高唐县第一中学2022-2023学年高二下学期第一次月考物理试卷(含答案)

这是一份高唐县第一中学2022-2023学年高二下学期第一次月考物理试卷(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
1．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T从中性面开始计时，当时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电压的有效值为( )
A.B.2VC.D.
2．如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个周期中，前面的被截去，从而改变电灯上的电压。则现在电灯上的电压为( )
A.B.C.D.
3．两个完全相同的灵敏电流计A、B，按图所示的连接方式，用导线连接起来，当把电流计A的指针向左边拨动的过程中，电流计B的指针将( )
A.向左摆动
B.向右摆动
C.静止不动
D.发生摆动，由于不知道电流计的内部结构情况，故无法确定摆动方向
4．如图所示，两个同心放置的共面金属圆环a和b，一条形磁铁穿过圆心且与环面垂直，则穿过两环的磁通量、的大小关系为( )
A.B.C.D.无法比较
5．如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关，灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
A.，B.，
C.，D.，
6．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速运动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法错误的是( )
A.O时刻线圈中感应电动势不为零
B.D时刻线圈中感应电动势为零
C.D时刻线圈中感应电动势最大
D.由O至D时间内线圈中平均感应电动势为0.4V
7．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触。圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是( )
A.无论圆盘怎样转动，流过电阻R的电流均为零
B.若从上向下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
C.若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍
8．如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B、方向与竖直面（纸面）垂直，磁场的上、下边界（虚线）均为水平面。纸面内磁场上方有一个质量为m、总电阻为R、边长为L的正方形导线框abcd（由均匀材料制成），其上、下两边均与磁场边界平行，边长小于磁场上、下边界的间距。导线框从ab边距磁场上边界为h处自由下落，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是( )
A.ab边刚进入磁场时，受到的安培力大小为
B.导线框通过磁场上边界的过程中，下落的速度可能一直增大
C.若磁场上、下边界的间距为2h，则ab边刚到达磁场下边界时的速度大小可能为
D.导线框通过磁场下边界的过程中，下落的速度一定一直减小
9．如图所示，电阻不计的平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与定值电阻和相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面。有一导体棒，质量为m，其电阻与定值电阻和的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ。若使导体棒沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到的安培力大小为F，此时( )
A.电阻消耗的热功率为
B.电阻消耗的热功率为
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为
D.整个装置消耗的机械功率为
10．如图，两根足够长的平行光滑导轨固定在绝缘水平面上，所在空间有方向垂直于水平面、磁感应强度为B的范围足够大的匀强磁场，导轨的间距为L，电阻不计；导轨上静置两根长度均为L的导体棒和，其中的质量为2m、阻值为R，的质量为m、阻值为2R。若在时刻给一个平行于导轨向右的初速度，不计运动过程中和的相互作用力，则( )
A.时刻，两导体棒的加速度大小相等
B.时刻，两端的电压为
C.匀速运动时的速度大小为
D.从时刻到匀速运动的过程中，导体棒产生的焦耳热为
二、多选题
11．如图甲、乙所示的路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )
A.在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗
B.在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
C.在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D.在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗
12．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中和均为固定电阻，开关S是闭合的。和为理想电压表，读数分别为和；和为理想电流表，读数分别为和。现断开S，数值不变，下列推断中正确的是( )
A.变小、变小B.变小、变大C.变小、变小D.变大、变大
三、填空题
13．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等。端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比________；两电阻两端的电压之比______。
14．如图所示，是一交流电压随时间变化的图像，此交流电压的有效值等于___V。
四、计算题
15．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为n，的左侧有垂直于纸面向里(与垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B、M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：
(1)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量；
(2)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量；
(3)电流表的示数。
16．如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直.已知线圈的面积、电阻，磁场的磁感应强度，同时向两侧拉动线圈，线圈的两边在时间内合到一起.求线圈在上述过程中
