山东省鱼台二中2011-2012学年高二下学期3月月考物理试题

山东省鱼台二中2011-2012学年高二下学期3月月考物理试题
一、选择题(本大题共12小题，有的有一个正确答案，有的有多个正确答案，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错或不答的得0分，共48分。

)
1.一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如图所示.根据图象可以断定（ ）
A.交变电流的频率f=0.2 Hz
B.交变电流的有效值I=14.1 A
C.交变电流瞬时值表达式 i=20sin0.02t A
D.在t=T/8时刻，电流的大小与其有效值相等
2. 2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾害牵动亿万人的心．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )
A.输电电流为3I
B.输电电流为9I
C.输电电压为3U
D.输电电压为1/3U
3.如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD ，AB 边与磁场垂直，MN 边始终与金属滑环K 相连，PQ 边始终与金属滑环L 相连．金属滑环L 、交流电流表A 、定值电阻R 、金属滑环K 通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC 、AD 中点的轴旋转．下列说
法中正确的是（ ）
A ．交流电流表A 的示数随时间按余弦规律变化
B ．线圈转动的角速度越大，交流电流表A 的示数越小
C ．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R 的电流瞬时值最大
D ．线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R 的 电流的有效值也变为原来的两倍
4. 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( )
A.BL 2ω
2R
B.2BL 2ω2R
C.2BL 2ω4R
D.BL 2ω4R
5. 室外天线放大器能将室外接收到的微弱电视信号放大，使得电视机更清晰，放大器放置在室外的天线附近，为它供电的电源盒放置在室内，连接电源盒与放大器的两条电线兼有两种功能：既是天线放大器的50Hz 低频电源线，同时又将几百兆赫兹高频电视信号送入室内，供电视机使用，这就是说，低频电流和高频电流共用一个通道．室内电源盒的内部电路如图示，关于电容器C 和电感线圈L 的作用，下面说法正确的是( )
A ．高频电视信号经过电容器C 输送给电视机
B ．电容器
C 对高频电视信号没有阻碍作用
C ．电感线圈L 的作用是阻碍高频电视信号进入变压器
D ．电感线圈L 对50Hz 低频电流没有阻碍作用 6. 所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是 ( )
A ．甲、乙两单摆的摆长相等
B ．甲摆的振幅比乙摆大
C ．甲摆的机械能比乙摆大
D ．在t ＝0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆 7. 光滑的水平面上放有质量分别为m 和
m 2
1
的两木块，
下方木块与一劲度系数为k 的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。

