四川省成都市2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（解析版）

这是一份四川省成都市2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题（解析版），共18页。试卷主要包含了 下列说法正确的是， 如图，5VB等内容，欢迎下载使用。
第I卷（选择题，共46分）
一.单项选择题（共7小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求.）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 红外线跟紫外线一样常用于医院和食品消毒
B. 变化的电场能够在周围空间产生磁场
C. 带电粒子在磁场中一定受到洛伦兹力的作用
D. 楞次定律不是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现
【答案】B
【解析】A．紫外线具有杀菌消毒的作用，常用于医院和食品消毒；而红外线主要特点是热效应，不用于医院和食品消毒，故 A 错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场能够在周围空间产生磁场，变化的磁场能够在周围空间产生电场，故B正确；
C．带电粒子在磁场中运动时，当粒子的速度方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力的作用，所以不是带电粒子在磁场中一定受到洛伦兹力，故 C 错误；
D．楞次定律反映了电磁感应现象中的能量转化和守恒，是能量守恒定律在电磁感应中的具体表现，故 D 错误。
故选B。
2. 下面对四幅图片中所涉及物理知识的描述，正确的是（ ）
A. 甲图中小磁针转动是由于电流产生的电场对小磁针有作用力
B. 乙图中回旋加速器通过磁场加速粒子
C. 丙图中高频冶炼炉利用涡流热效应工作
D. 丁图中无线充电过程利用了接触起电原理
【答案】C
【解析】A．通电导线周围产生的是磁场，小磁针受磁场作用而转动，故A错误；
B．回旋加速器真正提供粒子加速（增速）的不是磁场，而是交变电场，磁场只负责改变粒子运动方向，故B错误；
C．高频感应炉的加热确实利用了涡流热效应，故C正确；
D．无线充电利用的是电磁感应原理，而非“接触起电”原理，故D错误。
故选C。
3. 如图（a），面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面向里，且磁感应强度随时间变化的图像如图（b），定值电阻，线圈总电阻为，其余电阻忽略不计。a、b之间的电势差为（ ）
A. －0.5VB. 0.5VC. －1.5VD. 1.5V
【答案】C
【解析】由图（b）知
由法拉第电磁感应定律
代入数据得
E=2V
回路中线圈为电源，R为外电阻，有b、a之间的电势差
则
故选C。
4. 如图甲为某实验小组自制的手摇发电机。以一定的频率摇动手柄时，可使与其串联的灯泡恰好正常发光。已知灯泡上标有“”字样。如图乙为流过灯泡的电流随时间的变化规律。下列说法正确的是（ ）
A. 通过灯泡的电压的峰值为
B. 该交变电流每秒电流方向改变5次
C. 一个周期内通过灯泡的电流的平均值为0.5A
D. 通过该灯泡的电流表达式为
【答案】D
【解析】A．灯泡上标示的电压9V为有效值，故A错误；
B．由图像知其周期，则有5个周期，每个周期电流方向改变两次，故每秒电流方向改变10次。故B错误；
C．在一个周期内穿过线圈的总磁通量的变化为零，所以由法拉第电磁感应定律可知，一个周期内的平均电动势为零，则平均电流也等于零，故错误；
D．已知额定电压为、额定功率为，灯泡恰好正常发光，则流过灯泡电流的有效值为
则流过灯泡的最大值为
其圆频率为
根据图像变化规律，可知通过该灯泡电流的表达式为
故正确。
故选D。
5. 如图所示，小越制作了一种可“称量”磁感应强度大小的实验装置，如图所示。U形磁铁置于水平电子测力计上，U形磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场，其磁感应强度B的大小待测，不计两极间正对区域以外的磁场。一水平导体棒垂直磁场方向放入U形磁铁两极之间（未与磁铁接触），导体棒由两根绝缘杆固定于铁架台上。导体棒没有通电时，测力计的示数为；导体棒通以图示方向电流时，测力计的示数为。测得导体棒在两极间的长度为，磁铁始终静止。下列正确的是（ ）
A.
