2021-2022学年新疆昌吉州行知学校高二（下）第一次月考物理试题含解析

昌吉州行知学校2021-2022学年第二学期高二年级3月月考

物理问卷

一、单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）

1. 在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（　　）

A. 奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象

B. 麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在

C. 库仑发现了点电荷的相互作用规律并通过油滴实验测定了元电荷的数值

D. 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

【答案】A

【解析】

【详解】A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，A正确；

B．麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在，B错误；

C．库仑发现了点电荷相互作用规律，密立根测定了元电荷的数值，C错误；

D．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，D错误；

故选A。

2. 如图所示，矩形线框放置在水平面内，磁场方向与水平方向成角，已知，回路面积为S，磁感应强度为B，则通过线框的磁通量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】磁场方向与水平矩形线框平面成角，则磁感应强度在竖直方向的分量是

经线框的磁通量是

故选B。

3. 如图所示，矩形线框在匀强磁场中做的各种运动，能够产生感应电流的是（  ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A项：线框在匀强磁场中运动时，穿过线框的磁感线条数不变，即磁通量不变，没有感应电流产生，故A错误；

B项：线框在磁场中转动时，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确．

CD项：线框与磁场平行，穿过线框的磁通量为零，当线框向右平动时，磁通量保持为零，没有变化，所以没有感应电流产生，故CD错误．

故选B．

4. 一磁体自上向下运动，穿过一闭合导体回路，如图所示。当磁体运动到a处和b处时，回路中感应电流的方向（从上向下看）分别是（　　）

A. 顺时针，逆时针 B. 逆时针，顺时针

C. 顺时针，顺时针 D. 逆时针，逆时针

【答案】B

【解析】

【详解】当磁铁接近线圈运动到a处时，线圈中的磁通量向下增加，由楞次定律可知感应电流的磁场方向向上，由安培定则知线圈中感应电流的方向为逆时针（俯视）；
当磁铁从线圈中穿出运动到b处时，原磁场方向不变仍向下，但穿过线圈的磁通量要减少，根据楞次定律知感应电流的磁场方向向下，由安培定则知感应电流为顺时针（俯视）。

故选B。

5. 闭合回路的磁通量Φ随时间t的变化图像分别如图所示，关于回路中产生的感应电动势的下列论述，其中正确的是（　　）

A. 图甲回路中感应电动势恒定不变

B. 图乙回路中感应电动势恒定不变

C. 图丙回路中0~t1时间内感应电动势小于t1~t2时间内感应电动势

D. 图丁回路中感应电动势先变大后变小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】因

则可据图像斜率判断知图甲中

即电动势E为0；图乙中

＝恒量

即电动势E为一恒定值；图丙中E前>E后；图丁中图像斜率先减后增，即回路中感应电动势先减后增。

故选B。

6. 如图是用于观察自感现象的电路图，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻与灯泡的电阻R满足，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到（　　）

A. 灯泡立即熄灭

B. 灯泡逐渐熄灭

C. 灯泡有明显的闪亮现象

D. 只有在时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．当开关S闭合时，由于，所以线圈L中的电流大于灯泡中的电流，当S断开的瞬间，根据断电自感现象可知，灯泡中的电流等于线圈L中的电流，故灯泡会先出现闪亮现象，然后逐渐熄灭，选项AB错误，C正确；

D．若，原来开关S闭合时线圈L中的电流小于灯泡中的电流，当S断开的瞬间，灯泡中的电流等于线圈L中的电流，故灯泡会在原来的基础上逐渐熄灭，选项D错误。

故选C。

7. 理想变压器原、副线圈的电流分别为，、，电压分别为、，功率分别为、，关于它们之间的关系，正确的说法是（　　）

A. 由决定 B. 与负载有关

C. 由决定 D. 以上说法都不对

【答案】C

【解析】

【详解】A．对于理想变压器，电流之比等于匝数的反比

输入电流由输出电流和匝数比决定，故A错误；

B．对于理想变压器，有电压之比等于匝数之比

输出电压由输入电压和匝数比决定，与负载无关，故B错误；

CD．对于理想变压器，输入功率等于输出功率

输入功率由输出功率决定，故C正确，D错误。

故选D

8. 输电线的电阻共计为r，输送的电功率为P，用电压U送电，则用户能得到的电功率为（　　）

A. P B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】用户获得的功率为

故选B。

9. 直流电源的电压与交流电压的有效值相同，电感线圈的直流电阻不计，则下列图中灯泡最亮的是(　　)