已知两木块之间的最大静摩擦为f ，为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ ） A ．
k
f B ．
k f 2 C ．k
f 3 D ．
k
f
4 8. 一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，下列说法正确的是．( )
A ．若t 时刻和(t +△t )时刻振子对平衡位置的位移大小相等，方向相同，则△t 一定等于T 的整数倍
B ．若t 时刻和(t +△t )时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t 一定等于
2
T
的整数倍 C ．若△t =
4T
，则t 和(t +△t )两时刻，振子的位移大小之和一定等于振幅 D ．若△t ＝2
T
，则在t 时刻和(t +△t )时刻振子速度的大小一定相等
9. 如图所示，两足够长的光滑金属导轨水平放置，相距为L ，一理想电流表和电阻R 与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．导体棒质量为m 、有效电阻为r ．t ＝0时对金属棒施一平行于导轨的外力F ，金属棒由静止开始沿导轨向右运动，通过R 的感应电流随时间t 变化的关系如图所示．下列关于穿过回路abMpa 的磁通量Φ和磁通量的瞬时变化率ΔΦ
Δt
以及
a 、
b 两端的电压U 和通过金属棒的电荷量q 随时间t 变化的图象中正确的是(设整个运动过
程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻)( )
10. 如图所示的电路中，有一个理想变压器，原线圈匝数为n 1,串联一只小灯泡L 1，再并联一只电压表V1后接在稳定的交流电源上；副线圈匝数为n 2,串联灯泡 L 2和变阻器R ，L 2上并联电压表V2．现在
向下移动滑动变阻器R 的滑动触头P 下列判断正确的是 ( )
A ．V1读数将变大，V2读数将变小
B．V1读数不变，V2读数增大
C．灯泡L1和L2上消耗的功率都变小
D．灯泡L1及L2上电流强度I l、I2与变压器原副
线圈匝数n1、n2成正比
11.如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1:n2为，电源电压U1为 ( ) A．1:2 2U B．1:2 4 U
C．2:1 4 U D．2:1 2 U
12.如图所示，L1、L2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V和10A，已知甲图中原副线圈匝数比为 100：1，乙图中原副线圈匝数比为1：10，则（）
A．甲图中的电表是电压表，输电电压为22000 V
B．甲图是电流互感器．输电电流是100 A
C．乙图中的电表是电压表，输电电压为22000 V
D．乙图是电流互感器，输电电流是100 A
二.实验题（本题共12分，13题4分，14题8分）
13.某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.50 cm，摆球直径2.00 cm，
然后用停表记录了单摆振动50次所用的时间如下图所示，则
（1）该摆摆长为___________cm，停表表示读数为___________s.
（2）如果测得的g值偏小，可能的原因是（）
A.测摆线时摆线拉得过紧
B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.开始计时时，停表过迟按下
D.实验时误将49次全振动数为50次
14．在“练习使用示波器”的实验中：
(1)为观察亮斑在竖直方向上的偏移，应该将扫描范围旋钮置于“外X”挡，使亮斑位于屏的________，然后，应把“DC－AC”开关置于________位置，以给示波器输入一个直流电压．
(2)为给示波器输入一个Y方向的直流电压(要求电压从零开始逐渐增加)，请将图实－10中器材与示波器连成正确的电路．
(3)如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右
的移动图形，现要使它在水平方向出现一条直线的
方法是( )
A ．逆时针旋转辉度调节旋钮
B ．调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，减小扫描频率
C ．调节衰减旋钮
D ．调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率
(4)若在示波器的“Y 输入”和“地”之间加上如图实－11所示的电压，
而扫描范围旋钮置于“外X ”挡，则此时屏上应出现的情形是图实－12中的( )
图实－12
三、计算题（本大题共3个小题，共40分，请将解答过程写在答卷上，要求写出必要的文字说明以及表达式，只写最后答案或写在题卷上不给分。

）
15.（12分）某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为100 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的 1.2%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少
16.（14分）如图甲所示， 光滑且足够长的平行金属导轨MN 、PQ 固定在同一水平面上，两导轨间距L =0.30m 。

导轨电阻忽略不计，其间连接有固定电阻R =0.40Ω。

导轨上停放一质量
m =0.10kg 、电阻r =0.20Ω的金属杆ab ，整个装置处于磁感应强度B =0.50T 的匀强磁场中，
磁场方向竖直向下。

用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ，使之由静止开始运动，利用电压传感器测得R 两端的电压U 随时间t 变化的关系如图乙所示。

（1）证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小； （2）求第1s 末外力F 的瞬时功率；
（3）如果水平外力从静止开始拉动杆2s 所做的功W =0.35J ，求金属杆上产生的焦耳热。

