吉林省扶余市第二实验学校2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题.doc

吉林省扶余市第二实验学校2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题

吉林省扶余市第二实验学校2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题

年级：
姓名：

- 11 -

吉林省扶余市第二实验学校2020-2021学年高二物理下学期第一次月考试题（A）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．许多科学家在物理学发展过程中做出了重大贡献，下列表述正确的是( )
A．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结了右手螺旋定则
B．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式
C．法拉第通过实验发现了电磁感应现象
D．库仑最早通过实验测得元电荷e的数值
2．磁悬浮高速列车在我国上海、青岛已投入正式运行。如图是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，且N极朝上，B是用超导材料制成的超导圆环。在超导圆环B进入磁场中，则( )

A．B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流消失
B．B中将产生感应电流，当稳定后，感应电流仍存在
C．B中感应电流的方向如图俯视为逆时针方向
D．B悬浮时感应电流产生的磁场方向与圆柱形磁铁A上端的磁场方向一致
3．在匀强磁场中，a、b是两条平行金属导轨，而c、d为连接有电流表、电压表的两金属棒，如图所示，两棒以相同的速度向右匀速运动，则以下结论正确的是( )

A．电压表有读数，电流表没有读数
B．电压表有读数，电流表也有读数
C．电压表无读数，电流表有读数
D．电压表无读数，电流表也无读数
4．一交流电压为u＝100sin (100πt)V，由此表达式可知( )
A．用电压表测该电压其示数为50 V
B．该交流电压的周期为0.02 s
C．将该电压加在“100 V 100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 W
D．t＝ s时，该交流电压的瞬时值为50 V
5．如图甲所示，长直导线与导线框abcd固定在同一平面内。直导线中通以如图乙所示的大小和方向都随时间作周期性变化的交流电，并取图甲所示向上的电流方向为直导线中电流的正方向。关于0～T时间内线框abcd中感应电流的方向，下列说法正确的是( )

A．由顺时针方向变为逆时针方向
B．由逆时针方向变为顺时针方向
C．由顺时针方向变为逆时针方向，再变为顺时针方向
D．由逆时针方向变为顺时针方向，再变为逆时针方向
6．如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，则线路输送的电功率是( )

A．220 W B．22 kW
C．220 kW D．2200 kW
7．如图甲所示，在倾角为θ的U形金属导轨上放置一根导体棒MN，开始时导体棒MN处于静止状态。今在导轨所在空间加一个垂直于导轨平面的磁场，图中磁场方向为正方向，磁感应强度大小变化情况如图乙所示，导体棒始终静止。关于导体棒在0～t0内受到的摩擦力大小，下列说法正确的是( )

A．不断减小
B．不断增大
C．先增大后减小
D．先减小后增大
8．有一种自行车，它有能向车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示：图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电。关于此装置，下列说法正确的是( )

A．自行车的速度加倍，线圈中交变电流的周期加倍
B．自行车的速度加倍，线圈中交变电流的周期不变
C．小灯泡的电功率与自行车的速度成正比
D．小灯泡的电功率与自行车速度的平方成正比
9．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的总电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )

A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
10．如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电压表和电流表均为理想交流电表。从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin(100πt)V，则( )

A．电压表的示数为22 V
B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变小
C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大
D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小
11．在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图示磁场方向为正，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。边长为l，电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则下列说法正确的是( )

A．磁感应强度B0＝
B．线框中感应电流为I＝2
C．线框cd边的发热功率为P
D．a端电势高于b端电势
12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，R1、R2、R3为三只阻值均为10 Ω的电阻，C为电容器，L为电阻可以忽略的线圈，输入端接入如图乙所示的交变电压，以下说法中正确的是( )

A．通过R1的电流最大值为2 A
B．通过R2的电流始终为2 A
C．电阻R3的电功率小于20 W
D．副线圈输出电压的瞬时值表达式为u＝20sin (50πt) V
二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(6分)如图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态。

(1)门打开时R2两端的电压U2与门关闭时相比______(选填“增大”或“减小”)；
(2)门打开时________(选填“红”或“绿”)灯亮。
14．(9分)如图所示，先后以速度v1和v2(v1＝2v2)，匀速地把同一线圈从同一位置拉出有界匀强磁场的过程中，在先后两种情况下：

(1)线圈中的感应电流之比I1∶I2＝________；
(2)线圈中产生的热量之比Q1∶Q2＝________；
(3)拉力做功的功率之比P1∶P2＝________。
15．(10分)发电机转子是边长为0.2 m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻为8 Ω，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴以600 r/min的转速在磁感应强度为 T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24 Ω。

(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；
(2)灯泡实际消耗的功率为多大？

16．(12分)如图所示，光滑导轨MN、PQ在同一水平面内平行固定放置，其间距d＝1 m，右端通过导线与阻值RL＝8 Ω的小灯泡L相连，CDEF矩形区域内有方向竖直向下、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场，一质量m＝50 g、阻值为R＝2 Ω的金属棒在恒力F作用下从静止开始运动s＝2 m后进入磁场恰好做匀速直线运动(不考虑导轨的电阻，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触)。求：

(1)恒力F的大小；
(2)小灯泡发光时的电功率。

17．(15分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝ T。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“220 V 11 kW”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图1所示。求：

(1)发电机的输出电压；
(2)变压器原、副线圈的匝数比；
(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。

