河北省衡水市第十四中學(xué)2020-2021學(xué)年高二上學(xué)期期末考試物 理 試 卷一.選擇題（其中1-8為單選，每題3分，9-14題為多選，每題4分）1．下列現(xiàn)象中利用的原理不是利用電磁感應(yīng)的是（　　）A．如圖甲所示，真空冶煉爐外有線圈，線圈中通入高頻交流電，爐內(nèi)的金屬能迅速熔化B．如圖乙所示，安檢門可以檢測金屬物品，如攜帶金屬刀具經(jīng)過時，會觸發(fā)報警C．如圖丙所示，放在磁場中的玻璃皿內(nèi)盛有導(dǎo)電液體，其中心放一圓柱形電極，邊緣內(nèi)壁放一環(huán)形電極，通電后液體就會旋轉(zhuǎn)起來D．如圖丁所示，用一蹄形磁鐵接近正在旋轉(zhuǎn)的銅盤，銅盤很快靜止下來2．如圖所示為某一線圈通過的交流電的電流—時間關(guān)系圖象（前半個周期為正弦波形的），則一個周期內(nèi)該電流的有效值為（　?。?/span>A． B． C．      D．3．單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量與時間t的關(guān)系圖象如圖（正弦式）所示。下列說法正確的是（　?。?/span>A．時刻線框平面與中性面垂直    B．線框的感應(yīng)電動勢有效值為C．時刻，感應(yīng)電動勢為最大D.從到過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為4．手機無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示為電磁感應(yīng)式無線充電的原理圖，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量。當充電基座上的送電線圈通入按正弦規(guī)律變化的電流后，就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電。在充電過程中,說法不正確的是（    ）A. 送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化 B. 受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變C 送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞  D.手機和基座無需導(dǎo)線連接5．如圖所示，相距為L的兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與水平面成θ角（0<θ<90°）斜向右上方。已知金屬棒ab與電阻R的距離也為L。t=0時刻，使磁感應(yīng)強度從B0開始隨時間均勻減小，且金屬棒ab始終保持靜止。下列說法正確的是（　?。?/span>A．t=0時刻，穿過回路的磁通量大小為?= B0L2  B．金屬棒ab中的感應(yīng)電流方向由a到bC．金屬棒ab中的感應(yīng)電流隨時間均勻減小   D．金屬棒ab所受的安培力隨時間均勻減小6．如圖所示，矩形金屬線圈abed與理想變壓器的原線圈組成閉合電路，燈泡L1、L2完全相同，當變壓器原線圈中的抽頭P置于最上端時，原、副線圈的匝數(shù)比為n：1．矩形線圈abcd在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，且磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動的角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計。則下列說法不正確的是（　　）A.若減小矩形線圈abcd的轉(zhuǎn)速，燈L1會變暗B．在圖示位置時，矩形線圈中瞬時感應(yīng)電動勢最小C．當抽頭P置于最上端時，在線圈abcd轉(zhuǎn)動的過程中，電壓表示數(shù)為D．若僅將線圈abcd的轉(zhuǎn)軸平移至ad邊處，且轉(zhuǎn)速不變，則電壓表示數(shù)也不變7．2020年11月17~20日長春遭遇了一輪凍雨暴雪天氣，致使多條供電線路停運，電力部門持續(xù)進行搶修除冰作業(yè)。針對高壓輸電線融冰有一種電流發(fā)熱融冰法，就是增大高壓電線內(nèi)通入的電流使電線發(fā)熱，利用電線自身的發(fā)熱量使其外部冰層由內(nèi)向外融化，達到融冰除冰的目的。為了監(jiān)測高壓線路融冰進展情況，技術(shù)人員通過如圖所示的裝置檢測融冰線路。圖中、是監(jiān)測交流高壓輸電參數(shù)的互感器（均視為理想變壓器），的原、副線圈匝數(shù)比為，、是交流電壓表或交流電流表，其中交流電壓表兩端的電壓為，高壓線路輸送的電功率是、電壓是，則（　?。?