物理试题

（考试时间：90分钟）

一. 单项选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中只有一个正确,选对得4分,选错或不答得0分)。

1. 下列说法不正确的是

A．磁电式电流表所依据的原理是安培力与电
流的关系。

B．电子感应加速器是利用变化的磁场产生感生电场，来加速电子的。

C．电磁感应现象中，感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反

D．法拉第心系“磁生电”，寻找10年之久，终于发现了“磁生电”的效应，并把这些现象定名为电磁感应。

2. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面，规定向里的方向为正，在磁场中有一细金属圆环，线圈平面位于纸面内，现令磁感应强度B随时间t变化，先按图所示的Oa图线变化，后来又按bc和cd变化，令E1、E2、E3分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小，I1、I2、I3分别表示对应的感应电流，则下列正确的是

A.E1＜E2，I1沿逆时针方向，I2沿顺时针方向

B.E1＜E2，I1沿顺时针方向，I2沿逆时针方向

C.E2＜E3，I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向 D.E2= E3，I2沿逆时针方向，I3沿顺时针方向

3. 如图甲所示，导体棒MN置于水平导轨上，PQMN所围的面积为S，PQ之间有阻值为R的电阻，不计导轨和导体棒的电阻。导轨所在区域内存在沿竖直方向的匀强磁场，规定磁场方向竖直向上为正，在0～2t0时间内磁感应强度的变化情况如图乙所示，导体棒MN始终处于静止状态。下列说法正确的是

A. 在0～t0和t0~2t0时间内，导体棒受到的导轨的摩擦力方向相同

B. 在0~t0内，通过导体棒的电流方向为N到M

C. 在t0~2t0内，通过电阻R的电流大小为

D. 在0~2t0时间内，通过电阻R的电荷量为

4.竖直面内有两圆形区域内分别存在水平的匀强磁场，其半径均为R且相切于O点，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化．一长为2R的导体杆OA绕O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为
时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示，若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图像可能正确的是[

5.如图所示,一个边长为l、总电阻为R的单匝等边三角形金属线框, 在外力的作用下以速度v匀速穿过宽度均为l的两个有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反．线框运动方向始终与底边平行且与磁场边界垂直．取顺时针方向的电流为正，从图示位置开始，线
框中的感应电流i与线框沿运动方向的位移
x之间的函数图象是

6.经过不懈的努力，法拉第终于在1831年8月29日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上（如图示），一个线圈A连接电池与开关，另一线圈B闭合并在其中一段直导线附近平行放置小磁针。法拉第可观察到的现象有（ ）

A．当合上开关，A线圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原

B．只要A线圈中有电流，小磁针就会发生偏转

C．A线圈接通后其电流越大，小磁针偏转角度也越大

D．当开关打开，A线圈电流中断瞬间，小磁针会出现与A线圈接通电流瞬间完全相同的偏转

7.图甲是线
圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A
、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1 Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的是

A．在t＝0.1 s和0.3s时，穿过线圈P的磁通量最大B．线圈P转动的角速度为10 π rad/s

C．电压表的示数为2.83V D．电流表的示数为0.40 A

8.如图甲所示，直角三角形ABC是由同种金属材料制成的线框，线框位于跟有界匀强磁场垂直的平面内。现用外力将线框ABC匀速向右拉进磁场，至AB边进入磁场前，设线框中产生的感应电动势为
、AB两点间的电势差为
、线框受安培力的合力为
、回路中消耗的电功率为
，如图乙所示中画出了上述各物理量与图示位移x的关系图象，则与这一过程相符合的图象是（ ）

9. 如图所示理想变压器原副线圈匝数比为1：2，两端分别接有四个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为( )

A．1：1 B．1：3

C．9：1 D．3：1

10. 图甲是某小型家用电器电源部分的主要工作电路图，工作时I部分变压器原线圈A、B两端与输出电压为220V的交流电源相连接，通过电路元件的工作最后在III部分E、F两端输出6.0V的直流电。当A、B两端输入如图乙所示的交变电压时，在II部分的M、N两端输出的电压如图丙所示。III部分的自感线圈L的直流电阻可忽略不计。关于该电路及其工作过程，下列说法中正确的是

