2020-2021学年陕西省咸阳市百灵学校高二（下）第一次月考物理试卷

2020-2021学年陕西省咸阳市百灵学校高二（下）第一次月考物理试卷

1. 如图所示的四种随时间变化的电流图象，其中属于交变电流的是

A.  B.  C.  D.

2. 如图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分，下列说法错误的是
    

A. 图甲、图乙均表示交流电
B. 图甲所示电压的瞬时值表达式为
C. 图乙所示电压的有效值为
D. 图乙所示电压的有效值为10V

3. 在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压表的示数将

A. 、增大，减小 B. 不变，减小，增大
C. 不变，增大，减小 D. 、、都不变

4. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则

A. 时线框的磁通量变化率为零
B. 时线框平面与中性面重合
C. 线框产生的交变电动势有效值为311V
D. 线框产生的交变电动势频率为100Hz

5. 如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是

A. 转过时，线框中的电流方向为abcda
B. 线框中感应电流的有效值为
C. 从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量为
D. 线框转一周的过程中，产生的热量为

6. 很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒．一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐．让条形磁铁从静止开始下落．条形磁铁在圆筒中的运动速率

A. 均匀增大 B. 先增大，后减小
C. 逐渐增大，趋于不变 D. 先增大，再减小，最后不变

7. 如图所示，一宽的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里．一边长为的正方形导线框位于纸面内，在外力作用下，以垂直于磁场边界的恒定速度通过磁场区域．在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻，取逆时针方向流动的电流为正，水平向右的力为正在如图所示的图线中，能正确反映感应电流i和外力F随时间变化规律的是

A.  B.
C.  D.

8. 发电厂给某工厂的功率限额为500kW，用100kV高压输送，当该工厂由于休假，只使用50kW的电功率时，发电厂和工厂间的高压线路电流为

A.  B. 5A
C. 50A D. 不知电阻，无法求出

9. 如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则
    

A. 用户用电器上交流电的频率是100Hz
B. 发电机输出交流电的电压有效值是500V
C. 输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D. 当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

10. 如图所示，理想变压器MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻和两个小灯泡、，电表为理想电表。最初开关S是断开的，现闭合开关S，则
     

A. 副线圈两端电压变大 B. 灯泡变亮
C. 电流表示数变大 D. 电阻中的电流变小

11. 某小型发电机产生的交变电动势为，对此电动势，下列表述正确的有

A. 最大值是 B. 频率是100Hz
C. 有效值是 D. 周期是

12. 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知
     

A. 该交流电的电压瞬时值的表达式为
B. 该交流电的频率为25Hz
C. 该交流电的电压的有效值为
D. 若将该交流电压加在阻值为的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W

13. 用一根横截面积为S、电阻率为的硬质导线做成一个半径为r的圆环，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的左侧存在一个匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化率则

A. 圆环中产生逆时针方向的感应电流
B. 圆环具有扩张的趋势
C. B环中感应电流的大小为
D. 图中a、b两点间的电势差大小为

14. 如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输
    出功率分别为和设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有

A. 减小，变大 B. 不变，变小
C. 变小，变小 D. 变大，变大

15. 如图所示，理想变压器的三只线圈匝数之比：：：5：1，图中灯泡L的规格为“50V，25W”，电阻R的阻值是，若灯泡L正常发光，据此可知

A. 变压器线圈a、b两端输入的交流电压为100V
B. 电流表读数为5A
C. 内电阻R产生的热量为
D. 变压器输入电流为

16. 某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为______若将此电压加在的电容器上，则电容器的耐压值不应小于______V；若将该电压加在一阻值为的电阻器上，该电阻器正好正常工作，为了避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于______
17. 如图所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机的电阻为R，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若变压器的输入功率为P，电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电流表的读数应等于______。
18. 如图，理想变压器原线圈与一个10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为，正常发光时电阻为，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为，试计算：
    原、副线圈的匝数比．
    流过灯泡b的电流．

19. 一台微波炉说明书所列的部分技术参数如表，请回答：

这台微波炉使用的是哪一种电源？
这台微波炉输入电流的有效值是多大？输入电流的峰值是多大？






 

20. 如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．一个电阻是、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为不计导轨电阻，求：
    从到时间内电阻R产生的热量；
    从到时间内外力F所做的功．
    
    
    
    
    
    
     
