江西省南昌市2021_2022学年高二物理下学期第一次月考模拟试题B卷含解析

这是一份江西省南昌市2021_2022学年高二物理下学期第一次月考模拟试题B卷含解析，共15页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。

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
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．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；
B．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；
C．法拉第通过实验发现了电磁感应现象，故C正确；
D．密立根最早通过实验测得元电荷e的数值，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，正三角形导线框的边长为，在磁感应强度为的匀强磁场中，以平行于边的速度向右匀速运动，则电压表的示数为（ ）
A. B. C. D. 0
【答案】D
【解析】
【详解】正三角形abc向右匀速运动的过程中，磁通量不变，没有感应电流产生，则电压表的示数为0。
故选D。
3. 一交流电压为，由此表达式可知（ ）
A. 用电压表测该电压其示数50V
B. 该交流电压的周期为0.02s
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100W
D. 时，该交流电压的瞬时值为50V
【答案】B
【解析】
【详解】A．电压表测得的是有效值
A错误；
B．根据角频率与周期的关系
B正确；
C．灯泡铭牌上的电压为有效值，交流电的有效值为100V，则灯泡的实际功率等于100W，C错误；
D．将代入
D错误。
故选B。
4. 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0T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
【答案】D
【解析】
【分析】根据磁场与时间的变化关系，由楞次定律可确定线圈产生的感应电流方向，再由右手螺旋定则可判定线圈所处磁场的方向。
【详解】据图乙可知，在四分之一周期内，电流变大，据右手螺旋定则可知，矩形线圈所处的磁场垂直面向里变大，即导致穿过线圈中的磁通量减大，由楞次定律可知，产生的感应电流方向为逆时针；同理分析可知，在时间内，矩形线圈产生的电流方向为顺时针；在
时间内矩形线圈磁通量向外减少，产生的感应电流方向逆时针,故ABC错误，D正确。
故选D。
5. 2021年7月25日，台风“烟花”登陆上海后，“中国第一高楼”上海中心大厦上的阻尼器开始出现摆动，给大楼进行减振。如图所示为该阻尼器的简化图，该阻尼器首次采用了电涡流技术，底部附着永磁铁的质量块在导体板上方摆动时，导体板内产生电涡流。下列说法正确的是（ ）
A. 阻尼器摆动时产生的电涡流源于外部电源供电
B. 阻尼器最终将机械能转化成为内能
C. 导体板电阻率越大，阻尼越明显
D. 导体板的电涡流大小与质量块摆动速率无关
【答案】B
【解析】
【详解】A．阻尼器摆动时，永磁体通过导体板上方使之磁通量发生变化，从而在导体板中产生电涡流，属于电磁感应现象，A错误；
B．通过阻碍质量块和永磁体的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转为焦耳热，B正确；
C．导体板电阻率越大，导体的电阻越大，电流越小，阻尼越不明显，C错误；
D．质量块通过导体上方的速度越快，磁通量变化越快，产生的感应电动势和感应电流也越大，D错误。
故选B。
6. 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻R消耗的功率的比值为k，则（ ）
A. U =88V，B. U = 110V，k=
C. U=88 V，k=D. U=110V，k =
【答案】A
【解析】
【详解】原副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为2U，副线圈电流
原副线圈电流与匝数成反比，所以原线圈电流
那么原线圈输入电压
整理可得
原副线圈电阻消耗的功率根据
电阻相等，电流为1:2，可得功率比为1:4
故选A
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。下列关于导体棒在0～t0内受到的摩擦力的大小的说法，正确的是（ ）
A. 不断增大B. 不断减小
C. 先增大后减小D. 先减小后增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】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，B正确。
故选B。
8. 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，则（ ）
A. 电压表的示数为
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大
【答案】B
【解析】
【详解】A．原线圈中的输入电压有效值为220V，由原、副线圈电压比等于匝数比可得
则副线圈中电压表的示数为22V，故A错误；
BCD．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，根据
可知原线圈中电流表A1的示数变小，输入功率也变小，故B正确，CD错误。
故选B。
9. 两人在赤道上站立。各自手握金属绳OPO'一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针方向匀速摇动，周期为T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示的最高位置时为t=0时刻，则下列说法正确的是（ ）
A. 电路中存在周期为T的变化电流
B. 时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大
C. 时刻，电流向左通过灵敏电流计
D. 时刻，电路中电流为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A．用类比法，如线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生周期性变化的交变电流，所以这个电路中存在周期为T的变化电流，故A正确；
B．由于地磁场方向等效为由南指向北，则t=0时刻，回路磁通量最大，电路中电流最小为0，故B错误；
C．时刻，第一次经过水平位置，这个过程磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流方向向右通过灵敏电流计，故C错误；
D．时刻，导线速度方向与磁场方向平行，磁通量变化率为零，则电路中电流为零，故D正确。
故选AD。
10. 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
