1、2013-2014陕西省宝鸡市金台区高二上学期期末考试物理（理）试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法不符合物理史实的是：（ ） A赫兹首先发现电流能够产生磁场，证实了电和磁存在着相互联系 B安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 C法拉第在前人的启发下，经过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象 D 19世纪 60年代，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在 答案： A 试题分析：麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并最先预言了电磁波的存在，而证实电磁波存在的是赫兹，发现电流能够产生磁场的是奥斯特，选项 A错 D对。安培提出分子电流假说，指出由于分子电流的同向性而使得产生的磁场
2、叠加形成磁体的磁性，选项 B对。在奥斯特发现电生磁后，法拉第经过努力终于发现磁生电即电磁感应现象选项 C对。 考点：电磁学史 如下图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 4:1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中 Rt为 NTC型热敏电阻(阻值随温度的升高而减小 )， R1为定值电阻，下列说 法正确的是 ( ) A交流电压 u的表达式 u 36 sin100tV B变压器原、副线圈中的电流之比随 Rt处温度的变化而变化 C Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大 D Rt处温度升高时，变压器原线圈的输入功率变大 答案： AD 试题分析：根据乙图，交流电压为
3、正弦交流电，最大值为 ，周期为 ，所以交流电压的瞬时值表达式 ，选项 A对。变压器原、副线圈中的电流之比与原副线圈电流成反比即为 ，与 Rt处温度的变化无关，选项 B 错。原副线圈电压比等于匝数比，由于原线圈输入电压一定，匝数比一定，所以副线圈电压一定，电压表示数为原线圈电压，选项 C错。对副线圈，功率 ，热敏电阻随温度升高电阻变小，副线圈电功率变大，根据能量守恒，原线圈电功率等于副线圈电功率，所以变压器原线圈的输入功率变大选项 D对。 考点：理想变压器 电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是 ( ) A甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，
4、线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 B乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花 C丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金 D丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小 答案： ACD 试题分析：甲图中，声音振动产生的感应电流经放大后输入到录音磁头，录音磁头根据声音电流的变化产生变化的磁场，而磁带上面的磁粉就会根据产生的磁场来分布，以磁场的方式记录下声音信号，选项 A对。乙图电路中，开关断开瞬间，线圈由于自感而产生感应 电动势，但由于和灯泡构成的电路是断开的，无法形成
5、闭合回路，没有感应电流，灯泡不会再亮选项 B错。丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生变化的磁场，从而在金属矿石中产生涡流发热而熔化，选项 C对。丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，根据变压器电流比与匝数成反比，根据电流表和匝数比即可求出导线中交变电流的大小，选项 D对。 考点：电磁感应 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个 D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D形金属盒 都处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列措施可行的是（ ） A增大匀强电场间的加速电压 B
