2021-2022学年湖南省益阳市安化第四高级中学高二（下）第一次调研物理试卷（物理类）（含答案解析）

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2021-2022学年湖南省益阳市安化第四高级中学高二（下）第一次调研物理试卷（物理类）1.  将如图所示的交流电压加在一个阻值的定值电阻两端，通电时间，则下列说法正确的是(    )
 A. 通过该电阻的电荷量为120C B. 通过电阻的电流的有效值为
C. 电阻产生的焦耳热为500J D. 电阻两端电压的有效值为2.  如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象。则(    )
A. 电阻R上的电功率为20 W
B. 时R两端的电压瞬时值为零
C. R两端的电压u随时间t变化的规律是
D. 通过R的电流i随时间t变化的规律是3.  如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值不变的正弦交流电，副线圈接灯泡和，输电线的等效电阻为R，开始时S断开．现接通S，以下说法正确的是(    )
A. M、N两端输出电压U减小 B. 等效电阻R的电压增大
C. 灯泡的电流增大 D. 电流表的示数减小4.  如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副，线圈两端的电压分别为和，降压变压器原副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是(    )A. 若电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，线路输送电功率为110kW
B. 若保持发电机输送功率一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗功率增加
C. 若保持发电机输出电压一定，仅将滑片Q下移，输电线损耗电压减少
D. 若发电机输出电压一定，若用户数增加，为维持用户电压一定，可将滑片P上移5.  如图甲为LC振荡电路情景图，图乙为其中电流随时间变化的图像，则(    )
 A. 图甲中电容器在放电，线圈中的磁场在增强
B. 图甲中若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
C. 图乙中时间内，线圈两端电压在增大
D. 图乙中时间内，线圈的自感电动势在增大6.  传感器是把非电学量如温度、速度、压力等的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图．从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况．关于两者关系的说法中正确的是(    )A. C减小表示h减小 B. C减小表示h增大
C. C增大表示h减小 D. C的变化与h变化无直接关系7.  对于热学现象的相关认识，下列说法正确的是(    )A. 在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动
B. 气体分子速率呈现出“中间少、两头多”的分布规律
C. 悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显
D. 在分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子势能增大8.  关于决定气体压强大小的因素，下列说法中正确的是(    )A. 气体的体积和气体的密度 B. 气体的质量和气体的种类
C. 气体分子的数密度和气体的温度 D. 气体分子的质量和气体分子的速度9.  下列图像中不属于交变电流的有(    )A.  B.
C.  D. 10.  如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器和降压变压器向  用户供电．已知输电线的总电阻，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与用电器组成闭合电路．若、均为理想变压器，的副线圈两端电压，当用电器电阻时(    )
A. 通过用电器的电流有效值是20A
B. 当用电器的电阻减小时，输电线损耗的功率也随着减小
C. 发电机中的电流变化频率为100Hz
D. 升压变压器的输人功率为4650W11.  关于电磁场理论的叙述正确的是(    )A. 变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B. 周期性变化的磁场产生同频率变化的电场
C. 变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场
D. 电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场12.  设时分子间的作用力为零，则一个分子从远处以某一初速度向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法中正确的是(    )A. 时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B. 时，动能最大，势能最小
C. 时，动能最小，势能最大
D. 时，分子力做负功，动能减小，势能增大13.  夏季午后公路上地表温度可高达，汽车在公路上高速行驶时，由于摩擦和高温的双重作用，汽车轮胎的温度会攀升得很快。如图所示为空气分子在和时各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像。根据图中提供的信息，图中曲线______是空气分子在温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线：空气的分子的平均速率比空气的分子的平均速率______填“大”或“小”，导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，很容易造成胎压过高，甚至导致爆胎，因此，夏季到来后需要及时对轮胎进行正确的检查。14.  甲分子固定在O点，乙分子从无限远处向甲运动，两分子间的分子力F与分子间的距离r的关系图线如图所示。由分子动理论结合图线可知：①两分子间的分子引力和分子斥力均随r的减小而______选填“减小”或“增大”，当______选填“”或“”时，分子引力与分子斥力的合力为零；②在乙分子从靠近甲分子直至的过程中两分子间的最小距离小于，两分子组成的系统的分子势能______选填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”，当______选填“”或“”时，分子势能最小。15.  已知金属铜的摩尔质量为M，密度为，阿伏加德罗常数为，求：
每个铜原子的质量；
每个铜原子的体积；
相邻两铜原子间的距离d。16.  如图，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：
转动中感应电动势的最大值和有效值．
电路中交流电压表和电流表的示数．
线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量．17.  某大型光伏电站的功率是500kW，电压为12V，送往外地时，先通过逆变器转化为220V的交流电转化效率为，然后经变压器Ⅰ升压为20000V，通过总电阻为的输电线路送往某地，如图所示，再经变压器Ⅱ降为220V电压供用户使用，求：
变压器Ⅱ的原、副线圈匝数之比？
用户最多可使用的功率为多少？

