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江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（创新部）
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这是一份江西省宜春市宜丰中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（创新部），共4页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（每小题4分，共32分）
1．5G网络使用的无线电波通信频率是以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示5G网络的传输速率是4G网络的倍。与4G网络相比（ ）
A．5G信号的频率更小
B．5G信号的传播速度超过光速
C．5G信号相同时间内能传递更大的信息量
D．5G信号不属于无线电波，它的波长小于可见光
2．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时，测量仪记录线圈的电流为0.12A。磁铁的磁感应强度为0.005T，线圈的匝数为5，长为0.2m，电阻为0.5Ω，则在列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的磁通量一直增加
B．线圈的电流方向先顺时针后逆时针方向
C．线圈的安培力大小为
D．列车运行的速率为12m/s
3．“西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压恒为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．若，则用户获得的电压也为
B．用户获得的电压不可能大于
C．当用户消耗的功率增大时，用户获得的电压也增大
D．若输电线R上损失的功率增大，则发电厂输出功率增大
4．如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为d，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流
B．电阻上产生的热量为
C．通过导体棒某截面的电荷量为D．导体棒向右运动的最大距离为
5．如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电，此时动力系统的电流为，发电厂的输出电流为；若变压器的匝数，则下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图，一理想自耦变压器原线圈的匝数为匝，滑片P可在原线圈上面上下移动，从而改变副线圈的匝数，电路中的定值电阻，，交流电压表、电流表均为理想电表，当从变压器的左端接入交流电源时，滑片P移动到某一位置，电压表与电压表的示数均为30V，下列说法正确的是（ ）
A．副线圈的匝数为匝
B．电流表的示数为
C．消耗的电功率为
D．若把滑片P向上滑，则流经的电流频率会大于50Hz
7．如图甲所示，一导体棒与导线构成闭合回路，然后用绝缘轻绳悬挂在天花板上，空间存在一圆形磁场区域，导体棒刚好与圆的水平直径重合，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，已知圆形磁场区域的半径为，导体棒的质量为，长度为、，当时绝缘轻绳的张力为零，忽略导线以及轻绳的重力，，则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内，流过导体棒的电流方向向右
B．
C．流过导体棒的电流为1A
D．2s时，细线的张力为0.4N
8．如图所示为宽度为3L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。磁场左侧有一个边长为L的正方形导体线框，其总电阻为R，线框所在平面与磁场方向垂直。线框以速度v向右匀速穿过磁场区域，以线框cd边刚进入磁场的时刻为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正，安培力F向左为正。则以下关于线框中的感应电流I、ab两点间的电势差、安培力F和线框的发热功率P随时间变化的图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（每小题4分，共12分）
9．如图所示，在匀强磁场中放一平行金属导轨，导轨跟小线圈N相接，大线圈M与小线圈N以及导轨之间不接触，磁感线垂直于导轨所在平面。导轨与金属棒接触良好，当金属棒向右加速运动时，大线圈中产生的感应电流方向及所具有的形变趋势是（ ）
A．线圈中有顺时针方向的电流 B．线圈中有逆时针方向的电流
C．线圈有收缩的趋势 D．线圈有扩张的趋势
10．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1：8
D．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5：4
11．如图甲所示为俯视图，虚线的右侧有垂直水平面向下的磁场，离虚线距离x处的磁场磁感应强度与x关系如图乙所示，一个边长为d、电阻为R、质量为m的正方形金属线框放在光滑绝缘水平面上，在水平拉力作用下向右运动，线框进磁场过程中线框中的电流大小恒为，线框运动过程中ab边始终与虚线平行，则下列说法正确的是（ ）
