广东省广州市广东实验中学2022-2023学年高二下学期3月月考物理试题

广东实验中学2021级高二校本训练（一）

物理

本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试用时90分钟。

第一部分 选择题（共60分）

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分；共30分。在每小题给出的四个选项中，只有项是符合题目要求的。

1．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）

A．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化电场

B．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有高频和开放性的特点

C．从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫调制

D．用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光

2．如图所示，将一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间，铝框可以绕竖直轴线自由转动．转动磁铁，会发现静止的铝框也会发生转动．下列说法正确的是（              ）

A．铝框与磁极转动方向相反

B．铝框始终与磁极转动的一样快

C．铝框是因为磁铁吸引铝质材料而转动的

D．铝框是因为受到安培力而转动的

3．某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图甲所示，线圈作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，原、副线圈的匝数比为，电源输出的电压如图乙所示，线圈接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器，则（　　）

A．电源输出电压的频率为

B．若小灯泡两端并联交流电压表，则此电压表示数为

C．若小灯泡两端并联一个电阻，电源的输出功率减小

D．将线圈改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光

4．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．时间内线框中感应电流方向为顺时针方向

B．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．时间内线框受安培力的合力向左

D．时间内线框受安培力的合力向右，时间内线框受安培力的合力向左

5．如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r，发电厂输出电压不变，三个回路的电流依次为I1、I2、I3，两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为U1，输出电压为U2；右侧变压器输入电压为U3，输出电压为U4，以下选项错误的是（   ）

A．若用户消耗的功率增大，I2随之增大   B．若用户消耗的功率增大，U4随之增大

C．U2 = U3 + I2r        D．U1I1 = I22r + U4I3

6．如图，在同一水平面内有两根平行长导轨，导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域，区域宽度均为，磁感应强度大小相等、方向交替向上向下．一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动．线框中感应电流i随时间t变化的正确图线可能是（   ）

A．B．C． D．

7．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（  ）

A． B． C． D．

8．如图甲所示，为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R=484Ω，现将其接在的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表的读数最接近下列哪一组数据（　　）

A．220V B．156V C．110V D．311V

9．如图所示，L是直流电阻不计的带铁芯线圈，D为理想二极管，R为电阻，Ll、L2和L3是三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）

A．闭合S瞬间，三个灯立即亮

B．闭合S瞬间，Ll灯比L2灯先亮

C．断开S瞬间，L2灯闪亮后慢慢熄灭

D．断开S瞬间，Ll灯闪亮后慢慢熄灭

10．如图所示，理想变压器的初级线圈连接电压恒定的交流电源，初、次级线圈均接入阻值为R的负载电阻。当电键S断开时，与初级线圈连接的电压表的示数为，与次级线圈连接的电压表的示数为，则以下判断中正确的是（　　）

A．电键断开时，初级线圈中的输入电流为   B．交流电源的电压为

C．电键闭合时，电压表的示数变大    D．电键闭合时，交流电源输出功率减小

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

11．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知（　　）

A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t) V

B．该交流电的频率为25Hz

C．该交流电的电压的有效值为100 V

D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W

12．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（   ）

A．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定

B．若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动

C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来2倍

13．如图所示，在垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域中有一个均匀导线制成的单匝直角三角形线框。现用外力使线框以恒定的速度v沿垂直于磁场方向向右运动，运动中线框的AB边始终与磁场右边界平行．已知AB=BC=l，线框导线的总电阻为R。则线框离开磁场的过程中（  ）

A．线框中的电动势随时间均匀增大   B．通过线框截面的电荷量为

C．线框所受外力的最大值为  D．线框中的热功率与时间成正比

14．如图，横截面积为0.005m2的10匝线圈，其轴线与大小均匀变化的匀强磁场B1平行。间距为0.8m的两平行光滑竖直轨道PQ、MN足够长，底部连有一阻值为2Ω的电阻，磁感应强度B2=0.5T的匀强磁场与轨道平面垂直。K闭合后，质量为0.01kg、电阻为2Ω的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与轨道接触良好，其余部分电阻不计，g取10m/s2。则（　　）