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】因直流电源的电压与交流电压的有效值相同，A图中交流电能通过电容器，但有阻碍，因此灯泡不是最亮，故A错误；B图中交流电能通过线圈，但有较大阻碍，因此灯泡较暗，故B错误；C图可知，自感线圈的直流电阻不计，因此导线将灯泡短路，则灯光不变，故C错误；D图中直流不能通过电容器，此时灯泡最亮，故D正确．

10. 实验小组为探究远距离输电的原理，设计了如图所示的模拟电路，A、B为理想变压器，R模拟远距离输电线的总电阻，灯L1、L2规格相同。变压器A的原线圈输入恒定交流电，开关S断开时，灯L1正常发光，下列说法正确的是（   ）

A. A为降压变压器，B为升压变压器

B. 仅将滑片P上移，A的输入功率变大

C. 仅闭合S，L1、L2均正常发光

D. 仅闭合S，L1的亮度变暗

【答案】D

【解析】

【详解】A．A为升压变压器，B为降压变压器，A错误；

B．滑片向上移动时，A的副线圈电压降低，A副线圈右端的总电阻不变，电流减小，则输出功率降低，输入功率同样变小，B错误；

CD．闭合S，总功率增大，输电线的电流增大，B线圈的输入电压和输出电压降低，L1的亮度变暗，C错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题（共5小题，每题4分，共20分）

11. 以下关于电能输送的说法正确的是（　　）

A. 输送电能的基本要求是可靠、保质、经济

B. 减小输电导线上功率损失的唯一方法，是要采用高压输电

C. 减小输电导线上功率损失的唯一方法，是增大导线的横截面积

D. 实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济条件等

【答案】AD

【解析】

【详解】输送电能的基本要求是可靠、保质、经济。减少输电线上的功率损失可采用高压输电，也可以减少输电线电阻，即增大导线横截面积，但不经济。实际输电时，应综合考虑各种因素。BC错误，AD正确。

故选AD。

12. 一根直导线长为0.1m，在磁感应强度为0.1T的匀强磁场中以10m/s的速度匀速运动，则下列关于直导线中产生的感应电动势的说法正确的是（　　）

A. —定为0.1V B. 可能为0 C. 可能为0.01V D. 最大值为0.1V

【答案】BCD

【解析】

【详解】当B与v的夹角不同则产生的电动势不同，根据

E=BLvsinθ

可知电动势E最大为

E=BLv=0.1×0.1×10V=0.1V

当速度方向与磁场方向平行时，感应电动势的最小为0V，故BCD正确，A错误。

故选BCD。

13. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，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．则下列说法正确的是（　　）

A. t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小

B. 该交变电动势的有效值为11V

C. 该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22sin（100πt）V

D. 电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角为45°

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图象知：t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，A错误；

B．该交变电动势的有效值为

B错误；

C．当t=0时，电动势为零，线圈平面处于中性面上，故该交变电动势的瞬时值表达式为

C正确；

D．电动势瞬时值为22V时，代入瞬时表达式

解得

即线圈平面与中性面的夹角为45°，D正确。

故选CD。

14. 图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接.关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）

A. 当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大

B. 当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大

C. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小

D. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小

【答案】AC

【解析】

【详解】A、当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零,，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，故A正确，B错误．

B、当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故C正确，D错误．

故选AC

15. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，V和A均为理想电表，灯泡电阻R1=端电压下列说法正确的是（　　）

A. 电流频率为100Hz B. V的读数为24V

C. A的读数为0.5A D. 变压器输入功率为6W

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题意知，所以有

解得电流频率为，故A错误；

B．由AB端电压的表达式可知输入端电压的有效值为

由电压与匝数比的关系得

所以

即电压表示数为，故B错误；

C．由选项B分析可知灯泡两端电压为6V，由欧姆定律得电流表的示数为

故C错误；

D．理想变压器输入功率等于输出功率可知

故D正确。

故选D。

三、填空题（共3小题，每空2分，共20分）

16. 一个球冠处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，若球冠的底面大圆半径为r，磁场方向与球冠底面垂直，则穿过整个球冠的磁通量为______。

