【物理】山西省运城市永济涑北中学2019-2020学年高二3月月考试题（解析版）

【物理】山西省运城市永济涑北中学2019-2020学年高二3月月考试题（解析版）

山西省运城市永济涑北中学2019-2020学年高二3月月考 物理试题 一、选择题（1-7单选，8-10多选，有选错或不答的得0分）‎ ‎1.党的十九大以来，习近平总书记多次强调，要精准扶贫。某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，供电部门要进行农村电网改造。为了减少远距离输电线路上的电能损耗而降低电费价格，以下措施中切实可行的是（ ）‎ A. 提高输电电压 B. 用超导材料做输电线 C. 提高输送功率 D. 减小输电线的横截面 ‎【答案】A ‎【解析】A．提高输电电压，根据 输送电流较小，根据 P损=I2R 知损失的功率较小，故A正确；‎ B．应用超导材料做输电线，根据 P损=I2R 损失的功率为0，但成本太高，故B错误；‎ C．提高输送功率，根据 输送电流较大，根据 P损=I2R 知损失的功率较大。故C错误；‎ D．减小输电导线的横截面积，根据电阻定律 可知电阻增大了，根据 P损=I2R 知损失的功率较大，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎2.如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着四个单摆，让c摆摆动，其余各摆也摆动起来，可以发现（ ）‎ A. 各摆摆动的周期均与c摆相同 B. a 摆摆动周期最短 C. b摆摆动周期最长 D. b摆振幅最大 ‎【答案】A ‎【解析】ABC． c摆摆动起来后，通过水平绳子对a、b、d三个摆施加周期性的驱动力，使a、b、d三摆做受迫振动，故a、b、d三摆周期相同，故A正确，BC错误；‎ D． 因为a摆的摆长等于c摆的摆长，所以a摆的固有频率等于受迫振动的频率，所以a摆发生共振，振幅最大，故D错误。‎ 故选：A。‎ ‎3.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】AB、AB项两个图象的横轴不是时间，不是振动图象，故AB错误。‎ CD、由于向右为正方向，振子位于N点时开始计时，所以0时刻，在正向最大位移处，将向左运动，即向负方向运动，故C正确，D错误；‎ ‎4.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零．A和B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）‎ A. 当闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变 B. 当闭合开关S后，灯泡B逐渐变亮，最后亮度不变 C. 再断开开关S后，灯泡 A逐渐变暗，直到不亮 D. 再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮．故AB错误；稳定后再断开开关S后，灯泡A立即熄灭；灯泡B与线圈L构成闭合回路，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，故C错误，D正确．‎ ‎5.多数同学家里都有调光灯、调速电风扇。以前是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速。现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压。即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量，交流电产生的热量 直流电产生的热量 根据热效应有 Q1=Q2‎ 得 故ABD错误，C正确。‎ ‎6.如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C. 线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U1=Umsinω1t,三个电流表读数相同．现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U2=Umsinω2t,ω2=2ω1.改换电源后,三个电流表的读数将( )‎ A. A1将减小,A2将增大,A3将不变 B. A1将增大,A2将减小,A3将不变 C. A1将不变,A2将减小,A3将增大 D. A1将减小,A2将减小,A3将不变 ‎【答案】B ‎【解析】由公式2πf=ω知，后来交流电的频率变大，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，对电阻没影响，所以A1示数将增大，A2数将减小，A3示数不变，所以选项B正确，ACD错误．故选B．‎ ‎7.某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（ ）‎ A. 前2s走过的路程是10cm B. 第2s内振子向平衡位置运动，加速度在增大 C. 