黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二物理第 1页，共 8页 2024-2025 学年度下学期 3 月月考 高二物理试卷 一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-7 题只 有一项符合题目要求，每小题 4 分；第 8-10 题有多项符合题目要求，每小题 6分， 全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0 分。 1．下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是（ ） A．图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢 B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量， 从而冶炼金属 C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁 感应原理 D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为 了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 2．为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不 变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 L1、L2，电路中分别接了理想交流电 压表 V1、V2和理想交流电流表 A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关 S闭合 后（ ） A．灯泡 L1变亮 B．A1示数不变 C．V2示数变小 D．电源总功率变大 3．在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前 高二物理第 2页，共 8页 三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻 R的阻值为12， 电表均为理想电表，下列判断正确的是（ ） A．该交变电流的电压有效值为6V B．电流表的示数为0.1A C．电阻 R一个周期内产生的热量为12J D．电压表的示数为6 2V 4．如图所示，在磁感应强度为 2TB  的匀强磁场中，线框平面与磁感线垂直，现 使矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度 10rad/s  转动，线框电阻不计，匝数为 10n  匝，面积为 20.4mS  。线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线 圈接有一只灯泡 L（4W，100）和滑动变阻器 R，电流表为理想交流电表，下列说 法正确的是（ ） A．从图示位置开始计时，线框中感应电动势瞬时值表达式为  40 2 cos10 Ve t B．线框平面与磁感线垂直时，穿过线框的磁通量变化最快 C．若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡会变暗 D．若灯泡正常发光，则原、副线圈的匝数比为1: 2 5．如图甲所示，粗糙绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小 1TB  、方 向垂直纸面向里的匀强磁场，带电物块 A静置于水平面上，其所带电荷量 0.1Cq  。 0t  时，水平力 F作用在物块 A上，物块 A由静止开始运动，其对水平面的压力 NF 高二物理第 3页，共 8页 随时间 t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小 210m/sg  ，则下列说法正确的 是（ ） A．物块 A的质量为 2kg B．物块 A带负电 C．水平力 F保持不变 D．物块 A的加速度越来越大 6．如图所示，空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为 2L，以磁 场左边界为坐标原点建立 x轴。一边长为 L的正方形金属线框 abcd，在外力作用下 以速度 v匀速穿过匀强磁场。从线框 cd边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电 流 i、线框 ab边两端的电压 abU 、线框所受安培力 F。穿过线圈的磁通量随位移 x 的变化图像正确的是（ ） A. B. C. D. 7．如图所示：匀强磁场磁感应强度 1TB  ，不计电阻的平行金属导轨左侧接一阻值 为 1Ω的电阻 R固定在磁场中，导轨的动摩擦因数为 0.2  ，一质量为 0.5kgm  ，电 阻为 1Ωr  ，长度为 1mL  的导体棒在恒力 3NF  作用下由静止开始运动，发生位移 高二物理第 4页，共 8页 为 3mx  后速度刚好达到最大（ 210m/sg  ）。