2023-2024年四川省仁壽第一中學(xué)校（北校區(qū)）高二下學(xué)期4月期中物理試題（解析版）

仁壽一中北校區(qū)高二下學(xué)期半期考試物理試題一、選擇題1.如圖所示，把電阻、電感線圈、電容器并聯(lián)接到一交流電源上，三個(gè)燈泡的亮度相同，若保持電源電壓大小不變，而將頻率增大，則關(guān)于三個(gè)燈的亮度變化說(shuō)法正確的是（）A.燈亮度不變，燈變暗，燈變亮B.燈亮度不變，燈變亮，燈變暗C.燈變暗，燈亮度不變，燈變亮D.燈變亮，燈變暗，燈亮度不變【答案】A【解析】交流電源的電壓不變，頻率增大，電阻對(duì)電流的阻礙作用不變，通過(guò)燈的電流不變，燈的功率不變，故燈亮度不變，電感對(duì)電流的阻礙作用變大，通過(guò)燈的電流變小，燈的功率變小，故燈變暗，電容對(duì)電流的阻礙作用變小，通過(guò)燈的電流變大，燈的功率變大，故燈變亮。故選A。2.如圖所示.一根長(zhǎng)導(dǎo)線彎曲成如圖所示形狀。通以直流電，正中間用絕緣線懸掛一金屬環(huán)。環(huán)與導(dǎo)線處于同一豎直平面內(nèi)。在電流增大的過(guò)程中，下列敘述正確的是()A.金屬環(huán)中無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生B.金屬環(huán)中有順時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流C.懸掛金屬環(huán)的豎直線中的張力不變D.金屬環(huán)仍能保持靜止?fàn)顟B(tài)【答案】D【解析】根據(jù)安培定則知，彎曲成的導(dǎo)線中電流的磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?，且大小增加．由楞次定律可知，感?yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故AB錯(cuò)誤；根據(jù)左手定則可知，安培力的方向指向圓心，由于彎曲成的導(dǎo)線在金屬環(huán)所在的區(qū)域上部分的磁場(chǎng)比較大，下部分的磁場(chǎng)比較小，環(huán)的上部分受到的向下的安培力比較大，因此導(dǎo)致掛環(huán)的拉力增大，因安培力的合力方向豎直向下，故金屬環(huán)不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，仍然靜止；故C錯(cuò)誤，D正確；故選D。解決本題的關(guān)鍵會(huì)用安培定則判斷電流周圍磁場(chǎng)的方向，以及學(xué)會(huì)根據(jù)楞次定律來(lái)確定感應(yīng)電流的方向．同時(shí)會(huì)用左手定則判斷安培力的方向。3.如圖所示，半徑為的圓形線圈兩端、接入一個(gè)平行板電容器，線圈放在隨時(shí)間均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈所在平面與磁感線的方向垂直，下列措施不能使電容器所帶的電量增大的是（）A.增大線圈的面積B.增大磁感強(qiáng)度的變化率C.電容器的兩極板靠近些D.使線圈平面與磁場(chǎng)方向成角【答案】D【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，電容器兩端的電壓為，電容器的電荷量為，聯(lián)立可得；增大線圈的面積，可知電容器所帶的電量增大，故A不滿足題意要求；增大磁感強(qiáng)度的變化率，可知電容器所帶的電量增大，故B不滿足題意要求；電容器的兩極板靠近些，根據(jù)，可知電容變大，電容器所帶的電量增大，故C不滿足題意要求；使線圈平面與磁場(chǎng)方向成角，則有效面積減小，可知電容器所帶的電量減小，故D滿足題意要求。故選D。4.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，原線圈接在一個(gè)交流電源上，交變電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，副線圈所接的負(fù)載電阻是。則下列說(shuō)法中正確的是（）A.副線圈輸出交變電流周期為B.變壓器輸入功率與輸出功率之比為C.電流表的示數(shù)為D.電壓表的示數(shù)為【答案】C【解析】根據(jù)圖像可知，副線圈輸出交變電流周期等于，故A錯(cuò)誤；變壓器輸入功率與輸出功率之比為，故B錯(cuò)誤；原線圈的電壓有效值為，則電壓表的示數(shù)為，故D錯(cuò)誤；副線圈的輸出電壓為，則副線圈電流為，根據(jù)，可得原線圈電流為，則電流表的示數(shù)為，故C正確。故選C。5.如圖所示，紙面內(nèi)有一矩形導(dǎo)體閉合線框，邊長(zhǎng)大于邊長(zhǎng)，置于垂直紙面向里、邊界為MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)外，線框兩次勻速地完全進(jìn)入磁場(chǎng)，兩次速度大小相同，方向均垂直于。第一次邊平行進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為，通過(guò)線框?qū)w橫截面積的電荷量為；第二次邊平行于進(jìn)入磁場(chǎng)，線框上產(chǎn)生的熱量為，通過(guò)線框?qū)w橫截面的電荷量為，則（）A.， B.， C.， D.