2022-2023学年四川省凉山州冕宁中学高二下学期3月月考物理试题 （解析版）

冕宁中学2024届高二下期3月月考试卷

物理

全卷共4页，满分100分，考试时间90分钟。

第I卷选择题（共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1-8小题只有一个选项符合题目要求，第9—12小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

1. 关于法拉第电磁感应现象中说法正确的是（　　）

A. 法拉第发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕

B. 楞次发现了楞次定律，用于判定感应电流的方向

C. 穿过线圈的磁通量为零，感应电动势也为零

D. 穿过线圈的磁通量变化量越大，感应电动势越大

【答案】B

【解析】

【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，故A错误；

B．楞次发现了楞次定律，用于判定感应电流的方向，故B正确；

C．感应电动势只与磁通量的变化率有关，与线圈内穿过磁通量的大小无关，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势不一定为零，故C错误；

D．感应电动势只与磁通量的变化率有关，穿过线圈的磁通量变化量越大，感应电动势不一定越大，故D错误。

故选B。

2. 在如图所示的电路中，a、b、c为三盏完全相同的灯泡，L是自感线圈，直流电阻为RL，则下列说法正确的是

A. 合上开关后，c先亮，a、b后亮

B. 断开开关时，N点电势高于M点

C. 断开开关后，b、c同时熄灭，a缓慢熄灭

D. 断开开关后，c马上熄灭，b闪一下后缓慢熄灭

【答案】B

【解析】

【详解】A、开关S闭合瞬间，因线圈L的电流增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，自感电动势阻碍电流的增大，通过a灯的电流逐渐增大，所以b、c先亮，a后亮，故A错误；

BCD、断开开关S的瞬间，因线圈L的电流减小，产生自感电动势，根据楞次定律可知通过自感线圈的电流方向与原电流方向相同，N点电势高于M点；L和a、b组成的回路中有电流，由于原来a灯的电流小于b灯的电流，开关断开的瞬间，通过a、b和线圈回路的电流从a灯原来的电流减小，所以b灯会闪暗后a、b一起缓慢熄灭，而c没有电流，马上熄灭，故B正确，C、D错误；

故选B．

【点睛】闭合S和断开S瞬间，通过线圈L的电流发生变化，产生自感电动势，相当瞬时电源，从而可以进行分析．

3. 如图所示，在电路两端加上正弦交变电流，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是(　　)

A. M为电阻，N为电容器，L为电感线圈

B. M为电感线圈，N为电容器，L为电阻

C. M为电容器，N为电感线圈，L为电阻

D. M为电阻，N为电感线圈，L为电容器

【答案】C

【解析】

【详解】交流电频率减小，灯1变亮，阻抗变小，说明M是电感线圈；灯2变暗，阻抗变大，说明N为电容器．灯3亮度不变，说明L为电阻，故C正确，ABD错误．

故选C。

4. 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ、在这个过程中，线圈中感应电流（　　）

A. 沿abcda流动

B. 沿adcba流动

C. 由Ⅰ到Ⅱ是沿abcda流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿adcba流动

D. 由Ⅰ到Ⅱ是沿adcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcda流动

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意，由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在Ⅱ位置时穿过线圈的磁通量最少，线圈从Ⅰ位置到Ⅱ位置，穿过线圈自下而上的磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线圈中产生的感应电流的方向为abcda，线圈从Ⅱ位置到Ⅲ位置，穿过线圈自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcda。

故选A。

5. 如图所示为一理想变压器，其中原线圈与一理想电流表串联后接在交流电源上，电源的电压保持恒定，副线圈的负载连接如图所示。用U和I分别表示电压表和电流表的示数，P0表示电阻R0消耗的功率，P表示电源消耗的总功率，则当滑动变阻器的触头向下滑动时，下列说法正确的是（　　）

A. U不变，I变大，P0变小

B. U变小，I变小，P变大

C. U不变，I变大，P变大

D. U不变，I变小，P0变小

【答案】C

【解析】

【详解】ABCD．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出电压也不变，所以电压表的示数U不变；当滑动变阻器的触头向下滑动时，负载电阻总阻值减小，负载电流，根据

