河北省邯郸市大名县第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

大名一中高二12月月考物理试卷 满分：100 时间：75分钟 命题人：王勇涛 审题人：赵运彩 一、单选题（每题4分，共28分） 1．如图所示为一簇磁感线，磁感线均为直线，上下两侧的磁感线关于水平磁感线对称，两点关于水平磁感线也对称，两点为磁场中的另外两点。下列说法正确的是（　　） A．四点中点的磁场最强 B．两点的磁感应强度相同 C．若在点放一小磁针，小磁针静止时N极指向左侧 D．同一段通电导线分别放在两点，则导线在点所受的作用力较大 2．如图所示，无限长通电直导线与右侧的矩形导线圈ABCD在同一平面内，线圈的AB边与直导线平行。现用外力使线圈向直导线靠近且始终保持AB边与直导线平行，在AB边靠近直导线的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈内产生的感应电流方向是ABCDA B．直导线对AB边和CD边的安培力等大反向 C．直导线对AD边和BC边的安培力等大同向 D．直导线在线圈内部产生的磁场方向为垂直于线圈所在平面向外 3．通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示（前半个周期为正弦波形的），则该交变电流的有效值为（　　） A．A B．5A C．4A D．A 4．速度选择器的示意图如图所示，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。一电荷量为q的带正电粒子以速度v从该装置的左端沿水平方向射入后，沿直线匀速运动直至射出，忽略粒子重力的影响，下列说法正确的是（　　） A．若仅使粒子带的电荷量增多，则粒子将向下偏转 B．若仅使粒子带的电荷量减少，则粒子将向下偏转 C．粒子的速度大小 D．若仅使粒子带的电荷由正变负，则粒子一定发生偏转 5．在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为电阻可忽略不计的自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（　　） A．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时缓慢熄灭 B．合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭 C．合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭 D．合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先闪亮一下后缓慢熄灭，a缓慢熄灭 6．如图所示，两倾角为的光滑平行导轨，质量为的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场。现导体棒中通有由到的恒定电流，使导体棒恰好保持静止。已知平行导轨间距为，导体棒中电流为，重力加速度大小为，忽略一切摩擦，则此时磁感应强度的大小为（　　） A． B． C． D． 7．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（　　） A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的 B．电动势表达式为 C．电流方向每秒改变50次 D．灯泡两端电压的最大值为5.4V 二、多选题（每题6分，部分选对得3分，错选不得分，共18分） 8．如图所示，一个发电系统的输出电压恒为250V，输送功率为1×105W。通过理想变压器向远处输电，所用输电线的总电阻为8Ω，升压变压器T1原、副线圈匝数比为1：16，下列说法正确的是（　　） A．升压变压器副线圈两端的电压U2=2×103V B．输电线损失的电压为3.8×103V C．输电线损失的电压为200V D．输电线损失的功率为5×103W 9．如图所示为一半径为的圆形区域匀强磁场，在点沿半径方向射入一速率为的带电粒子，带电粒子从点飞出磁场，速度偏角为60°，不考虑带电粒子的重力，下列说法正确的是（    ） A． 粒子带负电 B． 粒子在磁场运动的轨迹半径为 C． 粒子在磁场中运动的时间为 D． 粒子在磁场中运动的时间为 10．如图甲所示，匝的线圈（图中只画了2匝），线圈面积，电阻，其两端与一个的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的磁场，以垂直纸面向里为磁场的正方向，其磁感应强度B按图乙所示规律变化，在0.10s时间内，下列说法正确的是（    ） A．流经电阻R的电流方向由b到a B．电阻R两端的电压大小为10V C．电阻R产生的焦耳热为0.192J D．通过电阻R的电荷量为0.02C 三、实验题（每空2分，共12分） 11．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。        （1）对于实验过程，下列说法正确的有 ； A．本探究实验采用了控制变量法 B．测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡” C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量 D．因为实验所用电压较低，通电情况下可用手接触裸露的导线、接线柱 （2）若变压器是理想变压器，电源接变压器原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接“0”、“4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为6.0V，则原线圈的输入电压应为 ； A．18.0V        B．12.0V        C．5.0V            D．3.0V （3）该同学组装变压器时忘记将铁芯闭合进行实验，当原副线圈匝数比为8∶1，原线圈接12.0V交流电压，则测量副线圈的交流电压表的实际读数可能是 ； A．0V            B．9.60V        C．1.50V        D．0.65V 12．甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有 。 A．闭合开关 B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 C． 开关闭合时将线圈从线圈中拔出 D．