【物理】安徽省安庆市桐城市某中学2019-2020学年高二月考试卷（解析版） 14页

安庆市桐城市某中学2019-2020学年高二月考物理试卷 一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）‎ 1. 如图的各个图线中，表示交变电流的是 A. B. C. D. ‎ 2. 如图所示，半径为R的圆形线圈，其中心位置处半径r的虚线范围内有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面。若磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量为 A. B. C. D. ‎ 3. 雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中，下列说法中正确的是 A. 雨滴内分子的势能都在减小，动能在增大 B. 雨滴内每个分子的动能都在不断增大 C. 雨滴内水分子的平均速率不断增大 D. 雨滴内水分子的势能在不断增大 4. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是 A. 恒定直流、小铁锅 B. 恒定直流、玻璃杯 C. 变化的电流、玻璃杯 D. 变化的电流、小铁锅 5. 如图所示，将电感线圈L与灯泡A串联，接在交流电源的两端，为使灯泡亮度变暗，下列方案可行的是 A. 增加交流的电压 B. 增加交流的频率 C. 减小交流的频率 D. 减小电感线圈的自感系数 1. 如图所示的理想变压器原线圈接有交流电源，此时灯泡正常发光，要使灯泡变暗，可以采取的方法有 A. 增大交流电源的电压 B. 增大交流电源的频率 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动 D. 保持Q的位置不动，将P向上滑动 2. 做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是 ‎ A. 分子无规则运动的情况 B. 某个微粒做布朗运动的轨迹 C. 某个微粒做布朗运动的速度--时间图线 D. 按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 3. 如图所示，一个质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，且环的半径相对于L可不计．离O点下方处有一宽度为、垂直纸面向里的匀强磁场区域．现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放，摆动过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摆动的整个过程中金属环产生的热量是 A. mgL B. C. D. ‎ 二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）‎ 1. 某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了；而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮。后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是 A. 白天有光照时，光传感器自动闭合 B. 夜晚无光照时，光传感器自动闭合 C. 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合 D. 无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合 2. 如图所示，圆筒形铝管竖直置于水平桌面上，一磁块从铝管的正上方由静止开始下落，穿过铝管落到水平桌面上，下落过程中磁块不与管壁接触。忽略空气阻力，则在下落过程中 A. 磁块做匀加速直线运动，但加速度小于重力加速度 B. 磁块在整个下落过程中动能的增加量等于重力势能的减少量 C. 在磁块穿过铝管的过程中，一定有机械能转换成电能 D. 若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，管对桌面的压力等于管的重力 3. 如图所示，一足够长的通电直导线水平放置，在导线的正下方有一闭合矩形线圈abcd与导线在同一平面内，且ad边与导线平行，下列情形中能使线圈产生感应电流的是 A. 线圈沿平行于导线的方向向右平移 B. 线圈以导线为轴转动 C. 线圈绕bc边转动 D. 线圈不动，逐渐增大直导线中的电流 1. 如图所示，A是用毛皮摩擦过的橡胶圆形环，由于它的转动，使得金属环B中产生了如图所示方向的感应电流，则A环的转动情况为 A. 顺时针匀速转动 B. 逆时针加速转动 C. 