A．线框进磁场过程中一直做加速运动
B．线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为
C．线框进磁场过程中的平均速度大小为
D．线框进磁场的过程中拉力做功为
三、实验题（每空2分，共16分）
12．某学习小组研究自感现象实验如图所示，电源电动势为，人两手间电阻约为，L为自感系数很大的电感线圈，当开关和都闭合稳定时，电流表、的示数分别为和；当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为。电流表为理想电表，实验前先将两开关都断开；
（1）由实验数据可以测得自感线圈L的直流电阻 ；
（2）先将和闭合，稳定后再突然断开有可能出现的现象是 ；
A．小灯泡闪亮一下逐渐熄灭 B．电流表被烧坏 C．小灯泡被烧坏 D．电流表被烧坏
（3）保持断开，先闭合待稳定后突然打开，此时人的两只手电势较高的是 手（选填“左”或“右”），A、B间瞬时电压是否能让人体产生触电的感觉 （选填“是”或“否”）。
13．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。
（1）下列说法正确的是 。
A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好
（2）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 。
A．1.5V B．3.5V C． 5.5V D．7.0V
（3）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为 。
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁
（4）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。
四、解答题（40分）
14．（12分）如图所示，理想变压器有两个副线圈，是两盏规格均为“，”的灯泡，当变压器的输入电压时，三感灯泡恰好都能正常发光，电流表A的示数为。已知原线圈的匝数，副线圈的匝数，求：
（1）副线圈的匝数。
（2）灯泡的额定功率。
15．（12分）远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为300kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压至15kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为294kW。求：
（1）输电线的总电阻r；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比。
16．（16分）如图所示，是两根足够长的光滑平行的金属导轨，导轨间距离，导轨平面与水平面的夹角，导轨上端连接一个阻值的电阻。整个导轨平面处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度。现有一根质量、电阻的金属棒ab垂直于导轨放置，且接触良好，金属棒从静止开始沿导轨下滑后达到匀速直线运动，且始终与导轨垂直。重力加速度g取，导轨电阻不计，求：
（1）金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值；
（2）金属棒沿导轨匀速下滑时两端的电压；
（3）金属棒从静止达到匀速的过程中，电阻产生的热量。
2023-2024（下）江西省宜丰中学创新部高一3月月考物理参考答案
1．C【详解】AC．5G信号的频率更大，可知5G信号的光子能量更大，故5G信号相同时间内能传递更大的信息量，故A错误，C正确；B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，所以5G信号的传播速度等于光速，故B错误；D．5G信号属于无线电波，它的波长大于可见光，故D错误。故选C。
2．D【详解】AB．在列车经过线圈的上方时，由于列车上的磁场的方向向下，所以线圈内的磁通量方向向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针，再顺时针方向。故AB错误；C．线圈的安培力大小为故C错误；D．导线切割磁感线的电动势为根据闭合电路欧姆定律可得联立，解得故D正确。故选D。
3．D【详解】A．由于升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻上存在一定的电压损耗，则当，则用户获得的电压一定小于，A错误；B．当时，用户获得的电压可能大于，B错误；C．当用户消耗的功率增大时，变压器中线路电流增大，则输电线电阻上损耗的电压增大，则用户获得的电压减小，C错误；D．若输电线R上损失的功率增大，表明输电线上的电流增大，根据电流与匝数的关系，变压器线圈中电流均增大，根据P=UI则发电厂输出功率一定增大，D正确。故选D。
4．C【详解】A．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流。故A错误；B．根据能量守恒，可知回路中产生的热量为电阻上产生的热量为故B错误；
