2019年高二下学期期中物理试卷 含解析.doc

2019年高二下学期期中物理试卷 含解析一、选择题（每道小题4分共48分）1对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）A电流大小变化，方向不变，是直流电B电流大小、方向都变化，是交流电C电流最大值为0.2A，周期为0.01sD电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电2对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是（）A变压器是利用互感现象制成的B变压器可以改变各种电源的额定功率C变压器不仅能改变电压，还同时改变电流D变压器的初级电流随次级电流的增大而增大3如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=1：3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36V、40W”的灯泡A（）A也正常发光B将被烧毁C比另三个灯暗D无法确定4面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为（）ABSBBScostCBSsintD5如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为Em （V），转动的角速度为（rad/s）若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是（）Ae=Emsint（V）Be=Emcost（V）Ce=Emsin（t+90）（V）De=Emcos（t+90）（V）6两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图，则两只电阻的热功率之比是（）A1：4B1：2C1：D1：17如图所示，交流电源电压u=20sinV，电路中电阻R=10则如图电路中理想电流表和理想电压表的读数分别为（）A1.41A，14.1VB1.41A，20VC2A，20VD2A，14.1V8如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1，两个副线圈匝数分别为n2和n3，且n1：n2：n3=4：2：1，输入电压U1=16V，R1=R2=10，则输入的电流I1大小是（）A0.4AB0.1AC0.5AD以上答案都不对9某交流电电路中，有一正工作的变压器，它的原线圈匝数n1=600匝，电源电压为U1=220V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈n2=120匝，为保证保险丝不烧断，则（）A负载功率不能超过44WB副线圈电流最大值不能超过1AC副线圈电流有效值不能超过1AD副线圈电流有效值不能超过0.2A10如图是一个理想变压器，K为双向电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端电压，I1为原线圈上电流，则（）A保持U1及P的位置不变，K由a合向b时，I1将增大B保持P的位置及U1不变，K由a向b时，R消耗的功率减小C保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将减小11一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（）A0.01s时刻线圈处于中性面位置B0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零C该交流电流有效值为2AD该交流电流频率为50Hz12有一负载电阻R，当它接到30V直流的电流时，消耗的功率为P，现有一台理想变压器，它的输入电压u=300sint（V），若把上述负载接到此变压器副线圈的两端，消耗的功率为，则变压器原副线圈的匝数比为（）A10：1B10：1C10：1D10：二、填空题（每题3分，共18分）13一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的，那么，这个交流电源的路端电压是V；先后两次通过电热器的电流之比为14交变电压u=20sin50t（V），加在阻值为10的电阻两端，该交流的周期是，电阻消耗的电功率是15某正弦交流电电流随时间变化的图象如图所示，该交流电的频率为Hz，角频率=rad/st=3ms时线圈平面和磁感线16分别用10kV和110kV的电压输电，若输送的功率和距离都相同，输电线材料也相同，且两种情况下输电线上损失的功率相同，则所用输电线的横截面积之比是17电站向地输送5000kW的电功率，若将输送电压提高10倍，同时将输电线截面积减为原来的一半，若变化前输电线上电功率损失是100kW那么，变化后输电线上损失的电功率为18某交流发电机正常工作时，电动势E=Emsint，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四、计算题（19题8分20题8分21题8分22题10分，共40分）19在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220V时，在输电线上损失的功率为75kW；若输电电压提高到6000V时，在输电线上损耗的功率又是多少？20旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176V，若此时发电机正在向一盏标有“220V、100W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：（1）该灯泡的实际功率为多大？（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？