答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：A、在一个周期内，通过该电阻的电荷量为，内共有60个周期，所以总电量，故A正确；
BD、在一个周期内，电阻产生的焦耳热为，代入数据解得电阻两端电压的有效值，则通过电阻的电流的有效值为，故BD错误；
C、电阻产生的焦耳热，故C错误。
故选：A。
根据电流的定义式分析求解电流的平均值和电量；由图象可知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电压，根据焦耳定律即可得交变电流产生的热量。
本题考查的是根据交变电流有效值和平均值的定义，知道电流有效值用于计算电功和电热，而平均值只用来求电量。
 2.【答案】C 【解析】解：A、电阻R消耗的功率为，故A错误；
B、时磁通量的变化率最大，此时产生的感应电动势最大，故B错误；
C、产生的感应电动势的最大值为，由乙图可知，周期为，角速度，故R两端的电压u随时间t变化的规律是，故C正确；
D、感应电流的角速度为，故D错误
故选：C。
交流发电机产生电动势的最大值，交流电压表显示的是路端电压有效值，从乙图中能找出周期即可求得瞬时表达式
本题考查了交流电的峰值和有效值、周期和频率的关系，记住，求热量用有效值。
 3.【答案】B 【解析】解：A、理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，故A错误；
BC、当S接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以通过电阻R的电流变大，电压变大，那么并联部分的电压减小，所以通过灯泡的电流减小，灯泡变暗，故B正确，C错误；
D、当S接通后，两个灯泡并联，电路的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也变大，故D错误；
故选：
本题类似于闭合电路中的动态分析问题，可以根据接通s后电路电路电阻的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
 4.【答案】D 【解析】解：由题意，根据理想变压器变压和变流规律可得


