2017-2018学年四川省广安第二中学校高二下学期第一次月考物理试题 解析版

2017-2018学年四川省广安第二中学校高二下学期第一次月考物理试题 解析版

四川省广安第二中学校2017-2018学年高二下学期第一次月考物理试题 一、选择题 ‎1. 下列关于交流电路的说法错误的是（ ）‎ A. 电容器的击穿电压为交流电压的最大值 B. 电路中电流表的示数为电流的有效值 C. 教室内日光灯的额定电压为电压的有效值 D. 电路中保险丝的熔断电流为电流的最大值 ‎【答案】D ‎【解析】A项：电容器的击穿电压为交流电压瞬时值的最大值，故A正确；‎ B项：电路中电压表、电流表的示数均为有效值，故B正确；‎ C项：教室内日光灯的额定电压为220V，是电压的有效值，故C正确；‎ D项：电路中保险丝的熔断电流要考虑电流的热效应，为电流的有效值，故D错误。‎ 点晴：使用交变电流的电气设备上所标的电压、电流值均是有效值，交流电流表和交流电压表测得的值也是电路中的有效值，电容器的击穿电压为瞬时值的最大值，有效值的定义：取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值。‎ ‎2. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示。‎ 产生的交变电动势图象如图2所示，则（ ）‎ A. t =0.01s时线框平面与中性面重合 B. t=0.005s时线框的磁通量变化率为零 C. 线框产生的交变电动势有效值为311V D. 线框产生的交变电动势频率为100HZ ‎【答案】A ‎【解析】由图可知：t=0.01s时，感应电动势为零，说明此时线圈正经过中性面，故A正确；‎ t=0.005s时，感应电动势最大，线框平面与中性面垂直，磁通量为零，磁通量的变化率最大，故B正确；，感应电动势的峰值是Em=311V，根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为：，故C错误；据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎3. 如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是（ ）‎ A. A B. 5 A C. 7A D. 7 A ‎【答案】B ‎【解析】由有效值的定义可得 ‎ ‎ 代入数据得： ‎ 解得：。‎ ‎4. 如图所示，理想变压器的原线圈接在 的交流电源上，副线圈接在负载电阻 ，原副线圈匝数之比为20:1，交流电流表，电压表均为理想电表，下列说法正确的是( )‎ A. 交流电压表的读数为15.6V B. 副线圈输出交流电的周期为50s C. 交流电流表的读数为0.1A D. 原线圈的输入功率为 ‎【答案】C ‎【解析】A项：由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得副线圈的电压为11V，故A错误；‎ B项：原线圈中电压的角速度，则其周期，变压器不会改变交流电的频率，故副线圈输出交流电的周期为2s，故B错误；‎ C项：由A分析可知，副线圈的电压为11V，再由输入功率和输出功率相等可得，所以原线圈的电流的大小为0.1A，故C正确；‎ D项：原线圈中的输出功率等于输出功率，则，故D错误。‎ ‎5. 为了能安全对某一高电压U、高电流I的线路进行测定，图中接法可行的是（ ）（绕组匝数n1＞n2）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：电压互感器的原线圈应与高压线路中的火线并联，副线圈接电压表，且原线圈匝数应大于副线圈的匝数，A图中副线圈接电流表错而B图正确；电流互感器的原线圈应与高压线路中的火线串联，副线圈接电流表，且原线圈匝数应小于副线圈的匝数，C图中n1＞n2错；D图中不仅n1＞n2且副线圈接电压表错 故选B 考点：考查了电压互感器 点评：关键是理解测定原理，根据原理分析解题 ‎6. 供电站向远方送电，输送的电功率恒定，若将输电电压提高到原来的4倍，以下判断中正确的是（ ）‎ A. 输电电流为原来的4倍 B. 输电导线上损失的电压为原来的4倍 C. 输电导线上损失的电功率为原来的 D. 输电导线上损失的电功率为原来的 ‎【答案】D ‎【解析】输送的功率一定，根据，知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的4倍，则电流减小倍，输电导线上损失的电压也减小为原来的倍，AB错误；电流减小到倍，根据可知，电线上损失的功率为原来的倍，C错误D正确．‎ ‎7. 做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内( )‎ A. 振子的速度与位移同向 B. 振子的速度与位移反向 C. 振子的位移越来越大 D. 振子的机械能越来越大 ‎【答案】B ‎【解析】做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则向平衡位置运动，与位移方向反向，位移越来越小，简谐振动的机械能保持不变，B正确。‎ ‎8. 