山西省实验中学2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2019·葫芦岛模拟）我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（ ）
A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
【答案】B
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．因为冲量是矢量，甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，A不符合题意．
B．设甲乙两运动员的质量分别为 、 ，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是 ， ．根据题意整个交接棒过程动量守恒：
可以解得： ，
即B选项正确；
CD．经历了中间的完全非弹性碰撞过程 会有动能损失，CD选项错误．
故答案为：B
【分析】本题主要考察能量（做功正负判断）、动量（动量定理、动量守恒）相关知识，结合弹性碰撞和非弹性碰撞的动量和能量关系展开讨论．
2．（2019高二下·山西期中）篮球比赛是深受人们喜爱的体育项目,传球方式中有种方式是通过地面传球,其简化过程如图所示,若将质量为 的篮球以速度 斜射到地板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45°,速度大小仍为 则下列说法中正确的是（ ）
A．合外力对篮球的冲量大小为
B．篮球动量的改变量为零
C．地面对篮球冲量的方向水平向左
D．篮球动量改变量的方向竖直向下
【答案】A
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A、由题可知，碰前的动量 ，方向沿初速度方向，末速度大小为 ，方向沿末速度方向，如图所示；
则动量的改变量为： ，方向竖直向上，则由动量定理可知，合外力对篮球的冲量竖直向上，大小为 ，A符合题意，BD不符合题意；
C、因重力的冲量竖直向下，而合外力的冲量竖直向上，故地面对球的冲量一定竖直向上，C不符合题意。
故答案为：A
【分析】物体动量的变化，利用末动量减初动量即可，力的冲量，利用力乘以力作用的时间即可。
3．（2019高二下·山西期中）在如图所示的电路中， 、 为两个完全相同的灯泡， 为自感线圈， 为电源， 为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
B．合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
C．合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
D．合上开关， 、 同时亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作．但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的变化有阻碍作用。则合上开关，b先亮，a后亮．当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭．C符合题意．
故答案为：C．
【分析】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序．
4．（2019高二上·西湖月考）如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（ ）
A．Q1＞Q2，q1=q2 B．Q1＞Q2，q1＞q2
C．Q1=Q2，q1=q2 D．Q1=Q2，q1＞q2
【答案】A
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】设ab和bc边长分别为L1，L2，若假设穿过磁场区域的速度为v， ， ；
同理可以求得： ， ；
L1＞L2，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，因此：Q1＞Q2，q1=q2，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A．
【分析】在电磁感应题目中，公式 ，常考，要牢记，选择题中可直接应用，计算题中要写出推导过程；对于电磁感应能量问题一般有三种方法求解：①利用电路中产生的热量等于克服安培力做得功；②利用动能定理；③利用能量守恒；具体哪种方法，要看题目中的已知条件.
5．（2019高二下·山西期中）在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间 后停止，现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑，若小物块与木板之间的动摩擦因数为 则小物块上滑到最高位置所需时间与 之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】木板水平时，物块的合力是滑动摩擦力，以初速度方向为正方向，根据牛顿第二定律得出：小物块的加速度为： ，设滑行初速度为 ，则滑行时间为 ；
木板改置成倾角为 的斜面后，对物块进行受力分析如图所示：
小滑块的合力
小物块上滑的加速度 ，
滑行时间 ，
因此 ，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度，结合运动学公式求解即可。
6．（2019高二下·山西期中）如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比 原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的电阻B的阻值相等， 两端加一定的交变电压U后两电阻消耗的功率之比 为（ ）
A．4:1 B．1:4 C．16:1 D．1:16
【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得： ，电阻消耗的功率 ，所以两电阻消耗的电功率之比 ，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流，结合功率公式比较功率即可。
7．（2019高二下·山西期中）中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程，假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】当以不同电压输送时，由于输电功率一定，则有 ，则输电线上的电流为 ，则在线路上损失的功率为 可知，损失的功率与电压的平方成反比，则两种情况下线路上损失的功率之比为： ，所以输电线上损失的功率为 ，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用公式P=UI求出输电线的上的电流，利用公式P损=I2R求解损失的功率。
8．（2019高二下·山西期中）如图所示，A、B两输电线间的电压是 输电线电阻不计，把电阻R=50Ω的用电器接在A、B两输电线上，对此，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数为8A
B．电压表示数为200V
C．通过R的电流方向每秒钟改变50次
D．用电器消耗的电功率为1.6kW
【答案】B
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、根据 ，可知，交流电压的有效值 ，则电压表的示数为 ，电流 ，所以电流表的示数为 ，A不符合题意，B符合题意；
C、周期 ，一个周期内电流方向改变两次，则通过 的电流方向每秒钟改变100次，C不符合题意；
D、根据 得： ，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用欧姆定律求解电流和功率即可。
二、多选题