第2s时和第4s时振子的位移相等，运动方向相同 D. 在1.5s和2.5s这两个时刻振子系统势能相同，动能也相同。‎ ‎【答案】D ‎【解析】A．根据图像可知，周期为4s，所以前2s走过路程是 故A错误；‎ B．第2s内振子向平衡位置运动，位移变小，回复力变小，根据牛顿第二定律可知，加速度在减小，故B错误；‎ C．根据图像可知，第2s时运动方向负方向，第4s时运动方向为正方向，故运动方向不同，故C错误；‎ D．在1.5s和2.5s这两个时刻振子位置关于平衡位置对称，故此时系统的势能相同，动能也相同，故D正确。‎ ‎8.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的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（可视为不变）。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的电阻用R1表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当电器增加时，相当于R的阻值减小（滑动片向下移）。如果变压器上的能量损失可忽略，当用户的用电器增加时，图中各表的读数变化正确的是（ ）‎ A. 电流表A 1的读数变大 B. 电流表A2的读数变小 C. 电压表V3的读数变小 D. 电压表V2的读数变小 ‎【答案】AC ‎【解析】A． 由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以A1的示数变大，故A正确；‎ B． 当用电器增加时，相当于R的值减小，电路中的总的电阻减小，所以电流要变大，即A2的示数变大，故B错误；‎ C． 由于副线圈的电流变大，电阻R1消耗的电压变大，又因为V2的示数不变，所以V3的示数变小，故C正确；‎ D．‎ ‎ 理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以V2的示数不变，故D错误；‎ ‎9.如图所示，单匝线圈ABCD在外力作用下先以速度v向右匀速进入匀强磁场，又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则第一次与第二次进入磁场的比值，下列说法正确的是（ ）‎ A. 线圈中的感应电流之比1：2 B. 外力做功的最大功率之比4:1‎ C. 线圈中产生热量之比2:1 D. 线圈中通过的电荷量之比1:1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】设磁感应强度为B，CD边长度为L，AD边长为L′，线圈电阻为R；‎ A． 线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势 E=BLv，感应电流 则知感应电流I与速度v成正比，故第一次进入与第二次进入时线圈中电流之比 I1：I2=v：2v=1：2‎ 故A正确；‎ B． 线圈进入磁场时受到的安培力 线圈做匀速直线运动，由平衡条件得，外力大小等于安培力，则外力功率 功率与速度的平方成正比，则第一次进入与第二次进入时外力做功的功率之比 P1：P2= v2：（2v）2=1：4‎ 故B错误；‎ C． 线圈进入磁场过程中产生的热量 产生的热量与速度成正比，第一次进入与第二次进入时线圈中产生热量之比 Q1：Q2=v：2v=1：2‎ 故C错误；‎ D． 通过导线横截面电荷量 电荷量与速度无关，电荷量之比为1：1，故D正确。‎ ‎10.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中．圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（ ）‎ A. 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B. 若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动 C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化 D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 ‎【答案】AB ‎【解析】A.由电磁感应定律得，，‎ 故ω一定时，电流大小恒定，选项A正确；‎ B.由右手定则知圆盘中心为等效电源正极，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；‎ C.圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，选项C错误；‎ D.电流在R上的热功率 角速度加倍时功率变成原来的4倍，选项D错误。‎ 故选AB。‎ 二、填空题(4小题)‎ ‎11.如图所示， 质量为m的木块放在弹簧上端， 在竖起方向上做简谐运动，当振幅为A 时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍，则物体对弹簧的最小压力是____________， 欲使物体在弹簧振动中不离开弹簧，其振幅不能超过______________。