新疆阿勒泰二中2022学年高二物理下学期4月月考试题（b卷）（含解析）新人教版

2022-2022学年新疆阿勒泰二中高二（下）月考物理试卷（B卷）（4月份）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．第6、8题为多选，其余为单选）1．（4分）（2022•山东校级模拟）下列关于感应电动势大小的说法，正确的是（　　）　A．线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大　B．线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大　C．线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大　D．线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大考点：磁感应强度．版权所有分析：穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势，当电路闭合时，电路中有感应电流出现．由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势的大小由磁通量的变化率决定．解答：解：A、线圈中磁通量变化大，但磁通量变化率不一定越大，所以产生的感应电动势也不一定越大，故A错误；B、线圈中磁通量大，但磁通量变化率不一定越大，所以产生的感应电动势也不一定越大，故B错误；C、线圈放在磁感应强度越强的地方，磁通量虽然较大，但变化率不一定大，所以产生的感应电动势也不一定越大，故C错误；D、线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，故D正确；故选：D点评：考查磁通量，磁通量的变化及磁通量的变化率三者间关系，而感应电动势由磁通量的变化率决定．就像速度、速度的变化及速度的变化率．　2．（4分）（2022秋•赤坎区校级期末）以下各选项中属于交流电的是（　　）　A．B．C．D．考点：交变电流．版权所有专题：应用题．分析：直流电是指电流的方向不发生变化的电流，其大小可以变化，交流电是指电流的方向发生变化的电流，但是它的电流的大小可以不变．解答：解：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是C，故C是交流电，ABD是直流电．故选C．点评：交流电的最大的特点是电流方向在不断的变化，对于其大小是否变化没有要求．　3．（4分）（2022春•阿勒泰市校级月考）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，当线圈平面通过中性面时（　　）-12-\n　A．线圈中产生的感应电流的方向正在发生改变　B．穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最小　C．线圈平面与磁感线方向平行　D．线圈各边都与磁感线垂直，都受安培力作用考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理．版权所有专题：交流电专题．分析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电，中性面时，磁通量最大，电流为零，电流在改变方向．解答：解：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生正弦式交流电，当线圈平面通过中性面时，线圈平面与磁感线垂直，此时磁通量最大，感应电动势为零；电流方向发生改变；磁通量的变化率为零；因电流为零，故安培力为零；故A正确，BCD错误；故选：A．点评：本题关键明确中性面是磁通量最大、感应电动势为零的位置，每次经过中性面，电流方向改变一次．　4．（4分）（2022秋•岳麓区校级期末）在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如图所示电路，其中a、b应选择的元件是（　　）　A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈　B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈　C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈　D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈考点：电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．版权所有分析：本题综合考查电路和交变电流的知识，电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容应较小．电感线圈在该电路中要求做到通低频、阻高频，所以它是一个高频扼流圈，其自感系数应该较小解答：解：根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容较小的电容器；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是高频扼流圈．故选：D点评：根据电感和电容对交流电的作用去判断，首先分清用哪种电器．　5．（4分）（2022春•阿勒泰市校级月考）一个接在交流电路中的理想变压器，它的初级线圈中的交流电和次级线圈中的交流电一定具有相同数值的物理量是（　　）　A．电流强度B．电压C．频率D．功率考点：变压器的构造和原理．版权所有-12-\n专题：交流电专题．