2020-2021学年下学期高二第一次月考备考精编金卷
物 理（A）答 案
一、选择题(本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．【答案】C
【解析】丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结了右手螺旋定则，故A错误；磁场对运动电荷的作用力公式是由洛伦兹提出的，故B错误；法拉第通过实验发现了电磁感应现象，故C正确；密立根最早通过实验测得元电荷e的数值，故D错误。
2．【答案】B
【解析】在超导圆环B进入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失，B中的电流也不会消失，A错误，B正确；根据楞次定律可知，圆柱形磁铁的N极朝上，放入线圈时，线圈中的磁通量向上增大，则感应电流的磁场应向下，B中感应电流方向从上向下俯视看应为顺时针，CD错误。
3．【答案】D
【解析】以a、b、c、d四根导线围成的回路为研究对象，在两棒匀速运动时，回路磁通量没有变化，故电流表A、电压表V中没有电流，均无读数。
4．【答案】B
【解析】由交流电压瞬时值表达式可知电压的有效值为100 V，故用电压表测该电压其示数为100 V，A错误；ω＝100π rad/s，则周期T＝＝0.02 s，B正确；该电压加在“100 V 100 W”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，C错误；把t＝ s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V，D错误。
5．【答案】D
【解析】由题图乙，在0～时间内电流正向增大，根据安培定则，矩形线圈所处的磁场垂直纸面向里，由于磁通量增大，根据楞次定律的推论“增反减同”，矩形线圈中的感应磁场应垂直纸面向外，感应电流为逆时针，同理，～，～，～T内感应电流的方向依次为顺时针、顺时针、逆时针，故D正确。
6．【答案】C
【解析】电压表的示数为22 V，根据变压比公式＝，得输电电压U1＝100×22 V＝2200 V，电流的示数为1 A，根据变流比公式＝，得输电电流I1＝100×1 A＝100 A，线路输送的电功率P＝U1I1＝220 kW。
7．【答案】A
【解析】在0～t0内，磁感应强度均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知，产生的感应电动势恒定，形成的感应电流由M到N，大小恒定，由左手定则可知，安培力F＝BIL方向沿斜面向下、随磁感应强度B减小，由平衡条件知，摩擦力不断减小，A正确。
8．【答案】D
【解析】设自行车的速度为v，摩擦轮的半径为r，则后轮、摩擦轮的速度都等于v，线圈转动产生正弦电流，周期T＝，v加倍，T减小为原来的，A、B错误；若线圈的匝数为N、面积为S、磁感应强度为B，则线圈产生的电动势最大值Em＝NBSω，有效值，小灯泡的电功率∝v2，C错误，D正确。
9．【答案】CD
【解析】升压变压器原线圈两端电压不变，变压比不变，故副线圈两端电压不变，A错误；I＝，U损＝IR线，U3＝U2－U损，因P变大，I变大，所以U损变大，所以降压变压器原线圈两端电压U3变小，故降压变压器的输出电压减小，B错误；P损＝2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；＝，因P变大，所以变大，D正确。
10．【答案】BD
【解析】原线圈中的输入电压为220 V，由原、副线圈的匝数比可得，副线圈中电压表的示数为22 V；在天逐渐变黑的过程中，光敏电阻的阻值变大，由于电压不变，所以电流表A2的示数变小，则原线圈中电流表A1的示数变小，输入功率也变小。综上分析可知，选项B、D正确。
11．【答案】BC
【解析】由题图乙可知，线框中产生的感应电动势恒定，线框ab边的发热功率为P＝，感应电动势E＝S＝·＝，所以B0＝，A错误；由P＝I2R可得线框中的感应电流I＝2，B正确；cd边电阻等于ab边电阻，而两边流过的电流相等，因此发热功率相等，C正确；由楞次定律可判断，线框中感应电流方向为adcba方向，因此a端电势比b端低，D错误。
12．【答案】AC
【解析】副线圈两端电压的最大值为20 V，根据欧姆定律，通过R1的电流最大值A，A正确；由于加到R2和电容器C两端的电压是正弦式交流电，因此流过R2的电流也是交变电流，B错误；由于R3和电感线圈串联，因此加到R3两端的电压最大值小于20 V，有效值小于10 V，因此功率W，C正确；变压器可以改变电压，但是不可以改变频率，因此负线圈交流电的频率仍然是50 Hz，即圆频率为ω＝100π rad/s，D错误。
二、非选择题(本题共6小题，共52分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(6分)
【答案】(1)减小 (2)红
【解析】当门打开时，R3受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路总电阻减小，总电流增大，R2两端的电压减小，通过R2的电流减小，故通过R3的电流增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮。
14．(9分)
【答案】(1)2∶1 (2)2∶1 (3)4∶1
【解析】E＝BLv，又E＝IR，所以I1∶I2＝2∶1。Q＝I2Rt，v1＝2v2，所以t1∶t2＝1∶2，所以，Q1∶Q2＝2∶1。线框匀速运动，F＝FB＝BIL，所以F1∶F2＝2∶1，P＝Fv，所以，P1∶P2＝4∶1。
15．(10分)
【解析】(1)线圈转动的角速度ω＝20π rad/s，感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝80 V
瞬时值表达式e＝80sin (20πt) V。
(2)感应电动势的有效值E＝ V＝40 V，电流为I＝＝ A＝ A
灯泡实际消耗的功率P＝I2R＝75 W。
16．(12分)
【解析】(1)对导体棒由动能定理得Fs＝mv2
因为导体棒进入磁场时恰好做匀速直线运动，所以
F＝BId＝Bd
代入数据解得：F＝0.8 N，v＝8 m/s。
(2)小灯泡发光时的功率PL＝2·RL＝5.12 W。
17．(15分)
【解析】(1)感应电动势的最大值为Em＝nBSω＝2πnBSf＝2π×220××0.05×50 V＝1 100 V
发电机的输出电压U1＝＝1 100 V。
(2)变压器原、副线圈的匝数比为＝＝＝。
(3)由P＝UI得副线圈的总电流为I2＝＝ A＝100 A，
由＝得I1＝I2＝×100 A＝20 A。