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文档介绍
物理卷·2018届湖北省黄石市慧德学校高二下学期第一次月考物理试卷 (解析版)
2016-2017学年湖北省黄石市慧德学校高二(下)第一次月考物理试卷 一.选择题(1-10单选,11-16多选) 1.理想变压器的原副线圈的匝数之比为4:1,在原线圈上加上U=200V的交流电压,在副线圈上接交流电压表,其示数为( ) A.0 B.50V C.200V D.800V 2.一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则( ) A.交流电的频率为50 Hz B.交流电压的有效值为100 V C.交流电压瞬时值表达式为u=100cos 25t (V) D.此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器 3.如图所示的电路中,灯泡A、B电阻相同,自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大.先接通S,使电路达到稳定,再断开S.电流随时间变化图象,下列正确的是( ) A. B. C. D. 4.如图甲所示,交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.2m,ad=bc=0.4m,线圈匝数为50匝,线圈的总电阻r=1Ω,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以t/s的转速匀速转动,外接电阻R=9Ω,电压表为理想交流电表,则( ) A.图甲中交流电压表的示数为80V B.图甲中电阻R上消耗的电功率为1152W C.如图乙所示,在外电路接上原、副线圈匝数比n1:n2=3:1的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大 D.如图乙所示,在外电路接上原、副线圈匝数比n1:n2=1:3的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大 5.图甲所示的理想变压器,原线圈接入电压变化规律如图乙所示的正弦交流电流,则可知变压器的输出电压为( ) A.44V B.44V C.1100V D.1100V 6.已知负载上的交变电流u=311sinV,i=14.1sinA,根据这两式判断,下述结论中正确的是( ) A.电压的有效值为311 V B.负载电阻的大小为22Ω C.交变电流的频率是55 Hz D.交变电流的周期是0.01 s 7.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的正弦交变电流如图所示,由图可知( ) A.该交变电流的有效值为10A B.该交流电动势的频率为25Hz C.当t=0.01s时,线圈处于中性面位置 D.当t=0.015s时,穿过线圈的磁通量最大 8.一矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴作匀速转动,当线圈刚好处于如图所示的位置时,则它的( ) A.磁通量最大,磁通量的变化率最小,感应电动势最小 B.磁通量最大,磁通量的变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最小,磁通量的变化率最大,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量的变化率最小,感应电动势最小 9.一只灯泡上标有“220V 40W”,当它正常工作时加在灯丝两端电压的峰值是( ) A.380V B.220V C.220V D.110V 10.如图所示,理想变压器原线圈两端接有交流电源,副线圈中三只灯泡都能正常发光,R为定值电阻.L为电感线圈.C为电容器.现保持原线圈两端输入电压的最大值不变,频率变为原来的一半.下列说法正确的是( ) A.三只灯泡的亮度均不变 B.副线圈两端的电压减小 C.灯泡L1亮度不变,L2变暗,L3变亮 D.灯泡L1亮度不变,L2变亮,L3变暗 11.图甲为一理想自耦变压器,输入端接交流稳压电源,其电压随时间变化关系如图乙所示.已知n1、n2的比值为2:1,负载电阻R的阻值为5Ω,下面正确的说法有( ) A.通过负载电阻R的电流的最大值为31.1 A B.通过负载电阻R的电流的有效值为22 A C.通过负载电阻R的电流的频率为100 Hz D.通过负载电阻R的电流的频率为25 Hz 12.如图所示,a、b端输入恒定的交流电压.理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为12V、额定功率均为2W的灯泡A、B、C.闭合开关,灯泡均正常发光.则下列说法正确的是( ) A.原副线圈的匝数比为1:2 B.电压表V的示数为24V C.变压器的输入功率为4W D.副线圈上再并联一个相同的灯泡D,灯泡A会烧坏 13.(多选) 如图所示为电子技术中常用的电路之一.“~”表示低频交流,“~~~~”表示高频交流,“﹣”表示直流,则下列叙述正确的是( ) A.