黑龙江省大兴安岭实验中学西校区2013-2014学年高二下学期期末物理试卷(A卷)(选修3-2)
黑龙江省大兴安岭实验中学西校区2013-2014学年高二下学期期末物理试卷（A卷）（选修3-2）
一．单项选择题（本题共10题每小题3分共30分）
1．（3分）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更
2．（3分）长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R．如图所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出，第二次让线
框以ω=的角速度转过90°角．那么（）
3．（3分）（2010?淄博一模）如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q．已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计．则（）
mv
S=
当导体棒的速度为v 4．（3分）如图所示，OO ′为一金属转轴（只能转动不能移动），M 为与OO ′固定连接且垂直于OO ′的金属杆，当OO ′转动时，M 的另一端在固定的金属环N 上滑动，并保持良好的接触．整个装置处于一匀强磁场中，磁场方向平行于OO ′轴，磁感应强度的大小为B 0．图中V 为一理想电压表，一端与OO ′接触，另一端与环N 连接．已知当OO ′的角速度ω=ω0时，电压表读数为U 0；如果将磁场变为磁感应强度为nB 0的匀强磁场，而要电压表的读数为mU 0时，则OO ′转动的角速度应变为（ ）
ω0
D
ω0
5．（3分）在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如 D
6．（3分）如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左
边的铁芯上套有一个环面积为0.02m 2、电阻为0.1Ω的金属环．铁芯的横截面积为0.01m 2
，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2T ，则从上向下看（ ）
7．（3分）（2009?武汉二模）如图所示，在水平面内的直角坐标系xoy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA 满足方程y=Lsinkx，长度为的直导轨OC与x 轴重合，整个导轨
处于竖直向上的匀强磁场中．现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动的过程中，它与导轨组成的闭合回路（）
8．（3分）如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220V的正弦交变电流后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为（）
V D V
9．（3分）在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了一矩形线圈abcd．线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从t=0时刻起，线圈以恒定角速度ω=
绕cd边沿图示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t=0到t=T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图象为（）
10．（3分）（2009?南充模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=4：1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路，当直导线AB在匀强磁场中沿导轨（导轨电阻不计）匀速地向右运动，电流表A1的读数是12mA，那么电流表A2的读数是（）
二．多项选择题（本题共4题每小题4分共16分）
11．（4分）如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下．自行车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，两把手间距为L．只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是（）
12．（4分）如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行，已知AB=BC=L，线框导线的总电阻为R．则线框进入磁场的过程中（）
通过线框截面的电荷量为线框所受外力的最大值为
13．（4分）如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S．规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（）
D
14．（4分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直长度为L金属杆aO，已知ab=bc=cO=，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分圆弧）金属轨道始终接触良好．一
电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度ω顺时针匀速转动时（）
Q=BL
三、非选择题（本题共6题，满分54分）
15．（4分）（2008?海南）当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值_________（填“变大”、“不变”或“变小”）．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随_________变化而改变的特性制成的．
16．（8分）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它与计算机相连，能在几秒内画出电流随时间变化的图象．如图甲所示电路，电源电动势为直流8V，电容器为几百微法的电解电容器，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，计算机屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线，如图乙所示．则：在图乙中画出了一个竖立的狭长矩形（在乙图的左端），它的面积表示的物理意义是：_________．根据以上数据估算的电容是_________（结果保留三位有效数字）．
17．（8分）如图所示，矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ．已知ad=5×10﹣2m，ab=20×10﹣2m，匀强磁场的磁感应强度B=2T，R1=R3=1Ω，R2=R4=3Ω．求：
（1）平均感应电动势；
（2）转落时，通过各电阻的平均电流．（线圈的电阻忽略不计）
18．（8分）（2009?广东模拟）如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，导轨间距离为L，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量分别为m a、m b的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R．轻质弹簧的左端与b杆连接，右端被固定．开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值v m，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触．求当b杆达到最大速度v m时，
（1）b杆受到弹簧的弹力
（2）弹簧具有的弹性势能．
19．（14分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200rad/s．已知ab=0.1m，bc=0.2m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；
（2）设t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（3）画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；
（4）当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？
（5）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？
（6）线圈的发热功率多大？
20．（12分）发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电线路的电阻为0.2Ω，先用初、次级匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10：1的降压变压器降压供给用户．
（1）画出全过程的线路图；
（2）求用户得到的电压和功率；
（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．
黑龙江省大兴安岭实验中学西校区2013-2014学年高二下学期期末物理试卷（A卷）（选修3-2）
参考答案与试题解析
一．单项选择题（本题共10题每小题3分共30分）
1．（3分）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更
2．（3分）长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为R．如图所示，对称轴MN的左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，第一次将线框从磁场中以速度v匀速拉出，第二次让线
框以ω=的角速度转过90°角．那么（）
E=n
，从而即可求解．
E=n
．当回路为
=）
?
