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2024成都石室中学高二下学期4月月考试题物理含答案
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这是一份2024成都石室中学高二下学期4月月考试题物理含答案，共10页。试卷主要包含了单选题，不定项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(选择题 共44分)
一、单选题(本大题共10小题，每小题2分，共20分．每小题给出的四个选项中只有一个最符合题意．)
1．下列说法正确的是
A．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波是横波
D．紫外线有显著的热效应
2．实施“双减”后，同学们有了更多自主安排的时间。小田参加了学校的轮滑社团，如图所示是小田穿着的一款发光轮滑鞋，轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时，金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同
甲 乙 丙 丁
A．图甲是探究电流磁效应的奥斯特实验
B．图乙是通过改变电流的大小，可以改变电磁起重机磁性强弱
C．图丙是通电导体在磁场中运动
D．图丁是探究电磁感应现象实验
3．有一个金属丝圆环，圆面积为S，电阻为r，放在磁场中，让磁感线垂直地穿过圆环所在平面。在Δt时间内，磁感应强度的变化为ΔB，通过金属丝横截面的电量q与下面哪个量的大小无关
A．圆面积S
B．时间Δt
C．金属丝圆环电阻r
D．磁感应强度变化ΔB
4. 如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等，两条虚线互相垂直且平分，下列关于各点电场强度和电势的叙述错误的是
A．4、5两点电势相同
B．1、3两点电势相同
C．1、3两点电场强度相同
D．5、6两点电场强度相同
5．通电螺线管的电流方向如图所示，内部产生的磁场可认为匀强磁场，磁感应强度大小为B。在螺线管的中轴线上有一沿轴线向上的很长的直线电流，以O点为圆心垂直于轴线的平面内有一圆，圆直径上有a、b两点，直线电流在a、b两点产生的磁感应强度大小也为B，下列说法正确的是
A．通电螺线管在其内部产生的磁场方向沿轴线向下
B．a、b两点合磁场的方向相反
C．a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为0
D．a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为 eq \r(2)B
6．M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图。现将开关K从a处断开，然后合向b处。在此整个过程中，通过电阻R2的电流方向是
A．先由c流向d，后又由c流向d
B．先由c流向d，后由d流向c
C．先由d流向c，后又由d流向c
D．先由d流向c，后由c流向d
7．如图所示为一理想自耦变压器的电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡。在A、B两点间加上交变电压U1时，四个灯泡均能正常发光，若C、D两点间的电压为U2，则U1∶U2为
A．4∶1
B．3∶1
C．2∶1
D．1∶1
8．如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t=0时线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿adcba为正方向，则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是
9．一环形闭合线圈放在均匀磁场中，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化。在下述办法中(如需要改绕线圈，用原规格的导线)，用哪一种办法可以使线圈中的感生电流增加一倍
A．把线圈的匝数增加一倍
B．把线圈的面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．改变线圈轴线对磁场的方向
10．如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，电容器两极板水平放置。在两极板间，不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放，若两板间距足够宽，则下列运动可能的是
A．若t=0时，线圈平面与磁场垂直，则线圈感应电动势最大且粒子一定能到达极板
B．若t=0时，线圈平面与磁场垂直，则线圈感应电动势最小且粒子在两极间往复运动
C．若t=0时，线圈平面与磁场平行，则线圈感应电动势最大且粒子在两极间往复运动
D．若t=0时，线圈平面与磁场平行，则线圈感应电动势最小且粒子一定能到达极板
二、不定项选择题(本大题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中有一个或一个以上的选项正确，全对得3分，选对但不全得1.5分，有错或不选0分．)