【答案】

【解析】

【详解】根据题意，由图可知，穿过整个球冠的磁通量为磁感应强度与球冠在垂直磁场方向上的投影面积的乘积，即

17. 如图所示，两条光滑平行金属导轨间距，导轨两端分别接有、的电阻。磁感应强度的匀强磁场垂直于轨道平面向纸外，导轨上有一根电阻为1.0Ω的导体杆MN。当MN杆以的速度沿导轨向左滑动时：

（1）MN杆产生的感应电动势大小为______V。

（2）用电压表测MN两点间电压时，电表的示数为______V。

（3）通过电阻的电流为______A，通过电阻的电流为______A。

【答案】    ①. 0.6    ②. 0.4    ③. 0.04    ④. 0.16

【解析】

【详解】（1）[1]根据题意，由法拉第电磁感应定律可得，MN杆产生的感应电动势大小为

（2）[2]由图可知，外电路总电阻为

由闭合回路欧姆定律可得，用电压表测MN两点间电压时，电表的示数为

（3）[3][4]根据欧姆定律可得，通过电阻的电流为

通过电阻的电流为

18. 我国照明电压（市电）的瞬时值表达式为，它的周期是______，频率是_______，在1s内电流方向改变______次，有效值是______，最大值是______。

【答案】    ①. 0.02s    ②. 50Hz    ③. 100    ④. 220V    ⑤.

【解析】

【详解】[1]由电压的瞬时表达式可得

可得

[2]根据频率与周期的关系有

[3]一个周期内电流的方向改变2次，所以1s内电流方向改变次数n为

[4][5]根据电压瞬时值的表达式可知，电压的最大值为

正弦交流电的有效值与最大值的关系有

四、计算题（共4小题，第19题9分，第20题8分，第21题5分，第22题8分，共30分）

19. 如图，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s，求此时：

（1）ab棒产生的感应电动势的大小；

（2）ab棒的电流；

（3）ab棒所受的安培力；

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据导体棒切割磁感线的电动势为

（2）由闭合电路欧姆定律得回路电流为

根据右手定则可知电流方向由a流向b。

（3）ab受安培力为

根据左手定则可知安培力的方向水平向左。

20. 如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈匝数n=50，电阻r=1Ω，长L1=5cm，宽L2=4cm，角速度ω=100rad/s，磁场的磁感应强度B=0.2T．线圈两端外接电阻R=9Ω的用电器和一个交流电流表．求：

（1）线圈中产生的最大感应电动势；

（2）瞬时感应电流的表达式．

【答案】（1）2.0V   （2）

【解析】

【分析】由E=NBSω可求出最大感应电动势；写出开始计时的瞬间电动势的表达式，即可求出感应电流瞬时值表达式．

【详解】（1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为Em=nBSω=50×0.2×5×4×10-4×100=2.0V

（2）从中性面开始计时，则电动势的瞬时值为：e=2sin100t；瞬时感应电流的表达式

【点睛】本题主要考查了瞬时感应电动的表达式，属于基础题．

21. 如图表示一交变电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是_____________

【答案】5A

【解析】

【详解】将交流与直流通过阻值都为的电阻，设直流电流为，则根据有效值的定义有：，解得交流电流的有效值是．

22. 一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：

(1)升压变压器副线圈两端的电压；

(2)输电导线上的功率损失及用户得到的功率；

(3)降压变压器原、副线圈的匝数比。

【答案】(1)2500V；(2)60kW，440kW；(3)10：1

【解析】

【分析】

【详解】输电线路原理图如图所示

(1)升压变压器副线圈两端的电压

U2==2500V

(2)输电导线上的电流

I2==200A

输电导线上功率损失

P损=I22r线=60kW

用户得到功率

P用=P1－P损=440kW

(3)输电导线上的电压

ΔU=I2r线=300V

降压变压器原线圈两端的电压

U3=U2－ΔU=2200V

降压变压器原、副线圈的匝数比为

10∶1