精品解析：内蒙古自治区呼和浩特市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

呼和浩特市第一中学2024~2025学年度第二学期高二年级第一次月考 物理试卷 满分：110分 时间：75分钟 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. 如图所示，甲→乙→丙→丁→甲过程是交流发电机发电示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（　　） A. 在图甲位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流最大 B. 从图乙位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为 C. 在图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最小 D. 在图丁位置时，感应电动势最大，流经电阻电流方向为从左至右 【答案】C 【解析】 【详解】A．在图甲位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量变化量为零，感应电动势为零，感应电流为零，故A错误； B．从图乙位置开始计时，此时线圈中的磁通量为零，磁通量变化量最大，感应电动势最大，感应电流最大，线圈中电流随时间变化的关系式为，故B错误； C．在图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故C正确； D．在图丁位置时，线圈中的磁通量为零，磁通量变化量最大，感应电动势最大，根据右手定则可知，电阻中电流方向为从右到左，故D错误。 故选C。 2. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量为 B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越大 D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为逆时针方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越高，磁通量变化不一定越快，线圈中感应电动势不一定越大，B错误； C．根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应电动势越大，C正确； D．永磁铁相对线圈下降时，根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向，D错误。 故选C。 3. 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分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘电阻为r，外电路电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则回路电流也变为原来的2倍 B. 若从上往下看，圆盘顺时针转动，电阻R两端a，b电势关系 C. 圆盘转动转动过程中，克服安培力做功等于电阻R上生成的焦耳热 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 【答案】A 【解析】 【详解】A．若圆盘转动角速度恒定，设圆盘半径为l，圆盘转动产生的感应电动势为 由 可知ω变为2倍，则电流大小也变为2倍，A正确； B．若从上往下看，圆盘顺时针转动，根据右手定则可知，外电路中电流沿a到b的方向流过电阻R，即 B错误； C．圆盘转动过程中克服安培力做的功等于整个回路的焦耳热，即 C错误； D．根据圆盘转动产生的感应电动势为 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则感应电动势变为原来的2倍，根据 可知电流在R上的热功率变为原来的4倍，D错误。 故选A。 4. 如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．根据题意，设导体棒的电阻为R，导轨间距为L，磁感应强度为B，导体棒速度为v时，受到的安培力为 可知 由牛顿第二定律可得，导体棒的加速度为 可知，随着速度的增大，导体棒的加速度逐渐减小，当加速度为零时，导体棒开始做匀速直线运动，则v − t图像的斜率逐渐减小直至为零时，速度保持不变，由于安培力F与速度v成正比，则F − t图像的斜率逐渐减小直至为零时，F保持不变，故A正确，BC错误； D．根据题意，由公式可得，感应电流为 由数学知识可得 由于加速度逐渐减小，则I − t图像的斜率逐渐减小，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A. 线框在进和出磁场的两过程中动量变化量不相等 B. 线框在进和出磁场的两过程中产生的焦耳热相等 C. 线框在进和出磁场的两过程中安培力的冲量不相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 【答案】D 【解析】 【详解】AD．线框在进和出磁场的过程中通过导线横截面的电荷量为 线框在进和出磁场的过程中磁通量变化量相同，线框在进和出磁场的过程中通过导线横截面的电荷量相等， 根据 线框在进和出的过程中通过导线横截面的电荷量相等，所以线框在进出磁场过程动量变化量相等，A错误，D正确； B．线框产生的焦耳热大小等于线框克服安培力所做的功，即 线框中的感应电流为 线框在进磁场的过程中的平均速度大于线框在出磁场的过程中的平均速度，则线框在进磁场过程中产生的焦耳热大于出磁场过程中产生的焦耳热，B错误； C．线框在进出磁场过程动量变化量相等，由可知，安培力冲量相等，C错误。 故选D。 6. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若（　　） A. 电容C增大，L1灯泡变亮 B. 频率f增大，L2灯泡变亮 C. RG上光照增强，L3灯泡变暗 D. S接到b时，三个泡均变暗 【答案】A 【解析】 【详解】A．