则下列说法正确的是（ ） A．导体棒两端最大电势差为 4.0V B．加速阶段电阻 R上产生的热量为 2焦耳 C．导体棒的加速时间 1.25st  D．加速阶段流过电阻 R上的电量为 1.5C 8．如图甲所示，单匝圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直线框平面，以 垂直纸面向里为正方向，磁场的磁感应强度 B随时间 t变化的规律如图乙所示，下 列说法正确的是（ ） A．0 ~ 2s内，线圈中感应电流方向沿逆时针方向 B．1s末线圈中的感应电流与 3.5s末线圈中的感应电流大小相等 C．2.5s末线圈的感应电动势比 3.5s末线圈的感应电动势小 D．2s末通过线圈的磁通量比 3s末通过线圈的磁通量小 9．演示自感现象的实验电路图如图所示，线圈的自感系数较大，且使滑动变阻器 接入电路中的阻值大于线圈直流电阻，A1、A2为两个完全相同的灯泡，下列判断正 确的是（ ） 高二物理第 5页，共 8页 A．接通开关 S，灯 A1、A2立即变亮 B．接通开关 S，灯 A1逐渐变亮，灯 A2立即变亮 C．接通开关 S，待电路稳定后断开开关 S，灯 A1、A2逐渐熄灭 D．接通开关 S，待电路稳定后断开开关 S，灯 A1逐渐熄灭，灯 A2闪一下后逐 渐熄灭 10．如图所示，足够长的金属导轨 MN、PQ水平平行放置，处于竖直向上、磁感应 强度为 B的匀强磁场中，导轨间距为 L。导体棒 a、b垂直导轨放置并与导轨接触良 好，两导体棒的质量均为m，其在导轨间的电阻均为 R，不计一切摩擦及导轨电阻。 现给导体棒 a一个平行于导轨向右的初速度 0v ，运动中导体棒 a、b未相撞。下列说 法正确的是（ ） A．导体棒 a做匀减速直线运动，导体棒b做匀加速直线运动 B．导体棒 a的速度为 0 3 4 v 时，导体棒b的加速度大小为 2 2 03 8 B L v Rm C．整个运动过程中电路中产生的焦耳热为 20 1 4 mv D．整个运动过程穿过导轨横截面的电荷量为 02 mv BL 二、实验题：本题共 2 小题，每空 2分，共 18 分。 11．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用如图甲所示 可拆式变压器进行研究。 (1)实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压， 记录如图乙，根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原、副线圈两 端电压与匝数的关系为 （用 1n 、 2n 、 1U 和 2U 表示）。 高二物理第 6页，共 8页 (2)对于实验过程，下列说法中正确的有______。 A．本探究实验采用了控制变量法 B．变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同 C．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 D．测量原、副线圈的电压时，可用直流电压表 (3)通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，下列 可能的原因，你认为不正确的是______。 A．变压器线圈中有电流通过时会发热 B．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 C．原线圈输入电压发生变化 D．铁芯在交变磁场的作用下会发热 12．某同学要测量一圆柱体金属导体的电阻率  （电阻大约 20Ω） （1）用螺旋测微器测量其直径如图所示，由图可知其直径为 mm； （2）用游标为 10分度的卡尺测量其长度如图所示，由图可知其长度为 mm； 高二物理第 7页，共 8页 （3）伏安法测量其电阻 R，现有的器材及其代号和规格如下： 电流表 1A （量程0 40mA ，内阻约50Ω）； 电流表 2A （量程0 ~150mA，内阻约30Ω）； 电压表 1V（量程 0~3V，内阻约 20kΩ）： 电压表 2V （量程 0~15V，内阻约 25kΩ）； 直流电源 E（电动势4V，内阻不计）； 滑动变阻器 1R（阻值范围0 15Ω ，允许通过的最大电流2.0A）； 滑动变阻器 2R （阻值范围0 2kΩ，允许通过的最大电流0.5A）； 开关 S，导线若干。 为使实验误差较小，要求测得多组数据进行分析。则电流表选择： ，电压表 选择： ，滑动变阻器选择： ，电路选择电流表： （选填“内” 或“外”）接法。 二、解答题：本题共 3 小题，每题 12分，共 36分。 13．如图所示，匀强磁场的磁感应强度 0.5TB  ，边长 30cmL  的正方形线圈 abcd 共 200匝，线圈电阻 3Ωr  ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度 20 2rad/s  ，外电路连接的两个定值电阻的阻值均为 4ΩR  。