2021-2022学年四川省内江市资中县第二中学高二（下）第一次月考试卷物理试题含解析

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资中二中高2003届第四期第一次月考试物理试题第Ⅰ卷（选择题）一、选择题：（1-10只有一个正确答案，每题3分；11-15有不只一个正确答案，全对得3分，不全得1分，有错得0分，满分45分）1. 在物理学发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，下列说法正确的是A. 开普勒发现了万有引力定律；牛顿测出了引力常量的值B. 法拉第发现了电流的磁效应；楞次发现了电磁感应现象C. 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律D. 库仑发现了点电荷间的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值【答案】D【解析】【详解】A．牛顿发现了万有引力定律；卡文迪许测出了引力常数，A错误；B．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，B错误；C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，C错误；D．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故D正确。故选D。2. 如图所示，有一正方形闭合线圈，在范围足够大的匀强磁场中匀速运动或匀速转动。线圈的运动情况和匀强磁场的方向在各选项中均已标出，其中能产生感应电流的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】A．闭合线圈匀速转动过程中，磁通量发生变化，会产生感应电流。故A正确；B．闭合线圈匀速转动过程中，磁通量始终为零，不会产生感应电流。故B错误；C．闭合线圈匀速运动过程中，磁通量始终为零，不会产生感应电流。故C错误；D．闭合线圈匀速运动过程中，磁通量始终保持不变，不会产生感应电流。故D错误；故选A。3. 如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（　　） A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【分析】【详解】S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；故选A。4. 如图所示是一种冶炼金属的感应炉的示意图，此种感应炉应接怎样的电源（  ） A. 直流低压 B. 直流高压C. 低频交流电 D. 高频交流电【答案】D【解析】【详解】线圈中的电流发生变化，才能在附近的导体中产生感应电流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多，故应接高频交流电。故选D。【点睛】本题主要考查了掌握涡流的原理及应用，用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化，交流电的频率越大，产生的热量越大.。5. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（　　）A. 和时刻穿过线圈的磁通量为零B. 和时刻穿过线圈的磁通量变化率为零C. 从线圈平面与磁场方向垂直时刻开始计时D. 每当感应电动势改变方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最小【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．和时刻瞬时感应电动势为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，A错误，B正确；C．0时刻瞬时电动势最大，故从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时，C错误；D．每当感应电动势改变方向时，线圈平面处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大，D错误。故选B。6. 如图所示，当交流电源的电压为，频率为时，三只灯泡、、亮度相同．若保持交流电源的电压不变，只将其频率改变为，则（    ）．A. 、、亮度都比原来亮B. 只有的亮度都比原来亮C. 只有的亮度都比原来亮D. 只有的亮度都比原来亮【答案】B【解析】【详解】由图可知，并联之路中L3，L2，L1分别与电阻R，电感线圈L，电容器C串联，增大交流电源的频率，对电阻R的阻抗无影响，则L3的亮度不变，增大交流电源的频率，电感线圈L的感抗增大，则L2的亮度减小，增大交流电源的频率，电容器C的容抗减小，所以L1的亮度增加，故ACD错误，B正确。故选B。7. 如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，升压变压器与降压变压器之间输电线上的总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，两端电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4。变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是    （　　）A. 输电线上的电流I2=B. 输电线上损失的功率ΔP=C. 若用户端负载增加，那么用户端电压U4变大D. 无论用户端的负载如何增加，始终有I1U1=I2U2【答案】D【解析】【详解】A． R是输电线的电阻，输电线上的电压损失输电线上的电流为A错误；B．输电线上损失的功率为B错误；C．若用户端负载增加，则通过降压变压器副线圈的电流I4增大，根据则输电电流增大，输电线上损耗的电压ΔU增大，因为降压变压器原线圈的电压减小，根据=U4减小，C错误；D．变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得无论用户端的负载如何变化，始终有即D正确。故选D。8. 水平平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面，如图一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流强度为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【分析】【详解】由于金属棒与磁场垂直，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，金属棒切割磁感线有效的切割长度为，产生感的应电动势为根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流为故选B9. 如图所示，直导线固定于纸面内，一矩形线框，在纸面内从位置平移到位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（　　）A. 一直逆时针 B. 顺时针→逆时针C. 逆时针→顺时针→逆时针 D. 顺时针→逆时针→顺时针【答案】D【解析】【详解】由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为逆时针方向。当继续向右运动时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向。当远离导线时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。故选D。10. 