【物理】四川省成都市川师附中2019-2020学年高二下学期3月月考试题（解析版）

【物理】四川省成都市川师附中2019-2020学年高二下学期3月月考试题（解析版）

四川师大附中 2019-2020 学年度（下期）3 月考试试题 高 2018 级物理 第 I 卷（选择题，共 60 分）‎ 一、单项选择题（本题包括 6 个小题，每小题 6 分，共 36 分，每小题只有一个选项符合题意。）‎ ‎1.下列现象中，属于电磁感应现象的是（ ）‎ A. 通电线圈在磁场中转动 B. 因闭合线圈在磁场中运动而产生电流 C. 磁铁吸引小磁针 D. 小磁针在通电导线附近发生偏转 ‎【答案】B ‎【解析】A．通电线圈在磁场中转动不属于电磁感应现象，选项A错误；‎ B．因闭合线圈在磁场中运动而产生电流属于电磁感应现象，选项B正确；‎ C．磁铁吸引小磁针不属于电磁感应现象，选项C错误；‎ D．小磁针在通电导线附近发生偏转不是电磁感应现象，选项D错误。‎ ‎2.下列说法不正确的是（ ）‎ A. 电感线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大 B. 在交流电输送环节中，造成电压损失的原因除了电阻以外，还有电感和电容 C. 为降低涡流造成的损耗，变压器的铁芯做成片状 D. 电容器对交流电有阻碍作用，电容越大，交流电的频率越高，对交流电的阻碍越大 ‎【答案】D ‎【解析】A．电感线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大，选项A正确，不符合题意；‎ B．在交流电输送环节中，造成电压损失的原因除了电阻以外，还有电感和电容，选项B正确，不符合题意；‎ C．为降低涡流造成的损耗，变压器的铁芯做成片状，选项C正确，不符合题意；‎ D．电容器对交变电流的阻碍作用与交变电流的频率和电容有关，电容越大，交流电的频率越高，对交流电的阻碍越小，故D错误，符合题意。‎ ‎3.图1和图2是教材中演示自感观象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同，下列说法正确的是（ ）‎ A. 图1中，A1与L1的电阻值相同 B. 图1中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流 C. 图2中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图2中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 ‎【答案】C ‎【解析】AB．题图1中，断开开关S1瞬间，L1与灯A1组成闭合回路，L1产生感应电动势阻碍电流的变化，电流逐渐减小，由于灯A1突然闪亮，故断开开关S1之前（闭合S1，电路稳定后），通过L1的电流大于通过灯A1的电流，由欧姆定律知，A1的电阻值大于L1的电阻值，故A、B错误．‎ C．题图2中，闭合开关S2，电路稳定后A2与A3的亮度相同，又知A2与A3相同，由欧姆定律知，变阻器R与L2的电阻值相同，故C正确．‎ D．题图2中，闭合S2瞬间，由于L2产生感应电动势阻碍电流的增加，故L2中电流小于变阻器R中电流，故D错误．‎ ‎4.如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U形金属导轨，导轨平面与磁场垂直．金属杆PQ置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS，一圆环形金属线框T位于回路围成的区域内，线框与导轨共面．现让金属杆PQ突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）‎ A. PQRS中沿顺时针方向，T中沿逆时针方向 B. PQRS中沿顺时针方向，T中沿顺时针方向 C. PQRS中沿逆时针方向，T中沿逆时针方向 D. PQRS中沿逆时针方向，T中沿顺时针方向 ‎【答案】D ‎【解析】因为PQ突然向右运动，由右手定则可知，PQRS中有沿逆时针方向的感应电流，穿过T中的磁通量减小，由楞次定律可知，T中有沿顺时针方向的感应电流，D正确，ABC错误．‎ ‎5.如图所示，理想变压器原、副线圈接有三个完全相同的灯泡，其额定电压均为U，且三个灯泡均能正常发光．下列说法正确中的是 A. 原、副线圈匝数比为3:1 B. 原、副线圈匝数比为1:3‎ C. AB端的输入电压为3U D. AB端的输入电压为4U ‎【答案】C ‎【解析】设灯泡正常发光时，流过它的电流为，则该变压器原线圈电流，副线圈中电流，则原副线圈匝数比；所以原线圈两端的电压为，则AB端输入电压为3，则ABD错，C正确．‎ ‎6.