，【答案】A【解析】設(shè)和邊長(zhǎng)分別為，，若假設(shè)穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的速度為，，；同理可以求得：，；，由于兩次“穿越”過(guò)程均為相同速率穿過(guò)，因此：，，故A正確，BCD錯(cuò)誤，故選A。在電磁感應(yīng)題目中，公式，?？?，要牢記，選擇題中可直接應(yīng)用，計(jì)算題中要寫出推導(dǎo)過(guò)程；對(duì)于電磁感應(yīng)能量問(wèn)題一般有三種方法求解：①利用電路中產(chǎn)生的熱量等于克服安培力做得功；②利用動(dòng)能定理；③利用能量守恒；具體哪種方法，要看題目中的已知條件。6.如圖所示，電路中的變壓器為一理想變壓器，為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，是滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，原線圈兩端接電壓恒定的交變電流，則能使原線圈的輸入功率變大的是（）A.保持的位置不變，由切換到B.保持的位置不變，由切換到C.擲于位置不動(dòng)，向上滑動(dòng)D.擲于位置不動(dòng)，向下滑動(dòng)【答案】AC【解析】保持的位置不變，電阻保持不變，由切換到，則輸出電壓變大，由得功率變大，A正確、B錯(cuò)誤；置于位置不動(dòng)，則電壓保持不變，向上滑動(dòng)，電阻變小，功率變大，向下滑動(dòng)，電阻變大，功率變小，C正確、D錯(cuò)誤。7.等離子氣流由左方連續(xù)以射入和兩板間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，直導(dǎo)線與、相連接，線圈與直導(dǎo)線連接。線圈內(nèi)有隨圖所示的變化磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)的正方向規(guī)定為向左，如圖所示，則下列敘述正確的是（）A.內(nèi)、導(dǎo)線互相排斥B.內(nèi)、導(dǎo)線互相吸引C.內(nèi)、導(dǎo)線互相吸引D.內(nèi)、導(dǎo)線互相排斥【答案】BD【解析】左側(cè)實(shí)際上為等離子體發(fā)電機(jī)，將在中形成從到的電流，由圖可知，內(nèi)磁場(chǎng)均勻變化，根據(jù)楞次定律可知將形成從到的電流，同理形成從到的電流，且電流大小不變，故秒內(nèi)電流同向，相互吸引，電流反向，相互排斥。故選BD。8.如圖所示，固定在水平面上的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為，右端接有阻值的電阻，空間存在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為、電阻為的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連，放在導(dǎo)軌上．初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長(zhǎng)度。給導(dǎo)體棒水平向右的初速度，導(dǎo)體棒開(kāi)始沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸．已知導(dǎo)體棒的電阻與定值電阻的阻值相等，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則下列說(shuō)法中正確的是()A.導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始時(shí)刻受到的安培力向左B.導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始時(shí)刻導(dǎo)體棒兩端的電壓C.導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后速度第一次為零時(shí)，系統(tǒng)的彈性勢(shì)能D.導(dǎo)體棒最終會(huì)停在初始位置，在導(dǎo)體棒整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱【答案】AD【解析】導(dǎo)體棒和定值電阻組成閉合線圈，開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始時(shí)刻，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，線圈面積減小，根據(jù)楞次定律來(lái)?yè)?jù)去留，安培力阻礙線圈面積的變化，所以安培力水平向左，選項(xiàng)A對(duì)；根據(jù)楞次定律導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但導(dǎo)體棒和定值電阻組成閉合回路，導(dǎo)體棒兩端電壓為路端電壓，已知導(dǎo)體棒的電阻與定值電阻的阻值相等所以路端電壓，選項(xiàng)B錯(cuò)；導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，安培力和彈簧彈力做功，根據(jù)功能關(guān)系產(chǎn)生的焦耳熱，選項(xiàng)C錯(cuò)；金屬棒最終會(huì)停下來(lái)時(shí)，不再切割磁感線，沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，不受安培力，而導(dǎo)軌光滑，沒(méi)有摩擦力，所以導(dǎo)體棒靜止時(shí)，彈簧彈力為，即彈簧原長(zhǎng)，根據(jù)功能關(guān)系，電路上產(chǎn)生的焦耳熱，由于電路內(nèi)阻等于外阻，所以電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為，選項(xiàng)D對(duì)。