（1）感应电动势的平均值E；
（2）感应电流的平均值I，并在图中标出电流方向；
（3）通过导线横截面的电荷量q。
17．如图所示，在倾角为的斜面上，固定一宽度的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑线变阻器，电源电动势，内阻。一质量的金属杆与两导轨垂直并接触良好，当滑线变阻器接入电路的阻值为R时，中电流大小，此时杆恰好静止在导轨上。整个装置处于垂直于斜面向上的匀强磁场中，导轨与金属棒的电阻不计，取。求：
(1)R的大小；
(2)磁感应强度B的大小；
(3)若只改变磁场，使金属杆仍静止在轨道上面，且对轨道的压力恰好为零，求此时磁感应强度的大小和方向。
参考答案
1．答案：A
解析：先用代入法求出感应电动势的最大值。由得,由此得,因此有效值为,选项A正确。
2．答案：C
解析：电灯上的电压为有效值，设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，一个周期内交流电产生的热量
直流电产生的热量
由
得
故选C。
3．答案：B
解析：因两表的结构完全相同，对A来说就是由于拨动指针带动线圈切割磁感线产生感应电流，电流方向应用右手定则判断；对B表来说是线圈受安培力作用带动指针偏转，偏转方向应由左手定则判断，此电流在左侧电流表中受到的安培力，阻碍表针向左拨动。即安培力使左侧表指针向右摆。研究两表的接线可知，两表串联，故可判定电流计B的指针向右摆动。
故选B。
4．答案：A
解析：在永久磁铁的内部，所有的磁感线都由S极到N极，而在外部，从N极回到S极构成闭合曲线。穿过某一面积的磁通量应为穿过的磁感线条数的代数和，在a、b圆环的中心，磁铁所在处，所有的磁感线应向上穿出，而在外部；一部分磁感线穿进，使磁通量减少，由于b环的面积大于a环的面积，穿进的磁感线数量较多，其磁通量的代数和比a环少。
5．答案：A
解析：灯泡正常发光，则理想变压器副线圈上的电压，流过副线圈的电流，根据理想变压器原副线圈电压之比等于匝数之比，即，得；根据理想变压器原副线圈电流之比与匝数成反比，即，解得，所以电压表和电流表的示数分别为，，故A项正确。
综上所述，本题正确答案为A。
6．答案：C
解析：在图像切线斜率表示感应电动势大小，O时刻斜率不为零，说明线圈中感应电动势不为零，故A不符合题意；
D时刻斜率为零，说明此时线圈中感应电动势为零，故B不符合题意，C符合题意：
设由O至D时间内线图中平均感应电动势为，由法拉第电磁感应定律可得
故D不符合题意，故选C。
7．答案：B
解析：A.圆盘转动时，圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势，圆盘与电阻R组成闭合回路，有电流通过电阻R，流过电阻R的电流不为零，A错误；
B.由右手定则可知，回路中电流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定则知，圆盘中电流方向沿半径向里，则电流沿a到b的方向流过电阻R，B正确；
C.若回盘转动方向不变，角速度大小发生变化，由右手定则可知。电流方向不变，C错误；
D.铜盘转动产生的感应电动势为
感应电流
若圆盘转动的角速度ω变为原来的2倍，回路电流I变为原来2倍，电阻R不变，根据
可知，电流在R上的热功率P变为原来的4倍，D错误，故选B。
8．答案：B
解析：A.ab边刚进入磁场时，速度大小为
流过ab边的电流为
受到的安培力大小为
故A错误；
B.导线框通过磁场上边界的过程中，由牛顿第二定律得
，则速度一直增大，故B正确；
C.导线框从自由下落到ab边刚到达磁场下边界的过程中，由于电磁感应产生的焦耳为Q，由能量守恒定律得
可得
故C错误；
D.导线框通过磁场下边界的过程中，若时，下落的速度不会减小，故D错误。
故选B。
9．答案：C
解析：AB.设长度为L，磁感应强度为B，电阻，电路中感应电动势，中感应电流为：
所受安培力为：①
电阻消耗的热功率为：
②
电阻消耗的热功率为：
③
由①②③得，
故A错误，B错误；
C.整个装置因摩擦而消耗的热功率为：
故C正确；
D.整个装置消耗的机械功率为：
，故D错误；
故选C。
10．答案：B
解析：时刻，有平行于导轨向右的初速度，则切割磁感线产生的感应电动势，此时回路中的电流，两导体棒的安培力大小均为,则有，导体棒的加速度大小不相等，A错误。时刻，两端的电压为两端的电压，大小,B正确；以上分析可知，两导体棒受到的安培力大小相等，由左手定则可知，两导体棒受到的安培力方向相反，两棒运动过程中，满足动量守恒，最终两棒达到共速，则有，解得，此后两棒以这个速度做匀速直线运动，C错误；体棒和是串联的，即，可知两棒上的电流有效值相等，在整个运动过程中，、生的焦耳热分别为，，则有，由能量守恒定律可知。在整个运动过程中产生的总热量等于系统总动能的减少量，因此有，则，D错误。
11．答案：AD
解析：AB.图甲所示电路中，灯A和线圈L串联，电流相同。断开S时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，通过R、A形成回路，灯A逐渐变暗，A正确，B错误；
CD.图乙所示电路中，电阻R和灯A串联，灯A的电阻大于线圈L的电源，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯供电，而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流比原来大，A将变得更亮，然后逐渐变暗，故选AD。
12．答案：BC
解析：
13．答案：1:16；1:4
解析：根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得
电阻消耗的功率，所以两电阻消耗的电功率之比
电阻两端的电压，所以两电阻两端的电压之比
14．答案：
解析：由图像可知，交流电的周期为，将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有
将，，代入上式，可解得
15．答案：(1)
(2)
(3)
解析：(1)旋转过转的时间内，电动势的有效值为
电阻R上产生的热量
(2)线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为
通过R的电荷量
(3)此交变电动势在一个周期内的有效值为，由有效值的定义得
解得
故电流表的示数为
16、
（1）答案：
解析：由法拉第电磁感应定律有：
感应电动势的平均值
磁通量的变化
解得
代入数据得：
（2）答案：（电流方向见图）
解析：由闭合电路欧姆定律可得：
平均电流
代入数据得
由楞次定律可得，感应电流方向如图：
（3）答案：
解析：由电流的定义式
可得
电荷量
代入数据得
17．答案：(1)5Ω
(2)0.8T
(3)1.6T；平向左
解析：(1)设滑动变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆定律得
解得
(2)金属杆静止在金属导轨上受到重力、支持力和沿斜面向上的安培力，由受力平衡得
代入数据得
又由，得
(3)当安培力的方向向上时，金属杆对斜面的支持力才可能等于0，由左手定则可知，磁场的方向水平向左；设此时磁感应强度为，则
代入数据可得