云南省曲靖市会泽县第一中学学年高二物理下学期月考试题.docx
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云南省曲靖市会泽县第一中学学年高二物理下学期月考试题
云南省曲靖市会泽县第一中学2017-2018学年高二物理下学期3月月考试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分,考试时间120分钟。
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)
1.如图表示一交流电电流随时间变化的图象,其中电流的正值为正弦曲线的正半周,其最大值为Im;电流的负值强度为Im,则该交流电的有效值为( )
A.
B.
Im
C.Im
D.
Im
2.如图所示,在一蹄形磁铁下面放一个铜盘,铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动,两磁极靠近铜盘,但不接触.当磁铁绕轴转动时,铜盘将( )
A.以相同的转速与磁铁同向转动
B.以较小的转速与磁铁同向转动
C.以相同的转速与磁铁反向转动
D.静止不动
3.某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示,发电机输出的电压恒定,通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电,已知输电线的总电阻为R,降压变压器T2的原、副线圈的匝数之比为4∶1,它的副线圈两端的交变电压如图乙所示,R0为负载电阻,若将变压器视为理想变压器,则下列说法中正确的是( )
A.降压变压器T2原线圈的输入电压为55V
B.降压变压器T2的输入功率与输出功率之比为4∶1
C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D.当R0增大时,升压变压器T1的输出电压不变
4.如图所示是一台理想自耦变压器,在a、b之间接正弦式交变电流,A、V分别为理想交流电流表和交流电压表,若将调压端的滑动头P向上移动,则( )
A.电压表V的示数变大
B.变压器的输出功率变大
C.电流表A的示数变小
D.电流表A的示数变大
5.纸面内两个半径均为R的圆相切于O点,两圆形区域分别存在垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小相等.方向相反,且不随时间变化.一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,角速度为ω,t=0时,OA恰好位于两圆的公切线上,如图所示.若选取从O指向A的电动势为正,下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6.在电磁感应现象中,下列说法中正确的是( )
A.感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反
B.闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流
C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动,一定能产生感应电流
D.感应电流的磁场总是阻碍原来磁场磁通量的变化
7.如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上、下边界MN、PS是水平的.有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落并穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达MN时线框刚好做匀速直线运动(以此时开始计时),以MN处为坐标原点,取如图坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,则关于线框中的感应电流与ab边的位置坐标x间的以下图线中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2=4∶1,当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时,电流表A1的示数是12mA,则副线圈中电流表A2的示数是( )
A.3mAB.48mAC.零D.与R阻值有关
9.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则( )
A.I′>IB.I′ 10.如图所示,在一水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽,有一带正电小球质量为m、电荷量为q,在槽内沿顺时针做匀速圆周运动,现加一竖直向上的均匀变化的匀强磁场,且B逐渐增加,则( ) A.小球速度变大B.小球速度变小 C.小球速度不变D.以上三种情况都有可能 二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分) 11.(多选)如图所示,闭合小金属环从高h的光滑曲面上端无初速度滚下,又沿曲面的另一侧上升,则( ) A.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h B.若是匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h C.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度等于h D.若是非匀强磁场,环在左侧滚上的高度小于h 12.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1.电池和交变电源的电动势都为6V,内阻均不计.下列说法正确的是( ) A.S与a接通的瞬间,R中无感应电流 B.S与a接通稳定后,R两端的电压为0 C.S与b接通稳定后,R两端的电压为3V D.S与b接通稳定后,原、副线圈中电流的频率之比为2∶1 13.