图a中后级输入只有交流成分 B.图b中后级输入主要是直流成分 C.图c中后级输入主要是低频交流成分 D.图c中后级输入主要是高频交流成分 14.理想变压器原线圈两端接入交变电压U1,电压表和电流表均为理想交流电表,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中( ) A.A1的示数变小 B.A2的示数变小 C.V的示数变小 D.变压器的输入功率变小 15.如图所示,理想变压器原线圈输入交流电压的最大值保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑动变阻器的滑动触头P向上移动时,下列说法正确的有( ) A.V1示数不变 B.V2示数增大 C.A1和A2示数都减小 D.变压器的输入功率增大 16.一自耦调压变压器(可看做理想变压器)的电路如图甲所示,移动滑动触头P可改变副线圈匝数.已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在如图乙所示的交流电源上,电压表为理想电表.则( ) A.交流电源电压瞬时值的表达式为u=220sin100πtV B.P向上移动时,电压表的最大示数为380V C.P向下移动时,原、副线圈的电流之比减小 D.P向下移动时,变压器的输入功率变大 二、计算题(共2小题,满分0分) 17.有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20V的直流电源上,其消耗的功率为P;若将它接在如图所示的理想变压器的次级线圈两端时,其消耗的功率为.已知变压器输入电压为u=220sin100πt(V),不计电阻随温度的变化.求: (1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值. (2)此变压器原、副线圈的匝数之比. 18.如图所示为交流发电机的示意图,线圈的匝数为2000,边长分别为10cm和20cm,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,周期为T=s.求: (1)交流电压表的示数. (2)从图示位置开始,转过30°时感应电动势的瞬时值. 2016-2017学年湖北省黄石市慧德学校高二(下)第一次月考物理试卷 参考答案与试题解析 一.选择题(1-10单选,11-16多选) 1.理想变压器的原副线圈的匝数之比为4:1,在原线圈上加上U=200V的交流电压,在副线圈上接交流电压表,其示数为( ) A.0 B.50V C.200V D.800V 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】变压器的匝数之比等于原副线圈的电压之比,电表测量的是有效值. 【解答】解:变压器的电压与匝数成正比,所以副线圈电压==50V. 故选B 2.一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则( ) A.交流电的频率为50 Hz B.交流电压的有效值为100 V C.交流电压瞬时值表达式为u=100cos 25t (V) D.此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器 【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【分析】根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量,然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等. 【解答】解;A、由图可知,T=4×10﹣2s,故f=,故A错误; B、交流电的最大值为Em=100V,故有效值为E=,故B错误 C、交流电的角速度为ω=2πf=50π rad/s,所以其表达式为u=100sin(50πt)V,故C错误; D、电容器的耐压值为交流电的最大值,故此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器,故D正确; 故选:D 3.如图所示的电路中,灯泡A、B电阻相同,自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大.先接通S,使电路达到稳定,再断开S.电流随时间变化图象,下列正确的是( ) A. B. C. D. 【考点】自感现象和自感系数. 【分析】当电流增大时,线圈会阻碍电流的增大,当电流减小时,线圈会阻碍电流的减小. 【解答】解:当闭合电键稳定后回路中的电流是恒定的;当电键断开,因为线圈阻碍电流的减小,相当于电源(右端是正极),L和AB构成回路,通过L的电流也流过B,所以电流变成反向,且逐渐减小到零.故D正确,A、B、C错误. 故选:D 4.如图甲所示,交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.2m,ad=bc=0.4m,线圈匝数为50匝,线圈的总电阻r=1Ω,线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以t/s的转速匀速转动,外接电阻R=9Ω,电压表为理想交流电表,则( ) A.