四川省成都市双流区立格实验学校2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试题

立格实验校 2023-2024 学年高二下学期第一次月考试题 第 1 页，共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 物 命题人：赵锐 理 审题人：周江 一、单选题（每题 3 分，共 24 分） 1 ．小袁到双流图书馆凭磁卡借书时，将磁卡以一定的速度通过装有线圈的检测头，检测头的线圈中产 生电动势和电流，从而传输了被记录的信号。该情景说明现代生活、生产中广泛应用了电磁感应。此现 象的首次发现者为 ( ) A ．安培 B ．楞次 C ．法拉第 D ．麦克斯韦 2．如图，小周把一铁块放入通电线圈内部、一段时间后，铁块就会“烧”得通红。下列说法正确的是( ) A ．铁块中产生了涡流 B ．线圈接的是干电池 C ．如果是用木块放在线圈内部，木块可能会燃烧 D ．如果是将手指伸入线圈内部，手指可能被“烧”伤 3 ．如图为一正弦式交变电流的 i﹣t 图像如图所示。下列说法正确的是 ( ) A ．该交变电流的频率为 2Hz B ．在 t ＝0.2s 时电流改变方向 C ．该交变电流的有效值为 D ．该交变电流的表达式为 i ＝2cos5πtA 4 ．物理课上，小赵组织同学进行“千人震”电击实验，同学们开心的手拉手与四节串联的干电池组（总 电动势仅6V）、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图连接，实验过程中先闭合开关，一会儿后 又断开开关。以下说法正确的是 ( ) A ．人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B ．人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C ．断开开关时流过人的电流方向从 B→A D ．断开开关时线圈中的电流突然增大 5 ．如图所示，在区域Ⅰ 、Ⅱ中分别有磁感应强度大小相等、垂直纸面但方向相反、 宽度均为a 的匀强磁场区域。高为a 的正三角形线框 efg 从图示位置沿x 轴正方向 匀速穿过两磁场区域， 以逆时针方向为电流的正方向，下列图像中能正确描述线 框 efg 中感应电流I 与线框移动距离x 关系的是 ( ) A . B . C . D . 第 2 页 ，共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 6. 如图甲所示，连接电流传感器的铜线线圈套在长玻璃管上，将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁 铁下落过程中穿过线圈，并不与玻璃管接触，实验观察到的感应电流 I 随时间 t 变化的图像如图乙所示（不 计电流传感器的电阻），则 ( ) A ．若将磁铁两极翻转后重复实验，则感应电流先负后正 B ． t1 ~ t3 过程中磁铁对线圈的作用力方向始终向上 C ． t2 时刻线圈受到磁铁的作用力不为零 D．若将铜线圈匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 7 ．如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B 、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为L 且足够长，左端接阻值为R 的定值电阻，一金属棒垂直放在导轨上。现将金属棒以O 点为轴沿顺时针方向 以角速度 转过 60° , 金属棒始终与导轨接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计。下列说法正确的是( ) A ．转动过程中，通过定值电阻的电流方向由b 到a B ．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大 C ．转动过程中，通过定值电阻的最大电流为 D ．转动过程中，通过定值电阻的电荷量为 8 ．如图所示，光滑水平导轨置于磁场中，磁场的磁感应强度为 B ，左侧导轨间距为l ，右侧导轨间距为 2l， 导轨均足够长。质量为 m 的导体棒 ab 和质量为 2m 的导体棒 cd 均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab 的 电阻为 R ，cd 的电阻为 2R ，两棒始终在对应的导轨部分运动，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导 轨电阻不计。现瞬间给 cd 一水平向右的初速度v0 ，则此后的运动过程中下列说法正确的是 ( ) A ．ab 棒最终的速度 v0 B ．全过程中，通过导体棒cd 的电荷量为 C．从 cd 获得初速度到二者稳定运动，此过程系统产生的焦耳热为 mv0 (2) D ．导体棒 ab 和 cd 组成的系统动量守恒 二、多选题（每题 4 分，共 20 分） 9 ．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 10 ．无线充电近几年发展迅猛，充电功率及效率越来越高，无线充电是利用变化的电流在送电线圈中产生 变化的磁场，变化的磁场通过手机中的受电线圈感应出电流为手机充电。图为遥遥领先品牌的无线充电手 机利用无线充电底座充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是 ( ) A 无线充电底座可以给所有手机无线充电 B 无线充电过程中，手机发生的是自感现象，不是互感现象 C 当穿过接收线圈的磁通量增加时，接收线圈有收缩的趋势 D 无线充电时手机发射线圈的工作原理是电流磁效应 11．如图所示，在绝缘光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁场的宽度为2L ，边长为 L 的正方形导体框abcd 以初速度v1 滑行进入磁场，当cd 边刚进入磁场时线框的速度为v2 ，当cd 边离开右侧边界的瞬间速度为v3 ， 以下说法正确的是 ( ) A ．导体框进入磁场过程和离开磁场过程中流过导体横截面的电荷量大小相等 B ．导体框进入磁场过程中导体框的加速度逐渐减小 C ．导体框进入磁场过程中产生的热量等于导体框离开磁场过程中产生的热量 D ． v2 = 12 ．如图所示，单匝线圈电阻 r ＝1Ω , 线圈内部存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场面积 S ＝0.2m2 ，有一 个阻值为 R ＝2Ω的电阻两端分别与线圈两端 a 、b 相连， 电阻的一端 b 接地。磁感应强度 B 随时间 t 变 化的规律如图所示，则下列说法错误的是 ( ) . . A ．