广东省广州市第二中学高二下学期3月月考物理试题-A4

这是一份广东省广州市第二中学高二下学期3月月考物理试题-A4，共8页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
命题人：李* 郑** 审题人：倪** 黄**
本试卷共6页，15小题，满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和班别填写在答题卡上。
2．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单选题（7小题，每题4分，共28分）
1．1．LC振荡电路如图所示，某时刻，线圈中的磁场方向向下，且正在减弱。P、Q为电容器的上下极板，a、b为回路中的两点。已知LC振荡电路的周期T=2π eq \r(LC)，L为自感系数，C为电容。对该时刻分析，下列说法正确的是（ ）
A．流过线圈的电流的流向为a到b
B．极板间的场强正在变小
C．P板带正电，Q板带负电
D．若减小极板间距，则振荡电流的频率变大
2．如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，副线圈与理想电流表、理想电压表以及负载电阻R连接成闭合回路，原线圈接电压为U0的交流电源，R两端电压随时间变化的规律如图（b）所示，负载电阻R=20Ω。下列说法中正确的是
A．变压器输入电压的最大值是110 eq \r(2)V
B．电流表的示数为 eq \f(\r(2),2)A
C．原线圈输入交流电的频率是100Hz
D．变压器的输入功率是10W
3．关于课本中出现的几幅图片，下列依次的解释正确的是（ ）
A．真空冶炼炉利用线圈产生的热量使金属熔化
B．给电磁炉接入恒定电流，电流越大，加热效果越好
C．用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢可以减小变压器铁芯中的涡流
D．探雷器使用必须不断的移动，当探雷器静止在地雷上方时，将无法报警
4．如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻忽略不计。A和B是两个相同的小灯泡。开关闭合，电路稳定后再断开。下列说法正确的是
A．闭合瞬间，A灯泡先亮一下后逐渐熄灭
B．闭合瞬间，B灯泡先亮一下后逐渐熄灭
C．断开开关，A灯泡逐渐熄灭
D．断开瞬间，流过B灯泡的电流方向由a到b
5．如图所示，矩形线圈面积为S、匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕OO´轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻R=2r，交流电表为理想电流表。下列说法正确的是
A．在图示位置时电阻两端的电压大小为NBSω
B．在图示位置时电流表示数为 eq \f(NBSω,3r)
C．线圈由图示位置转过90°角的过程中，磁通量变化量为NBS
D．线圈由图示位置转过90°角的过程中，通过电阻R的电荷量为 eq \f(NBS,3r)
6．如图所示，abcd是位于竖直平面内用粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框，它的下方有一个垂直纸面向里的匀强磁场，MN、PQ为磁场的上下水平边界，两边界间的距离与正方形的边长均为L，线框从某一高度开始下落，恰好能匀速进入磁场。不计空气阻力，以bc边进入磁场时为起点，在线框通过磁场的过程中，线框中的感应电流i、bc两点间的电势差Ubc、线框所受的安培力F、线框产生的焦耳热Q分别随下落高度h的变化关系错误的是（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，a、b间所接电源电压恒定，理想变压器原副线圈匝数比为2:1，电路中两个灯泡完全相同，都标有“12V，6W”，电流表为理想电表。调节滑动变阻器，当触头P位于某位置时，两个灯泡都正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数为24V
B．此时滑动变阻器与灯泡L2消耗的功率相同
C．若滑动变阻器的触头向上滑动，灯泡L2将变暗
D．若灯泡L2突然断路，要使灯泡L1依然能正常发光，则滑动变阻器的触头P应上滑
二、多选题（3小题，每题6分，共18分。部分正确得3分，其他0分）
8．如图所示交流发电机的输出电压U1 一定，通过理想升压变压器T1 和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是( )
A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小
B．当用户的用电器增多时，P1增大，P3增大
C．输电线上损失的功率为ΔP＝(eq \f(P4,U4))2R
D．用户增多时，要使用户用电器能正常工作，可适当减小降压变压器匝数比eq \f(n3,n4)
