昆明市官渡区第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份昆明市官渡区第一中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列四幅图的说法中正确的是( )
A.图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量
B.图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器
C.图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头
D.图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向共速转动
2．如图当左边导线框通以图示方向电流时，天平恰好平衡。如改变电流方向而仍维持天平平衡，则需在天平右端再加上质量为砝码。由此可见通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为( )
A.B.C.D.无法判断
3．如图所示，L是自感系数足够大的线圈，其电阻忽略不计，和是两个完全相同的灯泡。将电键S闭合，待灯泡亮度稳定后，再将S断开，则下列说法正确的是( )
A.S闭合瞬间，先亮，后亮，最后两灯亮度一样
B.S闭合瞬间，两灯同时亮，之后逐渐熄灭，变得更亮
C.S断开时，均立即熄灭
D.S断开时，两灯都闪亮一下再逐渐熄灭
4．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈，如图甲。当以速度刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其关系如图乙所示。如果只将刷卡速度改为，线圈中的关系图可能是( )
A.B.
C.D.
5．某些共享单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，可以不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈abcd线圈处于匀强磁场中，通过理想交流电流表与阻值为R的电阻相连。某段时间在骑行者的踩踏下，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动，图乙是线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，则( )
A.时刻线圈处于中性面位置
B.时刻，穿过线圈的磁通变化率为零，感应电动势为零
C.时刻电流表示数为0，时刻电流表的示数最大
D.时刻电流方向发生改变，线圈转动一周，电流方向改变两次
6．如图所示，半径为R的圆形金属导轨固定在水平面上，一根长度为R的金属棒一端与导轨接触良好，另一端固定在导轨圆心处的导电转轴上，在圆形导轨区域内存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场。一对正对金属板M、N水平放置，两板间距也为R，上、下极板分别通过电刷与导轨及转轴连接。金属板M、N之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度与圆形导轨区域的磁感应强度大小相等。当金属棒绕转轴以某一角速度逆时针（从上往下看）转动时，以速度v射入金属板M、N间的带电粒子恰好做匀速直线运动。可忽略粒子的重力，不计一切电阻，则金属棒转动的角速度为( )
A.B.C.D.
二、多选题
7．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，边与平行。已知线框边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，边到的初始高度为H，线框从图示位置由静止开始自由下落，则( )
A.H越大时，线框进入磁场的过程中，流过横截面的电荷量越多
B.H越大时，线框刚进入磁场时的加速度越大
C.线框若出现匀速运动，其速度大小一定是
D.线框落地的全过程中，机械能的减少量等于克服安培力做的功
8．无线充电近几年的发展可谓迅猛，在各技术指标上实现突破，充电功率及效率越来越高，同时生态端也正在快速建立。图为某品牌的无线充电手机利用无线充电底座充电的原理图，关于无线充电，下列说法正确的是( )
A.无线充电底座可以给所有手机无线充电
B.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是自感现象
C.当穿过接收线圈的磁通量增加时，接收线圈有收缩接受充电设备发射线圈的趋势
D.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
9．在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则下列说法正确的是( )
A.甲的有效值为
B.乙的有效值为
C.该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为
D.该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为
10．在如图（a）所示的电路中，电阻，圆形金属线圈半径为，线圈导线的电阻也为R，电容器的电容为C，半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为和，其余导线的电阻不计。时闭合S，至时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是( )