分析：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．变压器的工作原理是互感现象，改变的是电压和电流，不变的是频率和电功率．解答：解：A、变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，电流之比等于原副线圈匝数的反比，变压器的工作原理是互感现象，升压就会降低电流，降压就会提高电流，故AB错误；C、变压器不能改变频率和功率，即对于理想变压器的输入功率和输出功率相等，故CD正确；故选：CD．点评：本题关键是明确变压器的工作原理，明确变压器改变的是电压和电流，基础题．　6．（4分）（2022•怀柔区一模）某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）　A．交变电流的频率为0.02Hz　B．交变电流的瞬时表达式为i=5cos50πt（A）　C．在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大　D．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．版权所有专题：交流电专题．分析：根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，即可求得结论．解答：解：A、由图象可知，交流电的周期为20×10﹣3s，所以交流电的频率为f==50Hz，所以A错误；B、根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为i=Acosωt=5cos100πt（A），所以B错误；C、在t=0.01s时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，穿过交流发电机线圈的磁通量最小，所以C错误；D、交流电的有效值为I==A，所以发电机的发热功率为P=I2r=×0.4W=5W，所以D正确．故选D．-12-\n点评：解决本题的关键就是有电流的瞬时值表达式求得原线圈中电流的最大值，进而求得原线圈的电流的有效值的大小．　7．（4分）（2022•连云港二模）如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈电压u=311sin100πt（V），电阻R1=20Ω，R2=24Ω，电流表和电压表为理想电表．下列说法中正确的是（　　）　A．电压表V1的示数约为311VB．电流表A1的示数约为0.20A　C．电压表V2的示数约为44VD．电流表A2的示数约为1.4A考点：变压器的构造和原理．版权所有专题：交流电专题．分析：根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．解答：解：原线圈电压u=311sin100πt（V），可知原线圈的有效电压值为220V，所以电压表V1的示数约为220V，故A错误；根据电压与匝数成正比，由原、副线圈匝数之比为5：1，可知，副线圈的电压有效值为44V．因电阻R1=20Ω，R2=24Ω，所以U2=24V，因此电压表V2的示数约为24V，故C错误；副线圈中电流有效值为I2=，因此原线圈的电流为，所以电流表A2的示数约为1A，电流表A1的示数约为0.20A，故B正确，D错误；故选B．点评：掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决．　8．（4分）（2022秋•三水区校级期末）如图所示匚形线架ABCD上有一根可以无摩擦滑动的导线ab，左侧有通电导线MN，电流方向由N到M，若将线框置于匀强磁场中，则（　　）　A．ab边向右运动时，导线MN与AB边相互吸引　B．ab边向左运动时，导线MN与AB边相互吸引　C．ab边向左运动时，导线MN与AB边相互排斥-12-\n　D．ab边向右运动时，导线MN与AB边相互排斥考点：楞次定律．版权所有分析：根据右手定则判断出AB中的电流的方向，然后结合电流之间的相互作用判定即可．解答：解：A、D、ab边向右运动时，根据右手定则可得，ab中的感应电流的方向从b流向a，AB中的电流从A流向B，方向向下，与大小MN中的电流的方向相反，所以导线MN与AB边相互排斥，故A错误，D正确；B、C、ab边向左运动时，根据右手定则可得，ab中的感应电流的方向从a流向b，AB中的电流从B流向A，方向向下，与大小MN中的电流的方向相反，所以导线MN与AB边相互吸引，故B正确，C错误．故选：BD．点评：本题关键：（1）会根据安培定则判断通电直导线的磁场；（2）会根据左手定则判断安培力方向；（3）会根据安培力公式F=BIL并结合微元法判断安培力的大小．　9．（4分）（2022春•阿勒泰市校级月考）如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现把它们通入完全相同的电阻，则在相同的时间（远大于周期）内，两电阻发热之比等于（　　）　A．B．C．D．考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系．版权所有专题：交流电专题．分析：甲图是正弦交流电，峰值为有效值的倍，乙图是方波交流电，利用热效应求发热之比．解答：解：甲图的有效值为，乙图的有效值为Im，利用电流的热效应：W甲=（）2RT，W乙=Im2RT，所以比值为1：2，C正确．故选：C．点评：本题考查了求解交流电有效值的方法：电流热效应法．注意在不同类型交流电中的不同列式．　-12-\n10．（4分）（2022春•阿勒泰市校级月考）如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知原、副线圈之比a为100：1、b为10：1，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则（　　）　A．