甘肃省岷县第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）

甘肃省岷县第一中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）

甘肃省岷县第一中学2020学年高二下学期第一次月考物理试卷 ‎ 一、选择题 ‎1. 关于对楞次定律的理解，下面说法中正确的是：‎ A. 感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化 B. 感应电流的磁场方向，总是跟原磁场方向相同 C. 感应电流的磁场方向，总是跟原磁砀方向相反 D. 感应电流的磁场方向可以跟原磁场方向相同，也可以相反 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 此题考查楞次定律。在电磁感应现象中，感应电流的方向总是要使它的磁场阻碍原来的磁通量的变化，如果磁通量在减小则感应电流的磁场方向，跟原磁场方向相同；如果磁通量在增加，则是跟原磁砀方向相反。所以答案选AD。本题考查了楞次定律的基础知识，题目简单。‎ ‎2. 穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（ ）‎ A. 图甲中回路产生的感应电动势恒定不变 B. 图乙中回路产生的感应电动势一直在变大 C. 图丙中回路在0～t0时间内产生的感应电动势大于t0～2t0时间内产生的感应电动势 D. 图丁中回路产生的感应电动势可能恒定不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据法拉第电磁感应定律我们知道感应电动势与磁通量的变化率成正比，即 结合数学知识我们知道：穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象的斜率．图①中磁通量Φ不变，无感应电动势．故A错误．图②中磁通量Φ随时间t均匀增大，图象的斜率k不变，也就是说产生的感应电动势不变．故B错误．图③中回路在O～tl时间内磁通量Φ随时间t变化的图象的斜率为k1，在tl～t2时间内磁通量Φ随时间t变化的图象的斜率为k2，从图象中发现：k1大于k2的绝对值．所以在O～tl时间内产生的感应电动势大于在tl～t2时间内产生的感应电动势．故C错误．图④中磁通量Φ随时间t变化的图象的斜率先变小后变大，所以感应电动势先变小后变大，故D正确．故选D 考点：法拉第电磁感应定律 ‎【名师点睛】通过Φ-t图象运用数学知识结合物理规律解决问题，其中我们要知道Φ-t图象斜率的意义．利用图象解决问题是现在考试中常见的问题．对于图象问题，我们也从图象的斜率和截距结合它的物理意义去研究。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎3. 用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是( )‎ A. 红外报警装置 B. 走廊照明灯的声控开关 C. 自动洗衣机中的压力传感装置 D. 电饭煲中控制加热和保温的温控器 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：用遥控器调换电视机 频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警．而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线．故A正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确；‎ 故选：A 考点：红外线的热效应和红外线遥控．‎ 点评：用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．‎ ‎4.如图所示电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。以下判断正确的是 ( ) 　‎ A. 闭合S，稳定后，电容器两端电压为E B. 闭合S，稳定后，电容器的极带正电 C. 断开S的瞬间，电容器的极板将带正电 D. 断开S的瞬间，电容器的极板将带负电 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 闭合S稳定后，线圈L相当于导线，则电容器被短路，则其电压为零，故A错误；当闭合S稳定后，电容器被短路，则其电压为零，电容器的a极板不带电，故B错误．断开S的瞬间，线圈L中电流减小，产生自感电动势，相当于电源，结电容器充电，根据线圈的电流方向不变，则电容器的a极板将带正电．故C正确，D错误．故选：C．‎ 点睛：本题考查自感线圈的双重作用的理解：当电流稳定不变时，自感线圈是电阻不计的导线；当电流变化时，相当于一个电源。‎ ‎5. 如图，在同一铁心上绕着两个线圈，单刀双掷开关原来接在1位置，现在它从1打向2，试判断此过程中，通过R的电流方向是 A. 先由P到Q，再由Q到P B. 先由Q到P，再由P到Q C. 始终是由Q到P D. 始终是由P到Q ‎【答案】C ‎【解析】‎ 当S接触点1时，A和B中的原磁场方向均向右，当S断开触点1时，B中向右的磁通量减少，B中感应电流的磁场阻碍原磁通量的减少，从而B中感应电流的磁场也向右，由楞次定律和安培定则可以判断R中电流方向由Q到P。