图甲中交流电压表的示数为80V B.图甲中电阻R上消耗的电功率为1152W C.如图乙所示,在外电路接上原、副线圈匝数比n1:n2=3:1的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大 D.如图乙所示,在外电路接上原、副线圈匝数比n1:n2=1:3的理想变压器时,电阻R上消耗的电功率最大 【考点】变压器的构造和原理;交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 【分析】图甲中,求出线圈的感应电动势,再根据欧姆定律和电功率公式求出交流电压表的示数和电阻R上消耗的电功率;将理想变压器和电路中的电阻R等效为电阻R′,当R′=r时电源的输出功率最大,结合变压器的变压规律可得到匝数比. 【解答】解:A、线圈转动的角速度,发电机产生正弦式交流电,电动势最大值,电动势的有效值,交流电压表V的示数为外电压的有效值为,故A错误; B、电阻R上消耗的电功率,故B错误; CD、将理想变压器和电阻R等效为电路中的一个电阻R′,,电源的输出功率 ,当R′=r=1Ω时,最大,,故C错误,D正确 故选:D 5.图甲所示的理想变压器,原线圈接入电压变化规律如图乙所示的正弦交流电流,则可知变压器的输出电压为( ) A.44V B.44V C.1100V D.1100V 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】根据b图可明确输入电压的最大值,则可以求出有效值,再根据变压器电压和匝数关系即可求出输出电压. 【解答】解:由图b可知,输入电压的最大值为220V,则有效值为220V,根据可得: U2===44V; 故选:A. 6.已知负载上的交变电流u=311sinV,i=14.1sinA,根据这两式判断,下述结论中正确的是( ) A.电压的有效值为311 V B.负载电阻的大小为22Ω C.交变电流的频率是55 Hz D.交变电流的周期是0.01 s 【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【分析】根据其瞬时值的表达式即可得出有效值、周期、频率等有效信息.根据欧姆定律求出负载电阻. 【解答】解:根据u=311sin314t(V),i=14.1sin314t(A), 得:电压的有效值为U=V=220V,电流的有效值为:I= T= f==50Hz R==22Ω 所以答案B正确,ACD错误 故选:B. 7.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的正弦交变电流如图所示,由图可知( ) A.该交变电流的有效值为10A B.该交流电动势的频率为25Hz C.当t=0.01s时,线圈处于中性面位置 D.当t=0.015s时,穿过线圈的磁通量最大 【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【分析】由图象可读出周期,即可求得频率.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流.磁通量为零,感应电动势最大;磁通量最大时,感应电动势为零,线圈恰好通过中性面. 【解答】解:A、由图象知交流电的最大值,有效值E= ,故A错误; B、此交流电的周期为:T=0.02s,故交流电的频率f=,故B错误; C、当t=0时,感应电动势最大,磁通量最小,线圈平面与磁感线垂直,故C错误; C、当t=0.015s时,感应电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,故D正确; 故选:D. 8.一矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴作匀速转动,当线圈刚好处于如图所示的位置时,则它的( ) A.磁通量最大,磁通量的变化率最小,感应电动势最小 B.磁通量最大,磁通量的变化率最大,感应电动势最大 C.磁通量最小,磁通量的变化率最大,感应电动势最大 D.磁通量最小,磁通量的变化率最小,感应电动势最小 【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理. 【分析】当线圈处于与中性面垂直面位置时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势最大. 【解答】解:当线圈处于图中所示位置时,即线圈平面与磁场方向平行,此时磁通量为零,最小;B⊥v,感应电动势最大,磁通量的变化率最大,故C正确,A、B、D错误. 故选:C. 9.一只灯泡上标有“220V 40W”,当它正常工作时加在灯丝两端电压的峰值是( ) A.380V B.220V C.220V D.110V 【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【分析】铭牌上指的是额定电压,根据有效值跟最大值的关系可求最大值. 