a为电流表，b为电压表B．a为电压表，b为电流表　C．电路输送电功率是2200WD．电路电压为220V考点：变压器的构造和原理．版权所有专题：电磁学．分析：理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．变压器的电流比与电压比均是有效值，电表测量值也是有效值．解答：解：A、由图可知：a表是电压表，b表是电流表，故A错误，B正确C、而甲互感器原线圈的匝数比副线圈匝数100：1，由电压表的示数为220V，得原线圈的电压为22000V，而乙互感器原线圈的匝数比副线圈匝数10：1，由电流表的示数为10A，原线圈的电流为1A．所以电线输送功率是2.2×104W，故CD错误．故选：B．点评：理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时变压比与匝数成正比，变流比与匝数成反比　二、填空题（每空3分，共18分）11．（6分）（2022春•蚌埠期中）如图所示的电路，L1和L2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S接通时，　A1　灯最亮；S断开时，　A2　灯先熄灭．考点：自感现象和自感系数．版权所有分析：当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，根据楞次定律分析即可．解答：解：该电路是左右两部分并联后由串联起来．S刚接通时，L2立即发光．L上产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势会阻碍电流增大．使通过线圈L的电流慢慢增大，而R上没有自感现象产生，左右两个电路总电流相等，由两个电路对比可知，此瞬间，通过L1的电流比L2上的电流大．所以S刚刚接通时A1灯最亮；-12-\nS断开时，L和A1构成自感回路，A2不在回路中，所以S断开时，A2立刻熄灭，A1后熄灭．故答案为：A1，A2点评：对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它就是一个普通电阻（若电阻不计则就相当于导线）；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源．　12．（3分）（2022春•富顺县校级期末）某交流发电机正常工作时，电动势E=Emsinωt，当磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的，其它条件不变时，感应电动势的表达式为　e=Emsinωt　．考点：法拉第电磁感应定律．版权所有专题：电磁感应——功能问题．分析：根据交流发电机工作时的电动势最大值表达式，求出磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的时，感应电动势最大值，再写出电动势的表达式．解答：解：交流发电机工作时的电动势最大值表达式Em=NBSω，将磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的时，则角速度ω也变为原来的，因此电动势最大值表达式Em′=N2BS•ω=NBSω=Em，角速度为ω′=ω，则其电动势变为e=Emsinωt．故答案为：点评：本题关键要掌握电动势最大值表达式Em=NBSω．基本题．　13．（6分）（2022春•阿勒泰市校级月考）如图所示的电路中，R=1Ω，B=0.2T，金属杆ab长1.0m、电阻不记，用一力F拉着杆以v=10m/s的速度做匀速运动．导轨光滑，两导轨间的距离为0.5m，其它阻力不计，在拉动过程中导线ab方向为　向上　（向上或向下）R两端间的电势差为　1V　．考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：由右手定则判断出电流方向，由E=BLv求出电动势，由欧姆定律求出R两端电压．解答：解：由右手定则可知，通过ab的电流方向向上；感应电动势为：：E=BLv=0.2×0.5×10=1V，金属杆及导轨电阻不计，R两端电压为：U=E=1V；-12-\n故答案为：向上，1V．点评：本题考查了判断电流方向、求电压，应用右手定则、E=BLv即可正确解题．　14．（3分）（2022秋•船营区校级期末）如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积．当磁感应强度以的变化率均匀变化时，线圈中产生感应电动势的大小为　nL2　．考点：法拉第电磁感应定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：根据题意应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势．解答：解：由题意知，线圈磁通量的变化率=S=•L2；根据法拉第电磁感应定律得感应电动势大小为：E=n=nL2；故答案为：nL2．点评：解决本题的关键掌握法拉第电磁感应定律，准确理解面积S的含义：S是有效面积，即有磁场的面积．　三、解答题（共4小题，满分42分）15．（10分）（2022春•金华期末）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强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=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，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．-12-\n考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．