天津市2018-2019学年高二上学期期末考试物理试卷

下列关于物理学史的说法中正确的是（　　 ）

A. 奥斯特发现了电磁感应现象

B. 库伦发现了库伦定律，并由卡文迪许利用扭秤实验测出了静电力常量

C. 焦尔发现了电流的热效应，定量给出了电能和内能之间的转换关系

D. 安培发现了电流的磁效应，总结了电现象与磁现象之间的联系

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下列说法正确的是（　 ）

A. 磁通量发生变化时，磁感应强度也一定发生变化

B. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势一定为零；

C. 穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大。

D. 根据阻碍的含义，感应电流的磁场总和回路中原磁场的方向相反；

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如图所示，纸面内有一矩形导体线框abcd，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框的ab边平行磁场边界MN，线框以垂直于MN的速度v匀速进入磁场，线框进入磁场过程中，产生焦耳热为Q1，通过线框导体横截面的电荷量为q1，若线框以速度2v匀速进入磁场，线框进入磁场过程中，产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则下列选项正确的是（　　 ）

A. Q2＝2Q1 q2＝2q1

B. Q2＝2Q1 q2＝q1

C. Q2＝Q q2＝q1

D. Q2＝4Q1 q2＝2q1

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如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是

A. PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向

B. PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向

C. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向

D. PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向

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某交流发电机的矩形线圈共有50匝，在磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，通过线圈的磁通量随时间变化如图所示，则下述正确的是（）

①产生的交变电动势按正弦规律变化

②交变电动势的最大值为2000πV

③交变电动势的频率为100Hz

④在1s内，电流方向改变100次

A. 只有①正确　　 B. 只有②③正确

C. 只有②④正确　　 D. 只有③正确

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如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形单匝线圈的周期为T，转轴OO′垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A，那么（　　）

A. 任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cost

B. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=sint

C. 线圈消耗的电功率为5W

D. 线圈中感应电流的有效值为2A

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若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为(　　 )

A. R　　 B. R　　 C. 2R　　 D. R

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“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为 7．7km/s，则下列说法中正确的是（ ）

A. 卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7．7km/s

B. 卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7．7km/s

C. 卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能

D. 卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率

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用同种材料粗细均匀的电阻丝做成ab、cd、ef三根导线，ef较长，分别放在电阻可忽略的光滑的平行导轨上，如图所示，磁场是均匀的，用外力使导线水平向右作匀速运动（每次只有一根导线在导轨上），而且每次外力做功功率相同，则下列说法正确的是（　　　　 ）

A、ab运动得最快

B、ef运动得最快

C、导线产生的感应电动势相等

D、每秒钟产生的热量不相等

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如图甲所示，光滑金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一电阻R，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒ab由静止开始沿导轨向上运动，导轨电阻忽略不计．已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示．下列关于金属棒运动速度v、外力F、流过R的电量q以及闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是

A. 　　 B.

C. 　　 D.

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如图所示，闭合矩形线圈abcd与长直导线MN在同一平面内，线圈的ab，dc两边与直导线平行，直导线中有逐渐增大，但方向不明的电流，则（ ）

A. 可知道线圈中的感应电流方向

B. 可知道线圈各边所受到磁场力的方向

C. 可知道整个线圈所受的磁场力的方向

D. 无法判断线圈中的感应电流方向，也无法判断线圈所受磁场力的方向

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如图所示，竖直平面内的虚线上方是一匀强磁场B，从虚线下方竖直上抛一正方形线圈，线圈越过虚线进入磁场，最后又落回原处，运动过程中线圈平面保持在竖直平面内，不计空气阻力，则 ( )

A. 上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功

B. 上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功

C. 上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D. 上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

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今有某小型发电机和一理想变压器连接后给一个灯泡供电，电路如图 （电压表和电流表均为理想电表）．已知该发电机线圈匝数为，电阻为，当线圈以转速匀速转动时，电压表示数为，灯泡（额定电压为．电阻恒为）恰能正常发光，则（ ）

