精品解析：福建省宁德市福鼎市第四中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

福鼎四中2024-2025学年第二学期月考高二物理试题 一、单选题（16分） 1. 空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为的是（　　） A. 只有乙 B. 乙和丁 C. 甲、乙、丁 D. 甲、乙、丙、丁 2. 如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（　　） A. 在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B. 变压器原、副线圈匝数之比为25∶22 C. 线框中产生电动势的有效值为 D. 允许变压器输出的最大功率为5000W 3. 如图是变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，可以认为输入电压是不变的，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时（　　） A. 相当于在减少用电器数目 B. 变压器的输入功率在增大 C. V1表的示数不变，V2表的示数增大 D. A2表的示数增大，A1表的示数减小 4. LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（ ） A. 若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流方向由a向b B. 若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带正电 C. 若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电 D. 若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b 二、双选题（24分） 5. 如图表示交变电流的图象是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，L是自感系数足够大的线圈，电阻可忽略不计，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡。则下列说法中正确的是（  ） A. S闭合瞬间，三个灯同时亮，最后D1、D2熄灭，D3变亮 B. S闭合瞬间，D1、D2先亮，D3后亮，最后三个灯亮度一样 C S断开时，三个灯都亮一下再慢慢熄灭 D. S断开时，D3立即熄灭，D1、D2亮一下再慢慢熄灭 7. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 B. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 C. 曲线a表示的交变电动势频率为50 Hz D. 曲线b表示的交变电动势有效值为5V 8. 某电厂对用户进行供电的原理如图所示。发电机的输出电压为，输电线的总电阻，为了减小损耗采用了高压输电。变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为，用户获得的电压为，如果某次输电时发电厂的输出功率为，则下列说法中正确的有（ ） A. 输电线上的电流为100A B. 降压变压器的输入电压为6100V C. 用户获得的功率为 D. 降压变压器的匝数比为 三、填空题（10分） 9. 如图甲所示，N=10匝的线圈，线圈内有垂直纸面向里的变化磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。通过电阻R的电流方向______（填“a→b”或“b→a”）；电源的电动势即产生的感应电动势E=______V。若线圈阻，电阻，则Uab=______V。 10. 如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向___________（选填“左”或“右”）运动。 11. 有一正弦交流电源，如图所示，电压有效值U＝120V，频率为f＝50Hz，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0＝60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间为________s。 四、实验题（10分） 12. 某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压． （1）下列操作正确的是________ A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 （2）该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”、“减小”或“不变”）． 13. 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A线圈从B线圈中拔出 D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中 （2）如图，乙同学将条形磁铁从B线圈上方由静止释放，使其笔直落入B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”）。 五、计算题（40） 14. 如图所示，光滑平行导轨置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面。导轨间距l=0.4m，一端接有电阻R=0.4Ω，其余部分电阻不计。导体棒ab的电阻r=0.1Ω，以v=5m/s的速度向右匀速运动，运动过程中与导轨接触良好。求： (1)回路中感应电流I的大小并判断导体棒ab中的电流方向； (2)导体棒所受安培力F大小； (3)电阻R上消耗的功率P。 15. 如图所示为交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈为n匝的矩形线圈，边长ab=L1、ad=L2绕OO′轴在磁感强度为B的磁场中以角速度ω转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r，外电路负载电阻为R，试求： （1）电路中伏特表示数； （2）线圈每转动一周，外力所做的功。 16. 如下图所示，在距离水平地面h=0.8m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场。正方形线框abcd的边长l=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.08Ω。某时刻对线框施加竖直向上的恒力F=2N，且ab边进入磁场时线框以v0=2m/s的速度恰好做匀速运动。当线框全部进入磁场后，立即撤去外力F，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面。整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10m/s2。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间； （3）线框落地时速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 福鼎四中2024-2025学年第二学期月考高二物理试题 一、单选题（16分） 1. 