求： （1）从图示位置起转时电动势瞬时值的表达式； （2）交变电压表的示数； （3）线圈从图示位置转过 30°的过程中通过线圈的电荷量。 高二物理第 8页，共 8页 14．如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨 MN、PQ平行放置在倾角为θ＝30° 的绝缘斜面上，两导轨间距为 L＝1m，M、P两点间接有阻值为 R＝8Ω的电阻。一 根质量为 m＝1kg、电阻为 r＝2Ω的均匀直金属杆 ab放在两导轨上，并与导轨垂直。 整套装置处于磁感应强度为 B＝5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨 的电阻可忽略。让金属杆 ab沿导轨由静止开始下滑，沿斜面下滑 d＝2m时，金属 杆达到最大速度，导轨和金属杆接触良好，重力加速度为 g＝10m/s2。求： （1）金属杆达到的最大速度 vm； （2）在这个过程中，电阻 R上产生的热量； （3）在这个过程中穿过导轨横截面的电荷量。 15．如图所示，在 0y  的空间中存在匀强电场，场强沿 y轴负方向；在 0y  的空间 中，存在匀强磁场，磁场方向垂直 xOy平面（纸面）向外。一电量为 q、质量为 m 的带正电的运动粒子，经过 y轴上 y h 处的 P1点时速率为 v0，方向沿 x轴正方向， 然后，经过 x轴上 2x h 处的 P2点进入磁场，并经过 y轴上 2y h  处的 P3点，不计 重力，求： (1)粒子到达 P2时速度 v的大小和方向； (2)磁感应强度 B的大小； (3)粒子从 P1运动到第二次通过 P2点所用的时间。 答案第 1页，共 11页 《3 月月考考试》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A C A D D AC BD CD 1．B 【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动， 且比磁铁转的慢，即同向异步，A正确，不符合题意； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块 中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误，符合题意； C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强 弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确，不符合题意； D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表 指针，利用了电磁阻尼原理，D正确，不符合题意。 故选 B。 2．D 【详解】A．电压由原线圈决定副线圈可知，原、副线圈电压 U1、U2均不发生变化，故开 关 S闭合后，灯泡 L1亮度不变，A错误； B．电压由原线圈决定副线圈可知，原、副线圈电压 U1、U2均不发生变化，开关 S闭合后 并联电路的总电阻减小，I2变大，电流由副线圈决定原线圈，故 A1示数变大，B错误； C．电压由原线圈决定副线圈可知，原、副线圈电压 U1、U2均不发生变化，V2示数不变，C 错误； D．电压由原线圈决定副线圈可知，原、副线圈电压 U1、U2均不发生变化，开关 S闭合后 并联电路的总电阻减小，I2变大，故电源总功率变大，D正确。 故选 D。 3．A 【详解】AD．设此交变电流的电压有效值为U，根据有效值定义可得 2 2 2 6 2( ) 6 22 3 3 T T U T R R R     解得 6VU = 则该交变电流的电压有效值为 6V，电压表的示数为 6V，故 A正确，D错误； 答案第 2页，共 11页 B．由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为 0.5A UI R   故 B错误： C．由焦耳定律得电阻 R一个周期内产生的热量为 2 20.5 12 3J 9JQ I Rt     故 C错误。 故选 A。 4．C 【详解】A．线框中感应电动势最大值为 m 40 2V E nBS 图中位置穿过线圈的磁通量最大，即为中性面位置，所以线圈中感应电动势的瞬时值为 m sin 40 2 sin10 (V)e E t t  故 A错误； B．根据上述表达式可知线框平面与磁感线垂直时为中性面位置，此时感应电动势的瞬时值 为 0，即 0e n t     可得此时穿过线框的磁通量变化率 0e t n     穿过线框的磁通量变化最慢。故 B错误； C．若将自耦变压器触头向下滑动，副线圈匝数 2n 变小，根据理想变压器电压与匝数的关系 1 1 2 2 U n U n  可知输出电压 2U 减小，又因为 2 2 L UP R  可知灯泡发光的功率变小，所以灯泡变暗。故 C正确； D．