北京市东城区重点中学2015-2016学年高二下学期月考物理试卷(3月份)含解析.doc

2015-2016学年北京市东城区重点中学高二（下）月考物理试卷（3月份）一、本题共9小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的（每小题4分，共36分）1关于交变电流的几种说法正确的是（）A使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是指峰值B交流电流表和交流电压表测得的值是电路中的瞬时值C跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的有效值D通常照明电路的电压是220伏，指的是峰值2一根电阻丝接入100V的恒定电流电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接 入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（）A141.4VB100VC70.7VD50V3一只矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势e=10sin4t（V）则（）A交流的频率是4HzB当t=0时线圈平面跟磁感线平行C当t=0.5时，e有最大值D交流的周期是0.5s4如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin（100t）（V）的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻原、副线圈匝数之比为2：1电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是（）A原线圈中电流表的读数为1 AB原线圈中的输入功率为220WC副线圈中电压表的读数为110VD副线圈中输出交流电的周期为50s5如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在交变电路中，三只灯泡亮度相同若只将交变电流的频率增大，则（）A三只灯泡亮度不变B三只灯泡都将变亮Ca亮度不变，b变亮，c变暗Da亮度不变，b变暗，c变亮6如图所示，一个面积为S、匝数为N、电阻为R的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线框每秒转数为 n当线框转到如图所示的位置开始计时则（）A感应电动势最大值为2nBSB感应电流的有效值为C感应电动势的瞬时值表达式为2nNBScos（2nt）D感应电流的瞬时值表达式为7一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个10的电阻，则（）A流过电阻的电流是20AB与电阻并联的电压表的示数约为141.4VC经过1分钟电阻发出的热量是6103JD变压器的输入功率是1103W8（供选修11选做）关于理想变压器，下面各说法中正确的是（）A它的输出功率等于它的输入功率B它的输出功率可以大于它的输入功率C原副线圈两端的电压与它们的匝数成反比D原副线圈的电流与它们的匝数成正比9我国使用的正弦交流的频率为50Hz，则它的（）A周期为0.02s，电流方向每秒改变50次B周期是0.02s，电流方向每秒改变100次C周期是0.01s，电流方向每秒改变50次D周期是0.01s，电流方向每秒改变100次二、本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的（每小题4分，共16分）10某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R则下列说法正确的是（）A输电线上的电流I=B输电线上的电流I=C输电线上损失的功率P=RD输电线上损失的功率P=11（多选）一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度匀速转动，其感应电动势e=Emsint，则下面判断正确的是（）AEm=BSBt是线圈平面和中性面之间的夹角CEm=nBSDt是线圈平面和磁场之间的夹角12采用理想变压器给负载供电，哪些办法可以减少变压器的输入功率（）A减少原线圈的匝数，其他条件不变B增加原线圈的匝数，其他条件不变C减小负载R的阻值，其他条件不变D增加负载R的阻值，其他条件不变13在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么（）A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比三、填空题（每小题4分，共12分）14如果把一个电容器接在日用照明220伏电压电路中，要保证它不被击穿，它的耐压值至少为V15一台理想变压器原线圈加220V交流电压，在副线圈的两端电压是12V，现将副线圈多增加24匝后，副线圈的电压升至16v则原线圈的匝数为，副线圈原来的匝数为16一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动，线圈转速为240r/min，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为2.0V设线圈从垂直磁场瞬时开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式，电动势在s末的瞬时值为V四、论述、计算题（共36分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位17（适合于二期课改教材的考生）