11．下列哪些是能量的单位
A．焦耳(J) B．瓦特(W)
C．毫安小时(mA·h) D．电子伏特(eV)
S
A2
×
A1
×
L
12．在如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法正确的是
A．闭合开关S，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．闭合开关S，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭
D．断开开关S，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
13．如图所示，两束单色光a、b由空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法正确的是
A．从玻璃射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角
B．对同种玻璃，a光的折射率比b光的折射率小
C．在同种玻璃中，a光的速度小于b光的速度
D．在真空中，a光的光速大于b光的光速
14．一个单匝的线圈，面积为S，在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律如图所示，下列判断正确的是
A．在A、C时刻线圈通过中性面
B．在t=T/12时刻线圈与磁感线的夹角为60°
C．电动势的有效值与平均值相等都是 eq \f(Em,\r(2))
D．磁场的磁感应强度为
15．在远距离高压输电中，当输送的电功率相同时，则输电线上损失的电功率
A．跟输电导线上电压降的平方成反比
B．跟输电导线上电压降的平方成正比
C．跟输电电压的平方成反比
D．跟输电电压的平方成正比
16．如图所示，连接平行金属板P1和P2(板面垂直于纸面)的导线的一部分CD和另一连接电池的回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸平面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线将受到力的作用
A.等离子体从右方射入时，CD受力的方向背离GH
B.等离子体从右方射入时，CD受力的方向指向GH
C.等离子体从左方射入时，CD受力的方向背离GH
D.等离子体从左方射入时，CD受力的方向指向GH
17. 如图所示，两根平行且间距为L的光滑金属导轨固定在绝缘的水平面上，导轨电阻不计，质量均为m的两相同金属棒a、b垂直导轨放置，回路的总电阻大小为R，其右侧矩形区域内有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向竖直向上，现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨向右运动，且先后进入磁场区域，已知金属棒a离开磁场时金属棒b已经进入磁场区域，在金属棒a进入磁场到离开磁场的过程中，电流i随时间t变化的图像可能正确的是
A B C D
18．如图所示，MN、PQ是两根间距为L且电阻不计的足够长平行金属导轨，左侧弧形部分光滑，右侧水平部分粗糙且处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面夹角为，导轨右端接一阻值为R的定值电阻。一质量为m、长度为L的金属棒，垂直导轨放置，与水平导轨间的动摩擦因数为μ。现让其从导轨左端h高处由静止释放，进入磁场后经时间t停止运动。已知金属棒电阻为R，与导轨间接触良好，且始终与磁场垂直，则金属棒进入磁场区域后
A．定值电阻R产生的焦耳热为
B．金属棒在水平导轨上运动时所受摩擦力越来越小
C．定值电阻R两端的最大电压为
D．金属棒在磁场中运动的距离为
第Ⅱ卷(非选择题 共56分)
三、实验题(本题共2小题，共计18分)
19．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分
(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向( )偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向( )偏转。
A.左
B.右
(3)某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下。为避免电击再次发生，在拆除电路前应( )。
A.断开开关
B.把A、B线圈分开放置
20．某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：待测电池组(电动势E约为6.0V，内阻r约为1Ω)、电压表V(量程为6V，内阻约为10kΩ)，定值电阻R1(R1=1Ω)，电阻箱R(阻值范围可调)，开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
(1)为了准确测出电池组的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图。
(2)采集电压表读数U和电阻箱的读数R，作出了如图乙所示图像，已知图像的斜率为k，纵截距为b，则电动势E= 、r= 。(用题目中所给的字母表示)