6、增大磁场的磁感应强度 C减小狭缝间的距离 D增大 D形金属盒的半径 答案： BD 试题分析：粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动即 ，半径 ，在磁场中匀速圆周运动半周后经过电场加速进入对面的 D形盒继续做匀速圆周运动，只是加速后速度变大，半径变大，最后要从 D 形盒中出射，粒子圆周运动的半径必须等于 D形盒半径，即半径一定，此时的动能，所以要增大出射的动能，可以增大磁感应强度或者增大 D形盒半径，选项 AC 错 BD对。 考点：回旋加速器 两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦交流电和方波电流，两种交变电流的最大值、周期如图所示，则在一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的热量 Q1与方
7、波电流在电阻上产生的热量 Q2之比等于： ( ) A 3:1 B 1:2 C 2:1 D 1:1 答案： D 试题分析：交流电产生的热量是根据有效值计算的，对甲图，对乙图，分成两部分直流电，则有，整理得 ，对照选项 D对 ABC 错。 考点：交流电有效值 下图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是 ( ) 接通开关时，灯 P2立即就亮， P1稍晚一会儿亮； 接通开关时，灯 P1立即就亮， P2稍晚一会儿亮； 断开开关时，灯 P1立即熄灭， P2稍晚一会儿熄灭； 断开开关时，灯 P2立即熄灭， P1稍晚一会儿熄灭。 A B C D 答案： A 试题分析：接通开光时，由于线圈的自
8、感作用，阻碍电流的增大，所以 的电流受到阻碍而逐渐增大，即 稍晚一会待稳定后才正常发光，而 的电路中，线圈阻碍电流增大，开始 立即发光，当电流稳定后，线圈相当于电阻， 仍然发光。 对 错。断开开关时，线圈自感阻碍电流的减小，但 所在的电路线圈自感产生的感应电动势由于电路断路而没有电流，所以 立即熄灭，而所在电路即使开关断开， 和线圈也能构成闭合回路形成电流，所以 P2稍晚一会儿熄灭。 对 错。对比选项 A对 BCD错。 考点：线圈自感 铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置 .能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图（甲）所示（俯视图） .当它经过安放在两铁轨间的
9、线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收，当火 车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图（乙）所示，则说明火车在做（ ） A匀速直线运动 B匀加速直线运动 C匀减速直线运动 D加速度逐渐增大的变加速直线运动 答案： B 试题分析：磁铁和线圈发生相对运动，磁铁进入线圈时，线圈左边框切割磁感线，根据电磁感应定律，产生的感应电动势 ，从乙图的第一阶段电压随时间线性增大可判断速度 随时间 均匀增大，所以火车不是匀速直线运动选项 A错。也不是匀减速直线运动，选项 C错。 随时间 均匀增大说明加速度不变，选项 D错。运动为匀加速直线运动选项 B对。当磁铁完全在线圈中时，磁通量不变，不产生感应
10、电动势，最后出磁场时仍是电动势随时间增大，只不过磁通量从进磁场的增大变成出磁场的减小，所以电动势反向。 考点：电磁感应定律 如图所示，一束粒子沿水平方向飞过悬挂的小磁针下方，此时小磁针的 S极向纸内偏转，这一束粒子可能是 A向右飞行的质子流 B向左飞行的 离子流 C向右飞行的电子束 D向左飞行的正离子束 答案： A 试题分析：根据小磁针偏转说明粒子流产生的磁场，即这束粒子带电形成了电流。根据小磁针的 S极向纸内偏转说明等效电流上方磁场垂直纸面向外，根据右手定则，等效电流水平向右，电流方向与正电荷定向运动方向相同，与负电荷定向运动方向相反，判断这束粒子可能是水平向右的正粒子流也可能是水平向左的负
11、粒子流，对照选项 A对 BCD错。 考点：电流的磁效应 如图，闭合线圈上方有一竖直放置的条形磁铁，磁铁的 N 极朝下。当磁铁向下运动时（但未插入线圈内部）（ ） A线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互吸引 B线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相同，磁铁与线圈相互排斥 C线圈中感应电流的方向与图 中箭头方向相反，磁铁与线圈相互吸引 D线圈中感应电流的方向与图中箭头方向相反，磁铁与线圈相互排斥 答案： B 试题分析：根据楞次定律，感应电流产生的磁场总要阻碍原磁场的变化，当条形磁铁向下运动时，感应电流的磁场要阻碍磁铁向下所以磁铁与线圈相互排斥，选项 AC 错。根据同名磁极相排斥，判
