山东省大联考2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份山东省大联考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，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示，矩形导线框ABCD水平放置，当垂直线框平面向下的磁场的磁感应强度逐渐变大时( )
A.线框中有感应电流，方向为
B.线框中无感应电流
C.线框中有感应电流，方向为
D.无法确定线框中有无感应电流
2．许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮，人走即灭”，其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器，下面有关该传感器的说法中正确的是( )
A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C.该传感器能够测量的物理量是光强和声音
D.该传感器能够测量的物理量是压力和位移
3．为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施( )
A.增大自感线圈的匝数B.减小电容器极板的间距
C.减小电容器极板的正对面积D.提高供电电压
4．磁带录放机既可录音，也可放音，对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是( )
A.录音的主要原理是电磁感应
B.放音的主要原理是电磁感应
C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D.录音和放音的主要原理都是电磁感应
5．在如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡，下列说法正确的是( )
A.当闭合开关S时，、同时亮，最后两灯一样亮
B.闭合开关S后，、亮后逐渐变暗
C.当断开开关S时，两灯同时熄灭
D.断开开关S时，立即熄灭，亮一下然后逐渐熄灭，流过的电流从B通过流到A
6．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中电表均为理想电表。现将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动，则( )
A.电流表的示数与电流表的示数之比为
B.电流表的示数增大
C.电压表的示数不变，电压表的示数增大
D.电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比变小
7．两个宽度均为a的竖直边界区域如图所示，区域内匀强磁场的磁感应强度的大小相等、方向相反，且方向与纸面垂直。现有直角边长为a的等腰直角三角形导线框从图示位置开始向右匀速穿过磁场区域。若以顺时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流i与线框移动的位移x的关系图像是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
8．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为，矩形线圈abcd的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电流表A和阻值为R的定值电阻相连，ab边与滑环E相连，cd边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置线圈平面恰好与磁感线平行。以下说法正确的是( )
A.线圈自图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电量为
B.线圈在图示位置时，通过电阻R的电流方向为自N流向M
C.线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为
D.线圈在图示位置时电流表的示数为
9．下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )
A.电磁波是电磁场由发生区域向远处传播的
B.电磁波在真空中的传播速度为
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长变长
D.电磁波不能产生干涉现象
10．目前无线电力传输已经比较成熟，如图所示为一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示．利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电．下列说法正确的是( )
A.若A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势
B.只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势
C.A中电流越大，B中感应电动势越大
D.A中电流变化越快，B中感应电动势越大
11．如图甲所示，电阻、匝数匝的线圈两端与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是( )
A.通过R的电流方向为由A通过R到B
