【物理】海南省文昌中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题（解析版）

【物理】海南省文昌中学2019-2020学年高二上学期第二次月考试题（解析版）

‎2019—2020学年度第一学期高二第二次月考试题 物 理 一、单项选择题 ‎1. 把一根长直导线平行地放在如图所示磁针的正上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转．首先观察到这个实验现象的物理学家是（ ）‎ A. 奥斯特 B. 爱因斯坦 C. 牛顿 D. 伽利略 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，说明电流产生了磁场，这是电流的磁效应，首先观察到这个实验现象的物理学家是奥斯特．故A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎2.图所示的磁场中，有三个面积相同且相互平行的线圈S1、S2和S3 ， 穿过S1、S2和S3的磁通量分别为Φ1、Φ2和Φ3 ， 下列判断正确的是（　 　）‎ ‎ ‎ A. Φ1最大 B. Φ2最大 C. Φ3最大 D. Φ1=Φ2=Φ3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】判断磁通量的变化可根据穿过磁感线条数多少来定性判断，也可从公式Φ=BS来判断；从图中看出，线圈S3穿过的磁感线条数最多，所以磁通量最大，故A、B、D错误，C正确．故选C．‎ ‎【点睛】解决本题的关键是掌握判断磁通量变化的方法，一是根据穿过磁感线条数多少来定性判断，二是根据公式Φ=BS来判断．‎ ‎3.如图，三角形线圈abc：放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动，能产生感应电流的是（ ）‎ A. 向上平移 B. 向右平移 C. 向左平移 D. 以ab为轴转动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 解答本题关键应掌握：产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，分析磁通量是否变化，判断能否产生感应电流。‎ ‎【详解】ABC．线圈向上平移、向右平移、向左平移时，穿过线圈磁通量不变，没有感应电流产生，故ABC错误。‎ D．以ab为轴转动，磁通量减小，线圈将产生感应电流，故D正确。‎ ‎【点睛】本题关键要掌握产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，由穿过线圈的磁感线条数表示磁通量即可判断磁通量的变化。‎ ‎4.如图是一种充电鞋的结构示意图．当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池．这种充电鞋的工作原理是（　　）‎ A. 电磁感应现象 B. 电流的磁效应 C. 磁极间的相互作用 D. 通电线圈在磁场中受力转动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】当人走动时，会驱动磁性转子旋转，使线圈中产生电流，该过程为电磁感应现象，与电流的磁效应、电磁之间的相互作用、线圈的受力无关．故A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎5.将电阻R1和R2按如图甲所示接在理想变压器上，变压器原线圈接在电压为U的交流电源上，R1和R2的电功率之比为2:1，若其它条件不变，只将R1和R2改成如图乙所示的接法，‎ R1和R2上的功率之比1∶8，则图乙中两组副线圈的匝数之比n1∶n2为(　　)‎ A. 1∶2 B. 1∶4 C. 1∶8 D. 1∶16‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】甲图中，R1和R2上的电功率之比为2∶1，R1和R2串联，则电流相等，根据功率之比 乙图中R1和R2上的功率之比为1∶8，则乙图两副线圈的功率之比 可得 U1∶U2＝1∶2‎ 则图乙中两组副线圈的匝数之比等于电压之比为1∶2，故A正确，BCD错误。‎ ‎【点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象。同时副线圈的电压由原线圈电压与原副线圈匝数决定，而原线圈的电流由副线圈决定。‎ ‎6.如下图所示，电磁炮是由电源、金属轨道、炮弹和电磁铁组成．当电源接通后，磁场对流过炮弹的电流产生力的作用，使炮弹获得极大的发射速度．下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：电流由电源正极经炮弹流向电源负极，炮弹受到的安培力方向应水平向前，由左手定则判断磁场方向是否正确．