高二物理下学期第一次统测4月段考试题

高二物理下学期第一次统测4月段考试题

‎【2019最新】精选高二物理下学期第一次统测4月段考试题 本试卷共6页，共110分，考试时长90分钟。‎ 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项）‎ ‎1．电阻R、电容C和电感L是常用的电子元器件，在频率为f的交流电路中，如图所示，当开关S依次分别接R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等。若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况正确的是(　　)‎ A．通过R的电流有效值减小 B．通过C的电流有效值减小 C．通过L的电流有效值减小 D．通过R、C、L的电流有效值不变 ‎2．如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中 （ ）‎ A．导体框中产生的感应电流方向相反 B．导体框中产生的焦耳热相同 - 11 - / 11‎ C．导体框ad边两端电势差相同 D．通过导体框截面的电量相同 a b ‎3．在如图所示的电路中，A1、A2、A3为额定功率、额定电压均相同的三个灯泡，L为电阻不计、自感系数很大的线圈。则下列说法正确的是(　　)‎ A．开关S闭合的瞬间，三个灯同时亮 B．开关S闭合的瞬间，A2、A3同时亮，A1逐渐变亮 C．开关S断开的瞬间，通过A2的电流方向是b→a D．开关S断开的瞬间，A3立即熄灭，A2闪亮一下再逐渐熄灭 ‎4．如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是图乙中的(　　)‎ ‎5．如图所示，闭合导线框向右匀速穿过垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁场区域宽度大于线框尺寸，规定线框中逆时针方向的电流为正，则线框中电流i随时间t变化的图象可能正确的是（ ）‎ ‎6．如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5 V　5 W”字样，L4标有“5 V　10 W”字样，若它们都正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率Pab和输入电压Uab应为(　　)‎ A．20 W　25 V ‎ B．20 W　20 V - 11 - / 11‎ C．25 W　25 V ‎ D．25 W　20 V ‎7．如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，下列说法正确的是： （ ）‎ A. 力F做的功等于棒的机械能增加量 B. 力F做的功与重力做功之和等于棒的动能增加量 C. 力F做的功等于电阻R产生的焦耳热 D. 力F做的功等于电阻R产生的热量和棒的机械能增加量之和 ‎8．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)‎ A. B. C. D. 二、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，28分。在每小题列出的四个选项中，至少有两个正确选项。全选得4分，漏选得2分，错选得0分）‎ - 11 - / 11‎ ‎9．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图中信息可以判断(　　)‎ A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大 C．从A～D时刻线圈转过的角度为2π D．若从O～D时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次 ‎10．一个面积S= 4×10-2m2的闭合线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B的大小随时间的变化规律如图所示(　　)‎ A．在开始2s内穿过线圈的磁通量变化率等于零 B．在开始2s内穿过线圈的磁通量变化率等于8×10-2Wb／s C．0～2s和2s～4s内线圈中产生的感应电流大小相等 D．0～1s和1～2s内线圈中产生的感应电流方向相反 ‎11．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　)‎ A．增加线圈的匝数 ‎ B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 ‎ D．取走线圈中的铁芯 - 11 - / 11‎ ‎12．如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动；输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻。当滑动变阻器触头P向下移动时(　　)‎ A．相当于在增加用电器的数目 B．V1表的示数和V2表的示数都增大 C．A1表的示数和A2表的示数都增大 D．变压器的输入功率在增大 ‎13．如图所示变压器装置中，线圈L1、L2分别与电阻不计的平行金属导轨相连。cd杆开始静止在导轨上。当ab 杆沿导轨做如下那些运动时，cd杆将向右移动？ (　　) ‎ A．向右匀速运动 ‎ B．向右加速运动 C．向左加速运动 ‎ D．向左减速运动 ‎14．如图所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化关系是(A)，则下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ A．当t=s时，B环中感应电流为零 ‎ B．当t=s时，B环中感应电流为零 ‎ C．当t=s时，两环之间作用力最大 ‎ D．当t=s时，两环之间产生斥力 - 11 - / 11‎ ‎15．