如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为( )‎ A. 3 s,6 cm B. 4 s,6 cm C. 4 s,9 cm D. 2 s,8 cm ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过M、N两点，则可判定M、N两点关于平衡位置O点对称，所以质点由M到O时间与由O到N的时间相等，那么平衡位置O到N点的时间，因过N点后再经过质点以方向相反、大小相同的速度再次通过N点，则有从N点到最大位置的时间，因此，质点振动的周期是，质点总路程的一半，即为振幅．所以振幅，故选项B正确。‎ 考点：简谐运动的振幅、周期和频率 ‎【名师点睛】对于简谐运动，要抓住对称性和周期性进行分析．要明确质点以同样的速度经过某两点时，它们的位置关于平衡位置对称；当经过同一位置时，它们的速度大小相同，方向相反。‎ ‎9. 一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动.当振动平台处于什么位置时,物体对平台的正压力最大( )‎ A. 当振动平台运动到最高点时 B. 当振动平台向下运动过振动中心点时 C. 当振动平台运动到最低点时 D. 当振动平台向上运动过振动中心点时 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：单摆做阻尼振动，振幅越来越小，周期不变，振动过程中，机械能不守恒，物体的振动频率与受迫振动频率相等。当振动平台处于最低点时，物体对台面的正压力最大，因为振幅最大。所以C正确。‎ 考点：共振 点评：在教学时要加强基础知识的教学，搞清楚振动与振幅的关系 ‎10. 若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（ ）‎ A. 频率不变，振幅不变 B. 频率不变，振幅改变 C. 频率改变，振幅改变 D. 频率改变，振幅不变 ‎【答案】B ‎【解析】由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅是反映单摆运动过程中的机械能能大小的物理量，由可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但摆球质量改变，摆球运动时重力势能变化，因此摆球的机械能改变，从而导致振幅改变，故B正确，ACD错误；‎ 故选B。‎ ‎11. 图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置。当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系。已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.80m，则这次实验沙摆的摆长为( )（取g =2） ‎ A. 0.56m B. 0.65m C. 1.00m D. 2.25m ‎【答案】C ‎【解析】由图乙可知，，由公式，根据单摆公式，解得，代入数据解得：，故C正确。‎ 点晴：根据砂摆的振动位移随时间变化的关系曲线求出砂摆的周期，再根据周期公式求出砂摆的摆长。‎ ‎12. 将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示。某同学由此图线提供的信息做出了下列判断( ) ‎ ‎① t=0.2s 时摆球正经过最低点。‎ ‎② t=1.1s 时摆球正经过最低点。‎ ‎③ 摆球摆动过程中机械能减少。‎ ‎④ 摆球摆动的周期是 T＝1.4s。‎ 上述判断中，正确的是 A. ①③‎ B. ②③‎ C. ③④‎ D. ②④‎ ‎【答案】A ‎【解析】s时力F最大，在最低点时，所以最低点拉力最大，由图像可看出摆球经过最低点的拉力逐渐减小，所以最低点的速度减小，机械能减小，相邻两次经过最低点的时间为半个周期，所以周期为1.2s ‎13. 某单相交流发电机发出的交流电u=311sin（100πt）V，对该交流电的下列说法，正确的是（ ）‎ A. 该交流电的周期为0.02s，有效值为220V B. 将发电机的转速提高一倍，发出的交流电u=311sin（200πt）V C. 该交流电1秒钟方向变化100次 D. t=0时刻，线圈平面与中性面的夹角为 ‎【答案】AC B项：交变电流瞬时表达式：，转速提高一倍，最大值提高一倍即，故B错误；‎ C项：由A分析可知， 交流电的周期为0.02s，交流电在一个周期内电流方向改变2次，所以1秒钟方向变化100次，故C正确；‎ D项：由u=311sin100πt（V）可知，线圈从中性面开始计时，所以t=0时刻，线圈平面与中性面平行，故D错误。‎ 点晴：本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等。‎ ‎14. 理想变压器的原、副线圈中一定相同的物理量有（ ）‎ A. 交流电的频率 B. 磁通量的变化率 C. 功率 D. 交流电的峰值 ‎【答案】ABC ‎【解析】变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同，输入功率等于输出功率，变压器只改变电压和电流不改变电流的频率，变压器的变压和变流比规律知，原副线圈的电压、电流的有效值不同，最大值也不同，故ABC正确，D错误。‎ 点睛：本题考查了变压器的变压特点，知道电压、电流与匝数的关系，输入功率等于输出功率等。‎ ‎15. 