A.电容器下极板带正电
B.时刻电容器所带的电荷量为
C.线圈中产生的感应电动势的大小为
D.稳定后线圈两端的电压为
三、实验题
11．某实验小组用气垫导轨探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。
(1)该实验中用螺旋测微器测量遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度为_____mm。
(2)在某次试验中，光电门所在位置对应刻度尺的读数为2.10cm，滑块由静止释放时遮光条所在位置对应刻度尺的读数为102.10cm，遮光条的遮光时间为，则本次实验滑块的加速度为_____。
(3)已知钩码的质量为m，滑块以及遮光条的质量为M，重力加速度为g，若牛顿第二定律成立，则拉力传感器的示数______（用含m、M、g的代数式表示）。
12．如图甲所示为一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作：
(1)该小组先用多用电表直流2.5V挡粗略测量水果电池组的电动势，电表指针如图乙所示；
(2)为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：
A.待测水果电池组（内阻约为1000Ω）
B.电流表A（，内阻为25Ω）
C.电压表（，内阻约为1000Ω）
D.电压表（，内阻约为5000Ω）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（）
G.开关、导线各若干
①应该选择的实验电路是图中的______（选填“丙”或“丁”）；
②实验中电压表应选______（填“”或“”），滑动变阻器应选_____（填“”或“”）；
(3)确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势_____V，内电阻_____Ω。（结果均保留三位有效数字）
四、计算题
13．如图所示，一长木板静止在水平面上，木板的左侧固定一半径的四分之一圆弧形轨道，轨道末端的切线水平，轨道与木板靠在一起，且末端高度与木板高度相同。现在将质量的小铁块（可视为质点）从弧形轨道顶端由静止释放，小铁块到达轨道底端A点时的速度。忽略长木板与地面间的摩擦。取重力加速度。求：
(1)小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小F；
(2)小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功。
14．如图所示，相互平行的轨道由半径为r的四分之一圆弧和水平部分（靠右端的一部分DE、HI段粗糙，接触面与物体间动摩擦因数为μ，，其余部分光滑）构成，两部分相切于C、G，CG连线与轨道垂直，轨道间距为L，在最右端连接阻值为R的定值电阻，整个轨道处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m，电阻为2R的金属导体棒从四分之一圆弧的最高点静止释放，导体棒在下滑过程中始终与导轨接触良好，且与导轨垂直，其它电阻不计，当导体棒运动到与CG重合时，速度大小为v，导体棒最终静止在水平轨道DE、HI段某处，整个过程中定值电阻R上产生的热量为Q，重力加速度为g，求：
(1)导体棒从静止释放到与CG重合，通过定值电阻R的电量；
(2)导体棒运动到CG前瞬间，导体棒的加速度的大小；
(3)导体棒因摩擦产生的热量及在粗糙轨道DE、HI段的位移。
15．如图所示，在距离地面高度为桌面上，有一个质量可视为质点的绝缘带电小滑块，电量且始终保持不变，离桌面边缘。在桌面正上方的空间存在着电场强度的大小且方向水平向右的匀强电场，小滑块在电场作用下由静止开始运动，它与桌面间滑动摩擦系数为，从桌面边缘进入右侧的匀强磁场中，求：
(1)物体在桌面上滑行时的加速度大小a；
(2)物体在刚离开桌面时的速度大小；
(3)如果小滑块进入磁场后做直线运动，请求出B的大小；
(4)如果小滑块进入磁场中斜向下做曲线运动，请求出落地瞬间的速度大小。
参考答案
1．答案：C
解析：A.图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，金属中会产生涡流，产生大量热量，故A错误；
B.图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、交变电场进行加速的仪器，故B错误；
C.图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头，故C正确；
D.图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，则铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转动慢，故D错误。
故选C。
2．答案：B
解析：根据左手定则，导线框通以图示方向电流时，安培力向上，电流反向后安培力大小不变，方向变成向下，假设通电线框在磁场中所受的磁场力的大小为，根据平衡条件可得
解得
故选B。
3．答案：B
解析：AB.S闭合瞬间，根据楞次定律可知电感产生的感应电流阻碍原电流的增大，所以两灯泡均有电流流过，同时亮，之后电路稳定，通过电感的原电流稳定不变，电感不再产生感应电流，由于电感的电阻不计，所以被短路熄灭，根据串联电路的规律可知通过的电流更大，亮度更高，A错误，B正确；
