新疆喀什地区莎车县第九中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题(Word版附解析)
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2.请将答案正确填写在答题卡上
卷Ⅰ(选择题)
一、选择题(本题共计14小题,每题3分,共计42分)
1. 管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为( )
A. 库仑B. 霍尔C. 洛伦兹D. 法拉第
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知,圆管为金属导体,导体内部自成闭合回路,且有电阻,当周围的线圈中产生出交变磁场时,就会在导体内部感应出涡电流,电流通过电阻要发热。该过程利用原理的是电磁感应现象,其发现者为法拉第。故选D。
2. 有一降压变压器,它的输入电压最大值为,另有一负载,当它接在直流电源上时,消耗功率为P,若使它接在上述变压器的次级电路中,消耗的功率,则此变压器原、副线圈的匝数比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设负载的电阻为,当它接在直流电源上时,消耗功率为,则有
使它接在上述变压器的次级电路中,消耗的功率,设此变压器原、副线圈的匝数比为,则有
联立解得
即此变压器原、副线圈的匝数比为。
故选C。
3. 如图是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,下列选项正确的是( )
A. 图示位置时,线圈处于中性面,穿过线圈平面的磁通量最大,电流表示数最大
B. 图示位置时,线圈处于平行面,穿过线圈平面的磁通量最小,电流表示数最大
C. 从图示位置旋转,线圈处于中性面,穿过线圈平面的磁通量最大,磁通量的变化率最大,电流表示数最大
D. 从图示位置开始往逆时针方向旋转产生正弦式交变电流
【答案】B
【解析】
【详解】AB.图中线圈平面与磁场方向平行,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,电流表示数最大,故A错误,B正确;
C.从图示位置旋转 ,线圈处于中性面,穿过线圈平面的磁通量最大,磁通量的变化率最小,电流表示数最小,故C错误;
D.从图示位置开始往逆时针方向旋转产生余弦式交变电流,故D错误。
故选B。
4. 如图,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来。假设要缩短上述加热时间,以下措施可行的有( )
A. 增加线圈的匝数B. 提高交流电源的周期C. 将金属杯换为瓷杯D. 取走线圈中的铁芯
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据法拉第电磁感应定律
增加线圈的匝数n,可以增大感应电动势,使线圈产生的磁场增强,可以缩短加热时间,故A正确;
BCD.根据法拉第电磁感应定律
降低交流电源的频率即提高交流电源的周期和取走线圈中的铁芯,感应电动势就减小,使线圈产生的磁场减弱,加热时间延长。将金属杯换为瓷杯,瓷杯是绝缘体无法形成涡流,故不能加热,故BCD错误。
故选A。
5. 如图,光滑固定导轨M、N水平放置,两根导体棒P、Q平行放在导轨上,形成闭合回路,当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可动的两导体棒P、Q将( )
A. 保持不动B. 相互远离C. 相互靠近D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】当一条形磁铁从上方向下迅速接近回路时,可知回路中磁通量向下增加,回路产生逆时针方向的感应电流,根据楞次定律“增缩减扩”原理可知,回路面积将减小,即两导体棒P、Q将相互靠近。
故选C。
6. 如图所示,一水平放置的圆形通电线圈Ⅰ固定,另一个较小的线圈Ⅱ从正上方下落,在下落过程中Ⅱ的面积保持与线圈Ⅰ的平面平行且两圆心同在一竖直线上,则线圈Ⅱ从正上方下落到穿过线圈Ⅰ直至在下方运动的过程中,从上往下看线圈Ⅱ( )
A. 无感应电流B. 有顺时针方向的感应电流
C. 有先顺时针后逆时针的感应电流D. 由先逆时针后顺时针的感应电流
【答案】C
【解析】
【详解】根据右手定则,在线圈2下落到线圈1所在的平面之前,线圈1中电流在线圈2产生的磁通量向上,且不断增大,根据楞次定律,从上往下看,线圈2中产生的顺时针方向感应电流削弱磁通量的变化,当线圈2从线圈1所在平面继续下落时,线圈1中电流在线圈2产生的磁通量仍然向上,且不断减小,根据楞次定律,从上往下看线圈2产生逆时针感应电流削弱磁通量变化,故C正确。