9．某研学小组设计了一个辅助列车进站时快速刹车的方案。如图所示，在站台轨道下方埋一励磁线圈，通电后形成竖直方向的磁场（可视为匀强磁场）。在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车快速刹车。已知列车的总质量为m，车身长为s，线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾，长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），整个线框的电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s），车头进入磁场瞬间的速度为v0，假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。已知磁感应强度的大小为B，车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。从车头刚进入磁场到列车停止过程中，下列说法正确的是
A．可以求出车头刚进入磁场时的加速度
B．可以求出此过程流过线圈的电荷量
C．线圈产生的焦耳热为eq \f(1,2)mv02-fs
D．无法求出车头刚进入磁场到停止所用的时间
10．某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如表所示，通电后小风扇正常工作。下列说法中正确的是（ ）
A．理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=11：4
B．触片P的b点与c接触时电吹风吹冷风
C．小风扇的内阻为6.4Ω
D．电吹风机吹热风时电热丝上的电流约为2.2A
三、实验题（共16分）
11．（6分）甲、乙两位同学分别采用a、b两图中的装置探究影响感应电流方向的因素。
（1）如图a，甲同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放，使其笔直落入线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灯泡亮度越大。该现象说明了线圈中_________（选填“磁通量”、“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。甲同学还发现，磁铁N极靠近线圈和远离线圈时，两个灯泡依次发光，这个实验可以说明感应电流的方向与 （选填“磁通量的变化”或“磁铁的极性”）有关。
（2）乙同学提出用图b中的装置也可以开展研究。乙同学进行实验时，发现在闭合开关时发现灵敏电流计指针向左偏转，那么下列操作中能使指针向右偏转的有________。
A．断开开关
B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动
C．开关闭合时将线圈从线圈中拔出
12．（10分）某热敏电阻Rt的阻值随温度变化的图像如图甲，由热敏电阻Rt作为传感器制作的自动报警器电路图如图乙。

（1）从热敏电阻Rt的温度特性曲线可知，随着温度的升高，电阻值的大小在__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
（2）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在__________（选填“a”或“b”）；
（3）若使报警器的最低温度提高些，应将P点向__________移动（选填“左”或“右”）。
（4）如图丙，电源输出电压恒定，另一热敏电阻RT随温度T变化如图丁所示。保持滑动变阻器R不变，要将电压表刻度改装成温度刻度，且成正相关，单刀双掷开关S2应接 （填“d”或“e”）；若电压表量程一定，滑动变阻器R接入阻值减小，则测量的最高温度
（填“减小”、“增大”或“不变”）。
四、计算题（共38分）
13．(10分)如图，匝数为n，半径为2r的线圈与阻值为2R的电阻连接，电阻的两端接有平行板电容器。垂直线圈平面、半径为r的圆形区域存在垂直向里的、磁感应强度均匀变化的匀强磁场。已知线圈电阻为R，平行板间距为d，质量为m，电量为q的正电小球能够匀速直线运动，重力加速度为g。求：
（1）电阻两端的电压U的大小以及磁感应强度是增大还是减小？
（2）磁感应强度的变化率。
14．(12分)电动汽车是未来汽车行业的发展方向，为其配套的充电装置的深度研究摆在我们面前。用正弦交流充电桩为动力电池充电的供电电路如图所示。配电设施的输出电压为U1=250V，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:8，输电线路的电阻为r=4.5Ω。充电桩“慢充”时的额定功率为P4=8.8kW，额定电压为U4=220V，频率为50Hz。求：
(1)升压变压器副线圈的电压U2；
(2)交流电压u4随时间t变化的规律（已知t=0时电压最大）；