B.线圈两端的电压为200V
C.R的电功率为300W
时间内通过电阻R的电荷量为0.1C
12．陇东至山东特高压直流输电工程，是中国首个“风光火储一体化”送电的特高压输电大通道，其中E为可提供恒定电压的交流电源，电阻r模拟输电线上的电阻，A为交流电流表，V为交流电压表，R为滑动变阻器，以及一系列灯泡至模拟家庭用电器，降压变压器右侧电路统称用电电路，下列说法正确的是( )
A.若减少除以外的灯泡数，电压表示数将增大，电流表示数将增大
B.将滑动变阻器滑片向上移动，灯泡变暗，其他灯泡都变亮
C.模拟用电高峰期的情况，增加灯泡数，原灯泡将变亮
D.为保证用电高峰期每个用电器正常工作，可将降压变压器的原线圈匝数适当减小
三、填空题
13．如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，线路中________电流产生，而导体AB顺着磁感线运动时，线路中________电流产生。（均选填“有”或“无”）
14．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
（1）研究此交变电流的波形，发现从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第61个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为________rad/s。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图像，此电流的瞬时值表达式为________A，1min内电流方向改变________次。
四、计算题
15．如图甲所示，对角线长，长宽比为4:3的矩形金属线框所在平面存在匀强磁场B，其方向与线框平面垂直、大小随时间变化的关系如图乙所示，求：
（1）时通过线框的磁通Φ；
（2）线框中的感应电动势E。
16．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为40:11，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V 48W”灯泡一只，且灯泡正常发光。求：
（1）理想电流表A的示数；
（2）电源的输出功率P。
17．如图所示，在竖直面内有一宽、长、垂直纸面向里的有界匀强磁场区域，在磁场正上方处有一边长L为1m的正方形导线框，导线框的质量，电阻，当导线框做自由落体运动，其下边刚接触磁场区域时恰好可做匀速直线运动，取重力加速度大小，求：
（1）导线框做匀速直线运动的速度大小v；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）导线框下边刚离开磁场区域时的加速度a'；
（4）导线框下边刚接触磁场至下边刚要离开磁场的过程中产生的焦耳热Q。
18．如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。
（1）求M刚进入磁场时，通过M的电流方向和回路中的电功率；
（2）若磁场两边界ab、cd之间的距离足够大，且两金属杆未相撞，简要分析M进入磁场后M、N的运动情况，并求N出磁场时的速度大小；
（3）若磁场两边界ab、cd之间的距离不足够大，两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求N在磁场内运动的过程中通过回路的电荷量q；
（4）若磁场两边界ab、cd之间的距离不足够大，两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求初始时刻N到ab的最小距离x。
参考答案
1．答案：A
解析：由楞次定律可知，磁通量增加，线框中感应电流阻碍磁通量增加，由安培定则可知感应电流方向为.故选C。
2．答案：C
解析：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器，所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音.
故选C。
3．答案：C
解析：要增大无线电台向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，由知，减小L和C可以提高f，要减小L可采取减少线圈匝数、向外抽出铁芯的办法，要减小C可采取增大极板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法，选项C正确。
4．答案：B
解析：A.录音时，线圈中有变化的电流，产生变化的磁场，再磁化磁带上磁粉的过程，其中最主要的原理是电流的磁效应，故A错误;BCD.放音时，磁带上磁粉的磁性不同，使磁头线圈中产生不同的感应电流，这是电磁感应现象，故B正确，CD错误。故选B。
5．答案：D
解析：
6．答案：B
解析：A.由，可知电流表的示数与电流表的示数之比为，故A错误;B.由于接在电压有效值不变的交流电源两端，即不变，则在滑动变阻器的滑片沿的方向滑动的过程中，由，可知电压表的示数不变，由，可知R的阻值减小，增大，由，可知会增大，故B正确;C.由，得，接在电压有效值不变的交流电源两端，不变，故电压表的示数不变。由，可知的示数减小，故C错误;D.由，不变，得，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量之比不变，故D错误。故选B。
7．答案：C