电流要变大，输入电流，根据

输入电流要变大，即电流表示数变大，根据

R0消耗的功率变大，根据

副线圈输出功率增大，由于变压器的输入功率和输出功率相等，所以原线圈的输入功率也变大，电源消耗的总功率P变大，ABD 错误C正确。

故选C。

6. 有两个匀强磁场区域，宽度都为L，磁感应强度大小都是B，方向如图所示，单匝正方形闭合线框由均匀导线制成，边长为L导线框从左向右匀速穿过与线框平面垂直的两个匀强磁场区．规定线框中感应电流逆时针方向为正方向．则线框从位置I运动到位置II的过程中，图所示的感应电流i随时间t变化的图线中正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】在阶段，感应电流的大小，方向为逆时针方向；在阶段，感应电流的大小，方向为顺时针方向；在阶段，感应电流的大小，方向为逆时针方向。故C项正确，ABD三项错误。

7. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（　　）

A. 若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

B. 若v一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远

C. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大

D. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短

【答案】A

【解析】

【详解】正粒子从磁场边界入射做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有

从而

当θ为锐角时，画出正粒子运动轨迹如图所示

由几何关系可知，入射点与出射点间距离

而粒子在磁场的运动时间

与速度无关。当θ为钝角时，画出正粒子运动轨迹如图所示

由几何关系入射点与出射点

而粒子在磁场中运动时间

与第一种情况相同。

A. 若v一定，θ越大，从时间公式可以看出运动时间越短，故A正确；

B. 若v一定，θ为锐角越大时，则Oa就越大，但θ为钝角越大时，由上式可以看出Oa却越小，故B错误；

C. 粒子运动的角速度

显然与速度无关，即v越大时，ω不变，故C错误；

D. 运动时间无论是锐角还是钝角,时间均为，与速度无关。即若θ一定，无论v大小如何，则粒子在磁场中运动的时间都保持不变，故D错误。

故选A。

8. 如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v­t图像，图中数据均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向

B. 磁场的磁感应强度为

C. MN和PQ之间的距离为

D. 金属线框在0~t3时间内所产生的热量为

【答案】D

【解析】

【详解】A．金属线框刚进入磁场时，根据楞次定律判断可知，感应电流方向沿abcda方向；故A错误；

B．由图像可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为

故金属线框边长

在金属线框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力，则得

又，解得

故B错误；

C．MN和PQ之间的距离为金属线框进入磁场做匀速直线运动和匀加速直线运动的位移之和

故C错误；

D．由于金属线框做匀速直线运动时才产生热量，产生的热量等于重力势能的减小量

故D正确。

故选D。

9. 矩形线圈匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则（　　）

A. 感应电动势的最大值是157V

B. 在t=0.1s和t=0.3s时，感应电动势最大

C. 在t=0.2s和t=0.4s时，线圈与中性面垂直

D. t=0.4s时，磁通量变化率最大，其值为157Wb/s

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据题意，线圈中产生的是正弦式交变电流，则感应电动势的最大值为

根据图像可知

，

解得

A正确；

B．根据图像可知，在t=0.1s和t=0.3s时，穿过线圈的磁通量为最大，但磁通量的变化率为0，则感应电动势也为0，即感应电动势最小，B错误；

C．根据图像可知，在t=0.2s和t=0.4s时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率达到最大值，即感应电动势最大，可知，在t=0.2s和t=0.4s时，线圈与中性面垂直，C正确；

D．根据图像可知，t=0.4s时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率达到最大，即感应电动势达到最大，令磁通量的变化率为k，则有

结合上述，解得

D错误。

故选AC。

10. 不计重力的负粒子能够在图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过。设产生匀强电场的两极板间电压为U，距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是（    ）

