江苏省苏州大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月检测物理试题（原卷版+解析版）

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一、选择题∶（每题4分，11题共44分）
1. 在电磁学发展过程中，涌现出了许多伟大的科学家，下列说法中符合物理学发展史的是（ ）
A. 楞次发现了电磁感应现象，并总结出了楞次定律
B. 法拉第发现了产生感应电流的条件和规律，并对理论和实验资料进行严格分析后得出电磁感应定律
C 安培提出了分子电流假说
D. 奥斯特提出了场概念从而使人类摆脱了超距作用观点的困境
2. 在如图所示的条件下，闭合金属框（环）中能产生感应电流且方向发生变化的是（ ）
A. 图甲中，水平放置的条形磁体，其正下方下落的坚直金属框
B. 图乙中，水平放置的闭合金属环，一条通有交变电流的水平直导线处于其直径正上方
C. 图丙中，条形磁体附近水平放置的金属框从位置向位置坚直向下运动
D. 图丁中，闭合金属环自图中处落至处，为中点
3. 下列关于电磁感应现象的说法中，错误的是（ ）
A. 图甲所示的真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
B. 图乙中探雷器是利用涡流工作的，探测时地下金属感应出涡流，涡流的磁场又影响探头线圈中的电流
C. 图丙中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
D. 图丁中当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动
4. 图甲中有一水平向右的匀强磁场，将一个水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平，不计空气阻力，金属棒在运动过程中两端的电势分别为；图乙为法拉第圆盘发电机的原理图，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，圆盘接入的电阻也为，其他电阻均可忽略不计，两端的电势分别为。下列说法正确的是（ ）
A. ，且保持不变B. ，且逐渐增大
C. ，且D. ，通过的电流大小为
5. 如图所示，通电螺线管置于闭合金属环a的轴线上且金属环a位于通电螺线管中间位置，金属环b在螺线管右侧附近，b的环面与a的环面平行，当螺线管中电流增加时，下列说法正确的是（ ）
A. a环有缩小的趋势B. a环中无感应电流，不受安培力
C. b环靠近螺线管D. b环有缩小的趋势
6. 如图所示，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下，一边长为的正方形金属线框在导轨上由图示位置开始向右匀速运动。线框中感应电流随时间变化的正确图像是（ ）
A. B.
C. D.
7. 如图甲所示，直角三角形ABC是由同种金属材料制成的线框，线框位于跟有界匀强磁场垂直的平面内．现用外力将线框ABC匀速向右拉进磁场，至AB边进入磁场前，设线框中产生的感应电动势为、AB两点间的电势差为、线框受安培力的合力为、回路中消耗的电功率为，如图乙所示中画出了上述各物理量与图示位移的关系图象，则与这一过程相符合的图象是（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，竖直放置的平行金属导轨之间接有定值电阻，金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，金属棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在匀强磁场内，磁场方向与导轨平面垂直，金属棒在坚直向上的恒力作用下加速上升的一段时间内，下列说法错误的是（ ）
A. 克服重力做的功等于金属棒的重力势能的增加量
B. 克服安培力做的功等于电阻上释放的热量
C. 恒力做的功等于金属棒的动能增加量与电阻上释放的热量之和
D. 恒力与安培力做的功的代数和等于金属棒机械能增加量
9. 如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，是自感系数很大的线圈，其直流电阻和灯泡电阻相等（不计温度变化引起的灯泡电阻的变化），下列说法正确的是（ ）
A. 合上S，B先亮，A逐渐变亮，稳定时A比B暗
B. 合上S，A、B一起亮，稳定时A比B亮
C. 闭合S稳定后，断开S，A立即熄灭，B闪亮一下后慢慢熄灭
D. 闭合S稳定后，断开S，A慢慢熄灭，B闪亮一下后慢慢熄灭
10. 一三角形线圈在外力的作用下以速度匀速进出如图所示的匀强磁场区域，下列说法错误的是（ ）
A. 线圈进、出磁场过程，感应电流方向相反
B. 线圈进、出磁场过程，通过导线截面的电荷量相等
C. 线圈进、出磁场过程，平均感应电动势大小相等
