重庆市外国语学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份重庆市外国语学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含重庆市外国语学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题原卷版docx、重庆市外国语学校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共27页， 欢迎下载使用。
一、单项选择题∶本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是( )
A. 恒定直流、小铁锅
B. 恒定直流、玻璃杯
C. 变化的电流、小铁锅
D. 变化的电流、玻璃杯
【答案】C
【解析】
【详解】容器中水温升高，是电能转化成内能所致．因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量时，才能产生感应电动势，从而产生感应电流．导致电流发热．玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流．故C正确，ABD错误．
2. 如图，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然减小时，线圈所受安培力的合力方向
A. 向左B. 向右C. 垂直纸面向外D. 垂直纸面向里
【答案】B
【解析】
【详解】当MN中电流突然减小时，单匝矩形线圈abcd垂直纸面向里磁通量减小，根据楞次定律，单匝矩形线圈abcd中产生的感应电流方向顺时针方向，由左手定则可知，线圈所受安培力的合力方向向右，选项B正确．
3. 如图是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的图像，则该交变电流的有效值为（ ）
A. B. 5AC. 6AD.
【答案】A
【解析】
【详解】该交流电的周期为3s，根据电流的等效性可知，该交流电的有效值，为
代入数据，有
解得
BCD错误，A正确。
故选A。
4. 在物理课堂上，老师组织全班同学进行了“千人震”实验，同学们手拉手与四节串联的干电池组（总电动势为6V）、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（ ）
A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间
B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流
C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A
D. 断开开关时线圈中的电流突然增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为1.5V的干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故A错误；
B．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生很高的瞬间电压，与一队人组成自感回路，电流通过同学们身体有触电的感觉。而此时流过人体的电流是由线圈的自感电动势提供的，电流是从流过线圈的最大值逐渐减小的，故流过人体的电流不会大于线圈的电流，故B错误；
C．当断开开关时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左即从B向A，故C正确；
D．断开开关时，多匝线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。
故选C。
5. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（ ）
A. ，a端电势高于b端电势B. ，a端电势低于b端电势
C. ，a端电势高于b端电势D. ，a端电势低于b端电势
【答案】D
【解析】
【详解】我国某地上空地磁场方向有向下的分量，大小为，当螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视）时，根据右手定则可知，a端电势低于b端电势；大小为
故选D
6. 如图所示，MNQP是边长为L和2L的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与MN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若时左边框与PQ重合，则左边框由PQ运动到MN的过程中，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】内是线框的左边框由PQ向左进入磁场，根据右手定则知感应电流为顺时针（负），而切割磁感线的有效长度随着水平位移而均匀减小，则感应电流的大小均匀减小；
内，线框的前后双边同向同速切割相反的磁场，双源相加为总电动势，电流方向为逆时针（正），两边的有效长度之和等于L，则电流大小恒定。
故选D。
7. 如图所示，某理想变压器原、副线圈匝数比为两个相同的灯泡，，当开关S₁闭合、S₂断开时，两灯泡均能正常发光；当开关S₂闭合、S₁断开时，两灯泡仍均能正常发光。则R₁的阻值是（ ）
A. 32ΩB. 16ΩC. 10ΩD. 50Ω
【答案】A
【解析】
【详解】ABCD．当开关S₁闭合、S₂断开时，与原线圈并联，此时原线圈电压为，通过的电流为，通过灯泡的电流为，则副线圈电压为
两灯泡均能正常发光，说明灯泡的额定电压为，又因为两灯泡相同，的额定电压也为，故输入端电压为
由副线圈电流和匝数比可知
当开关S₂闭合、S₁断开时，两灯泡仍均能正常发光，说明灯泡两端电压依然是额定电压，通过灯泡的电流为，则副线圈的电流为
又
联立代入数值解得
故选A。