21. 如图所示，ef、gh为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距为，导轨左端连接一个的电阻，一根电阻为的金属棒cd垂直地放置导轨上，与导轨接触良好，导轨的电阻不计，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上．现对金属棒施加4N的水平向右的拉力F，使帮从静止开始向右运动，试解答以下问题：
    金属棒达到的最大速度v是多少？
    金属棒达到最大速度后，R上的发热功率为多大？

22. 如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比，交流电源电压，F为熔断电流为的保险丝，负载为一可变电阻。

当电阻时，保险丝能否被熔断？

要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？变压器输出的电功率不能超过多少？

答案和解析

1.【答案】CD
 

【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CD均为交流；
B中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变；故AB不是交流电；
故选：
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．
 

2.【答案】C
 

【解析】解：A、电流方向随着时间周期性变化的电流就是交流电，故图甲、图乙均表示交流电，故A正确；
B、图中电压的最大值为20V，频率为，故表达式为：，故B正确；
CD、图乙所示电压的最大值为20V，根据有效值的定义，有：，解得：，故C错误，D正确；
本题选错误的，
故选：C。
根据交流电和直流电的定义判断该电流的性质；根据瞬时值表达式的书写方法求解瞬时值表达式；根据求交流电的有效值的计算方法进行求解。
本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解，掌握最大值和有效值的关系。
 

3.【答案】C
 

【解析】解：据题，保持电源电压一定，当交流电的频率增加时，电阻R不变，所以不变，
电感L的感抗增大，支路电流减小，定值电阻电压减小，所以增大，
电容C的容抗减小，支路电流增加，定值电阻电压增大，所以减小。故ABD错误，C正确。
故选：C。
当交流电的频率增大时，感抗增大，容抗减小，电阻R不变，分析电流表示数的变化，从而即可求解。
本题考查对电容、电感对交变电流影响的理解和识记能力，注意题目中频率如何变化是解题的关注点。
 

4.【答案】B
 

【解析】解：A、由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。时，线框产生的感应电动势最大，所以此时磁通量的变化率是最大，故A错误；
B、时，线框产生的感应电动势为0，此时磁通量的变化率为0，穿过线框的磁通量最大，与中性面重合，故B正确；
C、该线框产生的是正弦式的交变电动势，其峰值为311V，有效值为：，故C错误；
D、由乙图可知，该交变电动势的周期为，所以其频率为：，故D错误。
故选：B。
根据法拉第电磁感应定律，结合该时刻电动势的大小判断磁通量的变化情况；根据中性面的特点，结合此时电动势的大小判断线框所处的位置；对于正弦式交变电动势，有效值等于峰值除以；结合图象，读出周期，根据频率与周期的关系，计算出该交变电动势的频率。
本题考查正弦式交变电动势的产生，牢记其产生原理，并掌握峰值、有效值、周期、频率等相关数据的计算。
 

5.【答案】C
 

【解析】解：A、转过的过程中，磁通量变小，产生的感应磁场的方向与原磁场方向相同，根据右手定则可知，电流方向为adcb，故A错误；
B、线圈中产生感应电动势最大值，感应电动势有效值则电流的有效值为，故B错误；
C、由，，得到电量，故C正确。
线框转一周的过程中，产生的热量，故D错误；
故选：C。
由题可知，线圈中产生正弦式电流。感应电动势最大值，由及欧姆定律求解电流的有效值。根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求出电量。根据求解线框转一周的过程中，产生的热量。
对于交变电流，直流电路的规律同样适用，明确产生的热量需要利用交流电的有效值，通过的电荷量用交流电的平均值计算。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：由题意可知，当条形磁铁下落时，导致绝缘铜圆环磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍磁铁的运动，
根据牛顿第二定律可知，安培阻力越来越大时，竖直向下的加速度将减小，但速度仍在增大，当安培阻力等于重力时，合外力为零，加速度也为零，速度达到最大；
故C正确，ABD错误；
故选：C。
因条形磁铁的运动，导致绝缘铜圆环的磁通量变化，从而产生感应电流，阻碍条形磁铁的运动，当阻力等于其重力时，速度达到最大，即可求解．
考查安培阻力的由来，掌握牛顿第二定律的应用，注意联系已知的题型：下落的雨滴，受到的阻力，最后也达到最大速度．
 

