福建省莆田第十五中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题（原卷版+解析版）

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考试时间：75分钟；
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；
2.请将答案正确填写在答题卡上。
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（本题共4题，每题4分，一共是16分。）
1. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，下列关于电磁波的说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦通过实验装置证实了电磁波的存在
B. 电磁波的传播需要具有弹性的介质
C. 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场
D. 周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场
2. 如图所示是电动机模型示意图。处于磁场中的矩形通电金属线框可绕轴转动。线框中的电流方向如图所示。在图示位置（线框所在的水平面刚好和磁场方向平行、且和边与磁场方向垂直），关于线框、、、边受到安培力的方向，下列说法正确的是（ ）
A. 边受到安培力的方向向右B. 边受到安培力的方向向下
C. 边受到安培力的方向向上D. 边受到安培力的方向向左
3. 某同学探究“感应电流产生的条件”的实验装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 条形磁体静止在线圈中，电流计的指针会偏转
B. 条形磁体S极迅速插入线圈，电流计的指针不会偏转
C. 条形磁体N极迅速抽出线圈，电流计的指针不会偏转
D. 条形磁体N极或S极迅速插入或抽出线圈，电流计的指针都会偏转
4. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖。其原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流电源频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q，在加速过程中不考虑相对论效应和重力离子的影响。则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子从磁场中获得能量
B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大
C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒半径成正比
D. 该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的粒子时，交流电源频率应变为
二、多选题（本题共4题，每题6分，一共是24分。）
5. 某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电线的总电阻为R线，则下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上的电流
B. 输电线上的电流
C. 输电线电阻上的功率损失
D. 输电线电阻上的电压损失
6. 如图所示，P、Q是两个相同的小灯泡，L是自感系数很大、电阻比小灯泡小的线圈，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关瞬间（ ）
A. P与Q同时熄灭B. P比Q后熄灭
C Q闪亮后再熄灭D. P闪亮后再熄灭
7. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法中正确的是（ ）

A. 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B. 穿过线圈a磁通量变小
C. 线圈a有扩张的趋势
D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大
8. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入电压的变化规律如图乙所示，副线圈所接电路如图甲所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S，副线圈输出电压的频率为50Hz
B. 闭合开关S，副线圈输出电压的有效值为
C. 闭合开关S，P向上移动时，流过小灯泡的电流减小
D. 闭合开关S，P向上移动时，两端的电压减小
第Ⅱ卷（非选择题）
三、填空题（本题共2小题，每空2分，共10分。）
9. 某种物质发射的三种射线如图所示的磁场中分裂成①、②、③三束。那么在这三束射线中，带正电的是______，带负电的是______。
10. 如图所示，平行四边形线圈匝数n=200匝，线圈面积S=10cm2，线圈电阻r=1Ω，在匀强磁场中绕轴逆时针（从上往下看）匀速转动，轴和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小，角速度，外电阻电阻R=9Ω，交流电表均为理想电表．若从图示位置开始计时，线圈感应电动势的瞬时值表达式为__________________，流过电流表的最大值电流值为__________；转动过程中交流电压表的数值为__________________．
四、实验题（11题每空2分，共8分；12题每空2分，共8分，两题共16分）
11. 某同学用题图中的器材做“探究电磁感应产生条件”的实验。
（1）闭合电键的一瞬间，观察到电流表G指针向左偏转。则闭合电键后，将滑动变阻器的滑片向b端移动，则观察到电流表G的指针向___________（填“左”或“右”）偏转。保持滑动变阻器滑片位置不变，将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表G的指针将___________（填“左”或“右”）偏转。
（2）闭合电键后，第一次将滑动变阻器的滑片快速地从a端移到b端，第二次将滑动变阻器的滑片慢慢移到b端，会发现电流表G的指针摆动的幅度第一次比第二次___________（填“大”或“小”），原因是___________。
12. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”
（1）实验室中有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．直流电源
D．多用电表
E．开关、导线若干
F．低压交流电源
上述器材在本实验中不需要的是___________（填器材序号）。
（2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________（选填“增大”“减小”或“不变”）；上述“探究副线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是___________。
五、解答题（本题共3小题，共34分。）
13. 如图，两平行金属导轨间的距离L＝0.40 m，导轨平面与水平夹角θ＝37°，空间分布着垂直于导轨平面的匀强磁场B＝0.5 T。导轨的一端接有电动势E＝4.5 V、内阻r＝0.50 Ω的直流电源。现把一个质量为m＝0.040 kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒恰好静止。导体棒的电阻R0＝2.5 Ω，金属导轨电阻不计，g取10 m/s2.已知sin 37°＝0.60，cs 37°＝0.80，求：
（1）通过导体棒的电流；
（2）导体棒受到的安培力大小；
（3）导体棒受到的摩擦力大小。
14. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求:
（1）升压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）输电线的总电阻R；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
15. 如图所示，在平面直角坐标系第Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，与、轴分别相切于、两点，第Ⅱ象限内有沿轴负方向的匀强电场。一个质量为、电荷量为的带正电粒子从点沿轴正方向以射入磁场，经点射入电场，最后从轴上离点的距离为的点射出，不计粒子的重力。求：
（1）匀强磁场磁感应强度的大小；
（2）匀强电场场强的大小；
（3）粒子在磁场和电场中运动的总时间。