C．通过导体棒某截面的电荷量为由动量定理，可得联立，解得故C正确；D．设导体棒向右运动的最大距离为L，则有联立，解得
故D错误。故选C。
5．D【详解】AB．由变压器的原副线圈的电压关系可知，其中，可得选项AB错误；CD．由变压器的原副线圈的电流关系可知，，其中，可得选项C错误，D正确。故选D。
6．A【详解】A．由可知，变压器的左端接入交流电压的有效值为可知理想自耦变压器原线圈的电压为由理想自耦变压器原、副线圈的电压与匝数的关系公式可得副线圈的匝数为A正确；B．由欧姆定律可得电流表的示数为B错误；C．由电功率公式可得消耗的电功率为C错误；D．由，可知交流电的频率为变压器可以改变交流电的电压，不可以改变交流电的频率，因此若把滑片P向上滑，则流经的电流会增大，频率仍是50Hz，D错误。故选A。
7．B【详解】A．由题意可知，0~4s的时间内穿过闭合回路的磁场向外均匀增加，由楞次定律可知回路中的电流顺时针，即流过导体棒的电流方向向左，故A错误；BC．由法拉第电磁感应定律得，流过导体棒的电流为导体棒所受的安培力为又时绝缘轻绳的张力为零，则由联立以上解得，故B正确，C错误；D．时，导体棒所受的安培力大小为对导体框由力的平衡条件得故D错误。故选B。
8．C【详解】根据题意，线框进入磁场的过程，根据楞次定律可判断电流沿逆时针方向，为正，由法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律有ab两点间的电势差（a点电势高）cd边受到的安培力大小为方向向左，线框的发热功率线框全部进入磁场后，没有感应电流，所以线框不受安培力的作用，线框的发热功率为零，ab两点间的电势差（a点电势高）线框离开磁场的过程，电流沿顺时针方向，为负，电流大小为线框受安培力大小为方向向左，ab两点间的电势差（a点电势高）线框的发热功率综上所述可知A．时间内，电流为，时间内，电流为0，时间内，电流为，故A错误；B．时间内，ab两点间的电势差，时间内，ab两点间的电势差，时间内，ab两点间的电势差，故B错误；C．时间内，cd边受到的安培力，时间内，cd边受到的安培力0，时间内，cd边受到的安培力，故C正确；D．时间内，线框的发热功率，时间内，线框的发热功率0，时间内，线框的发热功率，故D错误故选C。
9．BD【详解】AB．当金属棒向右加速运动时，根据右手定则，感应电流从a到b增加，穿过线圈M的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可知，M中感应电流为逆时针方向，选项A错误，B正确；CD ．M中感应电流为逆时针方向，线圈M所处的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知线圈M各部分受安培力向外，则线圈M有扩张的趋势，选项C错误，D正确。故选BD。
10．BD【详解】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。
11．BD【详解】A．根据题意可知，线框进磁场过程中线框中的电流大小恒为，由于总电阻不变，则感应电动势不变，由可知，的乘积不变，由于随均匀增大，则速度随均匀减小，则线框进磁场过程中一直做减速运动，故A错误；BC．根据题意，由公式、和可得则线框进磁场过程中的时间为线框进磁场过程中的平均速度大小为故C错误，B正确；D．由于线框进磁场过程中线框中的电流大小恒为，则克服安培力做功为，设线框进入磁场瞬间的速度为，完全进入磁场瞬间的速度为，由动能定理有又有联立解得故D正确。
故选BD。
12． 0.875 A A 是
【详解】（1）[1]A．当开关S1和S2都闭合稳定时，电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A，电源电动势为1.5V，人两手间电阻为100kΩ，可知流过人体的电流值几乎可以忽略不计。可知流过灯泡的电流为0.2A，根据闭合电路欧姆定律可知当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为解得，（2）[2]先将和闭合，稳定后通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，则再突然断开时通过线圈的电流在线圈、灯泡和电流表A2中形成新的回路，则灯泡闪亮一下逐渐熄灭；电流表A1电流变为零，不会烧坏；电流表的电流逐渐减小，则不会被烧坏；故选A。
（3）[3][4]保持S2断开，先闭合S1待稳定后突然打开S1，因电流的减小，导致感应电动势，从而阻碍电流的减小，则线圈相当于瞬间电源的作用，此时A、B两点中电势较高的点A；
当突然打开S1，经过人的电流为0.4A，而人的电阻为100kΩ，由欧姆定律，可知人体上的电压U=IR=0.4×100kV=40kV即A、B间瞬时电压是能让人体产生触电的感觉。
13． BD/DB D C
