广东省汕头市达濠华侨中学、东厦中学2020学年高二物理下学期第一次质量检测试题 理（含解析） 15页

广东省汕头市达濠华侨中学、东厦中学2020学年高二物理下学期第一次质量检测试题 理（含解析） ‎ 本试卷分2部分，共6页，满分100分。考试用时90分钟。‎ 一、单项选择题（每题3分，共8题24分）‎ ‎1.关于电磁感应产生感应电动势大小表述正确是（ ）‎ A. 穿过线框的磁通量为零的瞬间，线框中的感应电动势一定为零 B. 穿过线框的磁通量越大，线框中感应电动势一定越大 C. 穿过线框的磁通量变化越大，线框中感应电动势一定越大 D. 穿过线框的磁通量变化越快，线框中感应电动势一定越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比。‎ A、穿过导体框的磁通量为零的瞬间，但可能很大，产生的感应电动势可能很大，也可能很小，故A错误；‎ B、磁通量越大，是大，但及，则不一定大，故B错误；‎ C、磁通量变化越大，即大，由于不知磁通量的变化时间，故不一定越大，故C错误；‎ D、磁通量变化的快慢用，表示磁通量变化得快，则比值就大，根据法拉第电磁感应定律有产生的感应电动势就越大，故D正确。‎ 点睛：磁通量，磁通量的变化，磁通量的变化率是磁通量的变化和所用时间的比值，法拉第电磁感应定律告诉我们感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比，正确理解磁通量、磁通量的变化和磁通量的变化率是解决本题的关键。‎ ‎2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，从图可知（ ）‎ A. 在A和C时刻线圈处于中性面位置 B. 在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C. 从A时刻到D时刻线圈转过的角度为 D. 若该交流电的频率是50Hz，在1s内交流电的方向改变100次 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.中性面位置线圈与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零，AB错误。‎ C.从A时刻到D时刻经过了，所以转过角度为，C错误。‎ D.频率为50Hz，每秒钟转50圈，每圈经过中性面2次，电流方向改变两次，所以1s内交流电的方向改变100次，D正确。‎ ‎3.电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路,条形磁铁静止于线圈的正上方,N极朝下,如图所示.现使磁铁开始自由下落,在N极接近线圈上端的过程中,流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是 （ ）‎ A. 从b到a,下极板带正电 B. 从a到b,下极板带正电 C. 从b到a,上极板带正电 D. 从a到b,上极板带正电 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析: 当磁铁开始由图示位置向上运动，N极向上运动时，导致向下穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可得，感应磁场方向与原来磁场方向相同，即向下，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而上，由于线圈相当于电源，则流过R的电流方向是从a到b，对电容器充电上极板带正电．故选D．‎ 考点：考查电磁感应、楞次定律、电路．‎ ‎【名师点睛】感生线圈相当于电源，则外电路的电流方向是从正极到负极，而内电路则是从负极到正极．同时电容器在充电时电压随着电量增加而增大．‎ ‎4.如图所示，导体杆OP在作用于OP中点且垂直于OP的力作用下，绕O轴沿半径为r的光滑半圆形框架在匀强磁场中以一定的角速度转动，磁场的磁感应强度为B，AO间接有电阻R，杆和框架电阻不计，则（ ）‎ A. OP中的电流方向为O到P，OP 两端电压为 B. OP中的电流方向为O到P，OP 两端电压为 C. OP中的电流方向为P到O，OP 两端电压为 D. OP中的电流方向为P到O，OP 两端电压为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据右手定则可以判断，感应电流方向为O到P，根据题意可知，设杆末端速度为v，感应电动势：，因为杆没有电阻，所以路端电压和电动势大小相等，BCD错误A正确 ‎5.在远距离输电的电路图中，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，则( )‎ A. 升压变压器的输出电压增大 B. 输电电流减小 C. 降压变压器的输出电压减小 D. 输电线上损耗的功率减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.发电厂的输出电压和升压变压器匝数不变，根据变压器原理可知，升压变压器输出电压不变，A错误。‎ B.因为升压变压器输出电压不变，但是输送功率变大，根据可知，输电电流变大，B错误。‎ C.对输送回路，设降压变压器输入电压，输电线电阻，有：，输送电流变大，升压变压器输出电压不变，所以降压变压器输入电压变小，而降压变压器匝数不变，所以降压变压器输出电压变小，C正确。‎ D.输电线上功率损耗：，输送电流变大，输电线上损耗的功率变大，D错误。‎ ‎6.关于涡流，下列说法中错误是（ ）‎ A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B. 家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动 D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.真空冶炼炉是利用涡流产热来熔化金属的，A正确。‎ B.要想产生涡流，必须是变化的磁场，因为变化的磁场才能产生电场，产生涡流，B错误。‎ C.根据楞次定律可知，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，C正确。‎ D.