1、2013-2014学年山东省乳山市高二下学期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示的四个示意图中，用来研究电磁感应现象的是 答案： B 试题分析： A图是直流电动机原理； B图是研究电磁感应现象； C图是奥斯特现象，电流周围存在磁场； D 图是通电导线在磁场中受力运动。故选 B. 考点：电磁学的实验装置及其物理原理。 在观察布朗运动时，从微粒在 a点开始计时，每间隔 30 s记下微粒的一个位置，得到 b、 c、 d、 e、 f、 g等点，然后用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是 A图中记录的是分子无规则运动的情况 B图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹 C微粒在 75 s末时的位
2、置可能在 cd的连线上，但不可能在 cd的中点 D从 a点计时，经 75 s微粒可能不在 cd的连线上 答案： D 试题分析：此图记录了固体微粒每间隔 30s的一个位置，而固体微粒是由成千上万个分子组成，所以图中记录的并不是分子无规则运动的情况故 A错误此图象是每隔 30s固体微粒的位置，而不是微粒的运动轨迹，故 B错误由图线的杂乱无章得到固体小颗粒运动的杂乱无章，所以微粒在 75s末时的位置可能在 cd的连线上，也 可能在 cd中点也可能不在 cd的连线上故 C错误， D 正确故选 D。 考点：布朗运动。 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L、小灯泡 A、开关S和电池组 E，
3、用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大 C线圈电阻偏大 D线圈的自感系数较大 答案： C 试题分析：要想使小灯泡出现闪亮的现象，在电键闭合时，电路稳定后，通过线圈 L的电流必须大于灯泡的电流，即线圈的电阻必须小于灯泡的电阻，这样当电键断开后，线圈中的电流流过灯泡，灯泡则会出现闪亮的现象，故选项 C 正确。 考点：自感现象。 两根相互平行的金属导轨水平放置于如下图所示的
4、匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒 AB和 CD可以自由滑动。当 AB在外力 F作用下向右运动时，下列说法中正确的是 A导体棒 CD内有电流通过，方向是 D C B导体棒 CD内有电流通过，方向是 C D C磁场对导体棒 CD的作 用力向左 D磁场对导体棒 AB的作用力向左 答案： BD 试题分析：由于 AB向右切割磁感线运动，由右手定则会产生由 B到 A的感应电流， CD中电流由 C到 D，故选项 B 正确， A错误；由左手定则磁场对导体棒 CD的作用力向右，磁场对导体棒 AB 的作用力向左，选项 C 错误， D 正确。 考点：右手定则及左手定则。 为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的
5、电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压。某变电所电压 u0 = 11 000 sin 100 t V的交流电降为 220 V供居民小区用电，则变电所变压器 A原、副线圈匝数比为 50 ： 1 B副线圈中电流的频率是 50 Hz C原线圈的导线比副线圈的要粗 D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 答案： AB 试题分析：降压变压器初级电压有效值为 ，原、副线圈匝数比为 ，选项 A 正确；副线圈中电流的频率是，选项 B正确；因为原线圈电压大，则电流小，所以原线圈的导线比副线圈的要细，选项 C 错误；副线圈的输出电流等于居民小区各用电器电流的总和，选项 D错误。
6、 考点：变压器的原理；远距离输电。 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图所示，金属线框的总电阻为 R，金属线框产生的交变电动势的图象如图所示，则 A t = 0. 005 s时线框的磁通量变化率为零 B t = 0. 01 s时线框平面与中性面重合 C线框产生的电功率为 P = D线框产生的交变电动势频率为 100 Hz 答案： BC 试题分析： t = 0. 005 s时线框的感应电动势最大，则磁通量变化率最大，选项A 错误； t = 0. 01 s时，线圈中的感应电动势为零，此时线框平面与 中性面重合，选项 B 正确；线框产生的电功率为 ，选项 C 正确；线框产生
7、的交变电动势频率为 ，选项 D 正确。 考点：交流电的产生及变化规律；交流电的有效值。 下列说法中正确的是 A布朗运动是悬浮在液体中的固体分子所做的无规则运动 B布朗运动反映了液体分子的无规则运动 C随着分子间的距离增大，分子间引力和斥力的合力可能会减小， D随着分子间的距离的减小，分子间引力和斥力的合力一定会增大， 答案： BC 试题分析：布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒所做的无规则运动，选项 A 错误；布朗运动反映了液体分子的无规则运动，选项 B 正确；当分子间距 ，随着分子间的距离增大，分子间引力和斥力的合力会减小，当 时，随分子间距增大分子力先增大后减小，所以选项 C 正确， D 错误