逆时针减速转动 D. 顺时针减速转动 2. 为了减少电能损失，某小型水电站用变压比：：5的升压变压器向距离较远的用户供电，如图所示，已知发电机的输出功率为46kW，输电线路导线电阻为，最后用户得到220V、44kW的电力，则下列数据正确的是 A. 发电机的输出电压是2300V B. 输送的电流是100A C. 输电线上损失的压是100V D. 用户降压变压器原、副线圈匝数比：：1‎ 三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）‎ 3. 在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：‎ 取油酸注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；‎ 用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到为止，恰好共滴了100滴；‎ 在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；‎ 待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；‎ 将画有油膜形状的玻璃板放在边长为的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。‎ 这种估测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______，这层油膜的厚度可视为油酸分子的______。‎ 利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为______，油膜面积为______，求得的油膜分子直径为______结果全部取两位有效数字 1. 小李同学分别利用甲、乙两图所示的实验电路来研究自感现象，图中L是一带铁心的线圈，A是一只灯泡。‎ 按甲图连接好电路，S闭合后，小灯泡将______选填“慢慢变亮”或“立即变亮”，S断开后，小灯泡将______选填“慢慢熄灭”或“立即熄灭”。‎ 按乙图连接好电路，S闭合后，电路稳定后小灯泡正常发光，S断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从______选填“”或“”。‎ 四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）‎ 2. 如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数匝、线圈所围面积，线圈电阻不计，线圈的两端经滑环和电刷与阻值的电阻相连，匀强磁场的磁感应强度，测得电路中交流电流表的示数为则：‎ 交流发电机的线圈转动的角速度是多少？‎ 从图示位置开始计时，写出电源电动势的瞬时表达式。‎ 1. 如图所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为，定值电阻，线圈电阻，求：‎ 回路中的感应电动势大小；‎ 回路中电流的大小和方向；‎ ‎、b两点间的电势差．‎ 2. 如图所示，两根平行的导轨固定在水平地面上，导轨的电阻不计，导轨端点P、Q间接有电阻，两导轨间的距离有磁感应强度大小为的匀强磁场竖直向下垂直于导轨平面．一质量、电阻的金属棒ab距离P、Q端也为，金属棒ab可在导轨上无摩擦地滑动，且在滑动过程中保持与导轨垂直．在时刻，金属棒ab以初速度向右运动，其速度v随位移x的变化满足求求：‎ 在时刻，导体棒受到安培力F的大小；‎ 导体棒运动过程中，通过电阻R的电量q；‎ 为了让导体棒保持速度做匀速运动，需要让磁场的磁感应强度B从开始随时间t发生变化，写出磁感应强度B随时间t变化的表达式．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】C ‎【解析】解：ABD、电流的方向始终为正，没变化，故不是交变电流，故ABD错误；‎ C、电流大小不变，但方向随时间呈周期性变化，故C是交变电流，故C正确；‎ 故选：C．‎ 电流大小和方向都随时间呈周期性变化的电流叫做交变电流．‎ 解决本题的关键是知道交变电流的定义及特点．‎ ‎2.【答案】B ‎【解析】【分析】‎ 在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个面积为S且与磁场方向垂直的平面，磁感应强度B与面积S的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量，故当B与S平面垂直时，穿过该面的磁通量。本题考查了磁通量的定义式和公式的适用范围，只要掌握了磁通量的定义和公式的适用条件就能顺利解决。‎ ‎【解答】‎ 解：由于线圈平面与磁场方向垂直，故穿过该面的磁通量为：，半径为r的虚线范围内有匀强磁场，所以磁场的区域面积为：所以，故选项B正确。