12、断线圈上端为 N，根据右手安培定则，感应电流方向与图示方向相同，选项 B对 D错。 考点：楞次定律 随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为 U1，输电导线总电阻为 R，在某一时段用户需求的电功率为 P0，用户的用电器正常工作的电压为 U2。在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是 ( ) A输电线上损耗的功率为 B输电线上损耗的功率为 C若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电 D采用更高的电压输电会降低输电效率 答案： C 试题分析：用户端电功率 ，电压 ，用户端电流
13、，但从输电线到用户端经过降压变压器，电流变大，即输电线电流小于 ，所以输电线上损耗的功率小于 ，选项 A错。 是用户端功率，而 是电场输出电压，输电线电流不等于 所以损失的功率不等于 ，选项 B错。设输电线上的电流为，则损失的功率为 , 是电厂输出功率， 为升压变压器输出电压，所以输电电压越高，损失的功率越少，选项 C对。而输电的效率，输电电压越高，效率越高，选项 D错。 考点：远距离输电 变压器 一圆线圈位于垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。下列操作中始终保证线圈在磁场中，能使线圈中产生感应电流的是 ( ) A把线圈向右拉动 B把线圈向上拉动 C垂直纸面向外运动 D以圆线圈的任意直径为轴转
14、动 答案： D 试题分析：根据楞次定律，闭合回路的磁通量发生变化时才产生感应电流，无论线圈左右运动上下运动还是内外运动，线圈面积不变，磁感应强度不变，线圈平面和磁场的夹角不变，所以磁通量 不变，不会产生感应电流选项 ABC 错。以圆线圈的任意直径为轴转动，使得磁场和线圈平面的夹角变化，所以磁通量变化，产生感应电流，选项 D对。 考点：楞次定律 下列说法中正确的是：（ ） A在磁场中磁感线有可能出现相交的情况 B一小段通电导体在某处不受安培力作用，则该处磁感应强度一定为零 C当置于匀强磁场中的导体长度和电流一定时，那么导体所受的安培力大小也是一定的 D在磁感应强度为 B的匀强磁场中，长为 L、电
15、流为 I的载流导体所受到的安培力的大小，介于零和 BIL之间 答案： D 试题分析：磁感线表示磁场的方向，而磁场中同一点只能有一个磁场方向，所以磁感线不可能相交，选项 A错。根据安培定则，通电直导线在磁场中受到安培力的大小 ，不受安培力时可能是电流等于 0磁场等于 0或者是电流方向与磁场方向在一条直线上，所以磁感应强度不一定为 0选项 B错。当置于匀强磁场中的导体长度和电流一定时，没有限定电流方向和磁场方向的关系，所以安培力 大小不确定，介于 0和 之间选项 C错 D对。 考点：磁感应强度定义式 实验题 如图甲所示是某同学探究热敏电阻阻值随温度的变化规律时设计的实验图。通过实验，他得到了该热敏
16、电阻的伏安特性曲线如图乙所示。 (1)由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而 _； (2)他将这个热敏电阻接入如图丙所示的电路中，已知电源电压为 9V， R1 30，内阻不计的毫安表读数为 500mA，则 R2的阻值为 _。 答 案： (1)减小 (2)25 试题分析：（ 1）观察乙图的 图，随电压变大电功率变大，温度升高。与原点连线的斜率为 即为 ，由于与原点连线的斜率逐渐变大，所以电阻逐渐变小。 （ 2）并联电路电压相等，所以通过 的电流 ，那么通过热敏电阻的电流 ，根据乙图可知，热敏电阻此时的电压为 4v，所以定值电阻 的电压 ，所以考点：欧姆定律 串并联电路 填空题 在如图所示的实验装
17、置中，已知灵敏电流计的电流从 “ ”接线柱流入时指针从刻度盘正中间向右偏，从 “” 接线柱流入时指针向左偏。（螺线管 A线圈上端与左侧接线柱相连，线圈下端与右侧接线柱相连） (1)合上 S将线圈 A插入 B的过程中，电流表指针向 _偏。 (2)合上 S将线圈 A插入 B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向 _偏。 答案： (1)右 (2)右 试题分析： (1) 合上 S将线圈 A插入 B的过程中，线圈 B的磁通量增大，根据楞次定律阻碍磁通量的增大，分析线圈 A的下端为 N 极， B要阻碍 A向下，线圈 B的感应电流在 B的上端产生的磁场也是 N 极，根据右手安培定则判断电流方向为从 “ ”
18、接线柱流入灵敏电流计，所以指针右偏。 （ 2）合上 S将线圈 A插入 B后，将变阻器触头向左移动时，使得 A线圈的电流变大，磁场变强， B线圈的磁通量增大，变化情况与上面同，所以感应电流方向相同，指针仍向右偏。 考点：楞次定律 如图所示， 为三个相同的灯泡（设其电阻值保持不变），为与之串联的三个常用元件，如：电感线圈、电容器或电阻。 为稳恒直流电源， 为正弦交流电源。当开关 S 接 “1”时， 两灯均正常发光， 灯不亮；当开关 S接 “2”时， 灯仍正常发光， 灯变暗， 灯正常发光。由此可知：元件是 _； 元件是 _； 元件是 _。 答案：电阻 电感线圈 电容器 试题分析 ：电感线圈通直流阻交