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1：n2=22：1的变压器降压，求用户得到的电压18如图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，转动周期为6.28102s，线圈的匝数n=100、电阻r=10，面积S=0.1m2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磁场的磁感应强度为0.2T（取3.14）求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）电路中交流电压表的示数（3）线圈转动1分钟电阻R上产生的热19如图，垂直纸面向里匀强磁场的磁感应强度为B，ab导体长为L，电阻为r，当它在导轨上以速度v向右滑动时，不计导轨的电阻，求：a、b两端的电势差20发电机输出的电功率为100kW，输出电压为250V现欲向远处输电，若输电线的总电阻为8，要求输电时输电线上损失的电功率不超过5%，并向用户输送220V电压，求所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少？2015-2016学年北京市东城区重点中学高二（下）月考物理试卷（3月份）参考答案与试题解析一、本题共9小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的（每小题4分，共36分）1关于交变电流的几种说法正确的是（）A使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是指峰值B交流电流表和交流电压表测得的值是电路中的瞬时值C跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的有效值D通常照明电路的电压是220伏，指的是峰值【分析】使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是有效值交流电流表和交流电压表测得的值是电路中的有效值根据有效值的定义求解取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值【解答】解：A、使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是有效值故A错误；B、交流电路中，交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值，故B错误；C、跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的有效值，故C正确；D、通常照明电路的电压是220V，指的是交流电的有效值故D错误；故选：C2一根电阻丝接入100V的恒定电流电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接 入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（）A141.4VB100VC70.7VD50V【分析】交流电产生的热量根据焦耳定律用有效值研究，采用比例法与恒定电流相比较求出交流电的有效值，再由最大值与有效的关系求解峰值【解答】解：设正弦交流电电压有效值为U2 对于恒定电流：Q=t1 对于正弦交变电流：Q=t2 由联立得=得到U2=50V 交流电压的峰值是Um=U2=100V故选B3一只矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势e=10sin4t（V）则（）A交流的频率是4HzB当t=0时线圈平面跟磁感线平行C当t=0.5时，e有最大值D交流的周期是0.5s【分析】本题考查了交流电的描述，根据交流电的表达式，可知知道其最大值，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【解答】解：A、交流电动势e=10sin4t（V），交流的频率f=2Hz，故A错误；B、当t=0时e=0，此时线圈处在中性面上，故B错误；C、当t=0.5时，e=0，故C错误；D、交流的周期T=0.5s，故D正确；故选：D4如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin（100t）（V）的交流电源上，副线圈接有R=55的负载电阻原、副线圈匝数之比为2：1电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是（）A原线圈中电流表的读数为1 AB原线圈中的输入功率为220WC副线圈中电压表的读数为110VD副线圈中输出交流电的周期为50s【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，再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论【解答】解：A、由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得220I1=，所以原线圈的电流的大小为1A，所以A正确；B、由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为=220W，所以B错误；C、电压表的读数为电压的有效值，由A的分析可知，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V，所以C正确；D、变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