精品解析：天津市第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

天津一中2024-2025-2高二年级物理学科单元检测 一、单项选择。 1. 如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L（有铁芯）与电源E连接，下列说法正确的是（　　） A. S闭合瞬间，a灯发光b灯不发光 B. S闭合瞬间，a灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭 C. S断开瞬间，b灯“闪”一下后熄灭 D. S断开瞬间，a灯电流方向向右 2. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，从中性面开始转过180°过程中，感应电动势的最大值和平均值之比为 A. B. C. D. 3. 如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，产生的交变电流的e-t图像如图所示，由图中信息可以判断（　　） A. 在0.01s时刻磁通量的变化率最大 B. 在1s内交变电流的方向改变50次 C. 线圈转到右图位置时，感应电流的方向为adcba D. 感应电动势瞬时值为22V时，线框平面与中性面夹角为45° 4. 面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中。图甲中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO'轴做匀速转动：图乙中磁场的变化规律为，从图示时刻起计时，则（　　） A. 两线圈中的磁通量变化规律均为 B. 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C. 两线圈中产生的交变电流的有效值不同 D. 从此刻起，时间内流过线圈截面的电荷量不同 5. 如图为两个有界匀强磁场，左右两边磁感应强度大小分别为B和2B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正。则下列说法正确的是（　　） A. 在的过程中，磁通量的变化量为2BL2 B. 在的过程中，电路中产生的平均感应电动势为E=3BLv C. 在的过程中产生的电功率是的过程中产生的电功率的9倍 D. 在的过程中产生的安培力大小是的过程中产生的安培力大小的3倍 二、多项选择。 6. 单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ） A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 7. 如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ） A. R的发热功率不变 B. 电压表的示数不变 C. 电流表示数变大 D. 电流表的示数变小 8. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率Р线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出电流I1=40A B. 输电线上的电流Ⅰ线=625A C. 降压变压器的匝数比n3：n4=190：11 D. 用户得到的电流I4=432A 三、填空题。 9. 如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则电源电压U0为_________，电源的输出功率P0为___________。 10. 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：_________；（填字母） 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）观察两个线圈的导线，发现粗细不间，导线粗的线圈匝数___________；（填“多”或“少”） （3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是__________；（填字母） A. B. C. D. （4）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为_______﹔（填字母） A. 1.5V B. 6.0V C. 7.0V （5）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是________。（填字母） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 四、计算题。 11. 两根平行的导电轨道MN、PQ右端置于水平面上，左端与水平面成37°角，整个轨道处于竖直向上的匀强磁场中，导体棒ab与左侧轨道垂直放置，导体棒cd与右侧轨道垂直放置，如图甲所示，已知轨道间距L=1m，匀强磁场的磁感应强度B=1T，两导体棒的质量均为m=1kg，电阻Rab=10Ω，Rcd=5Ω，导体棒cd与轨道之间无摩擦力，导电轨道的电阻不计，当导体棒cd受到外力F（图中未画出）作用，在水平面内按图乙所示的正弦规律往复运动（规定cd棒向右运动为正方向）时，导体棒ab始终保持静止状态，求： （1）导体棒cd两端电压随时间t变化的规律； （2）0~5s内外力F做功W； （3）导体棒ab与倾斜轨道间的最大静摩擦力至少为多大。 12. 如图所示，水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁感应强度为B。矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处，导线框粗细均匀，ab边长为，bd边长为，导线框的质量为m，电阻为R。磁场方向垂直于线框平面，磁场高度。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为：当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为。运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g。求： （1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h； （2）cd边刚离开磁场时速度； （3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q； （4）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 天津一中2024-2025-2高二年级物理学科单元检测 一、单项选择。 1. 