电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则L1灯泡变亮，故A正确； B．频率f增大，则电感的阻碍作用增大，则L2灯泡变暗，故B错误； C．光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则L3灯泡电流增大，变亮，故C错误； D．S接到b时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个泡均变亮，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，边长为1m、电阻为的刚性正方形线框放在匀强磁场中，线框平面与磁场垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为；若磁感应强度恒为，线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时，线框的发热功率为，则边所受最大的安培力为（　　） A. 0.5N B. 2N C. 1N D. 【答案】B 【解析】 【详解】设线框边长为L，磁场均匀增大时，产生的感应电动势为 可得 线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时电动势的最大值为 此时有 解得 依题意，当线框平面与磁场方向平行时感应电流最大为 故边所受最大的安培力为 故选B。 8. 根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P B. 输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为2P C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P D. 若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为4P 【答案】AC 【解析】 【详解】A．等效电路图如图所示 设降压变压器的原副线圈匝数比为k:1，则输电线上的电流为 转子在磁场中转动时产生的电动势为 当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为 故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确； C．升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故R0上消耗的电功率变为原来的4倍，故C正确； B．若R0阻值增加一倍，输电线路上的电流 R0消耗的功率 故B错误； D．若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为 R0消耗的功率，故D错误。 故选AC 9. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈L的磁场能为零 B. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 C. t1~t2过程电容器内的电场强度逐渐增大 D. 过程，电容器带电量逐渐增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由乙图可知，时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，故A错误； B．由图乙可知，振荡电路的周期变小，根据 可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故B正确； C．在乙图中，t1~t2过程中，电流逐渐减小，电容器正在充电，电容器内电场强度逐渐增大，故C正确； D． 过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，故D错误。 故选BC。 10. 如图，足够长的间距d=1m的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度L=1m的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B=0.5T，方向如图所示。一根质量ma=0.1kg，阻值R=0.5Ω的金属棒a以初速度v0=4m/s从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量mb=0.2kg，阻值R=0.5Ω的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场时的速度为1m/s C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热约为0.34J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.8m处 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流，故A正确； BC．电路中产生的平均电动势为 平均电流为 金属棒a受到的安培力为 规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 解得对金属棒第一次离开磁场时速度 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，电路中产生的总热量等于金属棒a机械能的减少量，即 联立并带入数据得 由于两棒电阻相同，两棒产生的焦耳热相同，则金属棒b上产生的焦耳热 故B错误，C正确； D．规定向右为正方向，两金属棒碰撞过程根据动量守恒和机械能守恒得， 联立并带入数据解得金属棒a反弹的速度为 设金属棒a最终停在距磁场左边界x处，则从反弹进入磁场到停下来的过程，电路中产生的平均电动势为 平均电流为 金属棒a受到的安培力为 规定向右为正方向，对金属棒a，根据动量定理得 联立并带入数据解得 故D正确 故选ACD。 二、实验题（本题包括第11和12两个小题，共16分；其中11题每空2分，满分6分；第12题每空2分，满分10分） 11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 干电池 B. 