【详解】（1）[1] A．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，即副线圈电压频率与原线圈相同，故A错误； B．实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，故B正确；C．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，而用直流电压变压器不能工作，故C错误；D．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据变压器电流与匝数的关系有可知，匝数少的线圈电流大，为了减小线圈功率损耗，根据电阻定律可知，此时导线应该粗一些。绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈中的电流大于原线圈中的电流，则副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，故D正确。故选BD。
（2）[2]若为理想变压器，根据电压与匝数关系有解得原线圈两端电压为由于实际变压器存在漏磁与线圈电阻发热引起的功率损耗，则实际上原线圈两端电压应该大于6.0V，即原线圈的输入电压可能为7.0V。故选D。
（3）[3]A．实际的变压器的原、副线圈存在一定的电阻，线圈上通过的电流会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故A正确，不符合题意；B．实际的变压器的铁芯在交变磁场作用下会产生涡旋电流，铁芯会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故B正确，不符合题意；C．原线圈输入电压发生变化不会直接引起功率损耗，不会导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故C错误，符合题意；D．实际的变压器的铁芯会发生漏磁，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故D正确，不符合题意。故选C。
（4）[4]将左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为一个新电源，根据题意等效电动势为，内阻为R0，将右侧实线框 的变压器与可变电阻R等效为一个用电器，等效电阻为理想变压器不消耗功率，则等效电阻消耗的功率等于可变电阻R消耗的功率，则有根据数学函数规律可知，当效电阻等于可变电阻R时，消耗功率最大，则有结合上述解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）三戒灯泡恰好都能正常发光，上面一个副线圈的电压
根据变压器电压与匝数的关系有 解得
（2）根据原、副线圈的功率相等的关系有
其中 并且 解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）输电线上的电流 输电线上损失的功率
解得。
（2）降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的正数比为 解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）金属棒匀速运动时，由平衡条件知
棒匀速切割磁感线时 回路电流
代入得 解得
（2）匀速时，代入公式，知
（3）由能量守恒定律知
解得
一、单选题（每小题4分，共32分）
1．5G网络使用的无线电波通信频率是以上的超高频段和极高频段，比目前通信频率在间的特高频段的4G网络拥有更大的带宽和更快的传输速率，如图所示5G网络的传输速率是4G网络的倍。与4G网络相比（ ）
A．5G信号的频率更小
B．5G信号的传播速度超过光速
C．5G信号相同时间内能传递更大的信息量
D．5G信号不属于无线电波，它的波长小于可见光
2．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时，测量仪记录线圈的电流为0.12A。磁铁的磁感应强度为0.005T，线圈的匝数为5，长为0.2m，电阻为0.5Ω，则在列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．线圈的磁通量一直增加
B．线圈的电流方向先顺时针后逆时针方向
C．线圈的安培力大小为
D．列车运行的速率为12m/s
3．“西电东送”是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区的工程。远距离输电的电路示意图如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压恒为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为R，下列说法正确的是（ ）
A．若，则用户获得的电压也为
B．用户获得的电压不可能大于
C．当用户消耗的功率增大时，用户获得的电压也增大
D．若输电线R上损失的功率增大，则发电厂输出功率增大
4．如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为d，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A．从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流
B．电阻上产生的热量为
C．通过导体棒某截面的电荷量为D．导体棒向右运动的最大距离为
