云南省玉溪市2022-2023学年高二下学期质量监测物理试卷（一）

2022-2023学年下学期质量监测 高二年级物理（一） 注意事项: 1. 本卷为试题卷。考生必须在答题卡上解题作答。答案应书写在答题卡的相应位置上,在试题卷、草骇纸上作答无效， 2. 考试结束后，请将试题卷和答题卡一并交回。 1、 选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求，全选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分) 1．许多科学家在物理学发展过程中做出了重大贡献，下列表述正确的是（　　） A．奥斯特发现了电流的磁效应，并总结了右手螺旋定则 B．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 C．法拉第通过实验发现了电磁感应现象 D．库仑最早通过实验测得元电荷e的数值 2．如图所示的电路中，R为阻值较小的定值电阻，电感器L的电阻不计，A、B是完全相同的灯泡。当电键S闭合时，下面所述的情况中正确的是（　　） A．A比B先亮 B．B比A先亮 C．A、B一起亮 D．无法判断哪个灯泡先亮 3．如图所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成一个闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（　　） A．P、Q将相互远离 B．磁铁的加速度小于g C．磁铁的加速度等于g D．磁铁下落时势能的减少量等于其动能的增加量 4．如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻金属棒与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小，始终保持静止，下列说法正确的是（　　）    A．中的感应电流方向由到 B．中的感应电流逐渐减小 C．所受的安培力保持不变 D．所受的静摩擦力逐渐减小 5．如图所示，矩形线框置于磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面与磁场方向平行，线框的面积为S，则当线框以左边为轴转过30°的过程中，通过线框的磁通量变化量为（　　） A．0 B．BS C． D． 6．图甲为小型发电机的结构简图，通过线圈在两磁极间转动给小灯泡供电，电表均为理想交流电表，已知小灯泡获得的交变电压如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A．图甲中电压表的示数为62V B．图乙中的0时刻就是图甲所示时刻 C．图乙中时，穿过图甲中线圈的磁通量最小 D．图乙中时，穿过图甲中线圈的磁通量最小 7．如图甲所示，矩形导线框固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，则线圈中感应电流i、磁通量、感应电动势E以及边所受安培力F随时间t变化正确的是（规定磁场垂直于纸面向里为正方向，感应电流和感应电动势顺时针为正方向，安培力水平向右为正方向）（　　） A． B． C． D． 8．通过某电阻的周期性交变电流的图象如所示。则该交流电的有效值为 A．1.5A B．4.5A C． D． 二、多选题 9．某交流电的u—t图象如图所示，则该交流电（   ） A．周期T = 0.01s B．频率f = 50Hz C．电压有效值 D．用交流电压表测量时读数为220V 10．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分别于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．若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B．若从上往下看，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 11．如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（    ） A．在时，金属棒受到安培力的大小为 B．在时，金属棒中电流的大小为 C．在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D．金属棒下降的过程中，所用的时间为 12．如图所示，在竖直面内有垂直于竖直面向外、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场区域，磁场上下边界相距H。边长为l、电阻为R、质量为m的正方形导线框abcd从cd边距离磁场上边界l处由静止下落，cd边运动到磁场的下边界，线框匀速穿出磁场．已知重力加速度为g，忽略空气阻力．下列说法正确的是（　　） A．线框进入磁场的过程中产生的感应电流沿逆时针方向 B．线框ab边离开磁场时，线框的速度大小为 C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为 D．线框穿过整个磁场区域的过程中，线框产生的焦耳热为mg(H＋l) 二、非选择题，共52分，第13-14题为填空题，15-18为计算题 (一)填空题(本题共2题，每空2分，共14分) 13．“后浪”学习实验小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中使用的实验装置如图甲所示。 （1）实验小组的同学用螺旋测微器测量挡光片的宽度时，测得的示数如图乙所示，则挡光片的宽度 mm。 （2）在实验中，让小车以不同的速度靠近螺线管，记录光电门的挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。在小车以不同的速度靠近螺线管的过程中，时间内不变的量是 。 A．磁通量    B．磁通量的变化量    C．