如图所示，甲图中的U形金属线框和乙图中的矩形金属线框在匀强磁场中绕轴，以不同的角速度匀速转动，两电路其余部分完全相同。甲图中只有轴右侧有磁场，乙图中轴两侧均有磁场，若两磁场磁感应强度相同。为使甲、乙两图中交流电流表的示数也相同，则甲、乙两图中线框的转速之比为（线框电阻不计）（　　） A.  B.  C. 2：1 D. 1：1【答案】A【解析】【分析】【详解】题图甲中的磁场只在轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，电流表测的是有效值，所以题图乙中的磁场布满整个空间，所以则BCD错误，A正确。A正确。11. 根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为（　　）A. T/s B. Wb/s C.  D. 【答案】BC【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律，有则有故选BC。12. 如图所示是圆盘发电机示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（　　） A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B. 回路中感应电流大小不变，为C. 回路中感应电流方向不变，为C→D→R→CD. 回路中有周期性变化的感应电流【答案】BC【解析】【详解】A．把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，A错误；B．铜盘切割磁感线产生感应电动势为根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流为B正确；C．由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C，C正确；D．回路中的感应电流并不是周期性变化的，D错误。故选BC。13. 如图所示，空间存在一范围足够大的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（竖直面）向里，为磁场区域的上边界，磁场上方有一个质量为m的正方形导线框abcd，ab边与平行。已知线框边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，线框从图示位置由静止开始自由下落，则在ab边进入磁场的过程中，关于线框的运动，下列说法中正确的是（　　） A. 线框可能先做加速运动再做减速运动B 线框可能一直做匀加速运动C. 线框可能先做减速运动再做匀速运动D. 线框若出现匀速运动，其速度大小一定是【答案】CD【解析】【详解】线框刚开始做自由落体运动，ab边以一定速度进入磁场，ab边切割磁感线产生感应电流，结合右手定则和左手定则可以判断出ab受到竖直向上的安培力作用，有，，第一种情况：若线框进入磁场时，安培力等于重力，则线框匀速进入磁场，有可得第二种情况：若线圈进入磁场时，安培力大于重力，则线框做减速运动，安培力减小，线框做加速度减小的减速运动，当线框速度减小到时，线框若仍未全部进入磁场，则线框后面将做匀速运动。第三种情况：若安培力小于重力，线框做加速度减小的加速运动，当线框速度加速到时，线框若仍未全部进入磁场，则线框后面将做匀速运动。故选CD。14. 如图所示，平放在绝缘水平面的铁芯上分别绕有线圈、，每个线圈各接有两条光滑的平行金属导轨，金属棒MN、PQ均垂直于导轨放置，MN所在轨道之间有磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场，PQ所在轨道之间有磁感应强度方向竖直向下、大小为的匀强磁场。关于金属棒MN、PQ的运动，下列说法正确的是（　　）A. 当MN在外界作用下向左加速运动时，PQ也向左加速运动B. 当MN在外界作用下向右匀速运动时，PQ也向右匀速运动C. 当MN在外界作用下向右减速运动时，PQ向右加速运动D. 当MN在外界作用下向右加速运动时，PQ也向右加速运动【答案】AD【解析】【详解】A．当MN在外界作用下向左加速运动时，根据右手定则和右手螺旋定则可知，线圈、中的磁感应强度方向竖直向下，通过线圈、中的磁通量增加，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向，则PQ中的感应电流方向为由Q至P，由左手定则可知，PQ受到的安培力向左，根据牛顿第二定律可知，PQ也向左加速运动，故A正确；CD．同理可知，当MN在外界作用下向右加速运动时，PQ也才向右加速运动，故C错误、D正确；B．当MN在外界作用下向右匀速运动时，通过线圈、中的磁通量恒定，则PQ所在回路中不发生电磁感应，PQ静止不动，故B错误。故选AD。15. 竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计ab杆及导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图。若ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，则（　　） A. 拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热B. 金属杆ab克服安培力所做的功与克服重力做功之和等于金属杆机械能增加量C. 拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热D. 拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh【答案】CD【解析】【详解】A．根据功能关系，拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热与增加重力势能之和，A错误；B．根据功能关系，金属杆ab安培力所做的功与拉力所做的功等于金属杆机械能增加量，B错误；C．根据功能关系，拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热，C正确；D．根据功能关系，拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh，D正确．故选CD。第Ⅱ卷（非选择题）二、填空（每空2分，总分24分）16. 如图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环a处于静止状态，在其内部也吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，a、b两环的运动及变化情况将a将___________，b将___________（填“左摆”或“右摆”或“不动”）；a有___________的趋势，b有___________的趋势（填“收缩”或“扩张”）【答案】    ①. 左摆    ②. 不动    ③. 扩张    ④. 收缩【解析】【详解】[1][4] 当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，电阻减小，电路中的电流增大，电流产生的磁感应强度变强，根据楞次定律的推论阻碍的理解，a环的磁通量增大，为了阻碍其变化，a将向左摆动，远离螺线管，因为a环的磁通量有内外两个方向，其面积增大磁通量反而减小，所以a环有扩张的趋势。[2][3] 当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，电阻减小，电路中的电流增大，电流产生的磁感应强度变强，根据楞次定律的推论阻碍的理解，b环的磁通量也增大，但是在螺线管内部的磁场是匀强磁场b环所受安培力在同一平面内相互平衡则合力为0，所以b环将不动，但是b环有收缩的趋势。