高二12月19日周考物理试卷一、单选题(本大题共10小题，共40.0分)1.如图所示，光滑固定导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（）A.P、Q将互相靠拢B.P、Q将互相远离C.磁铁的加速度一定大于gD.磁铁下落过程机械能守恒2.如图所示，在一有界匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落加速穿过磁场的过程中（）A.进入磁场时加速度小于g，离开磁场时加速度可能大于g，也可能小于gB.进入磁场时加速度大于g，离开时小于gC.进入磁场和离开磁场，加速度都大于gD.进入磁场和离开磁场，加速度都小于g3.关于感应电动势的大小，下列说法中正确的是（）A.磁通量越大，感应电动势一定越大B.磁通量减小，感应动势一定减小C.磁通量变化越快，感应电动势一定越大D.磁通量变化越大，感应电动势一定越大4.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡．接入交流电源后，三盏灯亮度相同．若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（）A.与电容器C连接的灯泡L2将变暗B.与线圈L连接的灯泡L1将变暗C.与电阻R连接的灯泡L3将变暗D.三盏灯泡的亮度都不会改变5.如图所示，ab是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形线框，当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，从图示看，线框ab将（）A.保持静止不动B.逆时针转动C.顺时针转动D.发生转动，但因电源极性不明，无法确定转动方向6.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220sin100πt V，下列说法正确的是（）A.交流电的频率是100πH zB.t=0.05s时，e有最大值C.交流电的周期是0.2sD.t=0时，线圈位于中性面7.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，则（）A.在A和C时刻线圈平面和磁场垂直B.在B和D时刻线圈中的磁通量为零C.从A到B时刻线圈转动的角度为πradD.该交变电流在1.0s时间内方向会改变100次8.用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则（）A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1：2D.负载电流的函数表达式i=0.05sin（1OOπt+）A9.交流发电机在工作时电动势为e=E m sinωt，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（）A.e′=E m sinωtB.e′=2E m sinωtC.e′=E m sin2ωtD.e′=sin2ωt10.三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是（）A.在相同时间内三个电阻发热量相等B.在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C.在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的D.在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小二、多选题(本大题共4小题，共20分)11.如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图中曲线a、b所示，则（）A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2C.曲线a表示的交变电动势频率为25 H zD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V12.一小水电站，输出的电功率为P0=20k W，输出电压U0=400V，经理想升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，输电线总电阻为r=10Ω，最后经理想降压变压器T2降为220V向用户供电．下列说法正确的是（）A.变压器T1的匝数比n1：n2=1：5B.输电线上的电流为50AC.输电线上损失的电功率为25k WD.变压器T2的匝数比n3：n4=95：1113.某电站用11k V交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R，现若用变压器将电压升高到330k V送电，下面选项正确的是（）A.因I=，所以输电上的电流增为原来的30倍B.因为I=，所以输电线上的电流减为原来的C.因P=，所以输电线上损失的功率为原来的900倍D.若要使输电线上损失功率不变，可将输电线的半径减为原来的14.如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D．二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大．下列说法正确的是（）A.交流电流表的示数I=NBSB.一个周期内通过R的电荷量q=C.R两端电压的有效值U=NBSD.图示位置电流表的示数为0三、实验题探究题(本大题共1小题，共7分)15.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置（1）将图中所缺导线连接完整．（2）电路连接正确后（线圈A在线圈B中），闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，若将滑动变阻器滑片迅速向右移动，电流计指针 ______ ．