B
C. 若滑动变阻器滑片向右移动，测力计示数将变大
D. 若仅使电流方向与图示的电流方向相反，测力计示数将变为
【答案】C
【解析】AB．由电路可知，通电后导体棒受安培力竖直向上，据牛顿第三定律磁铁受到导体棒对磁铁向下的作用力，则测力计示数增加，由平衡可知
可得
选项AB错误；
C．若滑动变阻器的滑片向右移动，电流变大，则导体棒受向上的安培力变大，则测力计示数将变大，选项C正确；
D．若仅使电流方向与图示的电流方向相反，则导体棒受向下的安培力，大小为
测力计示数将变为
选项D错误。
故选C。
6. 如图所示，交流电电压，滑动变阻器（阻值）的滑片处于某一位置时，理想交流电压表示数，灯泡（，）、（，）均恰好正常发光。变压器为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器输出电压频率为
B. 若将滑动变阻器触头向端移动，灯泡将会变暗
C. 变压器原副线圈匝数比
D. 电阻
【答案】B
【解析】A．根据可知
由，得，A错误；
B．如图所示，把虚线框内的元件看成等效电源，则，
都不变，
滑动变阻器触头向端移动，减小，根据串反并同，灯泡将会变暗，B正确；
C．因灯泡（，）、（，）均恰好正常发光，则副线圈电压，则
C错误；
D．因灯泡（，）、（，）均恰好正常发光，则副线圈电流，根据
得
对原线圈有
根据可知
解得，D错误。
故选B。
7. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨倾斜固定，导轨宽度，倾角为，上端连接一电容器，垂直导轨平面向上的匀强磁场穿过导轨所在平面。现让一根质量为的导体棒从静止开始滑下，已知导体棒的质量，所有电阻均不计，重力加速度大小为，当导体棒下滑的距离为时，下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒做变加速运动
B. 导体棒做匀加速运动，加速度大小为
C. 当时，导体棒的速度大小为
D. 当时，导体棒的运动的时间为
【答案】C
【解析】AB．导体棒沿光滑导轨下滑切割磁感线产生动生电动势，同时给电容器充电，根据牛顿第二定律有
又，
联立解得
又
可得
可知导体棒做匀加速运动，加速度大小为2.，故AB错误；
C．导体棒做初速度为零的匀加速直线运动，则下滑x=5m时的速度为v，有
解得，故C正确；
D．当时，导体棒的运动的时间为
故D错误。
故选C。
二.多项选择题（共3小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图所示，导体棒ab在匀强磁场中沿金属导轨向右加速运动，c为铜制圆线圈，线圈平面与螺线管中轴线垂直，圆心在螺线管中轴线上，则（ ）
A. 导体棒ab中的电流由b流向a
B. 螺线管内部的磁场方向向右
C. 铜制圆线圈c有收缩的趋势
D. 铜制圆线圈c被螺线管吸引
【答案】BC
【解析】A．匀强磁场方向向外，导体棒ab向右加速运动，由右手定则可知，导体棒ab中的电流由a流向b，A错误；
B．导体棒ab中的电流由a流向b，由安培定则可知，螺线管内部的磁场方向向右，B正确；
C．导体棒ab向右加速运动，可知闭合电路中的电流逐渐增大，螺线管内部的磁场逐渐增强，穿过圆线圈c的磁通量逐渐增大，由楞次定律可知，铜制圆线圈c有收缩的趋势，C正确；
D．穿过圆线圈c的磁通量向右逐渐增大，由楞次定律可知，圆线圈c中产生从左向右看逆时针方向的感应电流，由安培定则可知，圆线圈c中产生的磁场方向向左，与螺线管的磁场方向相反，因此铜制圆线圈c与螺线管相互排斥，D错误。
故选BC。
9. 在光滑绝缘的水平面上有两相互平行的边界MN、PQ，边界内有竖直向下的匀强磁场。紧靠MN有一材料相同、粗细均匀的正方形线框abcd，如图所示（俯视图）。已知线框边长为L，磁场宽度为2L。从t＝0时刻起线框在水平向右外力作用下从图示位置由静止水平向右匀加速直线运动。则从线框ab边进磁场到cd边出磁场的过程中，以下关于线框的磁通量Φ、电功率P随位移x变化的规律图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】AB．线框进入磁场过程中，处于磁场中的面积随位移均匀增大，磁通量随位移均匀增大，线框完全处于磁场中的过程中，处于磁场中的面积最大且不变，磁通量最大且不变，线框出磁场过程中，处于磁场中的面积随位移均匀减小，磁通量随位移均匀减小，故A错误，B正确；
CD．线框进入磁场和初磁场过程中，线框的电功率
即电功率与线框位移大小成正比，线框完全处于磁场中时，线框中无感应电流，电功率P为零，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，倾角为θ的足够长光滑金属导轨放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，导轨底端有一根质量为m的导体棒MN垂直于导轨放置，导轨上端接有阻值为R的电阻，除R外其他电阻不计。给MN一个沿导轨平面向上且垂直于MN的初速度v0，向上滑动距离x时到达最高点，MN回到导轨底端时速度大小为v。已知导轨宽度为L，重力加速度为g，MN在运动过程中与导轨接触良好，且不发生转动。对导体棒从底端向上滑动到最高点和从最高点向下滑回底端这两个过程，以下说法正确的是（ ）