如图所示，在均匀磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，导体棒ef垂直ab静置于导线框上且接触良好，可在ab，cd上无摩擦地滑动，杆ef及线框中导线的电阻都忽略不计.若给棒ef一个向右的初速度，则棒ef将（ ）‎ A. 往返运动 B. 匀速向右运动 C. 匀减速向右运动，最后停止 D. 减速向右运动，但不是匀减速 ‎【答案】D ‎【解析】金属棒向右运动时会切割磁感线产生电动势，则有：‎ 感应电流：‎ 此时的安培力：安 根据牛顿第二定律：‎ 所以物体减速的过程中加速度随着速度的减小而减小，直到物体速度减为零；‎ A.与分析不符，不符合题意；B与分析不符，不符合题意；‎ C.与分析不符，不符合题意；D.与分析相符，符合题意．‎ 二、多项选择题（本题包含4个小题，每小题6分，共24分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎7.如图所示，正方形线圈处在电流恒定的长直导线形成的磁场中： A 向右平动，B 向下平动，C 绕轴转动（ad 边向外），D 向上平动(D 线圈有个缺口)．则线圈中能产生感应电流的是（ ）‎ A. A线圈 B. B线圈 C. 线圈 D. D线圈 ‎【答案】BC ‎【解析】A．线框向右运动时，虽然切割磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A错误； B．线框向下运动时，垂直于磁感线运动做切割磁感线，穿过的磁通量减小，因此会产生感应电流，故B正确； C．线框绕轴转动，穿过的磁通量发生变化，因此会产生感应电流，故C正确； D．线框向纸上平动的过程中，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电动势；由于D框中有一个缺口，不是闭合回路，所以不能产生感应电流，故D错误；‎ ‎8.如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t=0．则（ ）‎ A. 在t=0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0‎ B. 1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次 C. 在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小 D. 在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变 ‎【答案】BC ‎【解析】A、在图示位置，线圈处于中性面，通过线圈的磁通量最大，但是电动势为0，电流为0,电压表的读数为电压的有效值,有效值不为0,所以电压表的读数不为0，故A错误．‎ B、此交流电的周期为T=，交流电在一个周期内电流的方向改变两次，所以在1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次数为2==，故B正确．‎ C、在电阻R的两端再并联一只电阻后，总电阻将减小，总的电流变大，线圈的内电压增加，由于总的电动势不变，所以外电压，即电压表的读数将减小，故C正确．‎ D、电容有通交流，隔直流的特点，在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，相当于总的电阻减小，根据C的分析可知，电压表的读数将减小，故D错误．‎ ‎9.理想变压器原线圈两端输入的交变电流电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为 11：2。如图乙所示，定值电阻 R0=10Ω，R 为滑动变阻器，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 电压表的示数为 56.5V B. 变压器输出电压频率 50Hz C. 当滑动变阻器接入电路的阻值减少时，变压器的输入功率也减小 D. 当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为 160W ‎【答案】BD ‎【解析】A．原线圈电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比知电压表示数为40V，故A错误；‎ B．由甲图知周期0.02s，则，即变压器输出电压频率为 50Hz，故B正确；‎ C．当滑动变阻器接入电路的阻值减少时，副线圈电压不变，电流增加，输出功率变大，故输入功率增加，故C错误；‎ D．当滑动变阻器电阻值为零时，输出功率最大，为 即变压器的输出功率为 160W；故D正确.‎ ‎10.