‎ 当S由断开到闭合2触点的瞬间，B中由原来没有磁场到出现向左的磁场，则B中原磁通量为向左增加，由楞次定律可知，B中产生的感应电流的磁场方向仍为向右，故R中电流方向仍为Q到P；故C正确，ABD错误；‎ 故选C。‎ ‎6.如图甲，一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是图中的（规定向右为安培力F的正方向）（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据楞次定律和法拉第电磁感应定律判断出感应电流的方向和大小，根据左手定则判断出安培力的方向以及根据安培力的公式判断安培力大小。‎ ‎【详解】0-1s内，由楞次定律知，感应电流的方向为adcba，根据I＝，电流为定值，根据左手定则，ab边所受安培力的方向向左，为负值，由F=BIL知，安培力均匀减小；1-2s内，由楞次定律知，感应电流的方向为abcda，根据I＝，电流为定值，根据左手定则，ab边所受安培力的方向向右，为正值，由F=BIL知，安培力均匀增大。故B、C、D错误，A正确。‎ ‎7.如图，同一水平面上足够长的固定平行导轨MN、PQ位于垂直于纸面向里的匀强磁场中，导轨上有两根金属棒ab、cd，能沿导轨无摩擦滑动，金属棒和导轨间接触良好，开始ab、cd都静止。现给cd一个向右的初速度v0，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，并有可能追上cd B. cd始终做减速运动，ab始终做加速运动，但肯定追不上cd C. cd先做减速运动后做加速运动，ab先做加速运动后做减速运动 D. cd做减速运动，ab做加速运动，最终两杆以相同的速度做匀速运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】给cd一个向右的初速度v0，则切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力作用，做减速运动，同时ab棒受到向右的安培力加速运动，当ab棒向右加速运动时也产生感应电动势，最终当两棒速度相等时，电路中电流为零，做匀速运动，D正确。‎ ‎8.矩形线圈，长=‎20cm，宽=‎10cm，匝数=200，线圈回路总电阻R=5Ω。整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过。若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则（ ）‎ A. 线圈回路中感应电动势随时间不变 B. 线圈回路中产生感应电流为‎0.2A C. 当t=0.3时，线圈的边所受的安培力大小为0.016N D. 在1min内线圈回路产生的焦耳热为48J ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由法拉第电磁感应定律，则有：可知，由于线圈中磁感应强度的变化率：为常数，则回路中感应电动势为，且恒定不变，故选项A正确；回路中感应电流的大小为，选项B错误；当t=0.3 s时，磁感应强度B=0.2 T，则线圈的ab边所受安培力为F=NBIL=200×0.2×0.4×0.2=3.2N，故选项C错误；1 min内线圈回路产生的焦耳热为Q=I2Rt=0.42×5×60 J=48 J，选项D正确。‎ ‎9.如图所示是通过街头变压器降压给用户供电的示意图。输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R0表示。当负载增加时，则（ ）‎ A. 电压表V1、V2读数几乎不变 B. 电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小 C. 电压表V3的读数增大，电流表A2的读数增大 D. 电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：由于输入电压不变，所以V1读数不变，则根据可知，V2读数也不便，所以A正确。由于负载增加，所以并联用电器变多，则并联后总电阻变小，根据闭合电路欧姆定律知A2会变大，而U1I1=U2I2，所以I1也变大，因此B错。根据闭合电路欧姆定律，当I2变大时，由于R0分得电压变大，所以负载得到电压变小，因此V3应减小，所以C错。电压表V2 、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值为定值电阻R0，因此不变，D正确。‎ 考点：变压器、闭合电路欧姆定律 点评：此类题型考察了结合变压器的闭合电路欧姆定律，当外电阻变化时电路中电流及电压是如何变化的 ‎10.图(甲)的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图(乙)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）‎ A. 电流表的示数为‎2A B. 原、副线圈匝数比为1:2‎ C. R的功率为220W D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据电路图可知，电阻R的电压为110V，电阻为55Ω，所以电阻R的电流，即电流表的示数为‎2A，故A正确。