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安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月测试物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月测试物理试题（原卷版+解析版），文件包含安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月测试物理试题原卷版docx、安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月测试物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
1. 常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（ ）
A. 沿逆时针方向且逐渐增大B. 沿顺时针方向且逐渐减小
C. 沿顺时针方向且逐渐增大D. 沿逆时针方向且保持不变
2. 如图所示，间距为、水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆在外力作用下以平行于导轨向右的速度匀速运动，金属杆与导轨的夹角为，其单位长度的电阻为，运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流的方向为到
B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 金属杆的热功率为
3. 电磁驱动技术在生活生产、科研和军事中应用广泛。如图所示为一电磁驱动模型，在水平面上固定有两根足够长的平行轨道。轨道左端接有阻值为R的电阻，轨道电阻不计、间距为L，虚线区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直轨道平面向下。长度为L，质量为m、电阻为r的金属棒ab静置于导轨上，金属棒与导轨间的最大静摩擦力大小为，当磁场以速度v水平向右匀速移动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 金属棒中感应电流的方向为从b到a
B. 金属棒被驱动后做水平向右的匀加速直线运动
C. 金属棒受到安培力所做的功等于回路中产生的焦耳热
D. 若磁场区域足够大，金属棒最终在磁场中达到稳定状态时的速度小于ν
4. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 图1中，与的电阻值相同
B. 图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C. 图2中，变阻器R与的电阻值相同
D. 图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
5. 如图所示，水平间距为L，半径为r的二分之一光滑圆弧导轨，bb'为导轨最低位置，aa'与cc'为最高位置且等高，右侧连接阻值为R的电阻，圆弧导轨所在区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度从aa'沿导轨做匀速圆周运动至cc'处，金属棒与导轨始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程中（ ）
A. 经过最低位置bb'处时，通过电阻R的电流最小
B. 经过最低位置bb'处时，通过金属棒电流方向为b'→b
C. 通过电阻R的电荷量为
D. 电阻R上产生的热量为
6. 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为，电阻为、半径为、圆心角为45°扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴以角速度匀速转动（轴位于磁场边界），则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示为一电动玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，变压器原线圈中接入瞬时值的正弦交变电流，电动机的内阻为，装置正常工作时，质量为的物体恰好以的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为，设电动机的输出功率全部用来提升物体，不计空气阻力，取重力加速度。下列判断正确的是（ ）
A. 电压表的示数为
B. 副线圈输出电压的瞬时值表达式为
C. 电动机消耗的热功率为
D. 若电动机被卡住但未损坏的情况下，电路消耗的总功率为
8. 如图所示，电路中变压器原线圈匝数n1＝1 000，两个副线圈匝数分别为n2＝500、n3＝200，分别接一个R＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U1＝220 V的交流电源．则两副线圈输出电功率之比和原线圈中的电流I1分别是( )
A. ，I1＝2.8 AB. ，I1＝2.8 A
C. ，I1＝1.16 AD. ，I1＝1.16 A
二、多选题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，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. 在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为、质量为、电阻为的金属圆环垂直磁场方向，以速度从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 此时圆环中的电流为逆时针方向
B. 此时圆环加速度为
C. 此时圆环中的电功率为
D. 此过程中通过圆环截面的电量为
10. 如图甲所示，闭合矩形导线框adcba固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，adcba方向为电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，下列关于线框中的电流I、bc边所受的安培力F随时间t变化的图像，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
11. 如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交变电源(内阻不计)定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1＜R2，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k＜1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用△I和∆U表示．则以下说法正确的是（ ）
A. B.
C. 电源的输出功率减小D. 电压表示数减小
12. "西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20：1和1：20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（ ）