A. 向上滑动过程中的平均感应电动势为
B. 向下滑动的过程中通过电阻R的电荷量为
C. 从底端出发到返回底端所用的时间为
D. 从底端向上滑动到最高点电阻R产生的焦耳热小于
【答案】BC
【解析】A．导体棒在上滑过程中，根据牛顿第二定律有
又
可得
因速度不断减小，故加速度不断减小，所以导体棒此时不是做匀变速直线运动，故导体在此过程的平均速度不等于，故A错误；
B．导体棒向下滑动的过程中，根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
则下滑向滑动距离x通过电阻R的电荷量为
故B正确；
C．对导体棒，根据动量定理，上滑过程有
又
解得
下滑过程有
又
解得
故从底端出发到返回底端所用的时间为
故C正确；
D．根据能量守恒，可知全过程中电阻R产生的焦耳热为动能的减小量，即
由题意分析，可知上升过程中在某一位置的速度大于下滑过程中同一位置的速度，所以上滑过程同一位置的安培力比下滑过程大，上滑过程中克服安培力做的功多，产生的热量较多，上滑过程中产生的焦耳热大于全过程的一半，也就是大于，故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题，共54分）
三.实验题（本题共2小题，共14分.）
11. 利用如图所示的实验装置进行“探究感应电流方向”的实验。
（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在______（填“a”或“b”）位置。
（2）下列操作不能产生感应电流的是______。
A. 开关闭合瞬间
B. 开关闭合后，滑动变阻器滑片不动
C. 开关断开瞬间
D. 开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片
（3）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关S闭合，以下操作中也能使电流计指针右偏的是______。
A. 拔出线圈AB. 将滑动变阻器的滑片向左移动
C. 将滑动变阻器的滑片向右移动
【答案】（1）a （2）B （3）C
【解析】（1）滑动变阻器采用限流接法，为了确保安全，开关闭合前，滑动变阻器接入电阻应为最大值，即滑动变阻器的滑片应放置在a端。
（2）A．开关闭合瞬间，线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中能够产生感应电流，故A不符合题意；
B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动，线圈A电流不发生变化，穿过线圈B的磁通量没有发生变化，线圈B中不能够产生感应电流，故B符合题意；
C．开关断开瞬间，线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中能够产生感应电流，故C不符合题意；
D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中能够产生感应电流，故D不符合题意。
故选B。
（3）A．将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B中产生感应电流，此时发现电流计指针右偏，表明当穿过线圈B的磁通量增大时，电流计指针将向右偏；当拔出线圈A时，穿过线圈B的磁通量减小，则电流计指针将向左偏，故A错误；
B．将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电阻增大，通过线圈A的电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，结合上述可知，电流计指针将向左偏，故B错误；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电阻减小，通过线圈A的电流增大，则穿过线圈B的磁通量增大，结合上述可知，电流计指针将向右偏，故C正确。
故选C。
12. 饮酒后驾驶严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为安全驾驶的行为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图甲所示。利用酒精气体传感器设计一款酒精检测仪电路图如图乙所示。除了酒精气体传感器外，提供以下器材：
A.干电池组（电动势E=3.0V，内阻很小，忽略不计）
B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻）
C.电阻箱（最大阻值9999.9）
D.电阻箱（最大阻值9999.9）
E.多用电表
F.开关及导线若干
（1）为完成实验，先将表头G和电阻箱改装成量程为3V的电压表，作为改装酒精浓度表使用，则表头G与电阻箱应______联（选填“串”或“并”），的阻值调为____。
（2）如将酒精气体浓度为零的位置标注在表头G上2mA处，则电阻箱的阻值应调为___（结果保留一位小数）。
