河北省邢台市名校质检联盟2023-2024学年高二上学期第四次月考物理试题

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1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题。在每小题给出的四个选项中，只有一是符合题目要求的。
1. 关于楞次定律，下列说法正确的是（ ）
A. 感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化
B. 感应电流的磁场总是促进磁通量的变化
C. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D. 原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向
【答案】C
【解析】
【详解】A．原磁场穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场同向，故A错误；
BC．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故B错误，C正确；
D．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场反向，故D错误。
故选C。
2. 下列说法不正确的是（ ）
A. 雷达用的是长波
B. 红外线的波长比无线电波的波长短，比可见光的波长长
C. 紫外线可以用来防伪
D. 波长最短的电磁辐射是射线
【答案】A
【解析】
【详解】A．雷达为“无线电探测和距离”，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置，因此雷达也被称为“无线电定位”，雷达用频率极高的无线电波也就是波长极短的无线电波，不是长波，A错误；
BD．电磁波中频率从小到大顺序为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，射线。频率越小，波长越长，因此红外线的波长比无线电波的波长短，比可见光的波长长，波长最短的是射线，BD正确；更多课件教案等低价滋源(一定远低于各大平台价格)请 家 威杏 MXSJ663 C．紫外线有荧光作用，因此可以用来防伪，C正确。
故不正确的选A。
3. 19世纪末，汤姆孙的学生阿斯顿设计了质谱仪，并用质谱仪发现了氖-20、氖-22，这两种粒子在质谱仪磁场部分运动时轨道半径的大小情况是（ ）
A. 氖-20更大B. 氖-22更大C. 一样大D. 不能判断
【答案】B
【解析】
【详解】根据粒子在磁场中做圆周运动得
解得
两种粒子射入磁场时的速度大小相等，同时电荷数相等，由于氖-22的质量数大，即氖-22的质量大，故可知氖-22的轨道半径更大。
故选B。
4. 某收音机中的LC电路由可调电感的线圈与固定电容组成，能够产生560kHz~1680kHz的电磁振荡。可调电感线圈的最大电感和最小电感之比是（ ）
A. 3:1B. 6:1C. 2:1D. 9:1
【答案】D
【解析】
【详解】由LC电路固有频率公式得
解得
所以
故D正确。
故选D。
5. 安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流。如果金属物品通过安检门，金属物品中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而报警，关于安检门的说法正确的是（ ）
A. 安检门能检查出毒贩携带的毒品
B. 如果“门框”线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作
C. 安检门能检查出旅客携带的金属水果刀
D. 安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品的原理：线圈中的交变电流产生交变的磁场，会在金属物品中产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，则安检门可以检查出旅客携带的金属水果刀，而不能检查出毒贩携带的毒品，若“门框”的线圈中通上恒定电流，而不是交变电流则无法产生感应电流，安检门不能正常工作。故AB错误，C正确；
D．安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，故D错误。
故选C。
6. 图为演示自感现象的实验电路，A1、A2为相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大，且使得滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈L的直流电阻相等，下列判断正确的是（ ）

A. 断开开关S，灯A1、A2逐渐熄灭
B. 接通开关S，灯A2逐渐变亮
C. 接通开关S，灯A1立即变亮
D. 断开开关S，灯A1逐渐熄灭，A2闪一下再逐渐熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AD．断开开关时，由于线圈产生自感电动势，立即反向对A2“供电”；由于滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈L的直流电阻相等，所以电路稳定后两灯的直流电流相等，因此不会出现A2闪一下再逐渐熄灭，而是两灯同时逐渐熄灭，A正确，D错误；
BC．接通开关S，由于自感线圈的自感作用，A2立即变亮，A1逐渐变亮，BC错误。
故选A。
7. 一理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，如图所示，副线圈两输出端连接了定值电阻和滑动变阻器，在原线圈上加一电压为的交流电，则（ ）
A. 保持位置不动，将向上滑动时，电流表的读数变大
B. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数不变
C. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数变大
D. 保持的位置不动，将向上滑动时，电流表的读数变小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．保持的位置不动，则副线圈输出电压不变，将向上滑动时，电阻增大，则副线圈中电流减小，原线圈电流也减小，即电流表的读数变小，故AB错误；
CD．保持的位置不动，电阻不变，将向上滑动时，副线圈匝数增加，副线圈输出电压变大，则副线圈中电流增大，原线圈电流也增大，即电流表的读数变大，故D错误，C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。
8. 如图所示，电磁感应式无线充电的原理是通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（ ）
A. 送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
B. 送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
C. 手机和基座不需要导线连接，这样传递能量没有损失
D. 受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A．根据变压器原理，原、副线圈是通过互感现象实现能量传递，因此送电线圈和受电线圈也是通过互感现象实现能量传递，A正确；
B．由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，因此产生的磁场也是周期性变化的，B正确；
C．手机与机座无需导线连接就能实现充电，但磁场能有一部分以电磁波辐射的形式损失掉，因此这样传递能量是有能量损失的，C错误；
D．由于送电线圈输入的是正弦式交变电流，是周期性变化的，产生的磁场也是周期性变化的，受电线圈中感应电流产生的磁场也是周期变化的，D错误。
故选AB。
9. 在LC回路中，电容器两端的电压随时间t变化的关系图像如图所示，则（ ）