7.【答案】A
 

【解析】解：线框进入磁场过程，所用的时间：，根据楞次定律判断可知感应电流方向是逆时针方向，为正值，感应电流大小，保持不变。
根据平衡条件可知，外力与安培力大小相等，方向相反，由，则知外力大小不变；
由左手定则判断可知，线框所受的安培力向左，则外力水平向右，为正值；
线框完全在磁场中运动过程，磁通量不变，没有感应电流产生，经历时间。外力为0。
线框穿出磁场过程进入磁场过程，线框与进入磁场的过程感应电流大小相等，方向相反，所用时间相等，也为1s，感应电流方向是顺时针方向，是负值。同理可知，外力大小不变，方向向右，为正值。故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据楞次定律判断感应电流的方向，由左手定则判断安培力方向，由平衡条件分析外力的方向．由感应电动势公式和欧姆定律分别研究各段感应电流的大小，再选择图象．
本题分三个过程分别研究感应电流和安培力的大小和方向，是电磁感应中常见的图象问题．关键还是掌握电磁感应的基本知识，比如右手定则、楞次定律、法拉第电磁感应定律等等．
 

8.【答案】A
 

【解析】解：根据知，输电线上的电流，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据，结合输出功率和输送电压求出输电线上的电流大小．
解决本题的关键知道输出功率和输出电压、电流的关系，即
 

9.【答案】D
 

【解析】

【分析】
根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等，同时由变压器电压与匝数成正比，电流与匝数成反比。
本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式。

【解答】
A、由图可知发电机的输出电压随时间变化的关系，，故，故A错误；
B、由图象可知交流的最大值为，因此其有效值为，故B错误；
C、输电线的电流由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比无关，故C错误；
D、当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小，降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减小，输电线上损失的功率减小，故D正确；
故选：D。  

10.【答案】C
 

【解析】

【分析】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可。
本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。
【解答】
A.由于输入的电压的大小和变压器的匝数比不变，所以变压器的输出电压始终不变，故A错误；
当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，所以电阻中电流变大，其消耗的电压变大，由于输出的电压不变，所以灯泡的电压减小，故灯泡变暗，故DB错误；
C.当S接通后，电路的总电阻减小，总电流变大，而变压器的匝数比不变，所以原线圈中的电流增大，故C正确。
故选C。  

11.【答案】CD
 

【解析】解：由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值为50V，有效值为，
周期为，频率为，故CD正确，AB错误。
故选：CD。
由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值、角速度，从而计算出有效值、周期和频率．
本题考查了对正弦交流电的瞬时值表达式的理解，难度不大．
 

12.【答案】BD
 

【解析】解：A、由图可知，，故，，
所以其表达式为，故A错误，B正确；
C、由图象可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为：，
所以R消耗的功率为：，故C错误，D正确；
故选：BD。
根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等．
本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式．
 

13.【答案】BD
 

【解析】解：A、磁通量向里减小，由楞次定律“增反减同”可知，线圈中的感应电流方向为顺时针，故A错误；
B、由楞次定律的“来拒去留”可知，为了阻碍磁通量的减小，线圈有扩张的趋势；故B正确；
C、由法拉第电磁感应定律可知，，感应电流，故C错误；
D、由闭合电路欧姆定律可知，ab两点间的电势差为，故D正确；
故选：
由题意可知，磁通量减小，由楞次定律可判断感应电流的方向；由法拉第电磁感应定律可得出感应电动势；由闭合电路的欧姆定律可得出ab间的电势差．
本题应注意ab两点的电势差为电源的路端电压，故应为不在磁场中的部分两端的电压，同时注意明确k为负值说明磁场在减少．
 

14.【答案】BD
 

【解析】

【分析】
通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中，提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率。
理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象。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。
【解答】
要使用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则也会变大；由于的输入电压一定时，也不变，则必须变大，线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以变小，变小，故A错误、B正确；
用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则也会变大；由于的输入电压一定时，也不变，则必须变大，因变压器输出功率决定了输入功率，故输入功率增大；故C错误，D正确。
故选BD。  

15.【答案】AD
 

【解析】解：A、原副线圈电压比值与匝数成正比，则，其中，解得：，故A正确；
B、原副线圈电压比值与匝数成正比，则，解得，故电流表的示数为：，故B错误；
C、内电阻R产生的热量为：，故C错误；
D、理想变压器输入功率等于输出功率，则有：，解得：，故D正确。
故选：AD。
理想变压器原副线圈电压之比与匝数成正比，即可求得原线圈中的电压和副线圈中的电压，理想变压器输入功率等于输出功率，求得原线圈中的电流。
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等。如果一个原线圈对应多个副线圈的情况下，电流之比不等于匝数的反比。
 