如图所示，理想变压器的原线圈接有交变电压U，副线圈接有光敏电阻R1（光敏电阻随光照强度增大而减小）、定值电阻R2．则（ ）‎ A. 仅增强光照时，原线圈的输入功率减小 B. 仅向下滑动P时，R2两端的电压增大 C. 仅向下滑动P时，R2消耗的功率减小 D. 仅增大U时，R2消耗的功率增大 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：当光照增强时，光敏电阻的电阻值减小，故变压器的输出功率增加，故输入功率也增加，故A错误；当滑动触头P向下滑动时，原线圈匝数减小，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压增大；根据功率表达式，R2消耗的功率增大，故B正确，C错误；当U增大时，根据电压与匝数成正比知变压器的输出电压增大；根据功率表达式，用电器消耗的功率增大；故D正确；故选BD.‎ 考点：变压器；电路的动态分析 ‎【名师点睛】本题是关于变压器以及电路的动态分析问题；关键是明确电压器的电压、电流、功率关系，要知道变压器的输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率，结合变压比公式和功率公式进行动态分析。‎ ‎16. 如图所示，是质点做简谐运动的图像．由此可知( )‎ A. t＝0时，质点位移、速度均为零 B. t＝1 s时，质点位移最大，速度为零 C. t＝2 s时，质点位移为零，速度沿负向最大 D. t＝4 s时，质点停止运动 ‎【答案】BC ‎【解析】t＝0时，速度最大，位移为零，A错．t＝1 s时，位移最大，速率为零，B对．t＝2 s时，质点经过平衡位置，位移为零，速度沿负方向最大，C对．t＝4 s时，质点位移为零，速度最大，D错．‎ 思路分析：做简谐运动的物体在平衡位置速度最大，其位移均指对平衡位置的位移。‎ 试题点评：考查对简谐运动过程的掌握和理解。‎ ‎17. 物体A做简谐运动的振动位移xA＝3sin (100t＋) m，物体B做简谐运动的振动位移xB＝5sin (100t＋) m比较A、B的运动( )‎ A. 振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B. 周期是标量，A、B周期相等为100 s C. A振动的频率fA等于B振动的频率fB D. A的相位始终超前B的相位 ‎【答案】CD ‎【解析】A项：振幅为振动物体离开平衡位置的最大距离，为标量，故A错误；‎ B项：由A、B物体的振动位移表达式可知，，所以周期为，故B错误；‎ C项：由B分析可知，A振动的频率fA等于B振动的频率fB，故C正确；‎ D项：A的相位是，B的相位是，相位差：，所以A的相位始终超前B的相位，故D正确。‎ 点晴：简谐运动的质点位移的最大值等于振幅．周期是标量，由位移的表达式读出角速度，求出周期，由解析式读出相位差。‎ ‎18. 如图所示是一弹簧振子做受迫振动时的振幅与驱动力频率的关系，由图可知( )‎ A. 驱动力的频率为f2时，振子处于共振状态 B. 驱动力的频率为f3时，振子的振动频率为f3‎ C. 假如让振子自由振动，它的频率为f2‎ D. 振子做自由振动时，频率可以为f1、f2和f3‎ ‎【答案】ABC ‎.....................‎ 二、实验题 ‎19. 如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源．当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮；当开关S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光．由此可知，a元件应是________；b元件应是________；c元件应是________．(选填：电容器、电感器、电阻）‎ ‎【答案】 (1). 电阻； (2). 电感器； (3). 电容器；‎ ‎【解析】由题意知，接“1”时，直流电不通过c，故c为电容器；接“2”时通交流电，B灯变暗是由于感抗所致，故b应为电感器，则a为电阻．‎ 本题答案是：(1). 电阻； (2). 电感器； (3). 电容器；‎ ‎20. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。则：‎ ‎(1)他测得的重力加速度g = _________ m/s2.（计算结果取三位有效数字）‎ ‎(2) 他测得的g值偏小，可能原因是： _________ ‎ A．测摆线长时摆线拉得过紧。‎ B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了。‎ C．开始计时时，秒表过迟按下。‎ D．实验中误将49次全振动计为50次。‎ ‎（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l和T的数值，再以l为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率K。则重力加速度g = _________。（用K表示）‎ ‎【答案】 (1). 