2023天津市第二十五中学高二下学期第一次质量检测物理试题含答案

这是一份2023天津市第二十五中学高二下学期第一次质量检测物理试题含答案，共14页。试卷主要包含了单选题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年度第二学期高二年级第一次质量检测物理学科一、单选题（共40分，每题4分）1．在电磁学发展的过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法不正确的是（    ）A．奥斯特发现了电流的磁效应B．法拉第发现了电磁感应现象C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，奥斯特用实验证实了电磁波的存在D．库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值2．如图所示，把金属圆环放在四周有边界的垂直于纸面向里的匀强磁场中，下面叙述中正确的是（　　）A．把金属环向左匀速拉出和向右加速拉出所产生的感应电流方向相反B．若磁感应强度均匀增大的过程中，金属环中没有感应电流C．若磁感应强度均匀增大的过程中，金属环的面积有增大的趋势D．在纸面内不管沿什么方向将金属环拉出磁场的过程，产生感应电流方向都是顺时针3．一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴OO′匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法正确的是（　　）A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率也最大D．线圈从丙图转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势减小4．如图所示为演示自感现象的实验电路图，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，灯A1、A2相同，下列判断正确的是（　　）A．接通开关S，灯A1、A2立即变亮B．接通开关S，灯A1逐渐变亮，灯A2立即变亮C．电路工作稳定后断开开关S，灯A1、A2 同时闪亮一下后逐渐熄灭D．电路工作稳定后断开开关S，灯A1逐渐熄灭，灯A2立即熄灭5．如图所示，虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外，右侧的匀强磁场垂直纸面向里。一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中，下列说法正确的是（　　）A．a、b两点等高                    B．小球在最低点处于平衡状态C．小球在穿过虚线时内部会产生涡流   D．小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力6．如图所示是一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为（    ）A． B． C． D．7．电磁阻尼现象演示装置如图所示，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；若在其正下方固定一钢块（不与磁铁接触），则摆动快速停止。下列说法正确的是（    ）A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象B．用铜块替代钢块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象C．在固定钢块的时，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少D．在固定钢块的情况下，磁铁在摆动过程中与钢块没有相互作用力8．如图1所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝，则下列说法正确的是（　　）A．线圈转动的角速度为 B．1.5s时线圈所在平面与中性面垂直C．100s内线圈中电流方向改变100次 D．感应电动势的最大值为 9．如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，v1=2v2，则在先后两种情况下（　　）A．线圈中的感应电动势之比为E1∶E2=1∶2  B．线圈中的感应电流之比为I1∶I2=4∶1C．线圈中产生的焦耳热之比Q1∶Q2=2∶1D．通过线圈某截面的电荷量之比q1∶q2=2∶110．如图所示，一个腰长为2L的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流沿逆时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是（　　）A． B．C． D．二、多项选择题（共20分，每题4分，漏选2分，不选、选错或多选0分）11．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，如选项图所示，能正确表示磁感应强度B的方向、导体运动速度方向与产生的感应电流方向间关系的是（　　）A． B．C． D．12．如图1所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，线圈电阻，磁场方向垂直线圈平面向里，磁感应强度随时间变化的规律如图2所示，定值电阻。0~10s内（　　）A．线圈产生的感应电动势均匀增大 B．线圈产生的感应电流沿逆时针方向C．a、b两点间电压 D．通过电阻R的电荷量为4C13．如图所示，一导线弯成半径为a 的半圆形闭合回路。虚线MN 右侧有磁感应强度为B 的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v 向右匀速进入磁场，直径CD 始终与MN 垂直。从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，下列结论正确的是（   ）。A．感应电流方向不变 B．CD 段直线始终不受安培力C．感应电动势最大值 D．感应电动势平均值14．手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴、以角速度匀速转动，线圈通过电刷与外电路连接，如图乙所示，外电路灯泡的电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（　　）A．