‎ ‎【答案】 (1). 0.5mg (2). 2A ‎【解析】[1][2]当木块运动到最低点时，对弹簧弹力最大，此时由牛顿第二定律得 Fmax-mg=ma 因为有 Fmax=1.5mg 解得 a=0.5g 当木块运动到最高点时，对弹簧弹力最小，此时由牛顿第二定律得 mg-Fmin=ma 由运动的对称性知，最高点与最低点的加速度大小相等，即a=0.5g 代入求得 在最高点或最低点 kA=ma=‎ 所以弹簧劲度系数为 物体在平衡位置下方处于超重状态，不可能离开弹簧，只有在平衡位置上方可能离开弹簧．要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧，物体在最高点的加速度a=g此时弹簧的弹力为零．若振幅再大，物体便会脱离弹簧．物体在最高点刚好不离开弹簧时，回复力为重力，所以 mg=kA′‎ 则振幅为 ‎12.如图所示，100匝的线圈（为表示线圈的绕向，图中只画了两匝）两端A、B与一个电压表相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。‎ ‎（1）电压表的读数是______V ‎（2）电压表的正接线柱应该与______(填“A”或“B”)端相接 ‎【答案】 (1). 50 (2). A ‎【解析】（1）[1]由图得到，磁通量的变化率 根据法拉第电磁感应定律得 ‎（2）[2]由楞次定律判定，感应电流方向为逆时针方向，线圈等效于电源，而电源中电流由低电势流向高电势，故A端的电势高于B端电势，A端应该与电压表的“+”的接线柱连接。‎ ‎13.如图所示，金属环半径为a，总电阻为2R，匀强磁场磁感应强度为B，垂直穿过环所在平面。电阻为的导体杆AB沿环表面以速度v向右滑至环中央时，杆的端电压为______‎ ‎【答案】Bav ‎【解析】[1] 杆切割产生的感应电动势 E=B•2av=2Bav 两个电阻为R的半金属圆环并联，并联电阻 R并=‎ 电路电流（总电流）‎ 杆两端的电压 U=IR并=Bav ‎14.当变压器一个线圈的匝数已知时，可以用下面的方法测量其它线圈的匝数，用匝数已知的线圈作为副线圈，通入交流，测出两线圈的电压，就可以求出被测线圈的匝数，已知副线圈有800匝，把原线圈接到220V的线路中，测得副线圈的电压是55V，则原线圈的匝数______‎ ‎【答案】3200‎ ‎【解析】[1]由变压器的匝数之比等于电压之比 可得 解得 n1=3200‎ 三、计算题（4小题）‎ ‎15.国庆阅兵时，我国的“飞豹FBC-1”型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向自东向西呼啸而过，该机的翼展为12.7m，北京地区地磁场的竖直分量为4.7×10-5T，该飞机飞过天安门时的速度为声速的0.7倍，求 ‎（1）该机两翼尖间的电势差？‎ ‎（2）从驾驶员角度来说，哪侧机翼的电势比较高？‎ ‎【答案】（1）0.142V；（2）左侧。‎ ‎【解析】（1）由 E=BLv 可得两翼尖间的电势差 ‎ U=E=4.7×10-5×12.7×0.7×340V=0.142V ‎（2）由右手定则可知，机翼上感应电动势方向自右向左，故左端的电势较高。‎ ‎16.如图所示是两个单摆的振动图象。‎ ‎（1）甲、乙两个摆的摆长之比是多少？‎ ‎（2）写出甲单摆简谐运动的位移随时间变化的关系式 ‎【答案】（1）1：4；（2）。‎ ‎【解析】由图象知 T甲=4s，T乙=8s ‎（1）根据周期公式 可知，甲、乙两个摆的摆长之比是1：4。‎ ‎（2）甲摆振幅为2cm，周期为4s，故甲摆角速度 所以甲单摆简谐运动的位移随时间变化的关系式为 ‎17.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则：‎ ‎（1）写出电动势的瞬时值表达式？‎ ‎（2）电压表的示数是多少？‎ ‎（3）灯泡实际消耗的功率为多少？‎ ‎【答案】（1）（V）；（2）18V；（3）36W。‎ ‎【解析】（1）根据图乙可知 T=0.2s，Em=‎ 线圈从与中性面垂直位置开始计时，则交变电动势瞬时值的表达式为：‎ ‎（V）‎ ‎（2）电动势有效值为 故电压表的示数 ‎（3）灯泡实际消耗的功率 ‎18.某水电站发电机的输出功率为100 kW，发电机的电压为250V．通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．要求在输电线上损失的功率控制为5 KW．请你设计两个变压器的匝数比．为此，请你计算：‎ ‎（1）降压变压器输出的电流是多少?输电线上通过的电流是多少?‎ ‎（2）输电线上损失的电压是多少?升压变压器输出的电压是多少?‎ ‎（3）两个变压器的匝数比各应等于多少?‎ ‎【答案】（1）25A （2） （3）；‎ ‎【解析】（1）用户得到的功率为；用户得到的电流就是降压变压器的输出电流I用=P用/U用="4.32×102" A 输电线上流过的电流 ‎（2）输电线上损失电压 升压变压器的输出电压 ‎（3）升压变压器 降压变压器