2020-2021学年陕西省安康市高二下学期期中考试物理试题(解析版)

安康市2020~2021学年第二学期高二年级期中考试

物理

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1.图中能产生感应电流的是（ ）

A. B.

C. D.

2.对楞次定律的理解，以下说法中正确的是（ ） A.感应电流的方向总是与原电流的方向相反 B.感应电流的方向总是与原电流的方向相同 C.感应电流的磁场总是与原线圈内的磁场方向相反 D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场形成的磁通量的变化

3.一根导体棒ab在水平方向的匀强磁场中自由下落，并始终保持水平方向且与磁场方向垂直。如图所示，则有（ ）

A.Uab0

B.ab，Uab越来越大 C.ab，Uab越来越大 D.ab，Uab保持不变

4.如图所示，电阻R和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，电路可能出现的情况是（ ）

1

A.AB一起亮，然后A熄灭 B.A比B先亮，然后A熄灭 C.AB一起亮，然后B熄灭 D.B比A先亮，然后B熄灭

5.如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成以A为顶点的等腰直角三角形，其中A、B电流的方向垂直纸面向里，C电流方向垂直纸面向外，其中B、C电流大小为I，在A处产生的磁感应强度的大小均为B0，导线A通过的电流大小为2I，则导线A受到的安培力是（ ）

A.2B0IL，水平向右 C.22B0IL，水平向右

B.2B0IL，竖直向上 D.22B0IL，竖直向上

6.如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的正点电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，Ep表示点电荷在P点的电势能，表示静电计指针的偏角，若保持上极板不动，将下极从虚线位置向下移动一小段距离至图中实线位置，则（ ）

A.增大，E不变，Ep增大 B.增大，E不变，Ep减小

2

C.减小，E减小，Ep增大 D.减小，E减小，Ep减小

7.如图所示，某小型发电机的磁极N、S之间的磁场可看做匀强磁场，经测量磁感应强度大小为B1T，

匝数未知的正方形线圈边长L20cm，内阻r2，绕垂直于磁场的轴匀速转动，电阻R10，电阻R两端的电压随时间的变化图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A.线圈的匝数为120匝

B.t0.2s时，线圈与中性面垂直 C.电压表的示数为20V

D.0~0.1s时间内，通过电阻R的电荷量q0.2C

8.如图甲所示，矩形导线框abcd固定在变化的磁场中，产生了如图乙所示的电流（电流方向沿abcda为正方向）。若规定垂直纸面向里的方向为磁场正方向，能够产生如图乙所示电流的磁场为（ ）

A. B.

C. D.

3

9.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（ ）

A.t0时，线圈平面平行于磁感线 B.t1s时，线圈中的电流改变方向 C.t1.5s时，线圈中的感应电动势最大 D.线圈转动的角速度为(rad/s)

10.如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度沿顺时针方向匀速转动。则（ ）

A.由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流

BL2B.回路中感应电流大小不变，为

2RC.回路中感应电流方向不变，为CDRC D.回路中有周期性变化的感应电流

11.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，两个相同灯泡的电阻均为R5（不考虑灯泡电阻随温度的变化），电流表的示数为5A。两电表均为理想交流电表，电源输入电压的表达式为

u1202sin100t(V)。下列说法正确的是（ ）

4

A.L1、L2两灯泡消耗的功率之比为2∶1 B.滑动变阻器接入电路中的有效阻值为23Ω C.电源的输出功率为1920W

D.当滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表的示数变大

12.如图所示为圆形匀强磁场，圆心为O，半径为R，磁场方向垂直纸面向里，一不计重力的粒子从边界的P点以指向圆心的水平初速度垂直磁场方向射入，从边界的Q点射出时速度方向偏转了90°；现将圆形磁场区域内的磁场换成场强为E的匀强电场，E的方向平行于OQ，该粒子以同样的初速度从P点射入电场，仍从Q点射出，已知粒子的质量为m，电荷量为q，则下列说法正确的是（ ）

A.粒子带正电 B.E的方向由Q指向O C.磁感应强度BmE 2RqD.匀强电场对带电粒子做的功等于粒子初动能的2倍 二、非选择题：共52分。

13.（4分）在图（1）中，G为指针在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图（2）中的条形磁铁的运动方向是______；图（3）中电流计的指针从中央向______偏转。

14.（8分）某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材； A.待测干电池一节

B.电流表1：量程0~0.6A，内阻r0.2

D.电压表1：量程0~3V，内阻未知

C.电流表2：量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω

E.电压表2：量程0~15V，内阻未知 F.滑动变阻器1：0~10Ω，2A

5

G.滑动变阻器2：0~100Ω，1A H.开关、导线若干

（1）伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。在上述器材中请选择适当的器材：A、______、______、______、H（填写选项前的字母）。

