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德优网2022陕西省西安市未央区西安中学高中物理考试期末高二上

2021-2022学年陕西省西安中学高二(上)期末物理试卷

试卷总分:100分    命题人:dygzwlyn    考试时长:120分钟

一、选择题(12小题共48分)
1. (本题4分) 下列有关物理学史的说法符合事实的是(  )

A.奥斯特首先发现了电流的磁效应

B.法拉第定量得出了法拉第电磁感应定律

C.安培总结出来了判定安培力方向的左手定则

D.楞次首先引入电场线和磁感线,提出了判定感应电流方向的方法即楞次定律

2. (本题4分) 关于涡流,下列说法中错误的是(  )
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A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置

B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的

C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动

D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

3. (本题4分) 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是(  )
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A.图1中,A1与L1的电阻值相同

B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流

C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同

D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等

4. (本题4分) 德优题库如图所示,三个相同的金属圆环内,存在着不同的有界匀强磁场,虚线表示环的某条直径,已知所有磁场的磁感应强度随时间变化都满足B=kt,方向如图.测得A环中感应电流强度为I,则B环和C环内感应电流强度分别为(  )
A.IB=I、IC=0 B.IB=I、IC=2I
C.IB=2I、IC=2I D.IB=2I、IC=0
5. (本题4分) 德优题库电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示.其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上.则可判定电流互感器(  )

A.是一种降压变压器

B.能测量恒定电路的电流

C.原、副线圈电流的频率不同

D.副线圈的电流小于原线圈的电流

6. (本题4分) 德优题库如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到(  )

A.拨至M端或N端,圆环都向左运动

B.拨至M端或N端,圆环都向右运动

C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动

D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动

7. (本题4分) 如图所示正方形线圈abcd的边长L=0.3m,线圈电阻为R=1Ω,直线OO’与ad边相距L,过OO’且垂直纸面的竖直平面右侧有磁感应强度B=1T的匀强磁场,方向垂直纸面向里。线圈以OO’为轴匀速转动,角速度ω=20rad/s,以图示位置为计时起点。则(  )

A.线圈中产生的交流电瞬时值表达式为u=0.6cos20t

B.流过ab边的电流方向保持不变 

C.当t=s时,穿过线圈的磁通量为0.06Wb 

D.从t=0到t=s,穿过线圈磁通量的变化量大小为0.06Wb

8. (本题4分) 如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO'上,随轴以角速度ω匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是(  )

A.棒产生的电动势为Bl2ω  

B.微粒的电荷量与质量之比为 

C.电阻消耗的电功率为

D.电容器所带的电荷量为CBr2ω

9. (本题4分) 德优题库如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是(  )

A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮

B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮

C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗

D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗

10. (本题4分) 如图所示,理想变压器原线圈一端有a、b两接线柱,a是原线圈的一端点,b是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=Usin100πt,则(  )

A.当单刀双掷开关分别与a、b连接时,电压表的示数比为1:2   

B.当t=0时,c、d间的电压瞬时值为 

C.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表示数增大   

D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电流表的示数增大

11. (本题4分) 关于交流电路中的扼流圈,下列说法正确的是(  )