变压器变压器输入电压的有效值为 m 1 40V2 EU   开关闭合时灯泡正常发光，所以 答案第 3页，共 11页 2 4 100V 20VLU PR    根据理想变压器的变压比得此时原副线圈的匝数比为 1 1 2 2 2 1 n U n U   故 D错误。 故选 C。 5．A 【详解】A．初始时刻压力为 20N，根据 NF mg 解得 2kgm  故 A正确； B．物块向左运动，压力增大，说明洛伦兹力向下，根据左手定则可知物块带正电，故 B错 误； CD．图中压力随时间均匀变化，根据牛顿第三定律可知，物块 A对水平面的压力大小为 NF mg qvB mg qBat    可知加速度恒定； 水平方向有 NF F ma  解得 ( )F mg qBat ma   水平力 F增大，故 CD错误； 故选 A。 6．D 【详解】线圈向右移动 0-L进入磁场时产生的电动势 E=BLv 电流 BLvI R  方向为逆时针 1 1 4 4ab U E BLv  安培力 2 2B L vF BIL R   答案第 4页，共 11页 方向向左；磁通量 BLx  逐渐变大； 线圈向右移动 L-2L完全进入磁场时产生的电动势 E=BLv 电流为零； abU E BLv  安培力为零；磁通量 2BL  不变； 当线圈向右移动 2L-3L出离磁场时产生的电动 E=BLv 电流 BLvI R  方向为顺时针； 3 3 4 4ab U E BLv  安培力 2 2B L vF BIL R   方向向左；磁通量 ( )BL L x   逐渐变小； 综上所述只有图像 D正确，故选 D。 7．D 【详解】A．当导体棒的速度达到最大时，根据受力平衡可得 F BIL mg  解得 2AI  则导体棒两端最大电势差为 答案第 5页，共 11页 2VU IR  故 A错误； B．速度达到最大时，根据 mBLvI R r   解得最大速度为 m 4m / sv  加速阶段由功能关系可得 2 m 1 2 Fx mgx mv Q   其中 1 2R Q Q 联立解得 1JRQ  故 B错误； CD．由动量定理可得 mFt mgt BILt mv   其中 1 1 3 C 1.5C 1 1 E BLxtq It t t R r R r R r               联立解得 1.75st  故 C错误，D正确。 故选 D。 8．AC 【详解】A．0 ~ 2s内，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，0 ~ 2s内线圈中 感应电流方向沿逆时针方向，故 A正确； BC．根据法拉第电磁感应定律可知，0 ~ 2s内线圈的感应电动势小于3s ~ 4s内线圈的感应电 动势；2s ~ 3s内线圈的感应电动势等于零；则 1s末线圈中的感应电流小于 3.5s末线圈中的 感应电流，故 B错误，C正确； 答案第 6页，共 11页 D．2s末和 3s末磁感应强度相同，根据磁通量定义可知，2s末通过线圈的磁通量与 3s末通 过线圈的磁通量相等，故 D错误。 故选 AC。 9．BD 【详解】AB．接通开关 S瞬间，灯 A2立即变亮，而线圈 L产生自感电动势，根据楞次定律 可知，自感电动势阻碍电流的增大，使得该支路中电流逐渐增大，所以闭合开关的瞬间，灯 A1逐渐变亮，故 A错误，B正确； CD．接通开关 S，待电路稳定后断开开关 S，原来通过灯 A2的电流立即消失，线圈 L产生 自感电动势，相当于电源，两灯串联，由于滑动变阻器接入电路中的阻值大于线圈直流电阻， 原来电路稳定后通过灯 A1的电流大于通过灯 A2的电流，故灯 A1逐渐熄灭，灯 A2闪一下后 逐渐熄灭，故 C错误，D正确。 故选 BD。 10．CD 【详解】A．根据右手定则可知导体棒 a、b以及两导轨构成的回路中电流方向为逆时针方 向，根据左手定则可知刚开始导体棒 a所受的安培力水平向左，做减速运动。导体棒b所受 的安培力水平向右，b开始向右做加速运动，切割磁感线。两导体棒中感应电流大小相等均 为 ( ) 2 2 a bBL v vEI R R    两导体棒所受安培力方向相反，大小相等，均为 F BIL安 随着导体棒 a减速，b加速可知感应电流逐渐减小，两导体棒所受安培力逐渐减小，根据加 速度 F a m  安 可知，导体棒 a做加速度逐渐减小的减速运动，导体棒b做加速度逐渐减小的加 速运动，故 A错误； B．两导体棒所受的安培力大小相等方向相反，合外力为 0，整体动量守恒，当导体棒 a的 速度为 0 3 4 v 时，根据 0 0 3 4 B mv m v mv   解得 0 1 4B v v 代入 A选项中的表达式可得导体棒b的加速度大小为 2 2 0 4 B L va Rm  故 B错误； C．根据分析可知最终两导体棒会共速，则有 0 2mv mv 答案第 7页，共 11页 解得 0 1 2 v v 根据能量守恒定律可知 2 2 0 1 1 2 2 2 mv mv Q   解得整个运动过程中电路中产生的焦耳热为 20 1 4 Q mv 故 C正确； D．