版权所有专题：交流电专题．分析：（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω，根据Φ﹣t图线得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS．从而求出感应电动势的最大值．（2）交流电压表的示数为有效值，求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求出电压表的示数．解答：解：（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Φ﹣t图线可知：Φm=2.0×10﹣2Wb，T=6.28×10﹣2s所以Em=200V．答：交流发电机产生的电动势最大值为200V．（2）电动势的有效值E=Em=100V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=90V=127V．答：电路中交流电压表的示数为127V．点评：解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω，以及知道峰值与有效值的关系．　16．（10分）（2022春•阿勒泰市校级月考）有一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电，已知发电机的输出功率是20kW，端电压为400V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1﹕n2=1﹕5，两变压器之间输电导线的总电阻R=l.0Ω，降压变压器输出电压U4=220V，求：（1）升压变压器的输出电压；（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比n3﹕n4．考点：远距离输电．版权所有专题：交流电专题．分析：（1）根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，求解升压变压器副线圈的端电压；（2）用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率，根据用户得到的功率，由功率公式求出降压变压器副线圈中电流，再由电流与匝数成反比求解降压变压器原、副线圈的匝数比．-12-\n解答：解：（1）因为=，所以U2=U1=2000V（2）P2=P1=20kW．输电线中电流I2==A=10A则P损=I2R=100W降压变压器的输入电压：U3===1990V所以==答：（1）升压变压器的输出电压为2000V；（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比为199：22．点评：对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率．基础题．　17．（10分）（2022春•阿勒泰市校级月考）如图所示，边长为L，电阻为R质量为m的正方形闭合线框从离地面H（H＞2L）高处自由下落，下落过程中线框恰能匀速穿过磁感应强度为B的水平匀强磁场，不计空气阻力．求：（1）线框落地时的速度大小．（2）线框穿过磁场过程中产生的热量．考点：导体切割磁感线时的感应电动势；焦耳定律．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：由能量守恒定律求出线框产生的热量，然后由能量守恒定律求出线框落地时的速度．解答：解：由能量守恒可知，线框匀速穿过匀强磁场的过程中，重力势能的减少量等于线框内能的增加量，即：Q=2mgL，线框从开始下落到落地的整过程中，由能量守恒定律得：mgH=Q+mv2，解得：v=；答：（1）线框落地时的速度大小为：．-12-\n（2）线框穿过磁场过程中产生的热量为2mgL．点评：本题考查了求速度、热量问题，分析清楚线框运动过程、应用能量守恒定律即可正确解题．　18．（12分）（2022春•阿勒泰市校级月考）如图所示，在一个磁感应强度为B的匀强磁场中，有一弯成45°角的金属导轨，且导轨平面垂直磁场方向．一导线MN以速度v从导轨的o点处开始无摩擦地匀速滑动，速率v的方向与ax方向平行，导线和导轨单位长度的电阻为r．（1）写出MN棒和导轨相交的两点间的感应电动势的瞬时表达式．（2）感应电流瞬时大小如何？（3）写出作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式．考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．版权所有专题：电磁感应与电路结合．分析：（1）由匀速运动的位移时间公式x=vt求解经过时间t导线离开o点的长度．MN切割磁感线的有效长度就是与MN与轨道接触的两点间的长度，由几何关系求解．（2）由数学知识求得回路的总长，得到总电阻，可由闭合电路欧姆定律求解感应电流的大小．（3）金属棒匀速运动时，外力的功率等于回路总的电功率，由功率公式P=I2R求解．解答：解：（1）因导线MN匀速运动，则经过时间t导线离开o点的长度是x=vt；MN切割磁感线的有效长度是L=vt•tan45°=vt．t时刻回路中导线MN产生的感应电动势为E=BLv=Bv2t；（2）回路的总电阻为R=（2vt+vt）r则感应电流的大小为I===；（3）由上式分析可知，回路中产生的感应电流不变．金属棒匀速运动时，外力的功率等于回路总的电功率，则外力瞬时功率的表达式为：P=I2R答：（1）感应电动势E=Bv2t；（2）感应电流的大小为；-12-\n（3）此时作用在导线MN上的外力瞬时功率的表达式为P=点评：本题的关键要理解“有效”二字，要注意回路中有效电动势和总电阻都随时间增大，实际感应电流并没有变化．　-12-