高二物理周考（创新班）3.11
参考答案：
1．D
【详解】A、在0.01 s时产生的感应电流最大，故此时线圈与中性面垂直，磁通量为零，故AB错误，；
C、该交流电流有效值为，故C错误；
D、在一个周期内穿过线圈的总磁通量的变化为0，所以由法拉第电磁感应定律可知，一个周期内的平均电动势为0，则平均电流也等于0，故D正确．
2．B
【详解】试题分析：因变压器输出电压调至最大，故副线圈为1900匝，由变压器两端的电压与匝数成正比，即，故副线圈的电压有效值为380V；因变压器为理想变压器，故其输入功率等于输出功率，即，由得，B正确．
考点：考查了理想变压器
【名师点睛】对于变压器需要掌握公式、，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，
3．C
【详解】B．发电机线圈的转速为nz，输出交变电流的频率为
B错误；
A．线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的为正弦交流电，最大值为
输出电压的有效值为
A错误；
C．变压器原、副线圈的匝数比为
C正确；
D．发电机产生的瞬时电动势为
D错误。
故选C。
4．C
【详解】A．“B超”仪器通过它的探头不断向人体发出短促的超声波脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界面时会反射回来，又被探头接收，这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，没有使用多普勒效应，选项A错误；
B．图(a)中如果灯泡灯丝突然烧断，副线圈中的电流减小，会引起原线圈电流突然减小，选项B错误；
C．图(b)中磁铁上下振动时，磁铁下端放一金属线圈，让磁铁振动时穿过它，线圈内产生感应电流，它产生它将对磁铁产生明显的阻尼，选项C正确；
D．图(c)中LC振荡电路中，如果磁场在增大，说明电流正在增大，那么电容器在放电，由电流的关系可知电容器上极板带负电，选项D错误。
故选C。
5．BC
【详解】AD．根据题意可知，AB端所加电压的最大值为
则AB端所加电压的有效值为
即时理想电压表的示数为，故AD错误；
B．设小灯泡的额定电压为，额定电流为，由题图可知，变压器原线圈的电流为
副线圈的电流为
则变压器原副线圈的匝数比为
故B正确；
C．由题图可知，变压器副线圈的电压为
设原线圈的电压为，则有
可得
又有
联立解的
每个小灯泡正常发光时的功率为
故C正确。
故选BC。
6．BD
【详解】A．冰块掉落时做自由落体运动，故冰块接触头部之前的速度约为
故A错误；
BC．设头部对冰块的作用力为，因为冰块落在头上未反弹，速度减为0，以竖直向上为正方向，由动量定理得
解得
根据力的作用是相互的，则冰块对头部的作用力也是2N，作用时间是0.3s，故冰块对头部的冲量大小为
故B正确，C错误；
D．冰块的动量变化量大小为
选项D正确。
故选BD。
7．BD
【详解】对甲、乙两条形磁铁分别做受力分析，如图所示
A．根据牛顿第二定律有
由于
m甲 > m乙
所以
a甲 < a乙
由于两物体运动时间相同，且同时由静止释放，可得
v甲 < v乙
A错误；
BCD．对于整个系统而言，由于μm甲g > μm乙g，合力方向向左，合冲量方向向左，所以合动量方向向左，显然甲的动量大小比乙的小，BD正确、C错误。
故选BD。
8．BD
【详解】A．金属棒从轨道最低位置cd运动到ab处过程中，水平分速度逐渐减小，即切割磁感线的速度减小，感应电动势减小，通过R的电流大小逐渐减小，故A错误；
B．金属棒刚滑入时，感应电动势
电阻R的电功率
故B正确；
C．通过R的电荷量
故C错误；
D．金属棒做匀速圆周运动，切割磁感线的速度为
则回路中产生余弦式交变电流，产生感应电动势的最大值为
有效值为
电流的有效值为
R上产生的热量为
故D正确。
故选ABD。
9． 直流 低频
【详解】[1][2]电感器对直流无阻碍，对交流电有阻碍作用，根据
XL=2πLf
知，自感系数很小，频率越低，感抗越小，所以阻碍作用为：通低频，阻高频。
电容器不能通过直流，而交流电通过电容器，根据
知电容C越小，频率越低，容抗越大，所以阻碍作用为：通高频，阻低频。
因此电路的主要作用是阻高频、通低频，输出低频交流电和直流电；
10． 44V 增大
【详解】[1]原线圈的输入电压的最大值为，则有效值为220V，根据变压比可知，副线圈两端的输出电压为44V，灯泡正常发光，则灯泡的额定电压为44V；
[2]RT温度升高时，阻值减小，但副线圈的输出电压不变，灯泡L亮度不变，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知原线圈的输入电流增大。
11． a 左端 1220
【详解】（1）[1]由图甲可知，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在温度升高的过程中图乙中电流增大，螺旋管的磁感应强度增大，铁片受到的作用力增大将向左移动，要使报警器响起，单刀双掷开关C应该接a；