9.76 (2). B; (3). ;‎ ‎【解析】试题分析：（1）单摆的摆长L=l+r=101.00cm+×2.00cm=102.00cm=1.02m，单摆的周期；由单摆的周期公式得，，代入解得，g=9.76m/s2‎ ‎（2）A、测摆线长时摆线拉得过紧，摆长偏大，根据可知，测得的g应偏大．故A错误．‎ B、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，测得的单摆周期变大，根据可知，测得的g应偏小．故B正确．‎ C、开始计时时，秒表过迟按下，测得的单摆周期变小，根据可知测得的g应偏大．故C错误．‎ D、实验中误将49次全振动计为50次，根据求出的周期变小，g偏大．故D错误．‎ 故选B ‎（3）根据重力加速度的表达式可知，T2-l图线斜率，则．‎ 考点：利用单摆测重力加速度。‎ 三、计算题 ‎21. 一水平弹簧振子做简谐运动,其位移和时间关系如图所示.‎ ‎(1)求t=0.25×10-2 s时的位移.‎ ‎(2)在t=1.5×10-2 s到t′=2×10-2 s的时间内,质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化?‎ ‎(3)从t=0到t=8.5×10-2 s的时间内,质点的路程、位移各为多大?‎ ‎【答案】(1) （2）见解析（3） ，位移为0‎ ‎【解析】(1)由题图可知A＝2 cm，T＝2×10－2s，振动方程为x＝Asin＝－Acos ωt ‎＝－2cost cm＝－2cos 100πt cm 当t＝0.25×10－2s时，x＝－2coscm＝－cm.‎ ‎(2)由图可知在1.5×10－2s～2×10－2s内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．‎ ‎(3)从t＝0至8.5×10－2s时间内为个周期，质点的路程为s＝17A＝34 cm，位移为2 cm.‎ ‎22. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，匝数为n=50的矩性线圈，绕转轴OO'垂直于匀强磁场匀速转动，每匝线圈长为L=25cm，宽为d=20cm， =100πrad/s，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时，求：‎ ‎（1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；‎ ‎（2）若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω，外接一只阻值为9Ω的用电器，使线圈和外电路构成闭合电路，写出交流感应电流I的瞬时值表达式；‎ ‎（3）将一交流电压表接在R两端，电压表示数为多少？‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】试题分析：先根据Em=NBωS求出最大值，再写出电动势和电流的瞬时表达式；电压表测量的是有效值，是电阻R上的电压，根据闭合电路的欧姆定律即可求解。‎ ‎(1) 根据Em=NBωS，可得感应电动势的最大值：Em=50×0.5×0.25×0.2×100=125（V）‎ 由于线框垂直于中性面开始计时，所以电动势瞬时值的表达式：e=125 cos100t（V）；‎ ‎(2) 电流的最大值： ‎ 因此交流感应电流I的瞬时值表达式： ‎ ‎(3)交流电流的有效值：，；‎ 点睛：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，知道有效值跟峰值的关系，难度不大，属于基础题．线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，而对于电表读数由交变电的有效值来确定。‎ ‎23. 有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示．升压变压器匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220V，40W”灯6盏．若保证全部电灯正常发光，则：‎ ‎（l）发电机输出功率多大？ ‎ ‎（2）发电机电动势多大？‎ ‎（3）输电线上损耗的电功率多大？‎ ‎（4）输电效率是多少？‎ ‎【答案】(1) (2) (3) (4) ‎ ‎【解析】试题分析：题中未加特别说明，变压器即视为理想变压器，由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校距离较短，不必考虑两部分输电导线上的功率损耗，发电机的电动势E，一部分降在电源内阻上，即I1r，另一部分为发电机的路端电压U1；升压变压器副线圈电压U2的一部分降在输电线上，即I2R，其余的就是降压变压器原线圈电压U2′，而U3应为灯的额定电压U额，具体计算由用户向前递推即可。‎ 解：(1) 对降压变压器：U2′I2=U3I3=nP灯=22×6×40 W=5 280 W 而 ‎ 所以 ‎ 对升压变压器：U1I1=U2I2=I22R+U2′I2 =（62×4+5 280） W=5 424 W 所以P出=5 424 W；‎ ‎(2) 因为U2=U2′+I2R=（880+6×4） V=904 V 所以 ‎ 又因为U1I1=U2I2，‎ 所以 ‎ 所以E=U1+I1r=（226+24×1） V=250 V ‎(3)由公式；‎ ‎(4) 输电效率。‎ ‎ ‎ ‎ ‎