开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中 （2）如图，乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放，使其笔直落入线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中 （选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。 （3）丙同学用图所示的装置来判断感应电流的方向。他使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的 （选填“正极”或“负极”）。 四、解答题（13题12分，14题14分，15题16分，共42分）   13．（12分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ间距L＝0.5m，导轨平面与水平面夹角θ＝30°，N、Q两端和M、P两端分别接R＝4Ω的相同定值电阻。一根金属棒ab垂直导轨放置，棒ab的两端与导轨始终接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B＝4T的匀强磁场中，金属棒ab在平行于导轨向上、大小为F＝4N的拉力作用下，由静止沿导轨开始向上运动x＝0.6m时达到最大速度。已知金属棒ab的质量m＝0.4kg，电阻r＝2Ω，重力加速度g取，其他电阻不计，求： （1）金属棒ab的最大速度； （2）此过程中，金属棒ab产生的焦耳热。 14．（14分）如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，总电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，转速，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想交流电压表，求： （1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势的瞬时表达式； （2）线圈转到图示位置时电压表的示数； （3）在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功； 15．（16分）如图，空间有宽度为d、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的边界竖直。一质量为m、电荷量为q的正电荷以初速度v（方向与边界成斜向下）从磁场左侧进入后恰好垂直磁场右边界射出。不计电荷重力。求： （1）磁感应强度大小； （2）电荷在磁场中运动的时间； （3）只改变入射速度大小，若使电荷恰好不从右边界射出磁场，求入射速度大小。 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $$第 1 页 共 2 页 高二月考物理参考答案 1.A 【详解】A．磁感线的疏密程度反应磁感应强度的大小，磁感线越密磁感应强度越大，所以 a点的磁场最 强，A正确； B．由对称性可知b c、 两点的磁感应强度大小相同，但方向不相同，由于磁感应强度为矢量，则b c、 两点 的磁感应强度不同，B错误； C．小磁针静止时 N极指向为该点的磁场方向，由图可知 d点的磁场方向向右，所以在 d点放一小磁针， 小磁针静止时 N极指向右侧，C错误； D．由图可知 a点的磁感应强度大于d点的磁感应强度，同一段通电导线分别放在 a d、 两点时，由于导线 如何放置题中未说明，所以无法确定导线在这两点所受磁场力的大小关系，D错误。故选 A。 2.A 【详解】AD．根据右手定则，直导线在右手边的磁场方向垂直纸面向里，在 AB边靠近直导线的过程中， 线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈内产生的感应电流方向是 ABCDA，所以 A正确，D错误； B．直导线周围的磁场的磁感应强度，离直导线越近磁感应强度越大，则对 AB边和 CD边的安培力不等大 但是方向是相反的，所以 B错误； C．由对称性可知，直导线对 AD边和 BC边的安培力等大反向，所以 C错误。故选 A。 3.B 【详解】前半周期正弦式交流电的电流有效值为 m 1 4 2A2 II   根据交变电流有效值的计算可知 2 2 2 1 22 2 T TQ I RT I R I R     有 解得该交变电流的有效值为 5AI 有 故选 B。 4.C 【详解】正粒子沿直线穿过两板之间，则竖直方向受向下的电场力和向上的洛伦兹力平衡 qE qvB 解得粒子的速度大小 Ev B  若仅使粒子带的电荷量增多或减小，则粒子竖直方向受力仍平衡，则仍沿直线穿过两板；若仅使粒子带的 电荷由正变负，则粒子受电场力和洛伦兹力方向都同时改变，即粒子竖直方向仍平衡，仍沿直线穿过两板。 故选 C。 5.A 【详解】合上开关时，灯泡 b立即发光，由于线圈的自感，灯泡 a缓慢变亮，即合上开时关，b先亮，a 后亮，稳定时，由于线圈电阻忽略不计，并联两支路的电阻相等，通过两灯泡的电流相等，即稳定时。两 灯泡的亮度相同；断开开关时，由于线圈的自感，线圈相对于一个新电源，在两灯泡构成的回路中，通过 灯泡 a的电流逐渐减为 0，由于稳定时电流相等，灯泡 b不会闪亮一下，即断开开关，a、b同时缓慢熄灭。 故选 A。 6.D 由左手定则可知，安培力水平向右，由力的平衡条件得 cos sinBIL mg  解得 tanmgB IL   故选 D。 7.D 【详解】A．由图乙可知， 0t  时刻的电动势为 0，则线圈是从中性面位置开始计时的，故 A错误； B．由图乙可知，电动势的最大值为 m 6VE  ，周期为 0.02sT  ，则有 2 2 rad / s 100 rad / s 0.02T      则电动势表达式为  6sin100π Ve t 故 B错误； C．线圈每转一圈，电流改变两次方向，1s内有 50个周期，所以电流方向每秒改变了 100次，故 C错误； D．灯泡两端的电压最大值为 m m 9 9 5.4VrU E r r   故 D正确。故选 D。 8.CD 【详解】C．发电系统输送功率为 51 10 W ，则升压变压器原线圈电流为 1 1 400API U   根据理想变压器电流与匝数成反比 1 2 2 1 I n I n  可得升压变压器副线圈电流为 2 25AI  则输电线损失的功率为 2 2 3 2 25 8W 5 10 WP I r      故 C正确； ABD．根据理想变压器电压与匝数成正比 1 1 2 2 U n U n  可知升压变压器副线圈输出电压为 2 4000VU  输电线损失的电压为 2 25 8V=200VU I r    故 AB错误，D正确。故选 CD。 