如图所示,边长为、不可形变的正方形导线框内有半径为的圆形磁场区域,其磁感应强度随时间的变化关系为 (常量).回路中滑动变阻器的最大阻值为,滑动片位于滑动变阻器中央,定值电阻、闭合开关,电压表的示数为,不考虑虚线右侧导体的感应电动势,则(   )‎ A. 两端的电压为 B. 电容器极板带正电 C. 滑动变阻器的热功率为电阻的5倍 D. 正方形导线框中的感应电动势为 ‎【答案】AC ‎【解析】根据法拉第电磁感应定律，故D错误；R2与R部分并联，并联滑动变阻器的阻值为，则R2与R并联的总电阻为，则滑动变阻器所在支路的总电阻为，外电路和总电阻为：R1+＝，则电路中的总电流，则R2与R部分并联两端的电压：，故A正确；电路左侧的变化磁场在正方形导体内产生逆时针方向的电流，由此可知导体框相当于一个上负下正的电源，所以电容器a极板带负电，故B错误；通过以上分析知：通过滑动变阻器左半部分的电流为I，右半部分的电阻与并联的R2阻值相等，则通过右半部分的电流与通过R2的电流相等为，由P＝I2R知，滑动变阻器热功率为，R2的热功率为：，所以滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍，故C正确．‎ 第II卷（非选择题，共40分）‎ 三、计算题（本题共3小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）‎ ‎11.如图一个小型应急交流发电机，内部为n＝50匝、边长 L＝0.20 m 的正方形线圈，总电阻为r＝1.0 Ω。线圈在磁感应强度为 B＝0.1T 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为R＝9.0 Ω的电灯供电，线路中其他电阻不计，若发电机的转动角速度为ω＝100 rad/s 时，电灯正常发光。求：‎ ‎(1)交流发电机发出电动势的最大值； ‎ ‎(2)电灯正常发光的功率。‎ ‎【答案】(1)20V；(2)18W.‎ ‎【解析】(1)电动势的最大值为 Em=nBSω=nBωL2=50×0.1×100×0.22V=20 V ‎(2)电动势的有效值为 ‎ ‎ 流过电灯的电流为 ‎ ‎ 电灯正常发光的功率 P=I2R=18W ‎12.发电厂输出的交流电压为U=22kV，输送功率为P=2.2´106W ，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为 220V，发电厂到变压器间的输电线总电阻为r=22W，求：‎ ‎(1)输电导线上损失的电功率DP ；‎ ‎(2)输电导线上损失的电压DU ；‎ ‎(3)降压变压器原副线圈匝数之比 n1 : n2。‎ ‎【答案】(1)2.2×105W；(2)2.2×103V；(3)90：1．‎ ‎【解析】(1)根据题意有 ‎ ‎ 输电导线上损失的电功率 ‎ ‎ ‎(2)输电导线上损失的电压 ‎ ‎ ‎(3)由于U=∆U+U1故 U1＝U−∆U＝1.98×104V 故 ‎13.如图甲所示，足够长的粗糙斜面与水平面成θ＝固定放置，斜面上平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场，间距为d＝1m，磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。现有一质量为m＝0.1kg，总电阻为R＝10Ω，边长也为d＝1m的正方形金属线圈MNPQ，其初始位置有一半面积位于磁场中，在t＝0时刻，线圈恰好能保持静止，此后在t＝0.25s时，线圈开始沿斜面下滑，下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行。已知线圈完全进入磁场前已经开始做匀速直线运动。求：（取sin＝0.6，cos＝0.8，g＝10m/s2）‎ ‎(1)前0.25s内通过线圈某一截面的电量；‎ ‎(2)线圈与斜面间的动摩擦因数；‎ ‎(3)线圈从开始运动到通过整个磁场的过程中，电阻上产生的焦耳热。‎ ‎【答案】(1)0.05C(2)0.25(3)0.55J ‎【解析】(1)0.25s内，根据法拉第电磁感应定律，有 感应电流：‎ 则0.25s内通过线圈某一截面的电量：‎ q=I·Δt=0.2×0.25 C=0.05C ‎(2)根据楞次定律，线圈内感应电流为顺时针方向。0.25s时，线圈开始沿斜面下滑。在开始下滑前有：‎ mgsin=μmgcos＋BId 代入数据得：‎ ‎0.6=μ×0.8＋2×0.2×1‎ 解得：‎ μ=0.25‎ ‎(3)设线圈最后匀速运动时的速度为v，感应电动势E=Bdv①‎ 感应电流②‎ 安培力F安=BId③‎ 联立①②③得 匀速运动时，对线圈根据平衡条件得 代入数据得：‎ 解得v=1m/s 根据能量守恒定律，有 代入数据：‎ 解得：Q=0.55J