（“向右偏”或“向左偏”）将线圈A迅速拨出线圈B时，电流计指针 ______ （“向右偏”或“向左偏”）．四、计算题(本大题共3小题，共33分)16.如图所示，两根足够长固定平行金属导轨位于倾角θ=30°的斜面上，导轨上、下端各接有阻值R=20Ω的电阻，导轨电阻忽略不计，导轨宽度L=2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T．质量m=0.1kg、连入电路的电阻r=10Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，当金属棒ab下滑高度h=3m时，速度恰好达到最大值v=2m/s．金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨良好接触g取10m/s2．求：（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量．（2）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量．17.如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，边长ab=20cm，ad=25cm，放在磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0，线圈平面与磁感线平行，ab边正好转出纸外､cd边转入纸里．（1）在图中标出t=0时感应电流的方向；（2）写出线圈感应电动势的瞬时表达式；（3）线圈转一圈外力做功多大？18.发电机的端电压为220V，输出电功率为44k W，输电线路的电阻为0.2Ω，先用初、次级匝数之比为1：10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10：1的降压变压器降压供给用户．（1）画出全过程的线路图；（2）求用户得到的电压和功率；（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压．高二12月19日周考物理试卷答案和解析【答案】1.A2.D3.C4.B5.C6.D7.D8.A9.C 10.C 11.ABC 12.AD 13.BD 14 .AB15.向右偏；向左偏16.解：（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中，金属棒ab机械能的减少量①（2）速度最大时，金属棒ab产生的电动势e=BL v②产生的感应电流I=③此时棒所受的安培力F=BIL ④由平衡条件得，摩擦力f=mgsin30°-F ⑤由能量守恒得，损失的机械能等于金属棒ab克服摩擦力做功和产生的电热之和电热Q=△E-⑥上端电阻R中产生的热量Q R=⑦联立①②③④⑤⑥⑦式得：Q R=0.55J ⑧答：（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量为2.8J．（2）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中导轨上端电阻R中产生的热量为0.55J．17.解：（1）根据右手定则得出感应电流的方向是adcb，如图：（2）n=3000r/min的转速匀速转动，所以线圈的角速度ω=100πrad/s感应电动势的最大值为：E m=n BSω=314V所以感应电动势的瞬时值表达式为e=n BωS cosωt=314cos100πt（V）（3）电动势有效值为E=电流I=线圈转一圈外力做功等于电功的大小，即W=I2（R+r）T=98.6J；答：（1）如图所示；（2）线圈感应电动势的瞬时表达式e=314cos100πt（V）；（3）线圈转一圈外力做功98.6 J．18.解：（1）全过程的线路示意图如图所示：（2）根据=，解得升压变压器的输出电压为：U2=220×10V=2200V则输电线上的电流为：I2==A=20A，损失的功率为：P损=I22R=400×0.2W=80W．输电线上损失的电压为：△U=I2R=20×0.2V=4V则降压变压器输入电压为：U3=U2-△U=2200-4V=2196V根据=，得用户得到的电压为：U4==219.6V用户得到的功率为：P′=P-P损=44000-80=43920W=43.92KW．（3）若不经过变压而直接送到用户，电流为：I===200A用户得到的功率：P′=P-I2r=44000-2002×0.2=36000W=36KW用户得到的电压为：U′=U-I r=220-200×0.2=180V答：（1）画出全过程的线路图，如图所示；（2）用户得到的电压为219.6V，功率为43.92KW；（3）若不经过变压而直接送到用户，用户得到的功率为36KW，电压为180V．【解析】1. 解：A、B当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知，P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用．故A正确，B 错误．C、由于磁铁受到向上的安培力作用，所以合力小于重力，磁铁的加速度一定小于g．故C错误；D、下落过程机械能守恒，受到安培阻力，导致机械能不守恒，故D错误．故选：A．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，分析导体的运动情况．本题直接用楞次定律判断电磁感应现象中导体的运动方向，抓住导体总是反抗原磁通量的变化是关键．楞次定律的另一结论：增反减同．2. 解：设闭合线圈在磁场中受到的安培力大小为FA、进入磁场时，若F＜mg，由牛顿第二定律，得mg-F=ma，因F＜mg，则a＜g；离开磁场时，线圈速度增大，安培力F增大，但加速运动，若F＜mg，则a＜g，即离开磁场时加速度不可能大于g．故A错误．B、C根据A项中分析，进入磁场时加速度都小于g．故B、C均错误．