2022-2023学年四川省泸州市古蔺县金兰高中高二下学期第三次测试 物理试卷（含解析）

2022-2023学年四川省泸州市古蔺县金兰高中

高二下学期第三次测试 物理试卷（含解析）

一、选择题（本题包括9小题，每小题6分，共54分，1-6单选，7-9多选．）

1．如图所示，线圈A通过开关、电阻与电池相连，线圈B与电流计G相接，线圈A、B绕在铁芯P上，则（　　）

A．S保持断开状态，电流计指针会偏转       B．S保持闭合状态，电流计指针会偏转

C．S闭合瞬间，电流计指针会偏转 D．S断开瞬间，电流计指针不会偏转

2．某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为。一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过。设落潮时，海水自西向东流，流速为。下列说法正确的是（　　）

A．电压表记录的电压为 B．河南岸的电势较高

C．河北岸的电势较低 D．电压表记录的电压为

3．如图所示是一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（　　）

A．4A B． C． D．

（第3题）                          （第4题）               （第5题）

4．如图所示，足够长的光滑金属导轨和置于同一水平面内，其中与平行，是以为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形区域内有方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小均为，金属杆长为，电阻为，端与e点用导线相接，端与圆弧接触良好；金属棒长为，电阻为，固定在平行导轨上。其他电阻不计，若杆绕点顺时针以角速度由匀速转动到，此过程中下列说法正确的是（　　）

A．杆产生感应电动势大小为        B．杆上点电势高于点电势

C．杆所受安培力大小为         D． 杆两端的电压为            

5．如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b）所示，线框总电阻为5Ω，则（　　）

A．线圈的转速为100 r/s          B．线框转动一周，cd边产生的焦耳热为3. 87J

C．在0~0. 01s时间内，通过线框某一横截面的电荷量约为0. 02C

D．当线框平面与中性面的夹角为45°时，线框产生的电动势的大小为22V

6．在如图所示的电路中，A1和A2是两个完全相同的灯泡，线圈L的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法中正确的是（　　）

A．合上开关S，A1先亮，A2后亮，最后一样亮     B．断开开关S，A1和A2都要过一会儿才熄灭

C．断开开关S，A2闪亮一下再熄灭               D．断开开关S，流过A2的电流方向向右

（第6题）               （第7题）                    （第8题）

7．如图甲所示，长直导线与闭合线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示．在0～时间内，长直导线中电流向上，则线框中感应电流的方向与所受安培力情况是

A．0～T时间内线框中感应电流方向为顺时针方向

B．0～T时间内线框中感应电流方向为先顺时针方向后逆时针方向

C．0～T时间内线框受安培力的合力向左

D．0～时间内线框受安培力的合力向左，～T时间内线框受安培力的合力向右

8．如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直与导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆与导轨接触良好）。则下列说法中正确的是（　　）

A．电路中感应电动势的大小为        B．电路中感应电动势的大小为Blv

C．金属杆所受安培力的大小为    D．电路中感应电流的大小为

9．如图所示，已知水平导轨MN、PQ的间距恒为L，导轨左侧连接一个半径为r的四分之一光滑圆弧轨道ME、PF，水平导轨的右侧连接一阻值为R的定值电阻，在水平导轨MDCP区域存在一个磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场，其磁场宽度为d．现将一质量为m、接入电路的电阻也为R的金属杆沿着水平导轨以初速度v0从磁场边界CD向左滑入磁场中，并恰好能到达与圆心等高的位置EF，之后刚好能返回到磁场右边界CD．若金属杆与水平导轨间的动摩擦因数为μ，不计导轨电阻，重力加速度大小为g，金属杆在运动过程中始终与水平导轨垂直且接触良好．则以下判断正确的是（　　）

A．整个过程中定值电阻R上产生的焦耳热为

B．金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时受到的弹力大小2mg

C．整个过程中流过定值电阻R上的电荷量为

D．金属杆先、后两次穿越磁场区域所用时间为

二、实验探究题（本题共2小题共16分．）

10．某同学为了探究影响感应电流方向的因素，使用了图所示的实验电路。先闭合开关，再闭合开关，发现闭合瞬间，电流表指针向左偏了一下。闭合开关和，稳定后再分别进行以下操作，出现的情况是：