二、多项选择题∶本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全都选对得5分，选对但不全得3分，选错得0分。
8. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A. 电流表的示数为10A
B. 该交流电的频率为100Hz
C. t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直
D. t=0.02s时，穿过线圈的磁通量为零
【答案】AD
【解析】
【详解】A．电流表的示数为有效值
故A正确；
B．由图知周期
T=0.02s
故
故B错误；
C．t=0.01s时，线圈产生的感应电流最大，感应电动势最大，说明线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，故C错误；
D．t=0.02s时，线圈产生的感应电流最大，感应电动势最大，说明线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，固定在同一绝缘水平面上的两根平行光滑金属导轨，两导轨间的距离为1.5m，左端接有两个定值电阻R1=9Ω，R2=4.5Ω。一质量为1kg的金属棒ab跨接在导轨上，其阻值r=3Ω。空间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为2T。ab棒在水平外力F的作用下沿着导轨运动的速度—时间图像如图乙所示。导轨的电阻忽略不计，且运动过程中金属棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是（ ）
A. 0~3s内通过R1的电荷量为0.5C
B. 0~3s内外力F的冲量大小为4.5N•s
C. 3~6s内ab棒克服安培力做的功为18J
D. 3~6s内R2上产生的焦耳热为12J
【答案】AC
【解析】
【详解】A．并联部分电阻，内通过ab棒的电荷量
又
解得通过ab棒的电荷量为
根据并联分流的特点可知，通过的电荷量为，故A正确；
B．内，根据动量定理
又
解得外力的冲量大小为
故B错误；
CD．内ab棒电流为
通过的电流
故两端电压为
产生的焦耳热为
通过的电流
产生的焦耳热为
ab棒产生的焦耳热
故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，足够长的金属导轨和固定放置，其中与、与相互平行，左右两侧导轨间距分别为和，所在平面与水平面夹角均为，导轨两侧空间均有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为。质量分别为2m、m的均匀金属棒和，垂直放置在导轨上。运动过程中，两金属棒与导轨保持光滑接触，始终垂直于导轨，电阻均为，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。则（ ）
A. 若导体棒固定，则导体棒稳定时的速度大小为
B. 若将导体棒和同时释放，则二者同时达到最大速度
C. 若同时释放两导体棒，当下降高度为时达到最大速度，则此过程中导体棒产生的焦耳热为
D. 若同时释放两导体棒，当下降高度为时，该过程中通过导体棒的电量为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．若导体棒固定，则导体棒稳定时做匀速直线运动，导体棒产生的感应电动势为
导体棒受安培力为
由平衡条件可得
解得
A正确；
B．若将导体棒和同时释放，导体棒和所受安培力分别为
可知
由牛顿第二定律可得导体棒的加速度为
导体棒的加速度为
可知两金属棒的加速度大小相等，且同时释放，运动时间相同，则在同一时刻两金属棒的速度大小相等，则有
由电磁感应定律，可知回路中的感应电动势大小为
回路中的感应电流
导体棒和在做匀速直线运动时速度最大，对导体棒，由平衡条件可得
解得
B正确；
C．若同时释放两导体棒，当下降高度为时达到最大速度，在此过程中由能量守恒定律可得
解得闭合回路产生的焦耳热
导体棒产生的焦耳热为
C错误；
D．若同时释放两导体棒，当下降高度为时，该过程中通过导体棒的电量为
D正确。
故选ABD。
三、实验题∶本题共2小题，第11题6分，第12题9分，共15分。
11. G为零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图①中所示，即电流从电流表G的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图②中的条形磁铁的运动方向是向______（选填“上”或“下”）；图③中电流表指针应向______（选填“左”或“右”）偏转。
【答案】 ①. 向下 ②. 向右
【解析】
【详解】[1]则图②中的电流从电流计的左边流入，则螺线管中的电流由上到下，根据楞次定律可知，条形磁铁的运动方向是向下；
[2] 图③中穿过线圈的磁通量向下增加，可知螺线管产生的感应电流由下到上，则电流表指针应向右偏转。
12. 一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。题图1为实验电路图，其中L1和L2为变压器的原、副线圈，S1和S2为开关，P为滑动变阻器Rp的滑片，R为电阻箱，E为正弦式交流电源（能输出电压峰值不变、频率可调的交流电）。
（1）闭合S1，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数_______（选填 “变大”“不变”“ 变小”）。
（2）保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为2500 mV时，用示波器测得线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，则线圈L1两端与L2两端的电压比值为_______（保留3位有效数字）。
