四川省绵阳南山中学2022-2023学年高二物理下学期3月月考试题（Word版附解析）

绵阳南山中学高2021级高二下期3月月考

物理试题

一、必考选择题。本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～9题有多项符合题目要求。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. 电路中的感应电动势的大小由下列哪个物理量决定（  ）

A. 磁感应强度 B. 磁通量

C. 磁通量的变化量 D. 磁通量的变化率

【答案】D

【解析】

【详解】根据法拉第电磁感应定律

得知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量、磁通量的变化量没有直接关系。

故选D。

【点睛】法拉第电磁感应定律是电磁感应中最重要的规律之一，要准确理解并能牢固掌握。

2. 通电直导线旁放一个金属线框，线框和导线在同一平面内，如图所示。在线框abcd中没有产生感应电流运动情况是（　　）

A. 线框向右移动

B. 线框以AB为轴旋转

C. 线框以ab边为轴旋转

D. 线框以bc边为轴旋转

【答案】B

【解析】

【详解】A．当线框向右移动时，穿过线圈的磁通量发生减小，则线圈中产生顺时针方向的感应电流，A错误；

B．线框以导线为轴旋转，穿过线圈的磁通量不变，则不可以产生感应电流，B正确；

C．线框以ad边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流，C错误；

D．导线框以bc边为轴旋转，穿过线圈的磁通量发生变化，则线圈中产生感应电流，D错误。

故选B。

3. 如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关是闭合的，三盏灯泡均发光。某时刻将开关断开，则下列判断正确的是（　　）

A. 点电势高于点，A灯闪亮后缓慢熄灭

B. 点电势高于点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭

C. 点电势高于点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭

D. 点电势高于点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】开关闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流大于流过B、C灯的电流，且电流方向由到，因为理想线圈无内阻，故点电势等于点电势。当开关断开，电感线圈会产生自感现象，由楞次定律知，感应电流方向由到，电感线圈相当于电源，故点电势高于点，断开开关，瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后缓慢熄灭。

故选D。

4. 如图所示，abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计．已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)．则(　　)

A. 电路中感应电动势的大小为

B. 电路中感应电流的大小为

C. 金属杆所受安培力的大小为

D. 金属杆的发热功率为

【答案】B

【解析】

【详解】A、导体棒切割磁感线产生感应电动势，故A错误；

B、感应电流的大小，故B正确；

C、所受的安培力为，故C错误；

D、金属杆的热功率，故D错误．

5. 如图甲所示，长直导线与闭合金属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0- 时间内，直导线中电流向上，则在-T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（　　）

A. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左

B. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右

C. 感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右

D. 感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左

【答案】C

【解析】

【详解】在-T时间内，直导线中电流向下并增大，根据安培定则得线框中磁场方向垂直于纸面向外并增强，根据楞次定律得感应电流的方向为顺时针方向，根据左手定则，线框左边部分导线受力向右，线框右边部分导线受力向左，但是线框靠近导线部分磁场较强，所以合力向右。

故选C。

6. 如图甲所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，间距为，质量为m的金属杆ab垂直放置在轨道上且与轨道接触良好，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为。P、M间接有阻值为的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为，得到与的关系如图乙所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度g取，则（　　）

A. 金属杆中感应电流方向为a指向b B. 金属杆所受的安培力沿轨道向下

C. 定值电阻的阻值为 D. 金属杆的质量为

【答案】C

【解析】

【详解】A．由右手定则可判断，金属杆中感应电流方向由b指向a，故A错误；

B．由左手定则可知，金属杆所受的安培力沿轨道向上，故B错误；

CD．总电阻为

通过ab的电流为

当达到最大速度时，金属杆受力平衡，则有

变形得

根据图像可得

解得

故C正确，D错误。

故选C。

7. 如图所示，线圈C连接光滑平行导轨，导轨处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，导轨上放着导体棒MN.为了使闭合线圈A产生图示方向的感应电流，可使导体棒MN( )

A. 向右加速运动 B. 向右减速运动

C. 向左加速运动 D. 向左减速运动

【答案】AD

【解析】

【详解】N再由右手定则判断MN应向左运动，磁场减弱则电流减小故MN应减速，故可判断MN向左减速，同理可判断向右加速也可，故选A、D.→N再由右手定则判断MN应向左运动，磁场减弱则电流减小故MN应减速，故可判断MN向左减速，同理可判断向右加速也可，故选A、D.