两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒运动过程中（ ）‎ A．回路中有感应电流 B．两根导体棒所受安培力的方向相同 C．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒 D．两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒 三．计算题 ‎16．（12分）图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数N、阻值r，线圈的两端经集流环与阻值为R电阻连接，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：‎ ‎(1) 该交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(2) 电路中交流电压表的示数；‎ T T/2‎ ‎3T/2‎ t Φ0‎ ‎-Φ0‎ ‎(3)从t=0开始经过，电阻R上通过的电量.‎ ‎17．（12分）交流发电机的输出电功率为100kW，输出电压为250V，欲向远处输电，若输电线的电阻为8.0Ω - 11 - / 11‎ ‎，要求输电时输电线上损失的电功率不超过交流发电机输出电功率的5％，并向用户输送220V的电压。‎ ‎（1）求升压变压器原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）求降压变压器的原、副线圈的匝数比。‎ ‎18．（12分）如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R1=0.50Ω，它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正）．求：‎ ‎（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；‎ ‎（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出0~0.4s的图象（在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正）；‎ ‎（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；‎ ‎（4）该发电机的输出功率P．‎ ‎19．（14分）如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5‎ - 11 - / 11‎ ‎ T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为vm。改变电阻箱的阻值R，得到vm与R的关系如图乙所示。已知轨距为L＝2 m，重力加速度g取10 m/s2，轨道足够长且电阻不计。求：‎ ‎ (1)杆ab下滑过程中感应电流的方向及R＝0时最大感应电动势E的大小；‎ ‎(2)金属杆的质量m和阻值r；‎ ‎(3)当R＝4 Ω时，求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W。‎ - 11 - / 11‎ 参考答案 一、单选题 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ C D B A B C D D 二、多选题 ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ ‎14‎ ‎15‎ BD BC AB ACD BD AD AD 三、计算题 ‎16．[12分]　（1）角速度 （1分） 峰值 （2分）‎ 瞬时值（V） （2分）‎ ‎(2) 有效值 （2分）‎ ‎ 电压表读数 （3分）‎ ‎(3) （2分）‎ ‎17．[12分]（1）由得： （2分）‎ 由，得升压变压器的输出电压： （2分）‎ - 11 - / 11‎ 所以升压变压器的原副线圈的匝数之比： （2分）‎ ‎（2）输电线上的电压为： （2分）‎ 所以降压变压器的输入电压为： （2分）‎ 降压变压器的原副线圈的匝数之比： （2分）‎ ‎18．[12分]⑴由图可知，线圈往返的每次运动都是匀速直线运动 (1分)‎ 线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势 (2分)‎ I/A t/s ‎0‎ ‎0.6‎ ‎0.4‎ ‎0.22‎ ‎0.12‎ ‎0.32‎ ‎0.52‎ ‎0.2‎ ‎-0.2‎ ‎ (2)感应电流 　　　(1分) ‎ 根据右手定则可得，当线圈沿x正方向运动时，产生的 感应电流在图（a）中是由D向下经过电珠L流向C的．于是 可得到如答图7所示的电流随时间变化的图象． (2分) 作图(2分)‎ ‎(3)由于线圈每次运动都是匀速直线运动，所以每次运动过程中推力必须等于安培力．‎ ‎ (2分) ‎ - 11 - / 11‎ ‎(4)发电机的输出功率即灯的电功率 (2分)‎ ‎19．[14分]解析　(1)杆中电流方向从b→a(或aMPba) （1分）‎ 由图可知，当R＝0时，杆最终以v＝2 m/s匀速运动， 产生电动势E＝BLv （1分）‎ 代入数值，解得E＝2 V （1分）‎ ‎(2)设最大速度为vm，杆切割磁感线产生的感应电动势E＝BLvm ‎ 由闭合电路的欧姆定律：I＝ （1分）‎ ‎ 杆达到最大速度时满足mgsin θ－BIL＝0 （1分）‎ 解得vm＝R＋r （1分）‎ 由图象可知：斜率为k＝ m/(s·Ω)＝1 m/(s·Ω) 纵截距为v0＝2 m/s，‎ 得到：r＝v0 （1分） ＝k （1分）‎ 解得：m＝0.17 kg（1分） r＝2 Ω （1分）‎ ‎（*用其他方法求解m和r，过程1各分，答案1各分）‎ ‎(3)由题意：P＝= （1分）‎ 所以ΔP＝,R＋r)－,R＋r)‎ 由动能定理得W＝mv－mv （1分）‎ 解得W＝ΔP = 0.5 J （2分）‎ - 11 - / 11‎