沪教版高二物理选修3-2期末试题及答案

φ tO φ tO φ tO φ tO t0 2t0 甲 乙 丙 丁 高二物理期末测试题（命题人：斗鸡中学 柳润润） 试题说明： 1．本套试题适用于沪教版 3—2，总分 100 分，时间 90 分钟。 2．试题着眼于基础知识的考查，其中基本概念、基本原理占到本试题分值的 70%。 3．本套试题偏重于电磁感应、交流电，高压输电，占 90% 一、选择题（每小题至少有一个选项正确，每小题 4 分，共计 48 分） （ ）1、关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是： A．感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B．感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同 C．感应电流的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反 D．感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 （ ）2、穿过闭合回路的磁通量Φ随时间 t 变化的图像分别如图甲、乙、丙、 丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是 A．图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B．图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C．图丙中回路在 0～t0 时间内产生的感应电动势大于 t0～2t0 时间内产生的感 应 电 动 势 D． 图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变 ( ) 3．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线 圈平面内的固定轴转动，线圈内的感应电动势 e 随时间 t 的变化如图所示，则下列说法中正确的是 A．t1 时刻通过线圈平面的磁通量为零 B．t2 时刻通过线圈平面的磁通量最大 0 110 2 －110 2 0.01 0.02 t/s u/V C．t4 时刻通过线圈平面的磁通量的变化率的绝对值最大 D．每当感应电动势 e 变换方向时，通过线圈平面的磁通量的绝对值都为最 大 ( ) 4．一交流电压的图象如图所示，将该交流电压加在一阻值为 22 的电 阻两端，下列说法中正确的是 A．该电阻消耗的功率为 1100W B ． 该 交 流 电 压 的 瞬 时 值 表 达 式 为 100sin2110u t （V） C．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为 2110 V D．流过电阻的电流方向每秒改变 50 次 ( ) 5. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数 n1=1100 匝，副线圈匝数 n2=180 匝，交流电源的电压 1U 220 2 sin120 tV ，电阻 R=45Ω，电压表、电流 表均为理想电表，则 A．交流电的频率为 50Hz B．A1 的示数约为 0.13A C．该交变电压不能加在耐压值为 300V 的电容器上 D．V 的示数为 36V ( ) 6．给额定功率为 60W、额定电压为 220V 的 白炽灯泡加上如图所示的电压，恰使灯泡正常发光， 则所加电压 U0 的大小最接近于 A．440V B．350V C．310V D．220V ( ) 7.如图所示为一理想变压器，原副线圈的匝数之比为 1︰n，副线圈接 一定值电阻 R. A.若 ab 之间接直流电压 U，则 R 中的电流为 nU R B.若 ab 之间接直流电压 U，则原、副线圈中的电流均为零 C.若 ab 之间接交流电压 U，则原线圈中的电流为 R Un 2 D.若 ab 之间接交流电压 U，则副线圈中的电流为 nR U （ ）8、如图所示，同一水平面上足够长的固定平 L1 L2 a b C L a b R 行导轨 MN、PQ 位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，导轨上有两根金属棒 ab、cd， 能沿导轨无摩擦滑动，金属棒和导轨间接触良好，开始 ab、cd 都静止。现给 cd 一个向右的初速度 v0，则下列说法中正确的是 A．cd 始终做减速运动，ab 始终做加速运动，并有可能追上 cd B．cd 始终做减速运动，ab 始终做加速运动，但肯定追不上 cd C．cd 先做减速运动后做加速运动，ab 先做加速运动后做减速运动 D．cd 做减速运动，ab 做加速运动，最终两杆以相同的速度做匀速运动 （ ）9、如图，在同一铁心上绕着两个线圈，单 刀双掷开关原来接在 1 位置，现在它从 1 打向 2，试判 断此过程中，通过 R 的电流方向是 A．先由 P 到 Q，再由 Q 到 P B．先由 Q 到 P，再 由 P 到 Q C．始终是由 Q 到 P D．始终是由 P 到 Q （ ）10、如图所示电路中，A、B 是两个完全相同 的灯泡，L 是一个理想电感线圈，当 S 闭合与断开时， A、B 的亮度情况是： A.S 闭合时，A 立即亮，然后逐渐熄灭 B.S 闭合时，B 立即亮，然后逐渐熄灭 C.S 闭合足够长时间后，B 发光，而 A 不发光 D.S 闭合足够长时间后，B 立即发光，而 A 逐渐熄灭 （ ）11..如图所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从图示位置匀 速拉出匀强磁场，若第一次用 0.3s 时间拉出，外力所做的功为 W1，通过导线截 面的电量为 q1；第二次用 0.9s 时间拉出，外力做的功为 W2，通过导体截面的电 量为 q2，则 A．W1＜W2，q1＜q2 B．W1＜W2，q1＝q2 C．W1＞W2，q1＝q2 D．W1＞W2，q1＞q2 ( ) 12、如图所示为光敏电阻自动计数器 N L A B R SC 的示意图，其中 R1 为光敏电阻，R2 为定值电阻．此光电计数器的基本工作原理是 A 当有光照射 R1 时，信号处理系统获得高电压 B 当有光照射 R1 时，信号处理系统获得低电压 C 信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D 信号处理系统每获得一次高电压就计数一次 二、填空题（每空 2 分，共计 24 分） 13、家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦 交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节 电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积 小．