在 0～4s 时间内，R 中有电流从 b 流向 a B ．当 t ＝2s 时穿过线圈的磁通量为 0.08Wb C ．在 0～4s 时间内，通过 R 的电流大小为 0.01A D ．在 0～4s 时间内，R 两端电压 Uab ＝0.03V 第 3 页 ，共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 13 ．磁悬浮电梯是基于电磁原理和磁力驱动使电梯的轿厢悬停及上下运动的，如图甲所示，它主要由磁场 和含有导线框的轿厢组成，其原理为：竖直面上相距为b 的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向 相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小均为 B ，每个磁场分布区间的长度都是 a， 相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向分别以速度 v1 、v2 、v3 向上匀速平动时，跨在两导轨间的 宽为b 、长为 a 、总电阻为 R 的导线框 MNPQ（固定在轿厢上）将受到磁场力，从而使轿厢向上运动、向 下运动、悬停。不考虑空气阻力和摩擦阻力，下列说法正确的是 ( ) A ．轿厢悬停时，导线框中的电流大小为 B ．轿厢系统（含导线框的轿厢）的总质量为 C ．轿厢向上匀速运动时的速度为 v1 D ．轿厢向上匀速运动时的速度为 v1-v3 三、实验题（每空 2 分，共 16 分） 14 ．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，用以下四幅图记录了磁体运动以及产生的感应电流方向的 实际情况。 （1） 甲、乙两次实验表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量 （填“增大”或“减小”） 时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向 （填“相同”或“相反”）； （2）丙、丁两次实验表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量 （填“增大”或“减小”） 时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向 （填“相同”或“相反”）； （3）概括以上实验结果，俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后，得到了关于感应电流方向的规律： 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的 。 15 ．如图，铝环 A 用绝缘细线悬挂，静止于长直螺线管左侧，并与其共轴。若 突然闭合开关 S，则铝环 A 将 （填“向左 ”或“向右 ”）摆动，并有 （填 “收缩 ”或“扩张 ”）趋势。 第 4 页 ，共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 四、解答题（8+9+11+12=40 分） 16．正方形线框abcd 在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴OO' 以角速度 匀速转动，如图所示。线框边长 为 L ，匝数为 N，线框的总电阻为 r ，外电路的电阻为 R ，磁感应强度的大小为 B 。求： （1）线圈转动过程中，磁通量的最大值φ （2）线圈转动过程中，图中电压表的示数 U； （3）从图示位置开始，线圈转过 90°的过程中通过电阻 R 的电量 q。 17 ．如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一水平面内，导轨电阻不计，其间距为 L ＝1m 。 左端通过导线连接一个 R ＝1.5Ω的定值电阻，整个导轨处在磁感应强度大小 B ＝0.5T ，方向竖直向下的 匀强磁场中，质量 m ＝0.2kg 、 电阻 r ＝0.5Ω 、长度为 1m 的匀质金属杆垂直导轨放置，且与导轨接触良 好。在杆的中点施加一个垂直杆的水平拉力 F ，使杆由静止开始运动，拉力 F 的功率 P ＝3W 保持不变， 当杆的速度 v ＝6m/s 时撤去拉力 F 。求： （1）杆在拉力F 作用下加速到 4m/s 时，杆的加速度的大小； （2）从撤去拉力 F 到杆停下整个过程中，杆上产生的热量 Q1； （3）从撤去拉力 F 到杆停下整个过程中，杆滑动的位移大小 x。 第 5 页 ，共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 18 ．为实现月球探测器在月面实现软着陆，科学家们在实验探索过程中设计了一种电磁阻尼缓冲装置，其 原理如图所示。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，它由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭 合 n 匝矩形线圈abcd；②探测器主体，包括绝缘光滑缓冲轨道 MN、PQ 和超导线圈（图中未画出），超 导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面稳定的匀强磁场。当缓冲滑块接触水平月面时，滑块立即停止 运动，之后矩形线圈切割磁感线，利用其对探测器主体上的超导线圈的反作用力，火箭主体做减速运动直 至达到软着陆要求的速度后匀速着落，从而实现缓冲。已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速 度大小为v0 ，线圈abcd 的总电阻为 R；ab 边长为 L ，火箭主体质量为 m ，磁感应强度大小为 B ，重力加速 度为 g ，一切摩擦阻力不计。求： （1）缓冲滑块刚停止运动时，流过线圈ab 边的电流大小和方向； （2）若要求火箭主体着陆速度为 v ，则磁感强度 B 应为多大（假设缓冲轨道足够长，矩形线圈足够高）； 19 ．“福建舰”航空母舰是我国第一艘电磁弹射型航空母舰。下图为电磁弹射原理示意图，工作时先给电容 器充电，当电容器释放储存的电能时会产生强大的电流，使金属棒受到磁场力而加速。某实验室模拟电磁 弹射，弹射过程中金属棒沿两根足够长水平导轨无摩擦滑动，匀强磁场垂直于导轨平面，已知金属棒质量 m=2.0kg ，导轨间距 L= 1.0m 。电容器 C=0.5F，磁感应强度 B= 1T ，充电电压 U0= 100V，不计空气阻力。求： （1）充电完毕后电容器的电荷量； （2）金属杆速度达到 10 m/s 时流过导体棒的电荷量； （3）改变磁感应强度的大小，则金属杆能达到的最大速度是多少。 第 6 页 ，共 6 页 学科网（北京）股份有限公司 $$