9．（2019高二下·山西期中）如图所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻R，其他电阻不计，导体杆MN放在导轨上，在水平恒力F的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行，从MN进入磁场开始计时，通过MN的感应电流i随时间t变化的图象可能是图中的（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,C,D
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、MN进入磁场时，若F与安培力大小相等，MN将做匀速运动，产生的感应电动势和感应电流不变，此图是可能的，A符合题意；
B、MN进入磁场时，若F大于安培力，MN将做加速运动，随着速度的增大，由 ，知安培力增大，合力减小，加速度减小，则MN将做加速度减小的变加速运动，由 知，i逐渐增大，但i的变化率减小，图线切线的斜率减小，当MN匀速运动时，产生的感应电流不变，B不符合题意，D符合题意；
C、MN进入磁场时，若F小于安培力，MN将做减速运动，随着速度的减小，由 ，知安培力减小，合力减小，加速度减小，则MN将做加速度减小的变减速运动．由 知，i逐渐减小，但i的变化率减小，图线切线的斜率减小，当MN匀速运动时，产生的感应电流不变，C符合题意。
故答案为：ACD
【分析】通过分析MN棒进入磁场时所受的安培力与F的大小关系，分析其运动情况，即可根据 ，分析安培力变化，从而判断其速度如何变化，得到感应电流如何变化．
10．（2019高二下·山西期中）如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒 的运动情况是(两导线圈共面放置)（ ）
A．向右匀速运动 B．向右减速运动
C．向左加速运动 D．向右加速运动
【答案】B,C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】若要让N中产生顺时针的电流，M必须让N中的磁场“ 减小”或“ 增大”所以有以下两个情况：
垂直纸面向里的磁场（ ）且大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右减速运动；
同理，垂直纸面向外的磁场（ ）且大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左加速运动，BC符合题意，AD不符合题意。
故答案为：BC
【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，利用楞次定律判断电流的流向和圆环的变化趋势。
11．（2019高二下·鄂尔多斯期中）有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图(甲)所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图象如图(乙)所示，则进入磁场区域的金属线框可能是下图的（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，设线框总电阻是R，则感应电流 ，由图乙所示图象可知，感应电流先均匀变大，后恒定，最后均匀减小，由于B、v、R是定值，则导体棒的有效长度L应先变长，后恒定，最后均匀减小，且L随时间均匀变化，即L与时间t成正比
A.闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L先变大，后变小，但L不随时间均匀变化，不符合题意，A不符合题意；
B.六边形线框进入磁场时，有效长度L先均匀增大，后恒定，最后均匀减小，符合题意，B符合题意；
C.梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L先均匀增加，后不变，最后均匀减小，符合题意，C符合题意；
D.三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L先增加，后减小，且随时间均匀变化，不符合题意，D不符合题意
故答案为：BC
【分析】本题是一道关于感应电流的图象题，熟练应用导体棒切割磁感线产生的感应电动势公式、欧姆定律、分析清楚图象特点是正确解题的关键．
12．（2019高二下·山西期中）实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的 轴匀速转动，今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10V，已知R=10Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．从线圈经过中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为
B．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为0
C．流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次
D．电阻R上的热功率等于20W
【答案】A,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；法拉第电磁感应定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、电压最大值为 ， ，电流最大值为 ，所以从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为 ，A符合题意；
B、线圈位于图中位置时线圈电动势最大，此时线圈中的瞬时电流不为零，反而为最大，B不符合题意；
C、一秒钟25个周期，每个周期电流方向改变两次，所以流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次，C符合题意；
D、电阻 上的热功率等于 ，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，进而写出交流电的表达式，结合选项分析求解即可。
三、实验题
13．（2019高二下·随州期中）如图是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材及示意图:
（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路；
（2）由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转:
① ；② ；
（3）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
【答案】（1）
（2）将开关闭合(或者断开)；Ⅱ.将螺线管A插入(或拔出)螺线管B
（3）右
【知识点】电磁学实验
【解析】【解答】(1)将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．
；(2)Ⅰ将开关闭合或断开，或Ⅱ将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转．(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转．
【分析】（1）A线圈接开关和电源；B线圈直接接电流计；
（2）开关闭合的一瞬间或者A线圈进出B线圈都可以产生感应电流；
（3）利用磁通量变化对应电流的方向可以判别电流方向。
14．（2019高二下·山西期中）“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球 ，原来静止的被碰小球 ，由实验测得它们在碰撞前后的 图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的 是 入射小球碰撞后的 是 被碰小球碰撞后的 是 由此得出结论 .
