高二下学期期末检测题B 卷

2020-06-01 12:35山西省介休市第一中学
关键词:线框强磁场感应电流

■山西省介休市第一中学

一、选择题(1~7 题为单选题,8~10 题为多选题)

1.关于物理学发展过程中的认识,下列说法中正确的是( )。

A.奥斯特发现了电流的磁效应,并发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系

B.法拉第在分析了许多实验事实后提出,感应电流应具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

C.回路中的磁场发生变化时产生感生电动势,其本质是变化的磁场能在其周围空间激发感生电场,通过电场力对自由电荷做功实现能量的转移或转化

D.导体在磁场中做切割磁感线运动时产生动生电动势,其本质是导体中的自由电荷受到洛伦兹力作用,通过洛伦兹力对自由电荷做功实现能量的转化

2.如图1 所示,一闭合金属圆环用绝缘细绳悬挂在O点,将圆环拉离平衡位置并释放,圆环摆动过程中经过匀强磁场区域,则( )。

A.圆环向右穿过磁场后,不能摆至与出发时位置等高处

B.在进入和离开磁场时,圆环中的感应电流方向相同

C.整个圆环进入磁场后,感应电流方向不变

D.圆环最终停止在最低点

3.2019年10月1日,伟大祖国70华诞,举国欢庆,盛大阅兵仪式在京隆重举行。当空军司令员丁来杭上将带着领航梯队驾机从天安门城楼上空飞过时场面极其震撼。当飞行员驾机沿长安街自东向西做飞行表演时,下列关于飞行员左右两侧机翼端点电势高低的判断正确的是( )。

A.飞行员右侧机翼电势低,左侧机翼电势高

B.飞行员右侧机翼电势高,左侧机翼电势低

C.飞行员左右两侧机翼电势一样高

D.条件不具备,无法判断

4.如图2甲所示为电热毯的电路图,电热丝接在U=311sin(100πt)V 的交流电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P将输入电压变为如图2 乙所示的波形,使电势毯进入保温状态。若电热丝电阻保持不变,则电热毯处于保温状态时理想电压表的读数是( )。

A.220V

B.156V

C.110V

D.311V

5.如图3所示,一足够长的光滑水平导轨与一理想变压器的原线圈相连,导体棒ab放在导轨上并处于匀强磁场中,副线圈上连接有灯泡L和电容器C,其余一切电阻不计。下列说法中正确的是( )。

A.若导体棒ab向右做匀速直线运动,则灯泡L中有c→d的电流

B.若导体棒ab向右做匀速直线运动,则电容器C下极板带正电

C.若导体棒ab向左做匀加速直线运动,则灯泡L中有d→c的电流

D.若导体棒ab向左做匀加速直线运动,则电容器C上极板带正电

6.在如图4所示 的平面直角坐标系中,平行四边形金属线框的两条邻边长度分别为a、2a,其锐角为60°,短边与x轴间的夹角为30°。现让线框从图示位置沿x轴正方向匀速穿过宽度为的匀强磁场区域,磁场边界与x轴垂直,方向垂直于坐标系平面向里。如图5所示四幅反映线框穿过磁场区域过程中的感应电流I随时间t变化关系的图像中正确的是(规定沿逆时针为电流的正方向)( )。

7.如图6 所示,理想变压器原线圈两端接正弦式交变电流,副线圈两端通过输电线接一只灯泡和一只滑动变阻器,输电线的电阻不计。在将滑片P向上滑动的过程中,下列判断正确的是( )。

A.灯泡变亮

B.通过滑动变阻器的电流变大

C.通过变压器原线圈的电流变小

D.滑动变阻器消耗的电功率变大

8.如图7 甲所示,将阻值R=5Ω 的电阻接到内阻不计的正弦式交变电流上,电流i随时间t变化的规律如图7 乙所示,理想电流表串联在电路中测量电流的大小。下列说法中正确的是( )。

A.电阻R两端电压随时间变化规律的函数表达式为u=2.5sin(200πt)V

B.电阻R消耗的电功率为1.25 W

C.若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生(如图8 所示),则当线框的转速提升一倍时,电流表的示数变为1A

D.若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生(如图8 所示),则当线框的转速提升到原来的倍时,电流表的示数变为1A

9.如图9所示,水平放置的粗糙U 形金属框架左侧接一个阻值为R0的电阻,放在垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中,一个半径为L、质量为m的半圆形硬导体AC在水平向右的恒定拉力F作用下,由静止开始运动距离d后速度达到v,导体AC的电阻为r,其余电阻不计。下列说法中正确的是( )。

