【物理】四川省巴中市2024-2025学年高二下学期3月月考试题（解析版）

这是一份【物理】四川省巴中市2024-2025学年高二下学期3月月考试题（解析版），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
学校：__________姓名：__________姓名：__________考号：__________
一、单选题（每小题4分，共24分）
1. 如图所示属于交变电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】ABD．电流数值总为正值，表示电流方向不变，是直流电，故ABD错误；
C．图中电流强度大小不随时间变化，但方向随时间做周期性改变，是交变电流，故C正确。
故选C。
2. 如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动而产生交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时（ ）
A. 线圈处于中性面位置
B. 线圈中瞬时感应电动势为零
C. 穿过线圈平面的磁通量最大
D. 线圈中电流方向为
【答案】D
【解析】A．中性面是垂直于磁感应强度，题中该位置与中性面垂直，故A项错误；
B．在题中该位置，线框切割磁感线的速度最快，其瞬时感应电动势最大，故B项错误；
C．在中性面位置穿过线圈平面的磁通量最大，题中该位置与中性面垂直，其磁通量最小，故C项错误；
D．根据楞次定律，线圈中电流方向为，故D项正确。
故选D。
3. 如图甲所示，为一台小型发电机的示意图，单匝线圈匀速转动，产生的电动势e随时间t的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为0.2Ω，小灯泡的电阻恒为0.8Ω。则（ ）
A. 理想电压表的示数U=6V
B. 线圈转动的角速度
C. 转动过程中穿过线圈的最大磁通量
D. 通过灯泡电流的瞬时表达式为
【答案】D
【解析】A．根据图乙可知，线圈产生电动势的有效值为，理想电压表测的是小灯泡两端电压，则示数为，故A错误；
B．根据图乙可知，交流电的周期为T=0.02s
则线圈转动的角速度为
故B错误；
C．单匝线圈转动时产生的电动势最大值为em=BSω=Φmω
则穿过线圈的最大磁通量为
故C错误；
D．根据图乙可知，感应电动势的瞬时值表达式为
故通过灯泡电流的瞬时值表达式为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示为某一电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则电流的有效值为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据电流的热效应可得
所以
故选C。
5. 如图甲所示，一个100匝的正方形线圈，边长a＝1 m，电阻R＝1Ω，线圈有一半的面积处在有理想边界的磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度与时间的变化关系如图乙所示，图甲所示的磁感应强度方向为正方向，下列说法中正确的是（ ）
A. 在t＝0.01 s时线圈中的电流为零
B. 在t＝0到t＝0.005 s内线圈中有顺时针方向的电流
C. 线圈中电动势的最大值为V
D. 一个周期内线圈产生的热量为50π2 J
【答案】B
【解析】A．在t＝0.01s时线圈中的磁通量的变化率最大，此时感应电流不为零，故A错误；
B．在t＝0到t＝0.005s内线圈中磁通量向外增加，根据楞次定律可知，线圈中有顺时针方向的电流，故B正确；
C．因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图像可知，线圈中产生交变电流的周期为T＝0.02s。
感应电动势最大值为
代入题中数据，解得
故C错误；
D．电动势的有效值
则一个周期内线圈产生的热量为
联立解得
故D错误。
故选B。
6. 电磁波谱是指电磁波的频率和波长范围，包括了从无线电波到伽马射线的整个频谱范围。电磁波谱在现代科学技术中起着极其重要的作用，广泛应用于通信、医疗、能源、环境监测等各个领域。根据电磁波谱，下列选项中电磁波的波长顺序由短到长排列的是（ ）
A. X射线、紫外线、可见光、红外线B. X射线、紫外线、红外线、可见光
C. 紫外线、红外线、可见光、X射线D. 可见光、红外线、X射线、紫外线
【答案】A
【解析】电磁波的波长顺序由短到长排列的是：X射线、紫外线、可见光、红外线。
故选A。
二、多选题（每小题6分，共24分，错选多选不得分，少选3分）
7. 如图所示，面积均为的单匝线圈（均绕其虚线所示对称轴，绕中心轴）在匀强磁场中以角速度匀速转动，能产生正弦式交变电动势的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】A．图中线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生正弦式周期变化，根据法拉第电磁感应定律，从而产生正弦交变电动势，故A正确；