故選AD。二、非選擇題9.某學(xué)習(xí)小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用了可拆式變壓器，鐵芯安裝在鐵芯上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯的兩臂上，如圖所示：（1）下列說(shuō)法正確的是______A．為保證實(shí)驗(yàn)安全，原線圈應(yīng)接低壓直流電源B．變壓器中鐵芯是整塊硅鋼C．保持原線圈電壓及匝數(shù)不變，可改變副線圈匝數(shù)，研究副線圈的匝數(shù)對(duì)輸出電壓的影響D．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過(guò)鐵芯導(dǎo)電輸送到副線圈（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變壓器原、副線圈選擇不同的匝數(shù)，利用多用電表測(cè)量相應(yīng)電壓，記錄如下，由數(shù)據(jù)可知一定是______線圈的匝數(shù)（填“原”或“副”）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，可得出原副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系：______。（3）學(xué)習(xí)小組觀察實(shí)驗(yàn)室中一降壓變壓器的兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線粗細(xì)不同，結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)將較細(xì)的線圈作為_(kāi)_____線圈。（填“原”或“副”）【答案】（1）；（2）副，原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比；（3）原【解析】（1）[1]變壓器改變的是交流電壓，因此原線圈不能接低壓直流電源，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)樽儔浩鞯墓ぷ髟硎请姶鸥袘?yīng)，如果變壓器鐵芯是用整塊鐵芯，則在電磁的作用下，會(huì)產(chǎn)生很大的渦流發(fā)熱，當(dāng)熱量達(dá)到一定程度時(shí)，會(huì)損壞鐵芯和線圈，故不能用整塊硅鋼，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；研究變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系，用到控制變量法，可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，選項(xiàng)C正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，若不計(jì)各種損耗，在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到傳遞磁場(chǎng)能的作用，而不是靠鐵芯導(dǎo)電來(lái)傳輸電能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。（2）[2]為保證實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故由數(shù)據(jù)可知一定是副線圈的匝數(shù)；[3]由表可知，原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)成正比，則；（3）[4]理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，因?yàn)槭墙祲鹤儔浩?，所以副線圈的電壓小于原線圈的電壓，而功率又相等，所以副線圈的電流大于原線圈的電流，為了減少功率損失，根據(jù)電阻定律可知副線圈應(yīng)用較粗的銅導(dǎo)線繞制，故應(yīng)將較細(xì)的線圈作為原線圈。10.某同學(xué)利用如圖甲所示的電路測(cè)量一個(gè)熱敏電阻的阻值。所用器材：電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電壓表（內(nèi)阻未知）和毫安表（內(nèi)阻未知）。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測(cè)量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為和，則此時(shí)熱敏電阻的阻值為_(kāi)_______。這種方法測(cè)量的熱敏電阻的阻值比真實(shí)值____________（填“偏大”或“偏小”）。