人教版高中第四册物理期末测试题答案解析
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一、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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.
1.一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示。由图可知(a)
A.该交变电流的瞬时值表达式为i=10sin(50t)
B.该交变电流的频率为50Hz
C.该交变电流的有效值为10A
D.若该交变电流通过阻值R=40Ω的白炽灯，则电
灯消耗的功率是8kW
2.两只相同的白炽灯L1和L2，分别与电容器C和电感线圈L串联，接在如图8所示的电路中。将a、b接在电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源E1两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同。若更换一个新的正弦交流电源E2后，灯L2的亮度高于灯L1的亮度。则新电源E2的电压最大值和频率可能是(B)
A.最大值仍为Um，而频率大于fB.最大值仍为Um，而频率小于f
C.最大值大于Um，而频率仍为fD.最大值小于Um，而频率仍为f
3.如图13所示，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上，灯泡正常发光，则( a )
A.把电介质插入电容器，灯泡一定变亮
B.把电容器两极板间距离增大，灯泡一定变亮
C.把电容器两极板间距离减小，灯泡一定变暗
D.使交流电频率增大，灯泡变暗
4.如图16甲、乙所示，从某一装置中输出的电流既有交流成分，又有直流成分，现要把交流成分输送给下一级，有关甲、乙图的说法正确的是( c )
A.应选用甲图电路，其中C的电容要大
B.应选用甲图电路，其中C的电容要小
C.应选用乙图电路，其中C的电容要大
D.应选用乙图电路，其中C的电容要小
5.对于扼流圈的以下说法，正确的是( a)
A.扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的
B.低频扼流圈用来“通低频、阻高频”
C.高频扼流圈用来“通直流、阻交流”
D.高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较大，对高频交变电流的阻碍作用很小
6.某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则下列说法正确的是(BC)
A.输电线上的电流B.输电线上的电流
C.输电线上损失的功率D.输电线上损失的功率
7.如图18所示，“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器(bd )
A.甲扬声器是高频扬声器
B.C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D.L2的作用是减少通过乙扬声器的低频电流
8.如图所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压sin(50t)V。变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是(BD)
A.电压表示数为22V
B.当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数减小
C.当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小
D.当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变大
9.如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，磁场区域在x轴方向宽度均为a，在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向，在图乙中，线框中感应电流i与线框移动距离x的关系图象正确的是(C)
10.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图象如图(1)所示。t=0时刻，磁感应强度的方向垂直于纸面向里。在0∽4s时间内，线框的ab边受力随时间变化的图象(ab边所受安培力的方向规定以向左为正方向)，可能如图(2)中的(D)
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、本题共2小题，共12分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.
11.(4分)用如图所示的实验装置研究电磁感应现象.当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转.下列说法哪些是正确的：ac
A.当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转
B.当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转
C.保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
D.磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏
12.(共8分，每空2分)5(2019北京房山区统测).某同学在一次“测定金属的电阻率”的实验中，用米尺测量金属丝的接入长度为l，用螺旋测微器测量金属丝直径(刻度位置如图所示)，用伏安法测出金属丝的电阻(阻值大约为6Ω)，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
在用伏安法测定金属丝的电阻时，除被测电阻丝外，还有如下实验器材：
A.直流电源：干电池2节，内阻很小;
B.电流表A1：量程0～0.6A，内阻约为0.125Ω;
C.电流表A2：量程0～3A，内阻约为0.025Ω;
D.电压表V1：量程0～3V，内阻约6kΩ;
E.电压表V2：量程0～15V，内阻约30kΩ;
F.滑动变阻器：最大阻值10Ω;0.5A
G.开关、导线等。
(1)从图中读出金属丝的直径d为mm;
(2)电流表应选用电压表应选用
(3)根据所提供的器材，在如图所示的方框中画出测定金属丝电阻率的实
验电路图;
12.(1)d=0.935mm
(2)A1V1(
3)电路图
三、本题共4小题，满分48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13.(12分)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直.已知线圈匝数n=400，电阻r=0.1Ω，长L1=0.05m，宽L2=0.04m，角速度=l00rad/s，磁场的磁感应强度B=0.25T.线圈两端外接电阻R=9.9Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，求：
(1)线圈中产生的最大感应电动势.