21有一个负载电阻值为R，当将它接在20V的直流电源上时，消耗的电功率为P，若将R接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是已知变压器的输入电压u1的最大值为200V，求此变压器的原、副线圈的匝数之比22交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中（即由线圈平面平行于磁感应强度转到与磁感应强度垂直，求：（1）通过R的电荷量q为多少？（2）R上产生电热QR为多少？（3）外力做的功W为多少？xx学年北京市临川学校高二（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每道小题4分共48分）1对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）A电流大小变化，方向不变，是直流电B电流大小、方向都变化，是交流电C电流最大值为0.2A，周期为0.01sD电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电【考点】交变电流【分析】电流的大小和方向都随时间成周期性变化的电流为交流电，由图象可以看出电流的最大值和周期【解答】解：由图象可知：电流的大小变化，方向始终为正，不发生变化变，所以是直流电，电流最大值为0.2A，周期为0.01s，所以AC正确，BD错误故选AC2对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是（）A变压器是利用互感现象制成的B变压器可以改变各种电源的额定功率C变压器不仅能改变电压，还同时改变电流D变压器的初级电流随次级电流的增大而增大【考点】变压器的构造和原理【分析】变压器的原理是电磁感应，变压器只能改变电压和电流，不能改变频率变压器的原理是电磁感应，输入功率等于输出功率，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比【解答】解：A、变压器的原线圈中的电流变化，在副线圈中感应出电流，这种现象叫互感，故A正确；B、理想变压器的输入功率等于输出功率，故B错误；C、变压器的匝数与电压成正比，与电流成反比，变压器不仅能改变电压，还同时改变电流，故C正确；D、因为电流与匝数成反比，I1=，所以变压器的初级电流随次级电流的增大而增大，故D正确；本题选不正确的，故选：B3如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=1：3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36V、40W”的灯泡A（）A也正常发光B将被烧毁C比另三个灯暗D无法确定【考点】变压器的构造和原理【分析】设每只灯的额定电压为U，因串联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电压为3U，由电压关系求出匝数比；由匝数比求电压关系【解答】解：串联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电压为3U，设原线圈中的电压为U，则：，所以U=U=36V所以小灯泡A也正常发光故选项A正确故选：A4面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为（）ABSBBScostCBSsintD【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达式【分析】首先从中性面开始转动，初始位置磁通量最大，故可知磁通量为余弦式变化【解答】解：由初始磁通量为最大可知，磁通量表达式为：=BScost，故ACD错误，B正确故选：B5如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为Em （V），转动的角速度为（rad/s）若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是（）Ae=Emsint（V）Be=Emcost（V）Ce=Emsin（t+90）（V）De=Emcos（t+90）（V）【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理【分析】图示位置为中性面，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsint【解答】解：图示位置面积和磁场平行，垂直于中性面，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=Emcost（V）故选：BC6两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图，则两只电阻的热功率之比是（）A1：4B1：2C1：D1：1【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率【分析】正弦交流电的有效值I=Im，方波的电流有效值I=Im，根据功率公式P=I2R，由电流的有效值求解功率，再算出比值【解答】解：正弦交流电的热功率：P=R，方形交流电热功率：P=R，可得P：P=1：2；故B正确，ACD错误故选：B7如图所示，交流电源电压u=20sinV，电路中电阻R=10则如图电路中理想电流表和理想电压表的读数分别为（）A1.41A，14.1VB1.41A，20VC2A，20VD2A，14.1V【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式【分析】由交流电源的表达式可知电源电压的有效值，则由欧姆定律可求得电流及电压表的示数【解答】解：由表达式可知，交流电源电压的有效值U=14.1V；由欧姆定律可知，电路中电流I=A=1.41A；故选：A8如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1，两个副线圈匝数分别为n2和n3，且n1：n2：n3=4：2：1，输入电压U1=16V，R1=R2=10，则输入的电流I1大小是（）A0.4AB0.1AC0.5AD以上答案都不对【考点】变压器