电压表Ⓥ的示数为           B．通过灯泡的电荷量为C．灯泡中产生的焦耳热为D．当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为15．竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计ab杆及导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图。若ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，则（　　）A．拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热B．金属杆ab克服安培力所做的功与克服重力做功之和等于金属杆机械能增加量C．拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热D．拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh三、实验题（每空2分，共6分）16．某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”。（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将_____________________（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。②将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将_____________________（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。（2）在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，则感应线圈B中将__________________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，有感应电动势，但无感应电流C．不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向四、解答题（共34分，17题16分，18题18分，请规范书写过程）17．如图所示，MN、PQ为两足够长的光滑平行金属导轨，两导轨的间距，导轨所在平面与水平面间夹角，N、Q间连接一阻值的定值电阻，在导轨所在空间内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度。将一根质量的金属棒垂直于MN、PQ方向置于导轨上，金属棒与导轨接触的两点间的电阻，导轨的电阻可忽略不计．现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好．重力加速度g取，已知，。在金属棒下滑的过程中，求：（1）金属棒的最大速度vm的大小；（2）金属棒从开始下滑至匀速运动一段时间，电阻R产生焦耳热，则此过程中通过电阻R的电量q；（3）第（2）小问描述的过程中所用的时间t（结果保留小数点后一位）。                18．如图所示，质量为、边长为的正方形线框，从有界的匀强磁场上方由静止自由下落，线框电阻为。匀强磁场的宽度为。（），磁感应强度为，线框下落过程中边与磁场边界平行且保持水平。已知线框恰好匀速进入磁场，若由边刚进入磁场到边恰穿出磁场经历的时间为，求：（1）边刚进入磁场时的速度大小；（2）线框由边进入磁场到边恰进入的过程，产生的热量；（3）边刚出磁场时，线框的速度大小。
参考答案：1．C【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A正确；B．法拉第发现了电磁感应现象，故B正确；C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；D．库仑发现了点电荷间的相互作用规律，密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故D正确。本题选错误项，故选C。2．D【详解】AD．不管沿什么方向将线圈拉出磁场，穿过线圈的磁通量都减小，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流的方向是沿顺时针方向，故A错误，D正确。BC．磁感应强度均匀增大的过程中，穿过金属环的磁通量增大，有感应电流产生，根据楞次定律可知，金属环的面积有减小的趋势，以阻碍磁通量的增大，故B、C错误。故选D。3．B【详解】AC．线圈经过图甲或图丙位置（中性面）时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势为零，感应电流为零，结合法拉第电磁感应定律可知，磁通量变化率为零，AC错误；B．线圈经过图乙位置（与中性面垂直）时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，B正确；D．线圈从图丙位置（中性面）转到题图丁位置（与中性面垂直）的过程中，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量减小，产生的电动势在增大，D错误。故选B。4．B【详解】A B．接通开关S瞬间，灯A2立即变亮，而线圈L产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流只能逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯A1逐渐变亮，A错误，B正确；C D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，原来通过灯A2的电流立即消失，线圈L产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，由于电路稳定时，两支路电流大小相等，所以灯A2不会闪一下，两灯以相同亮度逐渐熄灭，C D错误。故选B。5．C【详解】BCD．小球在穿过虚线时内部会产生涡流，穿过小球的磁通量发生变化，小球内部会产生涡流，小球在最低点除需做圆周运动的向心力以外，水平方向还受到向左的电磁阻尼，选项BD均错误，选项C正确；A．由于电磁阻尼，b点一定低于a点，选项A错误。故选C。6．