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  • 2021-05-25 发布

山东省新泰二中2018-2019学年高二下学期第一次月考物理试卷

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新泰市第二中学2017级高二下学期阶段性测试一物理试题 2019.3.19‎ 一、选择题(1-8题为单选题,9-12为多选题,每题4分)‎ ‎1.交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是( )‎ A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大 B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零 C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大 D.转到图丁位置时,AB边感应电流方向为A→B ‎2.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是(   )‎ A.交变电流的周期为0.125 s ‎ B.交变电流的频率为8 Hz C.交变电流的有效值为 A ‎ D.交变电流的最大值为4 A ‎3.如图所示为一交流电电流随时间变化的图象,其中电流的正值为正弦曲线的正半周,其最大值为Im;电流的负值的强度为Im,则该交变电流的有效值为(  )‎ A.Im B. C.Im D.Im ‎4、如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,R1=R2=R3=10 Ω,C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则(  )‎ 甲       乙 A.副线圈输出的交流电的频率为10 Hz B.原线圈输入电压的最大值为100 V C.电阻R3的电功率为20 W D.通过R2的电流始终为零 ‎5.如图所示,一交流发电机的矩形线圈共有10匝,其电阻r=2 Ω,面积是0.2 m2,在磁感应强度B=T的匀强磁场中,若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=10π rad/s的角速度匀速转动,向R=18 Ω的电阻供电。则以下说法中正确的是(  )‎ A.该线圈产生的是余弦式交变电流 B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40 V C.线圈开始转动 s时流过电阻R的瞬时电流大小为 A D.电阻R上消耗的电功率为9 W ‎6.如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C.线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U1=Umsinω1t,三个电流表读数相同。现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U2=Umsinω2t,ω2=2ω1.改换电源后,三个电流表的读数将( )‎ A.A1将减小,A2将增大,A3将不变 B.A1将增大,A2将减小,A3将不变 C.A1将不变,A2将减小,A3将增大 D.A1将减小,A2将减小,A3将不变 ‎7.一个匝数为100匝,电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为( )‎ A.4.0 A B.2 A C.2A D.0.01 A ‎8.通常,已知材料的折射率都为正值。现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值,称为负折射率材料。位于空气中的这类材料,入射角与折射角依然满足 但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值)。若该材料对于电磁波的折射率.2,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是( )‎ ‎9.如图,一理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=10:1 。原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端;假设该二极管的正向电阻为零相当于导线,反向电阻为无穷大相当于断路;a、b间输入交流电瞬时值的表达式为。则:( )‎ A.用电压表测得R两端电压为 V B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小 ‎ C.负载电阻的阻值越大,cd间的电压Ucd 越小 ‎ D.将二极管用导线短路,电流表的读数加倍 ‎ ‎10、如图所示,n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为r.线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,原、副线圈匝数之比为2∶1,变压器副线圈接入一只额定电压为U﹑电阻为R的灯泡,灯泡正常发光.从线框通过中性面开始计时,下列说法正确的是(  )‎ A.匀速转动过程中穿过每匝线框的磁通量变化率最大值为BSω B.灯泡中的电流方向每秒改变次 C.线框中产生的感应电流表达式为sin ωt D.变压器原线圈两端电压最大值为nBSω ‎11.如图甲所示的电路,理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2,电流表和电压表都是理想电表,当原线圈接图乙所示的交流电源时,电路正常工作.现将电源换成图丙所示的交流电源,则更换电源前后(  )‎ A.电流表A1、A2的示数之比均为n2∶n1‎ B.电压表V1、V2的示数之比均为n1∶n2‎ C.电压表V1示数不变,V2的示数变大 D.电流表A1、A2的示数均不变 ‎12、如图为一直角棱镜的横截面,∠bac=90°,∠abc=60°,一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=,若不考虑原入射光在bc面上的反射光,则有光线(  )‎ A.从ab面射出 B.从ac面射出 C.从bc面射出,且与bc面斜交 D.从bc面射出,且与bc面垂直 二、实验题(每空3分)‎ ‎13某同学测量玻璃砖的折射率,准备了下列器材:激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖.如图所示,直尺与玻璃砖平行放置,激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面,在直尺上观察到A、B两个光点,读出OA间的距离为20.00 cm,AB间的距离为6.00 cm,测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1=10.00 cm,玻璃砖厚度d2=4.00 cm.