解得


所以线路输送的电功率为

故A错误；
B.输电线损耗的功率为

若保持P不变，输电电压增大，则减小，故B错误；
C.根据闭合电路欧姆定律有

根据理想变压器变压和变流规律有


设用户端总电阻为R，则有

联立解得

若保持发电机输出电压和用户数一定，仅将滑片Q下移，则输电电压增大，R不变，所以输电电流增大，而输电线损耗电压为

所以增大，故C错误；
D.若保持发电机输出电压和Q的位置一定，使用户数增加，即不变，R减小，则增大，减小，为了维持用户电压一定，需要增大，可将滑片P上移，故D正确。
故选：D。
根据两个互感器原、副线圈的匝数比与示数，求得与线路输送电功率；发电机输出功率恒定，根据可知，采用高压输电可以减小输电线中的电流，变压器的原副线圈两端电压与匝数成正比；若P下移。降压变压器的原线圈匝数增大，用户的电压减小。
本题实质是电压互感器与电流互感器的简单运用，电压互感器与电流互感器是利用变压器原理将电压、电流减小到可测范围进行测量的仪器。
 5.【答案】C 【解析】解：由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，故A错误；
B.若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据可知发射电磁波的频率变小，故B错误；
C.在时间内，电路中的不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，故C正确；
D.时间内，电流变化率就是图像的斜率，由图可知，在时间内，图像的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，线圈磁通量的变化量在减小，线圈的自感电动势在减小，故D错误。
故选：C。
LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小；根据图象，分析清楚电磁振荡过程，然后答题。
本题应熟练掌握电磁振荡过程，同时能分析清楚图象是正确解题的关键。
 6.【答案】A 【解析】【分析】
根据电容器的决定式\(C=\dfrac{ɛs}{4πkd}\)，结合正对面积的变化，判断电容的变化．解决本题的关键知道h的高度影响正对面积的大小，掌握电容的决定式\(C=\dfrac{ɛs}{4πkd}\)，并能灵活运用．
【解答】
当h减小时，则正对面积减小，根据电容器的决定式\(C=\dfrac{ɛs}{4πkd}\)，知电容器的电容减小，反之，h增大，电容增大．故A正确，B、C、D错误．
故选  7.【答案】D 【解析】解：A、在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动，布朗运动肉眼是看不到的，故A错误；
B气、体分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律，故B错误；
C、悬浮在液体中微粒越小，温度越高，布朗运动就越明显，故C错误；
D、在分子力表现为斥力时，随分子间距离的减小，分子力做负功，则分子势能增大，故D正确。
故选：D。
布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，它反映的是液体分子的无规则运动。当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子势能一定增大。
该题考查多个知识点的内容，其中对布朗运动的理解要注意，布朗运动是固体颗粒的运动，不是液体分子的运动，不要把布朗运动与分子的热运动混为一谈。
 8.【答案】C 【解析】解：气体压强是由于大量分子持续撞击器壁而形成的，决定气体压强大小的微观因素是气体分子的数密度和分子的平均速率，宏观上体现在体积和温度上，故C正确，ABD错误。
故选：C。
明确气体压强的微观意义，知道压强在微观上是由气体分子的数密度和分子的平均速率的决定的，宏观上是由气体的体积和温度决定的。
本题考查对气体压强微观意义的掌握，明确决定气体压强的决定因素即可正确求解。
 9.【答案】D 【解析】解：只要电流的大小和方向均随时间做周期性变化，则即为交流电，故ABC均为交流；
C中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变；故D不是交流电；
本题选不属于交变电流的，
故选：D。
根据交流电的定义进行分析：交流电的大小和方向均随时间做周期性变化。
本题考查交流电的性质，判断的主要依据是交流电的方向在做周期性变化。
 10.【答案】AD 【解析】解：A、降压变压器副线圈两端交变电压有效值为，负载电阻为，所以通过电流的有效值是20A，故A正确；
B、用户电阻阻值减小，其它条件不变，根据闭合电路欧姆定律可知，输电线路电阻R中的电流值正大，有可照顾，损失的功率增大，故B错误；
C、交流电经过变压器，频率不变，则交流电的频率故C错误；
D、根据得，输电线上的电流，则输电线上损耗的功率，降压变压器的输入功率，则升压变压器的输出功率故D正确；
故选：AD。
在输电的过程中，交流电的频率不变，结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻，根据欧姆定律求出通过用电器的电流，结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率．