（1）将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）；

（2）先断开，稍后再闭合瞬间，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）；

（3）将线圈A迅速从线圈B中拔出时，电流表指针______（填“向左偏”或“向右偏”或“不偏转”）；

11．物理兴趣小组设计了一个测量电阻丝电阻率的实验方案，实验室可提供的器材有：

A．电流表G，内阻，满偏电流  B．电流表A，内阻约为，量程为

C．螺旋测微器          D．电阻箱

E．滑动变阻器R（，允许通过的最大电流值为） F．电源（电动势为，内电阻为）

G．一个开关和导线若干

实验小组按照以下步骤进行操作：

（1）用螺旋测微器测量电阻丝的直径，其中一次的测量结果如图甲所示，则该次测量测得直径______。

（2）接下来，研究小组把多用电表的欧姆选择开关旋到“”挡，按照正确的操作步骤对待测电阻丝进行初步测量，指针位于如图乙所示位置，则电阻丝的电阻测量值为______。

（3）为了对电阻丝的阻值进行更精确的测量，实验小组设计了一个伏安法测电阻的实验电路，需要把电流表G与电阻箱串联改装成一个量程为的电压表，则电阻箱的阻值应调为______。

（4）按照实验目的和实验原理请用改装好的电压表和提供的其他实验器材，设计测电阻的实验电路，请将图丙中电路图补画完整______。

（5）已知电阻丝的直径为d，长度为L，电阻测量值用表示，请写出电阻率的计算表达式______。

三、解答题

12．（11分）如图所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面且磁感应强度随时间变化的图像如图所示，定值电阻为，线圈电阻。求：

（1）线圈上产生感应电流的大小；

（2）线圈两端a、b两点间电势差大小；

（3）电阻上热功率是多大。

13．（14分）如图所示，水平光滑导轨足够长，导轨间距为L，导轨间分布有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B，导轨左端接有阻值为R的电阻，电阻两端接一理想电压表。一金属棒垂直放在导轨上，其在轨间部分的电阻也为R。现用一物块通过跨过定滑轮的轻绳从静止开始水平牵引金属棒，开始时，物块距地面的高度为h，物块落地前的一小段时间内电压表的示数稳定为U。已知物块与金属棒的质量相等，不计导轨电阻和滑轮质量与摩擦，导轨始终与金属棒垂直且紧密接触。求：

（1）金属棒的最大速度v；

（2）物块的质量m；

（3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，电阻R上产生的热量Q。

14．（15分）如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下。在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，ab边长为l=0.2m，线框质量m=0.1kg、电阻R=0.1Ω，在水平向右的外力F作用下，以初速度v0=1m/s匀加速进入磁场，外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示。以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B；

（2）线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量q；

（3）若线框进入磁场过程中F做功为，求在此过程中线框产生的焦耳热Q。

 答题卡

姓名：                    班级 ：        

一、本题共9个小题，共54分。其中第1-6题每小题6分，只有一个选项符合题目要求；第7-9题每小题6分，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

二、实验题(共16分)

金兰高中2022-2023学年高二下学期第三次测试物理试卷参考答案：

1．C

【详解】A．开关S保持断开状态，线圈中无感应电流，故电流计指针不会偏转，故A错误；

B．开关S保持闭合状态，线圈中无感应电流，故电流计指针不会偏转，故B错误；

C．当开关闭合瞬间，产生的磁场从无到有，穿过线圈的磁通量增大，线圈中产生感应电流，电流计指针偏转，故C正确；

D．当开关断开瞬间，产生的磁场有到无，穿过线圈的磁通量减小，线圈中产生感应电流，电流计指针偏转，故D错误。

故选C。

2．A

【详解】．地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，落潮时，海水自西向东流，相当于导体切割磁感线，由右手定则判断可知，感应电动势的方向由河南岸指向北岸，则河北岸的电势较高。海水自西向东流切割地磁场的磁感线，产生的感应电动势大小为

则电压表记录的电压为9mV，故A正确，。

3．B

【详解】由电流有效值的定义可得

     解得

4．C

【详解】A．杆产生感应电动势大小为  故A错误；

B．根据右手定则可知，杆上电流从O流向P，由于杆相等于电源，在电源内部电流从低电势流向高电势，则点电势低于点电势，故B错误。

C．回路中的感应电流为则杆所受安培力大小为故C正确；

D．杆两端的电压为故D错误；

5．D

【详解】A．根据图（b）可得交变电动势变化周期为，所以线圈转动一圈的时间为，可得线圈的转速为，A错误；B．线圈产生的交变电动势图像为正弦图像，可得电动势的有效值为

所以线框转动一周，cd边产生的焦耳热为B错误；

C．0s和0. 01s时感应电动势都等于零，所以此时穿过线框的磁通量最大，线框与磁感线垂直，可得在0~0. 01s时间内，磁通量的变化量为同时有根据电动势的瞬时表达式可得