【解答】解:它两端所加的电压的有效值是U=220V,所以它两端所加的电压的峰值是=220V,故B正确,ACD错误; 故选:B 10.如图所示,理想变压器原线圈两端接有交流电源,副线圈中三只灯泡都能正常发光,R为定值电阻.L为电感线圈.C为电容器.现保持原线圈两端输入电压的最大值不变,频率变为原来的一半.下列说法正确的是( ) A.三只灯泡的亮度均不变 B.副线圈两端的电压减小 C.灯泡L1亮度不变,L2变暗,L3变亮 D.灯泡L1亮度不变,L2变亮,L3变暗 【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用. 【分析】对于电容器来说能通交流隔直流,而频率越高越容易通过.对于线圈来讲通直流阻交流,通低频率交流阻高频率交流,而对于电阻没有影响,从而即可求解. 【解答】解:现保持原线圈两端输入电压的最大值不变,频率变为原来的一半,即保持交流电源的电压不变,使交变电流的频率减小,对电阻没有影响,而电容器对其阻碍变大,线圈对其阻碍变小.所以灯泡L2将变亮,灯泡L3将变暗,灯泡L1将亮度不变,但副线圈的电压不变,故ABC错误,D正确. 故选:D. 11.图甲为一理想自耦变压器,输入端接交流稳压电源,其电压随时间变化关系如图乙所示.已知n1、n2的比值为2:1,负载电阻R的阻值为5Ω,下面正确的说法有( ) A.通过负载电阻R的电流的最大值为31.1 A B.通过负载电阻R的电流的有效值为22 A C.通过负载电阻R的电流的频率为100 Hz D.通过负载电阻R的电流的频率为25 Hz 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】先根据乙图得到变压器的输出电压的最大值和周期,求解出有效值;再根据理想变压器的变压比公式求解输入电压;理想变压器的输入功率和输出功率相等. 【解答】解:A、由乙图得到理想变压器的输出电压的最大值为Um=311V,故有效值为:U1==220V; 已知n1、n2的比值为2:1, 根据理想变压器的变压比得副线圈电压U2=110V, 所以通过负载电阻R的电流的最大值为Im2==31.1 A,故A正确; B、通过负载电阻R的电流的有效值为I2==22A,故B正确; C、由乙图得周期T=0.02s,所以通过负载电阻R的电流的频率为f==50Hz,故CD错误; 故选:AB. 12.如图所示,a、b端输入恒定的交流电压.理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为12V、额定功率均为2W的灯泡A、B、C.闭合开关,灯泡均正常发光.则下列说法正确的是( ) A.原副线圈的匝数比为1:2 B.电压表V的示数为24V C.变压器的输入功率为4W D.副线圈上再并联一个相同的灯泡D,灯泡A会烧坏 【考点】变压器的构造和原理;电功、电功率;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率. 【分析】由三只灯泡均正常发光,则可求得原副线圈的电流,求得匝数之比,由匝数比求电压关系,由功率公式可求得功率. 【解答】解:A、副线圈中每个灯泡电流:,则原线圈的电流为I1=A,副线圈电流,则匝数比为2:1,故A错误; B、副线圈电压为U2=12V,则原线圈电源U1=24V,则电压表示数为U=24+12=36V,故B错误; C、副线圈功率P1=2PL=4W,则变压器的输入功率为4W,故C正确; D、副线圈上再并联一个相同的灯泡D,则副线圈电流增大,则原线圈电流也增大,超过额定电流,A灯泡烧坏,故D正确. 故选:CD 13.(多选) 如图所示为电子技术中常用的电路之一.“~”表示低频交流,“~~~~”表示高频交流,“﹣”表示直流,则下列叙述正确的是( ) A.图a中后级输入只有交流成分 B.图b中后级输入主要是直流成分 C.图c中后级输入主要是低频交流成分 D.图c中后级输入主要是高频交流成分 【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用. 【分析】根据电容器和电感线圈的特性分析选择.电容器内部是真空或电介质,隔断直流.能充电、放电,能通交流,具有隔直通交、通高阻低的特性.电感线圈可以通直流,通过交流电时产生自感电动势,阻碍电流的变化,具有通直阻交,通低阻高的特性.根据感抗和容抗的大小分析对高频和低频的阻碍. 【解答】解:电感器对直流无阻碍,对交流电有阻碍作用,根据XL=2πLf知,自感系数很小,频率越低,感抗越小,所以阻碍作用为:通低频,阻高频. 电容器不能通过直流,而交流电通过电容器,根据Xc=.知电容C越小,频率越低,容抗越大,所以阻碍作用为:通高频,阻低频. 因此图a中后级输入只有交流成分,图b中后级输入主要是直流成分,而图c中后级输入主要是低频交流成分,故ABC正确,D错误; 故选:ABC. 14.理想变压器原线圈两端接入交变电压U1,电压表和电流表均为理想交流电表,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中( ) A.A1的示数变小 B.A2的示数变小 C.V的示数变小 D.变压器的输入功率变小 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】变压器的输入电压不变.