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  • 2021-05-26 发布

福建省泉州市2020学年高二物理上学期期末模块水平测试试题(含解析)

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福建省泉州市2020学年高二物理上学期期末模块水平测试试题(含解析) ‎ 一、单项选择题 ‎1.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高,农民负担过重.其中客观原因是电网陈旧老化,近年来进行了农村电网改造。为了减少远距离输电线路上的电能损耗而降低电费价格,以下措施中切实可行的是( )‎ A. 提高输送功率 B. 应用超导材料做输电线 C. 提高输电电压 D. 减小输电导线的横截面积 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据P=UI,知I=P/U,则P损=I2R=R,知可以提高输电电压来减小损失的功率,因为电阻R=ρ知,可以减小电阻率或增大横截面积来减小电阻,从而减小损失的功率。应用超导材料做输电线虽然可减小导线的功率损失,但是不现实,故C正确,ABD错误。故选C。‎ 点睛:解决本题的关键知道P损=I2R,知道可以通过增大输电电压,减小输电电流来减小损失功率,也可以通过减小输电线的电阻减小损失功率.‎ ‎2.许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是( )‎ ‎①温度传感器 ②光传感器 ③声音传感器 ④热传感器.‎ A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:根据题意,天黑时,出现声音它就开启;而白天,即使有声音它也没有反应,故电路中有光传感器,即使天黑,没声音灯也不亮,故用到了声音传感器.即控制电路中接入了光传感器、声音传感器.故选B 考点:常见传感器的工作原理.‎ 点评:考查了延时开关的工作原理,用到了光传感器、声音传感器.‎ 视频 ‎3.闭合线圈的匝数为n,所围面积为S,总电阻为R,在时间内穿过每匝线圈的磁通量变化为△Φ,则通过导线横截面的电荷量为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由法拉第电磁感应定律:E=N;再由欧姆定律:I=; 而电量公式:q=It;三式联立可得:q=n,故选A。‎ ‎4. 电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系,根据这一发现,发明了许多电器设备。下列用电器中,没有利用电磁感应原理的是 A. 动圈式话筒 B. 日光灯镇流器 C. 磁带录音机 D. 白炽灯泡 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 白炽灯泡利用电流的热效应,其它均利用电磁感应原理,D正确。‎ ‎5.电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关,还跟交流电的频率有关,下列说法中正确的是(  )‎ A. 电感是通直流、阻交流,通高频、阻低频 B. 电容是通直流、阻交流,通高频、阻低频 C. 电感是通直流、阻交流,通低频、阻高频 D. 电容是通交流、隔直流,通低频、阻高频 ‎【答案】C ‎【解析】‎ AC、电感的特性:通直流,阻交流。通低频,阻高频。故A错误,C正确;‎ BD、电容器的特性:通交流,隔直流,通高频,阻低频。故BD错误。‎ 故选:C。‎ ‎6.飞机在一定高度水平飞行时,由于地磁场的存在,其机翼就会切割磁感线,两机翼的两端点之间会有一定的电势差。若飞机在北半球水平飞行,且地磁场的竖直分量方向竖直向下,则从飞行员的角度看(  )‎ A. 机翼左端的电势比右端的电势低 B. 机翼左端的电势比右端的电势高 C. 机翼左端的电势与右端的电势相等 D. 以上情况都有可能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:当飞机在北半球水平飞行时,由于地磁场的存在,且地磁场的竖直分量方向竖直向下,则由右手定则可判定机翼左端的电势比右端的电势高.若构成闭合电路则电流方向由机翼的右端流向左端,而机翼切割磁感线相当于电源,所以电源内部电流由负极流向正极.故选B。‎ 考点:右手定则、地磁场 ‎7.某一电热器接在的直流电源上,每秒产生的热量为Q;现把它改接到交流电源上,每秒产生的热量为2Q,则该交流电压的最大值是  ‎ A. 110V B. C. 220V D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 直流和交流求解焦耳热都可以运用焦耳定律,对于交流,要用有效值求解热量。采用比例法处理。根据有效值与最大值关系求出最大值.‎ ‎【详解】设电热器的电阻为R.当电热器接在的直流电源上时,当电热器改接到交流电源上时,两式一比,得,C正确.‎ ‎【点睛】本题关键在于根据有效值求交流电产生的热量。另外,求解交流电的功率、电功等也用有效值.‎ ‎8.如图所示,两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里,abcd是位于纸面内的梯形线圈,ad与bc间的距离也为l,t=0时刻,bc边与磁场区域左边界重合。