吉林省辽源市田家炳高级中学校2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题（学生版+教师版）

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本试卷共17题，满分100分，共6页。考试用时90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码粘贴到条形码区域。
2.选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5mm黑色中性笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在草纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题（1-8为单选题，9-12为多选题，每小题4分，共48分）
1. 如图所示。水平方向有磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，匝数为5的矩形线框ab边长为0.5m。ad边长为0.4m，线框绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，转动的角速度为20rad/s，线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路。时刻线圈平面与磁场方向平行。不计线框及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈中的最大感应电动势为10V
B. 电阻R两端电压的瞬时值表达式
C. 电阻R中电流方向每秒变化20次
D. 电阻R消耗的电功率为10W
2. 将一个闭合金属环用丝线悬于O点，如图所示。虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，而右边没有磁场。下列的现象能够发生的是（ ）
A. 金属环的摆动不会停下来，一直做等幅摆动
B. 金属环的摆动幅度越来越小，小到某一数值后做等幅摆动
C. 金属环的摆动会很快停下来
D. 金属环最后一次向左摆动时，最终停在平衡位置左侧某一点处
3. 如图所示，一根总电阻为R的导线弯成宽度和高度均为d的“半正弦波”形闭合线框。竖直虚线之间有宽度也为d、磁感应强度为B的匀强磁场，垂直于线框所在的平面。线框以加速度a从磁场左边界由静止向右匀加速通过磁场，已知a点通过磁场右边界时速度为v，ab 边始终与磁场边界垂直。则在这个过程中，下列说法不正确的是（ ）
A. 线框中的感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B. 线框进入磁场和穿出磁场的过程中通过ab边的电荷量相同
C. 平均感应电动势为零
D. 线框中产生焦耳热为
4. 速度相同的一束粒子（不计重力）经速度选择器射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 该束带电粒子带负电
B. 速度选择器P2极板带正电
C. 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于
D. 粒子在磁场中运动半径越大，粒子的比荷越大
5. 如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则（ ）
A. 如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属
B. 通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从而熔化炉内金属
C. 真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化
D. 如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力
B. 通电直导线在磁场中一定受安培力
C. 洛伦兹力一定不做功
D 安培力一定做负功
7. 如图所示，理想变压器的a、b端加上某一交流电压后，副线圈c、d端所接灯泡L恰好正常发光．此时滑动变阻器的滑片P于图示位置．现将滑片P下移 ( 导线电阻不计)，则以下正确的是: （ ）
A. 灯仍能正常发光，变压器输入电流变大
B. 灯仍能正常发光，变压器输入电流变小
C. 灯变亮，变压器输入电流变大
D. 灯变暗，变压器输入电流变小
8. 如图所示的电路中，灯泡、的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ）
A. 当接通电路时先亮，后亮，最后比亮
B. 当接通电路时和始终一样亮
C. 当断开电路时和都过一会儿熄灭
D. 当断开电路时立即熄灭，过一会儿熄灭
9. 如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一位于纸面且电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别朝两个方向以v、3v速度朝两个方向匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的两过程中 （ ）
A. 通过导体框截面的电荷量相同
B. 导体框所受安培力方向相同
C. 导体框中产生的焦耳热相同
D. 导体框bc边两端电势差大小相等
10. 阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上；以下说法中正确的是 （ ）
A. 电压的有效值为10V
B. 通过电阻的电流有效值为A
C. 电阻消耗电功率为5W
D. 电阻每秒种产生的热量为10J
11. 如图所示，甲是一带正电小物块，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速运动阶段（ ）
A. 甲、乙两物块间摩擦力不断增大
B. 甲、乙两物块间摩擦力不断减小
C. 乙物块与地面间摩擦力不断增大
D. 乙物块与地面间摩擦力不断减小
12. 发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量发生改变的有( )
A. 穿过线圈的磁通量
B. 线圈中产生的感应电动势
C. 闭合回路中的电流
D. 闭合回路中电流变化的周期
二、实验题（每空3分，共21分）
13. 在“研究磁通量变化时感应电流的方向”实验中，实物电路连接如图：

（1）实物图中有一个元件接错了回路，请指出并改正：______。
（2）为了方便探究感应电流方向的规律，实验应研究原磁场方向、磁通量的变化情况、______三者的关系。
（3）在实验过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈______中导线的绕制方向。（选填“A”“B”或“A和B”）
14. 小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指在水平方向拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。
（1）根据上述信息，下列说法正确的是（ ）
A.铜丝振动引起空气振动而发出声音
B.振动的铜丝切割磁感线产生直流电流
C.铜丝振动时将电能转化为机械能
D.铜丝振动时能量转化的原理与发电机原理相同
（2）上题的“电子发声装置”可简化成如图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A.每经过1s，流过电阻R的电流方向变化一次
B.杆在C位置时，电阻R发热功率最大
C.杆由C到O的运动过程中，流过电阻R的电流由b→a
D.杆由C到D的运动过程中，流过电阻R的电流一直变大
（3）电吉他的拾音器的原理图（如图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到___________的磁场力（请填涂与答案对应的字母选项：A：向右；B：向左）；
（4）若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应感应电流的变化为（ ）
三、解答题（共31分，要求写清必要的依据和公式）
15. 如图所示，电源电动势E=2V，内电阻r=0.5Ω，竖直平面内的导轨电阻可忽略，金属棒的质量m=0.1kg，电阻R=0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数µ=0.4，有效长度为L=0.2m，为了使金属棒能够靠在竖直导轨外面静止不动，我们施加一竖直方向的匀强磁场，设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。（重力加速度g=10m/s2）问：
（1）磁场方向是向上还是向下？
（2）磁感应强度B至少应是多大？
16. 如图所示，MN、PQ是间距为L的平行金属导轨，置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻值为的金属导线ab垂直导轨放置，并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动，不计导轨电阻。
（1）判断通过电阻R的电流方向；
（2）求通过电阻R的电流大小；
（3）电阻R两端的电压。
17. 如图所示，在第一象限内，有垂直纸面向里的匀强磁场（磁场足够大），磁感应强度为B．一带电粒子从O点沿纸面以某一速度射入磁场中，速度方向与x轴成30角，粒子离开磁场的射出点到O点的距离L（图中未画出），若该粒子为电子，其质量为m，电量为e．
（1）定性地画出电子在磁场中的轨迹；求电子运动速度v；
（2）求电子在磁场中运动的时间；
（3）若粒子带正电，其他条件不变，求轨迹半径R.