A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用
B. 若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW
C. 若保持发电机输出电压U1和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大
D. 若发电机输出电压U1一定，仅增加用户数，为维持用户电压U4不变，可将滑片P上移
三、实验题（每空2分，共20分）
13. 做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有 ___________。
A. B.
C. D.
（2）下列说法正确的是 ___________。
A．变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些
（3）由于交变电流电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 ___________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，所接电表的读数如图所示（电压表的量程为15V），则此时电表读数为 ___________V。
（4）若用匝数N1=400匝和N2=800匝变压器做实验，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，则N1一定是 ___________线圈。（选填“原”或“副”）
14. 某物理学习兴趣小组做“测量电源的电动势和内阻”实验，实验电路图如图1所示，其中，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V；将单刀双掷开关分别与1和2闭合，改变R的阻值大小，得到对应一系列电流表及电压表的数据，将数据点分别描绘在坐标纸上，连接后并进行延长，与横轴及纵轴的交点如图3所示。
（1）实验中某次电流表的读数如图2所示，则电流表的读数为______A；
（2）请在图3正确描绘出所测得的图像；
（3）根据实验数据，电源的电动势为______V，内阻为______，电流表的内阻为______（计算结果均保留两位小数）；此实验测得的电源内阻______（填“偏大”“偏小”或“无误差”）。
四、解答题（本题共3小题，共32分）
15. 如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台发电机向全校22个教室（每个教室有“”的白炽灯6盏）供电。如果输电线的总电阻R是，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是和，那么：
（1）输电线路上损耗的电功率？
（2）发电机的输出功率应是多大？
（3）求升压变压器中原线圈的电压和电流
16. 如图甲所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。两根金属棒和与导轨始终保持垂直且接触良好，棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知棒的质量为棒和棒接入电路的电阻均为，导轨电阻不计。将棒从静止开始释放，同时对其施加平行于导轨的外力F，此时拉力传感器开始测量细线拉力，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出拉力传感器量程），重力加速度g取。求：
（1）时，金属棒的速度大小；
（2）时，外力F的大小；
（3）已知金属棒在的时间内产生的热量为，求这段时间外力F所做的功。
17. 如图所示，间距为、倾角为的两根平行倾斜光滑导轨与间距相同的两根平行水平光滑导轨在、处平滑连接，导轨全部固定，其中、两段用绝缘材料制成，其余部分用电阻不计的金属材料制成。两点间有一个电容为的电容器，整个导轨区域存在竖直方向的磁感应强度为的匀强磁场（图中未标注）将长度比导轨间距略大、质量均为、电阻均为的导体棒和B静止置于导轨上，锁定导体棒B，给导体棒施加一个在倾斜导轨平面内且垂直于导体棒的外力，使其沿倾斜导轨向下做初速度为0的匀加速直线运动。外力作用时间，导体棒恰好以的速度运动至处并进入水平导轨，此时撤去外力，同时释放导体棒。两根导体棒在到达前发生弹性相碰，碰撞刚结束，马上移去导体棒。整个过程中两根导体棒始终与导轨垂直，水平导轨右侧部分足够长。导体棒初始所在位置离倾斜导轨末端的距离，试求：
（1）外力作用期间，其大小随时间的变化关系式；
（2）从释放导体棒至发生弹性碰撞前，导体棒上产生的焦耳热；
（3）最终稳定时，电容器所带电量。
实验次数
1
2
3
4
U1
19
2.9
3.8
4.8
U2
4.0
6.0
8.0
10.0
1. 常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流，驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡机线圈中的电流（从上往下看）应为（ ）
A. 沿逆时针方向且逐渐增大B. 沿顺时针方向且逐渐减小
C. 沿顺时针方向且逐渐增大D. 沿逆时针方向且保持不变
2. 如图所示，间距为、水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆在外力作用下以平行于导轨向右的速度匀速运动，金属杆与导轨的夹角为，其单位长度的电阻为，运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流的方向为到
B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 金属杆的热功率为
3. 电磁驱动技术在生活生产、科研和军事中应用广泛。如图所示为一电磁驱动模型，在水平面上固定有两根足够长的平行轨道。轨道左端接有阻值为R的电阻，轨道电阻不计、间距为L，虚线区域内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直轨道平面向下。长度为L，质量为m、电阻为r的金属棒ab静置于导轨上，金属棒与导轨间的最大静摩擦力大小为，当磁场以速度v水平向右匀速移动时，下列说法中正确的是（ ）
A. 金属棒中感应电流的方向为从b到a
B. 金属棒被驱动后做水平向右的匀加速直线运动
C. 金属棒受到安培力所做的功等于回路中产生的焦耳热
D. 若磁场区域足够大，金属棒最终在磁场中达到稳定状态时的速度小于ν
4. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 图1中，与的电阻值相同
B. 图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流
C. 图2中，变阻器R与的电阻值相同
D. 图2中，闭合瞬间，中电流与变阻器R中电流相等
5. 如图所示，水平间距为L，半径为r的二分之一光滑圆弧导轨，bb'为导轨最低位置，aa'与cc'为最高位置且等高，右侧连接阻值为R的电阻，圆弧导轨所在区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度从aa'沿导轨做匀速圆周运动至cc'处，金属棒与导轨始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程中（ ）
A. 经过最低位置bb'处时，通过电阻R的电流最小
B. 经过最低位置bb'处时，通过金属棒电流方向为b'→b
C. 通过电阻R的电荷量为
D. 电阻R上产生的热量为
6. 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为，电阻为、半径为、圆心角为45°扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴以角速度匀速转动（轴位于磁场边界），则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示为一电动玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，变压器原线圈中接入瞬时值的正弦交变电流，电动机的内阻为，装置正常工作时，质量为的物体恰好以的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为，设电动机的输出功率全部用来提升物体，不计空气阻力，取重力加速度。下列判断正确的是（ ）
A. 电压表的示数为
B. 副线圈输出电压的瞬时值表达式为
C. 电动机消耗的热功率为
D. 若电动机被卡住但未损坏的情况下，电路消耗的总功率为
8. 如图所示，电路中变压器原线圈匝数n1＝1 000，两个副线圈匝数分别为n2＝500、n3＝200，分别接一个R＝55 Ω的电阻，在原线圈上接入U1＝220 V的交流电源．则两副线圈输出电功率之比和原线圈中的电流I1分别是( )
A. ，I1＝2.8 AB. ，I1＝2.8 A
C. ，I1＝1.16 AD. ，I1＝1.16 A
二、多选题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，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. 在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为、质量为、电阻为的金属圆环垂直磁场方向，以速度从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 此时圆环中的电流为逆时针方向
B. 此时圆环加速度为
C. 此时圆环中的电功率为
D. 此过程中通过圆环截面的电量为
10. 如图甲所示，闭合矩形导线框adcba固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直。规定垂直纸面向里为磁场的正方向，adcba方向为电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，下列关于线框中的电流I、bc边所受的安培力F随时间t变化的图像，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
11. 如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交变电源(内阻不计)定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1＜R2，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k＜1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用△I和∆U表示．则以下说法正确的是（ ）