【答案】0.015；0.0075；0.0075；碰撞中mv的矢量和是守衡的量
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】由图象可知，碰前入射小球的速度：
碰后入射球的速度：
被碰球碰后的速度：
入射球碰前的动量： ，
入射小球碰撞后的 ，
被碰小球碰撞后的： ，
碰后系统的总动量： ．
通过计算发现：两小球碰撞前后的总动量相等，即：碰撞中动量守恒。
【分析】s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，结合物体的速度求解物体的动量。
四、解答题
15．（2019高二下·山西期中）宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决，其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变的问题，假设一宇宙飞船以 的速度进入密度 的微粒尘区，飞船垂直于运动方向的最大截面积 且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，则飞船要保持速度 所需增大的推力为多大
【答案】解：选在时间 内与飞船碰撞的微粒为研究对象，其质量应等于底面积为 ，高为 的直圆柱体内微粒的质量，即 ，初动量为0，末动量为
设飞船对微粒的作用力为F，由动量定理得：
则 ；
根据牛顿第三定律可知，微粒对飞船的撞击力大小也等于 ，飞船要保持原速度匀速飞行，助推器增大的推力应为
【知识点】动量定理
【解析】【分析】结合宇宙尘埃的数据，对飞船应用动量定理求解推力大小即可。
16．（2019高二下·山西期中）用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度 如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，那么:
（1）不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大
（2）考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大 (g取 )
（3）比较（1）和（2）,讨论是否要计铁锤的重力.
【答案】（1）解：以铁锤为研究对象，设竖直向下为正方向，钉子对铁锤的平均作用力为
则对铁锤根据动量定理： 得： ，方向竖直向上；
由牛顿第三定律得：铁锤对钉子的平均作用力大小为 ，方向竖直向下
（2）解：以铁锤为研究对象，设竖直向下为正方向，对铁锤根据动量定理：
得 ，方向竖直向上
由牛顿第三定律得：铁锤对钉子的平均作用力大小为 ，方向竖直向下
（3）解：根据上面两问的竖直比较，二者相对误差为 ，而且作用的时间比较小，可见不用考虑铁锤的重力
【知识点】动量定理
【解析】【分析】（1）结合钉子的初末速度和质量，结合锤子的作用时间求解平均作用力即可；
（2）同理，结合钉子的初末速度和质量，结合锤子的作用时间求解平均作用力即可；
（3）结合第一问和第二问求解的锤子对钉子的作用力进行比较即可。
17．（2019高二下·山西期中）如图所示，交流发电机电动势的有效值为E=20V，内阻不计，它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V 0.25W”，灯泡都正常发光导线电阻不计，求：
（1）降压变压器初级、次级线圈匝数比；
（2）发电机的输出功率(计算结果保留三位有效数字)。
【答案】（1）解：变压器的输入功率为
由题意副线圈所接电灯泡均正常发光，所以副线圈总电流为：
而原线圈： ， ，所以 ， ，所以
（2）解：由 发电机的输出功率为：
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】（1）结合灯泡的功率求解灯泡的电流，利用电流比与匝数比的关系求解即可；
（2）结合电动机的电流和电压，利用公式P=UI求解功率即可。
18．（2019高二下·山西期中）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置， 是电阻为 的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为 板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B，当 以速度 向右匀速运动时，带电量大小为 的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开，求：
（1）AC两板间的电压U；
（2）带电颗粒的质量
（3）带电颗粒的速度大小
【答案】（1）解：棒ab向右运动时产生的电动势为：
AC间的电压即为电阻R的分压，由分压关系可得：
解得：
（2）解：带电粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：
解得：
（3）解：粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：
粒子运动轨迹如图所示：
由几何关系可得：
解得：
【知识点】安培力；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】棒ab向右运动时滑动时切割磁感线，产生感应电动势为E=BLv0，相当于电源，AC间的电压等于电阻R两端的电压，由串联电路分压规律求解；带电粒子在AC间中做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，列式求解质量m，粒子做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何关系求出轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力列式求解粒子的速度大小．
山西省实验中学2018-2019学年高二下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2019·葫芦岛模拟）我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（ ）