A．B1均匀减小

B．B1的变化率为10T/s

C．断开K之后，金属棒ab下滑的最大速度为2.5m/s

D．断开K之后，金属棒所受安培力的最大功率为0.25W

15．如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为。有一质量为长为的导体棒从位置获得平行于斜面的，大小为的初速度向上运动，最远到达的位置，滑行的距离为，导体棒的电阻也为，与导轨之间的动摩擦因数为。则（　　）

A．上滑过程中导体棒受到的最大安培力为

B．上滑过程中电流做功发出的热量为

C．上滑过程中导体棒克服安培力做的功为

D．上滑过程中导体棒损失的机械能为

16．如图两根相互平行的金属导轨水平放置于如图所示的匀强磁场中，在导轨上接触良好的导体棒AB和CD可以自由滑动。当AB在外力F作用下向右运动时，下列正确的是（   ）

A．导体棒CD内有电流通过，方向是D→C

B．磁场对导体棒CD的作用力向左

C．导体棒CD的加速度大小趋于恒定值

D．导体棒AB与CD的距离趋于恒定值

第二部分 非选择题（共40分）

 17．（12分）如图甲所示，在水平桌面上固定着两根相距L＝20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q，轨道一端固定一根电阻r＝0.02Ω的导体棒a，轨道上横置一根质量m＝40g、电阻可忽略不计的金属棒b，两棒相距也为L＝20cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。开始时，磁感应强度B0＝0.10T。设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。

(1)若保持磁感应强度B0的大小不变，从t＝0时刻开始，给b棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。求b棒做匀加速运动的加速度及b棒与轨道间的滑动摩擦力；

(2)若从t＝0开始，磁感应强度B随时间t按图丙中图像所示的规律变化，求在金属棒b开始运动前，这个装置释放的热量是多少？

18．（13分）光滑的平行金属导轨长，两导轨间距，轨道平面与水平面的夹角，导轨上端接一阻值为的电阻，轨道所在空间有垂直轨道平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度，如图所示，有一质量、电阻的金属棒ab，放在导轨最上端，其余部分电阻不计．已知棒ab从轨道最上端由静止开始下滑到最底端脱离轨道的过程中，电阻R上产生的热量，取，试求：

（1）当棒的速度时，电阻R两端的电压；

（2）棒下滑到轨道最底端时速度的大小；

（3）棒下滑到轨道最底端时加速度a的大小．

19．（15分）如图所示，MN和PQ是电阻不计的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨弯曲部分与平直部分平滑连接，顶端接一个阻值为R的定值电阻，平直导轨左端，有宽度为d，方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一电阻为r，长为L的金属棒从导轨处由静止释放，经过磁场右边界继续向右运动并从桌边水平飞出，已知离桌面高度为h，桌面离地高度为H，金属棒落地点的水平位移为s，重力加速度为g，由此可求出金属棒穿过磁场区域的过程中，求：

（1）流过金属棒的最小电流

（2）通过金属棒的电荷量

（3）金属棒产生的焦耳热

参考答案：

1．B

【解析】A．只有非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，而均匀变化的磁场产生稳定的电场；故A错误；

B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率，故B正确；

C．从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫解调，故C错误；

D．用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用紫外线的荧光效应；红外线不具有该效应，故D错误。

故选B。

2．D

【解析】AB、根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，但快慢不一，故 AB错误；

CD、转动磁铁时，导致铝框的磁通量增加，从而产生感应电流，出现安培力，导致铝框转动，所以铝框是因为受到安培力而转动的，故C错误，D正确；

故选D．

3．B

【解析】A．根据电源输出电压的周期可知

A错误；

B．由图乙可知，原线圈的电压的最大值为，则有效值，根据理想变压器电压公式

解得

B正确；

C．小灯泡并联一个电阻，则电阻减小，而副线圈电压不变，因此，输出功率增大，C错误；

D．理想变压器是传输交流电，因此原线圈接直流电无作用，D错误。

故选B。

4．A

【解析】时间内，电流i在减小，闭合线框内的磁通量必然在减小，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向为顺时针方向，而且时间内线框受安培力的合力应向左；同理，可以判断在时间内，电流i在反向增大，闭合线框内的磁通量必然增大，由楞次定律可以判断线框中感应电流方向也为顺时针方向，故A对B错；