/span>A．是交流電壓表       B．的原、副線圈匝數(shù)比為C．通過交流電流表的電流為   D．繞制副線圈的導(dǎo)線應(yīng)比原線圈的粗8．如圖所示，在勻強電場中，將帶電荷量為－6×10－6C的點電荷從電場中的A點移到B點，靜電力做了－2.4×10－5J的功，再從B點移到C點，電場力做了1.2×10－5的功。已知電場的方向與△ABC所在的平面平行。下列說法正確的是（　?。?/span>A．A、B兩點間的電勢差=—4V   B．B、C兩點的電勢差=2VC．C點的電勢比B點的電勢高       D．場強的方向垂直于AC指向B9.如圖所示，豎直放置的兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌相距L，導(dǎo)軌間接有一定值電阻R，質(zhì)量為m，電阻為r的金屬棒與兩導(dǎo)軌始終保持垂直并良好接觸，且無摩擦，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，現(xiàn)將金屬棒由靜止釋放，金屬棒下落高度為h時開始做勻速運動，在此過程中(　　)A．導(dǎo)體棒的最大速度為        B．通過電阻R的電荷量為C．導(dǎo)體棒克服安培力做的功大于電阻R上產(chǎn)生的熱量D．重力對導(dǎo)體棒做的功大于導(dǎo)體棒動能的增加量  10．筆記本電腦趨于普及，電腦機身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件．當顯示屏開啟時磁體遠離霍爾元件，電腦正常工作；當顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進入休眠狀態(tài)．如圖，一塊寬為a、長為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v．當顯示屏閉合時元件處于垂直于上表面、方向向上的勻強磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅．則關(guān)于元件的說法正確的是（　　）        A．前表面的電勢比后表面的低     B．前、后表面間的電壓U與a成正比C．前、后表面間的電壓U與c成正比     D．自由電子受到的洛倫茲力大小為11．如圖所示為電能輸送的示意圖，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線總電阻R為8Ω，升壓變壓器的輸入功率100kW，用戶端得到的電壓為220V，用戶得到的功率為95kW．下面說法正確的是(    )A．輸電線上損失的電壓為200V   B．升壓變壓器輸出電壓為400VC．降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為D．用戶端負載增加，有利于減少遠距離輸電的電能損失12．如圖甲所示為理想變壓器，現(xiàn)將原線圈a接在電壓u隨時間t按如圖乙所示正弦規(guī)律變化的交流電源上，將滑動變阻器滑片P置于圖中所示位置．電壓表V1、V2均為理想交流電表．現(xiàn)將滑動變阻器滑片P向右滑動一小段距離，與移動前比較，下列說法正確的是（　?。?/span>A．電阻R1消耗功率減小 B．電壓表V1的示數(shù)變大C．電壓表V2的示數(shù)減小 D．燈泡L變亮13．如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ放置在同一水平面內(nèi)，M、P之間接一定值電阻R，金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，金屬棒和導(dǎo)軌的電阻均不計，整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中．t＝0時對金屬棒施加水平向右的外力F，使金屬棒由靜止開始做勻加速直線運動．下列關(guān)于通過金屬棒的電流i、通過電阻R的電荷量q、拉力F和拉力的功率P隨時間變化的圖象，正確的是(　　)     14．如圖所示，勻強磁場中有兩個用同樣導(dǎo)線繞城的閉合線圈A、B，線圈A、B匝數(shù)之比為2∶3，半徑之比為3∶2，磁感應(yīng)強度B隨時間均勻增大。下列說法正確的有（　?。?/span>A．兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流均沿逆時針方向 B．某一時刻兩線圈的磁通量之比C．兩線圈的電阻之比  D．兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比三.