2019-2020学年河南南阳高二上物理月考试卷

这是一份2019-2020学年河南南阳高二上物理月考试卷，共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（ ）
A.穿过闭合电路中的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流
B.穿过闭合电路中的磁通量增大时，但闭合电路中感应电流可能减小
C.穿过闭合电路中的磁通量减小时，则闭合电路中的感应电动势一定减小
D.穿过闭合电路中的磁通量变化越来越快时，但闭合电路中感应电动势可能不变

2. 如图所示，理想变压器副线圈接有两个相同的灯泡L1 和L2，R为光敏电阻，受光照时其阻值减小．开始时开关S断开，要减小变压器的输入功率，可采用的方法是（ ）

A.只增加原线圈的匝数B.只增加副线圈的匝数
C.闭合开关SD.用手电简照射电阻R

3. 如图所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计且零点在表盘中央的电流表．当开关S处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当S断开时（ ）

A.G1和G2的指针都立即回到零点
B.G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点
C.G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
D.G1的指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点

4. 如图所示，等腰直角三角形OPQ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，它的OP边在x轴上且长为l，纸面内一边长为l的正方形导线框的一条边也在x轴上，且线框沿x轴正方向以恒定的速度v穿过磁场区域，在t=0时，该线框恰好位于图中的所示位置．现规定顺时针方向为导线框中电流的正方向，则在线框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.

5. 家庭用电磁炉是利用涡流加热原理工作的，电流通过线圈产生变化的磁场，磁感线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅，这样锅里的实物就能被加热了．关于其加热的原理，下列说法正确的是（ ）
A.通过电磁感应使线圈产生涡流发热，再通过热传递将热量传递到食物，使食物加热
B.通过电磁感应使陶瓷台板产生涡流发热，再通过热传递将热量传递到食物，使食物加热
C.通过电磁感应使金属锅底产生涡流发热，再通过热传递将热量传递到食物，使食物加热
D.通过电磁感应使食物产生涡流，使食物加热

6. 如图所示，两个相同材质制成的大小不同的金属圆环在同一平面内同心放置，MN为他们的转轴，两环可各自绕MN自由转动．现对外环通以图示的电流，并控制外环以角速度ω绕MN匀速转动，以下关于两环的说法正确的是（ ）

A.内金属环中无感应电流产生
B.内金属环将与外环同方向转动，且转动的角速度等于ω
C.内金属环将与外环同方向转动，但转动的角速度小于ω
D.内金属环将与外环同方向转动，但转动的角速度大于ω

7. 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的正弦交变电流如图所示，由图可知（ ）

A.该交变电流的有效值为10A
B.该交流电动势的频率为50Hz
C.当t=0.01s时，线圈处于中性面位置
D.当t=0.015s时，穿过线圈的磁通量最大

8. 如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为10:1，灯泡L的额定功率为6W，电表均为理想电表．若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，开关S闭合后，灯泡L恰正常发光．则下列说法正确的是（ ）

A.副线圈交变电流的频率为50HzB.电压表的示数为4.24V
C.电流表的示数为2AD.灯泡正常发光时的电阻为1.5Ω

9. 如图所示，在磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中有一宽度为0.4m的长方形金属框架，导体棒MN在金属框上以5m/s的速度向左匀速滑动，已知金属框所接电阻R1=R2=2Ω，导体棒MN及金属框的电阻忽略不计，则（ ）

A.感应电动势的大小为1VB.感应电动势的大小为2V
C.通过R1的电流为0.5AD.通过导体MN的电流为0.5A

10. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示．除电阻R外，其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（ ）

A.金属棒将做往复运动，金属棒的动能、重力势能和弹簧的弹性势能的总和保持不变
B.金属棒最后将静止，静止时弹簧的伸长量为mgk
C.金属棒最后将静止，电阻R上产生的总热量小于mg⋅mgk
D.当金属棒第一次达到最大速度时，弹簧的伸长量为mgk
二、实验题