（2）[2]在闭合开关前，应使滑动变阻器接入电路的阻值最大，即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端；
（3）[3]由图甲可知，温度升高到60℃时热敏电阻的阻值为580，由闭合电路欧姆定律得
解得
12． c、d 匝数之比 A
【详解】（1）[1]在探究变压器线圈两端电压与匝数关系的实验中，原线圈两端应接入交流电，故应将A、B分别与c、d连接；
（2）[2]根据题表中数据可得，在实验误差允许范围内，变压器原，副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比；
（3）[3]若把题图乙中的可动铁芯取走，磁损耗变大，原线圈中磁通量变化率比副线圈磁通量变化率大，根据法拉第电磁感应定律知，副线圈两端电压一定小于4.0V。
故选A。
（4）[4]设原线圈回路中电流为I1，副线圈回路电流为I2，则
所以R获得的功率为
根据数学知识可得，当
R获得的功率最大，此时
，，
13．（1），；（2），
【详解】（1）由
解得输电线上通过的电流是
输电线损失的电压为
由
可得升压变压器输出的电压是
（2）升压变压器的匝数比为
降压变压器输入电压为
降压变压器的匝数比为
14．（1）1s时物块开始运动，；（2）；（3）
【详解】（1）物块所受最大静摩擦
可得
由图可知，时，物块开始运动，时，对物块有
解得
（2）由图像可知
解得
（3）内摩擦力的冲量为
对物块
解得
15．(1)；(2)；(3)50J
【详解】(1) 线圈的角速度
线圈中感应电动势的最大值为
感应电流的最大值为
则感应电流的瞬时值表达式为
即线圈转动时产生感应电流瞬时值的表达式为；
(2)设线圈转过角所用时间为，则
线圈中的平均感应电动势
通过电阻R的平均电流
在时间内通过电阻横截面的电荷量
即线圈转过角的过程中通过电阻R横截面的电荷量q为；
(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，则电路中电流的有效值
经过电流通过整个电路产生的焦耳热
即线圈转动10s，整个电路产生的焦耳热Q为50J。2023-2024学年龙岩北附高二物理周考（创新班）3.11
考试时间：75分钟；
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．一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（ ）
A．时刻线圈处于中性面位置 B．时刻穿过线圈的磁通量最大
C．该交流电流有效值为 D．一个周期内该交流电流平均值为零
2．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW．设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为
A．380V和5.3A
B．380V和9.1A
C．240V和5.3A
D．240V和9.1A
3．张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电压为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
4．下列说法正确的是（ ）
A．医学诊断时用“B超”仪器探测人体内脏，是利用超声波的多普勒效应
B．图（a）中如果灯泡灯丝突然烧断，会引起原线圈电流突然增大
C．图（b）中磁铁上下振动时，磁铁下端放一金属线圈，让磁铁振动时穿过它，它将对磁铁产生明显的阻尼
D．图（c）中LC振荡电路中，如果磁场在增大，那么电容器在放电且电容器上极板带正电
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5．如图所示的理想变压器，在原副线圈上接有交流电压表和三个完全相同的灯泡且灯泡的电阻，在AB端加上时，三个小灯泡均正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．AB端所加电压的有效值为
B．变压器原副线圈的匝数比为
C．每个小灯泡正常发光时的功率为
D．时理想电压表的示数为
6．严冬树叶结有冰块，经常出现人在树下被冰块砸到头部的情况。若冰块质量为100g，从离人约45cm的高度无初速度掉落，砸到头部后冰块未反弹，头部受到冰块的冲击时间约为0.3s，取重力加速度，下列分析正确的是（ ）
A．冰块接触头部之前的速度约为6m/s
B．冰块对头部的冲量大小约为0.6N·s
C．冰块对头部的作用力大小约为4N
D．冰块与头部作用过程中冰块的动量变化量的大小约为0.3kg·m/s
7．使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的N极正对着乙的S极，甲的质量大于乙的质量，两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（ ）
A．甲的速度大小比乙的大 B．甲的动量大小比乙的小
C．甲的动量大小与乙的相等 D．甲和乙的动量之和不为零