A. 若同时增大U和B，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过

B. 若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过

C. 若粒子向下偏转能够飞出极板间，则粒子动能一定减小

D. 若粒子向下偏转能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变

【答案】BC

【解析】

【详解】负粒子沿直线运动满足

而

整理得

A．若同时增大U和B，其他条件不变，如果增大相同的倍数，粒子仍受力平衡匀速直线穿过，否则不能匀速直线穿过，A错误；

B．若同时减小d和增大v，其他条件不变，如果满足d与v的乘积保持不变，粒子仍能做匀速运动穿过，B正确；

CD．若粒子向下偏转能够飞出极板间，洛伦兹力不做功，电场力做负功，粒子动能一定减小，C正确，D错误。

故选BC。

11. 如图所示，在甲、乙两图中，除导体棒ab棒可动外，其余部分均固定不动，其中导体棒、和直流电源的电阻不可忽略，导体棒和导轨间的摩擦不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙两种情形下，下列说法正确的是（　　）

A. 两种情形下，导体棒ab最终均做匀速运动

B. 乙中ab棒最终将以一定的速度做匀速运动；甲中ab棒最终静止

C. 甲、乙中，导体棒减小的动能均等于电阻R上产生的焦耳热

D. 甲、乙中，导体棒在达到最终稳定前，均做加速度减小的变速运动

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．甲图中导体棒在初速度作用下，切割磁感线，产生电动势，出现安培力，阻碍其向前运动，其动能正转化为热能，最终会静止；而乙图虽在初速度作用下，但却受到向左的安培力，则杆向右减速运动，然而还要向左运动。从而使金属杆切割磁感线产生电动势与电源的电动势相等时，且处于并联状态。所以金属杆最终处于匀速运动。故A错误B正确；

C．根据能量守恒可知，甲中，导体棒减小的动能均等于电阻R和导体棒上产生的焦耳热，乙图中不一定相等，故C错误；

D．甲中切割速度减小，则电流减小，安培力减小，根据牛顿第二定律可知，加速度减小；乙图中，切割磁感线产生电动势与电源的电动势先串联，但减速运动，电动势减小，所以回路电流减小，安培力减小，做加速度减小的减速运动，当速度减为零，反向运动，并联电动势增大，回路电流减小，加速度减小，所以甲、乙中，导体棒在达到最终稳定前，均做加速度减小的变速运动，故D正确。

故选BD。

12. 在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨。由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨无初速的放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上。a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨接触良好，导轨电阻不计。则（　　）

A. 物块c的质量是2msinθ

B. b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能

C. b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能

D. b棒放上导轨后，a棒中电流大小是

【答案】AD

【解析】

【详解】A．b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降，则c所受重力和绳的拉力大小平衡．由b平衡可知，安培力大小

F安=mgsinθ

由a平衡可知

F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ

由c平衡可知

F绳=mcg

因为绳中拉力大小相等，故

2mgsinθ=mcg

即物块c的质量为2msinθ，故A正确；

B．b放上之前，根据能量守恒知，c减小的重力势能等于a、c 增加的动能与a增加的重力势能之和，故B错误；

C．b 棒放上导轨后，a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知，物块 c 减少的重力势能等于回路消耗的电能与a增加的重力势能之和，选项C错误；

D．根据b棒平衡可知

F安=mgsinθ

又因为F安=BIL，故

故D正确。

故选AD。

第II卷    非选择题（共52分）

二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分）

13. 当使用3V量程时，图中电压表针示数为___________V；螺旋测微器的状态如图所示，则正确测量值应为___________mm。如果欧姆表是采用“×100”欧姆挡测电阻，则读数为___________Ω

【答案】    ①. 1.68##1.69##1.70##1.71##1.72##    ②. 4.713##4.714##4.715##4.716##4.717##    ③. 3000

【解析】

【详解】[1]电压表使用3V量程，最小分度值0.1V，图中电压表针示数为1.70V；

[2]螺旋测微器固定刻度的最小分度值为0.5mm，读数为4.5mm；可动刻度的最小分度值为0.01mm，读数为，故螺旋测微器的读数为

[3]欧姆表表针所指刻线为30，读数为

14. 某学习小组探究一标有“3V，1.5W”小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如下：

A.电池组（电动势为4.5V，内阻约1Ω；）

B.直流电流表0-0.6A内阻约为0.125Ω

C.直流电压表0-3V内阻约3KΩ           

D.直流电压0-15V内阻约15KΩ

E.滑动变阻器10Ω，5A               

F.滑动变阻器（1KΩ，300mA）       

G.开关、导线若干

（1）本实验中电压表选用___________，滑动变阻器应选用___________（选填C或D，E或F）。

（2）如图甲所示，现已完成部分导线的连接。实验要求滑动变阻器的滑片从右到左移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接___________；