而且时间内线框受安培力的合力应向右，C、D错误．

5．B

【解析】AB．若用户消耗的功率增大，则I3会变大，由变压器匝数比等于电流比的倒数，变压器的匝数比不变，可知I2随之增大，输电线电阻r上的电压变大，则

减小，由电压比与匝数比的关系

可知U4减小，A正确，不符合题意、B错误，符合题意；

C．由串联电路的特点可知

C正确，不符合题意；

D．由理想变压器的输入功率与输出功率的关系可知

D正确，不符合题意。

故选B。

6．D

【解析】第一过程从①移动②的过程中

左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针，右边切割磁感线产生的电流方向也是顺时针，两根棒切割产生电动势方向相同所以 ，则电流为 ，电流恒定且方向为顺时针，再从②移动到③的过程中左右两根棒切割磁感线产生的电流大小相等，方向相反，所以回路中电流表现为零，

然后从③到④的过程中，左边切割产生的电流方向逆时针，而右边切割产生的电流方向也是逆时针，所以电流的大小为，方向是逆时针

当线框再向左运动时，左边切割产生的电流方向顺时针，右边切割产生的电流方向是逆时针，此时回路中电流表现为零，故线圈在运动过程中电流是周期性变化， D正确；ABC错误；故选D

7．C

【解析】设半圆弧的半径为L，导线框的电阻为R，当从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，根据转动切割感应电动势公式得：线框中产生的感应电动势大小为

由欧姆定律得感应电流为

当线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得

又

根据欧姆定律得感应电流为

由题设知

于是得

解得，故选C。

8．B

【解析】由图象可知该交变电流的周期T＝2×10-2s，根据有效值的定义可得

解得

电热毯在保温状态下消耗的电功率为

故B正确，ACD错误；

故选B。

9．D

【解析】AB．S闭合瞬间，Ll、L2两灯泡立即亮，由于线圈的自感作用从而使L3灯泡慢慢变亮，故AB错误；

CD．断开开关瞬间，线圈产生自感电动势，于是线圈、L3与Ll形成一个闭合电路，由于稳定时L3比Ll亮（L3所在的支路的总电阻比Ll所在的支路的总电阻小），所以Ll灯将闪亮一下再慢慢熄灭，而二极管单向导通性能，所以L2灯立即熄灭，故C错误，D正确。