（3）闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈L2两端的电压U，得到U-R关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为20 Ω的负载R0替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000 Hz时，R0两端的电压为_______mV；当频率为50 Hz 时，为保持R0两端的电压不变，需要将R0与一个阻值为_______Ω的电阻串联。（均保留3位有效数字）

【答案】 ①. 变大 ②. 12.6 ③. 272 ④. 12
【解析】
【详解】（1）[1]闭合S1，滑动变阻器Rp是分压接法，滑片P向右滑动后，用多用电表交流电压挡测量线圈L1两端的电压。线圈L1两端的电压增大，因此与滑动前相比，电表的示数变大。
（2）[2]保持S2断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈L1两端的电压为U1=2500 mV。线圈L2两端电压u随时间t的变化曲线如图所示，由图像可得，线圈L2两端电压为
则线圈L1两端与L2两端的电压比值为
（3）[3]闭合S2，滑动P到某一位置并保持不变。由U−R关系曲线可得，当频率为1000 Hz时，当负载电阻R0=20 Ω时，R0两端的电压为UR0=272mV。
[4]当频率为50 Hz 时，由U−R关系曲线
两线交点可知，故
需给R0串联一电阻，此串联电阻值为
四、计算题∶本题共3小题，13题10分，14题14分，15题18分，共42分。需要写出必要的文字说明和公式，只有答案不给分。
13. 如图所示，半径为r1的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S，将该导线做成半径为r2的单匝圆形线圈固定在纸面内，若磁感应强度大小在t0时间内从0均匀增加到B0，求
（1）细导线中感应电动势大小；
（2）细导线中感应电流的大小；
（3）细导线中感应电流的热功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）此时线框中的磁通量正在减小，由楞次定律可知，线框中的感应电流方向为顺时针方向；由法拉第电磁感应定律可知电动势为
（2）线框的电阻为
由闭合电路欧姆定律有
解得
（3）细导线中的电功率：
14. 如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab=0.25m，宽度bc=0.20m，共有n=100匝，总电阻r=1.0Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动，线圈处于磁感应强度B=0.20T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个额定电压为U=3.0V的灯泡。当线圈以角速度ω/s匀速转动时，小灯泡恰好能正常发光。求∶
（1）若线圈从图示位置开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式；
（2）小灯泡的额定功率；
（3）线圈以由图示位置转过30°的过程中，通过灯泡的电荷量。
【答案】（1）；（2）3W；（3）
【解析】
【详解】（1）当线圈转到最大值面（与中性面垂直的平面）的一瞬间，瞬时感应电动势达到最大，设ab变和cd边的线速度大小均为v，则在此时ab边垂直切割磁场产生的电动势
cd边垂直切割磁场产生的电动势
因为，所以总电动势
故瞬时值
e=nBSωcsωt （V）
代入数据
（2）电动势峰值
有效值
小灯泡正常发光，小灯泡两端电压
根据闭合电路欧姆定律，内电压
Ur=E-U=（4-3）V =1V
可得回路中的电流
灯泡电阻
小灯泡的额定功率
P=UI=1A×3V=3W
（3）根据法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律可知
所以通过小灯泡的电量
线圈从图示位置转过30º过程中，磁通量变化量
所以
15. 如图，平行金属导轨MM′、NN′和平行金属导轨PQR、P′Q′R′固定在水平台面上，平行金属导轨间距均为L=1m，MN与PP′高度差为h1=0.6m。导轨MM′、NN′左端接有R=3.0Ω的电阻，导轨平直部分存在宽度为d、磁感应强度B1=2T方向竖直向上的匀强磁场；导轨PQR与P′Q′R′，其中PQ与P′是圆心角为60°、半径为r=0.9m的圆弧形导轨，QR与Q′R′是足够长的水平长直导轨。QQ′右侧存在磁感应强度B2=4T方向竖直向上的匀强磁场，导体棒a质量m1=0.2kg，接在电路中的电阻R1=2.0Ω；导体棒b质量m2=0.3kg，接在电路中的电阻R2=6.0Ω。导体棒a从距离导轨MM′、NN′平直部分h=1.25m处静止释放，恰能无碰撞地从PP′滑入右侧平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度g=10m/s2，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求∶
（1）导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小以及此时电阻R的电流大小；
（2）导体棒b的最大加速度大小；
（3）d的大小；
（4）导体棒a在整个运动过程中产生的总焦耳热。
【答案】（1）5m/s，，方向为由N到M；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）根据动能定理可知
解得导体棒a刚进入磁场B1时的速度大小为
由题可知
解得
由右手定则可判断，此时电阻R电流的方向为由N到M。
（2）由题可知，导体棒a到达PP＇时速度方向与水平方向的夹角为60°，则
解得
导体棒a刚进入磁场B2时，导体棒b的加速度最大，则
解得
（3）导体棒a从到PP＇的过程中
解得
由题可知在导轨MM'、NN'平直部分从左到右
即
解得
（4）导体棒a在磁场中运动时消耗的焦耳热为
在磁场中则有
导体棒a、b在平行金属导轨PQR、P'Q'R'中产生的总焦耳热与系统减少的动能相等，即
解得