（2）實(shí)驗(yàn)中得到該熱敏電阻阻值隨溫度變化的曲線如圖乙所示。利用該熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖丙所示。圖中為直流電源（電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻不計(jì)）；當(dāng)環(huán)境溫度升高導(dǎo)致圖中的輸出電壓達(dá)到或超過(guò)時(shí)，便觸發(fā)報(bào)警器（圖中未畫出）報(bào)警。若要求開(kāi)始報(bào)警時(shí)環(huán)境溫度為，則圖中固定電阻的阻值應(yīng)為_(kāi)___________（保留位有效數(shù)字），若電源電壓大于，則開(kāi)始報(bào)警時(shí)的溫度______________（填“高于”或“低于”）?！敬鸢浮浚?）##，偏??；（2），低于【解析】（1）[1][2]由歐姆定律，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻有分流作用，導(dǎo)致毫安表的示數(shù)偏大，故用這種方法測(cè)量的熱敏電阻的阻值比真實(shí)值偏小。（2）[3]當(dāng)環(huán)境溫度為時(shí)，由圖乙可得此時(shí)熱敏電阻的阻值約為，由于熱敏電阻的阻值隨著溫度升高而降低，依題意要求的輸出電壓隨溫度升高而增大，所以即為熱敏電阻，由閉合電路歐姆定律，解得，則固定電阻阻值為；[4]若電源電壓大于，則開(kāi)始報(bào)警時(shí)熱敏電阻阻值由，可知，故開(kāi)始報(bào)警時(shí)的溫度低于。11.如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌，間距，在桌面上的部分是水平的，桌面區(qū)域存在磁感應(yīng)強(qiáng)度、方向豎直向下的有界磁場(chǎng)，電阻，桌面高，金屬桿的質(zhì)量，接入電路的電阻，在導(dǎo)軌上距桌面的高處由靜止釋放，落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離，軌道電阻不計(jì)，。求：(1)金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電阻上的電流大??；(2)整個(gè)過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，代入數(shù)據(jù)可得，由法拉第電磁感應(yīng)定律及閉合電路歐姆定律可得；(2)金屬桿離開(kāi)桌面做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向、水平方向分別滿足，，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得，由能量守恒得金屬桿減小的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電路產(chǎn)生的熱量，整個(gè)過(guò)程中電阻上產(chǎn)生的熱量。12.風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來(lái)得到了快速發(fā)展。如圖是上海黃浦江入海處所建的風(fēng)車陣。如果風(fēng)車陣中某發(fā)電機(jī)輸出功率為，輸出電壓是，先后經(jīng)過(guò)一升壓變壓器和一降壓變壓器傳輸后送到用戶，設(shè)用戶得到的電壓是，輸電線總電阻為。若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的，試求：（1）畫出此輸電線路的示意圖；（2）在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比各為多少？（3）用戶得到的電功率是多少？【答案】（1）；（2），；（3）【解析】（1）輸電過(guò)程示意圖如圖所示；（2）由線路損耗的功率，可得，，故升壓變壓器原副線圈匝數(shù)之比為，輸電線上電壓損失為，由，得輸送電壓，降壓變壓器原線圈兩端的電壓為，故降壓變壓器原副線圈匝數(shù)之比為；（3）用戶得到的電功率為，即。13.如圖所示，、為間距足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌，。導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角，間連接有一個(gè)的電阻。有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。將一根質(zhì)量為的金屬棒緊靠放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌與金屬棒的電阻均不計(jì)，現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，金屬棒沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與平行。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)，當(dāng)金屬棒滑行至處時(shí)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定速度，距