《山东省新泰市第二中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省新泰市第二中学2020学年高二物理下学期第一次月考试题（含解析）.doc（15页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、山东省新泰市第二中学2020学年高二下学期第一次月考 物理试题一、单选题（本大题共8小题，共32.0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AB【答案】D【解析】【分析】要解决此题，需要掌握发电机的制作原理，知道发电机是根据电磁感应原理制成的，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关。【详解】转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；转
2、到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，故B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为AB，故D正确；故选D。【点睛】此题主要考查了发电机的工作原理。要知道发电机是根据电磁感应原理制成的。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流放向的变化.2. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图2所示。此线圈与一个R=10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.
3、125sB. 交变电流的频率为8HzC. 交变电流的有效值为AD. 交变电流的最大值为4A【答案】C【解析】试题分析：从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解解：A、由图可知，交流电周期T=0.250s，故A错误；B、交流电周期T=0.250s，交变电流的频率为f=4Hz，故B错误；C、由图可知，交流电的最大电压Um=20V，所以交变电流的最大值为Im=2A，所以交变电流的有效值为I=A，故C正确，D错误；故选：C【点评】本题考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解【此处有视频，请去附件查看
4、】3.如图所示表示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，求该交流电的有效值（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】设电流的有效值为I取一个周期时间，由电流的热效应得：，其中，联立以上解得：，故C正确，ABD错误。点睛：求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。4.如图里所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，R1=R2=R3=10，C为电容器.已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则A. 副线腐输出的交流电的频率为10HzB. 原线圈输入电压的最
5、大值为C. 电阻R3的电功率为20WD. 通过R2的电流始终为零【答案】C【解析】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=0.02s、频率为f=50Hz，故A错误。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im=2A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um=20V，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100V，故B错误；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R3的电压有效值为：，则电阻R3的电功率为，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，故D错误；故选C。5.如图所示，一交流发电机的矩形线圈匝数为n=10，其电阻
6、r=2，面积S=0.2m2，在磁感应强度B=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=10rad/s的角速度匀速转动，向R=18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40VC. 线圈开始转动时流过电阻R的瞬时电流大小为D. 电阻R上消耗的电功率为9W【答案】D【解析】【详解】A、线圈始终有一半在磁场中转动切割磁场线产生感应电动势，由于是从中性面开始，故产生的感应电动势时正弦函数，故A错误；B、线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值，故B错误；C、产生的感应电动势的瞬时值e=20sin10tV，
7、故圈开始转动s时产生的感应电动势e=10V，形成的感应电流瞬时值 ，故C错误；D、线圈内产生的感应电流的有效值，故电阻R上消耗的电功率为，故D正确。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=Umsin1t,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=Umsin2t,2=21.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【答案】B【解析】【分析】当交
8、变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此A变亮，B变暗又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故C灯亮度不变【详解】由公式2f=知，后来交流电的频率变大，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，对电阻没影响，所以A1示数将增大，A2数将减小，A3示数不变，所以选项B正确，ACD错误。故选B。【点睛】此题考查电容、电感对交变电流的影响，也就是容抗、感抗与交变电流的关系当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小7.一个匝数为100匝，电阻为0.5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()
9、A. 40 AB. 2.0 AC. 2 AD. 0.01 A【答案】C【解析】【分析】根据每段时间内磁通量的变化率求出每段时间内的感应电动势，结合热量的公式求出在一个周期内产生的热量。抓住交流电和直流电在相同时间内、通过相同电阻，产生相同的热量，求出电流的有效值。【详解】0-0.5s内磁通量变化率为：K=Wb/s=0.02Wb/s，则感应电动势 ；则感应电流；在0.5s-1s内磁通量不变，感应电流为零；设有效值为I，则 ，即 ，解得I=2A；故选C.【点睛】求解电流有效值时抓住三个相同，即相同时间，相同电阻，产生相同热量。8. 以往，已知材料的折射率都为正值（n0）。现已有针对某些电磁波设计制
10、作的人工材料，其折射率可以为负值（n0），称为负折射率材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sini/sinr=n，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n=1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是【答案】B【解析】试题分析：根据题目所给负折射率的意义，折射角和入射角应该在法线的一侧，A、D错误；该材料的折射率等于1，说明折射角和入射角相等，B正确，C错误。考点：考查了折射率的意义【此处有视频，请去附件查看】二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）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