8、； 考点：分子动理论。 如下图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 O以恒定的角速度 转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在 时刻 A线圈中的电流最大 B穿过线圈的磁通量为零 C线圈所受的安培力为零 D穿过线圈磁通量的变化率最大 答案： C 试题分析： 时刻 ，线圈转过的角度为 ，此时线圈平面和磁感线垂直，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，此时的安培力为零，选项 C 正确。 考点：交流电的产生及变化规律。 如图所示，原、副线圈匝数比为 2 ： 1的理想变压器正常工作时，以下说法不正确的是 A原
9、、副线圈磁通量之比为 2 ： 1 B原、副线圈电流之比为 1 ： 2 C输入功率和输出功率之比为 1 ： 1 D原、副线圈磁通量变化率之比为 1 ： 1 答案： A 试题分析：理想变压器中原副线圈的磁通量相等，磁通量的变化率相等，选项A错误， D正确；输入功率与输出功率相等，则选项 C 正确； ，选项 B正确；故选 A 。 考点：变压器的原理。 诺基亚 6300 手机是诺基亚公司推出的一款新型手机，该手机曾经风靡一时，深受广大消费者喜爱，曾被誉为 “金刚直薄武士 ”，机身采用不锈钢材质包装。下列四幅图是该手机可能的背面设计，用你学过的电磁感应知识分析一下，其中你认为可能正确的是（该手机的电池在
10、机身的下部，机芯在机身的上部。白色的部分是不锈钢，黑色的部分是塑料） 答案： C 试题分析： 因手机的机芯在机身的上部，所以接受电磁波信号时，若上部是用不锈钢材料，则可能会产生感生电流，影响手机的接受效果，故手机上部应该用塑料，选项 C 正确。 考点：电磁感应现象。 物理老师为了培养学生的创造性，让学生设计一个实验方案，检验出放在讲台上一只正在发光的白炽灯中通的是交流电？还是直流电？同学们设计出许多方案，其中一种是：拿一个蹄形磁铁靠近白炽灯，观察灯丝，通过现象进行判断。一位同学说 “快拿磁铁来试一下 ”。以下说法哪些项是正确的 A如果发现灯丝弯曲，通的是交流电 B如果发现灯丝颤动，通的是直流电
11、 C就 “快拿磁铁来试一下 ”这一过程而言，属于科学探究中的 “实验验证 ” D通过灯丝所发生的现象来判断电灯中电流特征，学生们使用了 “等效替代法 ”这种研究问题的方法 答案： C 试题分析：如果发现灯丝弯曲，说明灯丝受力方向不变，则通的是直流电；如果发现灯丝颤动，说明灯丝受力方向不断改变，通的是交流电，选项 AB 均错；就 “快拿磁铁来试一下 ”这一过程而言，属于科学探究中的 “实验验证 ”，选项 C 正确；通过灯丝所发生的现象来判断电灯中电流特征，学生们使用了 “转换法 ”这种研究问题的方法，选项 D 错误。 考点：通电导线在磁场 中的受力情况及物理问题的探究方法。 关于热现象和热学规律
12、，下列说法中错误的是 A只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出气体分子的体积 B悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显 C用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明气体压强增大 D物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能就越大 答案： A 试题分析：知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以由 ,能算出一个气体分子运动所占据的空间，选项 A错误；布朗运动的剧烈程度与颗粒的大小和温度有关，悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动 就越明显，温度越高，布朗运动越明显，选项 B正确；用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明气体压强增大，从而压力增大，选项 C 正确；物体的温度越高，分子热运动
13、越剧烈，分子的平均动能就越大 ，选项 D 正确。故选 A 。 考点：分子动理论知识。 实验题 我们可以通过实验来探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。 (1）如图甲所示，当磁铁的 N极向下运动时，发现电流表指针偏转。若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道 。 (2）如图乙所示，发现闭合开关时，电流表指针向右偏。闭合开关稳定后，若向左移动滑动触头，此过程中电流表指针向 偏转；若将线圈 A抽出，此过程中电流表指针向 偏转。（均填 “左 ”或 “右 ”） 答案：（ 1）电流从正（负）接线柱流入时，电流表指针的偏转方向。（ 2）右；左。 试题分析：