(多选)当交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时,下列说法中正确的是( ) A.电流将改变方向 B.磁场方向和线圈平面平行 C.线圈的磁通量最大 D.线圈产生的感应电动势最大 14.(多选)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合开关S,下列说法正确的是( ) A.P向下滑动时,灯L变亮 B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变 C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小 D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大 分卷II 三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分) 15.如图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材. (1)在图中用实线代替导线把它们连成实验电路. (2)由哪些操作可以使灵敏电流计的指针发生偏转( ) A.闭合开关 B.断开开关 C.保持开关一直闭合 D.将线圈A从B中拔出 (3)假设在开关闭合的瞬间,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,灵敏电流计的指针向______(填“左”或“右”)偏转. 16.英国物理学家法拉第在1831年发现了“磁生电”现象.现在某一课外活动小组的同学想模仿一下法拉第实验,于是他们从实验室里找来了两个线圈A、B,两节干电池、电键、电流计、滑动变阻器等器材,如图所示.请同学们帮助该活动小组,用笔画线代替导线,将图中的器材连接成实验电路. 四、计算题(共4小题分) 17.与磁感应强度B=0.8T垂直的线圈面积为0.05m2,若这个线圈绕有50匝,此时磁通量有多大? 线圈位置如果在0.2秒内转过90°,则此过程中产生的平均感应电动势多大? 18.一台电动机,线圈电阻是0.4Ω,当电动机两端加220V电压时,通过电动机的电流是50A,求: (1)电动机线圈的发热功率; (2)电动机输出的机械功率; (3)电动机线圈中产生的反电动势. 19.有一个1000匝的线圈,在4s内穿过它的磁通量从0均匀增加到0.1Wb. (1)求线圈中的感应电动势大小; (2)若线圈的总电阻是100Ω,通过线圈的电流是多大? 20.如图所示为检测某传感器的电路图,传感器上标有“3V,0.9W”的字样(传感器可看作一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10Ω,1A”的字样,电流表的量程为0.6A,电压表的量程为3V. (1)根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻和额定电流; (2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压的最大值是多少? (3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过1Ω,则该传感器就失去了作用.实际检测时,将一个电压恒定的电压加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值),闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压.检测记录如下: 若不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用? 此时a、b所加的电压是多少? 答案解析 1.【答案】D 【解析】根据有效值的定义,取一个周期T,则 Q=( )2R +I R =I2RT 解得: I= Im,故选D. 2.【答案】B 【解析】因磁铁的转动,引起铜盘中磁通量发生变化而产生感应电流,进而受安培力作用而发生转动,由楞次定律可知安培力的作用是阻碍相对运动,所以铜盘与磁铁同向转动,又由产生电磁感应的条件可知,线圈中能产生电流的条件必须是磁通量发生变化.故要求铜盘转动方向与磁铁相同而转速小,不能同步转动,所以正确选项是B. 3.【答案】D 【解析】由题图乙可知降压变压器副线圈两端交变电压的有效值为220V,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比等于电压比,故降压变压器T2原线圈的输入电压为880V,A错误;理想变压器T2的输入功率与输出功率之比为1∶1,B错误;升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上损耗的电压,C错误;当R0增大时,升压变压器T1原线圈的电压不变,原、副线圈的匝数比不变,故升压变压器T1的输出电压不变,D正确. 4.【答案】C 【解析】a、b接原线圈,当P向上移动时,原线圈匝数增大,原、副线圈匝数比变大,由 = 知,U1不变,U2变小,电压表V的示数变小;R不变,由P= 可知,变压器的输出功率变小,A、B错误,由U1I1=U2I2可以知道,I1变小,C正确,D错误. 5.【答案】C 【解析】导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转,在转过180°的过程中,切割磁感线的导体棒长度先不均匀增大后减小,由右手定则可判断出感应电动势的方向为由O指向A,为正,所以下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是C. 6.【答案】D 【解析】感应电流的出现是由于穿过线圈的磁通量的变化而产生的,所以感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化.当磁场变小时,感应磁场方向与原来磁场方向相同,当磁场变大时,感应磁场方向与原来磁场方向相反.