A．I部分的变压器是降压变压器

B．III部分的自感线圈L的作用是阻碍直流成分，导通交流成分

C．III部分的电容器C的作用是阻碍交流成分，导通直流成分

D．M、N两端输出电压的有效值为2U0

二、多选题（本题共4小题,每小题6分,共24分,在每小题给出的四个选项中有两个或者两个以上答案正确,全部选对得6分,漏选得3分，选错或不答得0分）

11. 如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线的磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是：

A．在t1时刻，金属圆环L内的磁通量最大[来源:Zxxk.Com]

B．在t2时刻，金属圆环L内的磁通量最大

C．在
时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流

D．在
时间内，金属圆环L有收缩的趋势

12. 关于涡流，下列说法中正确是（ ）



A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置

B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的

C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动

D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

13.如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度
匀速转动。t=0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（ ）

A. t=0时，线圈中的感应电动势最

B. 1 s内电路中的电流方向改变了
次

C. 滑片P向下滑动时，电压表的读数不变

D. 线圈匀速运动的角速度
变大时，电流表的读数也变大
[来源:Z+xx+k.Com]

14. 如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值为R的电阻，空间存在在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上。初始时刻，弹簧恰处于自然长度。给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是[来源:Zxxk.Com]

A．导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左

B．导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U=BLv0

C．导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Ep=
m

D．金属棒最终会停在初始位置，在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Q=
m

计算题（共36分，15题10分，16题14分，17题12分）

15.（10分） 如图所示，光滑平行的金属导轨MN和PQ，间距L＝1.0 m，与水平面之间的夹角α＝30°，匀强磁场磁感应强度B＝2.0 T，垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R＝2.0Ω
的电阻，其它电阻不计，质量m＝2.0 kg的金属杆ab垂直导轨放置，用变力F沿导轨平面向上拉金属杆ab， 若金属杆ab以恒定加速度a＝2 m/s2， 由静止开始做匀变速运动，则：（g=10 m/s2）

(1) 在5 s内平均感应电动势是多少？

(2) 第5 s末，回路中的电流多大？

(3) 第5 s末，作用在ab杆上的外力F多大？

[来源:学+科+网]

16.（14分） 如图所示，间距为l的平行金属导轨LMN和OPQ分别固定在两个竖直面内，电阻为R、质量为m、长为l 的相同导体杆ab和cd分别放置在导轨上，并与导轨垂直. 在水平光滑导轨间有与水平面成
、并垂直于ab的匀强磁场；倾斜导轨间有沿斜面向下的匀强磁场，磁感应强度均为B。倾斜导轨与水平面夹角也为
，杆cd与倾斜导轨间动摩擦因素为
. ab杆在水平恒力作用下由静止开始运动，当cd刚要滑动时ab恰达到最大速度 . （
=
、
、最大静摩擦力等于滑动摩擦力）.求：

（1）此时杆cd中的电流大小；

（2）杆ab的最大速度；

（3）若此过程中流过杆ab的电量为
，则cd产生的焦耳热Q为多大？[来

17.（12分）
三峡水利枢纽工程是长江流域治
理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1.0×106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×1011 m3，水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P＝1.82×107 kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010 kW·h.该工程于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：

(1)若三峡电站上、下游水位差按H＝100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率
η的公式，并计算出效率η的数值．

(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？

(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1＝4.5×106 kW，采用超高压输电
，输电电压为U＝5×105 V，而发电机输出的电压约为U0＝1.8×104 V．要使输电线上损耗的功率等于输送电功率的5%，求：发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．

15. 试题分析：（1）
① 1分

16.

17. 解析：(1)电站能量转化效率为：

η＝＝＝×100%

代入数据：

η＝×100%≈67.1%.

(2)据P＝，有t＝＝≈192.3天．

(3)升压变压器匝数比为：

＝＝＝.

据P1＝IU，得I＝9.0×103 A.

由P损＝I2R＝5%P1，得R＝2.78 Ω.

答案：(1)η＝×100%　67.1%　(2)192.3天　(3)9∶250　2.78 Ω

[来源:学科网ZXXK]