故选D。

10．B

【解析】A．设初级线圈中的电流为I1，理想变压器原副线圈功率相等，可得

化简可得

A错误；

B．原线圈中电阻R两端电压为

故交流电源的电压为

B正确；

C．电键闭合时，副线圈电阻减小，电流增大，原线圈电流随之增大，原线圈所接电阻R两端电压增大，原线圈电压减小，即电压表V1的示数减小，C错误；

D．电键闭合时，交流电源输出功率，由于电流增大，功率增大，D错误；

故选B。

11．BD

【解析】AB．由图可知

T=4×10-2s

频率为

角速度为

所以其表达式为

u=100sin（50πt）V

故A错误，B正确；

CD．由图象可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为

R消耗的功率为

故C错误，D正确。

故选BD。

12．AB

【解析】A．由电磁感应定律和闭合电路欧姆定律

故ω一定时，电流大小恒定，选项A正确；

B．由右手定则知圆盘中心为等效电源正极，圆盘边缘为负极，电流经外电路从a经过R流到b，选项B正确；

C．圆盘转动方向不变时，等效电源正负极不变，电流方向不变，选项C错误；

D．电流在R上的热功率

角速度加倍时功率变成原来的4倍，选项D错误。

故选A。

13．AB

【解析】A．在拉出过程中，设时间t时刻，切割磁感线的有效长度为

感应电动势为

即线框中的电动势随时间均匀增大，故A正确；

B．通过的电荷量为

故B正确；

C．当AB切割磁感线是电流最大，安培力最大，外力取得最大值，则有

故C错误；

D．根据

可知电流I与时间成正比，由

可知热功率与时间成二次关系，故D错误。

故选AB。

14．BCD

【解析】A．如果B1均匀减小，根据楞次定律，金属棒ab中的感应电流方向为b到a，根据左手定则，导体棒受到的安培力方向向下，无法平衡。A错误；

B．如果选项成立，则螺线管中感应电动势为

金属棒中电流为

金属棒受到的安培力为

假设成立，B正确；

C．断开K之后，金属棒速度最大时，受力平衡，则电流与原来一致，则电动势为

运动速度为

C正确；

D．断开K之后，金属棒匀速运动时功率最大，安培力的最大功率为

D正确。

故选BCD。

15．BD

【解析】A．上滑过程中开始时导体棒的速度最大，产生的感应电动势最大，感应电流最大，导体棒受到的安培力最大，则有

故A错误；

B．根据能量守恒，上滑过程中减少的动能转化为增加的重力势能、增加的摩擦热和增加的焦耳热，则电流做功产生的热量为

故B正确；

C．上滑过程中导体棒克服安培力做的功等于回路产生的焦耳热，则有

故C错误；

D．上滑过程中导体棒损失的机械能等于减少的动能减去增加的重力势能，则有

故D正确。

故选BD。

16．BC

【解析】A．当导体棒AB向右运动时，根据右手定则知，导体棒AB中的电流方向为B到A，则导体棒CD中的电流方向为C到D，A错误；

B．根据左手定则知，AB棒所受的安培力方向向左，B正确

CD．由AB边切割磁感线产生电动势，形成电流，使得导体棒CD受到向右的安培力，做加速运动，AB边受到向左的安培力，向右做加速运动。当CD运动时，AB边和导体棒CD一起切割磁感线，设导体棒CD和AB的速度分别为、，则电路中的电动势

电流中的电流

导体棒AB和导体棒CD受到的安培力

与运动方向相反。

与运动方向相同。

设导体棒CD和导体棒AB的质量分别为、，则对导体棒CD

对导体棒AB

初始速度均为零，则a1从零开始逐渐增加，a2从开始逐渐减小。当a1＝a2时，相对速度

大小恒定（导体棒AB和导体棒CD之间一直存在速度差，因此两者间的距离会一直发生变化）。整个运动过程用速度—时间图像描述如下。

综上可得，导体棒AB的加速度趋于恒定值，安培力也趋于恒定值，导体棒CD的加速度趋于恒定值，D错误，C正确；

故选BC。

17．(1)5m/s2，0.2N；(2)0.036J

【解析】(1)由题图乙可得拉力F的大小随时间t变化的函数表达式为

当b棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有

联立可得

由图像可得当时，；当时，，代入上式，可解得

(2)当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I。以b棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应强度增大到b棒所受安培力

F安′与最大静摩擦力相等时开始滑动，感应电动势

b棒将要运动时，有

所以，根据

解得

这个装置释放的热量

18．（1）；（2）；（3）

【解析】（1）当棒的速度时，棒中产生的感应电动势

此时电路中的电流

所以电阻R两端的电压

(2)根据

得

＝

可知在棒下滑的整个过程中金属棒中产生的热量

设棒到达最底端时的速度为，根据能的转化和守恒定律，有

解得

（3）棒到达最底端时回路中产生的感应电流

根据牛顿第二定律有

解得

19．（1）；（2）（3）

【解析】（1）当导体棒进入磁场后，穿过闭合回路的磁通量增大，产生的感应电流将产生阻碍导体棒向右运动，故导体棒向右做减速运动，在右边界速度最小，根据

可知流过金属棒的电流在右边界最小，之后导体棒做平抛运动，在水平方向上做匀速运动，即右边界的速度即为平抛运动的初速度，所以在右边界的速度为

代入上式可得流过金属棒的最小电流

（2）通过金属棒的电荷量

（3）金属棒穿过磁场的过程中水平方向只受到安培力的作用，由动量定理可得：

其中：

可得金属棒的质量：

金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：

则克服安培力做功：

联立①②即可求出克服安培力做的功

克服安培力做功转化为焦耳热，根据串联电路的功率分配关系：

即可求出金属棒产生的焦耳热