解得

代入解得C错误；D．根据图像周期为可得角速度为，所以交流电电动势的瞬时表达式为当线框平面与中性面的夹角为45°时，有D正确。

6．B

【详解】A．当电键K闭合时，灯A2立即发光，由于线圈L的自感作用，通过灯A1的电流只能逐渐增大，使灯A1逐渐亮起来，所以灯A2比灯A1先亮。由于线圈直流电阻忽略不计，当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，两灯电流相等，亮度相同，故A错误；

BCD．稳定后当电键S断开瞬间，由于线圈的自感现象，线圈中的电流只能逐渐减小，线圈L、灯A2与灯A1构成闭合回路，两灯都过一会儿再熄灭，由于两灯泡完全相同，线圈的电阻又不计，则灯A2不会出现闪亮一下，且流过灯A2的电流方向向左，故B正确，C错误。

故选B。

7．AD

【详解】AB.0～T时间内直导线中电流先向上减小，再向下增大，所以导线框中的磁场向里减小，后向外增强，根据右手定则，所以感应电流始终为顺时针方向，故A符合题意B不符合题意．

CD.在0～时间内，长直导线中电流向上，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向里，电流逐渐减小，则磁场逐渐减弱，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流．根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向左，右边受到的安培力水平向右，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向左；在～T时间内，直线电流方向向下，根据安培定则，知导线右侧磁场的方向垂直纸面向外，电流逐渐增大，则磁场逐渐增强，根据楞次定律，金属线框中产生顺时针方向的感应电流．根据左手定则，知金属框左边受到的安培力方向水平向右，右边受到的安培力水平向左，离导线越近，磁场越强，则左边受到的安培力大于右边受到的安培力，所以金属框所受安培力的合力水平向右，故C不符合题意D符合题意．

8．BD

【详解】AB．电路中感应电动势的大小为选项A错误，B正确；D．电路中感应电流的大小为

选项D正确；C．金属杆所受安培力的大小为选项C错误；故选BD。

9．AD

【详解】A．由于金属杆接入电路的电阻与定值电阻均为R，两者产生的焦耳热相等，在进入和回到CD边界的整个过程中，由能量守恒定律得：解得：，故A正确；B，金属杆在圆弧轨道上滑的过程中，机械能守恒，金属杆在圆弧底端的速度设为v，则mgr＝，金属杆通过圆弧轨道最低处PM位置时，由牛顿第二定律可得：FN﹣mg＝联立得：FN＝3mg，故B错误；

C．整个过程中流过定值电阻R上电流方向不同，当导体杆往左运动时，电阻R上的电流方向为从N到Q，根据q=It，I=，可求出q=，当导体杆向右运动电流方向则为Q到N，同理可求出=，整个过程中流过定值电阻R的电荷量数值相等，但是由于电流方向相反，流过电荷量则为0，故C错误；

D．金属杆向左通过磁场区域的过程，由根据动量定理可得：，代入上式整理得： +μmgt1＝mv0﹣mv1，金属杆向右通过磁场区域的过程，同理可得：+μmgt2＝mv1，联立以上两式得：t＝t1+t2＝， 故D正确．

10．     向右偏     不偏转     向右偏

【详解】根据题意可知，闭合开关，线圈B与电流表形成闭合回路，闭合开关，线圈A中有电流，产生磁场，则闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向左偏

（1）[1]将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，流过线圈A的电流减小，电流产生的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏。

（2）[2]先断开，稍后再闭合瞬间，穿过线圈B的磁通量不变，电流表指针不偏转。

（3）[3]将线圈A迅速从线圈B中拔出时，穿过线圈B的磁通量减小，电流表指针向右偏。

11．     0.270     22     880         

【详解】（1）[1]该次测量测得直径

（2）[2]电阻丝的电阻测量值为

（3）[3]电阻箱的阻值应调为

（4）[4]由题意可知        因为

电流表应采用内接法，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示

（5）[5]根据电阻定律，有

解得

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得感应电动势

线圈上产生感应电流的大小

（2）线圈两端a、b两点间电势差大小

（3）电阻上热功率

13．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设金属棒的最大速度，根据法拉第电磁感应定律可得  根据欧姆定律可得      

联立解得金属棒的最大速度

（2）根据欧姆定律可得   对棒分析，根据平衡条件可得   而      

联立解得物块的质量

（3）棒从静止开始到物块刚要落地的过程中，由能量守恒可得

电阻上产生的热量

14．（1）0.5T；（2）0.75C；（3）0.12J

【详解】（1）由F-t图像可知，当线框全部进入磁场后

线框的加速度t=0时刻线框所受的安培力

且由牛顿第二定律  解得

（2）线框进入磁场过程通过截面电量由法拉第电磁感应定律得

由闭合电路欧姆定律得

     解得电量   由匀变速直线运动得

代入上式，解得

（3）线框进入磁场过程，由能量守恒定律           解得