四川省广元市川师大万达中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.本试卷分为试卷二卷，共4页。答题前，请考生务必将自己的学校、姓名、座位号、准考证号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.作答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上，作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损。
3.考试结束后，请将答题纸和机读卡交回。
第 I 卷 选择题（共43分）
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的）。
1. 下列说法正确是（ ）
A. 19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场
B. 法拉第发现了“电生磁”现象，奥斯特发现了“磁生电”现象
C. 若一长为L、电流为I的电流元在某处受到的磁场力为F，则该处的磁感应强度必为
D. 精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场
2. 如图所示，边长为L正方形金属回路（总电阻为R）与水平面的夹角为，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内（包括边界）存在竖直向下匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为（且为常量），则金属回路产生的感应电流大小为（ ）
A. B. C. D.
3. 某电学原件的电路图可简化为如右图所示，两小灯泡完全相同，电感L的电阻小于灯泡的电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关瞬间，L1缓慢变亮，L2立即变亮
B. 闭合开关电路稳定后，两只灯泡亮度相同
C. 电路稳定后，断开开关，两只灯泡均缓慢熄灭
D. 电路稳定后，断开开关，L1闪亮一下缓慢熄灭，L2立即熄灭
4. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机一法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴以角速度匀速转动，铜片与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻组成闭合回路，圆盘半径为，圆盘接入间的电阻也为，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 点电势高于点电势B. C、D两端的电压为
C. 圆盘转动过程中，电流的大小为D. 圆盘转动过程中，产生的电功率为
5. 如图所示，一倾斜的金属框架上放有一根金属棒，由于摩擦力作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态.从t0时刻开始给框架区域内加一个垂直框架平面向上的逐渐增强的磁场，到时刻t1时，金属棒开始运动，则在这段时间内，棒所受的摩擦力（ ）
A. 不断增大B. 不断减小C. 先减小后增大D. 先增大后减小
6. 如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek。则（ ）
A. W2=QB. W1=QC. W1=EkD. WF=Q+Ek
7. 如图所示，两相互垂直的光滑金属导轨固定在水平桌面上，空间分布着竖直向下大小为的匀强磁场。为金属导轨上的两点，且。时，一足够长金属杆从所在直线处沿的角平分线向右运动的同时，磁场的磁感应强度大小也随时间发生变化。金属杆与导轨接触良好，要使金属杆在无外力作用下仍能保持匀速运动，磁感应强度与时间的关系式为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合 题目要求，全部选对的得5分，对但不全的得3分，有选错的得0分）。
8. 水平桌面上固定一根绝缘长直导线，矩形导线框abcd靠近长直导线固定桌面上，如图甲所示。当长直导线中的电流按图乙的规律变化时（图甲所示电流方向为其正方向），则（ ）
A. ，线框内电流的方向为abcdaB. ，线框内电流的方向为abcda
C. ，线框所受安培力方向一直向右D. ，线框所受安培力方向一直向左
9. 如图所示，放在光滑绝缘水平面上的轻质单匝矩形线框长、宽之比为，线框在外力作用下以相同的速度匀速离开匀强磁场区，离开磁场区时始终有两边与边界平行，则在1、2两种情况下（ ）
A. 所用拉力大小之比为
B. 通过线框的电荷量之比为
C. 线框中的感应电流之比为
D. 线框中产生的热量之比为
10. 如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，间距为d。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。P、M间接有阻值为3R的电阻。Q、N间接有阻值为6R的电阻，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为R。现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离s时，达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。则（ ）
A. 金属杆ab运动的最大速度为
B. 金属杆ab运动的加速度为时，金属杆ab消耗的电功率为
C. 金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，通过6R的电量为
D. 金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功为
第Ⅱ卷 非选择题（共57分）
三、实验题：（11题6分，12题6分，满分12分。请将正确的答案写在答题卡上。）
11. 某同学应用楞次定律判断线圈中导线的缠绕方向。器材有：一个绕向未知的线圈，一个条形磁铁，一只多用电表，导线若干。操作步骤如下：
①避免指针反向偏转损坏电表，先调整指针定位螺丝使指针尽量偏向零刻线右侧；
②把多用电表和线圈按图甲连接，将选择开关旋转到10mA档；
③将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电表的指针向右偏转；
④根据楞次定律判断出线圈中导线的缠绕方向。
请回答下列问题：
（1）在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是______（选填“a”、“b”或者“c”）；
（2）可判断线圈中导线的缠绕方向如图乙中的_______（选填“A”或“B”）所示；
（3）若条形磁铁插入越快，多用电表的指针偏角_________（选填“越大”或“越小”）。
12. 如图所示，一个可以伸缩导线圆环位于垂直纸面向里的匀强磁场中，当磁感应强度增大时，导线环中感应电流的方向为___________（“顺时针”或“逆时针”）；此时圆环最上端的导线微元受到安培力的方向___________（“向上”或“向下”）；圆环会___________（“扩张”或“收缩”）。
四、计算题：（13题12分，14题15分，15题18分，满分45分。计算题要求写出必要的文字说明、 方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 截面积，市数匝的线圈，处在如图甲所示的磁场中，磁感应强度随时间按图乙所示规律变化，方向垂直线圈平面，规定向里为正方向。电路中，线圈电阻不计。
（1）闭合稳定后，求通过电流大小和方向；
（2）闭合一段时间后再断开，求断开后通过的电荷量。
14. 如图所示，宽度的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。一根质量为的导体棒放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可忽略不计，求：
（1）导体棒运动过程最大速度；
（2）从开始运动到过程中导体棒通过的位移；
（3）整个运动过程中电阻上产生的焦耳热。
15. 如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分组成，且二者平滑连接。导轨水平部分MN的右侧区域内存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝0.4 T。在距离磁场左边界线MN为d＝1.2 m处垂直导轨放置一个导体棒a，在倾斜导轨高h＝0.8 m处垂直于导轨放置导体棒b。将b棒由静止释放，最终导体棒a和b速度保持稳定。已知导轨间距L＝0.5 m，两导体棒质量均为m＝0.1 kg，电阻均为R＝0.1 Ω，g＝10 m/s2，不计导轨电阻，导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好，忽略磁场边界效应。求：
（1）导体棒b刚过边界线MN时导体棒a加速度大小；
（2）从初始位置开始到两棒速度稳定的过程中，感应电流在导体棒a中产生的热量Q；
（3）两棒速度稳定后二者之间的距离。