故选C。
7. 用的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是,通过负载的电流图像如下图,那么( )
A. 变压器输入功率约为
B. 输出电压的最大值是
C. 变压器原、副线圈匝数比是
D. 负载电流的函数表达式
【答案】AD
【解析】
【详解】A.负载的功率
输入功率等于输出功率3.9W,A正确;
B.输出电压的最大值
B错误;
C.变压器原、副线圈匝数比等于电压之比
C错误;
D.负载电流的函数表达式
D正确。
故选AD。
8. 理想变压器是没有能量损失的变压器,为了升压要( )副线圈匝数,为了减小副线圈的电流要( )副线圈匝数( )
A. 增多,增多B. 增多,减少C. 减少,减少D. 减少,增多
【答案】A
【解析】
【详解】理想变压器是没有能量损失的变压器,为了升压要增多副线圈匝数,为了减小副线圈的电流要增多副线圈匝数。
故选A。
9. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示.当开关S闭合后
A. A1示数变大,A1与A2示数的比值不变
B. A1示数变大,A1与A2示数的比值变大
C. V2示数变小,V1与V2示数的比值变大
D. V2示数不变,V1与V2示数的比值不变
【答案】AD
【解析】
【详解】试题分析:由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变,则副线圈电压不变,V2示数不变,V1与V2示数的比值不变,C错误、D正确.开关S闭合后,变压器副线圈的负载电阻减小,V2不变,由欧姆定律可得A1示数变大,由于理想变压器P2=P1,V1与V2示数的比值不变,所以A1与A2示数的比值不变,A正确,B错误.故选AD.
考点:变压器
10. 关于感应电动势大小的下列说法中正确的是( )
A. 线圈中磁通量变化越大,线圈中产生的感应电动势就越大
B. 线圈中磁通量越大,线圈中产生的感应电动势一定越大
C. 线圈放在磁感应强度越强的地方,线圈中产生的感应电动势一定越大
D. 线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势就越大
【答案】D
【解析】
【详解】由法拉第电磁感应定律可知,感应电动势跟磁通量变化及所用时间有关,即跟磁通量的变化率有关,磁场越强、磁通量越大、磁通量变化量越大,电动势不一定越大,线圈中磁通量变化越快,线圈中产生的感应电动势就越大。
故选D
11. 在如图所示的电路中,电阻R的阻值为,在间加上如图乙所示的正弦式交流电,则下列说法正确的是正确的( )
A. 交流电压的有效值为
B. 电流表示数为
C. 产生该交变电流的线圈在磁场中转动的角速度为
D. 在1分钟时间内电阻R上产生的热量为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由乙图知交流电压的最大值为V,则有效值为
故A正确;
B.电路电流有效值为
则电流表示数为,故B正确;
C.线圈在磁场中转动的角速度为
故C错误;
D.1分钟内电阻R上产生的热量为
故D正确。
故选ABD。
12. 图为某小型水电站的电能输送示意图,A为升压变压器,其输入功率为,输出功率为,输出电压为;B为降压变压器,其输入功率为,输入电压为、A、B均为理想变压器,输电线的总电阻为r,则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据远距离输电和理想变压器的工作原理可知,P1=P2,由于导线上有功率损失和电压损失,则P2>P3,U2>U3。
故选C
13. 照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的.可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯,电灯比深夜时要显得暗些.这是因为用电高峰时( )
A. 总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,每盏灯两端的电压较低
B. 总电阻比深夜时大,供电线路上的电流小,通过每盏灯的电流较小
C. 总电阻比深夜时小,供电线路上的电流大,输电线上损失的电压较大
D. 供电线路上的电流恒定,但开的灯比深夜时多,通过每盏灯的电流小
【答案】C
【解析】
【详解】照明供电线路的用电器是并联的,晚上七、八点钟用电高峰时,用电器越多,总电阻越小,供电线路上的电流越大,输电线上损失的电压较大,用户得到的电压较小,所以C正确.