D、加速穿过磁场，感应电流产生的安培力：F＜mg，mg-F=ma，所以a＜g．故D正确故选：D闭合线圈从上方下落加速穿过磁场，重力大于安培力．离开磁场时，速度增大，安培力增大．用安培力和牛顿第二定律分析解决问题．本题关键在于审题要清楚，把握加速穿过磁场这个条件，再运用牛顿定律分析．3. 解：A、磁通量越大，磁通量的变化率不一定越大，感应电动势不一定越大．故A错误．B、磁通量减小，磁通量变化率可能增大，可能不变，也可能减小，则感应动势可能增大，可能不变，也可能减小．故B错误．C、磁通量变化越快，磁通量变化率越大，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势一定越大．故C正确．D、磁通量变化越大，而变化的时间不确定，则磁通量的变化率不一定越大，感应电动势不一定越大．故D错误．故选C根据法拉第电磁感应定律可知，闭合电路中产生的感应电动势的大小与穿过电路的磁通量的变化率成正比，磁通量的变化率反映磁通量变化的快慢，磁通量变化越快，磁通量变化率越大．本题要紧扣法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决磁通量的变化率，而与磁通量、磁通量的变化量的关系不确定．4. 解：因接入交流电后，三盏灯亮度相同，又因电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比，故当交流电频率增大时，电感线圈L的阻碍作用增大，电容对交流电的阻碍作用变小，电阻R的阻碍作用不变，故与L相连的灯泡L1将变暗，与电容C连接的灯泡L2变亮，与R相连接的灯泡L3亮度不变，故B项正确，A、C、D三项错误．故选：B．电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比．记住电感线圈是通低频阻高频，电容是通交流，隔直流，即可解决此类题目．5. 解：当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，引起线圈电流减小，通电螺旋管穿过线框的磁场强度减小，引起闭合矩形线框的磁通量减小，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．线框所在位置的磁场方向大致是水平的，要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，所以线框顺时针转动．故选C．楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．当滑动变阻器的滑片P自左向右滑动时，引起线圈电流的变化，使得通电螺旋管的磁场强度发生变化，引起闭合矩形线框的磁通量发生改变．解决本题的关键掌握楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化．6. 解：A、产生的感应电动势e=220sin100πt V，交流电的频率是f==50H z，故A错误；B、t=0.05 s时，e=0，故B错误；C、交流电的周期T==0.02s，故C错误；D、当t=0时e=0，此时线圈处在中性面上，故D正确．故选：D．根据交流电的表达式，可以知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等．对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义．7. 解：A、AC两点的电流达最大值，故此时线圈和磁场平行；故A错误；B、BD时刻电流为零；此时线圈处于中性面上；故磁通量最大；故B错误；C、AB过程线圈转过了四分之一周期；故为；故C错误；D、该交变电流在1.0s时间有50个周期；一个周期内电流改变两次；故1s内方向会改变100次；故D正确；故选：D．明确交流电的产生过程，明确线圈平面与磁场之间的对应关系；注意图象与线圈转动之间的规律．本题考查正弦交变电流产生过程中磁通量与感应电流、感应电动势及位置之间的关系，基本题．8. 解：A、负载的功率P=UI=110×≈3.9W，输入功率等于输出功率，A正确；B、输出电压的最大值是110V，B错误；C、变压器原、副线圈匝数比等于电压之比220：110=2：1，C错误；D、负载电流的函数表达式i=0.05sinl OOπt，D错误；故选A根据图象知道负载电阻中电流的峰值和有效值，周期和角速度，根据输入功率等于输出功率，匝数之比等于电压之比分析各项．本题考查了交流电瞬时值表达式的物理意义和变压器的工作原理，难度中等．9. 解：发电机的速度提高一倍，则角速度增大为原来的2倍，根据E m=NBSω知，将发电机的速度提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，则电动势的峰值不变．其表达式变为：e′=E m sin2ωt．故C正确，ABD错误；故选：C．根据E m=NBSω判断峰值的变化，从而得出电动势的表达式．解决本题的关键掌握正弦式交流电峰值的表达式，知道影响峰值的因素．10. 解：甲的有效值为：I=，由Q=I2R t可知一个周期内甲的发热量为：Q1=．乙前后半个周期电流大小相等，故其发热量为：Q2=I02RT．丙只有前半个周期有电流，故其发热量为：Q3=I02R×T=．故可知在相同时间内，甲丙发热量相等，是乙发热量的，故C正确．故选：C．交流电的发热量要以有效值来计算，有效与峰值的关系是I=，之后依据Q=I2R t可比较三个变化电流在相同时间内产生的热量，时间可取一个周期．本题关键要知道交流电求电热要用有效值，掌握有效与峰值的关系I=；对矩形电流或锯齿形电流，应该分段计算电热．在比较电热的时候时间最小要取一个周期，且最好是以一个周期来比较，时间取太长也没用（超过一个周期，也应该是周期的整数倍）．11. 