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白塔中学高2022级高二(下)期中考试(物理卷)
(考试时间75分钟,满分100分)
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题(本题包括7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.如图所示为某一交变电流随时间的变化图像,则该交变电流的有效值为()
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻,设直流电流为I,则根据有效值的定义有
解得
I=3A
故选C。
2.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦式交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻R=44Ω,电流表A1的示数为0.2A。下列判断正确的是()
A.原线圈和副线圈的匝数比为2:1
B.原线圈和副线圈的匝数比为5:1
C.电流表A2的示数为0.1A
D.电流表A2的示数为0.4A
【答案】B
【解析】
【详解】由变压器的输出功率等于输入功率可得
可解得
原线圈和副线圈的匝数比
故选B。
3.如图所示,开关S闭合后,一带正电的粒子沿线圈的轴线方向射入,观测到粒子在线圈中做匀速直线运动。现把直流电源换成交流电源,该粒子以同样的方式射入,可观测到()
A.粒子仍做直线运动,但速度的大小在不断变化
B.粒子做曲线运动,速度的大小也在不断变化
C.粒子做曲线运动,速度大小不变
D.粒子仍做匀速直线运动
【答案】D
【解析】
【详解】不管是直流电还是交流电,螺线管中轴线方向的磁场方向与中轴线重合,则粒子的速度方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,粒子仍然做匀速直线运动,D正确,ABC错误。
故选D。
4.如图所示,PN与QM两平行金属导轨相距1m,电阻不计,两端分别接有电阻R1和R2,且R1=6Ω,ab杆的电阻为2Ω,在导轨上可无摩擦地滑动,垂直穿过导轨平面的匀强磁场的磁感应强度为1T.现ab以恒定速度v=3m/s匀速向右移动,这时ab杆上消耗的电功率与R1、R2消耗的电功率之和相等.则()
A.R2=6Ω
B.R1上消耗的电功率为0.75W
C.a、b间电压为3V
D.拉ab杆水平向右的拉力为0.75N
【答案】D
【解析】
【详解】A.杆ab消耗的功率与R1、R2消耗的功率之和相等,则
=Rab.
解得R2=3Ω,故A错误;
BC.由题意知
E=Blv=3V,
则
Iab==0.75A,
Uab=E-Iab·Rab=1.5V,
PR1==0.375W,
故B、C错误;
D.由题意知
F拉=F安=BIab·l=0.75N,
故D正确;
5.在垂直纸面向里有界匀强磁场中放置了矩形线圈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,线圈以恒定角速度绕cd边沿图所示方向转动,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()
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线圈以cd边为轴按图示方向匀速转动,从ab边速度正好与磁场平行开始计时,线圈磁通量在变小,则感应电流的磁场会阻碍其变小,所以感应电流方向是adcba,与规定的正方向相反,感应电流大小在渐渐变大,然而磁场只有一半,接着二分之一周期没有感应电流;当从ab边刚好进入磁场开始计时,线圈磁通量在变大,则感应电流的磁场会阻碍其变大,所以感应电流方向是abcda,与规定的正方向相同,感应电流大小在渐渐变小;所以只有B选项符合条件,故选B。
【点睛】本题虽没有明确什么方向为感应电流的正方向,但不影响答题。同时也可以假设磁场没有界,则感应电流变化规律应是余弦曲线,从而可快速确定当一半磁场时的答案。
6.如图所示,一条形磁铁放于水平桌面上,它的上方靠S极的一侧固定有一根与它垂直的通电导体棒。图中画出此棒的横截面,棒中电流方向垂直纸面向里,磁铁始终静止。与通电前相比()
A.磁铁对桌面的压力不变 B.磁铁对桌面的压力增大
C.磁铁受到向左的摩擦力 D.磁铁受到向右的摩擦力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】以导线为研究对象,由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左下方,根据牛顿第三定律得知,导线对磁铁的作用力方向斜向右上方,磁铁有向右运动的趋势,受到向左的摩擦力,同时磁铁对桌面的压力减小,选项ABD错误,C正确。
故选C。
7.如图,半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,半径与成60°角,质子甲以速率v从A点沿直径方向射入磁场,从C点射出。质子乙以速率从A点沿方向射入磁场,从D点射出磁场(D点没有画出),不计质子重力。则A、D两点间的距离为()
A.R B. C.3R D.2R
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