的构造和原理【分析】根据变压器的匝数与电压成正比求出两个副线圈的电压，再根据输入功率等于输出功率求原线圈中的电流【解答】解：由电压和匝数的关系知： =8V， =4V，由输入功率等于输出功率知：，代入数据得I1=0.5A，故C正确故选C9某交流电电路中，有一正工作的变压器，它的原线圈匝数n1=600匝，电源电压为U1=220V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈n2=120匝，为保证保险丝不烧断，则（）A负载功率不能超过44WB副线圈电流最大值不能超过1AC副线圈电流有效值不能超过1AD副线圈电流有效值不能超过0.2A【考点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，结合保险丝得额定电流计算出副线圈中允许的最大电流和功率【解答】解：原、副线圈的匝数分别为n1=600匝、n2=120匝，电源的电压为U1=220V，所以副线圈电压是=44V，根据电流与匝数反比，副线圈允许的电流有效值最大为=1A，所以负载功率不能超过P=UI=441=44W，故AC正确，BD错误；故选：AC10如图是一个理想变压器，K为双向电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端电压，I1为原线圈上电流，则（）A保持U1及P的位置不变，K由a合向b时，I1将增大B保持P的位置及U1不变，K由a向b时，R消耗的功率减小C保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将减小【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率【分析】由图可知：电压表测量的是副线圈电压，电流表测量的是副线圈电流，根据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，电流与匝数成反比分析即可【解答】解：A、保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，所以副线圈功率变大，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变大，根据I1=得I1将增大，故A正确；B、保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，原线圈匝数变小，副线圈电压变大，所以R消耗的功率增大，副线圈功率变大，故B错误；C、保持U1不变，K合在a处，使P上滑时，R增大，而电压不变，所以副线圈电流变小，电流与匝数成反比，可知I1将减小，故C错误；D、保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，则副线圈电压增大，所以副线圈电流变大，电流与匝数成反比，可知I1将增大，故D错误故选：A11一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（）A0.01s时刻线圈处于中性面位置B0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零C该交流电流有效值为2AD该交流电流频率为50Hz【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【分析】由it图象可以读出电流的周期、最大值；当感应电动势最大时，线圈与中性面垂直；当感应电动势最小时，线圈与中性面重合【解答】解：A、B、0.01s时刻感应电流最大，感应电动势最大，故线圈与中性面垂直，磁通量为零，故A错误，B正确；C、该交流电流的最大值为6.28A，故有效值为：I=，故C错误；D、该电流的周期为0.04s，故频率f=25Hz，故D错误；故选：B12有一负载电阻R，当它接到30V直流的电流时，消耗的功率为P，现有一台理想变压器，它的输入电压u=300sint（V），若把上述负载接到此变压器副线圈的两端，消耗的功率为，则变压器原副线圈的匝数比为（）A10：1B10：1C10：1D10：【考点】变压器的构造和原理【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【解答】解：当电阻接在直流电路中的时候，由P=可得，此时的功率为P=，当功率为P时，由P=可得，此时电阻的电压的有效值为U2=15V，变压器的输入电压的有效值为U1=150V，所以变压器原、副线圈的匝数比为得变压器原副线圈的匝数比为10：1故选：A二、填空题（每题3分，共18分）13一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的，那么，这个交流电源的路端电压是220V；先后两次通过电热器的电流之比为1：4【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【分析】根据焦耳定律Q=I2Rt求解电流的有效值，其中I是有效值再根据有效值与最大值的关系求出最大值【解答】解：设电热器的电阻为R，t时间内产生的热量为Q，则：Q=t此热量是接交流电源上产生的热功率的，即Q=16Q所以：16Q=t解得：U有=4U=220V根据I=得： =故答案为：220；1：414交变电压u=20sin50t（V），加在阻值为10的电阻两端，该交流的周期是0.04s，电阻消耗的电功率是20W【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【分析】根据电压瞬时值的表达式求解电压的最大值和周期，然后根据U=求解电压的有效值，最后根据P=求解电功率【解答】解：交变电压u=20sin50t（V），故最大电压为20V，角频率为50rad/s；周期为：T=0.04s电压的有效值为：U=V故电功率为：P=20W故答案为：0.04s，20W15某正弦交流电电流随时间变化的图象如图所示，该交流电的频率为50Hz，角频率=100rad/st=3ms时线圈平面和磁感线平行【