14. 如图1所示,水平方向的匀强磁场的上下边界分别是,磁场宽度为L。一个边长为a的正方形导线框,从磁场上方下落,运动过程中上下两边始终与磁场边界平行。线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图像如图2所示,则线框从磁场中穿出过程中感应电流i随时间t变化的图像可能是后四图中的哪一个( )
A. 只可能是①B. 只可能是②C. 只可能是③D. 只可能是③④
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如图2所示,由法拉第电磁感应定律可知,线框匀速进入磁场,由于,当完全进入磁场后,因磁通量不变,则没有感应电流,线框只受到重力,使得线框速度增加,当出磁场时,速度大于进入磁场的速度,由法拉第电磁感应定律可知,出磁场的感应电流大于进磁场的感应电流,导致出磁场时的安培力大于重力,导致线框做减速运动,根据牛顿第二定律
则做加速度在减小的减速运动.
故选C。
卷Ⅱ(非选择题)
填空题(本题共计3小题,每空格2分,共计16分)
15. A、B两闭合线圈为同样导线绕成且均为20匝,半径为,内有如图的有理想边界的匀强磁场,若磁场均匀地减小,则A、B环中感应电动势之比=_____,产生的感应电流之比=_____。
【答案】 ①. 1:1 ②. 1:2
【解析】
【详解】[1]由法拉第电磁感应定律可得
A、B两闭合线圈中,磁场覆盖的有效面积S相同,故产生的感应电动势相等,即
[2]线圈的电阻可表示为
可知电阻之比为2:1,由闭合电路欧姆定律可得
可得产生的感应电流之比为
16. 楞次定律可以确定所有的感应电流的方向,穿过线圈闭合面积的磁通量增大时原磁场方向和感应电流磁场方向( ),如磁通量减少原磁场方向和感应电流的磁场方向( ),最后用右手螺旋定则确定感应电流的方向。对于环形导体姆指的方向是( ),四个手指的方向是( )
【答案】 ①. 相反 ②. 相同 ③. 磁场方向 ④. 电流方向
【解析】
【详解】[1][2]感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,增反减同。
[3][4] 右手螺旋定则,用右手握住环形导体,让四指指向电流的方向,那么大拇指所指的那一端是磁场方向。
【点睛】本题考查楞次定律内容以及右手螺旋定则的使用方法。
17. 如图为理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接在一个标有“12 V. 100 W”的灯泡上.已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1,那么灯泡正常工作时,图中的电压表读数为________ V,电流表读数为________ A.
【答案】 ①. 216 ②. 0.463
【解析】
【详解】[1]由公式
可得
[2]由
得
=0.463A
四、解答题(本题共计3小题,第一题12分,第二题12分,第三题18分共计42分)
18. 一输入电压为,输出电压为的变压器副线圈烧坏,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原线圈接到交流电源上,测得新绕线圈两端的电压为。按理想变压器分析,求:
(1)该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别多少。
(2)如烧坏前原线圈中电流为,则副线圈的电流是多大。
【答案】(1)1100,180;(2)61.1A
【解析】
【详解】(1)新绕线的理想变压器,根据变压比公式得
变压器烧坏前,同理
(1)如烧坏前原线圈中电流为,则副线圈的电流
19. 如图所示,匀强磁场,金属棒长,与框架宽度相同,电阻为,框架电阻不计,电阻,当金属棒以的速度匀速向左运动时。求:
(1)流过金属棒的感应电流多大?
(2)和消耗的功率之比为?
【答案】(1)0.2A;(2)1︰2
【解析】
【详解】(1)棒AB产生电动势为
E=BLv=0.1×0.4×5V=0.2V
外电阻为
通过棒的感应电流为
(2)和消耗的功率之比为
20. 如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数匝,总电阻,所围成矩形的面积,小灯泡的电阻,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,图中为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值
(2)小灯泡消耗的电功率
(3)磁感应强度变化的时间内,通过小灯泡的电荷量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)线圈中产生的感应电动势的最大值为
(2)回路电流的有效值为
小灯泡消耗的电功率为
(3)0~时间内电流的平均值
通过小灯泡的电荷量为
新疆喀什地区巴楚县2023-2024学年高二上学期10月期中物理试题(Word版附解析): 这是一份新疆喀什地区巴楚县2023-2024学年高二上学期10月期中物理试题(Word版附解析),共7页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究题,解答题等内容,欢迎下载使用。
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