2024文昌中学高二下学期第一次月考试题物理含解析

这是一份2024文昌中学高二下学期第一次月考试题物理含解析，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
1．一长为L的直导线置于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中的电流为I。下列说法正确的是（ ）
A．通电直导线受到安培力的大小为BIL
B．无论通电直导线如何放置，它都将受到安培力
C．通电直导线所受安培力的方向垂直于磁感应强度方向和电流方向构成的平面
D．安培力是载流子受到的洛伦兹力的宏观表现，所以安培力对通电直导线不做功
2．一环形线圈放在匀强磁场中，设第1s内磁感线垂直线圈平面向里，如图甲所示。若磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，那么第2s内线圈中感应电流的大小和方向分别是 （ ）
A．大小恒定，顺时针方向
B．大小恒定，逆时针方向
C．逐渐增加，逆时针方向
D．逐渐增加，顺时针方向
3．我们可以做很多有趣的小实验来探究电磁感应现象的规律。如图所示，铝管竖直置于水平桌面上，小磁体从铝管正上方由静止开始下落，在磁体穿过铝管的过程中，磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。下列选项正确的是（ ）
A．磁体做匀加速直线运动
B．磁体的机械能守恒
C．磁体动能的增加量小于重力势能的减少量
D．铝管对桌面的压力大于铝管和磁体的重力之和
4．某种交流电的电流i随时间t变化的图像如图中的实线所示，则这种交流电的有效值为（ ）
A．B．
C．D．
5．如图所示，有一等腰直角三角形的匀强磁场区域，其直角边长为L，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿a→b→c→d→a的感应电流为正，则图中表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的描述正确的是（ ）
A． B.
C. D.
6．质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示。下列表述错误的是（ ）
A．M带负电，N带正电
B．M的速率大于N的速率
C．洛伦兹力对M、N不做功
D．M的运行时间大于N的运行时间
7．如图所示，MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距l为0.4m，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度B为0.5T的匀强磁场垂直。质量m为6.0×10－3kg电阻为1Ω的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨两端分别接有滑动变阻器R2和阻值为3.0Ω的电阻R1。当杆ab达到稳定状态时以速率v匀速下滑，匀速下滑过程中整个电路消耗的电功率P为0.27W，g取10m/s2。则（ ）
A．ab稳定状态时的速率v＝0.4m/s
B．ab稳定状态时的速率v＝0.6m/s
C．滑动变阻器接入电路部分的阻值R2＝4.0Ω
D．滑动变阻器接入电路部分的阻值R2＝6.0Ω
8．如图所示，MN为匀强磁场的左边界，磁场中有正方形线框abcd，其ad边与MN重合。线框第一次以ad边为转轴匀速转动而出磁场；第二次线框在外力作用下向左匀速拉出磁场，两次所用时间相同，第一次线框产生的热量为Q1，通过ad边的电荷量为q1，bc边经过MN时所受安培力为F1，第二次线框产生的热量为Q2，通过ad边的电荷量为q2，bc边经过MN时所受安培力为F2，以下说法正确的是（ ）
A．F1：F2＝π：2，q1：q2＝π：1
B．Q1：Q2＝8：π，q1：q2＝1：1
C．F1：F2＝π：4，q1：q2＝1：1
D．Q1：Q2＝π2：8，q1：q2＝1：1
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9．如图所示，观察电流计的指针，可以看到（ ）
A. 指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针
左右各摆动一次
B. 当线圈平面转到跟磁感线垂直的平面位置时，电流计
的指针偏转最大
C. 当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，电流计的指针
偏转最大
D. 在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生的感应电动势和感应电流是按正弦或余弦 规律变化的
10．如图所示，通电导体棒静止于水平导轨上，棒的质量为m，长为l，通过的电流大小为I且垂直于纸面向里，匀强磁场的磁感应强度B的方向与导轨平面成θ角，则导体棒受到的（ ）
A．安培力大小为BIl
B．安培力大小为BIlsin θ
C．摩擦力大小为BIlcs θ
D．支持力大小为mg+BIlcs
11．一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交流电的电流瞬时值的表达式为