17. 在如图所示的日光灯工作原理电路图中：（1）开关闭合前，启动器的静触片和动触片是______（填“接通的”或“断开的”）；（2）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片______（填“接通”或“断开”），镇流器起着______作用，保证日光灯正常工作。【答案】    ①. 断开的    ②. 断开    ③. 限流降压【解析】【详解】（1）[1]开关闭合前，启动器处于未工作状态，静触片和动触片时断开的。（2）[2][3]日光灯管中的气体一旦击穿而使灯管发光后，镇流器中的自感电动势很快降低，此时开关、镇流器、灯管组成闭合回路，又由于回路中为交流电，镇流器中会产生自感电动势阻碍电流的变化，从而使灯管两端的电压降低，启动器中的氖灯不发光，所以正常工作时启动器中的静触片与动触片时断开的，镇流器起着降压限流的作用。18. 探究感应电流方向的实验中，要用到灵敏电流计，条形磁铁，螺线管，已知若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，则： （1）甲图中螺线管的感应电流的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）（2）乙图中磁铁在螺线管中产生的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）（3）图丙中螺线管中的磁通量正在______（请填“增大”或“减小”）（4）图丁中螺线管的绕向为（从上往下看，按电流流经方向）______（请填“顺时针”或“逆时针”）（5）感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要_________引起感应电流的磁通量的变化。【答案】    ①. 向上    ②. 向下    ③. 减小    ④. 顺时针    ⑤. 阻碍【解析】【详解】（1）[1]依题意，若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，而甲图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向上；（2）[2]图中电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向下，磁铁向上运动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律则原磁场方向向下；（3）[3]图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向上，原磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量减小；（4）[4]磁铁N极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向下，根据楞次定律，感应磁场向下，而感应电流从正接线柱流入电流计，因此其方向俯视为顺时针方向；（5）[5]感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。三、计算（必须写出必要的公式和文字说明，共41分）19. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积。螺线管导线电阻，，，。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。规定图中磁场向下为磁场的正方向，求：（1）螺线管中产生的感应电动势的大小；（2）闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板的电性和电容器所带的电荷量。【答案】（1）1.2V；（2）负电，【解析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得螺线管中产生的感应电动势的大小为（2）闭合S，电路中的电流稳定后，根据楞次定律可知，回路中的电流方向为逆时针，所以电容器上极板带负电。根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中的电流为电容器两端电压等于两端电压，即根据电容的定义式变形，可得电容器所带的电荷量为20. 如图所示，矩形线圈的匝数N为100匝，线圈为边长L是的正方形，线圈内阻为，在磁感应强度B为2T的匀弧磁场中绕OO′轴以角速度5rad/s匀速转动，外电路电阻R为4，（不计转动中的一切摩擦），求：（1）感应电动势的最大值Em及从图示位置开始计时e的瞬时值表达式；（2）在线圈由图示位置转过180°的过程中通过电阻R的电荷量q；（3）线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热Q。【答案】（1）；（2）0；（3）【解析】【详解】（1）根据可得，感应电动势的最大值由图可知，此时线圈平面与磁场方向平行，开始计时e的瞬时值表达式为（2）平均感应电动势为平均感应电流通过电阻R的电荷量（3）交流电压的有效值为电流的有效值线圈转一周所用时间为线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热21. 如图所示为某研究小组设计的一款电吹风电路原理图，a、b、c、d为四个固定接触点。可动的扇形金属接触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。理想变压器原副线圈的匝数比，M、N两端接入的交流电源的电压为，当触片P处于合适位置时，小风扇恰好能够正常工作，已知小风扇的电阻为，电吹风吹冷风时电源的输入功率为，吹热风时电源的输入功率为。求（1）小风扇在正常工作时输出的功率；（2）电热丝电阻值。 【答案】(1)72W；(2)121Ω【解析】【分析】【详解】(1)设小风扇两端电压为U2，由题意可知变压器输入电压为U1=220V由解得U2=60V吹冷风时电源输入功率等于小风扇的电功率P1=90WP1=I2U2小风扇正常工作时输出的功率为联立解得小风扇在正常工作时输出的功率为(2)设吹热风时电热丝的电阻值为R2，热功率为P2，小风扇的电功率仍为P1，由题意得P1+P2=490W电热丝的热功率可表示为联立解得R2=121Ω22. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，质量，电阻的金属杆ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移时达到稳定状态，对应过程的图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。（，）求：（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；（3）由图中信息计算0-1s内，导体棒滑过的位移。【答案】（1）b端电势高；5N；（2）1.47J；（3）0.85m【解析】【详解】（1）由右手定则可判断感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高当金属棒匀速运动时，由平衡条件得其中由乙图可知v=1.0m/s联立解得F=5N（2）从金属棒开始运动到达稳定，由动能定理得又克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，代入数据解得两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为（3）进入匀强磁场导体棒做加速度减小的加速运动，由动量定理有又It=q由图可知代入数据解得q=0.85C由得x=0.85m