2024-2025学年上海市市西中学高二（上）阶段性检测物理试卷（12月）（含答案）

这是一份2024-2025学年上海市市西中学高二（上）阶段性检测物理试卷（12月）（含答案），共7页。试卷主要包含了单选题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共12小题，共48分。
1.建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )
A. 法拉第B. 奥斯特C. 赫兹D. 麦克斯韦
2.关于涡流，下列说法不正确的是( )
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
3.“西电东输”为了减少输电线上的电能损耗，需要采用高压输电。水电站输出的功率不变，输出电压提高为原来的20倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的( )
A. 120B. 1100C. 1200D. 1400
4.如图所示，两金属棒ab、cd横放在两水平且平行的金属导轨上，当给ab棒一个水平沿导轨的速度后，cd棒将( )
A. 静止不动 B. 向右运动
C. 向左运动D. 不能确定
5.如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用0.3 s时间拉出，外力所做的功为W1；第二次用0.9 s时间拉出，外力所做的功为W2，则( )
A. W1=13W2
B. W1=W2
C. W1=3W2
D. W1=9W2
6.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法不正确的是( )
A. 线圈平面与磁感线方向垂直B. 线圈中感应电流的方向将发生改变
C. 通过线圈平面的磁通量最大D. 通过线圈的感应电流最大
7.如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现把它们通入完全相同的电阻，则在相同的时间(远大于周期)内，两电阻发热之比Q甲/Q乙等于( )
A. 1/ 2B. 1/2C. 1/4D. 1/1
8.如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器。S原来闭合，且R1=R2，现将S断开，那么交流电压表的示数U，交流电流表的示数I和用电器R1上的功率P1将分别是( )
A. U增大，I增大，P1增大
B. U减小，I增大，P1减小
C. U减小，I减小，P1减小
D. U增大，I减小，P1增大
9.如图所示，电阻R的阻值和线圈自感系数L的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是( )
A. 当开关S闭合时，B比A先亮，然后A熄灭
B. 当开关S闭合时，B比A先亮，然后B熄灭
C. 当电路稳定后开关S断开时，A立刻熄灭，B逐渐熄灭
D. 当电路稳定后开关S断开时，B立刻熄灭，A闪一下后再逐渐熄灭
10.如图所示，MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为L.一个边长为a的正方形导线框(L>2a)从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行．线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个( )
A. B. C. D.
11.如图甲所示，一矩形金属线圈abcd垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度B随时间t的变化关系图象如图乙所示，则线圈的ab边所受安培力F随时间t变化的图象是图中的(规定向右为安培力F的正方向) ( )
A. B. C. D.
12.如图所示，通电螺线管中间正上方和左侧静止悬挂着铝环a和b，两环平面与螺线管的中心轴线都垂直，b环的圆心在螺线管的中心轴上.当滑动变阻器R的滑动头P向左滑动时，两环中产生的感应电流方向和受到的安培力方向是( )
A. 电流方向相同，受力方向a环向上、b环向右
B. 电流方向相同，受力方向a环向下、b环向左
C. 电流方向相反，受力方向a环向下、b环向右
D. 电流方向相反，受力方向a环向上、b环向左
二、填空题：本大题共7小题，共36分。
13.如图，边长为L的N匝正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其ab边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为B.此时，穿过线框的磁通量大小为______。若线框绕ab边以角速度ω=π3rad/s匀速转动，在由图示位置转过90°的过程中，线框中有感应电流的时间为______s。
14.如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒ab、cd分别
位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使ab棒向右快
速摆动，则此时cd棒受到的安培力方向为______(选填“向右”或“向左”)，
这个过程中右侧装置的工作原理相当于_________(选填“电动机”或“发电
机”)。
