甘肃兰州一中2014—2015学年度下学期期中考试高二物理试题

说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分。考试时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。

第Ⅰ卷（选择题）

一、单项选择题（本题共有6小题，每小题4分，共24分）

1．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是

A．通过线圈的磁通量变化率达到最大值

B．通过线圈的磁通量达到最大值

C．线圈平面与磁感线方向垂直

D．线圈中的感应电动势为零

2．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是

A．合上开关，b先亮，a后亮；稳定后b比a更亮一些

B．合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮

C．断开开关，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭

D．断开开关，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭

3．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200 cm2，线圈的电阻r＝1 Ω，

线圈外接一个阻值R＝4 Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是

A．线圈中的感应电流方向为顺时针方向

B．电阻R两端的电压随时间均匀增大

C．前4 s内通过R的电荷量为4×10－4 C

D．线圈电阻r消耗的功率为4×10－4 W

4．一个电热器接在10 V的直流电源上，消耗的功率是P；当把它接在一个正弦式交变电源

上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是

A．5 V B．12 V C．7.1 V D．10 V

5．如图所示，金属棒ab置于水平放置的金属导体框架cdef上，棒ab与框架接触良好。从

某一时刻开始，给这个空间施加一个斜向上的匀强磁场，并且磁场均匀增加，ab棒仍静

止，在磁场均匀增加的过程中，关于ab棒受到的摩擦力，下列说法正确的是

A．摩擦力大小不变，方向向右

B．摩擦力变大，方向向右

C．摩擦力变大，方向向左

D．摩擦力变小，方向向左

6．如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l的正方形金属导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线，每条边的材料均相同。从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。导线框中的感应电流i(取逆时针方向为正)、导线框受到的安培力F(取向左为正)、导线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间变化的关系正确的是

二、多项选择题（本题共有4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，有漏选的得2分，有错选或不选的得0分）

7．如图所示，Rt为热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电

阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表

示数增大，可能的原因是

A．热敏电阻温度升高，其他条件不变

B．热敏电阻温度降低，其他条件不变

C．光照减弱，其他条件不变

D．光照增强，其他条件不变

8．如图所示，理想变压器的原线圈接u＝11000sin100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6 Ω的导线对“220 V/880 W”的电器RL供电，该电器正常工作。由此可知

A．原、副线圈的匝数比为50∶1?

B．交变电压的频率为50Hz

C．副线圈中电流的有效值为4 A?

D．变压器的输入功率为880 W

9．图中T是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D是理想的二极管，金属棒ab可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场方向垂直纸面向里。若电流计G中有电流通过，则ab棒的运动可能是

A．向左匀速运动????????? B．向右匀速运动

C．向左匀加速运动??????? D．向右匀减速运动

10．如图(a)所示，在光滑水平面上用恒力F拉质量为1 kg的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度v0＝3 m/s进入匀强磁场时开始计时t＝0，此时线框中感应电动势为1V，在t＝3 s时刻线框到达2位置并开始离开匀强磁场。此过程中线框的v－t图象如图(b)所示，那么

A．恒力F的大小为1.0 N

B．t＝0时，线框右侧的边两端M、N间电压为0.75 V

C．线框完全离开磁场的位置3的瞬时速度为2 m/s

D．线框完全离开磁场的位置3的瞬时速度为1 m/s

第Ⅱ卷（非选择题）

三、填空题（本题共有4小题，每空2分，共16分）

11．一个匝数为200匝，面积为20cm2的圆线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向与线圈平面成30°角，磁感应强度在0.05s内由0.1T均匀增加到0.5T。在此过程中，磁通量的变化量是 Wb，线圈中感应电动势的大小为 V。

12．法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔由于发

现巨磁阻效应(GMR)而荣获了诺贝尔物理学奖。如图所示是利

用GMR设计的磁铁矿探测仪原理示意图，图中GMR在外磁

场作用下，电阻会大幅度减小。若存在磁铁矿，则指示灯

(填“亮”或“不亮”)，若要提高探测仪的灵敏度，应将R

(填“调大”或“调小”)。

13．如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=4:1，原线

圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相

等，a、b端加一定交变电压后，两电阻的电功率之比

PA:PB=_______，两电阻两端电压之比UA:UB=________。

14．如图所示，在光滑绝缘水平面上，一边长为10cm、电阻为1Ω、质量为0.1kg的正方形金属线框abcd以
m/s的速度向一有界磁场滑去，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度大小为0.5T，当线框全部进入磁场时，线框中已放出了1.8J的热量。则当线框ab边刚出磁场的瞬间，线框速度大小为　 　m/s；线框中电流的瞬时功率为　 　W。

四、计算题（本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

15．（10分）矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，线框电阻为R，转动角速度为ω。匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图所示。

（1）以图示位置为零时刻，写出现框中感应电动势的瞬时值表达式。

（2）由图示位置转过90°的过程中，通过线框截面的电荷量是多少？

16．（10分）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5 m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1 Ω。一导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.2 kg，接入电路的电阻为1 Ω，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为0.8 T。将导体棒MN由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光，此后导体棒MN的运动速度以及小灯泡消耗的电功率分别为多少？(重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)

17．（12分）如图所示为远距离输电的装置，理想变压

器B1、B2的变压比分别为1∶4和5∶1，交流电源

的内阻r=1 Ω，三只灯泡的规格均为“6 V /1 W”，

输电线总电阻为10 Ω。若三只灯泡都正常发光，则

交变电源的电动势E为多大？

18．(12分) 如图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t?=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；

（2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时，cd棒消耗的电功率；

（3）ab棒开始下滑的位置离EF的距离；

（4）ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量。

兰州一中2014-2015-2学期期中考试

高二物理试题 参考答案

说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分。考试时间100分钟。答案写在答题卡上，交卷时只交答题卡。

第Ⅰ卷（选择题）

一、单项选择题（本题共有6小题，每小题4分，共24分）

1

2

3

4

5

6



A

A

D

C

B

A



二、多项选择题（本题共有4小题，每小题4分，共16分，各小题四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，有漏选的得2分，有错选或不选的得0分）

7

8

9

10



AC

BC

CD

ABC



三、填空题（本题共有4小题，每空2分，共16分）

11．4×10-4 Wb 1.6V

12．亮 调大

13．1:16 1:4

14．6m/s 0.09W

四、计算题（本题共4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分）

15．(10分)解析：（1）e=Bl1l2ωcosωt

（2）q=△φ/R=Bl1l2/R

16．(10分)解析：导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得：

mgsin θ＝μmgcos θ＋

解得：v＝5 m/s；

导体棒产生的感应电动势 E＝BLv,

电路电流 I＝，

灯泡消耗的功率P＝I2R，解得：P＝1 W.

17．(12分) 解：设变压器B1的原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，变压器B2的原线圈电压为U3，副线圈电压为U4.通过B1原线圈的电流为I1，输电线上的电流为I2，B2副线圈上的电流为I3.

根据题意得：U4=6 V，而I3=0.5 A.对B2由电流关系：I2=
I3=0.1 A.

线路上的损失电压为ΔU线=I2R线=1 V.

由线路上的电压关系：U2=ΔU+U3，
=
，
=
，将有关数据代入得U1=7.15 V.

再对B1使用电流关系I1n1=I2n2，求得：I1=0.4 A，

最后由闭合电路欧姆定律：E=I1r+U1=8.15 V.