q=
3．（3分）（2010?淄博一模）如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度v0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q．已知导体棒与导轨间的接触电阻阻值恒为R，其余电阻不计．则（）
mv
S=
当导体棒的速度为v
，F=BIL=
Q=mv
△t===S=
=，当导体棒的速度为
4．（3分）如图所示，OO′为一金属转轴（只能转动不能移动），M为与OO′固定连接且垂直于OO′的金属杆，当OO′转动时，M的另一端在固定的金属环N上滑动，并保持良好的接触．整个装置处于一匀强磁场中，磁场方向平行于OO′轴，磁感应强度的大小为B0．图中V为一理想电压表，一端与OO′接触，另一端与环N连接．已知当OO′的角速度ω=ω0时，电压表读数为U0；如果将磁场变为磁感应强度为nB0的匀强磁场，而要电压表的读数为mU0时，则OO′转动的角速度应变为（）
ω0D
ω0
切割磁感线运动，故由题意可得
解得：
若要电压表的示数变为，故
5．（3分）在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如
D
6．（3分）如图所示，铁芯右边绕有一个线圈，线圈两端与滑动变阻器、电池组连成回路．左边的铁芯上套有一个环面积为0.02m2、电阻为0.1Ω的金属环．铁芯的横截面积为0.01m2，且假设磁场全部集中在铁芯中，金属环与铁芯截面垂直．调节滑动变阻器的滑动头，使铁芯中的磁感应强度每秒均匀增加0.2T，则从上向下看（）
．故
E=n
7．（3分）（2009?武汉二模）如图所示，在水平面内的直角坐标系xoy中有一光滑金属导轨AOC，其中曲线导轨OA 满足方程y=Lsinkx，长度为的直导轨OC与x 轴重合，整个导轨
处于竖直向上的匀强磁场中．现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R0，除金属棒的电阻外其余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动的过程中，它与导轨组成的闭合回路（）
，分析功率与时间的关系，确定变化情况，再由欧姆定律分析电
P=
=，
8．（3分）如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220V的正弦交变电流后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为（）
V D V
Q=
Q=
9．（3分）在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了一矩形线圈abcd．线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从t=0时刻起，线圈以恒定角速度ω=
绕cd边沿图示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t=0到t=T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图象为（）
10．（3分）（2009?南充模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n 1
：n 2=4：1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路，当直导线AB 在匀强磁场中沿导轨（导轨电阻不计）匀速地向右运动，电流表A 1的读数是12mA ，那么电流表A 2的读数是（ ）
二．多项选择题（本题共4题每小题4分共16分）
11．（4分）如图所示，某人在自行车道上从东往西沿直线以速度v骑行，该处地磁场的水平分量大小为B1，方向由南向北，竖直分量大小为B2，方向竖直向下．自行车把为直把、金属材质，且带有绝缘把套，两把手间距为L．只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列结论正确的是（）
12．（4分）如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框．现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行，已知AB=BC=L，线框导线的总电阻为R．则线框进入磁场的过程中（）
通过线框截面的电荷量为线框所受外力的最大值为
求电量；
t=
E=n，
q=n=
13．（4分）如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t=0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S．规定电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用I1、I2表示流过D1和D2的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（）
D
14．（4分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一与磁场方向垂直长度为L金属杆aO，已知ab=bc=cO=，a、c与磁场中以O为圆心的同心圆（都为部分圆弧）金属轨道始终接触良好．一
电容为C的电容器接在轨道上，如图所示，当金属杆在与磁场垂直的平面内以O为轴，以角速度ω顺时针匀速转动时（）
Q=BL
E=
E=
BL B（=B）BL
BL
．
E=
三、非选择题（本题共6题，满分54分）
15．（4分）（2008?海南）当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值变小（填“变大”、“不变”或“变小”）．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随温度变化而改变的特性制成的．
16．（8分）电流传感器可以像电流表一样测量电流，它与计算机相连，能在几秒内画出电流随时间变化的图象．如图甲所示电路，电源电动势为直流8V，电容器为几百微法的电解电容器，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，计算机屏幕上显示出电流随时间变化的I﹣t曲线，如图乙所示．则：在图乙中画出了一个竖立的狭长矩形（在乙图的左端），它的面积表示的物理意义是：表示为通过电流传感器的电荷量．根据以上数据估算的电容是370μF（结果保留三位有效数字）．
C=
C=
17．（8分）如图所示，矩形线圈在0.01s内由原始位置Ⅰ转落至位置Ⅱ．已知ad=5×10﹣2m，ab=20×10﹣2m，匀强磁场的磁感应强度B=2T，R1=R3=1Ω，R2=R4=3Ω．求：
（1）平均感应电动势；
（2）转落时，通过各电阻的平均电流．（线圈的电阻忽略不计）
E=求解平均感应电动势
E=V=1V
R==
=
18．（8分）（2009?广东模拟）如图所示，在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨MN、PQ，导轨间距离为L，导轨的电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨所在平面．质量分别为m a、m b的两根金属杆a、b跨搁在导轨上，接入电路的电阻均为R．轻质弹簧的左端与b杆连接，右端被固定．开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动，当a杆向右的速度为v时，b杆向右的速度达到最大值v m，此过程中a杆产生的焦耳热为Q，两杆始终垂直于导轨并与导轨良好接触．求当b杆达到最大速度v m时，
（1）b杆受到弹簧的弹力
（2）弹簧具有的弹性势能．
T=
=