对导体棒b分析，根据动量定理可得 0I BIL t mv   安 又因为 q I t  解得整个运动过程穿过导轨横截面的电荷量为 0 2 mvq BL  故 D正确。 故选 CD。 11．(1) 1 1 2 2 U n U n  (2)A (3)C 【详解】（1）通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数 比相等，即 1 1 2 2 U n U n  （2）A．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个 量的关系，故 A正确； B．由理想变压器原理可知，理想变压器原、副线圈两端的交变电流的频率相同，故 B错误； C．通电情况下不可用手接触裸露的导线、接线柱，因为会产生误差，故 C错误； D．变压器的电压是交流电压，因此不能用直流电压表，故 D错误。 故选 A。 （3）A．变压器线圈中有电流通过时会发热，线圈则有直流电阻，在线圈上会产生电压降， 使输出电压减小，故 A正确，不符合题意； B．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失，即有漏磁现象，由能量守恒 定律可知，使输出电压减小，故 B正确，不符合题意； C．原线圈输入电压发生变化，对原、副线圈电压的比值不会有影响，故 C错误，符合题意； D．铁芯在交变磁场的作用下会发热，使变压器输出的电能小于输入电能，使输出的电压减 小，故 D正确，不符合题意。 答案第 8页，共 11页 故选 C。 12． 1.745 41.4 A2 V1 R1 外 【详解】（1）[1]用螺旋测微器测量其直径为 1.5mm 24.5 0.01mm 1.745mmd = + ´ = （2）[2]用游标为 10分度的卡尺测量其长度为 41mm 4 0.1mm 41.4mml = + ´ = （3）[3][4][5][6]待测电阻大约 20Ω，远小于电压表内阻，为使实验误差较小，实验电路选 择电流表外接法，要求测得多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，选择最大阻值为15Ω的 1R，电压表选择量程0 3V的 1V ，估算电路最大电流为 3V 150mA 20Ω I   故电流表选择量程0 ~150mA的 2A 。 13．（1） m cos 180 2 cos 20 2 (V)e E t t  ；（2）72V；（3）0.9C 【详解】（1）从图示位置起转，其中 20 2rad/s  ，电动势的最大值为 2 2 2 m 200 0.5 20 2 (30 10 ) V 180 2VE NB S NBL          则电动势瞬时值的表达式为 m cos 180 2 cos 20 2 (V)e E t t  （2）电动势的有效值为 m 2 EE  设电压表的示数为 U，电压表测两电阻并联部分两端电压，并联部分电阻为 2 RR 并 有 RU E R r   并 并 所以有 72VU  （3）线圈从图示位置转过 30°的过程中平均电动势为 答案第 9页，共 11页 E N t    磁通量变化为 2 sin30BL   平均电流为 2 EI R r   解得 0.9Cq I t   14．（1）2m/s；（2）6.4J；（3）1.0 C 【详解】（1）金属杆在磁场中运动达到最大速度时，产生的感应电动势为 mE BLv＝ 金属杆中的电流为 EI R r   金属杆受到的安培力为 2 2 mB L vF BIL R r安 ＝ ＝ 当速度最大时有 sinmg F 安 ＝ 代入数据可得 m 2m/sv ＝ （2）由能量的转化与守恒可得 21sin 2 m mgd mv Q＝ ＋ 代入数据可得 8JQ＝ 由 R RQ Q R r   得 答案第 10页，共 11页 R 6.4JQ ＝ （3）1 15．(1) 02v ，方向与 x轴正方向成 45°斜向右下方 (2) 0 mv qh (3)   0 3 2 h v  【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子到达 P2时速度 v1与 x轴正方向的夹角为α， 根据平抛运动的推论得 tan 2 2 h h  解得 45   粒子到达 P2时速度 v的大小为 0 02cos 45 vv v    粒子到达 P2时速度 v的大小为 02v ，方向与 x轴正方向成 45°斜向右下方。 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得 2vqvB m r  P1P2是直径，根据勾股定理得      2 2 22 2 2h h r  解得 0 mvB qh （3）粒子从 P1到 P2的时间为 1 0 2ht v  粒子从 P2再次回到 x轴的时间 2 3 4 t T 2 mT qB   答案第 11页，共 11页 解得 2 0 3 2 ht v   粒子从 P1运动到第二次通过 P2点所用的时间 1 23 2t t t  解得   0 3 2 h t v  