解析：根据导线框是等腰直角三角形，可知刚进入左侧磁场时，有效切割长度等于进入磁场的位移大小，设线圈总电阻为R，根据楞次定律可知初始时线圈中感应电流方向是顺时针的，大小为，在范围内图像是第一象限的正比例函数。当范围内，分别位于左右两侧磁场中的线圈切割磁感线产生的感应电动势是串联关系，感应电流方向为逆时针，有效切割长度为，则感应电流大小为，所以当图像是在第四象限中过坐标点的一次函数。当范围内，线框左侧部分切割右侧磁场，有效切割长度为，感应电流方向为顺时针方向，则感应电流大小为，所以当时,图像是在第一象限中过坐标点的一次函数。所以全过程的图像如下图所示，故选C。
8．答案：CD
解析：
9．答案：AB
解析：A.电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确;B.电磁波在真空中的传播速度为，故B正确;C.电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，速度变小，根据，则波长变短，故C错误;D.干涉、衍射现象是波特有的，故D错误。故选AB。
10．答案：BD
解析：A、根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，B中的磁通量不发生变化，则B线圈中就会不产生感应电动势，但在图输入过程中，A线圈中的电流从无到有，因此B线圈中会产生感应电动势，然而不是总会有的，故A错误;B、若A线圈中输入变化的电流，根据法拉第电磁感应定律可得，则B线圈中就会产生感应电动势，故B正确;C、根据法拉第电磁感应定律可得，A线圈中电流变化越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大。故C错误;D正确。故选:BD。
11．答案：AC
解析：A.根据乙图和楞次定律可知线圈中的电流沿逆时针方向，则外电路的电流方向是由A通过R到B。故A正确;B.设图像的斜率为k，则,线圈产生的感应电动势,线圈两端的电压为路端电压，即,故B错误;C.题中电路为纯电阻电路，所以R的电功率为,故C正确;时间内通过电阻R的电荷量为,故D错误。故选AC。
12．答案：BD
解析：A.减少除以外的灯泡数，功率减小，输电线路中的电流将减小，电流表示数减小，由，可知输电线路分得的电压将会减小，又由电源电压恒定知，电压表示数增大，故A错误;C.模拟用电高峰期的情况，增加灯泡数，用户端干路电流变大，输电线路分得的电压将会增大，又由电源电压恒定可知，降压变压器两端电压减小，原灯泡将变暗，故C错误;B.将滑动变阻器滑片向上移动，用电电路总电阻增大，总电流降低，输电线路中的电流I减小，最终用电电路获得的电压增大，则经过至的电流增大，又因为总电流减小，流经的电流减小，至变亮而变暗，故B正确;D.用电高峰期用电器分得的电压小于正常工作电压，根据变压器原理，可将降压变压器的原线圈匝数适当减小，故D正确。故选BD。
13．答案：有；无
解析：如图所示，导体AB做切割磁感线运动时，闭合回路中有磁通量的变化，故线路中有电流产生;导体AB顺着磁感线运动时，闭合回路中的磁通量不变，线路中无电流产生。
14．答案：（1）（2）；300
解析：（1）从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第61个向上的“尖峰”经历的时间为60个周期，故周期为;线圈转动的平均角速度.
（2）由题图可知，角速度，则交流电的瞬时值表达式为，1min有150个周期，一个周期内电流方向改变2次，因此1min内电流方向改变300次。
15．答案：（1）（2）16V
解析：（1）金属线框对角线长
长宽比为4:3，则长宽分别为8m、6m，面积
时通过线框的磁通量
（2）线框中的感应电动势
16．答案：（1）0.06A（2）48W
解析：（1）由于灯泡正常发光，所以
根据原副线圈电流与匝数的关系可得
（2）由于理想变压器没有能量损失，所以电源的输出功率等于灯泡的电功率，即
17．答案：（1）6m/s（2）2T（3）（4）80J
解析：（1）根据
得导线框做匀速直线运动的速度大小
（2）线框下边切割磁感线，感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律
其下边刚接触磁场区域时恰好可做匀速直线运动，由平衡条件得
解得
（3）导线框下边刚离开磁场区域时速度为，导线框完全在磁场中只受重力，则
解得
当导线框下边刚离开磁场区域时，对导线框受力分析由牛顿第二定律
其中
代入数据解得
方向竖直向上。
（4）当导线框进入磁场的过程中，电路中有感应电流，在该过程中导线框做匀速直线运动，则根据
联立可得
因为导线框完全在磁场中只受重力，没有感应电流，故产生的焦耳热为
导线框下边刚接触磁场至下边刚要离开磁场的过程中产生的焦耳热为
18．答案：（1）电流方向为，
（2）M进入磁场后M、N分别在安培力的作用下做变减速运动和变加速运动，最终达到共同速度，做匀速运动，
（3）
（4）
解析：（1）M刚进入磁场时，根据右手定则，通过M的电流方向为，回路中的电流
电功率
（2）M进入磁场后M、N分别在安培力的作用下做变减速运动和变加速运动，最终达到共同速度，做匀速运动。根据动量守恒
得
（3）根据动量定理可得
得
（4）两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，同（3）可得，通过回路的电荷量
设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有
联立可得
若两杆在磁场内刚好相撞，N到ab的最小距离