涡流会造成能量的损失，所以变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，为了减小涡流造成的能量损失，D正确。‎ ‎7.如图所示的电路电路中，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. 合上开关S接通电路时，两灯同时亮 B. 合上开关S接通电路到稳定时，A1和A2始终一样亮 C. 断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会熄灭 D. 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.合上开关，电路接通，电感线圈阻碍电流的增大，所以A1所在支路电流缓慢增大，A1缓慢变亮；稳定后，线圈L的电阻可以忽略，两条支路电压电阻相同，电流相同，亮度相同，AB错误。‎ CD.断开开关，电感线圈阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，因为此时开关断开，所以A1和A2组成闭合回路，流经两支路电流相同，所以A1和A2都要过一会儿才熄灭，C错误D正确。‎ ‎8.如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形线框abc的ab边与磁场边界平行，现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程中始终保持速度方向与ab边垂直。则下列各图中可以定性地表示线框在穿过磁场区域的过程中感应电流随时间变化的规律的是(规定逆时针方向为感应电流的正方向)( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎,有效切割长度随时间均匀减小，则电流也随时间均匀减小，当线框全部进入磁场之后磁通量不再发生变化，那么感应电流为零，出磁场时(根据“增反减同”)知道线框中会产生反向电流，且有效切割长度随时间均匀减小，则电流也随时间均匀减小，D对。‎ 二、双项选择题（每题6分，共4题24分；漏选得3分，错选或不选得0分）‎ ‎9.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U0＝220V，ω＝100π Hz，则下述结论正确的是 （ ）‎ A. 副线圈中电压表的读数为55 V B. 副线圈中输出交流电的周期为 C. 原线圈中电流表的读数为0.5 A D. 原线圈中的输入功率为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：原线圈电压有效值为：.故变压器次级电压：55V，选项A正确；交流电的周期：，选项B错误；变压器输出功率：，故变压器原线圈中的输入功率为110W，选项D错误；原线圈中电流表的读数为，选项D正确；故选AD.‎ 考点：变压器；交流电的有效值.；电功率 ‎10.如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，L1、L2、L3为三只规格均为“36 V，18 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的u－t图像如图中乙所示。则以下说法中正确的是(　　)‎ A. 电压表的示数为220 V B. 当闭合开关S时，三只灯泡均能正常发光 C. 当闭合开关S时，电流表的示数为1.5 A D. 当断开开关S时，变压器的输出功率变小 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.电压表示数是电压的有效值，根据题意可知，有效值，A错误。‎ B.根据变压器原理可知，输出电压，所以灯泡均正常发光，B正确。‎ C.闭合开关后，三只灯泡均正常发光，所以干路电流，C正确。‎ D.变压器输出功率等于负载消耗功率，断开开关S后，只剩两只灯泡正常发光，功率变小，变压器输出功率变小，D正确。‎ ‎11.有一台交流发电机E，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。设T1的输入电压U1一定，则在正常工作情况下有( )‎ A. 电阻R两端的电压等于U2‎ B. 电压U2大于电压U3‎ C. 电阻R的功率小于功率P4‎ D. 功率P2等于功率P3‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据电压关系可知电阻两端电压，A错误 B.因为在传输过程中，输电线上有一部分电压损失，所以U2大于电压U3，B正确。‎ C.正常工作的情况下，输电线上的电阻消耗功率远小于传输功率，所以电阻R的功率小于功率P4，C正确。‎ D.因为输电线上有功率损失，所以功率P2大于功率P3，D错误。‎ ‎12.如图所示，水平放置的、间距为L的光滑导轨MNQP，导轨内的磁场方向与导轨垂直，磁感应强度为B，导轨左端接有电阻R、电阻为r的金属棒ab在导轨上垂直于磁场的方向，以速度v向右匀速移动，水平外力F,下列说法正确的是：（ ）‎ A. K断开时，金属棒两端的电压为 B. K闭合时，金属棒两端的电压为 C. K闭合时，感应电流的大小为 D. K闭合时，水平外力的功率为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.当开关断开时，不是闭合回路，金属棒两端电压大小等于电动势；当开关闭合时，回路电动势，回路电流，所以金属棒两端电压，即路端电压，AC正确B错误。‎ D.开关闭合时，由于匀速运动，所以外力与安培力大小相等：，所以外力功率，D正确。‎ 三、实验题（每空2分，共16分）‎ ‎13.在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时，所用器材有：电动势为6 V的电源，额定电压为2.5‎ ‎ V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电流表、电压表、开关和导线，要求能测出尽可能多的数据，图甲所示是没有连接完的实物电路。(已连接好的导线有a、b、c、d、e、f六根)‎ ‎(1)请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整______。