现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域,取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I随时间t变化的图线是( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、D、开始时bc边进入磁场切割磁感线,根据右手定则可知,电流方向为逆时针,即为负方向,故A错误;当bc边开始出磁场时,回路中磁通量减小,产生的感应电流为顺时针,方向为正方向,故D错误,B、C、开始时bc边进入磁场切割磁感线,根据感应电动势大小公式:E=Blv可得,有效切割长度越来越长,感应电动势增大,故感应电流越来越大,且电流方向为负方向;当bc边开始出磁场时,根据感应电动势大小公式:E=Blv可得,切割长度越来越长,感应电动势增大,故感应电流越来越大,且电流方向为正方向.故B正确,C错误.故选B.‎ ‎【点评】对于图象问题可以通过排除法判断,本题关键要理解感应电动势公式E=Blv中,l是有效切割长度,并掌握右手定则或楞次定律.‎ 视频 二、不定项选择题 ‎9.如图所示的四个日光灯的接线图中,S1为启动器,S2、S3为电键,L为镇流器,能使日光灯正常发光的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】能使日光灯正常发光的是AC;当开关接通,通过线圈在灯管两端发热产生电子,当启动器温度降低,导致两极断开,从而使得镇流器产生很高电压,在加速运动的过程中,碰撞管内氩气分子,使之迅速电离。从而管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光;C图中的S3的开合能起到启辉器同样的效果。故选AC。‎ ‎【点睛】日光灯正常发光后.由于交流电不断通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍线圈中的电流变化,这时镇流器起降压限流的作用,使电流稳定在灯管的额定电流范围内,灯管两端电压也稳定在额定工作电压范围内.由于这个电压低于启辉器的电离电压,所以并联在两端的启辉器也就不再起作用了.‎ ‎10.如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,开始时,开关S断开,当开关S接通时,下列说法中正确的是 A. 副线圈两端M、N的输出电压减小 B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大 C. 通过灯泡L1的电流减小 D. 原线圈上电流增大 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】当开关S接通时,相当于增加了负载,副线圈中电阻减小,电流增大(同时原线圈中的电流也增大),R上的分压增大,灯泡两端的电压减小,故通过灯泡L1的电流减小,副线圈两端M、N的输出电压有匝数和原线圈两端的电压有关,保持不变,故A错误,BCD正确;故选BCD。‎ ‎11.如图所示,带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器R的阻值相同,A1和A2是两个完全相同的电流表,则下列说法中正确的是 A. 闭合S瞬间,电流表A1示数小于A2示数 B. 闭合S瞬间,电流表A1示数等于A2示数 C. 断开S瞬间,电流表A1示数大于A2示数 D. 断开S瞬间,电流表A1示数等于A2示数 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】闭合S瞬间,由于线圈的电流变大,导致其产生电动势,从而阻碍电流的变大,所以电流表A1示数小于A2示数,故A正确,B错误;断开S瞬间,线圈电流变小,从而产生电动势,相当于电压会变小电源与电阻相串联,由于两电流表串联,所以电流表A1示数等于A2示数,故C错误,D正确;故选AD。‎ ‎【点睛】线圈电流增加,相当于一个电源接入电路,线圈左端是电源正极.当电流减小时,相当于一个电源,线圈左端是电源负极.‎ ‎12.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示,下列说法中正确的是(  )‎ A. 电路中交变电流的频率为25Hz B. 通过电阻的电流为A C. 用交流电压表测得电阻两端的电压为5V D. 电阻消耗的电功率为2.5W ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析:由图可知:,故A正确;根据欧姆定律,,故B错误;根据功率,,故C正确.该电源电动势的有效值为,电压表的示数为有效值,故D错误;故选AC.‎ 考点:交流电的有效值;电功率 ‎【名师点睛】注意交流电有效值的求法,以及有效值的应用.求电功率、电表示数等均指有效值。‎ 三、填空、实验题 ‎13.1992年7月,航天飞机“亚特兰蒂斯”号进行了一项卫星悬绳发电实验。航天飞机在赤道上空约300km处飞行,速度约为6.5×103m/s,方向由西向东,地磁场在该处的磁感应强度B=4×10-5T,地球半径为6400km,从航天飞机上释放了一颗卫星,卫星所携带的一根长L=20km的金属悬绳能产生的感应电动势约为__________V。