(3)由此实验方法得到的电动势测量值 真实值。
A.大于
B.小于
C.等于
(4)进一步研讨：图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与R0=3Ω的电阻串联接在上述电池组上(若测得电池组的电动势E=6.0V、内阻r=1Ω)，如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为 W(结果保留3位有效数字)。
四、计算题(本题共3个小题，共38。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
21．(10分)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L=100cm，匝数N=100匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，转速n=100r/s；已知电动势最大值Em=500 eq \r(2)V。
(1)求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)如图乙所示，将发电机通过升压变压器T1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T2把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则T1、T2的原副线圈匝数比 eq \f(n1,n2)和 eq \f(n3,n4)分别为多少？
22．(12分)如图所示，电阻可忽略的导轨EFGH与E'F'G'H' 组成两组足够长的平行导轨，其中EFE'F' 组成的面与水平面夹角为θ=30°，且处于垂直于斜面向下大小为B0的匀强磁场中，EF与E'F'之间的距离为2L，GHG'H水平，且处于竖直向下，大小也为B0的匀强磁场中，GH与G'H'之间的距离为L，质量为2m，长为2L，电阻为2R的导体棒AB横跨在倾斜导轨上并与导轨垂直，且与倾斜导轨之间无摩擦，质量为m，长为L，电阻为R的导体棒CD横跨在水平导轨上并与导轨垂直，且与水平导轨之间动摩擦因数为μ=0.5，导体棒CD通过一轻质细线跨过一个定滑轮与一质量也为m的物块相连，不计细线与滑轮的阻力和空气阻力。
（1）固定AB导体棒，试求CD棒能达到的最大速度；
（2）若固定CD棒，将AB棒由静止释放，则AB棒两端的最大电压为多少；
（3）同时释放AB棒和CD棒，试求两导体棒能达到的最大速度分别为多大。
23．(16分)如图，两根相距L＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨间x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：
L
x
O
R
B
(1)回路中的电流；
(2)金属棒在x＝2m处的速度；
(3)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小；
(4)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中外力的平均功率。
石室中学高2025届2023—2024学年度下期四月月考
物理试卷
19（每空2分）.(2)B A (3)A
20（每空3分）.(2) eq \f(1,b) eq \f(k,b) - R1 (3)B (4)1.04W~1.18W
21.（1）；（2），
【详解】（1）线圈转动的角速度
（1分）
由
（2分）
得
（1分）
（2）输电线上的电流
（1分）
的输入电流
（1分）
则原、副线圈匝数比
（1分）
副线圈两端电压
（1分）
原线圈两端电压
（1分）
则原、副线圈匝数比
（1分）
22. 【答案】（1）3mgR2B02L2；（2）mgR2B0L；（3）vCD=3mgR10B02L2，vAB=3mgR5B02L2；
【解析】（1）CD棒达到的最大速度，根据平衡条件有mg=B0IL+μmg （1分）
根据闭合电路欧姆定律有I=B0Lv13R （1分）
由此可得v1=3mgR2B02L2 （1分）
（2）对AB，根据共点力平衡有12⋅2mg=B0I⋅2L （1分）
根据闭合电路欧姆定律有I=B0(2L)v23R （1分）
由此可得v2=3mgR4B02L2 （1分）
AB两端的电压为U=13B0(2L)v2=mgR2B0L （1分）
（3）对导体棒AB分析2mgsin30°−2B0IL=2maAB （1分）
对导体棒CD分析mg−12mg−B0IL=2maCD （1分）
由以上两式可得aAB=2aCD始终成立
因而任意时刻vAB=2vCD
研究CD棒，最终mg−12mg=BIL I=5B0LvCD3R （1分）
可解得vCD=3mgR10B02L2，vAB=3mgR5B02L2 （2分）
23.【答案】⑴2A ⑵0.67m/s ⑶1.6J ⑷0.71W
【解析】⑴由法拉第电磁感应定律得 E=B0Lv=0.4V （2分）
由闭合电路欧姆定律得I=E/(R+r)=2A （1分）
⑵由B2= B0+kx=1.5T，
E=B2Lv2 （1分）
得v2= 0.67m/s （1分）
⑶由于F=BIL 且B= B0+kx
电阻上消耗的功率不变，故电流不变为I=2A （2分）
x=0时F0= B0IL= 0.4N， （2分）