磁通量的变化率 （3）根据实验数据，作出图像，发现该图像是一条过原点的倾斜直线，可以得出的实验结论是： 。 14．小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。断开开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）； （2）如图乙所，R为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从左向右看，金属环A中电流方向 （填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向 （填“左”或“右”）运动，并有 （填“收缩”或“扩张”）的趋势。 （2） 计算题（本大题共4题，共38分）。 15．（8分）如图所示，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m = 0.2kg、电阻R = 0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B = 0.2T，方向垂直框架向上。现用F = 1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒的速度达到2m/s时，求： (1)ab棒产生的感应电动势的大小； (2)ab棒所受的安培力的大小和方向； (3)ab棒加速度的大小和方向。 16．（9分）如图甲所示，一个圆形线圈的匝数，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求： （1）线圈中的感应电流的大小和方向； （2）电阻R两端电压； （3）前内通过R的电荷量。    17．（10分）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间按图乙所示正弦规律变化。取3.14，求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）电阻R的电功率及线圈从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量。 18．（11分）如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为，宽度为，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为。导体棒垂直于导轨放置，质量为，电阻为，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.5。在整个导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为。将导体棒由静止释放，运动后，小灯泡稳定发光，此后导体棒的运动速度保持不变，（重力加速度取，，），求： （1）导体棒速度为时棒的加速度大小； （2）导体棒匀速运动时的速度大小； （3）导体棒从静止到匀速的过程中小灯泡产生的焦耳热。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【详解】A．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，安培总结了右手螺旋定则，故A错误； B．磁场对运动电荷的作用力公式是由洛伦兹提出的，故B错误； C．法拉第通过实验发现了电磁感应现象，故C正确； D．密立根最早通过实验测得元电荷e的数值，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】闭合开关，A灯泡所在支路会发生电磁感应现象，电流从零逐渐增大，所以A灯逐渐变亮，B灯泡所在支路没有电感线圈，B灯泡立即发光，故B比A先亮。 故选B。 3．B 【详解】A．当条形磁铁下落时，回路中的磁通量将增加，根据楞次定律，回路中将产生感应电流并阻碍回路的磁通量增大，回路的面积将减小，导体棒P、Q相互靠近，故A正确； BC．由于回路产生的电流阻碍磁通量增大，因此磁铁会受到向上的作用力，阻碍磁通量进一步增大，加速度小于g，故B正确，C错误； D．根据能量守恒定律，磁铁下落时势能的减少量等于磁铁的动能、导体棒的动能以及回路产生的焦耳热三部分增加的能量，故D错误。 故选B。 4．D 【详解】A．磁感应强度随时间均匀减小，由楞次定律，中的感应电流方向由到。故A错误； B．由法拉第电磁感应定律，磁感应强度随时间均匀减小，产生的感应电动势不变，由闭合电路欧姆定律，感应电流不变。故B错误； C．磁感应强度随时间均匀减小，感应电流不变，所受的安培力减小，故C错误； D．所受的安培力减小，由平衡条件，所受的静摩擦力逐渐减小。故D正确。 故选D。 5．D 【详解】磁通量及磁通量的变化量的计算公式为 Φ = SB，∆Φ = Φ′ - Φ S指垂直于磁感线的有效面积代入数据有 Φ = 0，Φ′ =SB，∆Φ =SB 故选D。 6．C 【详解】A．题图甲中电压表的示数为小灯泡获得的交流电的有效值 故A错误； B．题图乙中的0时刻感应电动势为零，而题图甲所示时刻，感应电动势最大，故B错误； C．题图乙中时，感应电动势最大，则此时穿过题图甲中线圈的磁通量最小，故C正确； D．题图乙中时感应电动势为零，则此时穿过题图甲中线圈的磁通量最大，故D错误。 故选C。 7．B 【详解】由图乙可知，0-1s，磁场方向为正，且磁感应强度增大，磁通量为正，逐渐增大，由楞次定律可知线框中的感应电流为逆时针方向，为负值且大小不变，根据欧姆定律，感应电动势为负值且大小不变，根据左手定则，线框上下两条边受到的安培力大小相等、方向相反，左右两条边受到的安培力大小相等，方向相反，线框受到的安培力的合力大小为零。 1-2s，磁场方向为正，磁感应强度大小减小，磁通量为正，逐渐减小，线框中的感应电流方向为顺时针，为正值且大小不变，感应电动势为正值且大小不变，根据左手定则，线框上下两条边受到的安培力大小相等、方向相反，左右两条边受到的安培力大小相等，方向相反，线框受到的安培力的合力大小为零。 