2022年高二上期物理單元測試附答案與解析

1、 PAGE 92022 年高二上期物理單元測試附答案與解析選擇題下列說法中正確的是()使用交流電的電器設(shè)備所標(biāo)示的額定電壓、額定電流的數(shù)值均為最大值用交流電流表和電壓表測得的數(shù)值是有效值照明電路電壓為 220 V 指的是最大值所有交變電流的有效值和最大值之間均存在U和I的關(guān)系【答案】B【解析】各種使用交變電流的用電器銘牌上所標(biāo)的數(shù)值均為有效值，故 A 錯誤；交流電表測量值為有效值，故 B 正確；照明電路電壓為 220 V， 是有效值，故 C 錯誤；，是正弦式交變電壓及交變電流有效值和最大值的關(guān)系，故D 錯誤。所以B 正確，ACD 錯誤。選擇題電阻為 10的單匝矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)

2、動， 穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律為5sin10t(Wb)，線圈中產(chǎn)生的電流隨時間的變化規(guī)律為( )i50sin 10t(A)i50cos 10t(A)i5sin 10t(A)i5cos 10t(A)【答案】D【解析】由磁通量的表達(dá)式可知，磁通量的最大值mBS5 Wb，10 rad/s，則由感應(yīng)電動勢的最大值 EmBS可知：Em510 V50 V，則電流的最大值：iA5 A，磁通量的表達(dá)式5sin 10t(Wb) 為正弦規(guī)律變化，則其電流的表達(dá)式應(yīng)為余弦規(guī)律變化。電流的瞬時表達(dá)式：i5cos 10t(A)，故 D 正確，ABC 錯誤。選擇題某臺家用柴油發(fā)電機(jī)正常工作時能夠產(chǎn)生與我國照明電網(wǎng)

3、相同的交變電流現(xiàn)在該發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速只能達(dá)到正常工作時的一半，則它產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖像是 ()B.C.D.【答案】B【解析】根據(jù)家用照明電的電壓最大值和周期去分析，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速只能達(dá)到正常工作時的一半時的交流電的最大值和周期的變化。線圈轉(zhuǎn)速為正常時的一半，根據(jù)2n知，周期變?yōu)檎r的 2 倍，又據(jù) EmnBS可知，最大值變?yōu)檎r的一半，結(jié)合我國電網(wǎng)交流電實際情況，故B 正確，ACD 錯誤。選擇題如圖所示為經(jīng)一雙向可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦式交變電流的每個二分之一周期內(nèi)，前周期被截去，調(diào)節(jié)臺燈上的旋鈕可以控制截去的多少，從而改變電燈兩端的電

4、壓，那么現(xiàn)在電燈兩端的電壓有效值為( )A.B.C.D.【答案】A【解析】設(shè)交流電的有效值為U，將交流電與直流電分別通過相同電阻 R，一個周期可以看成只剩半個周期的電壓，利用有效值的定義得：，所以，故A 正確，BCD 錯誤。選擇題阻值為10的電阻接到電壓波形如圖所示的正弦交流電源上以下說法中正確的是()電壓的有效值為 10 V通過電阻的電流的有效值為A電阻消耗電功率為 10 W電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為 10 J【答案】B【解析】根據(jù)題給圖像可知電壓最大值為 Umax10V，有效值為，故 A 錯誤；電流有效值為，故B 正確；電阻消耗的電功率為，故C 錯誤； 每秒產(chǎn)生的熱量 QI2Rt5 J，故 D

5、 錯誤。所以 B 正確，ACD 錯誤。選擇題某興趣小組在課下用同一小燈泡和電容器、電感器及直流電源和有效值與直流電源相同的交流電源，先后完成了如圖 a、b、c、d 所示實驗，關(guān)于S 閉合后現(xiàn)象的說法中正確的是( )a、b 中小燈泡都不會發(fā)光a 中小燈泡不發(fā)光，b 中小燈泡會發(fā)光c、d 中小燈泡都發(fā)光，且明亮程度相同c 中小燈泡發(fā)光，d 中小燈泡一定不發(fā)光【答案】B【解析】根據(jù)電容器和電感線圈的特性分析選擇電容器能通交流，具有隔直通交、通高阻低的特性電感線圈可以通直流，具有通直阻交通低阻高的特性。隔直電容器在電路中，阻礙直流通過，所以 a 中小燈泡都不會發(fā)光；電容器可以通過交流電，所以b 中小燈