D【详解】交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为设交流电的有效值为I，则由交流电有效值的定义可知由以上两式联立解得故选D。7．C【详解】A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验时，钢块的磁通量仍会变化，从而产生电磁感应（涡流）现象，进而将观察到电磁阻尼现象，故选项A错误；B．用铜块替代钢块，重复实验时，在铜块中仍会产生涡流，仍能观察到电磁阻尼现象，故选项B错误；C．在固定钢块的情况下，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少，原因是在此过程中，钢块里出现涡流，从而产生内能，故选项C正确；D．在固定钢块的情况下，根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁在摆动过程中与钢块间存在相互作用力，故选项D错误。故选C。8．C【详解】A．由图乙可得交流电的周期，故线圈转动的角速度故A错误；B．由图2可知，1.5s时磁通量最大，则线圈处于中性面位置，故B错误；C．交变电流一个周期内电流方向改变两次，则100s内线圈中电流方向改变100次，故C正确；D．感应电动势的最大值故D错误。故选C。9．C【详解】A．因为v1=2v2，根据E=BLv知感应电动势之比2：1，故A错误；B．感应电流由于v1=2v2，则感应电流之比为2：1，故B错误；C．v1=2v2，知时间比为1：2，根据焦耳定律得Q=I2Rt可知热量之比为2：1，故C正确；D．根据两种情况磁通量的变化量相同，所以通过某截面的电荷量之比为1：1。故D错误；故选C。10．A【详解】线框开始进入磁场运动L的过程中，只有边bd切割，感应电流不变，方向为逆时针（正向）；前进L后，边bd开始出磁场，边ac开始进入磁场，回路中的感应电动势为ac边产生的电动势减去bd边在磁场中的部分产生的电动势，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L时，边bd完全出磁场，ac边也开始出磁场，有效切割长度逐渐减小，电流方向不变；综合三个过程可知选A。11．BC【详解】A．图A中导体不切割磁感线，导体中无电流，A错误；BC．由右手定则可判断B、C正确；D．由右手定则知图D中感应电流方向应垂直纸面向外，D错误。故选BC。12．BD【详解】A．因B-t图像的斜率一定，则一定，线圈面积S不变，由法拉第电磁感应定律知产生的感应电动势不变，选项A错误；BC．根据楞次定可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，则a点电势高于b点，由乙图知 则  电路的总电流为I，则有  Uab=IR=0.4×6 V=2.4 V选项B正确，C错误；D．通过电阻R的电荷量为q=It=0.4×10C=4C选项D正确。故选BD。13．AC【详解】A．闭合回路进入磁场的过程中，磁通量一直在变大，由楞次定律可知，感应电流的方向不变，A正确；B．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场为止，闭合回路的磁通量一直在变大，故回路中始终存在感应电流，CD 段与磁场方向垂直，所以CD 段直线始终受安培力，B错误；C．从D 点到达边界开始到C 点进入磁场的过程可以理解为部分电路切割磁感线的运动，在切割的过程中，切割的有效长度先增大后减小，最大有效长度等于半圆的半径，即最大感应电动势为C正确；D．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的平均值为D错误。故选AC。14．BC【详解】AD．产生的感应电动势有效值为流过线圈的电流为电压表示数为路端电压有效值，大小为AD错误；C．线圈转动周期为灯泡中产生的焦耳热为联立可解得C正确；B．线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，产生的平均感应电动势为平均电流为通过灯泡的电荷量为联立解得B正确。故选BC。15．CD【详解】A．根据功能关系，拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热与增加重力势能之和，A错误；B．根据功能关系，金属杆ab安培力所做的功与拉力所做的功等于金属杆机械能增加量，B错误；C．根据功能关系，拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热，C正确；D．根据功能关系，拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh，D正确．故选CD。16．     右偏     左偏     B【详解】（1）①[1]在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，说明当通过感应线圈B的磁通量增加时，产生的感应电流将使灵敏电流计的指针向右偏转；将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，通过感应线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。②[2]将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值将增大，电路电流减小，电流产生的磁感应强度减小，通过感应线圈B的磁通量减小，灵敏电流计指针将左偏。（2）[3]在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，通过感应线圈B的磁通量发生变化，感应线圈中将有感应电动势，能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向；但因电路不是闭合的，所以无感应电流。故选B。17．（1）；（2）；（3）【详解】（1）金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力和安培力的作用下沿斜面向下做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为0时，速度达到最大值，后匀速直线运动。由平衡条件可得由于其中感应电流为感应电动势为解得（2）根据能量守恒定律可得电阻R上产生的热量为其中其中解得（3）对金属棒研究，由动量定理可得其中解得18．（1）；（2）；（3）【详解】（1）当速度达到最大时又联立解得（2）由于线框进入磁场过程匀速，根据能量守恒定律得（3）由动量定理得又结合联立得解得