(3)降压变压器的匝数比。
15．(16分)如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒ab可绕着圆心O匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为30°，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒cd垂直导轨轻轻放上并且锁定。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为B=1T，圆环半径和金属棒ab长均为d=1m，导轨宽度和金属棒cd长度均为L=2m，金属棒cd质量为m=1kg，与导轨之间的动摩擦因数为μ= eq \f(\r(3),2)，ab棒电阻为r=2Ω，cd棒电阻为R=4Ω，其余电阻不计，sin30°= eq \f(1,2)，cs30°= eq \f(\r(3),2)，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）使ab棒以ω0=12rad/s逆时针匀速转动，则流过ab棒的电流方向和ab棒两端的电压；
（2）解除锁定，要使金属棒与导轨保持相对静止，则ab棒转动的角速度应满足什么条件？
（3）解除锁定，使ab棒以ω3=31rad/s顺时针匀速转动，求：
①cd棒最终的速度大小；
②cd棒匀速时，ab棒所受外力的功率P。
广州市第二中学2024学年第二学期月考
高二物理参考答案
1C 2A 3C 4B 5D 6C 7B 8BD 9ABC 10BC
11．（1）磁通量变化率 磁通量的变化 （2）AC （每空2分）
12．（1）减小 （2）a （3）左 （4）d 减小 （每空2分）
13．（10分）
解：（1）根据平衡，可知下极板带正电，且有 mg=qE0 1分
而 E0= eq \f(U,d) 1分
联立解得 U= eq \f(mgd,q) 1分
根据楞次定律，可知磁感应强度均匀增加。 1分
（2）设磁感应强度变化率为 eq \f(ΔB,Δt)，由法拉第电磁感应定律，得 E=n eq \f(ΔB,Δt)S=n eq \f(ΔB,Δt)πr2 2分
根据电路规律，有 U= eq \f(2R,2R+R)E 2分
联立解得 eq \f(ΔB,Δt)= eq \f(3mgd,2qnπr2) 2分
14．（12分）
解：（1）对于升压变压器，有 eq \f(U1,U2)= eq \f(n1,n2)= eq \f(1,8) 2分
解得U2=2000V 1分
（2）交变电压频率为f=50Hz，则ω=2πf=100π rad/s 1分
电压峰值为Um= eq \r(2)U4=220 eq \r(2)V 1分
故其电压随时间变化的方程为 u4=Umcsωt=220 eq \r(2)cs100πt（V） 2分
（3）“慢充”时，充电桩电流的有效值为I4= eq \f(P4,U4) 1分
解得 I4=40A
设 eq \f(n3,n4)=k，对降压变压器，有 eq \f(U3,U4)= k = eq \f(I4,I3) 1分
对输电线路，有U2= I3r+U3 2分
化简得11k2-100k+9=0
解得 k=9或k= eq \f(1,11)（舍去） 1分
15．（16分）
解：（1）对ab棒，由法拉第电磁感应定律，有E= eq \f(1,2)Bω0d2 （1分）
根据闭合电路欧姆定律，有E=I(R+r) （1分）
解得I=1A
ab棒两端的电压为Uab=IR （1分）
联立解得 Uab=4V （1分）
由楞次定律，可知电流方向由b流向a。 （1分）
（2）若ab棒以ω1逆时针转动，且cd刚好没滑动时，有
BI1L=mgsin30°+μmgcs30° （1分）
且E1= eq \f(1,2)Bω1d2= I1(R+r) ①
代入数据得 ω1=75rad/s （1分）
若ab棒以ω2顺时针转动，且cd刚好没滑动时，有
μmgcs30°=BI2L+mgsin30° （1分）
且E2= eq \f(1,2)Bω2d2= I2(R+r) ②
代入数据得 ω2=15rad/s （1分）
故要使cd棒保持静止，角速度应满足，顺时针转动时，ω≤15rad/s； （1分）
逆时针转动时，ω≤75rad/s。 （1分）
（注：求出一种就给3分；①②两式不给分，因为第（1）问中给过分了）
（3）①设cd棒匀速的速度为v，外力功率为P，则有BI3L+mgsin30°=μmgcs30° ③
回路的电动势为E3= eq \f(1,2)Bω3d2‒BLv （1分）
由闭合电路欧姆定律得 E3=I3(R+r) ④
P+mgsin30°v=I32(R+r)+ μmgcs30°v （2分）
联立解得 v=4m/s（1分） P= eq \f(155,8)W （1分）
（注：③④式不给分，因为第（1）（2）问中给过分了）
冷风时输入功率
50W
热风时输入功率
490W
小风扇额定电压
40V
正常工作时小风扇输出功率
40W
输入交流电的电压
220V