5．如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电，此时动力系统的电流为，发电厂的输出电流为；若变压器的匝数，则下列关系式正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图，一理想自耦变压器原线圈的匝数为匝，滑片P可在原线圈上面上下移动，从而改变副线圈的匝数，电路中的定值电阻，，交流电压表、电流表均为理想电表，当从变压器的左端接入交流电源时，滑片P移动到某一位置，电压表与电压表的示数均为30V，下列说法正确的是（ ）
A．副线圈的匝数为匝
B．电流表的示数为
C．消耗的电功率为
D．若把滑片P向上滑，则流经的电流频率会大于50Hz
7．如图甲所示，一导体棒与导线构成闭合回路，然后用绝缘轻绳悬挂在天花板上，空间存在一圆形磁场区域，导体棒刚好与圆的水平直径重合，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度的大小随时间的变化规律如图乙所示，已知圆形磁场区域的半径为，导体棒的质量为，长度为、，当时绝缘轻绳的张力为零，忽略导线以及轻绳的重力，，则下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内，流过导体棒的电流方向向右
B．
C．流过导体棒的电流为1A
D．2s时，细线的张力为0.4N
8．如图所示为宽度为3L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。磁场左侧有一个边长为L的正方形导体线框，其总电阻为R，线框所在平面与磁场方向垂直。线框以速度v向右匀速穿过磁场区域，以线框cd边刚进入磁场的时刻为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正，安培力F向左为正。则以下关于线框中的感应电流I、ab两点间的电势差、安培力F和线框的发热功率P随时间变化的图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
二、多选题（每小题4分，共12分）
9．如图所示，在匀强磁场中放一平行金属导轨，导轨跟小线圈N相接，大线圈M与小线圈N以及导轨之间不接触，磁感线垂直于导轨所在平面。导轨与金属棒接触良好，当金属棒向右加速运动时，大线圈中产生的感应电流方向及所具有的形变趋势是（ ）
A．线圈中有顺时针方向的电流 B．线圈中有逆时针方向的电流
C．线圈有收缩的趋势 D．线圈有扩张的趋势
10．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1：8
D．该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5：4
11．如图甲所示为俯视图，虚线的右侧有垂直水平面向下的磁场，离虚线距离x处的磁场磁感应强度与x关系如图乙所示，一个边长为d、电阻为R、质量为m的正方形金属线框放在光滑绝缘水平面上，在水平拉力作用下向右运动，线框进磁场过程中线框中的电流大小恒为，线框运动过程中ab边始终与虚线平行，则下列说法正确的是（ ）
A．线框进磁场过程中一直做加速运动
B．线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为
C．线框进磁场过程中的平均速度大小为
D．线框进磁场的过程中拉力做功为
三、实验题（每空2分，共16分）
12．某学习小组研究自感现象实验如图所示，电源电动势为，人两手间电阻约为，L为自感系数很大的电感线圈，当开关和都闭合稳定时，电流表、的示数分别为和；当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为。电流表为理想电表，实验前先将两开关都断开；
（1）由实验数据可以测得自感线圈L的直流电阻 ；
（2）先将和闭合，稳定后再突然断开有可能出现的现象是 ；
A．小灯泡闪亮一下逐渐熄灭 B．电流表被烧坏 C．小灯泡被烧坏 D．电流表被烧坏
（3）保持断开，先闭合待稳定后突然打开，此时人的两只手电势较高的是 手（选填“左”或“右”），A、B间瞬时电压是否能让人体产生触电的感觉 （选填“是”或“否”）。
13．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。
（1）下列说法正确的是 。
A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好
（2）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 。
A．1.5V B．3.5V C． 5.5V D．7.0V
（3）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为 。
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁
（4）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。
四、解答题（40分）
14．（12分）如图所示，理想变压器有两个副线圈，是两盏规格均为“，”的灯泡，当变压器的输入电压时，三感灯泡恰好都能正常发光，电流表A的示数为。已知原线圈的匝数，副线圈的匝数，求：
（1）副线圈的匝数。
（2）灯泡的额定功率。
15．（12分）远距离输电示意图如图所示，其中变压器为理想变压器，水电站发电机的输出功率为300kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压至15kV后向远处输电，在用户端用降压变压器把电压降为220V，使用户得到的功率为294kW。求：