A. 在时刻，电路中的电流最大
B. 在时刻，电路中的磁场能最大
C. 从至时刻，电路中电场能不断增大
D. 从至时刻，电容器的带电荷量不断增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在时刻，电容器两端电压为0，则电容器所带电荷量为0，电路中的电场能最小，电路中的磁场能最大，此时电路中的电流最大，故A正确；
B．在时刻，电容器两端的电压最大，则电容器所带电荷量最大，电路中的电场能最大，电路中的磁场能最小，故B错误；
C．从至时刻，电容器两端的电压逐渐减小，则电容器所带电荷量逐渐减小，电路中的电场能不断减小，故C错误；
D．从至时刻，电容器两端的电压逐渐增大，则电容器的带电荷量不断增大，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为，矩形线圈的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电流表A和阻值为R的定值电阻相连，ab边与滑环E相连，cd边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置线圈平面恰好与磁感线平行。以下说法正确的是（ ）
A. 线圈自图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为
B. 线圈在图示位置时，通过电阻R的电流方向为自N流向M
C. 线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为
D. 线圈在图示位置时电流表的示数为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．线圈自题中图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为
A正确；
B．线圈在题中图示位置时，由右手定则可知通过电阻R的电流方向为自M流向N，B错误；
C．线圈转动一周的过程中克服安力做的功为
，
得
C正确；
D．电流表显示的是有效值
D错误。
故选AC。
三、非选择题。
11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是________。（填字母）
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯
C．叠成的绝缘铜片 D．叠成的绝缘硅钢片
（2）为了人身安全，低压交流电源的电压不要超过________。（填字母）
A．2V B．12V C．50V
（3）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为________。（填字母）
A．1.5V B．5.0V C．7.5V
（4）本实验要通过改变原、副线圈匝数，来探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是________。（填字母）
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
【答案】 ① D ②. B ③. C ④. A
【解析】
【详解】（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。
故选D。
（2）[2]为了人生安全，低压交流电源的电压不要超过12V。
故选B。
（3）[3]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系
若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为
考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7.5V。
故选C。
（4）[4]实验中需要运用的科学方法是控制变量法。
故选A。
12. 电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻，现已被人们广泛使用。高二物理兴趣小组准备用热敏电阻制作一个简易电子体温计。
（1）为了寻找合适的外壳包裹热敏电阻及其电路，小雨同学用螺旋测微器测量了热敏电阻的大小，如图所示，螺旋测微器的读数是______mm。
（2）小刚测出这种热敏电阻的I—U图像如上图所示，他选用的电路应该是图______电路（填“甲”或“乙”）；选用的电流表量程是______量程（填“0.06A”或“0.6A”）。
（3）小敏同学将上述测量的两个相同的热敏电阻和定值电阻、恒压电源组成如图所示的电路，电源电动势为10V，内阻不计，定值电阻，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为______mW（结果保留3位有效数字）。
【答案】 ①. 2.150 ②. 乙 ③. 0.06A ④. 50.4
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，螺旋测微器固定刻度示数为2.0mm，铅笔芯的直径为2.0mm+15.0×0.01mm=2.150mm；
（2）[2] [3]由热敏电阻的I—U图像可知电压从0变化起，他选用的电路应该是图乙电路；根据对应电流值可知选用的电流表量程是0.06A量程；
（3）[4]设热敏电阻的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律有
解得
作出该I-U图象，如图：
两图像的交点代表此时热敏电阻的电流和电压，则此时单个热敏电阻消耗的电功率为
13. 如图所示，一个边长为L的正方形金属框的质量为m、电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界匀强磁场区域中，金属框上半部分处于磁场内，磁感应强度随时间均匀变化，满足B=2t。已知细线能承受的最大拉力FT=2mg（g为重力加速度大小），从t=0开始计时，经过多长时间细线会被拉断？
【答案】
【解析】
【详解】细线被拉断的瞬间，有
由平衡条件得
金属框受到的安培力
由法拉第电磁感应定律得
磁感应强度变化规律为
解得
14. 如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，宽度L=0.4m，现垂直于导轨放置一根质量为m=0.12kg的导体棒ab，M和P之间接入一恒流源，回路中电流大小恒定为I=2A，在导轨间加一个范围足够大的匀强磁场（未画出）且磁场方向始终与导体棒垂直，方向与水平面间夹角可调，取重力加速度大小g=10m/s2。
（1）当磁感应强度的大小B=0.3T，方向与水平面成30°角时，ab棒处于静止状态，求ab棒受到的摩擦力大小；
（2）若要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
（3）若导体棒与导轨间的动摩擦因数，磁场方向斜向左下方，请你讨论磁场方向与水平面夹角在哪个范围内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【答案】（1）；（2）1.5T，方向为水平向右；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的摩擦力大小为
（2）根据平衡条件及安培力公式可得ab棒受到的支持力大小为
当时，有
当时，B有最小值为
即B的大小至少为1.5T，此时B的方向为水平向右。
（3）由题意，当磁场方向斜向左下方时，设磁场方向与水平面的夹角为时，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动，根据平衡条件可得
当B足够大时，有
解得
即磁场方向斜向左下方，与水平面的夹角在内，不管磁感应强度多大，导体棒都不会运动。
15. 如图所示，在左边区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，右边区域存在竖直向下的匀强电场，一质量为、电荷量为的带正电粒子，从点沿轴正方向以速度射入磁场，粒子射出磁场时的方向与轴正半轴成角；粒子经过轴上的点时竖直方向的分速度大小是，不计粒子所受的重力，，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）粒子在轴上方运动的总时间；
（4）点坐标。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）粒子运动轨迹如图所示
由几何关系可得粒子在磁场中运动的半径
洛伦兹力充当向心力，有
解得
（2）粒子射出点到轴的距离
粒子射出磁场时竖直方向和水平方向分速度分别为
，
根据牛顿第二定律
由运动学公式得
解得
（3）粒子在磁场中运动的时间
粒子在轴上方的电场中运动时，有
总时间
解得
（4）粒子射出磁场后在水平方向上做匀速直线运动
故点坐标为。