‎ 解：A、由左手定则可知，图示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向后，不符合实际，故A错误；‎ B、由左手定则可知，图示磁感应强度方向使炮弹受到的安培力向前，符合实际，故B正确；‎ C、由左手定则可知，炮弹受到安培力竖直向下，不符合要求，故C错误；‎ D、由左手定则可知，炮弹受的安培力竖直向下，不符合要求，故D错误；‎ 故选B．‎ ‎【点评】电磁炮的炮弹在安培力作用下在轨道上向前加速度运动，炮弹受到的安培力应向前，应用左手定则判断出安培力的方向，是正确解题的关键．‎ ‎7.如图所示的电路中，L为电感线圈，L为灯泡，电流表内阻为零．电压表内阻无限大，交流电源的电压．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25 Hz，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 电流表示数增大 B. 电压表示数减小 C. 灯泡变暗 D. 灯泡变亮 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据电容器的容抗为 ，f为频率．因交流电源的频率增大时，所以电容器的容抗减小，即相当于它由一个大电阻变成了一个小电阻．则电流表示数变大．因通过电容器的电流大，因此灯泡变亮，灯泡两端的电压变大，故电压表读数减小，故AD正确，BC错误；故选AD.‎ ‎8.如图，一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场；一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直；虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直，ba的延长线平分导线框．在t=0时，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动，直到整个导线框离开磁场区域．以i表示导线框中感应电流的强度，取逆时针方向为正．下列表示i-t关系的图示中，可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】从正方形线框下边开始进入到下边完全进入过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐增大，感应电流也逐渐增大，如图的位置Ⅰ；从正方形线框下边完全进入至下边刚穿出磁场边界，切割磁感线的有效长度不变，感应电流不变，如图的位置Ⅰ→Ⅱ；当正方形线框下边部分离开磁场，上边尚未进入磁场过程中，线框切割磁感线的有效长度逐渐减小，感应电流也逐渐减小，如图的位置Ⅱ→Ⅲ；当正方形线框下边部分继续离开磁场，上边也进入磁场过程中，上下两边线框切割磁感线产生的感应电动势方向相反，感应电流减小得更快，当上下两边在磁场中长度相等，感应电动势为零，如图的位置Ⅲ→Ⅳ；以后的过程与上述过程相反，故正确的选项为C．‎ 二、多项选择题 ‎9.关于这些概念，下面说法正确的是 A. 磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量不一定也越大 B. 磁感应强度大的地方，线圈面积越大，则穿过线圈的磁通量也越大 C. 磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的 D. 穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率一定为零 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．磁感应强度越大的地方，线圈的面积越大，则穿过线圈的磁通量也不定变大。要注意线圈与磁场放置角度，如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，故A正确，B错误。‎ C．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的，也可能是由于线圈在垂直于磁场方向的投影面积的变化引起的，选项C正确；‎ D．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率不一定为零，选项D错误；‎ 故选AC.‎ ‎10.下列磁场垂直加在金属圆盘上能产生涡流的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】只有加在金属上是变化的磁场，才会引起磁通量的变化，使金属内产生旋涡状的感应电流，故A错误，BCD正确。‎ ‎【点睛】在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象成为涡流现象，导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大。