（2）实验电路图应选择图中的______（填“甲”或“乙”）。

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的UI图象，则在修正了实验系统误差后，干电池的电动势E______V，内电阻r______Ω。

15.（8分）一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，试根据图象求出：

（1）线圈转动的角速度； （2）电动势的有效值；

（3）t1.010s时，线圈平面和磁场方向的夹角。

16.（10分）如图所示，理想变压器的原线圈接在u2202sint(V)的交流电源上，副线圈接有R55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。

2

（1）求电压表和电流表的读数； （2）求原线圈的输入功率。

17.（10分）如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，间距d3m，导轨右端连接一阻值

6

为R3的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m。在t0时刻，电阻不计的金属棒ab在水平恒力F作用下，由静止开始沿导轨向右运动。金属棒从图中位置运动到EF位置的整个过程中，通过小灯泡的电流强度始终没有发生变化。求：

（1）通过小灯泡的电流强度；

（2）金属棒进入磁场前做匀加速直线运动的加速度大小。

18.（12分）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L1m，一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0.40的电阻，质量为m0.01kg、电阻为r0.30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，其下滑距离上与时间t的关系如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g取10m/s（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），求：

2

（1）磁感应强度B的大小：

（2）在金属棒ab从开始运动的1.5s内，内阻R上产生的热量

7

物理参考答案

题号 答案 1 B 2 D 3 C 4 A 5 D 6 A 7 A 8 D 9 AD 10 BC 11 BD 12 BC 1.B解析：A线圈不是闭合的，所以不会产生感应电流，故选项A错误；磁感应强度B不变，由于运动两个导体棒所围成的面积增大，由公式：BS，可知磁通量变化；两导体棒与导轨围成闭合回路，所以可以产生感应电流，故选项B正确；导线前磁感应强度方向向下；导线后磁感应强度方向向上，是成对出现，故整个线圈的磁通量是零，磁通量不随电流的增大而改变，故磁通量不变，故选项C错误；线圈向右动，线圈有效面积不变，磁感应强度B不变，故磁通量不变，故选项D错误。

2.D解析：由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍闭合电路内部原磁场的磁通量的变化；如果原磁场中的磁通量是增大的，则感应电流的磁场方向就与它相反，来阻碍它的增大，如果原磁场中的磁通量是减小的，则感应电流的磁场方向就与它相同，来阻碍它的减小，故ABC错误，D正确。

3.C解析：导体棒ab切割磁感线产生感应电动势，磁场向外，由右手定则可知，a点电势高，b点电势低，即ab，由于导体棒中没有电流，导体棒只受重力，向下做自由落体运动，下落过程速度v越来越大，感应电动势EBLv越来越大，导体棒ab两端电势差等于电动势，故Uab越来越大，故C正确，ABD错误。

4.A解析：当开关S闭合时，电源的电压同时加到两个灯泡上，它们会一起亮。但由于电感线圈的电阻不计，线圈将A灯逐渐短路，A灯变暗直至熄灭；故A正确，BCD错误。

5.D解析：B、C电流在A处产生的磁感应强度的大小均为B0，根据平行四边形定则：结合几何关系，则有Ａ处的磁感应强度为：BA2B0，方向水平向左；再由左手定则可知，安培力方向竖直向上，大小为

F2B02IL22B0IL，所以D正确。

6.A解析：电容器与电源断开，电量Q不变，将下极板下移的过程中，因d增大，由CC减小，由CS，可知电容4kdQU4kQ，可知U增大，则夹角增大；由E，可得E，可知E不变；根据UEd，UdS 8

可知由于P离下极板距离增大，E不变，因此P点的电势增大，由EPq，可知电势能EP增大，故选A。 7.A解析：发电机产生交流电的最大值EmUm(Rr)24V、周期T0.4s，由最大值公式REmNBSNBL22代入数据解得N120匝，选项A正确；t0.2s时，线圈中产生的感应电动T势为零，则此时线圈处于中性面位置，选项B错误；电压表的示数为交流电的有效值，所以电压表示数为

0~0.1s时间内E选项C错误：102V，

选项D错误。

E0.4NBS48tC，通过电阻R的电荷量qV，

RrttEm8.D解析：由题图乙可知，0~t1内，线圈中的电流的大小与方向都不变，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中的磁通量的变化率相同，故0~t1内磁感应强度与时间的关系是一条斜线，A、B错误；又由于0~t1时间内电流的方向为正，即沿abcda方向，由楞次定律可知，电路中感应电流的磁场方向向里，故0~t1内原磁场方向向里减小或向外增大，D正确，C错误。