6、泡會發(fā)光，故A 錯誤，B 正確；線圈在電路中，通直流阻交流，通低頻阻高頻，所以可知在電路D 中的阻礙作用大于在C 電路中的阻礙作用，所以 c 中燈泡發(fā)光較亮，d 中燈泡發(fā)光較暗，甚至看不到發(fā)光，故 CD 錯誤。所以 B 正確， ACD 錯誤。選擇題如圖所示，將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為 l， 它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b 兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P 的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應(yīng)為( )A. B. C. D.【答案】B【解析】單匝正方形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，將產(chǎn)

7、生正弦式電流，則電動勢的最大值EmBl22nBl2，其有效值E，計算小燈泡的額定功率P 要用其有效值，即P.R，故只有B 選項正確 選擇題如圖所示，交流電壓 u311sin(314t)V 加在阻值為 220 的電阻兩端，則( )電壓表的讀數(shù)為 311 V電流表的讀數(shù)為 1.414 A電流表的讀數(shù)為 1 A電壓表的讀數(shù)為 220 V【答案】CD【解析】電壓表測的是有效值，所以讀數(shù)為，故A 錯誤，D 正確；電流表讀數(shù)應(yīng)為，故B 錯誤，C 正確。所以 CD 正確，AB 錯誤。選擇題一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知該交流電的電壓瞬時值的表達(dá)式為 u=“100” sin（25t） V

8、該交流電的頻率為 25 Hz該交流電的電壓的有效值為V若將該交流電壓加在阻值為 R=“100”的電阻兩端，則電阻消耗的功率是 50 W【答案】BD【解析】試題由圖可知，故，所以其表達(dá)式為，故 A 錯誤 B 正確；由圖象可知交流電的最大值為 100V，因此其有效值為，所以 R 消耗的功率為，故C 錯誤，D 正確；選擇題如圖甲所示是一臺交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，產(chǎn)生交變電流的感應(yīng)電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖乙發(fā)電機(jī)線圈電阻為 1 .外接電阻為 4 ，則( )該交變電流的頻率為 25 Hz電壓表的示數(shù)為 4 V在t0.01 s 時刻，電路中電流的瞬時值為 1 A若線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2 倍，耐壓值為

9、5 V 的電容器與外接電阻并聯(lián)而不會被燒壞【答案】AC【解析】試題該交變電流的周期為 T=004s，則頻率為 25 Hz，選項 A 正確；交流電的有效值理想電壓表的示數(shù)為，選項B 正確；在 t=001 s 時刻，電動勢瞬時值為 5V，則電路中電流的瞬時值為，選項 C 正確；根據(jù) Em=BS 可知，若線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2 倍，則電動勢的最大值變?yōu)?10V， 將耐壓值為 5 V 的電容器與外接電阻并聯(lián)，電容器兩端電壓最大值為， 該電容器會被燒壞，選項D 錯誤；故選 AC選擇題如圖，M 為半圓形導(dǎo)線框，圓心為 OM；N 是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為 ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面（紙面）內(nèi)；兩圓

10、弧半徑相等；過直線 OMON 的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N 在t = 0 時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過 OM 和 ON 的軸，以相同的周期T 逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則 ( )兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T在 時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等【答案】BC【解析】【試題分析】一個半圓周和一個 1/4 圓周在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢進(jìn)行比較這種模型可以看成是半徑繞端點(diǎn)切割磁感線來處理，但要把一個周期分成四個時間段進(jìn)行分析處理轉(zhuǎn) 90過程中 M、N 兩個線框幾乎是一樣的；