空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，在如图所示的几种情况中，金属导体中产生的感应电动势为的是（　　） A. 只有乙 B. 乙和丁 C. 甲、乙、丁 D. 甲、乙、丙、丁 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】根据感应电动势表达式 适用于B、L、两两垂直，甲正确，丙错误； 乙图中只有竖直边产生电动势，且电动势为BL，水平边不切割磁感线不产生电动势，故乙正确； 丁图半圆的等效长度为L，且互相垂直，故产生电动势为BL，故丁图正确。 故选C。 2. 如图所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V，60W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（　　） A. 在图示位置线框中产生的感应电动势最大 B. 变压器原、副线圈匝数之比为25∶22 C. 线框中产生电动势的有效值为 D. 允许变压器输出的最大功率为5000W 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，此时线圈和磁场垂直，此时线框的磁通量最大，感应电动势为0，所以A错误； C．矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为 故有效值为250V，故C错误； B．由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为 故B正确； D．由于熔断器允许通过的最大电流为10A，所以允许变压器输出的最大功率为 P=UI=250×10W=2500W 故D错误。 故选B。 3. 如图是变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，可以认为输入电压是不变的，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时（　　） A. 相当于在减少用电器数目 B. 变压器的输入功率在增大 C. V1表的示数不变，V2表的示数增大 D. A2表的示数增大，A1表的示数减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．当滑动变阻器触头P向下移动时，导致总电阻减小，由于用电器是并连接入电路，所以数目增加时，电阻则会减小，故A错误； B．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，A2的示数变大，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，故B正确； C．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，虽然滑动变阻器触头P向下移动，但由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压也不变，所以V2的示数不变，故C错误； D．由于变压器的输入的功率和输出的功率相等，由于副线圈的电阻减小了，A2的示数变大，输出的功率变大了，所以原线圈的输入的功率也要变大，因为输入的电压不变，所以输入的电流要变大，所以A1的示数变大，所以D错误； 故选B。 4. LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（ ） A. 若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流方向由a向b B. 若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带正电 C. 若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电 D. 若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b 【答案】C 【解析】 【详解】AB．若磁场正在减弱，则磁场能在减小，电场能在增大，电容器在充电，根据磁感线的方向，由右手螺旋定则可以判断出电流方向由b向a，故电容器上极板带负电，故AB错误； CD．若磁场正在增强，则电场能在减小，电容器在放电，根据磁感线的方向，由右手螺旋定则可以判断出电流方向由b向a，故电容器上极板带正电，故C正确，D错误。 故选C。 二、双选题（24分） 5. 如图表示交变电流的图象是（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】交变电流电流大小和方向都随时间呈周期性变化，故CD正确，AB错误。 故选CD。 6. 如图所示，L是自感系数足够大的线圈，电阻可忽略不计，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡。则下列说法中正确的是（  ） A. S闭合瞬间，三个灯同时亮，最后D1、D2熄灭，D3变亮 B. S闭合瞬间，D1、D2先亮，D3后亮，最后三个灯亮度一样 C. S断开时，三个灯都亮一下再慢慢熄灭 D. S断开时，D3立即熄灭，D1、D2亮一下再慢慢熄灭 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1、D2和D3是三个完全相同的小灯泡； S闭合瞬间，由于线圈的电流增加，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的增加，所以三灯同时亮，当电流稳定时，由于线圈电阻可忽略不计，所以D1、D2熄灭，D3变亮，故A正确，B错误； CD．S断开，D3立即熄灭，但由于线圈的电流减小，导致线圈中出现感应电动势从而阻碍电流的减小，所以D1、D2亮一下再慢慢熄灭，故C错误，D正确。 故选AD。 7. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 B. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 C. 曲线a表示的交变电动势频率为50 Hz D. 曲线b表示的交变电动势有效值为5V 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图可知，a的周期为；b的周期为，则由n=可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2，A错误； B．在t=0时刻，此时磁通量最大，线圈一定处在中性面上，B正确； C．曲线a的交变电流的频率 C错误； D．曲线a、b对应的线圈转速之比为，即角速度之比为3：2，根据 得 曲线a表示的交变电动势最大值是15V，曲线b表示的交变电动势最大值是，则有效值为 D正确。 故选BD。 8. 某电厂对用户进行供电的原理如图所示。发电机的输出电压为，输电线的总电阻，为了减小损耗采用了高压输电。变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比为，用户获得的电压为，如果某次输电时发电厂的输出功率为，则下列说法中正确的有（ ） A. 输电线上的电流为100A B. 降压变压器的输入电压为6100V C. 用户获得的功率为 D. 降压变压器的匝数比为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．升压变压器原线圈电流为 根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系 解得输电线上的电流为 故A正确； B．