A. B.
C. 电源的输出功率减小D. 电压表示数减小
12. "西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20：1和1：20，各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（ ）
A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用
B. 若电压表的示数为200V，电流表的示数为5A，则线路输送电功率为100kW
C. 若保持发电机输出电压U1和用户数不变，仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率增大
D. 若发电机输出电压U1一定，仅增加用户数，为维持用户电压U4不变，可将滑片P上移
三、实验题（每空2分，共20分）
13. 做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有 ___________。
A. B.
C. D.
（2）下列说法正确的是 ___________。
A．变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些
（3）由于交变电流电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 ___________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，所接电表的读数如图所示（电压表的量程为15V），则此时电表读数为 ___________V。
（4）若用匝数N1=400匝和N2=800匝变压器做实验，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，则N1一定是 ___________线圈。（选填“原”或“副”）
14. 某物理学习兴趣小组做“测量电源的电动势和内阻”实验，实验电路图如图1所示，其中，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V；将单刀双掷开关分别与1和2闭合，改变R的阻值大小，得到对应一系列电流表及电压表的数据，将数据点分别描绘在坐标纸上，连接后并进行延长，与横轴及纵轴的交点如图3所示。
（1）实验中某次电流表的读数如图2所示，则电流表的读数为______A；
（2）请在图3正确描绘出所测得的图像；
（3）根据实验数据，电源的电动势为______V，内阻为______，电流表的内阻为______（计算结果均保留两位小数）；此实验测得的电源内阻______（填“偏大”“偏小”或“无误差”）。
四、解答题（本题共3小题，共32分）
15. 如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台发电机向全校22个教室（每个教室有“”的白炽灯6盏）供电。如果输电线的总电阻R是，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是和，那么：
（1）输电线路上损耗的电功率？
（2）发电机的输出功率应是多大？
（3）求升压变压器中原线圈的电压和电流
16. 如图甲所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角的斜面上，其间距。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度。两根金属棒和与导轨始终保持垂直且接触良好，棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知棒的质量为棒和棒接入电路的电阻均为，导轨电阻不计。将棒从静止开始释放，同时对其施加平行于导轨的外力F，此时拉力传感器开始测量细线拉力，作出力随时间t的变化图像如图乙所示（力大小没有超出拉力传感器量程），重力加速度g取。求：
（1）时，金属棒的速度大小；
（2）时，外力F的大小；
（3）已知金属棒在的时间内产生的热量为，求这段时间外力F所做的功。
17. 如图所示，间距为、倾角为的两根平行倾斜光滑导轨与间距相同的两根平行水平光滑导轨在、处平滑连接，导轨全部固定，其中、两段用绝缘材料制成，其余部分用电阻不计的金属材料制成。两点间有一个电容为的电容器，整个导轨区域存在竖直方向的磁感应强度为的匀强磁场（图中未标注）将长度比导轨间距略大、质量均为、电阻均为的导体棒和B静止置于导轨上，锁定导体棒B，给导体棒施加一个在倾斜导轨平面内且垂直于导体棒的外力，使其沿倾斜导轨向下做初速度为0的匀加速直线运动。外力作用时间，导体棒恰好以的速度运动至处并进入水平导轨，此时撤去外力，同时释放导体棒。两根导体棒在到达前发生弹性相碰，碰撞刚结束，马上移去导体棒。整个过程中两根导体棒始终与导轨垂直，水平导轨右侧部分足够长。导体棒初始所在位置离倾斜导轨末端的距离，试求：
（1）外力作用期间，其大小随时间的变化关系式；
（2）从释放导体棒至发生弹性碰撞前，导体棒上产生的焦耳热；
（3）最终稳定时，电容器所带电量。
实验次数
1
2
3
4
U1
19
2.9
3.8
4.8
U2
4.0
6.0
8.0
10.0
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