‎ ‎【答案】5200‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由切割磁感线产生的电动势得:E=BLv=4×10-5×20×103×6.5×103V=5200 V.‎ ‎14.汽油机做功冲程开始时,汽缸中的汽油空气混合气要靠火花塞点燃。但是汽车蓄电池的电压只有12V,不能在火花塞上产生火花,要产生电火花,电压要达到10000V,为此要使用如图所示的点火装置,则图中虚线框内所缺的部分是_____________________,这一部分应该满足__________________,才能在火花塞中产生火花。‎ ‎【答案】 (1). 变压器; (2). 副线圈匝数大于原线圈匝数.‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由于火花塞需要的电压为10000V,但是电源的电压为12V,所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压,所以虚线框内所缺的是变压器,并且需要的应该是升压变压器,所以变压器的副线圈匝数大于原线圈匝数.‎ ‎【点睛】本题需要掌握变压器的电压之比和匝数比之间的关系,并且知道升压变压器的原线圈和副线圈的匝数之间的关系.‎ ‎15.如图所示,一个称为“千人震”的趣味物理小实验所用器材是一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位同学手拉手连成一排,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线连接起来,并将它们和首、尾两位同学两只空着的手相连,在开关____________(填“闭合”或“断开”)时就会使连成一排的同学都有触电的感觉,该实验的原理是_____________________。‎ ‎【答案】 (1). 断开, (2). 镇流器的自感现象 ‎【解析】‎ 当开关闭合后,镇流器与同学们并联,由于电源为1.5V的新干电池,所以电流很小。当断开时,镇流器电流发生变化,由于镇流器的自感现象,产生很高的瞬间电压,通过同学们身体时有触电的感觉。‎ ‎16. 在“探究变压器线圈两端电压与匝数的关系”的实验中,实验室中备有下列可供选择的器材 A.可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)‎ B.条形磁铁 C.直流电源 D.多用电表 E、开关、导线若干 ‎(1)上述器材在本实验中不必用到的是_________(填器材前的序号);‎ ‎(2)本实验中还需要用到的器材有____________________。‎ ‎【答案】BC;低压交流电源 ‎【解析】‎ 试题分析:本实验中不必用到的是条形磁铁和直流电源,本实验中还需用到的器材有低压交流电源。‎ 考点:探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。‎ ‎17. 如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。‎ ‎(1)将图中所缺的导线补接完整。‎ ‎(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流的指针向右偏了一下,那么合上电键后进行下述 A、B操作时可能出现的情况是:‎ A.将原线圈迅速插入副线圈时,灵敏电流计指针. (填“向左偏”、 “向右偏”、 “不偏”)‎ B.原线圈插入副线圈后,将滑动变阻器触头迅速向左拉时,灵敏电流计指针. (填“向左偏”、 “向右偏”、“不偏”)‎ ‎【答案】(1)连线:如图所示 ‎(2)A. 向右偏 B. 向左偏 ‎【解析】‎ 试题分析:(1)探究电磁感应现象实验电路分两部分,要使原线圈产生磁场必须对其通电,故电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路,灵敏电流计与副线圈组成另一个闭合电路,如图所示:‎ ‎(2)闭合开关,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流表的指针向右偏;‎ A.将原线圈迅速插入副线圈时,磁场方向不变,穿过副线圈的磁通量增大,灵敏电流计指针将向右偏转一下;‎ B.原线圈插入副线圈后,由电路图可知,将滑动变阻器触头迅速向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,原线圈电流变小,穿过副线圈的磁场方向不变,但磁通量变小,灵敏电流计指针将左偏转一下。‎ 考点:研究电磁感应现象 ‎【名师点睛】本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验,对于该实验注意两个回路的不同.知道磁场方向或磁通量变化情况相反时,感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。‎ 四、计算题 ‎18.如图所示,水平放置的平行金属导轨MN和PQ,相距L=0.50 m,导轨左端接一电阻R=0.20 Ω,磁感应强度B=0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面,导体棒ac垂直导轨放置,并能无摩擦地沿导轨滑动,导轨和导体棒的电阻均可忽略不计.