由图可知，输入的电压的有效值为220V，电压表的示数为110V，即为输出的电压，根据电压与匝数成正比可得匝数比为2：1，故B错误。R的功率为P=IU=2×110V=220W，故C正确。根据图象可知，原线圈电压的周期T=0.02s，则频率为f=1/T=50Hz，故D错误。‎ 二、填空题 ‎11.图中两交变电流分别通过相同电阻R，甲的电流有效值为 ________ (留根号)；乙的电流有效值为 ________ ；它们在R上产生的功率之比为= ________ 。‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎5A (3). 1:2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由甲图知电流的最大值为Im=‎5A，则其有效值为；‎ 乙图：取一周期：设有效值为I：则  求得：I=‎5A；‎ 由P=I2R　得 ‎12.如图所示，在一个光滑金属框架上垂直放置一根L=0．‎4m的金属棒 ，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T，当用外力使棒以速度v=‎5m/s右移时，棒中产生的感应电动势E= ________ ；通过棒的电流I= ________ ；棒两端的电势差= ________ ；在电阻R上消耗的功率= ________ ；‎ ‎【答案】 (1). 0.2V (2). ‎0.4A (3). 0.16V (4). 0.064W ‎【解析】‎ ‎【详解】导体棒ab中产生的感应电动势为：E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V．‎ 由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流 把切割导体棒的ab导体当成电源，则ab两点间的电势差为电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律有：Uab=IR=0.4×0.4V=0.16V R上的功率P=I2R=（0.4）2×0.4=0.064W；‎ 三、计算题 ‎13.‎ ‎ 风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展。如图是山东荣成市滨海大道所建的风阵。如果风车阵中某发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：‎ ‎（1）画出上输电线路的示意图。‎ ‎（2）在输电线路中投置的升、降压变压器原副线圈的匝数比；‎ ‎（3）用户得到的电功率是多少？‎ ‎【答案】(1) )略(2)1:20；240:11 (3‎ ‎【解析】‎ 作图。（2分）‎ ‎（2分）‎ ‎（2分）‎ ‎（2分）‎ 本题考查电能的输送以及理想变压器规律，根据公式和解题，‎ ‎14.如图所示,两足够长的平行光滑的金属导轨、PQ相距,导轨平面与水平面的夹角,导轨电阻不计,磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上.长为的金属棒垂直于、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为、电阻为.两金属导轨的上端连接一个灯泡,灯泡的电阻也为.现闭合开关,给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为的恒力,使金属棒由静止开始运动,当金属棒达到最大速度时,灯泡恰能达到它的额定功率.重力加速度为,求:‎ ‎（1）金属棒能达到的最大速度;‎ ‎（2）灯泡的额定功率;‎ ‎（3）若金属棒上滑距离为时速度恰达到最大,求金属棒由静止开始上滑2的过程中,金属棒上产生的电热.‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎(1)金属棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，金属棒达到最大速度，此后开始做匀速直线运动．设最大速度为，则速度达到最大时有：‎ ‎，，，解得 ‎(2)根据解得 ‎(3)设整个电路放出电热为Q，由能量守恒定律有 由题意可知，解得 ‎15.如图所示，ab =‎25cm，ad =‎20cm，匝数为50匝的矩形线圈．线圈总电阻 r =1Ω ，外电路电阻R =9Ω，磁感应强度B =0.4T，线圈绕垂直于磁感线的‎00’‎轴以角速度50rad/s匀速转动．求:‎ ‎（1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎（2）电路中电压表的示数；‎ ‎（3）R上的热功率；‎ ‎（4）线圈由如图位置转过90°的过程中，流过R的电量为多少．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）112.5W（4）‎‎0.1C ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）感应电动势瞬时值表达式为:e=nBSωcos(ωt)=50cos50t(V)‎ ‎（2）电动势有效值为E= ‎ 有效电流 电路中电压表的示数U=IR=22.5V ‎（3）R上消耗的功率为 ‎（4）线圈由如图位置转过90°的过程中 通过R的电量为 带入数据