输出电压是由匝数比和输入电压决定的,进而可以分析输出电压的大小,由于电阻变大,根据欧姆定律分析电流和功率的变化情况. 【解答】解:在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,滑动变阻器的阻值变大,电路的总电阻减大,由于电压是由变压器决定的,输出的电压不变,所以电流变小,电流表A2的示数变小, 由于变压器的输入和输出的功率是相等的,副线圈的电流减小,电压不变,所以输出的功率要减小,输入的功率也要减小,而电路的电压时不变的,所以输入的电流要减小,电流表A1的示数变小,故ABD正确,C错误. 故选:ABD. 15.如图所示,理想变压器原线圈输入交流电压的最大值保持不变,R0为定值电阻,R为滑动变阻器,当滑动变阻器的滑动触头P向上移动时,下列说法正确的有( ) A.V1示数不变 B.V2示数增大 C.A1和A2示数都减小 D.变压器的输入功率增大 【考点】变压器的构造和原理;电功、电功率. 【分析】在交流电中电表显示的都是有效值,滑片P向上滑动过程中,总电阻增大,只与输入电压和匝数有关,所以U2不变,I1变小 【解答】解:A、根据题意,理想变压器原线圈输入交流电压的最大值保持不变,故示数不变,故A正确; B、由于原线圈电压和匝数比不变,所以副线圈两端电压不变,即示数不变,故B错误; C、滑片P向上滑动的过程中,副线圈电压不变,即U2不变,而电阻增大,副线圈电流减小,输出功率减小,所以原线圈的输入功率减小,I1变小,所以A1和A2示数都减小,故C正确; D、副线圈电压不变,电流变小,输出功率变小,输入功率等于输出输出功率,所以输入功率也变小,故D错误; 故选:AC 16.一自耦调压变压器(可看做理想变压器)的电路如图甲所示,移动滑动触头P可改变副线圈匝数.已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在如图乙所示的交流电源上,电压表为理想电表.则( ) A.交流电源电压瞬时值的表达式为u=220sin100πtV B.P向上移动时,电压表的最大示数为380V C.P向下移动时,原、副线圈的电流之比减小 D.P向下移动时,变压器的输入功率变大 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】根据乙图表示出交流电源电压瞬时值. 根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,输入功率等于输出功率求解. 【解答】解:A、交流电源电压的最大值是220V,所以表达式为u=220sin100πtV,故A错误 B、原线圈的电压有效值为220V, P向上移动时,电压表的最大示数为×220=380V,故B正确 C、P向下移动时,副线圈电压减小,副线圈电流减小,输入功率等于输出功率,原线圈电流减小,故C正确 D、P向下移动时,副线圈电压减小,副线圈电流减小,变压器的输入功率变小,故D错误 故选BC. 二、计算题(共2小题,满分0分) 17.有一个阻值为R的电阻,若将它接在电压为20V的直流电源上,其消耗的功率为P;若将它接在如图所示的理想变压器的次级线圈两端时,其消耗的功率为.已知变压器输入电压为u=220sin100πt(V),不计电阻随温度的变化.求: (1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值. (2)此变压器原、副线圈的匝数之比. 【考点】变压器的构造和原理. 【分析】根据功率公式求出变压器次级线圈两端的电压的有效值,根据变压器输入电压的瞬时表达式求出最大值,从而求出有效值,再根据电压之比等线圈匝数比求解. 【解答】解:(1)直流电源的电压U0=20V,设变压器次级线圈两端的电压的有效值为U2,根据题意有: ,P= 得: (2)变压器输入的电压有效值为: 根据变压器电压比公式,可得: n1:n2=U1:U2=11:1 答:(1)理想变压器次级线圈两端电压的有效值为. (2)此变压器原、副线圈的匝数之比为11:1. 18.如图所示为交流发电机的示意图,线圈的匝数为2000,边长分别为10cm和20cm,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,周期为T=s.求: (1)交流电压表的示数. (2)从图示位置开始,转过30°时感应电动势的瞬时值. 【考点】交流的峰值、有效值以及它们的关系. 【分析】(1)线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=NBSω.电压表测量电流的有效值.根据有效值与最大值的关系求出电动势的有效值; (2)从中性面开始计时,求得电压的瞬时表达式,即可去求得转过30°时感应电动势的瞬时值 【解答】解:(1)线圈的角速度为 线圈的面积S= 产生的电动势最大值Em=NBSω=800V 电压表的有效值为 (2)图示为中性面,电动势的瞬时值e=Emsinωt 其中ωt=θ,所以e=Emsinωt=800sin30°=400V 答:(1)交流电压表的示数为400V. (2)从图示位置开始,转过30°时感应电动势的瞬时值为400V 查看更多