（1）输电线的总电阻r；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比。
16．（16分）如图所示，是两根足够长的光滑平行的金属导轨，导轨间距离，导轨平面与水平面的夹角，导轨上端连接一个阻值的电阻。整个导轨平面处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度。现有一根质量、电阻的金属棒ab垂直于导轨放置，且接触良好，金属棒从静止开始沿导轨下滑后达到匀速直线运动，且始终与导轨垂直。重力加速度g取，导轨电阻不计，求：
（1）金属棒沿导轨下滑过程中速度最大值；
（2）金属棒沿导轨匀速下滑时两端的电压；
（3）金属棒从静止达到匀速的过程中，电阻产生的热量。
2023-2024（下）江西省宜丰中学创新部高一3月月考物理参考答案
1．C【详解】AC．5G信号的频率更大，可知5G信号的光子能量更大，故5G信号相同时间内能传递更大的信息量，故A错误，C正确；B．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，所以5G信号的传播速度等于光速，故B错误；D．5G信号属于无线电波，它的波长大于可见光，故D错误。故选C。
2．D【详解】AB．在列车经过线圈的上方时，由于列车上的磁场的方向向下，所以线圈内的磁通量方向向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针，再顺时针方向。故AB错误；C．线圈的安培力大小为故C错误；D．导线切割磁感线的电动势为根据闭合电路欧姆定律可得联立，解得故D正确。故选D。
3．D【详解】A．由于升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻上存在一定的电压损耗，则当，则用户获得的电压一定小于，A错误；B．当时，用户获得的电压可能大于，B错误；C．当用户消耗的功率增大时，变压器中线路电流增大，则输电线电阻上损耗的电压增大，则用户获得的电压减小，C错误；D．若输电线R上损失的功率增大，表明输电线上的电流增大，根据电流与匝数的关系，变压器线圈中电流均增大，根据P=UI则发电厂输出功率一定增大，D正确。故选D。
4．C【详解】A．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流。故A错误；B．根据能量守恒，可知回路中产生的热量为电阻上产生的热量为故B错误；
C．通过导体棒某截面的电荷量为由动量定理，可得联立，解得故C正确；D．设导体棒向右运动的最大距离为L，则有联立，解得
故D错误。故选C。
5．D【详解】AB．由变压器的原副线圈的电压关系可知，其中，可得选项AB错误；CD．由变压器的原副线圈的电流关系可知，，其中，可得选项C错误，D正确。故选D。
6．A【详解】A．由可知，变压器的左端接入交流电压的有效值为可知理想自耦变压器原线圈的电压为由理想自耦变压器原、副线圈的电压与匝数的关系公式可得副线圈的匝数为A正确；B．由欧姆定律可得电流表的示数为B错误；C．由电功率公式可得消耗的电功率为C错误；D．由，可知交流电的频率为变压器可以改变交流电的电压，不可以改变交流电的频率，因此若把滑片P向上滑，则流经的电流会增大，频率仍是50Hz，D错误。故选A。
7．B【详解】A．由题意可知，0~4s的时间内穿过闭合回路的磁场向外均匀增加，由楞次定律可知回路中的电流顺时针，即流过导体棒的电流方向向左，故A错误；BC．由法拉第电磁感应定律得，流过导体棒的电流为导体棒所受的安培力为又时绝缘轻绳的张力为零，则由联立以上解得，故B正确，C错误；D．时，导体棒所受的安培力大小为对导体框由力的平衡条件得故D错误。故选B。
8．C【详解】根据题意，线框进入磁场的过程，根据楞次定律可判断电流沿逆时针方向，为正，由法拉第电磁感应定律和闭合回路欧姆定律有ab两点间的电势差（a点电势高）cd边受到的安培力大小为方向向左，线框的发热功率线框全部进入磁场后，没有感应电流，所以线框不受安培力的作用，线框的发热功率为零，ab两点间的电势差（a点电势高）线框离开磁场的过程，电流沿顺时针方向，为负，电流大小为线框受安培力大小为方向向左，ab两点间的电势差（a点电势高）线框的发热功率综上所述可知A．时间内，电流为，时间内，电流为0，时间内，电流为，故A错误；B．时间内，ab两点间的电势差，时间内，ab两点间的电势差，时间内，ab两点间的电势差，故B错误；C．时间内，cd边受到的安培力，时间内，cd边受到的安培力0，时间内，cd边受到的安培力，故C正确；D．时间内，线框的发热功率，时间内，线框的发热功率0，时间内，线框的发热功率，故D错误故选C。
9．BD【详解】AB．当金属棒向右加速运动时，根据右手定则，感应电流从a到b增加，穿过线圈M的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可知，M中感应电流为逆时针方向，选项A错误，B正确；CD ．M中感应电流为逆时针方向，线圈M所处的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知线圈M各部分受安培力向外，则线圈M有扩张的趋势，选项C错误，D正确。故选BD。
10．BD【详解】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。