8．如图所示，两根完全相同的光滑圆弧金属导轨平行固定放置，圆弧半径为r、水平间距为L，其上端间连有一阻值为R的电阻。所围成的区域处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B。现有一根金属棒从轨道最低位置开始，在外力作用下以初速度向右沿轨道做匀速圆周运动至处，不计金属导轨和金属棒的电阻，则该过程中（ ）
A．通过R的电流大小逐渐增大
B．金属棒刚滑入时，电阻R的电功率为
C．通过R的电荷量为
D．R上产生的热量为
三、填空实验题（每空2分。共22分）
9．如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小（L=1mH，C=200pF），结合线圈和电容器的主要功能，可知该电路的输出端就只有 （填“直流”或“交流”）和 （填“高频”或“低频”）电流。
10．一理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈接入如图甲所示的正弦交流电，副线圈接入灯泡L与热敏电阻RT（阻值随温度升高而降低），灯泡正常发光，如图乙所示。由此可知，灯泡的额定电压为 V ；当RT温度升高时，原线圈的电流将 （填“增大”，“减小”，“不变”）
11．某热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图甲所示，某同学用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题：
（1）为使温度在升高到报警温度时，报警器响起，单刀双掷开关C应该接 （选填“a”或“b”）。
（2）为实现温度升高到60℃时报警器响起的目的，该同学先把热敏电阻放入60℃的恒温水中，然后调节滑动变阻器的电阻，直到报警器响起。在闭合两开关，之前，该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最 （选填“左端”或“右端”）。
（3）已知直流电源电动势，内阻不计。若继电器线圈ed电阻忽略不计，流过继电器线圈的电流才会报警，欲使温度升高到60℃时报警器响起，则滑动变阻器接入电路的阻值应该是 Ω。
12．某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、若干导线。
图甲为实验原理图，在原线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表：
实验序号 原线圈匝数n1=400 原线圈两端电压U1（V） 副线圈匝数n2=200 原线圈两端电压U2（V） 副线圈匝数n2=1400 原线圈两端电压U2（V）
1 5.8 2.9 20.3
2 8.0 4.0 28.1
3 12.6 6.2 44.0
请回答下列问题：
（1）在图乙中，应将A、B分别与 （填“a、b”或“c、d）连接。
（2）根据上表数据得出的实验结论是：在实验误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压之比等于 。
（3）在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数n2=200，则副线圈两端电压 （填正确答案标号）。
A．一定小于4.0V B．一定等于4.0V C．定大于4.0V
（4）图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。
四、解答题（11+13+14，共38分）
13．某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的输出电压为，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为R＝10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为，要求在输电线上损失的功率控制在，请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：
（1）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？
（2）两个变压器的匝数比各应等于多少？
14．如图甲所示，质量的物块静止在水平面上，时，对其施加水平向右的推力，推力的大小随时间变化的规律如图乙所示．已知物块与水平面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，求：
（1）物块开始运动的时刻及末物块加速度的大小；
（2）内推力对物块冲量的大小；
（3）末物块动量的大小．
15．如图所示，一小型发电机内有匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻。在外力作用下矩形线圈在的匀强磁场中，以恒定的转速绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。从图中所示时刻开始计时，求：
(1)线圈转动时产生感应电流瞬时值的表达式；
(2)线圈转过角的过程中通过电阻R横截面的电荷量q；
(3)线圈转动10s，整个电路产生的焦耳热取