A.导体AC速度达v时,其两端电压UAC=2BLv

B.导体AC速度达v时,其两端电压

C.在导体AC由静止开始到速度达v的过程中,电路中产生的焦耳热Q=Fd-

D.在导体AC由静止开始到速度达v的过程中,通过电阻R0的电荷量

10.如图10 所示,在水平桌面上放置两相距为l的平行光滑导轨ab与cd,阻值为R的电阻与导轨的a、c端相连。质量为m、电阻不计的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放在匀强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B(图中未画出)。导体棒的中点系一不可伸长的轻绳,轻绳绕过固定在桌边的光滑轻滑轮后,与一个质量也为m的物块相连,轻绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块,用h表示物块下落的高度(物块不会触地),重力加速度为g,其他电阻不计,则下列说法中正确的是( )。

A.电阻R中的感应电流方向由a到c

C.若h足够大,则物块下落的最大速度为

D.通过电阻R的电荷量为

二、非选择题

(一)必考题

11.如图11甲所示为一理想变压器,a、b为原线圈接头,c、d、e为副线圈接头,原线圈接入的正弦式交变电流的uab-t图像如图11乙所示。若只在副线圈接头c、e间接一只Rce=400Ω 的电阻,或只在副线圈接头d、e间接一只Rde=225Ω 的电阻,则两种情况下电阻消耗的电功率均为80 W。求:

(1)只在副线圈接头c、e间接一只阻值为400Ω 的电阻时,原线圈中的电流I1。

(2)c、e和d、e间线圈的匝数比

12.如图12 甲所示,平面直角坐标系xOy的第一、第三象限内有匀强磁场,第一象限内的磁感应强度大小为B,第三象限内的磁感应强度大小为2B,磁感应强度的方向均垂直于坐标系平面向里。半径为l、圆心角为90°的扇形导线框OPQ在外力作用下以角速度ω绕O点在坐标系平面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R。

(1)求导线框在刚进入第一象限时所受安培力的大小和方向。

(2)在图12乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图像(从OP边刚进入第一象限开始计时,且规定电流方向沿POQP为正)。

(3)求导线框匀速转动一周外力对导线框做的功。

13.如图13 所示,倾角θ=37°的足够长两平行导轨顶端b、c间和底端a、d间分别连一定值电阻,其阻值R1=R2=2 Ω,两导轨间距L=1 m。在由导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于导轨平面向下的磁场,磁感应强度B1=1T。在导轨上横放一质量m=1kg、电阻r=1Ω、长度也为L的导体棒ef,导体棒与导轨始终接触良好,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。在导轨的顶端通过导线连接一面积S=0.5m2、总电阻r0=1Ω、匝数N=100的线圈(线圈的中轴线沿竖直方向),在线圈内加上沿竖直方向,且均匀变化的磁场B2(图中未画出),连接线圈电路中的开关S处于断开状态,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,不计导轨电阻。

(1)由静止释放导体棒,导体棒能达到的最大速度是多少?

(2)若导体棒由静止释放到稳定运行之后的一段时间内,电阻R1中产生的焦耳热Q=0.5J,则导体棒下滑的距离是多少?

(3)现闭合开关S,为使导体棒静止在导轨上,线圈内所加磁场的方向及磁感应强度的变化率应满足什么条件?

(二)选考题

[选修3—4]

14.19世纪末,电磁波的发现为信息插上了飞翔的翅膀,它使得通信技术得到了飞速发展,大大加快了现代生活的节奏。下列关于电磁振荡和电磁波的说法中正确的是_____。

A.LC回路是电磁振荡回路,不同于机械振动,其振动周期由回路本身的性质决定

B.电磁波是横波,而机械波既有横波又有纵波

C.机械波和电磁波在传播时都需要介质D.电磁波不能发生干涉、衍射现象

E.电磁波由真空进入介质中,传播速度变小,频率不变

15.有一波源,它做周期为T、振幅为A的简谐运动,在介质中形成波速为v的简谐横波,波在时间内传播的距离为____,介质中的质点在时间内通过的最大路程为____。

16.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得g=。只要测出多组单摆的摆长l和周期T,作出T2-l图像,就可以求出当地的重力加速度。理论上T2-l图像是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图像如图14所示。

(1)造成图像不过坐标原点的原因可能是_____。

(2)由图像求出的重力加速度g=____m/s2(取π2=9.87)。

17.如图15所示,AOB是截面为扇形的玻璃砖的横截面,其顶角θ=60°。现有一细束单色光在横截面内从OA边上的E点沿垂直于OA的方向射入玻璃砖,光线直接到达AB面且恰好未从AB面射出。已知,光在真空中的传播速度为c,试求:

(1)光在玻璃砖中的传播速度。

(2)光第一次从OB边射出时的折射角。

18.1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年,洛埃利用平面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。洛埃镜实验的基本装置如图16 所示,S为单色光源,M为一平面镜,光屏和平面镜垂直放置。

(1)用平面镜成像作图法画出光源S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。

(2)调整光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和l,在光屏上形成干涉条纹。已知光的波长为λ,写出相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距Δx的表达式。

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