14、（ 1）若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时，电流表指针的偏转方向。（ 2）因为当闭合开关时，电路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增加，此时产生的感应电流使电流表指针向右偏；若向左移动滑动触头，此过程中电路中的电 流也增大，则电流表指针向右偏转；若将线圈 A抽出，穿过线圈的磁通量减少，则此过程中电流表指针向左偏转。 考点：研究电磁感应现象的实验。 计算题 如图甲所示，一个电阻值为 R，匝数为 n的圆形金属线圈与阻值为 2R的电阻 R1连接成闭合回路，线圈的半径为 r1，在线圈中半径为 r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度 B随时间 t变化
15、的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的截距分别为 t0和 B0，导线的电阻不计，求。至 t1时间内： (1)通过电阻 R1上的电流大小和方向； (2)通过电阻 R1上的电量 q及电阻 R1上产生的热量。 答案：（ 1） 方向 b a ；（ 2） ； 试题分析：（ 1）根据 E = n ，则 E = 所以 方向 b a （ 2）根据 q = It1 则 由 Q = I22Rt1 则 Q= 考点：法拉第电磁感应定律；电量及热量的计算。 如下图所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框 abcd，其 ab和 cd边长= 0.4 m ， ad和 be边长 = 0.2 m，匝数 n =100匝，它在磁感应强
16、度 B = 0.2 T的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴 匀速转动，当开关 S断开时，电压表的示数为 10 V，开关 S闭合时，外电路上标有“10 V， 10 W”的灯泡恰好正常发光，求： （ 1）导线框 abcd在磁场中转动的角速度？ （ 2） S 闭合后，当导线框从图示位置转过 = 600时的过程中通过灯泡的电荷量？ 答案： (1)12.5rad/s； (2) 试题分析： (1) ，解得 （ 2） ，则 由 ,所以 考点：法拉第电磁感应定律；平均值及最大值的计算。 如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距 0.50m ，左端接一电阻R=0.20 ，磁感应强度 B=0.40T
17、的匀强磁场方向垂直 于导轨平面，导体棒 ac垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当 ac以 4.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，求： （ 1）回路中感应电流的大小； （ 2）维持 ac棒做匀速运动的水平外力 F的大小 答案：（ 1） 4.0A（ 2） 0.8N 试题分析：（ 1） 根据法拉第电磁感应定律， ac棒中的感应电动势为 E = Bdv 0.04 0.50 4.0 = 0.80 V 感应电流大小为 I 4.0A （ 2） 由于 ac棒受安培力 F IBl = 4.00.50.4N 0.8N，故外力的大小为 0.8N。 考点：法拉第电磁感应定律；安培
18、力的计算。 钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为（单位为 kg/m)，摩尔质量为 M(单位为 g/mol），阿伏加德罗常数为 NA，求： (1) m克拉钻石所含有的分子数（ 1克拉 = 0.2g） (2）每个钻石分子直径的表达式。 答案：（ 1） ；（ 2） d = 试题分析：（ 1） m克拉钻石的摩尔数为 所含的分子数为 （ 2）钻石的摩尔体积为 （单位 m3 / mol ） 每个钻石分子体积为 该钻石分子直径为 d，则 由上述 公式可求得： d = （单位为 m） 考点：阿伏伽德罗常数的计算问题。 如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨 cd和 ef相距 L=0
19、.2m，另外两根水平金属杆 MN和 PQ的质量均为 m=10-2kg，可沿导轨无摩擦地滑动， MN杆和 PQ杆的电阻均为 R=0.2 （竖直金属导轨电阻不计）， PQ杆放置在水平绝缘平台上，整个装置处于匀强磁场内，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度 B=1.0T。现让 MN杆在恒定拉力作用下由静止开始向上加速运动，运动位移 x=0.1m时 MN杆达到最大速度，此时 PQ杆对绝缘平台的压力恰好为零。（ g取 l0m/ s2）求： （ 1） MN杆的最大速度 为多少？ （ 2）当 MN杆加速度达到 a=2m/s2时， PQ杆对地面的压力为多大？ （ 3） MN杆由静止到最大速度这段时间内通过
20、MN杆的电量为多少？ 答案： (1) 1m/s； (2) 0.02N； (3)0.05C 试题分析： （ 1）最大速度时， PQ杆受力平衡： BIL=mg 由闭合电路的欧姆定律可知： E=I2R MN切割磁感线 E=BLvm 最大速度 vm=1m/s (2)对杆 MN根据牛顿第二定律： PQ受力平衡： 解得 FN=0.02N (3)位移 x内回路产生的平均感应电动势： 电流 通过 MN杆的电量为 得： 考点：法拉第电磁感应定律；牛顿定律及物体的平衡。 作图题 用螺线管与灵敏电流计组成一闭合回路，进行探究电磁感应现象实验的实验装置。请你将图中所缺导线补接完整。 答案：见。 试题分析：实物连线图如图所示。 考点：研究电磁感应现象。