x=2m时FA=B2IL=1.2N （2分）
安培力做功W= ( F0 + FA)x/2=1.6J （1分）
⑷由EIt=W解得t=2s （1分）
由动能定理可得
（2分）
得P= 0.71W （1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
B
B
D
A
A
D
C
C
11
12
13
14
15
16
17
18
AD
AC
AB
BD
BC
AD
AC
CD
第Ⅰ卷(选择题 共44分)
一、单选题(本大题共10小题，每小题2分，共20分．每小题给出的四个选项中只有一个最符合题意．)
1．下列说法正确的是
A．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
B．电磁波的传播需要介质
C．电磁波是横波
D．紫外线有显著的热效应
2．实施“双减”后，同学们有了更多自主安排的时间。小田参加了学校的轮滑社团，如图所示是小田穿着的一款发光轮滑鞋，轮上有磁环、金属线圈和发光二极管等元件。穿轮滑鞋滑行时，金属线圈相对磁环转动使发光二极管发光。发光轮的工作原理与下面中那个实验的原理相同
甲 乙 丙 丁
A．图甲是探究电流磁效应的奥斯特实验
B．图乙是通过改变电流的大小，可以改变电磁起重机磁性强弱
C．图丙是通电导体在磁场中运动
D．图丁是探究电磁感应现象实验
3．有一个金属丝圆环，圆面积为S，电阻为r，放在磁场中，让磁感线垂直地穿过圆环所在平面。在Δt时间内，磁感应强度的变化为ΔB，通过金属丝横截面的电量q与下面哪个量的大小无关
A．圆面积S
B．时间Δt
C．金属丝圆环电阻r
D．磁感应强度变化ΔB
4. 如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距离相等，两条虚线互相垂直且平分，下列关于各点电场强度和电势的叙述错误的是
A．4、5两点电势相同
B．1、3两点电势相同
C．1、3两点电场强度相同
D．5、6两点电场强度相同
5．通电螺线管的电流方向如图所示，内部产生的磁场可认为匀强磁场，磁感应强度大小为B。在螺线管的中轴线上有一沿轴线向上的很长的直线电流，以O点为圆心垂直于轴线的平面内有一圆，圆直径上有a、b两点，直线电流在a、b两点产生的磁感应强度大小也为B，下列说法正确的是
A．通电螺线管在其内部产生的磁场方向沿轴线向下
B．a、b两点合磁场的方向相反
C．a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为0
D．a、b两点合磁场的磁感应强度大小均为 eq \r(2)B
6．M和N是绕在一个环形铁心上的两个线圈，绕法和线路如图。现将开关K从a处断开，然后合向b处。在此整个过程中，通过电阻R2的电流方向是
A．先由c流向d，后又由c流向d
B．先由c流向d，后由d流向c
C．先由d流向c，后又由d流向c
D．先由d流向c，后由c流向d
7．如图所示为一理想自耦变压器的电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡。在A、B两点间加上交变电压U1时，四个灯泡均能正常发光，若C、D两点间的电压为U2，则U1∶U2为
A．4∶1
B．3∶1
C．2∶1
D．1∶1
8．如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动，t=0时线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿adcba为正方向，则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是
9．一环形闭合线圈放在均匀磁场中，线圈平面与磁场方向成60°角，磁感应强度随时间均匀变化。在下述办法中(如需要改绕线圈，用原规格的导线)，用哪一种办法可以使线圈中的感生电流增加一倍
A．把线圈的匝数增加一倍
B．把线圈的面积增加一倍
C．把线圈的半径增加一倍
D．改变线圈轴线对磁场的方向
10．如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，电容器两极板水平放置。在两极板间，不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放，若两板间距足够宽，则下列运动可能的是
A．若t=0时，线圈平面与磁场垂直，则线圈感应电动势最大且粒子一定能到达极板
B．若t=0时，线圈平面与磁场垂直，则线圈感应电动势最小且粒子在两极间往复运动
C．若t=0时，线圈平面与磁场平行，则线圈感应电动势最大且粒子在两极间往复运动
D．若t=0时，线圈平面与磁场平行，则线圈感应电动势最小且粒子一定能到达极板
二、不定项选择题(本大题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中有一个或一个以上的选项正确，全对得3分，选对但不全得1.5分，有错或不选0分．)
11．下列哪些是能量的单位
A．焦耳(J) B．瓦特(W)
C．毫安小时(mA·h) D．电子伏特(eV)
S
A2
×
A1
×
L
12．在如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法正确的是