11、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VB. 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【答案】ABD【解析】可根据理想变压器的原副线圈的功率相等，且电压与匝数成正比，即可求解电压关系，电流变化情况，再由二极管的单向导电性，根据副线圈的电压与时间变化规律，从而可求得结果A、根据理想变压器原副线圈的电压与匝数成正比，即有：Uab：U2=
12、n1：n2得：副线圈两端的电压为，设用电压表测得R两端电压为U，则：，解得，故A正确B、增大负载电阻的阻值R，副线圈两端的电压不变，其电流将减小，则电流表的读数也变小故B正确C、负载电阻的阻值不影响原、副线圈两端的电压，则负载电阻的阻值增大，cd间的电压Ucd不变故C错误D、将二极管用导线短路，由二极管的单向导电性可知副线圈的电流将加倍，则电流表的读数加倍，故D正确故选：ABD10.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的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度匀速转动，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
13、定电压为U电阻为的灯泡，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D. 变压器原线圈两端电压最大值为【答案】AC【解析】根据，则 ，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，选项A正确；周期，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，则初级电流为，初级电流最大值为，则线框中产生的感应电流表达式为 ，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 ，选项D错误；故选AC.11.如图甲所示的电路，理想变压器原、副线圈的匝数比为
14、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变电源时，电路正常工作。现将电源换成图丙所示的交变电源，则更换电源前后A. 电流表A1、A2的示数之比均为n2：n1B. 电压表V1、V2的示数之比均为n1：n2C. 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【答案】BD【解析】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可知，电压表V1、V2的示数之比均为n1：n2，选项B正确；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
15、数不变，V2的示数也不变，选项C错误；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；故选BD.12.如图152所示为一直角棱镜的横截面，bac90，abc60。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，若不考虑入射光线在bc面上的反射光，则有光线()图152A. 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【答案】BD【解析】由得，得到全反射临界角射到光线ac面的光线，入射角等于30，小于临界角C，不发生全反射，则ac面上有光射出，也有反射，此反射光射到ab面上时入射角为60，发生全反射，而不
16、能从ab面射出如图，射到光线bc面的光线，入射角i=0，则光线从bc面垂直射出，AC错误BD正确【此处有视频，请去附件查看】三、实验题探究题（本大题共1小题，共6.0分）13.某同学测量玻璃破的折射率，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，在直尺观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00cm，AB的间距为5.77cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1=10.00cm，取玻璃砖厚度d2=5.00cm。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
17、108m/s，tan30=0.577)。【答案】 (1). (2). 2.12108【解析】作出光路图如图所示根据几何知识可知：i=45，DE=AB=5.77cm且有：，则得 r=30所以玻璃的折射率光在玻璃中传播速度 四、计算题（本大题共4小题，共46.0分）14. 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=10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90 ，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随时间t按图（乙）所示正弦规律变化求：（1）交流发
18、电机产生的电动势最大值；（2）电路中交流电压表的示数。【答案】(1) (2)【解析】试题分析：（1）根据求的最大值；（2）电压表测量的为有效值，根据闭合电路的欧姆定律求电压表的示数.（1）线圈转动的角速度为：产生的最大感应电动势为：（2）产生的感应电动势的有效值为：根据闭合电路的欧姆定律得：电压表的示数为15.如图所示，矩形线圈abcd在磁感应强度B=2T的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，线圈共10匝，电阻，ab0.3 m，bc0.6 m，负载电阻。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上电量(设线
19、圈从垂直中性面开始转动)。【答案】(1)e113.04cos 10t V；(2)5.76 J；(3)0.072 C ；【解析】试题分析：（1）电动势的最大值为EmnBS102030610V11304V故瞬时值表达式为eEmcost11304cos10tV（2）电流的有效值I16A所以005 s内R上产生的热量QI2Rt576J（3）平均感应电动势为：72V平均感应电流为：144A所以通过电阻R的电荷量为：0072C。考点：考查了交流电的产生16.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是半径的四分之一圆，圆心为O；光线从AB面上的M点入射，入射角=30，光进入棱镜后恰好在BC面
20、上的O点发生全反射，然后由CD面射出。已知OB段的长度L=0.6m，真空中的光速c=3108m/s。求：透明材料的折射率；该光在透明材料内传播的时间。【答案】（1） （2）【解析】设光线在AB面折射角为r，光路如图所示。根据折射定律得，设棱镜的全反射临界角为，由题意，光线在BC面恰好发生全反射，得到；由几何知识可知，；联立以上各式解得；光在棱镜中的传播速度；由几何知识得；该光在透明材料内传播的时间【点睛】解决光学问题的关键要掌握全反射的条件、折射定律、临界角公式、光速公式，运用几何知识结合解决这类问题17. 如图，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（i）两个光斑的间距d；（ii）两个光斑出现的时间差t。【答案】（i）；（ii）【解析】作出如图光路，根据折射定律有 由式得（ii）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 光在玻璃中速度 由式得