解：A、在t=0时刻，感应电动势为零，此时线圈一定处在中性面上；故A正确；B、由图可知，a的周期为4×10-2s；b的周期为6×10-2s，则由n=可知，转速与周期成反比，故转速之比为：3：2；故B正确；C、曲线a的交变电流的频率f==25H z；故C正确；D、曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据E m=n BSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为U=；故D错误；故选：ABC．根据图象可分别求出两个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．12. 解：A、升压变压器T1的输出电压等于2000V，而输入电压为400V，由电压之比等于匝数之比，则有变压器T1的匝数比n1：n2=1：5，选项A正确；B、输出的电功率为P0=20k W，而升压变压器T1变为2000V电压远距离输送，所以根据I=，可知输电线上的电流为I=，所以选项B错误；C、根据P损=I2R=102×10W=1000W，所以选项C错误；D、降压变压器T2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为U′=2000V-10×10V=1900V；根据，则有变压器T2的匝数比n3：n4=1900：220=95：11，所以选项D正确．故选：AD．根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．掌握住理想变压器的电压与匝数之间的关系，理解导线上损失的电压与导线两端输送的电压区别，掌握理想变压器的输入与输出功率不变的关系即可解决本题．13. 解：A、根据P=UI得，I=．输送功率一定，输送电压变为原来的30倍，则输送电流变为原来的，故A错误，B正确；C、电流减小到倍，根据P损=I2R，可知，电线上损失的功率为原来的倍，故C错误；D、输送电流变为原来的．根据P损=I2R得，要使输电线上的功率不变，电阻变为原来的900倍，根据R==，直径变为原来的．故D正确．故选：BD．输送的功率一定，根据P=UI和P损=I2R可知高压输电过程中，输电线上的电流、损失功率变化情况．解决本题的关键知道输送功率与输送电压和电流的关系，结合P损=I2R判断功率损失．14. 解：A、矩形闭合导线框在磁场中转动，产生的交流电的电压最大值为：E m=NB sω二极管具有单向导电性，一个周期中只有一半时间电路中有电流，根据电流的热效应得：=•T解得：U=I==电流表的示数为有效值，所以电流表的示数为，故A正确，C错误；B、一个周期中只有一半时间电路中有电流，由=N，I=，q=I t得到电量为：q=2，故B正确；D、电流表显示的是有效值，不会随瞬时值的变化而变化；故D错误；故选：AB．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量．从图示位置磁通量为Φ1=0，转过90°磁通量为Φ2=BS，△Φ=Φ2-Φ1．交流电压表测量有效值，由电动势的最大值、欧姆定律和有效值与最大值之间的关系求解电压的有效值．根据焦耳定律Q=I2R t 求解热量，I为有效值．对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，而求解电量要用平均值，注意二极管D具有单向导电性，难度不大，属于基础题．15. 解：（1）将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，电路图如图所示．（2）果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，知磁通量增大产生感应电流，若将滑动变阻器滑片迅速向右移动，则磁通量增大，产生的感应电流与开始相同，所以电流计指针向右偏．将线圈A迅速拨出线圈B时，磁通量减小，产生的感应电流与开始相反，所以电流计指针向左偏．故答案为：（1）如上图所示；（2）向右偏；向左偏．（1）注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答．（2）根据楞次定律判断感应电流的方向．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．16.（1）金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中，重力势能减小mgh，动能增加，机械能的减少量△E=mgh-．（2）先根据法拉第定律、欧姆定律和安培力公式F=BIL求出金属棒稳定时所受安培力的大小，由平衡条件可求出摩擦力，即可根据能量守恒列式求出电路中产生的总热量，结合电路的连接关系，求R产生的热量．本是导体在导轨上滑动的类型，从力和能两个角度研究．力的角度，关键是安培力的分析和计算．能的角度要分析过程中涉及几种能、能量如何是转化的．17.（1）根据右手定则得出感应电流的方向（2）根据感应电动势的瞬时值表达式e=n BωS cosωt即可求解；（3）先求电动势有效值，根据闭合电路欧姆定律求得电流，1min内R上消耗的电能为W=I2R t；外力对线圈做功的功率等于总电阻产生热量的功率；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．18.（1）（2）画出远距离输电的示意图，根据升压变压器原副线圈的匝数比和输入电压，求出输出电压，从而得出输送的电流，根据P损=I2R求出输电线上损耗的功率．根据输电线上的电压损失得出降压变压器的输入电压，从而得出用户得到的电压．根据功率损失求出用户得到的功率．（3）若不经过变压而直接送到用户，先根据P=UI求解电流，再根据P′=P-I2r求解户得到的功率，根据U′=U-I r求解户得到的电压．解决本题的关键知道：1、原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系；2、升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压的关系；3、输送功率、输送电压、电流的关系．高中物理试卷第11页，共11页。