11、轉(zhuǎn)第二個 90時， M 框沿續(xù)前一過程，但 N 框全部進(jìn)入磁場，無磁能量變，感應(yīng)電動勢為零；轉(zhuǎn)第三個 90又是一樣的，但兩個線框電流方向已經(jīng)變化； 轉(zhuǎn)第四個 90，M 框沿續(xù)，但N 框已經(jīng)離開磁場，無電流了A、半徑切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，由于勻速轉(zhuǎn)動，所以進(jìn)入時，電動勢是恒定的，則A 錯誤B、由半徑切割分段分析知道： M 線框在轉(zhuǎn)一周內(nèi)感應(yīng)電動勢的變化是恒正、恒正、恒負(fù)、恒負(fù)N 線框的變化是恒正、零、恒負(fù)、零，所以兩導(dǎo)線框的周期相等地，則B 正確C、顯然從開始到轉(zhuǎn)過 90，都是半徑切割，感應(yīng)電動勢相等，則C 正確D、根據(jù)有效值的定義：對M 線框， ，對N 線框， 只有一半時間有感應(yīng)電流，

12、，兩式對比得到： ，所以D 錯誤故選BC.選擇題如圖所示，單匝矩形線圈放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中， 以恒定的角速度繞 ab 邊轉(zhuǎn)動，磁場方向垂直于紙面向里，線圈所圍面積為 S，線圈導(dǎo)線的總電阻為 R，t0時刻線圈平面與紙面重合則()線圈中電流t 時刻瞬時值表達(dá)式為icost線圈中電流的有效值為I線圈中電流的有效值為I線圈消耗的電功率為P【答案】CD【解析】回路中感應(yīng)電動勢最大值 EmBS，電流最大值 Im，t0 時為中性面，故瞬時值表達(dá)式 isint.電流有效值 I，PI2R，故B、D 錯誤，A、C 正確解答題如圖所示，匝數(shù)為 100 匝、邊長為 0.2 m 的正方形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)

13、度為 2T 的勻強(qiáng)磁場中，從中性面開始以 10 rad/s 的角速度繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動若線圈自身電阻為2 ，負(fù)載電阻R6，取 210，則開始轉(zhuǎn)動內(nèi)在 R 上產(chǎn)生的熱量為多少？【答案】150J【解析】電動勢最大值為EmnBS10020.20.210 V80 V有效值為：E 40 V電流有效值為：故產(chǎn)生的熱量為QI2Rt150 J. PAGE 10解答題如圖所示為一周期性變化的電壓，求其電壓的有效值【答案】7.91V【解析】有效值的定義：將交流與直流通過阻值相同的電阻，在相同時間內(nèi)，產(chǎn)生的熱量相同，交流電的電流有效值等于直流電的電流根據(jù)定義列式求解有效值。由題圖可知該電壓的變化周期T16102s。由

14、于該電壓不是正弦交變電壓，所以其有效值要由定義來計算，即找與其相等熱效應(yīng)的直流電壓值：在一個周期內(nèi)經(jīng)過電阻 R 的發(fā)熱量為：，式中 t1、t2、t3、t4 分別為圖中一個周期內(nèi)對應(yīng)的電壓 U1、U2 的通電時間另一個直流電路通過電阻 R 的發(fā)熱量為 Q2(U2/R)T，由定義可知 Q1Q2，可得電壓的有效值為：。解答題交流發(fā)電機(jī)模型的矩形線圈 abcd 在勻強(qiáng)磁場中繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動線圈共有n 匝，邊長abL1，bcL2，線圈的內(nèi)電阻為r，外電阻為 R，磁感應(yīng)強(qiáng)度是 B，線圈轉(zhuǎn)動的角速度是，如圖所示求：感應(yīng)電動勢的最大值； (2)轉(zhuǎn)動過程中電流表的讀數(shù)；(3)線圈轉(zhuǎn)動一周，外力做了多少功？【答案】(1)nBL1L2(2) (3)【解析】1根據(jù)電動勢的最大值表達(dá)式求得最大值，再由最大值及有效值可求得有效值，則由歐姆定律可求得電流表的示數(shù)；根據(jù)功能關(guān)系可知， 外力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱。(1)感應(yīng)電動勢的最大值 EmnBL1L2. (2)根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系可得電壓有效值：根據(jù)閉合電路歐姆定律(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動，外力做的功等于電路所產(chǎn)生的電能解答題將交變電壓 u220sin(100t)V 接到“220 V100 W”的燈泡兩端，若燈泡燈絲電阻保持不變，求：(1)通過燈泡的電流的最大值； (2)燈泡的實際功率；每秒鐘電流方向改變的次數(shù)；通過燈泡的電流 i