为T=0.02s，所以D错误故选：AC5如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在交变电路中，三只灯泡亮度相同若只将交变电流的频率增大，则（）A三只灯泡亮度不变B三只灯泡都将变亮Ca亮度不变，b变亮，c变暗Da亮度不变，b变暗，c变亮【分析】根据电感的特性：通低频、阻高频及电容器的特性：通高频、阻低频来分析流过各支路对电流的阻碍作用的变化，然后分析个支路的电流的变化，进而分析灯泡亮度的变化【解答】解：根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变高时，电感对电流的感抗增大，b灯变暗；根据电容器的特性：通调频、阻低频，当电源的频率变高时，电容哭喊对电流的容抗减小，c灯变亮而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变故D正确，ABC错误；故选：D6如图所示，一个面积为S、匝数为N、电阻为R的矩形线圈，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线框每秒转数为 n当线框转到如图所示的位置开始计时则（）A感应电动势最大值为2nBSB感应电流的有效值为C感应电动势的瞬时值表达式为2nNBScos（2nt）D感应电流的瞬时值表达式为【分析】（1）根据公式Em=NBS求解电动势最大值；（2）从垂直中性面位置开始计时，e=Emcost；【解答】解：A：线框的角速度与转速的关系：=2n；根据公式Em=NBS，此交流发电机产生感应电动势的最大值为Em=2nNBS；故A错误；B：交流发电机产生感应电流的最大值：，故B错误；C：感应电动势的瞬时值表达式为：e=Emcost=2nNBScos（2nt），故C正确；D：感应电流的瞬时值表达式为：，故D错误故选：C7一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：5原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个10的电阻，则（）A流过电阻的电流是20AB与电阻并联的电压表的示数约为141.4VC经过1分钟电阻发出的热量是6103JD变压器的输入功率是1103W【分析】根据图象可以求得输出电压的有效值，再根据电压与匝数成正比结合欧姆定律的知识即可求得结论【解答】解：A、由图象可知，原线圈中电压的有效值为220V，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为V，与电阻并联的电压表的示数是100 V，流过电阻的电流I=10A，所以A错误，B错误；C、由Q=J，所以经过60s电阻发出的热量是6104J，所以C错误；D、副线圈的电压有效值为100V，副线圈的电阻为10，所以输出功率P=W，输入功率等于输出功率，所以D正确故选：D8（供选修11选做）关于理想变压器，下面各说法中正确的是（）A它的输出功率等于它的输入功率B它的输出功率可以大于它的输入功率C原副线圈两端的电压与它们的匝数成反比D原副线圈的电流与它们的匝数成正比【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：A、输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，并且大小相等，所以A正确B错误；C、输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数成正比，所以C错误；D、原副线圈的电流与它们的匝数成反比，所以D错误故选A9我国使用的正弦交流的频率为50Hz，则它的（）A周期为0.02s，电流方向每秒改变50次B周期是0.02s，电流方向每秒改变100次C周期是0.01s，电流方向每秒改变50次D周期是0.01s，电流方向每秒改变100次【分析】知道交流电的频率，根据求出周期，一个周期内电流方向改变两次【解答】解： =0.02s，所以交流电的周期是0.02s我国交流电的频率是50Hz，表示电流方向在1s内电流改变100次故选B二、本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的（每小题4分，共16分）10某发电站采用高压输电向外输送电能若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R则下列说法正确的是（）A输电线上的电流I=B输电线上的电流I=C输电线上损失的功率P=RD输电线上损失的功率P=【分析】根据输出功率P=UI，得出输出电流，从而得出输出电压，根据P损=I2R求出损耗的功率，根据能量守恒求出用户得到的功率【解答】解：A、根据P=UI得，输电线上的电流I=，而电流I=当U是导线上损失的电压才算正确，然而输电电压为U，所以A错误，B正确；C、则输电线上损耗的功率P损=I2R=故C正确，D错误故选BC11（多选）一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度匀速转动，其感应电动势e=Emsint，则下面判断正确的是（）AEm=BSBt是线圈平面和中性面之间的夹角CEm=nBSDt是线圈平面和磁场之间的夹角【分析】线圈产生电动势的最大值Em=NBS，从中性面开始计时，t时刻线圈中的感应电动势e=NBSsint，从垂直于中性面开始计时，t时刻线圈中的感应电动势e=NBScost【解答】解：A、一单匝线圈面积为S，线圈产生电动势的最大值Em=BS，故A正确，C错误；B、从中性面开始计时，t时刻线圈中的感应电动势e=NBSsint，所以t是线圈平