当ac棒以v=4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时,求:‎ ‎(1)ac棒中感应电动势的大小;‎ ‎(2)回路中感应电流的大小和方向;‎ ‎(3)维持ac棒做匀速运动的水平外力F的大小和方向.‎ ‎【答案】(1)0.80V (2)4.0A 逆时针方向 (3)0.80N 方向水平向右 ‎【解析】‎ 试题分析:(1)根据法拉第电磁感应定律,ac棒中的感应电动势为 E=BLυ=0.80×0.50×4.0V=1.6V ‎(2)根据闭合电路欧姆定律,感应电流大小为由右手定则可知,回路中感应电流的方向为aMRPca(或逆时针方向)‎ ‎(3)当ac棒向右匀速运动时,ac棒中有由c向a的电流,根据左手定则可知ac棒所受的磁场力F安水平向左.为维持ac棒做匀速运动,应施加一个与F安等值反向的水平外力F.即F=F安=BIL=0.80×2×0.50N=0.80N ,方向水平向右 考点:法拉第电磁感应定律;闭合电路欧姆定律;安培力 ‎19.如图所示,矩形线圈abcd的匝数为N=50匝,线圈ab的边长为L1=0.2m,bc的边长为L2=0.25m,在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动,转动的角速度ω=100rad/s,若线圈自身电阻为r=1Ω,负载电阻R=9Ω。试求:‎ ‎(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φm;‎ ‎(2)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势e的大小;‎ ‎(3)1min时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小。‎ ‎【答案】(1)0.02Wb (2)100A (3)5.4×104 J ‎【解析】‎ ‎(1)感应电动势的最大值:Em=NBωS=NBl1l2ω=50×0.4×0.2×0.25×100V=100V ‎(2)线圈在图示位置时电动势达到最大值,此时感应电动势的值为:‎ e=100cos(100t)V ‎(3)电动势的有效值为E==100V 电流有效值为I==A=10A ‎(4)电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=102 ×9×60=5.4×104 J 点睛: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。‎ ‎20. 如图所示,电阻可忽略导线框abcd固定在竖直平面内,导线框ab和dc的宽度为l,在bc段接入阻值为R的电阻,ef是一电阻可忽略的水平放置的导电杆,杆的质量为m,杆的两端分别与ab和cd保持良好接触,且能沿导线框ab和dc无摩擦地滑动,磁感应强度为B的匀强磁场方向与框面垂直. 现用一恒力F竖直向上拉导体杆ef,当导体杆ef上升高度为h时,导体杆ef恰好匀速上升,求:‎ ‎(1)此时导体杆ef匀速上升的速度v的大小;‎ ‎(2)导体杆ef上升h的整个过程中产生的焦耳热Q的大小.‎ ‎【答案】(1)(2)(F-mg)h –‎ ‎【解析】‎ 根据平衡及法拉第电磁感应定律求出速度;再根据能量守恒求出焦耳热。‎ ‎(1)导电杆匀速上升时,受到竖直向上的恒力F,竖直向下的安培力F安和重力mg,‎ 根据平衡条件有 F-mg- F安=0 (2分)‎ F安=BIl (1分)‎ 根据法拉第电磁感应定律有 E="Blv" (2分)‎ 根据闭合电路欧姆定律有 I=(2分)‎ 由以上各式联立解得 v=(2分)‎ ‎(2)导体杆上升h的整个过程中,根据能量守恒定律有 Q="(F-mg)h" -mv2 (2分)‎ 代入v=得:‎ Q ="(F-mg)h" –(2分)‎ ‎21.如图所示,学校有一台应急备用发电机,内阻为r=1 Ω,升压变压器匝数比为n1∶n2=1∶4,降压变压器的匝数比为n3∶n4=4∶1,输电线总电阻为R线=4 Ω,全校有22间教室,每间教室安装“220 V 40 W”的电灯6盏,要求所有的电灯都正常发光,求:‎ ‎(1)输电线上损耗的电功率P损为多大?‎ ‎(2)发电机的电动势E为多大?‎ ‎【答案】(1)144W (2)250V ‎【解析】‎ 试题分析:(1)所有灯都正常工作的总功率为22×6×40 W=5280W,‎ 用电器总电流为,‎ 输电线上的电流 输电线上损失的功率 P损=I22R=62×4W=144W ‎(2)降压变压器上U3=4U4=880V,‎ 输电线上的电压损失为UR=IRR=24V,‎ 因此升压变压器的输出电压为U2=UR+U3=24+880=904V,‎ 输入电压为,‎ 输入电流为I1=4I2=24A 发电机内阻上的电压 Ur=I1r=24V 发电机的电动势 E=U1+Ur=226V+24V=250V 考点:远距离输电 ‎【名师点睛】理想变压器的输入功率与输出功率相等,且没有漏磁现象.远距离输电,由于导线通电发热导致能量损失,所以通过提高输送电压,从而实现降低电损.输电线上的损失功率与其电流的平方成正比,而与输电线两端的电压的平方成反比。‎