‎ ‎(2)连好电路，闭合开关，移动滑片P到某处，电压表的示数为2.2 V，若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向________(填“左”或“右”)端滑动。‎ ‎(3)通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表示数，并绘制成了如图乙所示的U－I图线，根据U－I图线提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率为________W。‎ ‎(4)小灯泡的U－I图线是曲线而不是过原点的直线，原因是______________。‎ ‎【答案】 (1). 如图所示：‎ ‎ (2). 右 (3). 0.475 (4). 灯丝电阻会随温度的升高而增大 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）本实验电压从零开始，所以滑动变阻器选择分压式接法，根据图示可知，电流表选择外接，所以实物图如下：‎ ‎（2）小灯泡额定电压为2.5V，此时电压2.2V应增大待测支路电压，所以与待测支路并联部分电阻变大，滑片P右移。‎ ‎（3）根据图像可知，电压为2.5V时，电流为0.190A，所以小灯泡额定功率。‎ ‎（4）U－I图线的斜率描述电阻的变化，因为灯丝的电阻会随温度的升高而增大，所以图像斜率不是定值，图像不是过原点的直线。‎ ‎14.用拉力传感器和速度传感器“探究加速度a与物体所受外力F的关系”，实验装置如图甲所示，其中带滑轮的长木板始终处于水平位置。实验中用拉力传感器记录小车受到细线的拉力F大小，在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装速度传感器，记录小车到达A、B两位置时的速率为vA、vB。‎ ‎①用本题中测得的物理量写出加速度的表达式：a= _______；‎ ‎②本题中是否需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系? __________ (填“需要”或“不需要”)；‎ ‎③实验得到的图线可能是图乙中的__________，因为________。‎ ‎【答案】①②不需要 ③C ；没有平衡摩擦力 ‎【解析】‎ 试题分析：①根据匀变速直线运动的位移与速度公式：，可以求出：；‎ ‎②本实验中，由于采用拉力传感器测量实验中的拉力，所以不需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系；‎ ‎③由图甲可以看出，长木板是水平放置的，说明实验之前没有平衡摩擦力，当F不等于零时，加速度仍然为零，可知实验得到的图线可能是图乙中的C图。‎ 考点：探究加速度a与物体所受外力F的关系。‎ ‎【名师点睛】结合匀变速直线运动的速度位移公式求出小车的加速度；由于采用拉力传感器测量实验中的拉力，所以不需要满足钩码的总质量远小于小车的质量的关系；根据F不等于零时，加速度仍然为零分析图线不经过原点的原因。‎ 四、计算题（36分）‎ ‎15.在匀强磁场中，一矩形金属线圈，线圈电阻1欧，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。求：（1）写出该交变电动势的瞬时值表达式（2）电动势瞬时值为V时，线框平面与中性面的夹角？（3）若线圈与一个10欧电阻串联，那么该电阻每分钟发热为多少焦耳？‎ ‎【答案】（1）；（2）θ＝30°；（3）2400J ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据图乙可知，周期，角速度，瞬时值表达式应e＝22 sin 100πt(V)；‎ ‎（2）当e＝V时，e＝Emsin θ＝ V，解得：θ＝30°。‎ ‎（3）回路电动势有效值，回路电流，根据焦耳定律：=2400J。‎ ‎16.如图A所示，一能承受最大拉力为12N的轻绳吊一质量为m=0.8kg边长为L=1m的正方形线圈ABCD，已知线圈总电阻为R=0.5Ω,在线圈上半部分布着垂直于线圈平面向里，大小随时间变化的磁场，如图B所示，g=10m/s2求：‎ ‎（1）在轻绳被拉断前线圈感应电动势大小及感应电流的方向；‎ ‎（2）t=0时AC边受到的安培力的大小；‎ ‎（3）已知t0时刻轻绳刚好被拉断，求t0 的大小.‎ ‎【答案】（1），逆时针；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因为磁感应强度在向里增大，所以感应电流磁场向外，所以回路感应电流逆时针，回路感应电动势，解得：。‎ ‎（2）回路电流：解得： 此时安培力：。‎ ‎（3）当刚拉断时，对绳有，此时，感应电流，安培力：，联立解得：，根据图B可知，所以。‎ ‎17.如图所示，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m，导轨平面与水平面的夹角α=30o，下端A、C用导线相连，导轨电阻不计．PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B =0.5T的匀强磁场，磁场的宽度d =0.6m，边界PQ、HG均与导轨垂直．电阻r =0.40Ω的金属棒MN放置在导轨上，棒两端始终与导轨电接触良好，从与磁场上边界GH距离为b =0.40m的位置由静止释放，当金属棒进入磁场时，恰好做匀速运动，棒在运动过程中始终与导轨垂直，取g=10m/s2．‎ 求：‎ ‎（1）金属棒进入磁场时的速度大小v；‎ ‎（2）金属棒的质量m；‎ ‎（3）金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q．‎ ‎【答案】（1）2m/s； （2）025kg； （3）0.75J．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设导体棒刚进入磁场时的速度为v0沿导轨下滑的过程中重力势能转化为动能，得：‎ 代人数据解得：‎ ‎（2）导体棒进入磁场中时受到的安培力与重力沿斜面向下的分量大小相等，方向相反，得：‎ 又：‎ 代人数据得：，‎ ‎（3）金属棒离穿过磁场在该处中，减少的重力势能全部转化为电能再转化为热量；即：‎ 考点：法拉第电磁感应定律；能量守恒定律；物体平衡