解决本题的关键知道：1、原副线圈的电压、电流与匝数比的关系；2、升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系．
 11.【答案】ABC 【解析】解：A、只要变化的磁场周围就存在电场，与是否有闭合电路无关；故A正确；
B、周期性变化的磁场，会产生同频率变化的电场；故B正确；
C、变化的电场和变化的磁场相互联系着，形成一个统一体，即电磁场；故C正确；
D、只有变化的电场才能形成磁场，而只有交变的电场才能形成变化的磁场，若电场或磁场是恒定的，不会产生磁场或电场，故D错误；
故选：ABC。
电磁波是由变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的电磁场形成恒定不变的磁电场。
本题要明确电磁场理论的内容，知道产生电磁波的条件，明确只有变化的电场才能在周围形成磁场。
 12.【答案】ABD 【解析】解：时，分子力表现为引力，故两分子相互靠近时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大；
当时，分子力表现为斥力，两分子相互靠近时，分子力做负功，动能先增大后减小，因此当时，动能最大，势能最小，故ABD正确，C错误。
故选：ABD。
明确分子间作用力随分子间距离的变化规律，知道时分子间作用力为零，依据分子力随距离的变化，分析分子力做功的正负，进而判断动能和电势的变化。
本题考查分子力做功与分子势能间的关系，要注意明确分子力在平衡位置为0，由此依据时，分子力表现为引力，当时，分子力表现为斥力；由力做功来分析能量，是解答此类问题的常用办法。
 13.【答案】乙  大 【解析】解：由图可知，具有最大比例的速率区间，对应的速率大，则曲线乙是空气分子在下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率的变化曲线；
温度越高，大速率的分子所占的百分比越大，分子的平均动能越大，则空气的分子的平均速率比空气分子的平均速率大，导致空气分子与轮胎壁碰撞时作用力更大，造成胎压过高。
故答案为：乙；大
根据图像分析出两条曲线的温度高低，从而选择正确的曲线；
根据温度对分子平均动能的影响，分析出分子平均速率的大小。
本题主要考查了分子运动速率的统计规律的图像，理解图像的物理意义，结合温度对分子平均速率的影响即可完成分析。
 14.【答案】增大    先减小后增大   【解析】解：由分子动理论结合图线可知：
①、两分子间的分子引力和分子斥力均随的减小而增大，当时，分子引力与分子斥力的合力为零；
②、在乙分子靠近甲分子的过程中两分子间的最小距离小于，分子力先表现为引力后表现为斥力，分子力先做正功后做负功，两分子组成的系统的分子势能先减小后增大；当时，分子势能最小；
故答案为：①、增大，②、先减小后增大，。
根据题干图像，再结合分子力做功与分子势能变化之间的关系，即分子力做正功分子势能减小，分子力做负功分子势能增加，即可分析该题。
该题考查分子力与分子距离之间关系图像，以及分子力做功与分子势能变化之间的规律，要求熟记规律。
 15.【答案】解：铜的摩尔质量为M，故1个铜原子的质量是：
铜的摩尔体积为：；故1个铜原子占有的体积是：
相邻两个铜原子之间的距离等于铜原子的边长，则：
可得：
答：每个铜原子的质量为；
每个铜原子的体积为；
相邻两铜原子间的距离为。 【解析】阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，一摩尔的任何物质所含有的该物质的单位微粒数叫阿伏伽德罗常数，值为。
解决本题关键是要明确：摩尔质量=摩尔体积密度；质量=摩尔质量物质的量；体积=摩尔体积物质量。
 16.【答案】解：交流电的频率：
角速度为；                          
最大值：，
感应电动势的有效值；                      
线圈电阻为，外接电阻，根据闭合电路欧姆定律，则有：交流电压表的电压；
而电流表的示数，；
；  
这段时间内的平均值：
通过的电量：；
答：转动中感应电动势的最大值50V，和有效值；
电路中交流电压表和电流表的示数
线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量为 【解析】线框在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流，根据规律可列出感应电动势的瞬时表达式，借助于有效值可得出电压表与电流表的示数．线圈在转动一个周期的时间内克服外力做的功就等于一个周期内电路中产生的热能．
线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．而通过某一电量时，则用平均值来求．
 17.【答案】解：变压器Ⅰ的输出功率：

输电电流：

代入数据，可得：，则输电线上损失的电压：

代入数据，可得：。
变压器Ⅱ的输入电压：

代入数据，可得：
则变压器Ⅱ的原、副线圈匝数比为：

代入数据，可得：

用户最多可使用的功率为：

代入数据，可得：

答：变压器Ⅱ的原、副线圈匝数之比为；
用户最多可使用的功率为392kW。 【解析】首先根据公式：计算输电线上的电流，然后计算输电线上的电压损失：，再根据计算变压器Ⅱ的原、副线圈匝数比；
由公式计算用户最多可使用的功率。
本题考查远距离输电的知识，涉及到变压器匝数与电压的关系、输电线的电压损失和功率损失。要求学生熟练掌握变压器的基本知识，属于简单题目。