A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
2．（2019高二下·山西期中）篮球比赛是深受人们喜爱的体育项目,传球方式中有种方式是通过地面传球,其简化过程如图所示,若将质量为 的篮球以速度 斜射到地板上,入射的角度是45°,碰撞后被斜着弹出,弹出的角度也是45°,速度大小仍为 则下列说法中正确的是（ ）
A．合外力对篮球的冲量大小为
B．篮球动量的改变量为零
C．地面对篮球冲量的方向水平向左
D．篮球动量改变量的方向竖直向下
3．（2019高二下·山西期中）在如图所示的电路中， 、 为两个完全相同的灯泡， 为自感线圈， 为电源， 为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ）
A．合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
B．合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
C．合上开关， 先亮， 后亮；断开开关， 、 同时熄灭
D．合上开关， 、 同时亮；断开开关， 先熄灭， 后熄灭
4．（2019高二上·西湖月考）如图所示，纸面内有一矩形导体闭合线框abcd，ab边长大于bc边长，置于垂直纸面向里、边界为MN的匀强磁场外，线框两次匀速地完全进入磁场，两次速度大小相同，方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场，线框上产生的热量为Q1，通过线框导体横截面积的电荷量为q1；第二次bc边平行于MN进入磁场，线框上产生的热量为Q2，通过线框导体横截面的电荷量为q2，则（ ）
A．Q1＞Q2，q1=q2 B．Q1＞Q2，q1＞q2
C．Q1=Q2，q1=q2 D．Q1=Q2，q1＞q2
5．（2019高二下·山西期中）在水平的足够长的固定木板上，一小物块以某一初速度开始滑动，经一段时间 后停止，现将该木板改置成倾角为45°的斜面，让小物块以相同的初速度沿木板上滑，若小物块与木板之间的动摩擦因数为 则小物块上滑到最高位置所需时间与 之比为（ ）
A． B． C． D．
6．（2019高二下·山西期中）如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比 原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的电阻B的阻值相等， 两端加一定的交变电压U后两电阻消耗的功率之比 为（ ）
A．4:1 B．1:4 C．16:1 D．1:16
7．（2019高二下·山西期中）中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程，假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（ ）
A． B． C． D．
8．（2019高二下·山西期中）如图所示，A、B两输电线间的电压是 输电线电阻不计，把电阻R=50Ω的用电器接在A、B两输电线上，对此，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数为8A
B．电压表示数为200V
C．通过R的电流方向每秒钟改变50次
D．用电器消耗的电功率为1.6kW
二、多选题
9．（2019高二下·山西期中）如图所示，水平放置的两平行导轨左侧连接电阻R，其他电阻不计，导体杆MN放在导轨上，在水平恒力F的作用下，沿导轨向右运动，并将穿过方向竖直向下的有界匀强磁场，磁场边界PQ与MN平行，从MN进入磁场开始计时，通过MN的感应电流i随时间t变化的图象可能是图中的（ ）
A． B．
C． D．
10．（2019高二下·山西期中）如图所示，在匀强磁场中放有平行铜导轨，它与大导线圈M相连接，要使小导线圈N获得顺时针方向的感应电流，则放在导轨中的裸金属棒 的运动情况是(两导线圈共面放置)（ ）
A．向右匀速运动 B．向右减速运动
C．向左加速运动 D．向右加速运动
11．（2019高二下·鄂尔多斯期中）有一个垂直于纸面的匀强磁场，它的边界MN左侧为无场区，右侧是匀强磁场区域，如图(甲)所示，现让一个金属线框在纸平面内以垂直于MN的恒定速度从MN左侧进入匀强磁场区域，线框中的电流随时间变化的i－t图象如图(乙)所示，则进入磁场区域的金属线框可能是下图的（ ）
A． B． C． D．
12．（2019高二下·山西期中）实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的 轴匀速转动，今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10V，已知R=10Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．从线圈经过中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为
B．线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为0
C．流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次
D．电阻R上的热功率等于20W
三、实验题
13．（2019高二下·随州期中）如图是做“探究电磁感应的产生条件”实验的器材及示意图:
（1）在图中用实线代替导线把它们连成实验电路；
（2）由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转:
① ；② ；
（3）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向 (选填“左”或“右”)偏转。
14．（2019高二下·山西期中）“探究碰撞中的不变量”的实验中，入射小球 ，原来静止的被碰小球 ，由实验测得它们在碰撞前后的 图象如图所示，由图可知，入射小球碰撞前的 是 入射小球碰撞后的 是 被碰小球碰撞后的 是 由此得出结论 .