19、流，直流电源正常发光交流电源变暗的与元件b串联的灯泡，所以 元件是电感线圈。电容器是通交流隔直流即交流电亮直流电不亮的是与 元件是串联的灯泡，所以 元件是电容器。电阻无论在直流电路还是交流电路，阻碍作用都一样，与之串联的电灯发光情况不变，所以 元件是电阻。 考点：电学元件对电流的阻碍 如图所示，线圈 ABCO 面积为 0.4m2，匀强磁场的磁感应强度 B=0.1T，方向为 x轴正方向，通过线圈的磁通量为 _Wb。在线圈由图示位置绕 z轴向下转过 60的过程中，通过线圈的磁通量改变了 _Wb。 (可以用根式表示 ) 答案： 或 3.4610-2 试题分析：线圈 ABCO 与 x轴正方向的匀强磁场
20、平行，没有一条磁感线穿过平面，所以磁通量等于 0. 在线圈由图示位置绕 z轴向下转过 60时，线圈在中性面上面的投影面积为 ，磁通量 ，磁通量变化量 。 考点：磁通量 如图所示在通电螺丝管内部中间的小磁针，静止时 N 极指向右端，则电源的 c端为电源 _极，（填 “正 ”或 “负 ”）螺线管的 a端为等效磁极的_极。（填 “N”或 “S”） 答案：正极 S极 试题分析：通电螺线管 内部的磁场方向为从 S指向 N，与外部相反，根据小磁针的 N 即向右指判断通电螺线管右端为 N 极，所以 b段为 S极。根据安培右手定则，四指弯曲的方向指向电流方向，大拇指所指的即为 N 极即大拇指指向 a，据此判断
21、电流为从 c到 d，即 c为电源正极。 考点：磁场 安培右手定则 计算题 (10分 )如图所示，在 y 0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于 xy平面并指向纸里，磁感应强度为 B。一带负电的粒子（质量为 m、电荷量为 q）以速度 v0从 O 点射入磁场，入射方向在 xy平面内，与 x轴正向的夹角为 。（粒子所受重力不计）求： （ 1）该粒子 射出磁场的位置； （ 2）该粒子在磁场中运动的时间。 答案：（ 1）（ ） （ 2） 试题分析：（ 1）带负电粒子射入磁场后，由于受到洛伦兹力的作用，粒子将沿图示的轨迹运动， 从 A点射出磁场，设 O、 A间的距离为 L，射出时速度的大小仍为 v，射出方
22、向与 x轴的夹角仍为 ，由洛伦兹力公式和牛顿定律可得： 式中 R为圆轨道半径，解得： 2分 圆轨道的圆心位于 OA的中垂线上，由几何关系可得： L=2Rsin 2分 联解 两式，得： 所以粒子离开磁场的位置坐标为（ ） 2分 （ 2）根据匀速圆周运动 2分 所以粒子在磁场中运动的时间， 2分 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动 (10分 )如图所示为交流发电机示意图，匝数为 n 100匝的矩形线圈，边长分别为 10cm和 20cm，内阻为 5，在磁感应强度 B 0.5 T的匀强磁场中绕 OO轴以 50 rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部 20 的电阻 R相接。求： (1)S断开时，电压表示数
23、； (2)电键 S合上时，电压表和电流表示数。 答案：（ 1） （ 2）电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V 试题分析： (1)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动，感应电动势最大 值 3分 S断开时，电压表示数为电源电动势有效值 2分 (2)电键 S合上时，由闭合电路欧姆定律 3分 定值电阻两端的电压 2分 即电流表示数为 2 A，电压表示数为 40 V。 考点：交变电流 欧姆定律 (10分 )如图所示，一小型发电站通过升压变压器 B1和降压变压器 B2把电能输送给用户 (B1和 B2都是理想变压器 )，已知发电机的输出功率为 500kW，输出电压为 500V，升压变压器 B1原、副线圈的匝数比为 110，两变压器间输电导线的总电阻为 2，降压变压器 B2的输出电压为 220V。求： (1)输电导线上损失的功率； (2)降压变压器 B2的原、副线圈的匝数比。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析： (1)原副线圈电压比等于匝数比，对升压变压器： ，即2分 输电线的电流： 2分 损失的功率： 2分 (2)降压变压器的输入电压 2分 降压变压器匝数比： 2分 考点：远距离输电 理想变压器