图示为“探究电容对交、直流的影响”实验电路图，S为双刀双掷开关．电路中并联有两只完全相同的灯泡，a为直流电源，b为交流电源．当开关S接到________（选填“a”或“b”）时，只有一只灯泡发光；为了测量电容的容抗，在两只灯泡均亮时，调节变阻箱R，使电流表A1、A2的示数相同，并读出变阻箱中的电阻R0，则可知电容C的容抗RC=________．


图示为某实验小组“探究电磁感应现象”的实验装置，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流表的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，则：

（1）保持开关闭合，在把滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流表的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）；

（2）保持开关闭合，在把线圈A从线圈B中拔出的过程中，会观测到电流表的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）；

（3）在开关由闭合至断开的瞬间，会观测到电流表的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）．
三、解答题

有一面积为S=100cm2，匝数为n=100匝的金属环，总电阻为R=0.1Ω，环中有匀强磁场，方向垂直于圆环面，磁感应强度变化规律如图所示．求：

（1）圆环中产生的感应电动势的大小；

（2）在2s∼3s内流过导线横截面的电荷量．

如图，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B=1πT，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：

（1）转动中感应电动势的最大值和有效值．

（2）电路中交流电压表和电流表的示数．

（3）线圈从图示位置转过90∘的过程中通过电阻R的电量．

某发电厂发电机的输出功率P=100kW，发电机端电压U=250V，向远处送电的输电线的总电阻R=8Ω．要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的5%，用户得到的电压又正好是220V，求：

（1）输电线路中的电流；

（2）升、降压变压器的原、副线圈的匝数比．

如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上、下边界的间距为h，磁场的磁感应强度大小为B．有一长度为L、宽度为b(b
（1）线圈初始位置到磁场上边界的距离L′；