15.如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为q1和q2，产生的焦耳热分别为Q1和Q2。则q1 ______q2，Q1 ______Q2(均选填“”)。
16.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线a、b所示。t=0时线圈位于_____(选填“中性面”或“垂直中性面”)，曲线b表示的电动势的最大值为_____V。
17.如图所示，100匝矩形线框处在磁感应强度B=0.1 2T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L(规格为“4W，100Ω”)和滑动变阻器：
(1)以图示位置为开始计时，写出该发电机产生的感应电动势随时间t变化的表达式为___________________。
(2)若灯泡正常发光，则原副线圈的匝数比为________________。
(3)若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数将_____(选择：A.逐渐增强B.逐渐减弱C.保持不变)
(4)若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡亮度将______(选择：A.变暗B.变亮C.不变)
18.为了研究感应电流的方向的影响因素，需要借助电流的方向和线圈的绕向判断感应磁场的方向，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电表左端流入时，指针向左偏转。
情况一：若将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为_____。(填“顺时针”或者“逆时针”)
情况二：若当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时，指针的偏转方向与情况一中_____(填“相同”或者“相反”)
19.如图a所示，地面上方高度为d的空间内有水平方向的匀强磁场，质量m=1kg正方形闭合导线框abcd的边长l=2m，从bc边距离地面高为ℎ处将其由静止释放。从导线框开始运动到bc边即将落地的过程中，导线框的v−t图像如图b所示。重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则导线框中有感应电流的时间是______s，释放高度ℎ和磁场高度d的比值ℎd=______。
三、计算题：本大题共1小题，共16分。
20.如图，固定的水平光滑平行轨道左端接有一个R=2Ω的定值电阻，右端与竖直面内的14圆弧形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接于N、N′点，两圆弧轨道的半径均为r=0.5m，水平轨道间距L=1m，矩形MNN′M′区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，宽度d=1m。质量m=0.2kg，电阻R0=0.5Ω的导体棒ab从水平轨道上距磁场左边界s处，在水平恒力F的作用下由静止开始运动。若导体棒运动过程中始终与轨道垂直并接触良好，进入磁场后做匀速运动，当运动至NN′时撤去F，导体棒能运动到的最高点距水平轨道的高度ℎ=1.25m。空气阻力不计，重力加速度g=10m/s2.求：
(1)力F的大小及s的大小；
(2)若其他条件不变，导体棒运动至MM′时撤去F，导体棒运动到NN′时速度为2 5m/s。
①请分析导体棒在磁场中的运动情况；
②将14圆弧轨道补为光滑半圆弧轨道，请分析说明导体棒能否运动到半圆轨道最高点；
③求导体棒在磁场区域运动过程中，定值电阻R上产生的焦耳热。
参考答案
1.D
2.D
3.D
4.C
5.C
6.D
7.B
8.D
9.D
10.B
11.A
12.D
13.BL22 1
14.向右 电动机
15.= >
16.中性面 10
17.(1) e=50 2cs10t(V)
(2)5:2
(3)B
(4)A

18.顺时针 相同
19.0.5 2419
20.解：(1)导体棒从NN′沿圆弧运动，离开轨道竖直上升到最高点的过程，满足机械能守恒定律。设导体棒磁场中匀速运动的速度为v1.则有：
mgℎ=12mv12
解得：v1=5m/s
导体棒进入磁场后做匀速运动，有：
F=BIL
又I=ER+R0=BLv1R+R0
联立解得：F=2N
导体棒从静止开始运动到刚进入磁场的过程，由动能定理得：
Fs=12mv12
解得：s=1.25m
(2)①导体棒在磁场中受到重力、支持力和向左的安培力，做减速运动。
所受的安培力大小为：F=BIL=B2L2vR+R0
根据牛顿第二定律得F=ma，知导体棒速度减小，安培力减小，加速度减小，所以导体棒做加速度减小的变减速运动。
②导体棒在半圆轨道上运动时满足机械能守恒定律，假设导体棒能运动到圆弧轨道的最高点，速度为v2.则有：
12mv12=12mv22+2mgr
解得：v2=0
而导体棒能到半圆轨道最高点的要求弹力N≥0，即mv22r≥mg，v2≥ gr= 5m/s
故导体棒不能到达半圆轨道最高点。
③导体棒磁场中运动时，导体棒动能的减小量等于闭合回路中电能的增加量，则有：
Q=12mv12−12mv22
解得：Q=0.5J
定值电阻R上产生的焦耳热与回路总的焦耳热之比为：QRQ=RR+R0=45
故有：QR=0.4J
答：(1)力F的大小是2N，s的大小是1.25m；
(2)①导体棒做加速度减小的变减速运动；
②导体棒不能运动到半圆轨道最高点；
③导体棒在磁场区域运动过程中，定值电阻R上产生的焦耳热为0.4J。