CD.S断开，通过的电流瞬间减为0，所以立即熄灭，通过电感的原电流逐渐减小，根据楞次定律可知电感产生与原电流相同方向的感应电流且逐渐减小，电感和构成闭合回路，所以先亮一下，然后逐渐熄灭，CD错误。
故选B。
4．答案：D
解析：若将刷卡速度改为，线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半，周期将会加倍，故D正确。
5．答案：B
解析：A.由图乙可知，时刻穿过线圈的磁通量为0，则线圈与中性面垂直，故A错误；
B.时刻，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确；
C.根据题意可知，电流表的示数为回路中电流的有效值，而回路中电流的有效值不变，故C错误；
D.时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，感应电流最大，此时电流方向不发生改变，而线圈转动一周，电流方向改变两次，故D错误。
故选B。
6．答案：A
解析：金属棒转动切割磁感线形成的电动势，金属板M、N之间的电场强度，带电粒子在金属板之间做匀速直线运动有，解得，A正确。
7．答案：CD
解析：A.根据题意，线框进入磁场时，平均感应电动势为
感应电流为
则线框进入磁场的过程中，流过横截面的电荷量为
可知，流过横截面的电荷量与下落高度无关，故A错误；
BC.根据题意可知，边进入磁场前线框做自由落体运动，由公式可得，线框进入磁场时的速度为
产生的感应电动势为
感应电流为
安培力为
由右手定则和左手定则可知，安培力竖直向上，若线框匀速，则有
联立解得，
可知，若
则线框进入磁场时，安培力大于重力，由牛顿第二定律有
可知，H越大，进入磁场时的加速度越大，若
则线框进入磁场时，安培力小于重力，由牛顿第二定律有
可知，H越大，进入磁场时的加速度越小，故B错误，C正确；
D.线框落地的全过程中，除了重力之外只有安培力做功，由功能关系可知，机械能的减少量等于克服安培力做的功，故D正确。
故选CD。
8．答案：CD
解析：本题考查电磁感应，目的是考查学生的理解能力。被充电手机内部，有一类似金属线圈的部件与手机电池相连，当有交变磁场时，出现感应电动势，普通手机不能利用无线充电设备进行充电，选项A错误；
无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是互感现象，选项B错误；
当穿过接收线圈的磁通量增加时，根据㮙次定律可知，线圈收缩时能阻碍磁通量的改变，选项C正确；
接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同，选项D正确。
9．答案：BD
解析：AB.根据交变电流有效值的计算方法，对甲乙分别有
解得甲、乙电流的有效值分别为，，故A错误，B正确；
CD.该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为，故C错误，D正确；
故选BD。
10．答案：AD
解析：A.由楞次定律可知，线圈中产生顺时针方向的电流，则电容器下极板带正电，选项A正确；
BC.感应电动势
回路的感应电流
时刻电容器所带的电荷量为，选项BC错误；
D.稳定后线圈两端的电压为，选项D正确。
故选AD。
11．答案：(1)1.680/1.679/1.681(2)2(3)
解析：(1)螺旋测微器的精确值为，由图乙可知遮光条的宽度为
(2)滑块经过光电门时的速度为
根据运动学公式可得
其中
联立可得本次实验滑块的加速度为
(3)以滑块为对象，根据牛顿第二定律可得
以钩码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得拉力传感器的示数为
12．答案：(2)①丁②；(3)2.25；
解析：(2)因水果电池的内阻远大于电流表内阻，且与电压表内阻相差不大，且电流表内阻已知，则应该选择的实验电路是图中的丁；
实验中电池的电动势约为1.50V，电压表应选量程3V的，滑动变阻器应选阻值与电池内阻相当的；
(3)根据闭合电路欧姆定律可得
即
则图像的纵截距即为电动势
图像斜率的绝对值即为内阻和电流表内阻之和
13．答案：(1)(2)
解析：(1)小铁块在弧形轨道末端时，根据牛顿第二定律
解得小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小为
(2)小铁块在弧形轨道上下滑过程中，根据动能定理
解得克服摩擦力所做的功为
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)当导体棒运动到与CG重合时，通过定值电阻R的电量为q，则
由闭合电路欧姆定律得
由法拉第电磁感应定律得
解得
(2)导体棒刚运动到CG时，回路中的瞬时电动势
回路中的电流
导体棒受到的安培力
水平方向的加速度
导体棒做圆周运动的向心加速度
所以导体棒运动到CG前瞬间，导体棒的加速度的大小为
(3)由于导体棒与定值电阻串联，因此导体棒上产生的热量为2Q，根据能量守恒定律可知，导体棒因与轨道摩擦产生的热量
导体棒因摩擦产生的热量等于导体棒克服摩擦力所做的功
解得粗糙轨道DE、HI段的位移大小为
15．答案：(1)(2)(3)(4)
解析：(1)物体在桌面上滑动时，由牛顿第二定律得
代入数据解得
(2)物体在桌面上滑动时，物体做匀加速直线运动，由运动学公式得
代入数据解得
(3)根据平衡条件可得
代入数据解得
(4)在磁场中，由动能定理得
代入数据解得