如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L（有铁芯）与电源E连接，下列说法正确的是（　　） A. S闭合瞬间，a灯发光b灯不发光 B. S闭合瞬间，a灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭 C. S断开瞬间，b灯“闪”一下后熄灭 D. S断开瞬间，a灯电流方向向右 【答案】B 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，故A错误； B．闭合开关瞬间，a灯立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应电流逐渐减小至0，因为a灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过a灯的电流逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以稳定时a灯被短路，最后熄灭，故B正确； C．断开开关瞬间，b灯断路无电流流过，立即熄灭，故C错误； D．断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流水平向右，通过a灯的电流向左，故D错误。 故选B。 2. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，从中性面开始转过180°过程中，感应电动势的最大值和平均值之比为 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】线圈从中性面转动180°过程中，感应电动势的平均值为： 感应电动势的最大值 Em=NBSω 感应电动势的最大值和平均值之比是． A．，与结论相符，选项A正确； B．，与结论不相符，选项B错误； C．，与结论不相符，选项C错误； D．，与结论不相符，选项D错误； 3. 如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，产生的交变电流的e-t图像如图所示，由图中信息可以判断（　　） A. 在0.01s时刻磁通量变化率最大 B. 在1s内交变电流的方向改变50次 C. 线圈转到右图位置时，感应电流的方向为adcba D. 感应电动势瞬时值为22V时，线框平面与中性面的夹角为45° 【答案】D 【解析】 【详解】A．0.01s时刻，电动势为零，磁通量最大，磁通量的变化率为零，故A错误； B．由图可知，线圈转动周期为0.02s，一个周期内电流方向改变两次，所以线圈1s内电流方向改变100次，故B错误． C．线圈转到右图位置时，根据右手定则可知感应电流的方向为abcda，故C错误； D．当时，电动势为零，线框平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为 电动势瞬时值为22V时，代入瞬时表达式，则线框平面与中性面的夹角正弦值 所以线框平面与中性面的夹角为45°，故D正确。 故选D。 4. 面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中。图甲中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO'轴做匀速转动：图乙中磁场的变化规律为，从图示时刻起计时，则（　　） A. 两线圈中的磁通量变化规律均为 B. 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C. 两线圈中产生交变电流的有效值不同 D. 从此刻起，时间内流过线圈截面的电荷量不同 【答案】A 【解析】 【详解】由于甲线圈在磁场中以周期T绕OO'轴作匀速转动，所以其角速度为 其磁通量为 图乙中磁场的变化规律为 其磁通量为 所以两线圈在面积相同的情况下两者的磁通量的变化规律相同，那么两者实际产生的交流电是相同的，因此两线圈中感应电动势达到最大值的时刻、两线圈中产生的交流电流的有效值、时间内流过线圈截面的电量都是相同的。 故选A。 5. 如图为两个有界匀强磁场，左右两边磁感应强度大小分别为B和2B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正。则下列说法正确的是（　　） A. 在的过程中，磁通量的变化量为2BL2 B. 在的过程中，电路中产生的平均感应电动势为E=3BLv C. 在的过程中产生的电功率是的过程中产生的电功率的9倍 D. 在过程中产生的安培力大小是的过程中产生的安培力大小的3倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在的过程中，线圈在磁场中的面积变化了，所以磁通量变化了 故A错误； B．在的过程中，线圈的磁通量变化了 则平均感应电动势 故B正确； C．在的过程中，产生的电动势为 感应电流为 电功率为 同理，在的过程中 所以 故C正确； D．在的过程中，左，右两条边受安培力方向相同，有 同理，在的过程中，只有右边受培力，大小为 联立，可得 故D错误。 故选BC。 二、多项选择。 6. 单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ） A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势有效值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 【答案】BC 【解析】 【详解】由图像可知时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；由图可知交流电的周期为T，则，由交流电的电动势的最大值为，则有效值为，故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，，故C正确；从0时刻到时刻的平均感应电动势为，故D错误． 7. 如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ） A. R的发热功率不变 B. 电压表的示数不变 C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小 【答案】BC 【解析】 【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由 可知电流表的示数变大，根据 因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确； B．根据理想变压器电压比等于匝数比 可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确； D．根据理想变压器电流与匝数关系可得 由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。 