四、解答题
15．（2019高二下·山西期中）宇宙飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决，其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持速度不变的问题，假设一宇宙飞船以 的速度进入密度 的微粒尘区，飞船垂直于运动方向的最大截面积 且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上，则飞船要保持速度 所需增大的推力为多大
16．（2019高二下·山西期中）用0.5kg的铁锤把钉子钉进木头里，打击时铁锤的速度 如果打击后铁锤的速度变为0，打击的作用时间是0.01s，那么:
（1）不计铁锤受的重力，铁锤钉钉子的平均作用力是多大
（2）考虑铁锤受的重力,铁锤钉钉子的平均作用力又是多大 (g取 )
（3）比较（1）和（2）,讨论是否要计铁锤的重力.
17．（2019高二下·山西期中）如图所示，交流发电机电动势的有效值为E=20V，内阻不计，它通过一个R=6Ω的指示灯连接变压器，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6V 0.25W”，灯泡都正常发光导线电阻不计，求：
（1）降压变压器初级、次级线圈匝数比；
（2）发电机的输出功率(计算结果保留三位有效数字)。
18．（2019高二下·山西期中）如图所示，间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置， 是电阻为 的金属棒，可紧贴导轨滑动，导轨右侧连接水平放置的平行板电容器，板间距为 板长也为L，导轨左侧接阻值为R的定值电阻，其它电阻忽略不计．轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下，电容器处的磁场垂直纸面向里，磁感应强度均为B，当 以速度 向右匀速运动时，带电量大小为 的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内，恰好做匀速圆周运动，并刚好从C板右侧边缘离开，求：
（1）AC两板间的电压U；
（2）带电颗粒的质量
（3）带电颗粒的速度大小
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】A．因为冲量是矢量，甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，A不符合题意．
B．设甲乙两运动员的质量分别为 、 ，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是 ， ．根据题意整个交接棒过程动量守恒：
可以解得： ，
即B选项正确；
CD．经历了中间的完全非弹性碰撞过程 会有动能损失，CD选项错误．
故答案为：B
【分析】本题主要考察能量（做功正负判断）、动量（动量定理、动量守恒）相关知识，结合弹性碰撞和非弹性碰撞的动量和能量关系展开讨论．
2．【答案】A
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A、由题可知，碰前的动量 ，方向沿初速度方向，末速度大小为 ，方向沿末速度方向，如图所示；
则动量的改变量为： ，方向竖直向上，则由动量定理可知，合外力对篮球的冲量竖直向上，大小为 ，A符合题意，BD不符合题意；
C、因重力的冲量竖直向下，而合外力的冲量竖直向上，故地面对球的冲量一定竖直向上，C不符合题意。
故答案为：A
【分析】物体动量的变化，利用末动量减初动量即可，力的冲量，利用力乘以力作用的时间即可。
3．【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作．但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的变化有阻碍作用。则合上开关，b先亮，a后亮．当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭．C符合题意．
故答案为：C．
【分析】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序．
4．【答案】A
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【解答】设ab和bc边长分别为L1，L2，若假设穿过磁场区域的速度为v， ， ；
同理可以求得： ， ；
L1＞L2，由于两次“穿越”过程均为相同速率穿过，因此：Q1＞Q2，q1=q2，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A．
【分析】在电磁感应题目中，公式 ，常考，要牢记，选择题中可直接应用，计算题中要写出推导过程；对于电磁感应能量问题一般有三种方法求解：①利用电路中产生的热量等于克服安培力做得功；②利用动能定理；③利用能量守恒；具体哪种方法，要看题目中的已知条件.
