2015-2016学年北京四中高二下学期期中考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

以下物理量与单位对应正确的一组是（  ）

A．磁通量—亨利    B．自感系数—韦伯

C．容抗—法拉      D．感抗—欧姆

2. 难度：中等

法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小（  ）

A．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比

B．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比

C．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比

D．跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比

3. 难度：中等

如图所示，矩形线圈abcd位于通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内，线圈的ad、bc边与导线平行。下面的操作中不能使线圈中产生感应电流的是（  ）

A．使线圈水平向左平移

B．使线圈水平向右平移

C．使线圈竖直向下平移

D．使线圈以bc边为轴转动

4. 难度：困难

如图所示，粗细均匀的电阻丝围城的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行，现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，则在移出过程中线框的一边a、b 两点间电势差的绝对值最大的是（  ）

5. 难度：压轴

如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变。则三个盒子中的元件可能是（  ）

A．Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器

B．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器

C．Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻

D．Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻

6. 难度：困难

如图所示，理想变压器的原线圈两端接u＝220sin100πt（V）的交流电源上副线圈两端接R＝55 Ω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。下列说法正确的是（  ）

A．原线圈中电流表的读数为1 A

B．原线圈中的输入功率为

C．副线圈中电压表的读数为110V

D．副线圈中输出交流电的周期为0．01s

7. 难度：困难

物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，他把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验，她连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是（  ）

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

8. 难度：困难

左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示（每个波形都是正弦图形）。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（  ）

A．110V      B．156V      C．220V       D．311V

9. 难度：困难

如图甲所示，abcd是由导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，质量为m的导体棒PQ与ab、cd接触良好，回路的面积为S。整个装置放在垂直于框架平面的变化的磁场中，磁感应强度随时间变化情况如图乙所示，PQ始终静止。则下面说法正确的是（  ）

A．导体棒中感应电流的方向由P到Q

B．导体棒中感应电流大小恒定

C．导体棒PQ所受安培力的方向水平向右

D．导体棒PQ所受安培力的大小恒定

10. 难度：压轴

法拉第发明了世界上第一台发电机——法拉第圆盘发电机。铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各有一个铜电刷与其紧贴，用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘如图示方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，圆盘半径为L，圆盘匀速转动的角速度为ω。下列说法正确的是（  ）

A．圆盘产生的电动势为，流过电阻R 的电流方向为从b到a

B．圆盘产生的电动势为，流过电阻R 的电流方向为从a到b

C．圆盘产生的电动势为，流过电阻R 的电流方向为从b到a

D．圆盘产生的电动势为，流过电阻R 的电流方向为从a到b

11. 难度：困难

如图所示，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），下列判断正确的是（  ）

A．磁铁与线圈相互排斥

B．磁铁与线圈相互吸引

C．通过R的感应电流方向为从a到b

D．通过R的感应电流方向为从b到a

12. 难度：困难

如图所示，A和B都是铝环，环A是闭合的，环B是断开的，两环分别固定在一横梁的两端，横梁可以绕中间的支点转动。下列判断正确的是（  ）

A．用磁铁的N极靠近A环，A环会远离磁铁

B．用磁铁的N极靠近B环，B环会远离磁铁

C．用磁铁的N极靠近A环，A环会有顺时针方向的电流产生

D．用磁铁的N极靠近A环，A环会有逆时针方向的电流产生

13. 难度：困难

卡拉OK用的话筒，内有将声音信号转换为电信号的传感器。其中有一种是动圈式的，如图所示。在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中。声波使膜片振动时，就会将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（  ）

A．该传感器是根据电流的磁效应工作的

B．该传感器是根据电磁感应原理工作的

C．膜片振动时线圈中产生动生电动势

D．膜片振动时线圈中产生感生电动势

14. 难度：困难

某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P₀，输电电压为U，输电线的总电阻为。则下列说法正确的是（  ）

A．输电线上的电流

B．输电线上的电流

C．输电线电阻上的功率损失

D．输电线电阻上的电压损失

15. 难度：困难

如图所示，电池内阻不计，L是电阻不计、自感系数足够大的线圈，D₁、D₂是两个规格相同的灯泡。对于这个电路，下列说法中正确的是（  ）

A．S刚闭合瞬间，D₁、D₂同时亮

B．S刚闭合瞬间，D₁先亮，D₂后亮

C．闭合S电路达到稳定后，D₁熄灭，D₂比S刚闭合时亮

D．闭合S待电路达到稳定后，再将S断开时，D₁亮一下再逐渐变暗，D₂立即熄灭

16. 难度：困难

如图所示，绕在同一个铁芯上的两个线圈分别与金属导轨和导体棒ab、cd组成闭合回路，棒ab、cd置于磁场中，则棒cd在导轨上如何运动才可能使导体棒ab向右运动（  ）