8. 如图所示，两根间距为d的光滑金属导轨，平行放置在倾角为的斜面上，导轨的右端接有电阻R，整个装置放在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。导轨上有一质量为m、电阻也为R的金属棒与两导轨垂直且接触良好，金属棒以一定的初速度v0在沿着导轨上滑一段距离L后返回，不计导轨电阻及感应电流间的相互作用。下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒返回时先做加速运动，最后做匀速直线运动

B. 导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量

C. 导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功

D. 导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生的热量

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．导体棒返回时先做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动，所以A正确；

B．根据公式

则导体棒沿着导轨上滑过程中通过R的电量为

所以B错误；

C．由动能定理可得，导体棒沿着导轨上滑过程中克服安培力做的功为W，则有

解得

所以C正确；

D．根据功能关系可得，导体棒沿着导轨上滑过程中电阻R上产生的热量为

则

所以D错误；

故选AC。

9. 一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为。边长为的正方形导线框的边紧靠磁场边缘置于桌面上，建立水平向右的轴，且坐标原点在磁场的左边界上。时刻使线框从静止开始沿轴正方向匀加速通过磁场区域，规定逆时针方向为电流的正方向，线框在时刻所对应的位移分别是。下列关于感应电流或导线框的电功率随时间或位移的变化规律正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．过程①为边切割向里的磁场，电流逆时针， 时间内，线框做匀加速直线运动，则切割磁场的速度

电动势

电流

过程②为边和边同向切割反向的磁场，而双电源串联，电流方向为顺时针，时间内，电动势

（）

电流

（）

过程③为边切割向外的磁场，电流为逆时针，时间内，电动势

（）

电流

（）

故A错误B正确；

C．在内，由匀加速直线运动的速度位移关系可知

则

则电流关于位移不是线性函数，故C错误；

D．在内，线框的电功率

在内，线框的电功率

（）

在内，线框的电功率

（）

故D正确。

故选BD。

二、必考非选择题。本题共4小题，共44分。

10. 在研究“电磁感应现象”的实验中，所需的实验器材如图所示。现已用导线连接了部分实验电路。

（1）请把电路补充完整______；

（2）实验时，将线圈A插入线圈B中，合上开关瞬间，观察到检流计的指针发生偏转，这个现象揭示的规律是_____；

（3）某同学设想使线圈B中获得与线圈A中相反方向的电流，可行的实验操作是______

A．抽出线圈A                     B．插入软铁棒　　　　C．使变阻器滑片P左移      　　D．断开开关

【答案】    ①.     ②. 闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流    ③. BC

【解析】

【详解】（1）[1]本实验中L1与电源相连，通过调节滑动变阻器使L2中的磁通量发生变化，从而使L2产生电磁感应线象，故L2应与检流计相连，电路图如图所示

（2）[2]指针发生偏转说明电路中有电流产生，产生的原因是闭合回路中磁通量发生了变化；故结论为：闭合电路中磁通量发生变化时，闭合电路中产生感应电流。

（3）[3]感应电流的方向与原电流方向相反，则它们的磁场也一定相反，由楞次定律可知，原磁场应增强，故可以加入铁芯或使变阻器滑片P左移，故BC正确，AD错误。

故选BC。

11. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：

（1）先观察电流表指针偏转方向与________方向的对应关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。

（2）下表为某同学记录的实验现象：

①由实验记录1、3得出结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。

②由实验记录2、4得出的结论：穿过闭合回路的磁通量________时，感应电流的磁场与原磁场方向________。

③由实验记录1、2、3、4得出的结论是：______。

【答案】    ①. 电流    ②. 增大    ③. 相反    ④. 减小    ⑤. 相同    ⑥. 感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

【解析】

【详解】（1）[1]先观察电流表指针偏转方向与电流方向的对应关系，查明线圈中导线的绕向，以便从指针的偏转方向确定感应电流的磁场方向。

（2）①[2][3]由实验记录1、3可知，磁体插入线圈，穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场与原磁场方向相反。

②[4][5]由实验记录2、4可知，磁体从线圈中拔出，穿过闭合回路的磁通量减小，感应电流的磁场与原磁场方向相同。

③[6]由实验记录1、2、3、4得出的结论是：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

12. 如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距m，左端接有阻值的电阻。一质量kg，电阻的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以的加速度做匀加速运动，当棒的位移m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求：

（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；

（2）s时外力F的大小？

（3）外力做的功。

【答案】（1）；（2）N；（3）

【解析】

【详解】（1）设棒匀加速运动回路中的平均感应电动势为

回路中的平均电流为

通过电阻R的电荷量为

代入数据解得

（2）设s时，棒的速度大小为v，则

由

得

由牛顿第二定律

得

N

（3）设撤去外力时棒的速度为，棒做匀加速运动过程中，由运动学公式得

由动能定理得

撤去外力后回路中产生的焦耳热

由撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比，可得

在棒运动的整个过程中，由功能关系可得

13. 如图（a）所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B，在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。已知ab棒和cd棒的质量均为m、电阻均为R，区域Ⅱ沿斜面的长度为2L，在t=tx时刻（tx未知）ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