B．该交流电的频率是25 Hz
C．该交流电的电流有效值为
D．若该交流电流通过R = 10 Ω的电阻，则电阻消耗的
功率是20 W
12．如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，则（ ）
A．S闭合瞬间，B灯立即亮，A灯缓慢亮
B．电路接通稳定后，A、B灯亮度相同
C．电路接通稳定后，断开S，A灯闪亮，随后逐渐熄灭
D．电路接通稳定后，断开S瞬间，b点的电势低于a点
13．如图所示为远距离输电示意图，现将输送电压由升级为，在保持发电站输出电压U1，发电站输送的总电功率、输电线电阻R线、用户得到的电压U4均不变的情况下，则（ ）
A．升压变压器原、副线圈匝数比变
为原来的
B．输电线上损失的电压变为原来的
C．输电线损失的功率变为原来的
D．降压变压器原、副线圈匝数比变为原来的
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分）
14．实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。
（1）实验室中有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．直流电源
D．多用电表
E. 开关、导线若干
上述器材在本实验中无用的是 （填器材序号）本实验中还需用到的器材有 。
（2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （选填“增大”、“减小”或“不变”）：然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 （选填“增大”、“减小”或“不变）；上述“探究副线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是 （选填）。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．描迹法
15．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向 偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向 偏转。（均选填“左”或“右”）
（3）某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除
（选填“A”或“B”） 线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应 （选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。
四、计算题（本题共3小题，其中16题10分，17题12分，18题16分，共38分，要求有适当的文字说明）
16．如图所示，矩形线圈的匝数为N，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：
（1）通过电阻R的电荷量q；
（2）电阻R上产生的焦耳热Q。
17．真空区域有宽度为L、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PO 是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)沿着与MN夹角θ为30的方向射入磁场中，刚好没能从 PQ边界射出磁场。求粒子射入磁场的速度大小及在磁场中运动的时间。
.
18．如图所示，相距为的平行金属导轨由水平和倾斜两部分组成，水平部分导轨光滑且足够长，处在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，倾斜部分导轨粗糙，与水平导轨平滑连接。有两根完全相同的金属棒甲和乙固定在倾斜导轨上，将甲从图中位置由静止释放，到达倾斜导轨底端的速度为，当甲进入磁场后速度为零时，
将乙从图中位置由静止释放，最后乙与甲以共同的速度在磁场中运动。已知甲、乙的初始位置到倾斜导轨底端的距离之比为，甲和乙的质量均为，接入电路的电阻均为R，运动过程中甲、乙始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计。求：
（1）金属棒乙运动到倾斜导轨底端时的速度大小；
（2）金属棒甲停止时在磁场中运动的距离；
（3）整个过程甲金属棒产生的焦耳热。
2023—2024学年度第二学期高二第一次月考答案
物 理
一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
【部分选择题解析】