A．减速向右运动     B．加速向右运动

C．减速向左运动    D．加速向左运动

17. 难度：压轴

如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈匝数n＝100匝，电阻r＝1Ω，长l₁＝0．5m，宽l₂＝0．4m，角速度ω＝10rad/s。磁场的磁感强度B＝0．2T。线圈两端外接电阻R＝9Ω的用电器，和一个理想交流电流表。试分析求【解析】

（1）线圈中产生感应电动势的最大值；

（2）电流表的读数；

（3）电阻R上消耗的电功率。

二、计算题

18. 难度：困难

如图甲所示，一个圆形线圈匝数n = 1000匝、面积S = 2×10^-2m²、电阻r =1Ω。在线圈外接一阻值为R = 4Ω的电阻。把线圈放入一个匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面向里，磁场的磁感强度B随时间变化规律如图乙所示。求：

（1）0 ~ 4s内，回路中的感应电动势；

（2）t = 5s时，a、b两点哪点电势高；

（3）t = 5s时，电阻两端的电压U 。

三、选择题

19. 难度：中等

关于物体的内能，下列叙述中正确的是（  ）

A．1g 0⁰C的水的内能比1g 0⁰C的冰的内能大

B．电流通过电阻后发热，它的内能增加是通过“做功”实现的

C．气体膨胀，它的内能一定减少

D．对气体加热，其温度一定会升高

20. 难度：中等

关于布朗运动，下列说法中正确的是（  ）

A．布朗运动就是液体分子的无规则运动

B．布朗运动就是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动

C．液体的温度越高，布朗运动越激烈

D．悬浮的固体颗粒越大，布朗运动越明显

21. 难度：困难

如图所示，电阻R＝1 Ω、半径r₁＝0．2 m的单匝圆形导线框P内有一个与P共面的圆形磁场区域Q，P、Q的圆心相同，Q的半径r₂＝0．1 m．t＝0时刻，Q内存在着垂直于圆面向里的磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系是B＝（2－t）（T）。若规定逆时针方向为电流的正方向，则线框P中感应电流I随时间t变化的关系图像应该是下图中的（  ）

22. 难度：困难

如图所示，水平面内两根光滑的平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。若对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动并依次通过位置b和c。若导轨与金属棒的电阻不计，a到b与b到c的距离相等，则下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的（   ）

A．金属棒通过b、c两位置时，电阻R的电功率之比为1:2

B．金属棒通过b、c两位置时，外力F的大小之比为1:

C．在从a到b与从b到c的两个过程中，电阻R上产生的热量之比为1:1

D．在从a到b与从b到c的两个过程中，通过金属棒的横截面的电量之比为1:1

23. 难度：困难

如图甲所示，两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒c、d，置于边界水平的匀强磁场上方同一高度h处。磁场宽为3h，方向与导轨平面垂直。先由静止释放c，c刚进入磁场即匀速运动，此时再由静止释放d，两导体棒与导轨始终保持良好接触。用a_c表示c的加速度，E_kd表示d的动能，x_c、x_d分别表示c、d相对释放点的位移。图乙中正确的是（  ）

四、计算题

24. 难度：压轴

如图所示，水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁感应强度为B。矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处，导线框ab边长为l₁，bd边长为l₂，导线框的质量为m，电阻为R。磁场方向垂直于线框平面，磁场高度H>l₂。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为；当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为。运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g。求：

（1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h；

（2）cd边刚离开磁场时，电势差U_cd

（3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q；

（4）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量q。

25. 难度：困难

电磁炉起加热作用的底盘可以简化等效为如图所示的31个同心导电圆环，各圆环之间彼此绝缘，导电圆环所用材料单位长度的电阻为R₀=0．125π（Ω/m）。从中心向外第n个同心圆环的半径（cm），式中n=1、2…31。电磁炉工作时产生垂直于锅底方向的变化磁场，磁场的磁感应强度B的变化率为=100πsinωt（T/s）。（为了方便计算取π²=10）

（1）半径为r₁（n=1）的圆环中感应电动势最大值为多少伏？

（2）半径为r₁（n=1）的圆环中感应电流的有效值为多少安？

（3）各导电圆环总的发热功率为多少瓦？