2-3s磁场方向为负，且磁感应强度增大，磁通量为负，逐渐增大，由楞次定律可知线框中的感应电流为顺时针方向，为正值且大小不变，根据欧姆定律，感应电动势为正值且大小不变，根据左手定则，线框上下两条边受到的安培力大小相等、方向相反，左右两条边受到的安培力大小相等，方向相反，线框受到的安培力的合力大小为零。 3-4s，磁场方向为负，磁感应强度大小减小，磁通量为负，逐渐减小，线框中的感应电流方向为逆时针，为负值且大小不变，感应电动势为负值且大小不变，根据左手定则，线框上下两条边受到的安培力大小相等、方向相反，左右两条边受到的安培力大小相等，方向相反，线框受到的安培力的合力大小为零。 所以ACD错误，B正确。 故选B。 8．C 【详解】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： 代入数据得 解得 故选C。 9．BD 【详解】AB．根据交流电的u—t图象可得交流电周期 T = 0.02s 频率 故A错误，B正确； CD．电压最大值 用交流电压表测量时读数有效值，其有效值为 故C错误，D正确。 故选BD。 10．AB 【详解】A．圆盘转动产生的电动势 转动的角速度恒定，E不变，电流 电流大小恒定，A正确； B．右手定则可知，回路中电流方向不变，从上往下看圆盘顺时针转动，由右手定则知，电流从边缘指向圆心，接着沿a到b的方向流动，B正确； C．若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，大小变化，C错误； D．若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，回路电流变为原来2倍，根据电流在R上的热功率变为原来的4倍，D错误。 故选AB。 11．BC 【详解】AB．由图可知在时间段内产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有可知，此时间段的电流为 在时磁感应强度为，此时安培力大小为 故A错误，B正确； C．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确； D．金属棒下降过程中，通过金属棒的平均电流 电荷量 利用动量定理有 则金属棒下降所用的时间 故D错误。 故选BC。 12．BC 【详解】A．由楞次定律判断，线框进入磁场的过程中产生的感应电流沿顺时针方向，A错误； B． 线框ab边离开磁场时，线框匀速穿出磁场．故 解得 B正确； C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为 C正确； D．线框穿过整个磁场区域的过程中，根据能量守恒定理可知 则 D错误。 故选BC。 13． 4.800/4.798/4.799/4.801/4.802 B 感应电动势与磁通量的变化率成正比 【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度为4.5mm，可动刻度为，所以挡光片的宽度 （2）[2]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与螺线管之间相对位置的改变量都一样，所以穿过螺线管磁通量的变化量都相同。 故选B。 （3）[3]根据作出的图像可以得出的结论是：感应电动势与磁通量的变化率成正比。 14． 向右偏转 逆时针 左 收缩 【详解】（1）[1]由题意可知当穿过B的磁通量减小时，指针向左偏转，则可知当穿过B的磁通量增大时，指针应该向右偏转，闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，A所在回路中的电阻减小，则A中的电流增大，磁场变强，穿过B的磁通量增大，故灵敏电流计的指针向右偏转； （2）[2]当温度升高时，电阻减小，导致线圈中的电流增大，依据右手螺旋定则与楞次定律，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针方向； [3][4]因穿过A环的磁通量增大，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，则金属环A将向左运动，且金属环A有收缩趋势。 15．(1)0.4V；(2)0.16N，水平向左；(3)4.2m/s2，水平向右 【详解】(1)ab棒产生的感应电动势的大小为 代入数据，得 (2)根据欧姆定律，有 根据左手定则，判断安培力方向水平向左，大小为 (3)根据牛顿第二定律，有 代入数据，得 ab棒加速度的方向与F一致为水平向右。 16．（1）0.02A，方向沿逆时针方向；（2）0.08V；（3） 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势大小为 则线圈中的感应电流的大小为 通过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流方向为逆时针方向。 （2）电阻R两端电压为 （3）前内通过R的电荷量为 17．（1）；（2）， 【详解】（1）由图像可知 ， 交流发电机产生的电动势的最大值为 （2）电动势有效值为 电路中电流的有效值为 电阻R的电功率为 从图示位置转过过程中流过电阻R的电荷量为 18．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）导体棒速度为时，感应电动势为 根据闭合回路欧姆定律，此时电路中电流大小为 此时的安培力大小为 根据楞次定律可得，安培力的方向为沿斜面向上，设此时的加速度为a，根据牛顿第二定律得 解得 （2）当导体棒匀速运动时，设此时的安培力大小为，根据受力平衡可得 解得 由前面分析可得 解得 （3）导体棒从静止到匀速的过程中，设回路中产生的总的焦耳热为，根据能量守恒定律和动能定理可得 由题意可知，解得 由于回路中电流处处相等，根据焦耳热公式可得，小灯泡产生的焦耳热为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$