（2）线圈进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量q；

（3）线圈穿过磁场区域的整个过程中，线圈产生的热量Q．
参考答案与试题解析
2019-2020学年河南南阳高二上物理月考试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
法拉第电磁感应定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：穿过闭合电路中的磁通量不为零时，若磁通量发生变化，闭合电路中就会有感应电流产生，故A错误．
根据法拉第电磁感应定律则知：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，与磁通量没有直接关系，穿过闭合电路中的磁通量增大，但磁通量的变化率不一定增大，如果变化率减小，则根据法拉第电磁感应定律则知：感应电动势减小，感应电流就会减小，故B正确．
穿过闭合电路中的磁通量减少，磁通量的变化率不一定减少，根据法拉第电磁感应定律则知：感应电动势不一定减少，感应电流就不一定减少，故C错误．
根据法拉第电磁感应定律则知：感应电动势的大小与磁通量变化率成正比，故磁通量变化越快，则感应电动势越大，产生的感应电流越大，故D错误．
故选B．
2.
【答案】
A
【考点】
变压器的动态分析
【解析】
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，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．
【解答】
解：要降低变压器的输入功率可以降低变压器的输出电压，因为U1U2=n1n2，输入电压U1不变，输出电压U2=U1n2n1，则原线圈匝数n1增大时，输出电压减小；副线圈匝数n2增大时，输出电压增大，故A项正确，B项错误．
要降低变压器的输入功率也可以增加总电阻的阻值，闭合开关S和用手电筒照射电阻R都减小了电阻，故C、D项错误．
故选A．
3.
【答案】
D
【考点】
自感现象和自感系数
【解析】
电感总是阻碍其变化．线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向跟原电流的方向相同，抑制减小．同时当开关闭合时，两表指针均向右方偏，说明电流计指针向电流流进的方向偏．
【解答】
解：当开关断开时，通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，从而阻碍电流的变小，所以使得G2的指针缓慢地回到零点，而G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，故D正确．
故选D．
4.
【答案】
D
【考点】
楞次定律
法拉第电磁感应定律
【解析】
将整个过程分成两个位移都是L的两段，根据楞次定律判断感应电流方向．由感应电动势公式E=Blv，l是有效切割长度，分析l的变化情况，确定电流大小的变化情况．
【解答】
解：位移在0∼l过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为逆时针方向，为负值．
I=BLvR，其中L=l−x，则I=Bv(l−x)R，
即随着位移增大，电流均匀减小．
位移在l∼2l过程：磁通量减小，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值．
L′=2l−x，I′=Bv(2l−x)R，即随着位移增大，电流均匀减小．
故选D．
5.
【答案】
C
【考点】
涡流现象及其应用
【解析】
本题考查涡流．
【解答】
解：家用电磁炉是：电流通过线圈时产生变化的磁场，使放在陶瓷台板上的铁质金属锅底产生涡流而发热，再通过热传递将热量传递到食物，C项正确．
故选C．
6.
【答案】
C
【考点】
楞次定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：外金属环通有电流后，产生磁场，外金属环转动时，内金属环中的磁通量将产生变化，因而内金属环中产生感应电流．根据楞次定律可知，内金属环将与外金属环同方向转动，但不能同步调转动，转动的角速度小于ω，C项正确．
故选C．
7.
【答案】
A,B,D
【考点】
交变电流的周期和频率
交变电流的图象和三角函数表达式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由图像知交流电的最大值Im=102V，有效值I=Im2=1022V=10V，故A正确；
此交流电的周期为：T=0.02s，故交流电的频率f=1T=10.02Hz=50Hz，故B正确；
当t=0.01s时，感应电流最大，线圈平面与磁感线平行，故C错误；
当t=0.015s时，感应电流为零，线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大，故D正确．
故选ABD．
8.
【答案】
A,C,D
【考点】
变压器的构造和原理
交变电流的图象和三角函数表达式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．由图乙可知，原线圈输入电压的周期为0.02s，则频率为50Hz，变压器不改变频率，所以副线圈交变电流的频率为50Hz，故A正确．
B．根据图乙可知，原线圈电压的最大值为Em=302V，则有效值为U1=Em2=30V，根据U1U2=n1n2可知，副线圈电压U2=3V，即电压表示数为3V，故B错误．
C．灯泡L恰正常发光，则副线圈电流I=PU2=63A=2A，即电流表示数为2A，故C正确．
D．根据欧姆定律得：灯泡正常发光时的电阻R=U2I=32Ω=1.5Ω，故D正确．
故选ACD．
9.
【答案】
A,C
【考点】
单杆切割磁感线
【解析】
由右手定则判断感应电流方向；由公式E=BLv求出AB棒产生的感应电动势，根据欧姆定律求解通过导体棒AB的感应电流．根据并联电路分流规律求出通过R1和R2的电流．
【解答】
解：导体棒切割磁感线产生的电动势：E=BLv=0.5×0.4×5=1V，故A正确，B错误．