故选BC。 8. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率Р线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流I1=40A B. 输电线上的电流Ⅰ线=625A C. 降压变压器的匝数比n3：n4=190：11 D. 用户得到的电流I4=432A 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据电功率可得 则发电机输出的电流为 故A错误； B．输电线上损失功率，由 可得输电线上的电流为 故B错误； CD．降压变压器原、副线圈得到的功率为 则降压变压器副线圈电流为 根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得降压变压器的匝数比为 故CD正确。 故选CD。 三、填空题。 9. 如图，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则电源电压U0为_________，电源的输出功率P0为___________。 【答案】 ①. 4U ②. 4P 【解析】 【详解】[1] 设灯泡正常发光时，额定电流为。由题图可知，原线圈中电流 副线圈中两灯并联，副线圈中， 根据理想变压器的基本规律得 得 所以 [2] 电源的输出功率为 10. 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：_________；（填字母） 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）观察两个线圈的导线，发现粗细不间，导线粗的线圈匝数___________；（填“多”或“少”） （3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是__________；（填字母） A. B. C. D. （4）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为_______﹔（填字母） A. 1.5V B. 6.0V C. 7.0V （5）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是________。（填字母） A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 整体隔离法 【答案】（1）D （2）少 （3）BD （4）C （5）A 【解析】 【小问1详解】 观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。 故选D。 【小问2详解】 根据可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。 【小问3详解】 实验中需要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4详解】 若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2:1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为V 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。 故选C。 【小问5详解】 实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 四、计算题。 11. 两根平行的导电轨道MN、PQ右端置于水平面上，左端与水平面成37°角，整个轨道处于竖直向上的匀强磁场中，导体棒ab与左侧轨道垂直放置，导体棒cd与右侧轨道垂直放置，如图甲所示，已知轨道间距L=1m，匀强磁场的磁感应强度B=1T，两导体棒的质量均为m=1kg，电阻Rab=10Ω，Rcd=5Ω，导体棒cd与轨道之间无摩擦力，导电轨道的电阻不计，当导体棒cd受到外力F（图中未画出）作用，在水平面内按图乙所示的正弦规律往复运动（规定cd棒向右运动为正方向）时，导体棒ab始终保持静止状态，求： （1）导体棒cd两端电压随时间t变化的规律； （2）0~5s内外力F做的功W； （3）导体棒ab与倾斜轨道间的最大静摩擦力至少为多大。 【答案】（1） （2）24J （3）6.32N 【解析】 【小问1详解】 导体棒cd运动所产生的感应电动势 回路中电流 所以导体棒cd两端的电压 【小问2详解】 由（1）问知，导体棒中的电流是正弦式交流电，其有效值 5s内整个回路所产生的热 导体棒cd增加的动能为=18J 所以，在这5s内外力F做的功=24J 小问3详解】 分析可知，当导体棒ab受向下的安培力最大时，静摩擦力最大，由力的平衡有导体棒ab与导轨间的摩擦力至少为 解得f=6.32N 12. 如图所示，水平地面上方有一高度为H、界面分别为PQ、MN的匀强磁场，磁感应强度为B。矩形导线框abcd在磁场上方某一高度处，导线框粗细均匀，ab边长为，bd边长为，导线框的质量为m，电阻为R。磁场方向垂直于线框平面，磁场高度。线框从某高处由静止落下，当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为：当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为。运动过程中，线框平面位于竖直平面内，上、下两边始终平行PQ。空气阻力不计，重力加速度为g。求： （1）线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度h； （2）cd边刚离开磁场时的速度； （3）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场过程中，线框产生的焦耳热Q； （4）从线框的cd边进入磁场至线框的ab边刚进入磁场的过程中，通过线框导线某一横截面的电荷量q。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 当线框的cd边刚进入磁场时，线框的加速度方向向下、大小为，根据牛顿第二定律得： 代入数据解得： 则线框开始下落时cd边距离磁场上边界PQ的高度为：； 【小问2详解】 当线框的cd边刚离开磁场时，线框的加速度方向向上、大小为，根据牛顿第二定律得： 解得： 【小问3详解】 对线框的cd边进入磁场至cd边刚出磁场的过程运用能量守恒得 解得： 【小问4详解】 根据法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势为： 根据电流定义式有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$