稳定后当电键K断开后，A马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡B构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是由b到a，B闪一下再熄灭，故C正确；D错误；
故选C。
15．C
【解析】
【详解】
A．交变电流的电压最大值为
图示时刻边的速度方向与磁场方向平行，当边离开磁场的同时边就进入磁场继续切割磁感线，所以发电机的电动势与时间关系为
故A错误；
B．电动势的有效值
由于发电机无内阻，所以电压表示数为，故B错误；
C．由题目分析可知变压器的匝数比
故C正确；
D．忽略除灯泡电阻外的其他电阻，变压器可视为理想变压器，故变压器的输出电压由输入电压和匝数比共同决定，与输出端无关，所以当一个灯泡断路后，另一个灯泡两端的电压没有变化，因此电流不会发生变化，故D错误。
故选C。
16．（1）2s；（2）30m/s
【解析】
【详解】
运动员从A点水平跃出后做平抛运动
（1）由竖直方向的运动可知
得
（2）由水平方向的运动可知
得
17．165
【解析】
【详解】
由公式U＝1410sin100πtV知原线圈的输入电压有效值U1≈1000 V，
由公式可求
U2＝250 V
因为用户处电灯可保证正常发光，所以U用户＝220 V，则
U线＝U2－U用户＝30 V；
又因为U线＝I2R，得
I2＝30 A
电灯的额定电流是
I0＝A
用户的电灯又是并联，可知I2＝NI0得灯的盏数
N＝＝165盏
点睛：根据变压器原副线圈的电压比等于匝数比，得出输出电压U2，用户要正常工作，电压应为额定电压，而输出电压等于用户电压加上线路损失电压，线路损失电压等于线路电流与线路电阻乘积，由此可得线路电流；线路电流等于各用户电灯电流之和，可得电灯的个数．
18．（1）b端电势高，a端电势低；（2）0.26J；（3）
【解析】
【详解】
（1）由右手定则可知，ab中的感应电流由a流向b，ab相当于电源，则b端电势高，a端电势低；
（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，金属棒的重力势能减小，转化为金属棒的动能和电路的内能，设电路中产生的总焦耳热为，根据能量守恒定律得
代入数据解得
故R产生的热量
（3）由图像得时金属棒的速度为
金属棒匀速运动时所受安培力大小
又
根据欧姆定律得
联立解得
0~2.1s内，流过R的平均电流为
通过电阻R的电量
19．(1)400s；(2)0.4N
【解析】
【详解】
(1)取水平向右为正方向，由于水平面光滑，经时间，流入车内的水的质量为，则
对车和水流，在水平方向没有外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
(2)设时间内，水的体积为，质量为，则
设小车队水流的水平作用力为，根据动量定理得
代入数据由解得
根据牛顿第三定律，水流对小车的平均作用力为
20．(1) ⑵1.41A
【解析】
【详解】
试题分析：由图2可知，在0～0.1s内，磁感应强度垂直纸面向里且磁感应强度变大，由楞次定律可得，线圈中的感应电流沿逆时针方向，回路中电流为逆时针方向，为正．
根据法拉第电磁感应定律： =200×4×50×10-4=4V
根据欧姆定律：I1= =2A
0.1-0.5s内磁感应强度的变化率变为负向，则感应电流变为负向，变化率大小减小为前面的，则感应电流减小为前面的，I2= I1=1A
故i-t图象如图：
（2）根据电流的热效应相同：I12Rt1+ I22Rt2= I2R（t1+t2） 代入22R×0.2+12 R×0.4= I2R（0.2+0.4）
解得 I=A=1.41A
考点：本题考查正弦式交变电流的有效值．
21．（1）Ι = 2A；（2）B = 1T；（3）P = 2W
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：（1）当ab处于静止时，运用全电路欧姆定律得，电路中的电流
I = = A = 2A
（2）对导轨的压力恰好是零时，安培力与重力相等，即
F安 = mg
故
BIL = mg
代入得
B = 1T
（3）导体棒ab产生的热功率
P热 = I2 × Rab = (2A)2 × 0.5Ω = 2W
考点：全电路欧姆定律，安培力。
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