5．【答案】A
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】木板水平时，物块的合力是滑动摩擦力，以初速度方向为正方向，根据牛顿第二定律得出：小物块的加速度为： ，设滑行初速度为 ，则滑行时间为 ；
木板改置成倾角为 的斜面后，对物块进行受力分析如图所示：
小滑块的合力
小物块上滑的加速度 ，
滑行时间 ，
因此 ，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A
【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度，结合运动学公式求解即可。
6．【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得： ，电阻消耗的功率 ，所以两电阻消耗的电功率之比 ，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压即可，再利用欧姆定律求解电流，结合功率公式比较功率即可。
7．【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】当以不同电压输送时，由于输电功率一定，则有 ，则输电线上的电流为 ，则在线路上损失的功率为 可知，损失的功率与电压的平方成反比，则两种情况下线路上损失的功率之比为： ，所以输电线上损失的功率为 ，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C
【分析】利用公式P=UI求出输电线的上的电流，利用公式P损=I2R求解损失的功率。
8．【答案】B
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、根据 ，可知，交流电压的有效值 ，则电压表的示数为 ，电流 ，所以电流表的示数为 ，A不符合题意，B符合题意；
C、周期 ，一个周期内电流方向改变两次，则通过 的电流方向每秒钟改变100次，C不符合题意；
D、根据 得： ，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，利用欧姆定律求解电流和功率即可。
9．【答案】A,C,D
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、MN进入磁场时，若F与安培力大小相等，MN将做匀速运动，产生的感应电动势和感应电流不变，此图是可能的，A符合题意；
B、MN进入磁场时，若F大于安培力，MN将做加速运动，随着速度的增大，由 ，知安培力增大，合力减小，加速度减小，则MN将做加速度减小的变加速运动，由 知，i逐渐增大，但i的变化率减小，图线切线的斜率减小，当MN匀速运动时，产生的感应电流不变，B不符合题意，D符合题意；
C、MN进入磁场时，若F小于安培力，MN将做减速运动，随着速度的减小，由 ，知安培力减小，合力减小，加速度减小，则MN将做加速度减小的变减速运动．由 知，i逐渐减小，但i的变化率减小，图线切线的斜率减小，当MN匀速运动时，产生的感应电流不变，C符合题意。
故答案为：ACD
【分析】通过分析MN棒进入磁场时所受的安培力与F的大小关系，分析其运动情况，即可根据 ，分析安培力变化，从而判断其速度如何变化，得到感应电流如何变化．
10．【答案】B,C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】若要让N中产生顺时针的电流，M必须让N中的磁场“ 减小”或“ 增大”所以有以下两个情况：
垂直纸面向里的磁场（ ）且大小减小，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向右减速运动；
同理，垂直纸面向外的磁场（ ）且大小增大，根据楞次定律与法拉第电磁感应定律，则有导体棒向左加速运动，BC符合题意，AD不符合题意。
故答案为：BC
【分析】闭合电路中的磁通量发生改变，回路中就会产生感应电流，利用楞次定律判断电流的流向和圆环的变化趋势。
11．【答案】B,C
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的图像类问题
【解析】【解答】导体棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，设线框总电阻是R，则感应电流 ，由图乙所示图象可知，感应电流先均匀变大，后恒定，最后均匀减小，由于B、v、R是定值，则导体棒的有效长度L应先变长，后恒定，最后均匀减小，且L随时间均匀变化，即L与时间t成正比
A.闭合圆环匀速进入磁场时，有效长度L先变大，后变小，但L不随时间均匀变化，不符合题意，A不符合题意；
B.六边形线框进入磁场时，有效长度L先均匀增大，后恒定，最后均匀减小，符合题意，B符合题意；
C.梯形线框匀速进入磁场时，有效长度L先均匀增加，后不变，最后均匀减小，符合题意，C符合题意；
D.三角形线框匀速进入磁场时，有效长度L先增加，后减小，且随时间均匀变化，不符合题意，D不符合题意
故答案为：BC
【分析】本题是一道关于感应电流的图象题，熟练应用导体棒切割磁感线产生的感应电动势公式、欧姆定律、分析清楚图象特点是正确解题的关键．