【答案】CD
【解析】
【详解】试题分析：由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误．
B、由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压U2不变，根据P=UI可输电线上的电流I线增大，导线上的电压损失变大，则降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，故B错误．根据P损=I线2R，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故C正确．根据，则有：；发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大．故D正确．故选CD．
考点：远距离输电
11. 在如图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
B. 线框中感应电流为
C. 线框cd边的发热功率为P
D. a端电势高于b端电势
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由图看出，在每个周期内磁感应强度随时间均匀增大，线圈产生大小恒定的感应电流，设感应电流的大小为I，则有对ab边，
P=I2•R
得
I=2；
由闭合电路欧姆定律得，感应电动势为
E=IR=2
根据法拉第电磁感应定律得：
；
由图知，
联立以上三式得：
故A错误，B正确．
C．正方形四边的电阻相等，电流相等，则发热功率相等，都为P，故C正确．
D．由楞次定律判断得知，线圈中感应电流方向沿逆时针，则a端电势低于b端电势．故D错误．
故选BC．
【点睛】本题是法拉第电磁感应定律、欧姆定律、功率和楞次定律的综合应用，感应电动势与电路知识与电磁感应联系的纽带，计算时要注意运用线圈的有效面积，即处于磁场中的面积．
12. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为为三只阻值均为的电阻，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. 通过的电流最大值为2AB. 通过的电流始为2A
C. 电阻的电功率小于20WD. 副线圈输出电压的瞬时值表达式为
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A．副线圈两端电压的最大值为20V，根据欧姆定律，通过的电流最大值
A正确；
B．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；
C．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20V，有效值小于，因此功率
C正确；
D．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50Hz，即圆频率为
D错误；
故选AC。
二、非选择题（本题共5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. 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。
【答案】 ①. 减小 ②. 红
【解析】
【详解】(1)[1]当门打开时，受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，两端的电压为
所以两端的电压减小；
(2)[2]根据欧姆定律通过的电流减小，根据并联分流可得通过的电流增大，线圈产生的磁场增强，吸引衔铁，红灯亮。
14. 如图所示，先后以速度和，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：___________。
（2）线圈中产生的热量之比：___________。
（3）拉力做功的功率之比：___________。
【答案】 ① ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]根据
线圈中的感应电流之比为
（2）[2]根据
线圈中产生的热量之比为
（3）[3]拉力与安培力相等
安培力之比为
根据
拉力做功的功率之比为
15. 夜间由于光线较暗，可在自行车上安装小发电机，示意图如图甲所示，小发电机的内部结构示意图如图乙所示。面积为S的矩形线圈通过圆柱体与半径为r0的摩擦小轮焊接在一起，当摩擦小轮转动时可带动矩形线圈绕中心轴线一起转动。摩擦小轮与自行车车轮的边缘相接触，当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动。线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，方向始终与矩形线圈轴线垂直。线圈的匝数为N，通过电刷为小灯泡提供电能。自行车前、后轮的半径均为R。自行车以一定的速度匀速行驶时，后轮绕轮轴转动的角速度为ω。自行车与地面、摩擦小轮与后轮之间没有相对滑动。求：
（1）摩擦小轮的角速度ω0；
（2）小发电机产生电动势的有效值E。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】摩擦小轮边缘的线速度和自行车后轮边缘线速度相等即
解得
（2）电动势的最大值为
有效值与最大值关系
解得
16. 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．
【答案】(1) 0.8 N；（2）5.12 W
【解析】
【详解】(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，根据以上两式方程可解得
F＝0.8 N
v＝8 m/s
(2)小灯泡发光时的功率
PL＝·RL＝5.12 W
本题综合考查了导体棒在磁场中的运动以及产生的电路知识，导体棒进入磁场后恰好匀速运动，说明受力平衡，说明拉力和产生的安培力大小相等方向相反，故可求出拉力大小，和进入磁场时的速度，小灯泡的发光功率可根据公式,可得．
17. 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．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V、11kW”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，电路如图所示，求：
（1）发电机输出电压的有效值；
（2）变压器原、副线圈的匝数比；
（3）交流电流表的示数．
【答案】(1)1100V；(2)5:1；(3) 20 A。
【解析】
【分析】
【详解】(1) 线圈转动的角速度
线圈转动产生的感应电动势最大值为
由于线圈内阻不计，则输出电压就等于感应电动势，所以输出电压的有效值为
(2) 由于电动机的额定电压为220V，所以变压器的匝数比由变压器的电压关系
(3) 根据输入功率等于输出功率得：
P入=P出=11×103×2=2.2×104 W
再根据
P入=U1I1
解得
I1=20 A