16.【答案】
 

【解析】解：从图象可以看出，该电压为余弦式交变电压，周期为，频率为50Hz；电压的最大值为200V，则电容器的耐压不应小于200V；
电压有效值为：；
将该电压加在一阻值为的纯电阻用电器，用电器恰能正常工作，则该用电器的额定电流为：
；
故答案为：50，200，
根据图象可知交流电的电压最大值以及周期，然后进一步可求出电压的有效值和频率，最后求解电功率．
本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角频率等物理量，知道有效值是根据电流的热效应定义的．
 

17.【答案】
 

【解析】解：电动机消耗的功率为线圈内阻消耗的功率与输出功率之和，则有：，所以。
故答案为：。
理想变压器的输入功率与输出功率相等，而副线圈与电动机相连，则电动机的输出功率与电动机线圈的内阻消耗功率之和为副线圈的输出功率．
本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等，知道电动机内有线圈则属于非纯电阻电路，所以电动机的输入功率等于电动机的线圈消耗功率与电动机的输出功率．
 

18.【答案】解：因a正常发光，根据公式，得，
副线圈电压 ，
故；
 正常发光时，根据公式得，
    因b灯与a 灯并联，则
  根据公式得 
副线圈总电流，
   又因b灯与a 灯并联副线圈总电流
   故流过灯泡b的电流
答：原、副线圈的匝数比是
流过灯泡b的电流是
 

【解析】由a灯正常发光可求出副线圈的电压，由可求原、副线圈的匝数比；
 a 灯泡正常发光时可由额定功率和电阻求出a灯泡电压、电流；
根据公式可计算出副线圈的，再根据并联电路特点，求出流过灯泡b的电流
合理选择功率计算公式，联系理想变压器的匝数比与电流比、电压比关系，可快速求解．
 

19.【答案】解：这台微波炉使用的是有效值为220V，频率为50Hz的正弦交流电源。
由表格知：微波炉的输入功率为，电压，则
由得：输入电流的有效值；
输入电流的峰值是。
答：这台微波炉使用的是有效值为220V，频率为50Hz的正弦交流电源；
这台微波炉输入电流的有效值是，输入电流的峰值是。
 

【解析】微波炉使用的是交流电源。
由表格读出微波炉的输入功率和电压，由公式求出输入电流的有效值，再根据求输入电流的峰值。
本题考查了交流电峰值、频率、有效值等参数的计算和电功率公式的应用。
 

20.【答案】解：从开始运动，棒ab产生的感应电动势为：
，是正弦式交变电流，
感应电动势最大值为：，
其有效值为：，
感应电流的有效值：，
从到时间内电阻R产生的热量：，
解得：；
从到时间内，根据动能定理得：，
联立得：；
答：从到时间内电阻R产生的热量为；
从到时间内外力F所做的功为
 

【解析】根据感应电动势公式求得感应电动势瞬时值表达式，棒中产生正弦式电流，根据电动势最大值，求出电动势的有效值，再由欧姆定律求出电流的有效值，即可由焦耳定律求电阻R产生的热量．
根据动能定理研究从到时间内外力F所做的功．其中克服安培力做功大小等于电路中产生的热量．
本题是产生正弦式电流的一种方式，要能够把电磁感应和动能定理结合解决问题．知道正弦交变电流产生热量的求解方式．
 

21.【答案】解：金属棒受到的安培力：
 
当金属棒匀速运动时，速度达到最大，由平衡条件得：
解得：；
金属棒达到最大速度后，电路中电流
R上的发热功率为
答：
金属棒达到的最大速度v是
金属棒达到最大速度后，R上的发热功率为
 

【解析】当金属棒做匀速直线运动时速度达到最大，由平衡条件和安培力与速度的关系式可以求出最大速度．
根据感应电动势公式、欧姆定律和功率公式求解．
本题是电磁感应与力学相结合的一道综合题，应用法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式、平衡条件、功率公式即可正确解题．
 

22.【答案】解：根据电压与匝数成正比知副线圈的电压：
当电阻时，副线圈中电流：
由输入功率等于输出功率知原线圈电流：
故保险丝不会熔断．
设电阻R为r时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即
副线圈知电流：

此时输出功率：
答：当电阻时，保险丝不能被熔断；
要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于，变压器输出的电功率不能超过
 

【解析】本题考查了变压器的变压原理，知道电压、电流与匝数的关系，结合输入功率等于输出功率即可求解．
根据电压之比等于线圈匝数比求出副线圈电压，当可变电阻R的阻值变大时，电流变小，副线圈功率变小，则原线圈功率也变小，根据原线圈电路中电流的最大值求出副线圈电流最大值，进而求出可变电阻R的最小值，可变电阻的耗电功率是变化的．