11．BD【详解】A．根据题意可知，线框进磁场过程中线框中的电流大小恒为，由于总电阻不变，则感应电动势不变，由可知，的乘积不变，由于随均匀增大，则速度随均匀减小，则线框进磁场过程中一直做减速运动，故A错误；BC．根据题意，由公式、和可得则线框进磁场过程中的时间为线框进磁场过程中的平均速度大小为故C错误，B正确；D．由于线框进磁场过程中线框中的电流大小恒为，则克服安培力做功为，设线框进入磁场瞬间的速度为，完全进入磁场瞬间的速度为，由动能定理有又有联立解得故D正确。
故选BD。
12． 0.875 A A 是
【详解】（1）[1]A．当开关S1和S2都闭合稳定时，电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.3A，电源电动势为1.5V，人两手间电阻为100kΩ，可知流过人体的电流值几乎可以忽略不计。可知流过灯泡的电流为0.2A，根据闭合电路欧姆定律可知当断开，闭合，电路稳定时电流表、的示数都为解得，（2）[2]先将和闭合，稳定后通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，则再突然断开时通过线圈的电流在线圈、灯泡和电流表A2中形成新的回路，则灯泡闪亮一下逐渐熄灭；电流表A1电流变为零，不会烧坏；电流表的电流逐渐减小，则不会被烧坏；故选A。
（3）[3][4]保持S2断开，先闭合S1待稳定后突然打开S1，因电流的减小，导致感应电动势，从而阻碍电流的减小，则线圈相当于瞬间电源的作用，此时A、B两点中电势较高的点A；
当突然打开S1，经过人的电流为0.4A，而人的电阻为100kΩ，由欧姆定律，可知人体上的电压U=IR=0.4×100kV=40kV即A、B间瞬时电压是能让人体产生触电的感觉。
13． BD/DB D C
【详解】（1）[1] A．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，即副线圈电压频率与原线圈相同，故A错误； B．实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，故B正确；C．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，而用直流电压变压器不能工作，故C错误；D．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据变压器电流与匝数的关系有可知，匝数少的线圈电流大，为了减小线圈功率损耗，根据电阻定律可知，此时导线应该粗一些。绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈中的电流大于原线圈中的电流，则副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，故D正确。故选BD。
（2）[2]若为理想变压器，根据电压与匝数关系有解得原线圈两端电压为由于实际变压器存在漏磁与线圈电阻发热引起的功率损耗，则实际上原线圈两端电压应该大于6.0V，即原线圈的输入电压可能为7.0V。故选D。
（3）[3]A．实际的变压器的原、副线圈存在一定的电阻，线圈上通过的电流会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故A正确，不符合题意；B．实际的变压器的铁芯在交变磁场作用下会产生涡旋电流，铁芯会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故B正确，不符合题意；C．原线圈输入电压发生变化不会直接引起功率损耗，不会导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故C错误，符合题意；D．实际的变压器的铁芯会发生漏磁，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故D正确，不符合题意。故选C。
（4）[4]将左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为一个新电源，根据题意等效电动势为，内阻为R0，将右侧实线框 的变压器与可变电阻R等效为一个用电器，等效电阻为理想变压器不消耗功率，则等效电阻消耗的功率等于可变电阻R消耗的功率，则有根据数学函数规律可知，当效电阻等于可变电阻R时，消耗功率最大，则有结合上述解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）三戒灯泡恰好都能正常发光，上面一个副线圈的电压
根据变压器电压与匝数的关系有 解得
（2）根据原、副线圈的功率相等的关系有
其中 并且 解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）输电线上的电流 输电线上损失的功率
解得。
（2）降压变压器的输入电压
降压变压器原、副线圈的正数比为 解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）金属棒匀速运动时，由平衡条件知
棒匀速切割磁感线时 回路电流
代入得 解得
（2）匀速时，代入公式，知
（3）由能量守恒定律知
解得
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