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 降压变压器的输入电压 故B正确； C．输电线上损失的功率 用户获得的功率为 故C错误； D．降压变压器的匝数比为 故D错误 故选AB。 三、填空题（10分） 9. 如图甲所示，N=10匝的线圈，线圈内有垂直纸面向里的变化磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。通过电阻R的电流方向______（填“a→b”或“b→a”）；电源的电动势即产生的感应电动势E=______V。若线圈阻，电阻，则Uab=______V。 【答案】 ①. a→b ②. 10 ③. 7.5 【解析】 【详解】[1]由图可知，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向应垂直纸面向外，根据右手螺旋定则可知，感应电流的方向为逆时针方向，所以通过电阻R的电流方向为a→b； [2]根据法拉第电磁感应定律可得 V=10V [3]根据欧姆定律有 V 10. 如图，金属环A用轻线悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若变阻器滑片P向左移动，则金属环A将向___________（选填“左”或“右”）运动。 【答案】左 【解析】 【详解】变阻器滑片P向左移动，电阻变小，电流变大，通电螺线管产生的磁场将增强，通过金属环A中的磁通量将变大，根据楞次定律，金属环A中感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相反，故相互排斥，则金属环A将向左运动。 11. 有一正弦交流电源，如图所示，电压有效值U＝120V，频率为f＝50Hz，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0＝60V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间为________s。 【答案】2400 【解析】 【详解】由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得 因t=0时交流电的瞬时电压 U=0 则交流电的瞬时表达式为 如图所示 画出一个周期内交流电的U-t图像，其中阴影部分对应的时间表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为，当 时，由上式得 再由对称性求得一个周期内能发光的时间 再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为 四、实验题（10分） 12. 某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压． （1）下列操作正确的是________ A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 （2）该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”、“减小”或“不变”）． 【答案】 ①. D； ②. 减小； 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故ABC错误，D正确； （2）[2]原线圈的电压U1不变，根据变压比公式 保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小； 13. 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A线圈从B线圈中拔出 D. 开关闭合时将A线圈倒置再重新插入B线圈中 （2）如图，乙同学将条形磁铁从B线圈上方由静止释放，使其笔直落入B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”）。 【答案】（1）CD （2）磁通量变化率 （3）负极 【解析】 【小问1详解】 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。 【小问2详解】 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。 小问3详解】 使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，测量时欧姆挡指针没有偏转，根据多用电表欧姆挡黑表笔接表内电源的正极，由红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极。 五、计算题（40） 14. 如图所示，光滑平行导轨置于磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面。导轨间距l=0.4m，一端接有电阻R=0.4Ω，其余部分电阻不计。导体棒ab的电阻r=0.1Ω，以v=5m/s的速度向右匀速运动，运动过程中与导轨接触良好。求： (1)回路中感应电流I的大小并判断导体棒ab中的电流方向； (2)导体棒所受安培力F的大小； (3)电阻R上消耗的功率P。 【答案】（1）0.4A，方向由b到a；（2）0.016N；（3）0.064W 【解析】 【详解】(1)导体棒切割产生的感应电动势 E=Blv 回路中感应电流 联立解得 I=0.4A 方向由b到a (2)导体棒ab所受安培力 F=BIl F=0.016N (3)电阻R上消耗的功率 P=I2R P=0.064W 15. 如图所示为交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈为n匝的矩形线圈，边长ab=L1、ad=L2绕OO′轴在磁感强度为B的磁场中以角速度ω转动（不计一切摩擦），线圈电阻为r，外电路负载电阻为R，试求： （1）电路中伏特表的示数； （2）线圈每转动一周，外力所做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 分析】 【详解】（1）电路中产生的感应电动势 有效值 电阻两端的电压 即为电路中伏特表的示数； （2）由能量守恒可得，外力在一个周期内做的功就等于该电源做的功 又 联立可得 16. 如下图所示，在距离水平地面h=0.8m的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向内的匀强磁场。正方形线框abcd的边长l=0.2m，质量m=0.1kg，电阻R=0.08Ω。某时刻对线框施加竖直向上的恒力F=2N，且ab边进入磁场时线框以v0=2m/s的速度恰好做匀速运动。当线框全部进入磁场后，立即撤去外力F，线框继续上升一段时间后开始下落，最后落至地面。整个过程线框没有转动，线框平面始终处于纸面内，g取10m/s2。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）线框从开始进入磁场运动到最高点所用的时间； （3）线框落地时速度的大小。 【答案】（1）1T；（2）0.3s；（3）4m/s 【解析】 【详解】（1）线框的ab边刚进入磁场时，感应电流的大小为 线框恰好做匀速直线运动，有 解得 （2）设线框进入磁场做匀速直线运动的时间为t1，有 线框全部进入磁场后做竖直上抛运动到最高点，所用时间为 所以线框从进入磁场到最高点所用时间为 （3）线框从最高点回到磁场边界时速度大小不变，线框所受安培力大小也不变，其方向竖直向上，且 所以线框穿出磁场过程仍然做匀速直线运动，之后做匀加速直线运动，有 代入数据解得线框落地的速度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$