玻璃的折射率n=________,光在玻璃中传播速度v=________ m/s(光在真空中传播速度c=3.0×108 m/s,结果均保留两位有效数字).‎ 三、计算题(必须写出必要的文字说明和计算过程,共46分)‎ ‎14、(10分)图(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀速磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图(乙)所示正弦规律变化.求:‎ ‎(1)交流发电机产生的电动势最大值;‎ ‎(2)电路中交流电压表的示数.‎ ‎15.(12分)如图所示,矩形线圈abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=5 Ω,ab=0.3 m,bc=0.6 m,负载电阻R=45 Ω。求:‎ ‎(1)写出从图示位置开始计时线圈中感应电动势的瞬时值表达式;‎ ‎(2)电阻R在0.05 s内产生的热量; ‎ ‎(3)0.05 s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)。‎ ‎16.(12分) 如图所示,为某种透明材料制成的一柱形棱镜的横截面图,CD是半径R= m的四分之一圆,圆心为O;光线从AB面上的M点入射,入射角θ=30°,光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射,然后由CD面射出.已知OB段的长度L=0.6 m,真空中的光速c=3×108 m/s.求:‎ ‎(1)透明材料的折射率;‎ ‎(2)该光在透明材料内传播的时间.(答案可以带根号)‎ ‎17.(12分)如图所示,上、下表面平行的厚玻璃砖置于水平面上,在其上方水平放置一光屏.一单色细光束从玻璃砖上表面入射,入射角为i,经过玻璃砖上表面和下表面各一次反射后,在光屏上形成两个光斑.已知玻璃砖的厚度为h,玻璃对该单色光的折射率为n,光在真空中的速度为c.求:‎ ‎(1)两个光斑的间距d; (2)两个光斑出现的时间差Δt.‎ 新泰市第二中学2017级高二下学期阶段测试一物理试题答案 ‎ ‎1D 2C 3C 4C 5D 6B 7B 8C 9ABD 10AC 11 BD 12 BD ‎4 根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同,周期为T=0.02 s,频率为f=50 Hz,故A错误.由题图乙可知通过R1的电流最大值为Im=2 A,根据欧姆定律可知其最大电压为Um=20 V,再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知,原线圈输入电压的最大值为100 V,故B错误.根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知,电阻R3的电压有效值为U3==10 V,则电阻R3的电功率为P3==W=20 W,选项C正确.因为电容器有通交流、阻直流的作用,则有电流通过R2和电容器。‎ ‎5解析 由法拉第电磁感应定律可知,其产生的感应电动势(感应电流)将按照正弦规律变化,A项错误;由于OO′为线圈的对称轴,所以线圈产生的感应电动势的最大值应为Em=nBSω=20 V,B项错误;线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=20sin10πt V,所以其感应电流的瞬时值表达式为i=sin10πt A,故当t= s时,流经电阻R的瞬时电流大小为i=sin(10π×) A= A,C项错误;流经R的电流的有效值为I= A,所以电阻R上消耗的电功率为P=I2R=9 W,D项正确。‎ ‎10 AC [根据Em=n=nBωS,则=BωS,则匀速转动过程中穿过每匝线框的磁通量变化率最大值为BSω,选项A正确;频率f=,则灯泡中的电流方向每秒改变次,选项B错误;变压器次级电流I2=,则初级电流为I1=,初级电流最大值为Im==,则线框中产生的感应电流表达式为i=sin ωt,选项C正确;由于线圈有内阻,则变压器原线圈两端电压最大值小于nBSω,选项D错误.]‎ ‎11 BD [更换电源后,交流电的最大值不变,则有效值不变,电压表V1示数不变,V2的示数也不变,选项C错误;根据变压器原、副线圈的电流比等于匝数的倒数比,则电流表A1的示数与次级电流之比为n2∶n1,选项A错误;电压表V1、V2分别测量原、副线圈两端的电压,则根据电压与匝数比的关系可知,电压表V1、V2的示数之比均为n1∶n2,选项B正确;次级电压有效值不变,则A2示数不变,则A1示数不变,选项D正确.]‎ ‎12解析 由棱镜材料的折射率n=可知,全反射临界角为45°,平行细光束在ab面上入射角为60°,大于临界角,发生全反射,反射光在ac面上入射角为30°,小于临界角,既有反射又有折射,光线在bc面上垂直出射, B、D项正确。‎ ‎13答案 1.2 2.5×108‎ 解析 作出光路图如图所示,根据几何知识可得入射角i=45°,设折射角为r,则tan r=,故折射率n=≈1.2,故v==2.5×108 m/s.‎ ‎14 10解析:(1)交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω 而Φm=BS,ω=,所以Em= 由Φt图线可知:Φm=2.0×10-2 Wb,T=6.28×10-2 s 所以Em=200 V.‎ ‎(2)电动势的有效值E=Em=100 V 由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为I== A 交流电压表的示数为U=IR=90 V=127 V.‎ ‎15.解析:(1)电动势的最大值为Em=nBSω=10×2×0.3×0.6×10π V≈113.04 V 故瞬时值表达式e=Emcosωt=113.04cos10πt V ‎(2)电流的有效值I===1.6 A 所以0.05 s内R上产生的热量Q=I2Rt=5.76 J ‎ (3)平均感应电动势为:=n=72 V 平均感应电流为:==1.44 A,所以通过电阻R的电荷量为:q=·t=0.072 C。‎ ‎16【解析】 (1)设光线在AB面的折射角为r,光路如图所示.‎ 根据折射定律得:n=.‎ 设棱镜的全反射临界角为θC,由题意,光线在BC面恰好发生全反射,得到sin θC= 由几何知识可知:r+θC=90°. 联立以上各式解得:n=.‎ ‎(2)光在棱镜中的传播速度v= 由几何知识得MO= 该光在透明材料内传播的时间t==×10-8 s.‎ ‎17【解析】 (1)作出如图光路,‎ 根据折射定律有 =n ① ‎ ‎ d=2htan r ②‎ 由①②式得d=2h. ③ ‎ ‎(2)两光斑形成的时间差即折射光束在玻璃砖内运动的时间,下表面反射光束多走的路程s= ④‎ 光在玻璃中速度v= ⑤ ‎ Δt= ⑥‎ 由①④⑤⑥式得Δt=. ⑦‎ ‎【答案】 (1) (2)