3．A．磁体在铝管中运动的过程中，穿过铝管的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，所以铝管受到向下的安培力，磁体受到向上的安培力，因此，磁体的加速度小于重力加速度；磁块运动的速度越快，磁通量变化越快，由根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势越大，铝管中感应电流越大，所以铝管受到的安培力越大，则磁体受到的安培力也越大，根据知磁体的加速度是逐渐减小的，磁体做的不是匀加速直线运动，故A错误；B．磁体在下落过程中，安培力对磁体要做负功，故磁体的机械能不守恒，故B错误；C．磁体在下落过程中，磁体的重力势能转化为磁体的动能和铝管中的电能，根据能量守恒定律可知，磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，故C正确；D．对铝管和磁体组成的整体，由于磁体有竖直向下的加速度，处于失重状态，所以，铝管对桌面的压力小于铝管和磁体的重力之和，故D错误。
5．bc边的位置坐标x在L~2L过程，线框bc边有效切割长度为l=x－L感应电动势为E=Blv=B(x－L)v感应电流i根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。x在2L~3L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，线框ad边有效切割长度为l=x－2L感应电动势为E=Blv=B(x－2L)v感应电流i根据数学知识知道选项C正确。
6．由左手定则可判断出M带负电，N带正电，选项A正确；由半径公式知，在m、q、B相同的情况下，半径大的M速度大，选项B正确；洛伦兹力与速度始终垂直，永不做功，选项C正确；由周期公式知二者的周期相同，选项D错误。
7．AB、当杆以稳定的速度下降的过程中，由能量守恒定律得，可得：，故AB错误；CD、杆ab达到稳定状态产生的感应电动势为，由得：，设电阻与的并联电阻为R外，ab棒的电阻为r，有：R外，又 ，代入数据得：
，故C错误，D正确。
8．设匀强磁场的磁感应强度大小为B，线框边长为L，电阻为R，线框匀速转动的周期为T。第一次线框产生正弦交流电为整个周期的四分之一，电动势的最大值
bc边经过MN时，线框中的电流
bc边所受安培力的大小为
四分之一周期内线框产生的热量为
通过ad边的电荷量
第二次线框向左匀速运动，速度
线框产生电动势
第二次线框产生的热量为
安培力
通过ad边的电荷量
所以有F1：F2＝π：2，Q1：Q2＝π2：8，q1：q2＝1：1
12．A．S闭合的瞬间，通过L的电流等于零，A、B灯都立即亮，A错误；B．电路接通稳定后，L相当于导线，A灯被短路，A灯熄灭，B灯两端电压变大，B灯变亮，B错误；C．电路接通稳定后，L相当于导线，A灯熄灭，断开S的瞬间，L相当于电源给A灯供电，A灯又亮了，然后A灯逐渐熄灭，所以A灯闪一下后逐渐熄灭，C正确；D．电路接通稳定时，通过L的电流方向向左，断开S的瞬间，L相当于电源阻碍电流减小，产生向左的电流，a是电源的正极，b是电源的负极，b点的电势低于a点，D正确。
13．A．根据电压匝数比的关系有输送电压变为原来的10倍，升压变压器原、副线圈匝数比值变为原来的，A正确；B．输送总功率输电电流变成原来的，损失的电压变为原来的，B正确；C．输电线损失的功率变为原来，C错误；D．根据电压分配关系有根据降压变压器原、副线圈匝数比值不是原来的，D错误。故选AB。
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分）
14．（1）BC 低压交流电源 （2）增大 减小 A
15．（2）右 左
（3）A 断开开关
【详解】
（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向左移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转；
（3）在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。
四、计算题（本题共3小题，其中16题10分，17题12分，18题16分，共38分，要求有适当的文字说明）
16．解：（1）线圈由图示位置转过90°的过程中 （1分）
线圈转过90°所用的时间为
平均感应电动势为（1分）
平均感应电流为（1分）
通过电阻的电荷量为（2分）
（2）线圈中感应电动势的有效值为（2分）
电流的有效值为（1分）
电阻R上产生的热量为（2分）
17．解：（1）若粒子带正电，则粒子运动轨迹如右图所示：
由几何关系有 （1分）
洛伦兹力提供向心力，有（1分）
联立可得（2分）
运动时间（2分）
（2）若粒子带负电，粒子的偏转方向发生变化。
由几何关系有（1分）
洛伦兹力提供向心力，有（1分）
联立可得（2分）
运动时间（2分）
18.（1）由题意知，甲、乙两金属棒在斜面上运动时的加速度相同，设加速度为，甲的初始位置倾斜导轨底端距离为，则
（1分） （1分）
解得 （2分）
（2）金属棒甲停止时在磁场中运动的距离为，根据动量定理有
（2分）
又，（2分）
联立解得 （2分）
（3）导体棒甲、乙稳定时两棒产生的电动势大小相等，根据动量守恒定律得
（2分）
解得
导体棒甲从释放到静止，系统产生的焦耳热为 （1分）
从释放导体棒乙到甲、乙稳定的过程，系统产生的焦耳热为
（2分）
整个过程中导体棒甲产生的焦耳热为
（1分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
C
A
C
D
D
D
题号
9
10
11
12
13
答案
ACD
AD
BD
CD
AB