广东省中山市2017-2018学年高二下学期第一次统测物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

电阻R、电容C和电感L是常用的电子元器件，在频率为f的交流电路中，如图所示，当开关S依次分别接R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等。若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况正确的是(　　)

A. 通过R的电流有效值减小

B. 通过C的电流有效值减小

C. 通过L的电流有效值减小

D. 通过R、C、L的电流有效值不变

2. 难度：中等

如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两个过程中   （      ）

A. 导体框中产生的感应电流方向相反

B. 导体框中产生的焦耳热相同

C. 导体框ad边两端电势差相同

D. 通过导体框截面的电量相同

3. 难度：中等

在如图所示的电路中，A₁、A₂、A₃为额定功率、额定电压均相同的三个灯泡，L为电阻不计、自感系数很大的线圈。则下列说法正确的是(　　)

A. 开关S闭合的瞬间，三个灯同时亮

B. 开关S闭合的瞬间，A₂、A₃同时亮，A₁逐渐变亮

C. 开关S断开的瞬间，通过A₂的电流方向是b→a

D. 开关S断开的瞬间，A₃立即熄灭，A₂闪亮一下再逐渐熄灭

4. 难度：中等

如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图像是图乙中的(　　)

A.     B.

C.     D.

5. 难度：简单

如图所示，闭合导线框向右匀速穿过垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁场区域宽度大于线框尺寸，规定线框中逆时针方向的电流为正，则线框中电流i随时间t变化的图象可能正确的是（     ）

A.     B.

C.     D.

6. 难度：中等

如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L₁、L₂、L₃都标有“5 V　5 W”字样，L₄标有“5 V　10 W”字样，若它们都正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率P_ab和输入电压U_ab应为(　　)

A. 20 W　25 V

B. 20 W　20 V

C. 25 W　25 V

D. 25 W　20 V

7. 难度：中等

如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间有定值电阻R，质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内，下列说法正确的是：      （      ）

A. 力F做的功等于棒的机械能增加量

B. 力F做的功与重力做功之和等于棒的动能增加量

C. 力F做的功等于电阻R产生的焦耳热

D. 力F做的功等于电阻R产生的热量和棒的机械能增加量之和

8. 难度：中等

如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)

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A.     B.     C.     D.

二、多选题

9. 难度：中等

某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，由图中信息可以判断(　　)

A. 在A和C时刻线圈处于中性面位置

B. 在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大

C. 从A～D时刻线圈转过的角度为2π

D. 若从O～D时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次

10. 难度：中等

一个面积S= 4×10^-2m²的闭合线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B的大小随时间的变化规律如图所示(　　)

A. 在开始2s内穿过线圈的磁通量变化率等于零

B. 在开始2s内穿过线圈的磁通量变化率等于8×10^-2Wb／s

C. 0～2s和2s～4s内线圈中产生的感应电流大小相等

D. 0～1s和1～2s内线圈中产生的感应电流方向相反

三、单选题

11. 难度：简单

如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(　　)

A. 增加线圈的匝数

B. 提高交流电源的频率

C. 将金属杯换为瓷杯 

D. 取走线圈中的铁芯

四、多选题

12. 难度：中等

如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动；输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R₀表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻。当滑动变阻器触头P向下移动时(　　)

A. 相当于在增加用电器的数目

B. V₁表的示数和V₂表的示数都增大

C. A₁表的示数和A₂表的示数都增大

D. 变压器的输入功率在增大

13. 难度：中等

如图所示变压器装置中，线圈L₁、L₂分别与电阻不计的平行金属导轨相连。cd杆开始静止在导轨上。当ab 杆沿导轨做如下那些运动时，cd杆将向右移动？  (　　)                

A. 向右匀速运动

B. 向右加速运动

C. 向左加速运动

D. 向左减速运动

14. 难度：中等

如图所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流i_A随时间t的变化关系是 (A)，则下列说法中正确的是（   ）

A. 当t=s时，B环中感应电流为零

B. 当t=s时，B环中感应电流为零

C. 当t=s时，两环之间作用力最大

D. 当t=s时，两环之间产生斥力

15. 难度：中等

两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态，剪断细线后，导体棒运动过程中（  ）

A. 回路中有感应电流

B. 两根导体棒所受安培力的方向相同

C. 两根导体棒和弹簧构成的系统机械能守恒

D. 两根导体棒和弹簧构成的系统机械能不守恒

五、解答题

16. 难度：中等

图甲所示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、阻值r，线圈的两端经集流环与阻值为R电阻连接，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Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：

（1）该交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式；

（2）电路中交流电压表的示数；

（3）从t=0开始经过，电阻R上通过的电量.

17. 难度：中等

交流发电机的输出电功率为100kW，输出电压为250V，欲向远处输电，若输电线的电阻为8.0Ω，要求输电时输电线上损失的电功率不超过交流发电机输出电功率的5％，并向用户输送220V的电压。

（1）求升压变压器原、副线圈的匝数比；

（2）求降压变压器的原、副线圈的匝数比。

18. 难度：中等

如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、匝数n=20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20T，线圈的电阻为R₁=0.50Ω，它的引出线接有R₂=9.5Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时（x取向右为正）．求：

（1）线圈运动时产生的感应电动势E的大小；

（2）线圈运动时产生的感应电流I的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出0~0.4s的图象（在图甲中取电流由C向上通过电珠L到D为正）；

（3）每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；

（4）该发电机的输出功率P．

19. 难度：中等

如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ＝37°角固定，M、P之间接电阻箱R，导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B＝0.5 T。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r。现从静止释放杆ab，测得最大速度为v_m。改变电阻箱的阻值R，得到v_m与R的关系如图乙所示。已知轨距为L＝2 m，重力加速度g取10 m/s²，轨道足够长且电阻不计。求：

 

（1）杆ab下滑过程中感应电流的方向及R＝0时最大感应电动势E的大小；

（2）金属杆的质量m和阻值r；

（3）当R＝4 Ω时，求回路瞬时电功率每增加1 W的过程中合外力对杆做的功W。