‎ 故选：B。‎ ‎3.【答案】C ‎【解析】解：A、雨滴下落，雨滴内分子间的距离不变，则分子势能不变．雨滴的速度增大，动能在增大．故A错误．‎ B、温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时雨滴内水分子的平均动能增大，但分子的运动是无规则的，不是每个分子的动能都在增大，故B错误．‎ C、温度升高时雨滴内水分子的平均动能增大，分子质量不变，则水分子的平均速率不断增大，故C正确．‎ D、雨滴内水分子的势能不变，故D错误．‎ 故选：C 温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高时分子的平均动能增大．分子势能与分子间的距离有关．动能与速度有关．根据这些知识分析．‎ 解决本题的关键要掌握分子动能和分子势能的决定因素，知道温度的微观含义：温度是分子热运动平均动能的标志．‎ ‎4.【答案】D ‎【解析】解：由于容器中水温升高，则是电能转化成内能所致。因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量时，才能产生感应电动势，从而产生感应电流。导致电流发热。玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流。故只有D正确，ABC错误；‎ 故选：D。‎ 根据变化的电流，产生磁通量的变化，金属器皿处于其中，则出现感应电动势，形成感应电流，从而产生内能。‎ 考查产生感应电流的条件与磁通量的变化有关，同时要知道金属锅与玻璃锅的不同之处。‎ ‎5.【答案】B ‎【解析】解：A、增加交流电压，电路中的电流将增大，所以灯泡更亮一些，故A错误；‎ B、根据电感线圈对电流的阻碍作用可知，增加交流的频率时电感线圈对交流电的阻碍作用更大，灯泡亮度变暗，故B正确；‎ C、当交流的频率减小时，线圈的阻碍作用减小，所以图乙中的灯泡变亮，故C错误；‎ D、线圈的自感系数减小时，对交流电的阻碍作用减小，则流过线圈的电流增大，灯泡的亮度增大，故D错误。‎ 故选：B。‎ 线圈对电流的变化有阻碍作用，具有通直阻交的特点，阻碍作用随频率的增大而增大；由此即可得出结论。‎ 解决本题的关键掌握知道感抗与什么因素有关，知道感抗。‎ ‎6.【答案】D ‎【解析】解：A、理想变压器原副线圈中的电压与线圈匝数成正比，即，当增大交流电源的电压，副线圈两端的电压增大，根据闭合电路欧姆定律可知，灯泡两端的电压增大，变亮，故A错误；‎ B、增大交流电的频率，不会改变副线圈两端的电压，也不会改变灯泡两端的电压，故亮度不变，故B错误；‎ C、保持P的位置不动，将Q向上滑动，副线圈匝数增大，副线圈两端的电压增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，灯泡两端分得的电压增大，亮度变亮，故C错误；‎ D、保持Q的位置不动，副线圈两端的电压不变，将P向上滑动，滑动变阻器的电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律可知，滑动变阻器分得的电压增大，灯泡分得的电压减小，变暗，故D正确；‎ 故选：D。‎ 根据变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，再结合串并联电路的分压原理即可判断。‎ 本题主要考查了变压器的特点和闭合电路的欧姆定律，明确电压与电阻分压的特点即可。‎ ‎7.【答案】D ‎【解析】解：A、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误。‎ B、布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误。‎ C、对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度时间图线，故C项错误。‎ D、任意两点间的位置的连线，故D对。‎ 故选：D。‎ 布朗运动是固体微粒的无规则运动，在任意时刻微粒的位置，而不是运动轨迹，而只是按时间间隔依次记录位置的连线。‎ 本题主要考查对布朗运动的理解，属于基础题。‎ ‎8.【答案】C ‎【解析】解：当环在磁场下方摆动，不再进入磁场时，摆动稳定，‎ 金属环中产的焦耳热等于环减少的机械能，‎ 由能量守恒定律得：，故C正确；‎ 故选：C。‎ 金属环穿过磁场的过程中，产生感应电流，金属环中产生焦耳热，环的机械能减少，当金属环在磁场下方，不再进入磁场时，环的机械能不变，环稳定摆动，由能量守恒定律可以求出产生的焦耳热．‎ 环穿过磁场时机械能转化为加热热，环减少的机械能就等于环中产生的焦耳热．‎ ‎9.【答案】BC ‎【解析】解：白天有光照时，光传感器自动断开，故A错误；‎ B.夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故B正确；‎ C 有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，故C正确；‎ D 无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故D错误。‎ 故选：BC。‎ 天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合；有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件。‎ 本题考查了传感器在生产、生活中的应用。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。‎ ‎10.【答案】CD ‎【解析】解：A、磁块在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在过程中，出现安培力作负功现象，从而磁块的加速度小于重力加速度；根据法拉第电磁感应定律可知，磁块运动的速度越快，则产生的感应电动势越大，所以受到的阻力也越大，所以磁块的加速度是逐渐减小的，磁块不是做匀加速运动，故A错误；‎ BC、磁块在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能，部分转化动能外，还有产生电能，故机械能不守恒，故B错误，C正确；‎ D、若将铝管换成塑料管，磁块在塑料管中运动时，管内不能产生感应电流，所以管对桌面的压力等于管的重力，故D正确。‎ 故选：CD。‎ 磁块通过铝管时，导致铝管的磁通量发生变化，从而产生感应电流，出现感应磁场要阻碍原磁场的变化，导致磁块受到一定阻力，因而机械能不守恒；在下落过程中导致铝管产生电能。‎ 本题考查楞次定律的另一种表述：来拒去留，当强磁铁过来时，就拒绝它；当离开时就挽留它。要注意理解并能准确应用；同时本题还涉及机械能守恒的条件和能量守恒关系的分析。‎ ‎11.【答案】CD ‎【解析】解：A、线圈沿平行于导线的方向向右平移，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，故A错误；‎ B、线圈以导线为轴转动时，穿过线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，故B错误；‎ C、线圈平绕bc边转动，穿过线圈的磁通量会发生周期性的变化，将产生感应电流，故C正确；‎ D、线圈不动，逐渐增大直导线中的电流，则电流的磁场增强，所以穿过线圈的磁通量增大，则产生感应电流，故D正确；‎ 故选：CD。‎ 根据感应电流产生的条件，当通过线圈的磁通量发生变化时，线圈中将会产生感应电流。‎ 解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流周围的磁场方向，掌握感应电流的产生条件，会根据楞次定律判断感应电流的方向。‎ ‎12.【答案】BD ‎【解析】解：A、若A顺时针加速转动，则A环中有逆时针且大小变大的电流，导致通过B环磁通量变大，根据安培定则可得B处于垂直纸面向外的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向顺时针，故A错误；‎ B、若A逆时针加速转动，则A环中有顺时针且大小变大的电流，导致通过B环磁通量变大，根据安培定则可得B处于垂直纸面向里的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向逆时针，故B正确；‎ C、若A逆时针减速转动，则A环中有顺时针且大小变小的电流，导致通过B环磁通量变小，根据安培定则可得B处于垂直纸面向里的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向顺时针，故C错误；‎ D、若A顺时针减速转动，则A环中有逆时针且大小变小的电流，导致通过B环磁通量变小，根据安培定则可得B处于垂直纸面向外的磁场中，由楞次定律可得感应电流方向逆时针，故D正确．‎ 故选：BD 由于A带负电，当转动时相当于电荷定向移动，从而产生电流，并且电流的变化，导致B的磁通量发生变化，最终使金属环B有电流．‎ 考查由电荷的定向移动形成电流，根据安培定则来确定电流与磁场方向，再由楞次定律来判定感应电流的方向．‎ ‎13.【答案】CD ‎【解析】解：AB、在输电线路上，损失的功率：，‎ 在输电线路上输送的电流，根据可得：‎ 升压变压器副线圈中的电压：，‎ 在升压变压器中，根据可得：‎ ‎，故AB错误；‎ C、输电线上损失的电压：，故C正确；‎ D、降压变压器原线圈中的电压为：，降压变压器原副线圈的匝数之比为：，故D正确；‎ 故选：CD。