2021-2022学年新疆柯坪县柯坪湖州国庆中学高二（下）3月物理试题含解析

2021-2022学年新疆柯坪县柯坪湖州国庆中学高二（下）3月物理试题高二物理

第I卷（选择题48分）

一、选择题（每题6分，共8题.在每小题四个选项中，第1-5题只有一项符合题目要求，第6-8有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选的得0分）

1. 下列说法中正确的有（   ）

A. 交流电电器设备上标明的是电压、电流的最大值

B. 电容器上标明的电压是有效值

C. 交流电压表和电流表测出的是瞬时值

D. 220V交流电的电压有效值是220V

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．交流电电器设备上标明的是电压、电流的有效值，选项A错误；

B．电容器上标明电压是最大值，选项B错误；

C．交流电压表和电流表测出的是有效值，选项C错误；

D．220V交流电的电压有效值是220V，选项D正确；

故选D。

【点睛】此题是关于交流电的有效值及最大值的问题；要知道电气设备上的铭牌是指有效值，计算电功和电功率时要用有效值，电表的读数是交流电的有效值，电容器上所标的电压是允许的最大值。

2. 如图是一正弦交变电流的电流图像。此正弦交变电流的周期和电流的最大值分别为（　　）

A. 0.02s，10A B. 0.02s，10A C. 0.01s，10A D. 0.01s，10A

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】根据图像可知该交流电的电流最大值是Im=10A，周期T=0.02s，故B正确。

故选B。

【点评】根据交流电i-t图像读出交流电的最大值、周期及任意时刻电流的大小是基本能力。比较简单。

3. 如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为3：1，圆环中产生的感应电动势分别为Ea和Eb，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（　　）

A. Ea：Eb=9：1，感应电流均沿逆时针方向

B. Ea：Eb=9：1，感应电流均沿顺时针方向

C. Ea：Eb=3：1，感应电流均沿逆时针方向

D. Ea：Eb=3：1，感应电流均沿顺时针方向

【3题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】根据法拉第电磁感应定律

题中相同，a圆环中产生的感应电动势分别为

b圆环中产生的感应电动势分别为

由于

所以

由于磁场向里，磁感应强度B随时间均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流均沿逆时针方向。

故选A。

4. 如图，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示，下列说法正确的是（　　）

A. I1和I2表示电流的瞬间值

B. U1和U2表示电压的最大值

C. 滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大

D. 滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．在交变电流中电压表和电流表显示的都是有效值，故AB错误；

CD．由理想变压器可知，副线圈两端电压U2不变，从电路可知当滑片P向下移动时，电阻变小，电流I2增大，输出功率增大，所以输入功率也增大所以电流I1增大，故C正确，D错误；

故选C。

5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感应垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（　　）

A. 线框产生的交变电动势有效值为 B. 线框产生的交变电动势频率为

C. 时，线框的磁通量变化率为零 D. 时，线框平面与中性面重合

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图乙可知T=0.02s，Em=311V，根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为

A错误；

B．据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为

B错误；

C．t=0.005s时，感应电动势最大，根据电磁感应定律可知，此时线框的磁通量变化率为最大不为零，C错误；

D．由图乙可知t=0.01s时，感应电动势为0，说明此时线圈正经过中性面，则线圈平面和磁感线垂直， D正确。

故选D。

6. 磁场垂直穿过一个圆形线框，由于磁场的变化，在线框中产生顺时针方向的感应电流，如图所示，则以下说法正确的是（　　）

A. 若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在增强

B. 若磁场方向垂直线框向里，则此磁场的磁感应强度是在减弱

C. 若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在增强

D. 若磁场方向垂直线框向外，则此磁场的磁感应强度是在减弱

【6题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】感应电流的方向为顺时针方向，由安培定则知感应电流的磁场垂直纸面向里，由楞次定律中的“增反减同”可知，可能是方向垂直纸面向里的磁场正在减弱或是方向垂直纸面向外的磁场正在增强，故AD错误，BC正确。

故选BC。

7. 如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　）

A. 闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮

B. 闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮

C. 断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭

D. 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭

【7题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．闭合开关S接通电路，A2立即亮，自感线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A错误，B正确；

CD．断开开关S切断电路时，自感线圈对电流减小有阻碍作用，相当于电源，与A1和A2串联，所以两灯泡都要过一会儿才熄灭，C错误，D正确。故选BD。
 

8. 如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则(　　)

A. a为电流表，b为电压表

B. a为电压表，b为电流表

C. 线路输送电功率是2200 W

D. 线路输送电功率是2.2×106 W

【8题答案】

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】AB．由图可知：a表是电压表，b表是电流表，A错误B正确；