A. 交压器的匝数比为

B. 电流表的示数为

C. 在图示位置时，发电机线圈的磁通量为

D. 从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为

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如图所示，光滑的“Π”形金属导体框竖直放置，质量为m的金属棒MN与框架接触良好，磁感应强度分别为B1、B2的有界匀强磁场方向相反，但均垂直于框架平面，分别处在abcd和cdef区域．现从图示位置由静止释放金属棒MN，金属棒进入磁场区域abcd后恰好做匀速运动．下列说法正确的有（ ）

A. 若B2＝B1，则金属棒进入cdef区域后将加速下滑

B. 若B2＝B1，则金属棒进入cdef区域后仍将保持匀速下滑

C. 若B2＜B1，则金属棒进入cdef区域后可能先加速后匀速下滑

D. 若B2＞B1，则金属棒进入cdef区域后可能先减速后匀速下滑

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我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将名为“悟空”的暗物质粒子探测卫星送入太空．若该卫星发射后在距地球表面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其运行的周期为T，以R表示地球的半径，引力常量为G.根据这些信息，可求出（）

A. 该卫星绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小为

B. 地球表面的重力加速度大小为

C. 在地球上发射卫星的最小发射速度为

D. 地球的平均密度为

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如图所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨，不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒ab(电阻也不计)放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中（）

A. 恒力F做的功等于电路产生的电能

B. 克服安培力做的功等于电路中产生的电能

C. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能

D. 恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和

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在如图甲所示电路中，L1、L2、L3为三只“6V,3W”的灯泡，变压器为理想变压器，各电表均为理想电表，当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光．则电压表的示数为__________.

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如图所示，矩形线圈一边长为d，另一边长为a，电阻为R，当它以速度V匀速穿过宽度为L，磁感应强度为B的匀强磁场过程中，若L<d，产生的电能为__________，通过导线横截面的电荷量为__________；若L>d，产生的电能为__________，通过导线横截面的电荷量为__________．

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某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向125km远处用户供电．已知输电线的电阻率为ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是__________，如果用户用电器的额定电压为220V，所用理想降压变压器原、副线圈匝数比是__________.

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宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同．现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示．设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出，引力常量为G，则:

（1）直线三星系统中星体做圆周运动的周期为多少?

（2）三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为多少?

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如图所示，边长为20cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈的总电阻为r=1Ω，绕垂直于磁感线的OO’以120r/min匀速转动，磁感应强度B=0.5T，外电路电阻为R=9Ω，求：

（1）线圈转动过程中，产生的感应电动势的最大值？

（2）由图示位置转过90º过程通过电阻R的电量为多少？

（3）交流电压表的示数为多少？

（4）线圈转动一周外力做多少功？

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如图所示，两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ，导轨间距L，所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直斜面向上。将甲乙两个电阻相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上，甲金属杆处在磁场的上边界，甲乙相距L。从静止释放两金属杆的同时，在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F，使甲金属杆始终沿导轨向下做匀加速直线运动，加速度大小为gsinθ，乙金属杆刚进入磁场时作匀速运动。

（1）求金属杆乙刚进入磁场时的速度.

（2）自刚释放时开始计时，写出从开始到甲金属杆离开磁场，外力F随时间t的变化关系，并说明F的方向.

（3）若从开始释放到乙金属杆离开磁场，乙金属杆中共产生热量Q，试求此过程中外力F对甲做的功.

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如图所示是磁动力电梯示意图，即在竖直平面内有两根很长的平行竖直轨道，轨道间有垂直轨道平面交替排列的匀强磁场B1和B2，B1=B2=1.0T，B1和B2的方向相反，两磁场始终竖直向上做匀速运动，电梯轿厢固定在图示的金属框abcd内，并且与之绝缘．已知电梯载人时的总质量为4.95×103kg，所受阻力f=500N，金属框垂直轨道的边长ab=2.0m，两磁场的宽度均与金属框的边长ad相同，金属框整个回路的电阻R=8.0×10﹣4Ω，g取10m/s2．已知电梯正以v1=10m/s的速度匀速上升，求：

（1）金属框中感应电流的大小及图示时刻感应电流的方向；

（2）磁场向上运动速度v0的大小；

（3）该电梯的工作效率．

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