‎ ‎11.如图表示一交流电的电流随时间变化的图象，下列说法正确的是(　　)‎ A. 该交流电的频率为50Hz B. 该交流电的频率为100Hz C. 该交流电的有效值为5A D. 该交流电的有效值为3.5A ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由图可以看出周期，故频率为 A正确，B错误；‎ CD．将交流与直流通过阻值都为的电阻，设直流电流为，则根据有效值的定义有：‎ 解得：‎ C正确，D错误。‎ ‎【点睛】根据有效值的定义求解。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；对于非正弦式电流可根据有效值的定义求解有效值。常见题型，要熟练掌握。‎ ‎12.某兴趣小组用如图所示的电路研究自感现象，图中L1、L2是两个相同的小灯泡，D1、D2是两个理想二极管，L是自感系数大、直流电阻明显小于灯泡电阻的线圈，R为保护电阻．关于实验现象下列说法中不正确的是 A. 闭合开关，L1、L2两灯同时亮，随后逐渐变暗 B. 闭合开关，L1灯不亮，L2灯亮，随后逐渐变暗 C. 闭合开关稳定后断开开关，L1、L2两灯同时亮，随后逐渐熄灭 D. 闭合开关稳定后断开开关，L2灯不亮，L1灯亮，随后逐渐熄灭 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．闭合开关的瞬间，由于二极管的单向导电，L1灯不亮，L2灯亮，因线圈的直流电阻明显小于灯泡电阻，接着L2灯泡的亮度变暗。故A错误，符合题意；B正确，不符合题意。‎ CD．闭合开关，待电路稳定后断开开关，线圈L产生自感电动势，相当于一个瞬时电源，则L1灯亮，L2灯不亮，随后逐渐熄灭故C错误，符合题意，D正确，不符合题意；‎ 故选AC。‎ ‎13.如图所示，一个“U”形线框处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，OO′为磁场的边界．现使线框以角速度ω绕轴OO′匀速转动，线框通过金属转轴和电刷与阻值为R的外电阻相连．已知线框各边的长均为L，总电阻为r，不计转轴与电刷的电阻，则(　　)‎ A. 图示时刻线框产生的感应电动势为BωL2‎ B. 线框产生的感应电动势的最大值为BωL2‎ C. 电路中电阻R两端电压的有效值为 D. 电路中电流的有效值为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由法拉第电磁感应定律知，图示时刻，线圈与磁场垂直，处于中性面，磁通量最大，感应电动势为零，A项错；‎ B．由交变电流电动势最大值表达式Em＝NBSω可知B项正确；‎ C．根据闭合电路欧姆定律可知，‎ 故C项错；‎ D．由图可知，线框转动一圈的过程中，只有半个周期为正弦交变电流，另半个周期电流为零，由有效值定义有 解得 由欧姆定律可知，D项正确．‎ 三、实验题 ‎14.某学生做观察电磁感应应现象的实验时，将电流表、线圈A和B、蓄电池、开关，用导线连接成如图所示的实验电路，闭合开关，下列说法正确的是( )‎ A. 线圈A插入线圈B的过程中，有感应电流 B. 线圈A从B线圈中拔出过程中，有感应电流 C. 线圈A停在B线圈中，有感应电流 D. 线圈A拔出线圈B的过程中，线圈B的磁通量不变 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】由电路图可知，开关接在电流表与副线圈B的电路中，接通和断开开关，只是使线圈B所在回路闭合或断开，不影响原线圈A中电流的变化；‎ A．线圈A插入线圈B的过程中，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，则有感应电流，故A正确；‎ B．同理，当线圈A从B线圈中拔出过程中，导致穿过线圈B的磁通量发生变化，则有感应电流，故B正确；‎ C．线圈A停在B线圈中，穿过线圈B的磁通量不变，没有感应电流，故C错误；‎ D．线圈A拔出线圈B的过程中，穿过线圈B的磁通量减少，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎15.某同学用图1所示电路，测绘标有“3.8V，0.3A”小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象．除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：‎ 电流表：A1（量程100mA，内阻约2Ω）；A2（量程0.6A，内阻约0.3Ω）；‎ 电压表：V1（量程5V，内阻约5kΩ ）；V2（量程15V，内阻约15Ω ）；‎ 电源：E1（电动势为1.5V，内阻为0.2Ω）；E2（电动势为4V，内阻约为0.04Ω）．‎ 滑动变阻器：R1（最大阻值约为100Ω），R2（最大阻值约为10Ω），‎ 电键S，导线若干．