面和中性面之间的夹角，故B正确，D错误；故选：AB12采用理想变压器给负载供电，哪些办法可以减少变压器的输入功率（）A减少原线圈的匝数，其他条件不变B增加原线圈的匝数，其他条件不变C减小负载R的阻值，其他条件不变D增加负载R的阻值，其他条件不变【分析】变压器的原线圈的输入电压决定副线圈的输出电压，副线圈的输出功率决定原线圈的输出功率，由于匝数比不变，故副线圈的输出电压保持不变，当负载电阻增大时，输出功率变小，故输入功率也变小【解答】解：A、原副线圈电压之比等于匝数之比，只减小原线圈的匝数，则副线圈的电压增加，根据P=，所以副线圈的功率也增加，则变压器输入功率增加，故A错误；B、增加原线圈的匝数，副线圈的电压减小，副线圈输出功率等于输入功率减小，故B正确；C、减小负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，但导致副线圈的电流增大，所以副线圈的功率增加，则变压器输入功率增大，故C错误；D、增加负载的电阻值，其余保持不变，副线圈的电压不变，但导致副线圈的电流减小，所以副线圈的功率减小，则变压器输入功率减小，故D正确；故选：BD13在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么（）A输电线路上损失的电压与输送电流成正比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比【分析】根据P=UI得出输送功率与输送电压、电流的关系，结合P损=I2R判断输电线路上功率的损失【解答】解：A、输电线上的电压损失U=IR，输电线路上损失的电压与输送电流成正比故A正确B、输电电压越高，根据P=UI知，输送的电流越小，则输电线上损失的电压越小故B错误C、根据P=UI知，I=，则输电线上损失的功率P损=I2R=（）2 R，知输电线上损失的功率与输送电压的平方成反比故C正确D、根据P损=I2R知，输电线上损失的功率与输电线上的电流平方成正比故D错误故选：AC三、填空题（每小题4分，共12分）14如果把一个电容器接在日用照明220伏电压电路中，要保证它不被击穿，它的耐压值至少为220V【分析】交流电有最大值和有效值，交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，即让交流电和直流电在相等的时间内产生相等的热量正弦式交流电的最大值是有效值的倍【解答】解：220V是指的交流电的有效值的大小，正弦式交流电的最大值是有效值的倍，即最大值为220V，所以电容器要能正常工作，其耐压值必须大于220V故答案为：22015一台理想变压器原线圈加220V交流电压，在副线圈的两端电压是12V，现将副线圈多增加24匝后，副线圈的电压升至16v则原线圈的匝数为1320，副线圈原来的匝数为72【分析】根据理想变压器电压与匝数成正比，列出等式求解【解答】解：一台理想变压器原线圈加220V交流电压，在副线圈的两端电压是12V，根据理想变压器电压与匝数成正比得=现将副线圈多增加24匝后，副线圈的电压升至16v，根据理想变压器电压与匝数成正比得=解得：n1=1320 n2=72故答案为：1320，7216一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动，线圈转速为240r/min，当线圈平面转动至与磁场平行时，线圈的电动势为2.0V设线圈从垂直磁场瞬时开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式e=2.0sin4t（V），电动势在s末的瞬时值为0.518V【分析】当线圈平面转至与磁场方向平行时，产生的感应电动势最大，结合峰值，得出从中性面开始计时电动势的瞬时表达式，从而求出t=s时线圈的电动势【解答】解：当线圈平面转至与磁场方向平行时，产生的感应电动势最大，则Em=2.0V，=240rad/min=4rad/s，则瞬时表达式e=Emsint=2.0sin4t（V）当在t=s时，e=2.0sin=0.518V故答案为：e=2.0sin4t（V）；0.518四、论述、计算题（共36分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位17（适合于二期课改教材的考生）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1：n2=22：1的变压器降压，求用户得到的电压【分析】根据功率的计算公式可得输电线上损失的功率；根据即可求得用户得到的电压【解答】解：（1）输电线路损耗的功率为（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I=A=4A用户端在变压器降压前获得的电压U1=UIR=（500046）V=4976V根据用户得到的电压为U2=4976V=226.18V答：输电线上损失的功率为16.62KW；改用高压输电后，用户得到的电压是226.18V18如图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，转动周期为6.28102s，线圈的匝数n=100、电阻r=10，面积S=0.1m2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磁场的磁感应强度为0.2T（取3.14）求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）电路中交流电压表的示数（3）线圈转动1分钟电阻R上产生的热【分析】（1）根据Em=NBS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