12．【答案】A,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；法拉第电磁感应定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、电压最大值为 ， ，电流最大值为 ，所以从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为 ，A符合题意；
B、线圈位于图中位置时线圈电动势最大，此时线圈中的瞬时电流不为零，反而为最大，B不符合题意；
C、一秒钟25个周期，每个周期电流方向改变两次，所以流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次，C符合题意；
D、电阻 上的热功率等于 ，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】通过交流电压的表达式读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，进而写出交流电的表达式，结合选项分析求解即可。
13．【答案】（1）
（2）将开关闭合(或者断开)；Ⅱ.将螺线管A插入(或拔出)螺线管B
（3）右
【知识点】电磁学实验
【解析】【解答】(1)将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示．
；(2)Ⅰ将开关闭合或断开，或Ⅱ将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转．(3)在开关闭合的瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转．
【分析】（1）A线圈接开关和电源；B线圈直接接电流计；
（2）开关闭合的一瞬间或者A线圈进出B线圈都可以产生感应电流；
（3）利用磁通量变化对应电流的方向可以判别电流方向。
14．【答案】0.015；0.0075；0.0075；碰撞中mv的矢量和是守衡的量
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】由图象可知，碰前入射小球的速度：
碰后入射球的速度：
被碰球碰后的速度：
入射球碰前的动量： ，
入射小球碰撞后的 ，
被碰小球碰撞后的： ，
碰后系统的总动量： ．
通过计算发现：两小球碰撞前后的总动量相等，即：碰撞中动量守恒。
【分析】s-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为位移，图像的斜率是速度，结合物体的速度求解物体的动量。
15．【答案】解：选在时间 内与飞船碰撞的微粒为研究对象，其质量应等于底面积为 ，高为 的直圆柱体内微粒的质量，即 ，初动量为0，末动量为
设飞船对微粒的作用力为F，由动量定理得：
则 ；
根据牛顿第三定律可知，微粒对飞船的撞击力大小也等于 ，飞船要保持原速度匀速飞行，助推器增大的推力应为
【知识点】动量定理
【解析】【分析】结合宇宙尘埃的数据，对飞船应用动量定理求解推力大小即可。
16．【答案】（1）解：以铁锤为研究对象，设竖直向下为正方向，钉子对铁锤的平均作用力为
则对铁锤根据动量定理： 得： ，方向竖直向上；
由牛顿第三定律得：铁锤对钉子的平均作用力大小为 ，方向竖直向下
（2）解：以铁锤为研究对象，设竖直向下为正方向，对铁锤根据动量定理：
得 ，方向竖直向上
由牛顿第三定律得：铁锤对钉子的平均作用力大小为 ，方向竖直向下
（3）解：根据上面两问的竖直比较，二者相对误差为 ，而且作用的时间比较小，可见不用考虑铁锤的重力
【知识点】动量定理
【解析】【分析】（1）结合钉子的初末速度和质量，结合锤子的作用时间求解平均作用力即可；
（2）同理，结合钉子的初末速度和质量，结合锤子的作用时间求解平均作用力即可；
（3）结合第一问和第二问求解的锤子对钉子的作用力进行比较即可。
17．【答案】（1）解：变压器的输入功率为
由题意副线圈所接电灯泡均正常发光，所以副线圈总电流为：
而原线圈： ， ，所以 ， ，所以
（2）解：由 发电机的输出功率为：
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】（1）结合灯泡的功率求解灯泡的电流，利用电流比与匝数比的关系求解即可；
（2）结合电动机的电流和电压，利用公式P=UI求解功率即可。
18．【答案】（1）解：棒ab向右运动时产生的电动势为：
AC间的电压即为电阻R的分压，由分压关系可得：
解得：
（2）解：带电粒子做匀速圆周运动，则重力与电场力平衡有：
解得：
（3）解：粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得：
粒子运动轨迹如图所示：
由几何关系可得：
解得：
【知识点】安培力；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】棒ab向右运动时滑动时切割磁感线，产生感应电动势为E=BLv0，相当于电源，AC间的电压等于电阻R两端的电压，由串联电路分压规律求解；带电粒子在AC间中做匀速圆周运动，重力与电场力平衡，列式求解质量m，粒子做匀速圆周运动，画出轨迹，由几何关系求出轨迹半径，根据洛伦兹力提供向心力列式求解粒子的速度大小．