(2)电流表A的读数.
(3)用电器上消耗的电功率.
(4)由图示位置开始记时，写出瞬时电动势的表达式
解：(1)Em=nBSω(2分)
代人数据得Em=400×0.25×0.05×0.04×l00V=20V(1分)
(2)Im=(1分)
代人数据得Im=A=2A(1分)
∵是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值
I=A=1.41A(1分)
(3)p=I2R=×9.9W=19，8W.(3分)
(4)e=20Sin100t(V)(3分)
14.(12分)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，输送的电功率为P=500kW，当使用U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800kWh。求：
(1)输电效率η和输电线的总电阻r;
(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线电阻，那么电站应使用多高的电压向外输电?
14.(12分)解：(1)输送功率P=500kW，一昼夜输送电能
E=Pt=1xxxxkWh，(1分)
输电线上损失的电能kWh，
终点得到的电能E′=E7200kWh，(1分)
所以，输电效率η=60%。(1分)
输电线上的电流100A(1分)
输电线损耗功率Pr=I2r，(1分)
其中Pr==200kW(1分)
得r=20Ω。(1分)
(2)输电线上损耗功率，原来Pr=200kW，
现在要求Pr/=10kW，
解得输电电压应调节为U/=22.4kV。(5分)
15.(12分)如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成θ=37º角，下端连接阻值为R的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为m=0.2kg，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为=0.25。(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小)求：
⑴ 金属棒沿导轨由静止开始下滑时加速度a的大小;
⑵ 当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求此时金属棒速度v的大小;
⑶ 在上问中，若R=2Ω，金属棒中的电流方向由a到b，求磁感应强度B的大小和方向。(g=10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8)
答案：
解：(1)根据牛顿第二定律mgsinθ-f=ma……………………①(1分)
f=μN……………………②(1分)
N=mgcosθ…………………………③(1分)
联立①②③得a=g(sinθ-μcosθ)………………………④
代入已知条件得a=10×(0.6-0.25×0.8)
a=4m/s2…………………………………………(1分)
(2)设金属棒运动达到稳定时，速度为v,所受安培力为F,棒在沿导轨方向受力平衡
mg(sinθ-μcosθ)-F=0………………………………………⑤(1分)
此时金属棒克服安培力做功的功率P等于电路中电阻R消耗的电功率
P=Fv……………………………………………………⑥(1分)
由⑤⑥两式解得…………………………⑦(1分)
将已知数据代入上式得=10m/s…………(1分)
(用其它方法算出正确答案同样给分)
(3)设电路中电流为I，两导轨间金属棒的长为L，磁场的磁感应强度为B
E=BLv……………………………………………⑧(1分)
…………………………………&hel
lip;………⑨(1分)
P=I2R……………………………………………⑩(1分)
由⑧⑨⑩式解得
磁场方向垂直导轨平面向上………………………………………(1分)
16.(12分)如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角θ=600，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ=2OC，
不计粒子的重力，求：
(l)粒子从P运动到Q所用的时间t。
(2)电场强度E的大小
(3)粒子到达Q点时的动能EkQ
(1)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧
(O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心)：∠PO1C=120°
设粒子在磁场中圆周运动的半径为r，
……………………2分
r+rcos60°=OC=xOC=x=3r/2…………………………2分
粒子在磁场中圆周运动的时间……………………1分
粒子在电场中类平抛运动OQ=2x=3r
…………………………………………1分
粒子从P运动到Q所用的时间…………………………1分
(2)粒子在电场中类平抛运动……1分3r=……1分
解得…………………1分
(3)由动能定理…………1分
解得粒子到达Q点时的动能为……1
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