由于R1=R2=2Ω，则通过R1、R2的电流均为：I1=I2=UR1=UR2=0.5A，故C正确．
两电阻并联，电路总电阻：R总=R1R2R1+R2=12R1=1Ω，
则通过导体棒MN的电流为：I=ER总=1A，故D错误．
故选AC．
10.
【答案】
B,C
【考点】
电磁感应中的能量问题
单杆切割磁感线
【解析】
金属棒的动能、重力势能、弹簧的弹性势能和内能的总和保持不变．金属棒最后将静止，重力与弹簧的弹力二力平衡，由胡克定律求得弹簧伸长量．由安培力公式、欧姆定律和感应电动势公式推导安培力的表达式．金属棒下落过程中，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能（金属棒速度不是零时）和电阻R产生的内能．
【解答】
解：根据能量转化和守恒定律得知：金属棒的动能、重力势能与弹簧的弹性势能的总和不断减小，转化为电路中的内能，故A错误．
金属棒最后将静止，重力与弹簧的弹力二力平衡，由胡克定律得：弹簧伸长量为x=mgk，故B正确．
根据能量守恒知：最终金属棒的重力势能减小转化为弹簧的弹性势能和电路中的内能，棒的重力势能减小为mgx=mg⋅mgk，故知电阻R上产生的总热量小于mg⋅mgk，故C正确．
当金属棒第一次达到最大速度时受力平衡，即弹簧拉力、安培力的合力与重力等大反向：mg=kx+B2L2vmR，可见：x故选BC．
二、实验题
【答案】
a,R0
【考点】
电容
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：电容具有“隔直流、通交流”的特点，当只有一只灯泡发光，说明开关S接到a，
开关S接到b时，交流电源接入电路，两只灯泡均发光，由于两只灯泡完全相同，当两只电流表中的示数相同时，则电容的容抗RC等于变阻箱中的电阻．
【答案】
（1）向右偏
（2）向右偏
（3）向右偏
【考点】
研究电磁感应现象
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）由题干可知在开关闭合的瞬间，线圈B中的磁通量增加，其电流表指针左偏，所以当开关闭合把滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻增大，电流减小，线圈B中的磁通量会减少，电流表指针便会向右偏．
（2）把线圈从线圈B中拔出的过程中，线圈B中的磁通量会减少，电流表指针便会向右偏．
（3）在开关由闭合至断开的瞬间，线圈B中的磁通量会减少，电流表指针便会向右偏．
三、解答题
【答案】
（1）圆环中产生的感应电动势为0.1V；
（2）在2s∼3s内流过导线横截面的电荷量为1C．
【考点】
闭合电路的欧姆定律
法拉第电磁感应定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）根据法拉第电磁感应定律得：E=nΔϕΔt=nΔBΔtS=nkS，
代入数据得E=100×0.33×100×10−4V=0.1V．
（2）因为I=ER，q=IΔt，
代入数据得：在2s∼3s内流过导线横截面的电荷量q=0.10.1×1C=1C．
【答案】
（1）转动中感应电动势的最大值50V，有效值35.4V；
（2）电路中交流电压表31.86V，电流表的示数3.54A．
（3）线圈从图示位置转过90∘的过程中通过电阻R的电量为0.16C．
【考点】
闭合电路的欧姆定律
交流发电机及其产生正弦式电流的原理
法拉第电磁感应定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）交流电的频率：f=30060Hz=5Hz，
角速度为ω=2πf=10πrad/s，，
最大值：Em=NBSω=100×1π×0.05×10πV=50V，
感应电动势的有效值E=Em2=252V≈35.4V；
（2）线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，根据闭合电路欧姆定律，电流表的示数：I=ER+r≈3.54A，
交流电压表的电压：U=IR=31.86V；
（3）ΔΦ=|Φ2−Φ1|=BS=120πWb=1.59×10−2Wb；
这段时间内的平均值：E¯=NΔΦt，
通过的电量：q=I¯t=NΔΦR=100×120π×110C≈0.16C．
【答案】
（1）输电线路中的电流为25A；
（2）升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:16，
降压变压器的原、副线圈的匝数比为190:11．
【考点】
远距离输电
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）按题意，有P损=5%P=0.05×100×103W=5×103W，
设输电线路中的电流为I，则有：P损=I2R，
I=P损R=5×1038A=25A．
（2）输送电压U2=PI=100×10325V=4×103V，
对升压变压器有n1n2=U1U2=116，
输电线路上损失电压U损=IR=25×8V=200V，
降压变压器原线圈两端电压U3=U2−U损=(4000−200)V=3800V，
所以降压变压器原、副线圈的匝数比n3n4=U3U4=3800V220V=19011 ．
【答案】
（1）线圈初始位置到磁场上边界的距离为m2gR22B4L4；
（2）线圈进入磁场过程中通过导线横截面的电荷量为BLbR；
（3）线圈穿过磁场区域的整个过程中，线圈产生的热量为mg(b+h)．
【考点】
导线框切割磁感线
电磁感应中的能量问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）线圈匀速进入磁场的过程中，回路中产生的感应电动势为E=BLv，
回路中通过的电流为：I=ER，
线圈受到竖直向上的安培力大小为：F=BII，
由平衡条件有：F=mg，
线圈进入磁场前做自由落体运动，有：L′=v22g，
解得：L′=m2gR22B4L4．
（2）设线圈进入磁场所用的时间为Δt，则有q=I¯⋅Δt，
上式中：I¯=ΔΦRΔt，其中ΔΦ=BLb，
解得：q=BLbR．
（3）线圈从开始运动至线圈上边穿过磁场区域的整个过程中，由功能关系有：
mg(b+h+L′)=12mv2+Q，
结合L′=v22g解得：Q=mg(b+h)．