A．闭合开关S，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．闭合开关S，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭
D．断开开关S，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
13．如图所示，两束单色光a、b由空气射向玻璃，经折射后形成复合光束c，则下列说法正确的是
A．从玻璃射向空气时，a光的临界角大于b光的临界角
B．对同种玻璃，a光的折射率比b光的折射率小
C．在同种玻璃中，a光的速度小于b光的速度
D．在真空中，a光的光速大于b光的光速
14．一个单匝的线圈，面积为S，在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律如图所示，下列判断正确的是
A．在A、C时刻线圈通过中性面
B．在t=T/12时刻线圈与磁感线的夹角为60°
C．电动势的有效值与平均值相等都是 eq \f(Em,\r(2))
D．磁场的磁感应强度为
15．在远距离高压输电中，当输送的电功率相同时，则输电线上损失的电功率
A．跟输电导线上电压降的平方成反比
B．跟输电导线上电压降的平方成正比
C．跟输电电压的平方成反比
D．跟输电电压的平方成正比
16．如图所示，连接平行金属板P1和P2(板面垂直于纸面)的导线的一部分CD和另一连接电池的回路的一部分GH平行，CD和GH均在纸平面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线将受到力的作用
A.等离子体从右方射入时，CD受力的方向背离GH
B.等离子体从右方射入时，CD受力的方向指向GH
C.等离子体从左方射入时，CD受力的方向背离GH
D.等离子体从左方射入时，CD受力的方向指向GH
17. 如图所示，两根平行且间距为L的光滑金属导轨固定在绝缘的水平面上，导轨电阻不计，质量均为m的两相同金属棒a、b垂直导轨放置，回路的总电阻大小为R，其右侧矩形区域内有一磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向竖直向上，现两金属棒分别以初速度2v0和v0同时沿导轨向右运动，且先后进入磁场区域，已知金属棒a离开磁场时金属棒b已经进入磁场区域，在金属棒a进入磁场到离开磁场的过程中，电流i随时间t变化的图像可能正确的是
A B C D
18．如图所示，MN、PQ是两根间距为L且电阻不计的足够长平行金属导轨，左侧弧形部分光滑，右侧水平部分粗糙且处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与水平导轨平面夹角为，导轨右端接一阻值为R的定值电阻。一质量为m、长度为L的金属棒，垂直导轨放置，与水平导轨间的动摩擦因数为μ。现让其从导轨左端h高处由静止释放，进入磁场后经时间t停止运动。已知金属棒电阻为R，与导轨间接触良好，且始终与磁场垂直，则金属棒进入磁场区域后
A．定值电阻R产生的焦耳热为
B．金属棒在水平导轨上运动时所受摩擦力越来越小
C．定值电阻R两端的最大电压为
D．金属棒在磁场中运动的距离为
第Ⅱ卷(非选择题 共56分)
三、实验题(本题共2小题，共计18分)
19．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分
(1)如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向( )偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向( )偏转。
A.左
B.右
(3)某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下。为避免电击再次发生，在拆除电路前应( )。
A.断开开关
B.把A、B线圈分开放置
20．某学习小组的同学们想利用电压表和电阻箱测量一电池组的电动势和内阻，他们找到了如下的实验器材：待测电池组(电动势E约为6.0V，内阻r约为1Ω)、电压表V(量程为6V，内阻约为10kΩ)，定值电阻R1(R1=1Ω)，电阻箱R(阻值范围可调)，开关，导线若干。同学们研究器材，思考讨论后确定了如下的实验方案，请你将该方案补充完整。
(1)为了准确测出电池组的电动势和内阻，设计了图甲所示的电路图。
(2)采集电压表读数U和电阻箱的读数R，作出了如图乙所示图像，已知图像的斜率为k，纵截距为b，则电动势E= 、r= 。(用题目中所给的字母表示)
(3)由此实验方法得到的电动势测量值 真实值。
A.大于
B.小于
C.等于
(4)进一步研讨：图丙所示为他们测得的某型号小灯泡的伏安特性曲线，如果把两个该型号的灯泡并联后再与R0=3Ω的电阻串联接在上述电池组上(若测得电池组的电动势E=6.0V、内阻r=1Ω)，如图丁，则每只灯泡消耗的实际功率为 W(结果保留3位有效数字)。
四、计算题(本题共3个小题，共38。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
21．(10分)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L=100cm，匝数N=100匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，转速n=100r/s；已知电动势最大值Em=500 eq \r(2)V。