（1）通过cd棒电流的方向和区域I内磁场的方向；

（2）当ab棒在区域Ⅱ内运动时cd棒消耗的电功率和热量；

（3）ab棒开始下滑至EF的过程中流过导体棒cd的的电量。

【答案】(1)垂直于斜面向上；(2) ，； (3)

【解析】

【详解】（1）通过cd棒的电流方向：d→c，由平衡可知，区域I内磁场方向： 为垂直于斜面向上；

（2）对cd棒

所以通过cd棒的电流大小为

当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率

cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域II前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动，由能量守恒知ab棒重力势能的减少量等于ab棒、cd棒产生的总热量，故cd棒产生的热量为

（3）ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，加速度为

cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，设导体棒进入Ⅱ时速度大小为vt，可得

而

，

所以

解得

ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度

ab棒在区域Ⅱ中运动的时间

ab棒从开始下滑至EF的总时间

流过导体棒cd电量为

三、选考题。本部分共6小题，共30分。第14～18题每小题4分，给出的四个选项中只有一项符合题目要求，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。第19题10分。

14. 图中各图线中不表示交流电的是（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A．是按余弦规律变化的交流电，属于交流电，A不符合题意；

B．图中电流的方向不随时间变化，不属于交流电，B符合题意；

C．电流是锯齿形大小和方向都发生了改变，属于交流电，C不符合题意；

D．属于脉冲电流，电流的大小和方向都发生周期性的变化属于交流电，D不符合题意。

故选B。

15. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如右图所示。下面说法中正确的是（　　）

A. t1时刻通过线圈磁通量为零

B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C. t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D. 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大

【答案】D

【解析】

【详解】AC．、时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故AC错误；

B．时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂直位置，穿过线圈的磁通量为零，故B错误；

D．由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，故D正确。

故选D。

16. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e=220sin100πt（V），那么（ ）

A. 该交变电流的频率是100Hz

B. 当t=0时，线圈平面恰好与中性面垂直

C. 当t=s时，e有最大值

D. 该交变电流电动势的有效值为V

【答案】C

【解析】

【详解】A．线圈的角速度为100πrad/s，故其频率为

f==50Hz

故A错误；

B．当t=0时e=0，此时线圈处在中性面上，故B错误；

C．当t=s时

sin100πt=1

所以e有最大值，故C正确；

D．由

e=220sin100πt

可知该交流电的最大值为200V，有效值为220V，故D错误.

故选C．

17. 如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过的时间，两电阻消耗的电功之比为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】图甲中，在一个周期内，根据电流的热效应有

代入数据解得电流的有效值

图乙中，在一个周期内，根据电流的热效应有

代入数据解得电流的有效值

根据

知，在相同时间内两电阻消耗的电功之比

故C正确，ABD错误。

18. 如图甲所示的电路，当用图乙中的交变电流a给电路供电时，发现L1、L2、L3三灯亮度相同。当用图乙中的交变电流b给电路供电时，以下说法正确的是（  ）

A L1灯亮度不变、L2灯亮度变亮 B. L1灯亮度变亮、L2灯亮度变暗

C. L2灯亮度变亮、L3灯亮度变暗 D. L2灯亮度变暗、L3灯亮度变亮

【答案】D

【解析】

【详解】AB．用交变电流b给电路供电时相对于交变电流a给电路供电来说电压的有效值不变，但电流b的周期比a的小则电流b的频率比a的大，L1灯与定值电阻串联，则无论是接交变电流a或b都无影响，灯泡亮度不变，L2灯与电感线圈串联，接电流b时频率变大则感抗变大，灯泡变暗，AB错误；

CD．用交变电流b给电路供电时相对于交变电流a给电路供电来说电压的有效值不变，但电流b的周期比a的小则电流b的频率比a的大，L2灯与电感线圈串联，接电流b时频率变大则感抗变大，灯泡变暗，L3灯与电容串联，接电流b时频率变大则容抗变小，灯泡变亮，C错误、D正确。

故选D。

19. 如图所示匀强磁场B=0.1 T，矩形线圈的匝数N=100，边长=0.2 m，=0.5 m，以角速度ω=100rad/s绕OO′轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：

(1)线圈中瞬时感应电动势的大小；

(2)由t=0至t=过程中的平均感应电动势的值；

(3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t=时刻的电动势大小。

【答案】(1)（V）；(2)200V；(3)50V

【解析】

【详解】(1)感应电动势的瞬时值为

(2)至过程中磁通量的变化量

转动的时间

根据法拉第电磁感应定律

(3)线圈从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为

（V）

交变电流的周期

代入数据时，解得