CD．而甲互感器，根据

则原线圈的电压为22000V

乙互感器，根据

原线圈的电流为100A

所以电线输送功率是

C错误D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题共52分）

二、填空题（共2题，共14分）

9. 课堂上，吴老师带领同学们用如图所示的电路探究产生感应电流的条件，请判断以下的实验操作能否看到指针偏转：

（1）开关闭合瞬间，指针__________（偏转/不偏转）；

（2）开关闭合，电路稳定后指针__________（偏转/不偏转）；

（3）开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片的过程中， 指针__________（偏转/不偏转）。

【9题答案】

【答案】    ①. 偏转    ②. 不偏转    ③. 偏转

【解析】

【详解】（1）[1] 探究产生感应电流的条件,开关闭合瞬间，原线圈电路中瞬间有电流，使得线圈产生磁场，副线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转；

（2）[2] 开关闭合，电路稳定后，原线圈电路中电流稳定，副线圈的磁通量不变，不产生感应电流，指针不偏转；

（3）[3] 开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片的过程中，原线圈的电流快速发生变化，产生周围的磁场强度发生变化，副线圈得磁通量发生变化，产生感应电流，指针偏转。

10. 某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后，他还进行了下列操作：

（1）将滑动变阻器滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将_______（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；

（2）将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；

（3）在产生感应电流的回路中，图中器材中哪个相当于电源？___________；

（4）由实验得出产生感应电流的条件是___________。

【10题答案】

【答案】    ①. 右偏    ②. 左偏    ③. 线圈B    ④. 穿过闭合电路的磁通量发生变化

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，闭合电键时电路中电流从没有到有，则通过B线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转，将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动时，通过B线圈的磁通量也是增加，电流表G指针向右偏转。

(2)[2]将线圈A中的铁芯快速抽出，则通过B线圈的磁通量减小，电流表G指针向左偏转。

(3)[3]在产生感应电流的回路中，由于通过B线圈的磁通量变化而产生感应电流，所以线圈B相当于电源。

(4)[4]由实验得出产生感应电流的条件是：过闭合电路的磁通量发生变化。

三、解答题（共3题，共38分）

11. 如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻不计，在M和P之间接有R=3.0Ω的定值电阻，导体棒长ab=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，与导轨接触良好，整个装置处于方向竖直向下的匀强磁场中，B=0.4T，现使ab以v=10m/s的速度向右做匀速运动。

(1)ab中的电流多大？ab两点间的电压多大？

(2)维持ab做匀速运动的外力多大？

(3)ab向右运动1m的过程中，外力做的功是多少？电路中产生的热量是多少？

【11题答案】

【答案】(1) ，；(2) ；(3)，

【解析】

【详解】(1) 导体棒ab产生的感应电动势

回路中的电流

ab两点间的电压

(2)外力的大小

(3)外力做的功

根据能量守恒可知，电路中产生的热量为

12. 如图甲所示，水平放置的线圈匝数n＝100匝，电阻r＝2 Ω，线圈与阻值R＝6 Ω的电阻相连。在线圈的中心有一个面积S=0.2m2的有界匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化，规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向。试求：

（1）通过电阻R的电流方向；

（2）前0.2s内线圈磁通量的变化量；

（3）电压表的示数。

【12题答案】

【答案】（1）A到B（或逆时针）；（2）0.04Wb；（3）15V

【解析】

【详解】（1）磁感应强度方向向里且增大，根据楞次定律判断可知电流方向为；

（2）前0.2s内线圈磁通量的变化量

（3）根据法拉第电磁感应定律得

感应电流为

故电压表示数为

13. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。该阻值为r=4Ω的线圈与一个R=6Ω的电阻构成闭合电路。

（1）交变电流的周期和频率；

（2）交变电流的电动势的最大值和有效值；

（3）感应电动势的瞬时值表达式；

（4）交流电流表、电压表的示数；

（5）电阻的热功率。

【13题答案】

【答案】（1）0.250s，4Hz；（2）20V，；（3）；（4），；（5）12W

【解析】

【详解】（1）根据图像可知，交变电流的周期为0.250s，故

，

（2）根据图像中可知

感应电动势与时间呈正弦函数关系，则电动势有效值为

（3）感应电动势的瞬时值表达式为

（4）电流表、电压表的示数显示的是感应电动势的有效值。根据欧姆定律，电路电流有

电压表示数为电阻R的电压，则

交流电流表示数为，电压表示数为。

（5）根据热功率公式有