‎ 根据发电机输出功率和用户得到的功率求得损失的功率，利用求得输电线路上的电流，由于输入功率等于输出功率，结合求得升压变压器副线圈的电压，由原副线圈电压值比等于匝数之比，即可求得发电机的输出电压，降压变压器原线圈中的电压即可求得，副线圈原副线圈匝数之比等于电压之比。‎ 本题关键是明确远距离输电的原理，然后根据变压器的变压比公式和功率表达式列式分析，注意不同的电压的区别。‎ ‎14.【答案】单分子油膜  直径      ‎ ‎【解析】解：这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径；‎ 一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为；‎ 据题意：完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为，‎ 则油膜面积为；‎ 油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为 故答案为：单分子油膜；直径；； ；。‎ 本实验是处于理想模型法：将每个分子视为球体；形成的油膜可视为单分子油膜；‎ 根据题意得到油酸酒精溶液中纯油酸的浓度，再求出纯油酸的体积；因为形成单分子层的油膜，所以油膜分子直径等于纯油酸的体积与油膜面积之比。‎ 本题关键是明确用油膜法估测分子的大小实验的原理，能够运用公式解分子直径，注意单位的换算要正确，计算要细心准确。‎ ‎15.【答案】慢慢变亮  立即熄灭  ‎ ‎【解析】解：按甲图连接好电路，S闭合后，由于线圈对电流的增大由阻碍作用，所以小灯泡将慢慢变亮，S断开后，电路不是闭合电路，所以小灯泡将立即熄灭。‎ 按乙图连接好电路，S闭合后，电路稳定后小灯泡正常发光，S断开的瞬间，L的电流要减小，于是L 中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，原来流过灯泡电流会立即消失，但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由a到b。因此，灯泡不会立即熄灭，而是渐渐熄灭，将这称为自感现象。‎ 故答案为：慢慢变亮，立即熄灭；‎ ‎。‎ 线圈的特点是闭合时阻碍电流的增大，断开时产生一自感电动势相当于电源，与A组成闭合回路，L的右端电势高。‎ 做好本类题目的关键是弄清线圈与哪种电器相配，结合线圈特点分析新组成的闭合回路的电流流向。‎ ‎16.【答案】解：根据欧姆定律得电源电动势的有效值为：‎ 电源电动势的最大值为：‎ 由得：‎ 由于线圈从与中性面垂直位置开始计时，则电源电动势的瞬时表达式为：‎ 答：交流发电机的线圈转动的角速度是；‎ 从图示位置开始计时，写出电源电动势的瞬时表达式为。‎ ‎【解析】根据闭合电路的欧姆定律求得线圈产生的感应电动势的有效值，即可求得最大值，根据求得角速度；‎ 由于线圈从与中性面垂直位置开始计时，故可表示出产生感应电动势的瞬时表达式。‎ 解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式，以及知道峰值与有效值的关系。‎ ‎17.【答案】解：‎ 根据法拉第电磁感应定律，则有：；   ‎ 根据楞次定律，垂直向里的磁通量增加，则电流方向是逆时针方向； ‎ 依据闭合电路欧姆定律，则有：；‎ 根据欧姆定律，则有：。‎ ‎【解析】考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小，当然本题还可求出电路的电流大小，及欧姆定律的应用，同时磁通量变化的线圈相当于电源。‎ 由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小；‎ 由楞次定律可确定感应电流方向，再由闭合电路欧姆定律求得感应电流大小；‎ 根据部分电路欧姆定律，求得a、b两点间电势差。‎ ‎18.【答案】解：金属棒切割磁感线产生感应电动势：     ‎ 电路中的电流：‎ 安培力：‎ 代入数据解得：‎ 导体棒停止运动时，由 得 由 代入数据解得     ‎ 若要保持导体棒在磁场中匀速运动，则闭合回路中的磁通量需保持不变 即 解得磁场的磁感应强度B随时间t变化的函数表达式为     ‎ 答：在时刻，导体棒受到安培力F的大小为；‎ 导体棒运动过程中，通过电阻R的电量是1C；‎ 磁感应强度B随时间t变化的表达式为．‎ ‎【解析】金属棒切割磁感线产生感应电动势，回路中产生感应电流，据公式求出感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，由安培力公式求出安培力；‎ 由题目给出的速度公式求出x，然后由平均电动势以及欧姆定律、电量的公式等即可求出；‎ 若要保持导体棒在磁场中匀速运动，则闭合回路中的磁通量需保持不变，然后结合速度公式即可求出．‎ 本题是电磁感应与电路知识的综合，关键要区分清楚哪部分电路是电源，哪部分是外部分，以及ab两端点间的电势差与感应电动势的关系．‎