D. 若该线圈再次以速度匀速进出上述磁场，线圈进、出磁场过程通过导线截面的电荷量仍相等，但均变成原来的2倍
11. 如图所示，abcd 为水平固定的足够长的“”形金属导轨，间距为d，导轨处在垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨电阻不计，长度为的金属棒倾斜放置（完全处在磁场当中），与导轨成夹角，金属棒电阻不计，保持金属棒以速度（速度方向平行于导轨，如图）匀速运动，金属棒与导轨接触良好，下列物理量计算正确的是（ ）
A. 金属棒两端的电压为B. 整个回路中产生的电流大小为
C. 电阻消耗电功率为D. 导体棒受到的安培力为
二、实验题∶（5空，共10分）
12. 几位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素
（1）如图，请补齐连线。______
（2）连接好电路，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的有________。
A. 闭合开关时
B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时
C. 开关闭合后将B线圈从线圈中拔出时
（3）连接好电路，闭合开关，把B线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是________（选填“>”“<”或“=”）。
13. 如图所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。
（1）下列说法正确的是________。
A. 与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B. 若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C. 若仅增加副线圈绕制的图数，小灯泡的亮度将降低
（2）实际操作中将电源接在原线图的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则可推断原线圈的输入电压可能为________。
A. B. 5.5VC. D.
三、解答题∶（4题，共46分）
14. 左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，现有一匝数匝的圆形线圈垂直磁场方向放置，其直径与磁场边界重合。已知圆形线圈总电阻，圆形线圈面积为。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，求∶
（1）时间内线圈中磁通量变化了多少；
（2）时间内线圈中电流的大小及比较两点电势高低；
（3）时间内通过线圈横截面电荷量。
15. 如图所示，在磁感应强度的水平匀强磁场中，有一边长为，匝数市，总电阻的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转速，有一电阻，通过电刷与两滑环接触，两端接有一理想交流电压表，求（计算结果保留）∶
（1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
（2）电压表的示数；
（3）转动一周外力驱动线圈转动所做的功（不计摩擦）；
（4）从图中所示位置转过的过程中通过电阻的电量。
16. 某同学设计了一个具有电磁缓冲功能的火箭模型，结构示意图如图所示。闭合矩形线圈固定在主体下部，线圈的总电阻为，匝数为边长为。模型外侧安装有由高强度绝缘材料制成的缓冲槽，槽中有垂直于线圈平面、磁感应强度为的匀强磁场。假设模型以速度与地面碰撞后，缓冲槽立即停止，此后主体在线圈与缓冲槽内磁场的作用下减速，从而实现缓冲。已知主体与线圈总质量为，重力加速度为，不计摩擦和空气阻力。
（1）求线圈中感应电流的最大值；
（2）当主体减速下落的加速度大小为时，求此时线圈中通过的电流大小及主体的速度大小；
（3）已知缓冲槽停止后主体下落距离为时，主体速度减为，此时主体和缓冲槽未相碰，求该过程中线圈产生的热量。
17. 如图所示，两根一样“L”形金属导轨平行放置，其间距d=0.75m，导轨竖直部分粗糙，水平部分光滑且足够长。整个装置处于方向竖直向上、大小B=1T的匀强磁场中。有两根导体棒ab和cd，它们的质量都为m=0.1kg，阻值都为R=lΩ，ab棒与竖直导轨间的动摩擦因数=0.5。ab棒在竖直导轨平面左侧并垂直导轨固定，cd棒垂直导轨放置在水平导轨上。现用一大小F=3N的水平恒力由静止开始向右拉动cd棒，同时释放ab棒。t=ls末，ab棒速度恰好为0。ab棒始终与竖直导轨接触良好，其余电阻不计，求：.
（1）当cd棒的速度为v0=1m/s时，cd棒两端电压Ucd和流过ab棒的电流I的大小；
（2）t=ls末cd棒的速度v；
（3）在0～1s内，两根棒上产生的总焦耳热Q。