故A错误;闭合线框平行于磁场方向,放在变化的磁场中,则一定没有磁通量变化,从而没有感应电流出现.故B错误;闭合线圈平行于磁场方向,放在变化的磁场中切割磁感线时,仍没有磁通量变化,从而没有感应电流出现.故C错误;感应电流的磁场可能与原来磁场方向相同,可能与原来磁场方向相反.总是阻碍原来磁场磁通量的变化,故D正确. 7.【答案】D 【解析】在第一个L内,线框匀速运动,电动势恒定,电流恒定;在第二个L内,线框只在重力作用下加速,速度增大;在第三个L内,安培力大于重力,线框减速运动,电动势减小,电流减小.这个过程加速度逐渐减小,速度是非线性变化的,电动势和电流都是非线性减小的,选项A、B均错误.安培力再减小,也不至于减小到小于第一段时的值,因为当安培力等于重力时,线框做匀速运动,选项C错误,D正确. 8.【答案】C 【解析】当导线在平行导轨上匀速运动时,产生的电流是恒定的电流,不会使副线圈的磁通量变化,因而副线圈中无感应电流,选项C正确. 9.【答案】B 【解析】长直导线的自感系数很小,感抗可忽略不计,其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用.当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小. 10.【答案】A 【解析】磁场的变化使空间产生感应电场.根据楞次定律得出如图所示感应电场,又因小球带正电荷,电场力与小球速度同向,电场力对小球做正功,小球速度变大.A选项正确. 11.【答案】BD 【解析】若是匀强磁场,环在磁场中运动的过程中磁通量不变,不会有感应电流产生,小金属环机械能守恒,仍能上升到h高处,故B正确.若是非匀强磁场,环在磁场中运动,磁通量发生变化,有感应电流产生,环的机械能将减少,上升高度将小于h,故D正确. 12.【答案】BC 【解析】由理想变压器的原理可知,当S与a接通稳定时,由于通过原线圈与副线圈中的磁通量不发生变化,故在副线圈中无感应电流,但在刚接通瞬间,副线圈两端的电压不为零,R中有感应电流,故A错误,B正确;当S与b接通稳定后,原线圈中接有交变电流,由变压器的变压比可得副线圈两端电压为3V,C正确;变压器并不改变交变电流的频率,D 错误. 13.【答案】AC 【解析】当线圈平面与中性面重合时,磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,电流将改变方向.故选A、C. 14.【答案】BD 【解析】由于理想变压器输入电压不变,则副线圈电压U2不变,滑片P滑动时,对灯泡两端的电压没有影响,故灯泡亮度不变,选项A错误;滑片P下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压决定,则副线圈电压不变,选项B正确;滑片P上滑,电阻减小,副线圈输出电流I2增大,则原线圈输入电流I1增大,选项C错误;此时变压器输出功率P2=U2I2将变大,选项D正确. 15.【答案】 (1)见解析 (2)ABD (3)右 【解析】 (1)将灵敏电流计与大线圈B组成闭合回路,电源、开关、小线圈A组成闭合回路,电路图如图所示. (2)将开关闭合或断开,导致穿过线圈的磁通量变化,产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故A、B正确;保持开关一直闭合,则穿过线圈B的磁通量不变,没有感应电流产生,灵敏电流计指针偏转,故C错误;将螺线管A插入(或拔出)螺线管B时穿过线圈B的磁通量发生变化,线圈B中产生感应电流,灵敏电流计指针偏转,故D正确. (3)在开关闭合的瞬间,穿过线圈B的磁通量增大,灵敏电流计的指针向左偏转,则当螺线管A向上拔出的过程中,穿过线圈B的磁通量减小,灵敏电流计的指针向右偏转. 16.【答案】 【解析】线圈A与带电池的电路相连,线圈B与电流计相连,当滑动滑动变阻器时,线圈A中的电流变化,从而引起B中产生感应电流,也可以保持滑动器划片不动,线圈A插入或者拔出时,都可以引起B中产生感应电流. 17.【答案】0.04Wb 10V 【解析】磁通量的大小与线圈的匝数无关,则此时磁通量为: Φ1=BS=0.8×0.05Wb=0.04Wb. 线圈位置转过90°的过程中,磁通量的变化量大小为: ΔΦ=Φ1-0=0.04Wb. 产生的平均感应电动势为: =n =50× V=10V. 18.【答案】 (1)1000W (2)10000W (3)200V 【解析】 (1)电动机线圈的发热功率P热=I2r=502×0.4=1000W (2)电动机输入的电功率: P入=UI=220×50W=11000W 电动机输出的机械功率: P出=P入-P热=11000W-1000W=10000W. (3)电动机的反电动势为 E反=U-Ir=220-50×0.4=200V. 19.【答案】 (1)25V (2)0.25A 【解析】线圈中总的磁通量变化为: ΔΦ=0.1Wb-0Wb=0.1Wb 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为: E=n =1000× V=25V 感应电流的大小为: I= = A=0.25A. 20.【答案】 (1)10Ω 0.3A (2)6V (3)可使用 3V 【解析】 (1)传感器的电阻R传= = Ω=10Ω 传感器的额定电流I传= = A=0.3A (2)要求电路各部分安全,则要求电路的最大电流I=I传=0.3A 此时电源电压最大值Um=U传+U0,U传为传感器的额定电压,U0为R0调至最大值R0m=10Ω时,R0两端的电压,即U0=I传R0m=0.3×10V=3V, 所以电源电压最大值Um=U传+U0=3V+3V=6V. (3)设实际检测时加在a、b间的电压为U,传感器的实际电阻为R传′,根据第一次实验记录数据有: U=0.16×R传′+1.48 根据第二次记录数据有U=0.22×R传′+0.91 解得,R传′=9.5Ω,U=3V 传感器的电阻变化为ΔR=R传-R传′=0.5Ω<1Ω 所以此传感器仍可使用.
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