（3）该小组描绘出的伏安特性曲线如图乙中①所示，将这个小电珠与乙图中曲线②所示的电源相连，这个小电珠的实际功率为___________W。

【答案】    ①. C    ②. E    ③.     ④. 0.3

【解析】

【详解】（1）本实验中，灯泡的额定电压为3V，则电压表选用C；滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的E。

（2）电路连线如图；

（3）由图像可知，两图线的交点为灯泡的工作点，则U=1V，I=0.3A，则功率

P=IU=0.3W

三、计算题（共4个小题，38分，解答写出必要的文字说明、方程式及结果）

15. 交流发电机和理想变压器如图连接，灯泡的额定电压为U0，灯泡与定值电阻的阻值均为R0。当该发电机以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡恰能正常发光。设电表均为理想电表，图示位置时磁场方向恰与线圈平面垂直，求（结果用所给物理量表示）

（1）从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式

（2）变压器原副线圈匝数比

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）输入电压的最大值为

则从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为

（2）灯泡额定电压为U0，灯泡与定值电阻的阻值均为R0，副线圈两端的电压为2U0，变压器原副线圈匝数比为

16. 如图所示面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为，定值电阻R1=60Ω，线圈电阻R2=40Ω，求：

（1）磁通量的变化率和回路中的感应电动势；

（2）a、b两点间的电压Uab

（3）2s内通过R1的电荷量q

【答案】（1）0.04Wb/s；4V；（2）2.4V；（3）0.08C

【解析】

【详解】（1）磁通量的变化率

回路中的感应电动势

（2）a、b两点间的电压

（3）2s内通过R1的电荷量

17. 如图，空间存在方向垂直于纸面（xoy平面）向里的磁场，在x≧0区域，磁感应强度的大小均为B0，在x<0区磁感应强度的大小均为2B0，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正方向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正方向时（不计带电粒子重力），求：

(1)粒子与O点间的距离；

(2)粒子运动的时间。

【答案】（1）；（2）；

【解析】

【详解】粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力做向心力，则有，，那么，，；粒子运动轨迹如图所示，

则粒子在x≥0磁场区域运动半个周期，在x＜0磁场区域运动半个周期；

（1）粒子与O点间的距离d＝2R1−2R2＝

（2）粒子在x≥0磁场区域运动的周期 ，在x＜0磁场区域运动的周期T2＝，所以，粒子运动的时间；
点睛：带电粒子在匀强磁场中运动，一般由洛伦兹力做向心力，推得粒子运动半径，再根据几何关系求得位移，运动轨迹，运动时间等问题．+

18. 如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L=1m，导轨平面与水平面夹角θ=30°，导轨上端跨接一定值电阻R=8Ω，整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=5T，金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持接触良好，金属棒的质量为m=1kg、电阻为r=2Ω，重力加速度为g=10m/s2，现将金属棒由静止释放。沿导轨下滑一定距离时，金属棒速度达到最大值，这个过程中，通过导体棒横截面积的电荷量q=1C，求：

（1）金属棒的最大加速度；

（2）金属棒cd的最大速度；

（3）金属棒从释放到速度达到最大值时，电阻R上产生的焦耳热。

【答案】（1）；（2）2m/s；（3）6.4J

【解析】

【详解】（1）对金属棒分析可知，金属棒先向下做加速度减小的变加速直线运动，之后做匀速直线运动，则金属棒释放瞬间，加速度最大

解得

（2）金属棒匀速运动时的感应电动势为

匀速运动时的感应电流

对金属棒分析有

解得

（3）金属棒从释放到速度达到最大值过程的平均感应电动势

该过程的平均电流

根据电流的定义式有

该过程电路产生的总的焦耳热为

则电阻R上产生的焦耳热

解得