（3）完成步骤（2）后，某次测试酒精浓度时，表头指针如图丙所示。已知酒精气体浓度在0.2mg/mL～0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶，即酒驾；酒精气体浓度达到或超过0.8mg/mL属于醉酒驾驶，即醉驾。则该次测试的酒精气体浓度在____（填“酒驾”或“醉驾”）范围内。
（4）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大不可忽略，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比_________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）串 300.0 （2）43.5 （3）醉驾 （4）偏小
【解析】（1）[1][2]要将表头G改装为3V电压表，需要串联电阻，根据电压表改装原理有
代入数据解得
（2）由题意，表头G电流为I=2mA时，传感器电阻为，电阻箱电压为
传感器电压为
则电路中电流为
电阻箱的阻值为
（3）此时表头G中的实际电流为I=4.5mA，则电阻箱电压为
干路中的总电流为
传感器电压为
此时传感器电阻为
由甲图可知，酒精气体浓度大于0.8mg/mL，属于醉酒驾驶
（4）使用较长时间后，干电池电动势不变，内阻增大，同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，传感器分压减小，故所测得的酒精浓度值偏小。
四.计算题（本题共3小题，共40分.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）
13. 如图所示，某发电厂用总电阻为2.5Ω的输电线输电，其输出的总功率是，现用5000V的电压输电，求：
（1）输电线上的电流；
（2）输电线上损失的电压和功率；
（3）若发电机输出的电压为500V，求升压变压器的匝数比。
【答案】（1）600A；（2）1500V，；（3）
【解析】（1）输电线上的电流
（2）输电线上损失的电压
损失的功率
（3）升压变压器的匝数比
14. 如图所示，足够长的光滑斜面倾角为，斜面上方空间等间距分布着垂直斜面向上的条形匀强磁场，磁感应强度大小，条形磁场区域的宽度及相邻条形磁场区域的间距均为，现有一边长、质量、电阻的正方形线框在斜面上距离第一个条形磁场上边界处由静止释放，从刚进入磁场开始经过时间，线框速度达到，已知重力加速度，求：
（1）线框边刚进入磁场时受到的安培力的大小；
（2）线框匀速运动的速度大小；
（3）从释放线框到线框速度达到的过程，线框中产生的焦耳热。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）设线框ab边刚进入磁场时的速度为，根据动能定理有
解得
线框ab边切割磁感线产生的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律有
线框ab边刚进入磁场时受到安培力
（2）线框匀速运动时受到的合力为零，根据受力平衡有
又，
代入数据解得
（3）由题意可知，线框在沿斜面下滑的过程中始终受到安培力的作用，设线框从刚进入磁场开始经时间速度变化为，线框速度为，此时有
在时间内，根据动量定理有
设经时间，线框沿斜面下滑的位移为，对上式两边求和，可得
可得
代入数据解得
由能量守恒定律有
解得
15. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧、段为半径的四分之一圆弧，中间、段水平，右侧、段与水平面夹角为且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻，质量、在轨道间的电阻的导体棒，从圆弧顶端位置由静止释放，磁场内的导体棒静置于导轨上，其质量，在轨道间的电阻。、棒始终不发生碰撞，导体棒在位置离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度，求：
（1）导体棒刚进入磁场时的加速度；
（2）从开始运动到出磁场过程中，导体棒中产生的焦耳热；
（3）若在离开磁场的时间内，对施加一水平向右的恒力，恰好能使、都不再离开磁场，最后静止，求从离开磁场到、棒停止过程中，、棒产生的总焦耳热以及停下时与间的距离。
【答案】（1），方向向左 （2） （3），
【解析】（1）设导体棒到位置时的速度为，根据动能定理可得
解得
导体棒刚进入磁场产生的电动势为
回路电流为
导体棒受到的安培力大小为
则导体棒刚进入磁场时的加速度大小为
方向向左。
（2）从开始运动到出磁场过程中，、组成的系统动量守恒，则有
解得
根据能量守恒可得
导体棒中产生的焦耳热为
联立解得
（3）离开磁场斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对称性有
解得离开磁场的时间为
从返回磁场到均静止，组成的系统满足动量守恒，则有
解得
时间内对导体棒由动量定理可得
又，
联立解得时间内的位移为
根据能量守恒可得
解得、棒产生的总的焦耳热为
从返回磁场到静止过程中，对导体棒根据动量定理可得
又
由
可得
解得停下时与间的距离为