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理【分析】根据图象可读出该交流电的周期和最大值，然后根据频率和周期的关系，求出频率；由图象可知，当t=3ms时，电流最大，从而确定线圈平面和磁感线的关系【解答】解：由图可知，该交流电的电流最大值为4A，周期为20ms=0.02s，所以有：频率：f=50Hz，根据=2f=100rad/s当t=3ms时，线圈产生电流最大，则线圈平面和磁感线平行；故答案为：50，100，平行16分别用10kV和110kV的电压输电，若输送的功率和距离都相同，输电线材料也相同，且两种情况下输电线上损失的功率相同，则所用输电线的横截面积之比是121：1【考点】电能的输送【分析】根据P=UI得出输电电流比，再根据得出输电线的电阻之比，电阻R=，从而得出输电线的横截面积之比【解答】解：根据P=UI得，输送功率相同，输送电压比为1：11，则输送电流比为11：1，根据得，输电线的电阻之比为1：121由电阻R=，知，输电线材料相同，输送距离相等，则横截面积之比等于电阻之反比，为121：1故本题答案为：121：117电站向地输送5000kW的电功率，若将输送电压提高10倍，同时将输电线截面积减为原来的一半，若变化前输电线上电功率损失是100kW那么，变化后输电线上损失的电功率为2kW【考点】远距离输电；电功、电功率【分析】根据公式P=UI和P=I2r推导出表达式，其中r=【解答】解：将输电线截面积减为原来的一半，根据电阻定律公式r=，输电线的电阻增加为原来的2倍；输送功率为：P=UI功率损耗为：P=I2r故：现在电压增加为10倍，电阻增加为2倍，故输电线上损失的电功率变化为原来的倍，即：故答案为：2kW18某交流发电机正常工作时，电动势E=Emsint，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=Emsint【考点】法拉第电磁感应定律【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=NBS，将磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的时，则角速度也变为原来的，因此电动势最大值表达式Em=N2BS=NBS=Em，角速度为=，则其电动势变为e=Emsint故答案为：四、计算题（19题8分20题8分21题8分22题10分，共40分）19在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220V时，在输电线上损失的功率为75kW；若输电电压提高到6000V时，在输电线上损耗的功率又是多少？【考点】电能的输送【分析】输送电流I=，输电线上损失的功率，知输送功率一定是，损失的功率与输送电压的二次方成反比【解答】解：输电线路损失的功率为所以输电电压提高后损失的功率为答：在输电线上损耗的功率是100W20旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为e=220sin314t V如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176V，若此时发电机正在向一盏标有“220V、100W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：（1）该灯泡的实际功率为多大？（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理【分析】（1）由功率之比等于电压之比，则通过比值可求得灯泡的实际功率；（2）由最大值表达式可求得角速度，则可明确转速慢了多少；【解答】解：（1）由P=P=该灯泡的实际功率：P=P=64W；（2）由Em=NBS得=，所以=；故慢了；答：（1）灯泡的实际功率为64W；（2）转速慢了21有一个负载电阻值为R，当将它接在20V的直流电源上时，消耗的电功率为P，若将R接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是已知变压器的输入电压u1的最大值为200V，求此变压器的原、副线圈的匝数之比【考点】变压器的构造和原理【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【解答】解：当电阻接在直流电路中的时候，由P=可得，此时的功率为P=当功率为时，由P=可得，此时电阻的电压的有效值为10V变压器的输入电压的有效值为U1=100v所以变压器原、副线圈的匝数比为答：此变压器的原、副线圈的匝数之比为10：122交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中（即由线圈平面平行于磁感应强度转到与磁感应强度垂直，求：（1）通过R的电荷量q为多少？（2）R上产生电热QR为多少？（3）外力做的功W为多少？【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电磁感应中的能量转化【分析】（1）按照电流的定义，计算电荷量q应该用电流的平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值（2）求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值（3）根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热因此一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能【解答】解：（1）按照电流的定义，计算电荷量q应该用电流的平均值：即，而=，（2）求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR=（3）根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热因此W=Q=答：（1）通过R的电荷量为（2）R上产生电热QR为（3）外力做的功W为xx年8月4日