BD．图中线圈转动时穿过线圈的磁通量一直为零，均没有变化，根据法拉第电磁感应定律，不产生感应电动势，故BD错误；
C．图中线圈从垂直于中性面位置开始匀速转动，穿过线圈的磁通量发生正弦式周期变化，根据法拉第电磁感应定律，从而产生正弦交变电动势，故C正确。
故选AC
8. 图甲是某小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场， A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，外接电阻的阻值为。则（ ）
A. 电流表的示数为5A
B. 线圈转动的角速度为
C. 电阻R消耗的功率为4750W
D. 线圈中产生的感应电动势的表达式为
【答案】AD
【解析】A．由图乙知交流电最大值为
则有效值为
电流表的示数为有效值，则示数为5A，故A正确；
B．由图乙知交流电的周期为
则其角速度为
故B错误；
C．电流表的示数为有效值，为
电路中的电阻
则该电阻消耗的电功率
故 C错误；
D．电动势的最大值为
线圈中产生的感应电动势的表达式为
故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一边长为L的单匝正方形线圈abcd绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，矩形线圈通过滑环E、F与理想变压器相连，理想变压器与阻值为R的负载电阻相连，不计其它电阻，变压器原、副线圈匝数之比为k，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（ ）
A. 当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的电动势最大
B. 电阻R中的电流方向每秒钟改变次
C. 从图示位置开始计时，线圈中的电动势e随时间t变化的关系式为
D. 线圈转动过程中电阻R的功率为
【答案】BD
【解析】A．当线圈平面与磁场平行时，线圈中的电动势最大。故A错误；
B．依题意，有
线圈的转动频率为
电阻R中的电流方向每秒钟改变的次数为
故B正确；
C．线圈中的电动势最大值为
图示位置线圈平面与磁场平行，此时电动势最大，则线圈中的电动势e随时间t变化的关系式为
故C错误；
D．线圈转动过程中变压器原线圈两端电压有效值
副线圈两端电压有效值
电阻R的功率
联立，解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示的电路中，电路左侧接电压有效值恒定的正弦交流电源，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，均为定值电阻，，，电压表为理想电表。已知两端电压U随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 电压表的示数约为28.3 V
B. 通过的电流每秒钟方向改变100次
C. 通过的电流大小为2 A
D. 交流电源输出电压的有效值为220 V
【答案】BC
【解析】A．由图乙可知，两端电压的最大值为，通过的电流有效值为
交流电压表的示数等于电压的有效值，故电压表的示数为
A错误；
B．由图乙可知交变电流的频率为50 Hz，一个周期内电流方向改变2次，故通过的电流每秒钟方向改变100次，B正确；
CD．根据电路的串并联规律可知，通过的电流为4 A，则通过的电流为，两端的电压为
由变压器原、副线圈匝数比与电压、电流的关系可知，原线圈两端的电压为
通过原线圈的电流为
故电阻两端电压为
故交流电源输出电压的有效值为
C正确，D错误。
故选BC。
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置
（1）为了探究电磁感应现象，小华应选用_____装置进行实验。
（2）小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是___（填序号）
①让导线ab在磁场中斜向上运动；
②让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动
③让导线ab沿竖直方向上下运动
（3）如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，若要使导线ab向右运动，你采取的措施是____________；
（4）甲、乙两图的原理分别用于制造____和____。（选填“电动机”或“发电机”）。
【答案】（1）甲 （2）③ （3）将磁铁N、S极对调（或将连接电源两极的导线对调） （4）发电机 电动机
【解析】（1）[1]电磁感应现象是研究磁生电的现象，甲图是研究导体棒切割磁感线产生感应电流，乙图是研究电流的磁效应，故选甲图。
（2）[2]对甲图，要产生感应电流，导体棒需切割磁感线。让导线ab在磁场中斜向上运动以及让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动，都切割了磁感线，都能产生感应电流，都能使电流表指针发生偏转；让导线ab沿竖直方向上下运动，导体棒没有切割磁感线，故不会产生感应电流，不能使电流表指针发生偏转，故选③。