‎ ‎（1）为了调节方便，测量准确，实验中应选用电流表_____，电压表_____，滑动变阻器_____，电源_____．（填器材的符号）‎ ‎（2）根据实验数据，计算并描绘出R﹣U的图象如图2所示．由图象可知，此灯泡在不工作时，灯丝电阻为_____；当所加电压为3.00V时，灯丝电阻为_____，灯泡实际消耗的电功率为_____．‎ ‎（3）根据R﹣U图象，可确定小灯泡耗电功率P与外加电压U的关系．符合该关系的示意图是下列图中的_____．‎ ‎【答案】 (1). A2 V1 R2 E2 (2). 1.5 11.5 0.78 (3). A ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2][3][4]因小灯泡额定电流为0.3A，额定电压为3.8V，故电流表应选A2，电压表应选V1，又因测伏安特性曲线要求电压与电流调节范围大，故变阻器需用分压式接法，应选阻值小的变阻器，故变阻器应选R2，显然电源应选E2．‎ ‎（2）[5]由R﹣U图象知U＝0时R为1.5Ω；‎ ‎[6] [7]U＝3V时R为11.5Ω；由得P＝0.78W．‎ ‎（3）[8]由知，U＝0时P＝0，P随U的增大而增大，故A正确，BCD错误．‎ 四、综合分析与计算题 ‎16.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；‎ ‎（2）若线圈的总电阻是100Ω，通过线圈的电流是多大？‎ ‎【答案】（1）25V；‎ ‎（2）0.25A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，再根据欧姆定律求出感应电流的大小。‎ ‎【详解】（1）线圈中总的磁通量变化为：‎ 由法拉第电磁感应定律得感应电动势为：‎ ‎（2）感应电流的大小为：‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律。‎ ‎17.远距离输电中发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线的电阻为0.2 Ω，求：‎ ‎（1）如果直接给用户输电，用户得到的电压和电功率各为多少?‎ ‎（2）如果发电站先用变压比为1∶10的升压变压器将电压升高，经同样的输电线路后经10∶1的降压变压器将电压降低后供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少?（变压器均为理想变压器）‎ ‎【答案】（1）140 V；28 kW（2）219.2 V；43.84 kW ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）输电线上的电流 ‎ ‎ 损失的电压 UR＝IRR＝2×0.2×200 V＝80 V 损失的功率 PR＝URIR＝80×200 W＝16 kW ‎ 故用户得到的电压 U用户＝U－UR＝140 V ‎ 用户得到的功率为 P用户＝P－PR＝28 kW. ‎ ‎（2）已知升压变压器的匝数比n1∶n2＝1∶10 ‎ 输入电压U1＝220 V，因此升压变压器的输出电压 U2＝U1＝2 200 V ‎ 输电线上的电流 ‎ ‎ 损失电压 UR′＝IR′R＝2×0.2×20 V＝8 V ‎ 损失的功率 PR′＝UR′IR′＝8×20 W＝160 W ‎ 因此降压变压器的输入电压 U3＝U2－UR′＝2 192 V ‎ 已知降压变压器的匝数比 n3∶n4＝10∶1‎ 所以用户得到的电压 U4＝U3＝219.2 V ‎ 用户得到的功率 P用户′＝P－PR′＝43.84 kW.‎ ‎18.如图甲所示，电阻不计、间距为的平行长金属导轨置于水平面内，阻值为R的导体棒ab固定连接在导轨左端，另一阻值也为R的导体棒ef垂直放置到导轨上，ef与导轨接触良好，并可在导轨上无摩擦移动。现有一根轻杆一端固定在ef中点，另一端固定于墙上，轻杆与导轨保持平行，ef、ab两棒间距为d。若整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，且从某一时刻开始，磁感应强度B随时间t按图乙所示的方式变化。‎ ‎（1）求在时间内流过导体棒ef的电流的大小与方向;‎ ‎（2）求在时间内导体棒ef产生的热量;‎ ‎（3）时刻杆对导体棒ef的作用力的大小和方向。‎ ‎【答案】（1），（2）（3）方向向右的拉力 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在0～时间内，磁感应强度的变化率 产生感应电动势的大小 流过导体棒ef的电流大小 有楞次定律可判断电流方向为 ‎（2）在时间内，磁感应强度的变化率 产生感应电动势的大小 流过导体棒ef的电流大小 时间内导体棒ef产生的热量 ‎（3）在时，磁感应强度 ef棒受安培力：‎ ‎ 方向水平向左；‎ 根据导体棒受力平衡，杆对导体棒的作用力为 ‎ 方向水平向右。‎