学生电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？实验发现数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 原、副线圈的电压不同步 C. 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 【答案】（1）D （2）BD （3）AC 【解析】 【小问1详解】 观察变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选D。 【小问2详解】 变压器正常工作需要交流电，因此本实验中需要用交流电源和交流电压表（多用电表），不需要干电池和直流电压表。 故选BD。 【小问3详解】 A．变压器线圈中有电流通过时会发热，线圈有电阻，在线圈上会产生电压降，从而使输出电压减小，故A正确； B．原、副线圈的电压是否同步，对输出电压无影响，故B错误； C．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，输出电压会减小，故C正确。 故选AC。 12. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 【答案】（1） ①. 不偏转 ②. 偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 逆时针 （3）向右偏 【解析】 【小问1详解】 [1]磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。 [2]导体AB不动，使磁铁左右运动，导体AB会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。 【小问2详解】 [1]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。 [2]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。 【小问3详解】 在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。 三、解答题（本题包括第13、14、15三个小题，共38分；其中第13题共10分，第14题共12分，第15题共16分；要求有必要的文字说明） 13. 如图所示，CDE和OPQ是间距为1m的光滑平行导轨，其中DE和PQ为水平导轨，CD和OP为倾角θ=53°的倾斜导轨，两部分导轨分别在D、P两处平滑连接，C、O和E、Q之间分别连接一个定值电阻R1和R2，整个装置处于磁感应强度为1T的竖直向上匀强磁场中，质量为0.15kg、电阻为0.8Ω、长度为1m的导体棒ab自CO处由静止释放，ab在到达P、D之前已经匀速，最终停在水平导轨上，ab运动过程中始终与导轨接触良好。已知R1=2Ω，R2=3Ω，不计导轨电阻，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）ab运动到PD时整个电路消耗的电功率； （2）ab最终静止时的位置到DP的距离。 【答案】（1）8W （2）2m 【解析】 【小问1详解】 设ab棒匀速运动时的电流为I，由受力分析（如图）可知 根据平衡条件可得， 电路消耗的电功率 解得 【小问2详解】 设棒倾斜轨道上匀速运动时的速度大小为v，由电磁感应定律及闭合电路欧姆定律得 设ab棒最终停在水平导轨上的位置与DP距离为x，选取水平向右为正方向，棒在水平导轨上减速运动过程，由电磁感应定律、欧姆定律及动量定理得平均感应电动势 磁通量 平均电流 平均安培力 安培力冲量 联立解得 14. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求： （1）线圈中感应电动势的最大值； （2）由图示位置转过90°角的过程产生的平均感应电动势； （3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。 【答案】（1） （2） （3）50W 【解析】 【小问1详解】 感应电动势的最大值 【小问2详解】 线圈转过90°角过程中产生的平均感应电动势 【小问3详解】 电压表示数为电压的有效值，则 电阻R两端的电压 则电阻R上消耗的功率 15. 某同学根据所学的电磁阻尼知识设计了如图所示的降落缓冲装置的基本原理图，均匀导线构成的正方形线框abcd质量为m，边长为L，总电阻为R。匀强磁场的磁感应强度为B，某时刻线框dc边刚好以速率v竖直进入磁场开始做减速运动，线框平面始终保持在竖直平面内，且ab边始终与水平的磁场边界面平行。空气阻力不计，重力加速度为g。求： （1）当dc边以速率v进入磁场时ba两点间的电势差Uba； （2）如果ab边刚进磁场的速率为，则线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q； （3）实际下落的物体可看作边长为l的金属正方体，质量为m，从侧面看该物体是在水平向右的匀强磁场中竖直下落，假设物体从静止开始就一直在磁场中运动，为方便计算，金属正方体的电阻可忽略不计，则该物体下落的加速度将如何变化，并说明能否起到缓冲作用。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 线框dc边以速率v进入磁场时，产生的感应电动势E=BLv 线框中的电流 根据右手定则可知，线框中的电流方向为逆时针方向，ab边相当于外电路，则b点电势高于a点电势，ba两点间的电势差为 【小问2详解】 线框进入磁场过程中，根据能量守恒定律有 解得 【小问3详解】 设物体下落的速度为时，产生的感应电动势为 由于下落的速度增大，则感应电动势增大，在金属导体内会产生感应电流，会产生安培力，安培力的方向向上。根据牛顿第二定律得mg-BIL = ma 解得 可知速度增大，加速度减小，能起到缓冲作用。 四、附加题（本题共一个小题，满分10分，学生得分计入总分，但总分不超过100分） 16. 如图，电阻不计的平行金属导轨固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，导轨间距L＝0.5m，导轨上端接一阻值R＝1Ω的电阻。匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感强度B＝2T。两导体棒a、b质量均为m＝1kg、电阻均为r＝0.5Ω，且导体棒a与导轨之间的滑动摩擦因数μ1＝0.5，导体棒b与导轨之间的滑动摩擦因数μ2＝0.8。开始时a棒固定，b棒静止，现让a棒由静止开始下滑，当b棒在安培力作用下刚要开始运动时，两棒恰好相碰，并一起向下运动（碰后瞬间的速度为碰前速度的一半）。a、b始终与导轨垂直并保持良好接触。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： （1）a棒跟b棒刚要相碰时，a棒的速度大小； （2）ab棒一起下滑的最大速度； （3）若两棒相碰后，一起下滑距离s＝m发现已经达到最大速度，求在这段时间内电阻R产生的焦耳热。 【答案】（1）0.5m/s；（2）2m/s；（3）J 【解析】 【分析】 【详解】（1）b棒刚要运动时，有 mgsin 37°＋BIbL＝μ2mgcos 37° 得 Ib＝0.4 A 此时a棒中的电流 整个电路的总电阻为 a棒产生的感应电动势 E＝BLv1 由闭合电路欧姆定律 E＝IaR总 得此时a棒的速度为 v1＝0.5m/s （2）ab棒碰撞过程动量守恒，有 mv1＋0＝2mv2 得 v2＝0.25m/s 最后匀速时速度最大，则电路中的电阻为 ab棒产生的感应电动势 E＝BLv3 回路中的感应电流 ab棒杆所受的安培力 F＝BIL 2mgsin37°＝BIL＋μ1mgcos37°＋μ2mgcos37° 得 v3＝2m/s （3）根据能量守恒：整个电路产生的焦耳热 得 电阻R产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 呼和浩特市第一中学2024~2025学年度第二学期高二年级第一次月考 物理试卷 满分：110分 时间：75分钟 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. 如图所示，甲→乙→丙→丁→甲过程是交流发电机发电示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（　　） A. 在图甲位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流最大 B. 从图乙位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为 C. 在图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最小 D. 在图丁位置时，感应电动势最大，流经电阻电流方向为从左至右 2. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图乙中的线圈。下列说法正确的是（　　） A. 穿过线圈的磁通量为 B. 永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大 C. 永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越大 D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为逆时针方向 3. 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分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘电阻为r，外电路电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则回路电流也变为原来的2倍 B. 若从上往下看，圆盘顺时针转动，电阻R两端a，b电势关系为 C. 圆盘转动转动过程中，克服安培力做功等于电阻R上生成的焦耳热 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 4. 如图所示，两根不计电阻的光滑金属导轨平行放置，导轨及其构成的平面均与水平面成某一角度，导轨上端用直导线连接，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。具有一定阻值的金属棒MN从某高度由静止开始下滑，下滑过程中MN始终与导轨垂直并接触良好，则MN所受的安培力F及其加速度a、速度v、电流I，随时间t变化的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，光滑水平面上的正方形导线框，以某一初速度进入竖直向下的匀强磁场并最终完全穿出。线框的边长小于磁场宽度。下列说法正确的是（　　） A. 线框在进和出磁场的两过程中动量变化量不相等 B. 线框在进和出磁场的两过程中产生的焦耳热相等 C. 线框在进和出磁场两过程中安培力的冲量不相等 D. 线框在进和出的两过程中通过导线横截面的电荷量相等 6. 理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若（　　） A. 电容C增大，L1灯泡变亮 B. 频率f增大，L2灯泡变亮 C. RG上光照增强，L3灯泡变暗 D. S接到b时，三个泡均变暗 7. 如图所示，边长为1m、电阻为的刚性正方形线框放在匀强磁场中，线框平面与磁场垂直。若线框固定不动，磁感应强度以均匀增大时，线框的发热功率为；若磁感应强度恒为，线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时，线框的发热功率为，则边所受最大的安培力为（　　） A. 0.5N B. 2N C. 1N D. 8. 根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻时，R0上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（　　） A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则R0上消耗的功率为4P B. 输电线路距离增加，若R0阻值增加一倍，则R0消耗的功率为2P C. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R0上消耗的功率为4P D. 若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则R0上消耗的功率为4P 9. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈L的磁场能为零 B. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 C. t1~t2过程电容器内电场强度逐渐增大 D. 过程，电容器带电量逐渐增大 10. 如图，足够长的间距d=1m的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面内，导轨间存在一个宽度L=1m的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B=0.5T，方向如图所示。一根质量ma=0.1kg，阻值R=0.5Ω的金属棒a以初速度v0=4m/s从左端开始沿导轨滑动，穿过磁场区域后，与另一根质量mb=0.2kg，阻值R=0.5Ω的原来静置在导轨上的金属棒b发生弹性碰撞，两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，则（　　） A. 金属棒a第一次穿过磁场时回路中有逆时针方向的感应电流 B. 金属棒a第一次穿过磁场时的速度为1m/s C. 金属棒a第一次穿过磁场区域的过程中，金属棒b上产生的焦耳热约为0.34J D. 金属棒a最终停在距磁场左边界0.8m处 二、实验题（本题包括第11和12两个小题，共16分；其中11题每空2分，满分6分；第12题每空2分，满分10分） 11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 干电池 B. 学生电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （3）原、副线圈上电压之比是否等于它们的匝数之比呢？实验发现数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 原、副线圈的电压不同步 C. 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 12. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 三、解答题（本题包括第13、14、15三个小题，共38分；其中第13题共10分，第14题共12分，第15题共16分；要求有必要的文字说明） 13. 如图所示，CDE和OPQ是间距为1m的光滑平行导轨，其中DE和PQ为水平导轨，CD和OP为倾角θ=53°的倾斜导轨，两部分导轨分别在D、P两处平滑连接，C、O和E、Q之间分别连接一个定值电阻R1和R2，整个装置处于磁感应强度为1T的竖直向上匀强磁场中，质量为0.15kg、电阻为0.8Ω、长度为1m的导体棒ab自CO处由静止释放，ab在到达P、D之前已经匀速，最终停在水平导轨上，ab运动过程中始终与导轨接触良好。已知R1=2Ω，R2=3Ω，不计导轨电阻，g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求： （1）ab运动到PD时整个电路消耗的电功率； （2）ab最终静止时的位置到DP的距离。 14. 如图所示，面积为0.02m2，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Ω，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或π表示。求： （1）线圈中感应电动势的最大值； （2）由图示位置转过90°角的过程产生的平均感应电动势； （3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率。 15. 某同学根据所学的电磁阻尼知识设计了如图所示的降落缓冲装置的基本原理图，均匀导线构成的正方形线框abcd质量为m，边长为L，总电阻为R。匀强磁场的磁感应强度为B，某时刻线框dc边刚好以速率v竖直进入磁场开始做减速运动，线框平面始终保持在竖直平面内，且ab边始终与水平的磁场边界面平行。空气阻力不计，重力加速度为g。求： （1）当dc边以速率v进入磁场时ba两点间的电势差Uba； （2）如果ab边刚进磁场的速率为，则线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q； （3）实际下落的物体可看作边长为l的金属正方体，质量为m，从侧面看该物体是在水平向右的匀强磁场中竖直下落，假设物体从静止开始就一直在磁场中运动，为方便计算，金属正方体的电阻可忽略不计，则该物体下落的加速度将如何变化，并说明能否起到缓冲作用。 四、附加题（本题共一个小题，满分10分，学生得分计入总分，但总分不超过100分） 16. 如图，电阻不计平行金属导轨固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，导轨间距L＝0.5m，导轨上端接一阻值R＝1Ω的电阻。匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感强度B＝2T。两导体棒a、b质量均为m＝1kg、电阻均为r＝0.5Ω，且导体棒a与导轨之间的滑动摩擦因数μ1＝0.5，导体棒b与导轨之间的滑动摩擦因数μ2＝0.8。开始时a棒固定，b棒静止，现让a棒由静止开始下滑，当b棒在安培力作用下刚要开始运动时，两棒恰好相碰，并一起向下运动（碰后瞬间的速度为碰前速度的一半）。a、b始终与导轨垂直并保持良好接触。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求： （1）a棒跟b棒刚要相碰时，a棒的速度大小； （2）ab棒一起下滑的最大速度； （3）若两棒相碰后，一起下滑距离s＝m发现已经达到最大速度，求在这段时间内电阻R产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$