9.AC 【详解】设带电粒子在磁场运动的轨迹半径为 r，如图所示 由左手定则可知，粒子带负电；根据几何关系可得 tan 30 R r   解得粒子在磁场运动的轨迹半径为 3r R 由洛伦兹力提供向心力可得 2vqvB m r  解得粒子的比荷为 3 3 R q v Br v Bm   粒子在磁场中运动的时间为 60 1 2 360 6 3 3 R v rt T v        故选 AC。 10.ACD 【详解】A．根据楞次定律“增反减同”可知线圈中电流为顺时针，则流经电阻 R的电流方向由 b到 a，故 A 正确 ； B．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势 10V BE N NS t t        则电阻 R两端的电压大小为 9.6V REU R r    故 B错误； C．0.10s时间内电阻 R产生的焦耳热 2 0.192JUQ t R    故 C正确； D．0.10s时间内通过电阻 R的电荷量 0.02C Uq t R    故 D正确。故选 ACD。 11. （1） AC/CA（2分） （2） B（2分） （3）D （2分） 第 2 页 共 2 页 【详解】（1）[1]A.为便于探究，可以采用控制变量法，故 A正确； B.变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故 B错误； C.使用多用电表测电压时，为了安全先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量，故 C正确； D.虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误 差，避免发生危险，故 D错误。故选 AC。 （2）[2]变压器为理想变压器，则原线圈电压为 1 21 2 8 6V 12V 4 nUU n     故选 B。 （3）[3]假设变压器为理想变压器，则副线圈电压为 12 1 2 1 12V 1.5V 8 n UU n     考虑到变压器不是理想变压器，则副线圈两端电压小于 1.5V，电压表测量有效值，则读数小于 1.5V，故选 D。 12.（1）CD/DC （2分） （2） 磁通量变化率（2分） （3）负极 （2分） 【详解】（1）[1]断开开关时，A线圈中电流迅速减小，则 B线圈中磁通减小，出 现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小 B 线圈中的磁通量或增加 B线圈中反向的磁通量。 A．闭合开关，A线圈中的电流突然增大，则 B线圈中的磁通量增大，故 A错误； B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，A线圈中的电流增大，则 B线圈中 的磁通量增大，故 B错误； C．开关闭合时将A线圈从 B线圈中拔出，则 B线圈中的磁通量减小，故 C正确； D．开关闭合时将A线圈倒置，再重新插入 B线圈中，则 B线圈中反向的磁通量增加，故 D正确。故选 CD。 （2）[3]释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大。 （3）[5]欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则， 此时黑表笔接触的是二极管的负极； 13.（1）2m / s（6分）；（2）0.2J（6分） 【详解】（1）金属棒 ab达到最大速度时，由法拉第电磁感应定律有 mE BLv ······································（1分） 由欧姆定律有 EI R r  外 ·····································（1分） 其中 2 2 RR   外 ····································（1分） 根据受力平衡可得 sinF mg BIL  ································（1分） 联立解得 m 2m / sv  ······································（2分） （2）金属棒 ab从开始运动到最大速度的过程中由能量守恒有 2 m 1sin 2 Fx mg x mv Q    ························（2分） 解得回路中总的发热量为 Q＝0.4J···································（2分） 则金属棒 ab产生的焦耳热为 0.2Jr rQ Q R r   外 ··························（2分） 14.（1）e=40sin (200t)V(4分)；（2）18 2V（6分）；（3）4800J（4分）； 【详解】(1)根据角速度定义式，得 2π 200 / sn rad   ···············（2分） 若从线圈通过中性面时开始计时，则有      2m sin 100 0.2 0.1 200sin 200 V 40sin 200 VE NBS t t t       ····（2分） （2）电压表示数为有效值；电动势有效值 m 40 V 20 2V 2 2 EE    ·············（3分） 电压表示数 9 20 2 V 18 2V 9 1 REU R r       ·············（3分） (3) 在 1分钟内外力驱动线圈转动所做的功 t r 2   R EW ························（2分） 解得 JW 4800 ·····················（2分） 15.（1） 2 2 mvB qd  （6分）；（2） 2 4 d v  （4分）；（3） ( 2 1)v （6分） 【详解】（1）作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得 1 cos 45 d r   ···············（2分） 由洛伦兹力提供向心力得 2 1 vqvB m r  ···············（2分） 解得 2 2 mvB qd  ···············（2分） （2）粒子在磁场中运动的时间为 v st  ···················（1分） 1θs r ····················（1分） v4 d2t 解得 ··············（2分） （3）若粒子恰好不能从右边界射出磁场，作出带电粒子的运动轨迹，由几何关系得 2 2 cos45r r d   ···············（2分） 由洛伦兹力提供向心力得 2 1 1 2 vqv B m r  ···············（2分） 解得 1 ( 2 1)v v  ···············（2分）