山东省东营市利津县高级中学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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1. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（ ）
A. 在P和Q中都做自由落体运动
B. 在两个下落过程中的机械能都守恒
C. 在P中的下落时间比在Q中的长
D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大
2. 如图所示，两水平平行金属导轨间接有电阻R，置于匀强磁场中，导轨上垂直搁置两根金属棒ab、cd．当用外力F拉动ab棒向右运动的过程中，cd棒将会 （ ）
A. 向右运动B. 向左运动C. 保持静止D. 向上跳起
3. 图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲表示交流电，图乙表示直流电
B. 图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt（V）
C. 两种电压的有效值都是220V
D. 图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10∶1的理想变压器变压后，功率比为10∶1
4. 如图甲所示，手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，它的简化图如图乙所示．该手摇式交流发电机的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中轴线OO′以恒定角速度转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，已知矩形线圈的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路电灯的电阻为R，电压表为理想交流电表．线圈平面由平行于磁场方向的位置转过90°的过程中（ ）
A. 电压表V的示数为
B. 通过灯泡的电荷量为
C. 电灯中产生的焦耳热为
D. 位于中性面位置时线圈中的电流为
5. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，则（ ）
A. 理想电压表读数为50V
B. 理想电流表读数为0.8A
C. 电阻R消耗的电功率为45W
D. 电阻R在50秒内产生的热量为2025J
6. 如图甲所示为LC振荡电路，图乙图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，线圈中磁场能在减少
B. 、两时刻电路中电流最小
C. 、两时刻电容器中电场能最小
D. 该电路可以有效地发射电磁波
7. 如图所示，空间有两个宽度分别为L和2L的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小都为B，左侧磁场方向垂直于纸面向里，右侧磁场方向垂直于纸面向外，abcd是一个均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过两个磁场区域，在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场的边界平行．设线框cd边刚进入磁场的位置为x=0，x轴正方向水平向右，从线框ad边刚进入磁场开始到整个线框离开磁场区域的过程中，线框受到的安培力F(规定水平向右为正方向)随着位置x变化的图像正确的是
A. B.
C. D.
8. 如图所示，用粗细相同的铜丝做成边长分别为L和2L的两只闭合正方形线框a和b，以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外，则拉力对环做功之比Wa：Wb等于（ ）
A. 1：2B. 2：1C. 1：4D. 4：1
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，全部选对得4分，漏选得2分。
9. 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，线圈的面积为S，线圈以角速度绕OO′轴顺时针匀速转动。从图示位置（线圈平面与磁场平行）开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 感应电动势最大值为
B. 增大角速度，电流表示数不变
C. 闭合开关S，电流表示数增大
D. 线圈按图示方向转动，则在图示位置线圈产生的感应电流方向为MNPQ
10. 如图甲所示，正方形线框左侧有垂直纸面方向的匀强磁场，为线框上两点。磁场随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向以向里为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻感应电流为零
B. 0到与到时间内线框中感应电流方向相同
C. 0到时间内磁通量变化量为0
D. 到时间内线框中M点电势始终比N点电势高
11. 图（a）为家用燃气灶点火装置电路原理图，转换器将直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于5000V时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则（ ）
A. 闭合开关S后，加在变压器原线圈上的正弦交流电压的有效值为25V
B. 某交流发电机要产生与图（b）相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100r/s
C. 闭合开关S，电压表的示数为50V
D. 变压器原、副线圈的匝数、须满足时，才能实现点火
12. 在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，正方形线框abcd的边长为L（），质量为m，电阻为R。将线框从距离磁场的上边界为h高处由静止释放后，线框的ab边刚进入磁场时的速度为，ab边刚离开磁场时的速度也为，在线框进入磁场的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. a点的电势高于b点
B. 线框一定做减速运动
C. 通过导线横截面的电荷量为
D. 克服安培力所做的功为mgd
三、非选择题：本题共6小题，共60分
13. 在“探究通过变压器原、副线圈的电流与匝数的关系”实验中。
（1）为实现探究目的，保持原线圈匝数一定，只改变通过副线圈的电流或者副线圈匝数，测量通过原线圈的电流。这个探究过程采用的科学方法是________。
A. 控制变量法B. 等效替代法
C. 演绎法D. 理想实验法
（2）在实际实验中，将电源接在匝数为1000匝的原线圈两端，副线圈的匝数为500匝，用多用电表测得副线圈的电压为6V，则原线圈的电压可能为________。
A. 12VB. 13V
C. 10VD. 8V
（3）如图所示为利用变压器原理进行远程输电的电路，交流发电机的输出电压为U，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数之比为，降压变压器原、副线圈匝数之比为，输电导线电阻为r，用户的工作电压也为U。输电线上损失的功率为________。
14. 驻马店市某学校高二物理兴趣小组用交流电源、干电池、电磁继电器、热敏电阻、滑动变阻器、开关、导线等元器件设计了一个自动开关暖风机，其电路原理图如图所示。设计要求是：一旦温度低于某一预定温度时，暖风机就开始工作。图中元件名称标注还不完整。请完成以下问题：

（1）图中的“甲”应该接入的元件是________。
A.阻值随温度升高而增大热敏电阻
B.阻值随温度升高而减小的热敏电阻
C.阻值不随温度变化而变化的定值电阻
（2）正确选取元件和正确连接电路之后，该组同学在调试过程中，发现暖风机开始工作时的温度比偏低了一点。要使温度达到时暖风机能够开始工作，则需要将滑动变阻器的滑片向________（选填“左”或“右”）适当地移动一点。
（3）已知旧干电池与新干电池相比，电动势基本相同，而内阻比新电池大得多。如果长时间没有更换电池，表面上暖风机仍然能正常工作，但暖风机开始工作的温度将________（选填“高于”或“低于”）。
15. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。把电阻的导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好。导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。求：
(1)感应电流和导体棒两端的电压；
(2)拉力的功率；
(3)电路中产生的热功率。
16. 如图所示，一质量为0.05kg、匝数为100匝的正方形导线框放在绝缘的水平桌面上，导线框与桌面的动摩擦因数为0.2。导线框的总电阻为1Ω，边长为20cm。导线框的左边通过一绝缘轻绳固定在墙壁上，轻绳恰好处于伸直状态没有张力。金属框中线左侧有垂直线框平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T。某时刻开始（t=0）磁感应强度以0.2T/s的变化率均匀增加。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。
（1）磁感应强度变化时，感应电流的方向是顺时针还是逆时针？
（2）求0~5s内线框产生的焦耳热；
（3）求9s末轻绳的张力大小。
17. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。
（1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式；
（3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？
18. 如图所示，相距为的平行金属导轨由水平和倾斜两部分组成，水平部分导轨光滑且足够长，处在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，倾斜部分导轨粗糙，与水平导轨平滑连接。有两根完全相同的金属棒甲和乙固定在倾斜导轨上，将甲从图中位置由静止释放，到达倾斜导轨底端的速度为，当甲进入磁场后速度为零时，将乙从图中位置由静止释放，最后乙与甲以共同的速度在磁场中运动。已知甲、乙的初始位置到倾斜导轨底端的距离之比为，甲和乙的质量均为，接人电路的电阻均为，运动过程中甲、乙始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求：
（1）金属棒乙运动到倾斜导轨底端时的速度大小；
（2）金属棒甲停止时在磁场中运动的距离；
（3）整个过程甲金属棒产生的焦耳热。