9.AD解析：根据图象可知，在t0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，故A正确；图像的周期为T2s，所以角速度为2(rad/s)，选项D正确；t图象的斜率为，Tt，所以在t1.5s时，斜率为零，则感应电t即表示磁通量的变化率，在0.5s~1.5s之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流方向不变，故B错误；根据法拉第电磁感应定律可得：EN动势为零，故C错误。

10.BC解析：圆盘在外力作用下切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；根据法拉

BL212第电磁感应定律，则有EBLvBL，所以产生的电动势大小不变，感应电流大小不变，即为，

22R故B正确，D错误；根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C， 即为C→D→R→C，故C正确。

11.BD解析：电流表示数为I25A，原线圈电流I1n2I22I210A，L1、L2两灯泡消耗的功率之比n1PI12R41为2，选项A错误；由闭合电路欧姆定律得UI1RU1，解得U170V，副线圈两端的电P2I2R1压为U2n2UU1140V，滑动变阻器接入电路中的有效阻值为RP2R23，选项B正确；n1I2I110A，电源的输出功率PI1U1200W，选项C错误；当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器负

9

载电阻变大，输出电流I2减小，I1减小，电压表的示数变大，选项D正确。

12.BC解析：根据左手定则可知粒子带负电，故A错误；粒子带负电且能够从Q点射出，可知E的方向由Q指向O，故B正确；粒子从边界的P点以指向圆心的水平初速度垂直磁场方向射入，从边界的Q点射出时速度方向偏转了90°，根据几何关系可知粒子轨迹半径为rR，根据洛伦兹力提供向心力可得

2mv2v2121qER2mv；一若将磁场换为电场，则Rat，解得R，联立解qvBm，即R22mv2qBRqE得磁感应强度BmE，故C正确；粒子在匀强电场中运动时，在Q点向下的速度为vy，根据位移时间2Rq关系可得：

vy22tR，水平方向vtR，则vy2v，所以粒子在Q点的速度vQv2vy5v，匀强

电场对带电粒子做的功W4倍，故D错误。 13.答案：向下插入

右

12121mvQmv4mv2，即匀强电场对带电粒子做的功等于粒子初动能的222解析：图（1）可知，当电流从电流计的左接线柱流入时，指针向左偏；

图（2）中指针向左偏，可知感应电流的方向是顺时针，根据楞次定律知，条形磁铁S向下插入； 图（3）当条形磁铁N极向下插入时，根据楞次定律可知，感应电流方向逆时针，则指针向右偏。 14.答案：（1）B D F （2）甲 （3）1.5 0.8

解析：（1）干电池电动势约为1.5V，本着安全、准确、方便的原则，电压表选3V量程即可；电流表选0.6A量程，若内阻已知可与电源串联将电流表内阻视为电源内阻；为调节方便滑动变阻器选10Ω。

（2）电路图选甲即可，若用甲电路EUIrRA，因电流表内阻已知，可求得电动势和内阻的真实值。

（3）由UEIrRA可知UI图象的纵截距等于电源电动势，E1.5V；图象斜率

U1.51.0rRA，故r10.20.8。 I0.515.解析：（1）由图象读出周期T0.06s，线圈转动的角速度（2）由图象读出电动势的最大值Em20V，则有效值E2100rad/s T320102V 22（3）t0时刻线圈位于中性面，t1.010s时线圈平面和磁场的夹角2t6

10

16.解析：（1）原线圈电压的有效值：U1Um22202V220V 2由

U1n1，得副线圈电压：U2110V U2n2U2110A2A R55副线圈的电流：I2由

I2n1，得原线圈的电流为：I11A I1n2故电压表读数为110V，电流表的读数为1A。

（2）求原线圈的输入功率：P入I1U11220W220W 17.解析：（1）金属棒未进入磁场，回路中感应电动势为：E1灯泡中的电流强度为：ILBS3V ttE11A R（2）因灯泡亮度不变，金属棒产生的感应电动势为：E2E13V

E2Bdv

vat

解得a0.125m/s2

18.解析：（1）由xt图象求得t1.5s时金属棒的速度为：

vx11.27m/s7m/s t2.11.5E，EBLv Rr金属棒匀速运动时所受的安培力大小为FBIL，IB2L2v联立得：F

Rr根据平衡条件得：Fmg

B2L2v则有：mg

Rr代入数据解得：B0.1T

（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，金属棒的重力势能减少量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Q 根据能量守恒定律得：mgx12mvQ 2 11

代入数据解得：Q0.455J 故R产生的热量为QR

RQ0.26J Rr 12