A.扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的

B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过,而阻碍高频交流通过

C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过

D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大

12. (本题4分) 德优题库如图,两条光滑平行金属导轨固定,所在平面与水平面夹角为θ,导轨电阻忽略不计。虚线ab、cd均与导轨垂直,在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放,两者始终与导轨垂直且接触良好。已知PQ进入磁场时加速度恰好为零。从PQ进入磁场开始计时,到MN离开磁场区域为止,流过PQ的电流随时间变化的图象可能正确的是(  )
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B.德优题库
C.德优题库
D.德优题库
二、填空题(2小题共14分)
13. (本题6分) 现有一合金制成的圆柱体,为测量该合金的电阻率,现用伏安法测圆柱体两端之间的电阻,用螺旋测微器测量该圆柱体的直径,用游标卡尺测量该圆柱体的长度.游标卡尺和螺旋测微器的示数如图(1)和图(2)所示.
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(1)由上图读得圆柱体的直径为        mm,长度为        cm.
(2)若流经圆柱体的电流为I,圆柱体两端之间的电压为U,圆柱体的直径和长度分别为D、L,测得D、L、I、U表示的电阻率的关系式为ρ=       
14. (本题8分) 某探究性学习小组利用如图1所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表A1的内阻r1=1.0kΩ,电阻R1=9.0kΩ,为了方便读数和作图,给电池串联一个R0=3.0Ω的电阻。
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①按图示电路进行连接后,发现aa′、bb′和cc′三条导线中,混进了一条内部断开的导线。为了确定哪一条导线内部是断开的,将电键S闭合,用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压,读数不为零,再测量a、a′间电压,若读数不为零,则一定是        导线断开;若读数为零,则一定是        导线断开。
②排除故障后,该小组顺利完成实验。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据,作出图象如图2.由I1-I2图象得到的电池的电动势E=       V,内阻r=       Ω。
三、解答题(3小题共38分)
15. (本题12分) 德优题库如图所示,两根间距为l的光滑金属导轨(不计电阻),由一段圆弧部分与一段无限长的水平段部分组成。其水平段加有方向竖直向下的匀强磁场,其磁感应强度为B,导轨水平段上静止放置一金属棒cd,质量为2m,电阻为2r。另一质量为m,电阻为r的金属棒ab,从圆弧段M处由静止释放下滑至N处进入水平段,圆弧段MN半径为R,所对圆心角为60°,求:
(1)ab棒在N处进入磁场区速度多大?此时棒中电流是多少?
(2)cd棒能达到的最大速度是多少?
(3)cd棒由静止到达最大速度过程中,系统所能释放的热量是多少?
16. (本题12分) 德优题库如图所示,地面上方高为H的空间,分布着水平方向的磁场。取竖直向下为x轴正方向,水平方向为y轴方向。在xoy平面内,磁感应强度在y轴方向不发生变化,竖直方向随x变化的关系为Bx=B0+kx,式中B0和k均为常量。用质量为m、电阻为R的匀质薄金属条制成的边长为L的比荷正方形单匝线框,从图示位置由静止开始释放,线框在下落过程中保持竖直,已知线框达到最大速度后,最终落到地面,不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)求线框下落的最大速度vm
(2)假设线框从静止下落到地面的时间为t,若在同一时间t内,线框内产生的热量与一恒定电流I0在该段线框内产生的热量相等,求I0大小。
17. (本题14分) 发电机和电动机具有装置上的类似性,源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景。
德优题库
在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中,两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内,相距为L,电阻不计。电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好,以速度v(v平行于MN)向右做匀速运动。
图1轨道端点MP间接有阻值为r的电阻,导体棒ab受到水平向右的外力作用。图2轨道端点MP间接有直流电源,导体棒ab通过滑轮匀速提升重物,电路中的电流为I。
(1)求在Δt时间内,图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。
(2)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。
a.请在图3(图1的导体棒ab)、图4(图2的导体棒ab)中,分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。
b.我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图2“电动机”为例,通过计算分析说明。
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平行组卷明细
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  • 题号
  • 考点
  • 操作
  • 1
  • 电磁学物理学史,
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  • 2
  • 涡流的产生及原理,
  • 查看
  • 3
  • 自感线圈对电路的影响,
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  • 4
  • 闭合电路欧姆定律的内容和表达式,法拉第电磁感应定律的内容和表达式,
  • 查看
  • 5
  • 电压与电流互感器,
  • 查看
  • 6
  • 楞次定律及其应用,
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  • 7
  • 交变电流的u-t图像和i-t图像,
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  • 8
  • 导体转动切割磁感线产生的感应电动势,电磁感应过程中的电路类问题,
  • 查看
  • 9
  • 电功和电功率的计算,变压器的动态分析——原线圈无负载,
  • 查看
  • 10
  • 变压器的动态分析——原线圈无负载,
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  • 11
  • 电感、电容和电阻对电路的影响对比,
  • 查看
  • 12
  • 根据B-t或者φ-t图像计算感应电动势,
  • 查看
  • 13
  • 游标卡尺的使用与读数,螺旋测微器的使用与读数,导体电阻率的测量,
  • 查看
  • 14
  • 测量普通电源的电动势和内阻,
  • 查看
  • 15
  • 机械能守恒定律的简单应用,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,导体平动切割磁感线产生的感应电动势,
  • 查看
  • 16
  • 导体平动切割磁感线产生的感应电动势,
  • 查看
  • 17
  • 左手定则判断安培力的方向,电磁感应过程中的能量类问题,电磁感应过程中的电路类问题,
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