某电子调光灯经调整后电压波形如图所示，则灯泡两端的电 压为 . 14、用电压 U 和 kU 通过同距离相同材料的输电线向用户输送同样的总功率， 若要求输电线损失的功率相同，则前后两种情况输电线的横截面积之比为 __________，若采用同样粗细的导线输电，则前后两种情况输电线损失的功率之 比为______________。 15、一面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转 动，磁场方向与轴垂直，线圈中的感应电动势如图所示，感应 电 动 势 的 峰 值 和 周 期 可 由 图 中 读 出 ， 则 磁 感 应 强 度 B=_______________。在 12 Tt  时刻，线圈平面与磁场的方向夹 角为___________。 16、在水平方向的匀强磁场中,有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水 平轴转动.在线框由水平位置以角速度ω匀速转过 90°的过程中,通过导线横截 面 上 的 电 量 为 q, 已 知 线 框 电 阻 为 R, 则 上 述 过 程 中 线 框 上 的 焦 耳 热 Q=______________. 17、100 匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动,产生如图所 示的电动势.可知线圈转动的角速度ω=____________rad／s.穿过线圈的磁通量 图 最大值φmax=____________Wb,此时的电动势值 e=____________V.在 t=0.01/6s 时刻,线圈平面与磁感应强度的夹角等于___________. 18、理想变压器在正常使用过程中,如果副线圈处于开路状态,则原线圈的输入 功率等于_______；如果副线圈上负载电阻减小,则原线圈从电源获取的功率将 _______(选填“增加”、“减小”或“不变”). 三、计算题（共 28 分） 19、 (8 分）如图所示，PQNM 是由粗裸导线连接两个定值电阻组合成的闭合矩形 导体框，水平放置，金属棒 ab 与 PQ、MN 垂直，并接触良好。整 个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感强度 B=0.4T。已知 ab 有效长度为 l=0.5m，电阻 R1=2Ω，R2＝4Ω，其余电阻均忽略不 计，若使 ab 以 v=5m/s 的速度向右匀速运动，作用于 ab 的外力 大小为多少？R1 上消耗的电热功率为多大？（不计摩擦） 20(10 分)有条河流，流量 Q=2m3/s，落差 h=5m，现利用其发电，若发电机总效率 为 50%，输出电压为 240V，输电线总电阻 R=30Ω，允许损失功率为输出功率的 6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数 比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？(g=10m/s2) 21、交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO 匀速 转动，一小型发电机的线圈共 220 匝，线圈面积 S＝0.05m2，线圈转动的频率为 50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度 B＝ /2 T。现用此发电机所发出交流 电带动两个标有 “220V、11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端 a、b 与电机之间接一个 理想变压器，电路如图所示。求： （1）发电机的输出电压为多少？ （2）变压器原副线圈的匝数比为多少？ （3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？ 高二物理期末测试题参考答案 一、选择题（每小题至少有一个选项正确，每小题 4 分，共计 48 分） 1.AD 2.C 3.CD 4.B 5.BD 6.B 7.C 8.D 9.C 10.AC 11.C 12.AC 二、填空题（每空 2 分，共计 24 分） 13. m4 2 U 14. K2 K2 15. s EmT 2 ； 6  16.   4 Rq2 17. 60,0,10311,100 4 18. 0,增加 三、计算题（共 28 分） 19（8 分）解：ab 棒向右运动产生的电动势为： E=BLV=0.4×0.5×5V=1V (1 分) 电路的总电阻为： R= 2 21 RR RR  = 42 42  = 3 4 Ω （1 分） 通过 ab 棒的电流为： I＝E/R＝0.75A （1 分） 作用于 ab 棒的外力为： F＝BIL=0.15N （2 分） 1R 消耗的电功率为： 1P ＝E2/R1=0.5W （3 分） 20（10 分）解：设ρ为水的密度，ρ=1.0×103kg/m3. 电源端：P 输出=Qρgh×50%=5×104w 输出电压 U0=240V 线路损耗ΔP 损=I 送 2R I 送= A10A30 06.0105 R %6P R P 4 ＝＝＝ 输出  (2 分) 送电电压 U 送= V105V10 105 3 4  ＝＝ 送 输出 I P 升压变压比：n1∶n2=U0∶U 送=6∶125 （6 分） 输电线损失电压ΔU=I 送 R=10×30V＝300V U1=U 送－ΔU=4700V U2=220V 升压变压比：n3∶n4= U1∶U2=235∶11 灯盏数 N= 100 06.0105105 44  －＝ － 灯 输出 P PP =470 （2 分） 21（10 分）解：（1）由法拉第电磁感应定律得线圈转动产生的电动势 最大值为 Em＝nBSω＝220× /2 ×0.05×100πV＝1100 2 V，则有效值 为 E＝1100V，由于线圈内阻不计，则输出电压就等于电动势，即 U1＝E ＝1100V。（4 分） （2）由于电动机的额定电压为 220V，所以变压器的匝数比由变压器的电压 关系得 2121 :: UUnn  ，由于 U1 ＝1100V，U2 ＝220V，所以变压器的匝数比为 1:5220:1100: 21 nn （3 分） （3）电流表的示数就是原线圈中的电流 I1，由能量守恒得 I1U1＝P 输出＝2× 11kW＝22000W。 所以电流表的示数为 I1＝P/U1＝22000/1100A=20A。（3 分）