（3）[3]如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，是由于直导线ab受到安培力作用，若要使导线ab向右运动，只需要改变电流的方向或磁场的方向即可，可以采取的措施如下：将磁铁N、S极对调（或将连接电源两极的导线对调）。
（4）[4][5]甲图是导体棒切割磁感线产生感应电流，是制造发电机原理；乙图是通电导体棒在磁场中受安培力作用发生运动，是制造电动机原理。
12. 某同学欲探究“影响感应电流方向因素”，试验器材如图所示，已知当电流从灵敏电流计G左端流入时，指针向左偏转。现将灵敏电流计G、螺线管、开关、导线按如图所示的方式连接后闭合开关，请回答下列问题：
（1）以下两种操作，能使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生的是_______。
A. 将条形磁铁静置于螺线管中
B. 将条形磁铁插入螺线管的过程中
（2）若将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，灵敏电流计G的指针将偏转__________（选填“向左”、“向右”或“不”）；若条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管接线柱的电势关系为___________（选填“>”、“
【解析】（1）A．螺线管不动，磁铁静止放在螺线管中，螺线管中磁通量没有发生变化，不会产生感应电流，电流计指针不会发生偏转，故A错误；
B．螺线管不动，磁铁插入或拔出螺线管，螺线管中磁通量发生变化，会产生感应电流，电流计指针会发生偏转，故B正确。
故选B。
（2）[1]将磁铁N极朝下从上往下竖直插入螺线管时，螺线管中的磁场向下，磁通量增加，据楞次定律可知，灵敏电流计G的指针将向右偏转；
[2]条形磁铁极朝下从螺线管中竖直向上抽出时，螺线管中磁场向上，磁通量减小，据楞次定律可知，产生的感应电流为俯视逆时针方向，a点等效为电源正极，a点电势高于b点电势。
四、解答题（13题10分，14题12分，15题14分）
13. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=500匝，面积，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。
（1）求交流发电机产生电动势的最大值；
（2）求输电线路上损耗的电功率；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求交流发电机线圈上的热功率Pr。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）电动势的最大值为
（2）设降压变压器原、副线圈电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
由于
解得
所以输电线路上损耗的电功率为
（3）由于
可得
升压变压器副线圈两端电压为
又由
可得
电动势有效值为
则交流发电机线圈电阻r电压为
根据升压变压器副线圈电流关系
可得
则，交流发电机线圈上的热功率为
14. 如图所示，水平面内固定放置着两间距m的平行金属直导轨，其间连接有阻值Ω的电阻，电阻两端并联一理想电压表。两导轨间存在磁感应强度大小T、方向垂直导轨平面的匀强磁场（图中未画出）。一质量kg、电阻Ω、长度为1m的导体棒放置于导轨上。不计摩擦阻力与回路中其他电阻，导体棒始终垂直导轨且与导轨接触良好。
（1）若导体棒在恒定的水平外力N作用下由静止开始运动，求导体棒速度稳定时电压表的示数；
（2）若导体棒在水平外力的作用下由静止开始做加速度m/s2的匀加速直线运动，求：
①导体棒开始运动后3s时水平外力的大小；
②导体棒开始运动后3s内外力的冲量大小。
【答案】（1）V （2）①N ②N·s
【解析】（1）导体棒速度稳定时，有
又因为
解得导体棒速度稳定时电压表的示数
（2）①导体棒开始运动后3s时导体棒受到的安培力大小
由牛顿第二定律有
代入题中数据，联立解得
②由题意得，时外力的大小
由于外力与t是线性函数关系，则导体棒开始运动后3s内外力的冲量大小
代入数据，解得
15. 如图甲所示，交流发电机的矩形线圈abcd匝数匝，ab，cd边长数=30cm，bc、ad边长=50cm，线圈电阻r=2Ω，外电阻R=4Ω。若线圈在磁感应强度T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'以角速度匀速转动。求：

（1）产生的感应电动势的最大值；
（2）电阻R在10s内产生的热量Q；
（3）从甲图所示位置开始计时，线圈转过90°的过程中，流过电阻R的电荷量；
（4）若线圈不转动，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，求0~6s内线图中感应电动势的大小。
【答案】（1）75V；（2）3125J；（3）；（4）1.5V
【解析】（1）线框产生感应电动势的最大值
V
（2）感应电动势的有效值
通过回路的电流的有效值
10s内电阻R产生的热量
（3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，有
得
（4）感应电动势
得
V