a
M
N
17.（14分） 如图所示PQ 、MN 为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值Ω=8R 的电阻;导轨间距为kg m m L 1.0;1==一质量为,电阻Ω=2r ,长约m 1的均匀金属杆水
平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数5
3=
μ,导轨平面的倾角为0
30=θ在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为0.5T B =,今让金属杆AB 由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB 恰好匀速运动的过程中经过杆的电量1C q =,求: (1)当AB 下滑速度为s m /2时加速度的大小 (2)AB 下滑的最大速度
(3)从静止开始到AB
N
答案：
1. BD
2.AD
3. CD
4.D
5.AC
6.ABD
7.C
8.D
9.BC 10.AC 11.C 12.AD 13. 答案：(1)98.5 , 99.8 (2) B
14. 答案：(1)中心 DC (2)电路如下图所示 (3)D (4)C
15. 用500 V 电压送电时示意图
如图13－2－14所示，50 kW 的电功率在输电线上的电流I
0＝P U 0
＝200 A ．
用户获得电压
U 1＝U 0－I 0R ＝(500－100×3) V ＝250 V
用户获得的功率P 1＝I 0U 1＝5×104
W ．
改用高压输送时示意图如图13－2－15所示，要
求P 损＝1.2%P ，即P 损＝100×103
×1.2% W ＝1200W ．
图13－2－15
输电电流I ＝P 损/R ＝20 A ．
发电站升压后输电电压
U ＝P
I
＝5000 V ， 升压变压器匝数比n 1n 2＝U 0U
＝1/5，
输电线上损失的电压U ′＝IR ＝20×3 V＝60 V ．
降压变压器的输入电压
U 2＝U －U ′＝4940 V ，
降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2
U 3
＝494/25.
16. 解析：
（1）设路端电压为U ，金属杆的运动速度为v ，则感应电动势E = BLv ，
通过电阻R 的电流 r R E
I += 电阻R 两端的电压U=r
R BLvR
IR +=
由图乙可得 U =kt ，k =0.10V/s
解得()t BLR
r R k v ⋅+=
， 因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速运动，加速度()2m/s 0.1=+=BLR
r R k a 。

（用其他方法证明也可以）
（2）在2s 末，速度v 2=at =2.0m/s ，电动势E=BLv 2， 通过金属杆的电流r
R E
I +=
金属杆受安培力r
R v BL BIL F +==2
2)(安
解得：F 安=7.5×10-2
N
设2s 末外力大小为F 2，由牛顿第二定律， ma F F =-安2 ， 解得：F 2=1.75×10-2
N 故2s 末时F 的瞬时功率 P =F 2v 2=0.35W
(3) 设回路产生的焦耳热为Q ，由能量守恒定律，W =Q ＋222
1mv 解得：Q=0.15J
电阻R 与金属杆的电阻r 串联，产生焦耳热与电阻成正比
所以，
r
R
Q Q r R = ， 运用合比定理，r
r
R Q Q Q r r R +=+，而Q Q Q r R =+ 故在金属杆上产生的焦耳热 r
R Qr
Q r +=
解得：Q r =5.0×10-2
J
17. 解析：取AB 杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系
sin X B F mg F f ma θ=--=① c o s 0g F N m g θ=-=②
f N μ=③ B F B I L
=④ I R r
ε
=+⑤
Bl ευ=⑥
联立上面①②③④⑤⑥解得22cos ()
B l v
a gsim m R r θμθ=--+（4分）当2/v m s =时
2210.5212
1010 1.5(/)2520.1(28)
a m s ⨯⨯=⨯-⨯-=⨯+
②由上问可知22sin cos ()
B l a g g m R r υ
θμθ=--+故AB 做加速度减小的加速运动当
0a
=2222
10.110(28)(()(sin cos )2528/0.51
m mg R r v m s B l θμθυ⨯⨯+-+-====⨯ ③从静止开始到运速运动过程中t φε∆=∆⑦ I R r
ε
=+⑧ Q I t =∆⑨ 联立⑦⑧⑨可知E R r φ∆=+（3分） 而BlS φ∆=()1(82)
20()0.51
Q R r S m Bl +⨯+∴===⨯
设两电阻发热和为R r Q Q +，由能量守恒可知
2
1sin cos 0.85()2
m R r R r mgS mv mg S Q Q Q Q J θμθ=
+⋅++⇒∴+= ::R r Q Q R r =⑩（2分）R r R r Q Q Q ++=○11
联立⑩○11得8
0.80.64()82
R R r R Q Q J R r +==⨯=++。