(1)求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)如图乙所示，将发电机通过升压变压器T1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T2把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则T1、T2的原副线圈匝数比 eq \f(n1,n2)和 eq \f(n3,n4)分别为多少？
22．(12分)如图所示，电阻可忽略的导轨EFGH与E'F'G'H' 组成两组足够长的平行导轨，其中EFE'F' 组成的面与水平面夹角为θ=30°，且处于垂直于斜面向下大小为B0的匀强磁场中，EF与E'F'之间的距离为2L，GHG'H水平，且处于竖直向下，大小也为B0的匀强磁场中，GH与G'H'之间的距离为L，质量为2m，长为2L，电阻为2R的导体棒AB横跨在倾斜导轨上并与导轨垂直，且与倾斜导轨之间无摩擦，质量为m，长为L，电阻为R的导体棒CD横跨在水平导轨上并与导轨垂直，且与水平导轨之间动摩擦因数为μ=0.5，导体棒CD通过一轻质细线跨过一个定滑轮与一质量也为m的物块相连，不计细线与滑轮的阻力和空气阻力。
（1）固定AB导体棒，试求CD棒能达到的最大速度；
（2）若固定CD棒，将AB棒由静止释放，则AB棒两端的最大电压为多少；
（3）同时释放AB棒和CD棒，试求两导体棒能达到的最大速度分别为多大。
23．(16分)如图，两根相距L＝0.4m、电阻不计的平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连。导轨间x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率k＝0.5T/m，x＝0处磁场的磁感应强度B0＝0.5T。一根质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从x＝0处以初速度v0＝2m/s沿导轨向右运动，运动过程中电阻上消耗的功率不变。求：
L
x
O
R
B
(1)回路中的电流；
(2)金属棒在x＝2m处的速度；
(3)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中安培力做功的大小；
(4)金属棒从x＝0运动到x＝2m过程中外力的平均功率。
石室中学高2025届2023—2024学年度下期四月月考
物理试卷
19（每空2分）.(2)B A (3)A
20（每空3分）.(2) eq \f(1,b) eq \f(k,b) - R1 (3)B (4)1.04W~1.18W
21.（1）；（2），
【详解】（1）线圈转动的角速度
（1分）
由
（2分）
得
（1分）
（2）输电线上的电流
（1分）
的输入电流
（1分）
则原、副线圈匝数比
（1分）
副线圈两端电压
（1分）
原线圈两端电压
（1分）
则原、副线圈匝数比
（1分）
22. 【答案】（1）3mgR2B02L2；（2）mgR2B0L；（3）vCD=3mgR10B02L2，vAB=3mgR5B02L2；
【解析】（1）CD棒达到的最大速度，根据平衡条件有mg=B0IL+μmg （1分）
根据闭合电路欧姆定律有I=B0Lv13R （1分）
由此可得v1=3mgR2B02L2 （1分）
（2）对AB，根据共点力平衡有12⋅2mg=B0I⋅2L （1分）
根据闭合电路欧姆定律有I=B0(2L)v23R （1分）
由此可得v2=3mgR4B02L2 （1分）
AB两端的电压为U=13B0(2L)v2=mgR2B0L （1分）
（3）对导体棒AB分析2mgsin30°−2B0IL=2maAB （1分）
对导体棒CD分析mg−12mg−B0IL=2maCD （1分）
由以上两式可得aAB=2aCD始终成立
因而任意时刻vAB=2vCD
研究CD棒，最终mg−12mg=BIL I=5B0LvCD3R （1分）
可解得vCD=3mgR10B02L2，vAB=3mgR5B02L2 （2分）
23.【答案】⑴2A ⑵0.67m/s ⑶1.6J ⑷0.71W
【解析】⑴由法拉第电磁感应定律得 E=B0Lv=0.4V （2分）
由闭合电路欧姆定律得I=E/(R+r)=2A （1分）
⑵由B2= B0+kx=1.5T，
E=B2Lv2 （1分）
得v2= 0.67m/s （1分）
⑶由于F=BIL 且B= B0+kx
电阻上消耗的功率不变，故电流不变为I=2A （2分）
x=0时F0= B0IL= 0.4N， （2分）
x=2m时FA=B2IL=1.2N （2分）
安培力做功W= ( F0 + FA)x/2=1.6J （1分）
⑷由EIt=W解得t=2s （1分）
由动能定理可得
（2分）
得P= 0.71W （1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
B
B
D
A
A
D
C
C
11
12
13
14
15
16
17
18
AD
AC
AB
BD
BC
AD
AC
CD
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