計算題（共46分）15（10分）如圖所示，兩金屬板平行放置，金屬板右側(cè)的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，分別為邊和邊的中點，ab=3cm，ad=2cm，金屬板與矩形區(qū)域的軸線垂直。比荷為5×105c/kg的粒子在板附近自由釋放，經(jīng)兩板間電壓U=100v加速后，穿過板上的小孔，沿軸線進入磁場區(qū)域，并由點離開磁場。不計粒子重力，求：(1)粒子進入磁場的速度的大小；(2)矩形磁場中磁感應(yīng)強度的大小。    16.（12分）如圖，質(zhì)量 m＝0.9kg、匝數(shù) n＝20 的矩形線圈 abcd 被細繩懸掛在天花板上，線圈有一半在磁場中，且線圈平面與磁場垂直．其中 lab＝0.3m，lad＝0.4m，線圈電阻為 r＝1Ω， 磁感應(yīng)強度隨時間的關(guān)系式為 B＝0.5t，g＝10m/s2，求：（1）t＝2s 時線圈中的磁通量；   （2）流過線圈中的電流大小（3）t 為何值時細繩中的拉力為零．  17.（12分）如圖所示,空間中有場強為E=的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,y軸為兩種場的分界面。圖中虛線為磁場區(qū)的右邊界。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,從電場中的P點以初速度v0沿x軸正方向開始運動,已知P點的坐標為(-L,0),試求:(1)帶電粒子運動到y軸上時的縱坐標大小;(2)要使帶電粒子能穿越磁場區(qū)域而不再返回到電場中,磁場的寬度最大為多少?(不計帶電粒子的重力)    18.（18分）如圖所示，傾角θ=30°的兩光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd平行放置，且導(dǎo)軌足夠長，電阻可忽略，其間距L=1m。磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，一質(zhì)量m=0.2 kg、電阻R0=1Ω的金屬棒MN垂直放置在導(dǎo)軌ab、cd上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好。將并聯(lián)的電阻R1=3Ω，R2=6Ω通過開關(guān)S連接在兩導(dǎo)軌頂端。重力加速度g取10 m/s2，閉合開關(guān)S后，將金屬棒由靜止釋放，下滑x=2m時剛好達到最大速度，求：(1)金屬棒的最大速度的大??；(2) 金屬棒從靜止到剛好達到最大速度過程中流過電阻R1的電荷量(3)金屬棒從靜止到剛好達到最大速度過程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。(4)求金屬棒從靜止到最大速度所用的時間。  物理參考答案1-5  C  B C B D   6-10  D  C  C  CD  AD   11-14  AC   AB  AC  ACD  15.【答案】(1)v=104 m/s ；(2) 0.4T【詳解】(1)在電場中加速過程中，根據(jù)動能定理可得    解得v= 104 m/s(2)粒子在磁場中運動軌跡如圖所示，
根據(jù)幾何關(guān)系可得    R2=(3L）2+（R-L）2  解得  R=5L根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得     解得  = 0.4T16.【解答】解：（1）0.06Wb（2） 0.6A   (3)5S17.【答案】(1)L/2   (2)【解析】(1)帶電粒子在電場中做類平拋運動,豎直方向速度vy=at,加速度a=,水平位移L=v0t,又L=,由以上各式得帶電粒子運動到y(tǒng)軸上時的速度v=v0,方向與y軸正方向成45°角斜向上。Y=l/2(2)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,有qvB=m 得R==當帶電粒子運動軌跡與磁場右邊界相切時,有幾何關(guān)系R sin 45°+R=d,解得d= 故磁場的寬度最大為。18.【答案】(1) ；（2） C  (3)   J    （4）  s(1)當桿平衡時，達收尾速度vm  對桿  總電阻為  聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得  (3)從靜止到剛好達到收尾速度過程中，由能量守恒定律有 代入數(shù)據(jù)解得  Q=1.1J  金屬棒上產(chǎn)生的熱量  約為0.37J

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