精品解析：山东省泰安市宁阳县第一中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

高二年级下学期第一次阶段性测试 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于分子热运动说法中正确的是（　　） A. 0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 B. 布朗运动就是液体分子的无规则热运动 C. 扩散现象表明分子在做永不停息的热运动 D. 微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显 2. 如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ） A. 回路的周期为0.02s B. 回路电流最大时电容器中电场能最大 C. 时线圈中磁场能最大 D 时回路中电流沿顺时针方向 3. 如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置为中性面，线圈中无感应电流 B. 图示位置ab边的感应电流方向为b→a C. 线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 D. 线圈每转动一周，电流方向改变两次 4. 如图所示为一理想自耦式变压器，原线圈两端加220V交流电，V1、V2为理想电压表。下列说法正确的是（　　） A. 若P不动，F向下滑动，V1、V2示数都变小 B. 若P不动，F向上滑动，灯泡消耗的功率变小 C. 若F不动，P向上滑动，V1示数不变、V2示数增大 D. 若F不动，P向下滑动，灯泡消耗的功率变小 5. 两个相同的电阻R1、R2和两个相同的灯泡A1、A2与两个线圈L连接成如下甲、乙两电路，在实验过程中灯泡均没有烧毁，线圈的直流电阻很小、自感系数很大．下列说法正确的是( ) A. 在电路甲中，S闭合，灯泡A1逐渐变亮，并能稳定发光 B. 在电路甲中，S先闭合待稳定后再断开，灯泡A1不亮 C. 在电路乙中，S闭合，灯泡A2逐渐变亮，直到稳定发光 D. 在电路乙中，S先闭合待稳定后再断开，灯泡A2将闪一下，再熄灭 6. 如图所示，一理想变压器的原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比为9∶1，原线圈串联定值电阻R1，副线圈接滑动变阻器R2。当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，R1、R2消耗的功率之比为2∶9。则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈回路中滑动变阻器两端的电压为22V B. 此时定值电阻R1与滑动变阻器接入电路的阻值之比为18∶1 C. 若滑动变阻器滑片向上移动，电阻R1的功率增大 D. 若原线圈匝数可调，现原、副线圈的匝数比变为3∶1，滑动变阻器滑片处于原位置不动，电阻R1的功率减小 7. 如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（ ） A. k = 2、m = 2、n = 2 B. C. D. 8. 如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图甲所示，先后用不同的交流电源给同一个灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图乙所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图丙所示。若图乙、丙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是（ ） A. 第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B. 第二次灯泡两端的电压有效值是U0 C. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9 D. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5 10. 如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨和，与平行，是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆的O端与e点用导线相接，P端与圆弧接触良好，初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（　　） A. 杆产生的感应电动势恒定 B. 杆受到安培力不变 C. 杆做匀加速直线运动 D. 杆中的电流逐渐减小 11. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 发电机的输出电流为368A B. 输电线上损失的功率为4 kW C. 输送给储能站的功率为408 kW D. 升压变压器的匝数比 12. 如图，水平放置的粗糙导轨宽为L1，abcd和efgh区域内有磁感应强度大小均为B、方向均垂直于纸面向里的匀强磁场，ab、cd、ef、gh均与导轨垂直，ad=de=eh=L2。一质量为m的导体棒在恒定拉力F的作用下从ab左侧某处由静止开始运动，通过ab、ef时的速度大小相等。已知导体棒的电阻为R，与导轨接触良好且摩擦力大小恒为，不计其他电阻，则（　　） A. 导体棒通过abcd磁场区域的过程中可能做加速直线运动 B. 导体棒通过abcd磁场区域过程中，通过导体棒某一横截面的电荷量为 C. 导体棒通过abcd磁场区域的时间大于通过cfed无磁场区域的时间 D. 导体棒通过两磁场区域产生的总焦耳热为Q=2FL2 三、非选择题：共60分。 13. 在做“探究感应电流的方向”实验中，某同学做如下探究： （1）首先按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是　　　　（填选项前的字母）。 A. 测量电路中的电流大小 B. 检查干电池电量是否充足 C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 （2）接下来，用图（c）装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕向。在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，则条形磁铁的下端是 ________________极（填“N”或“S”） （3）该同学想利用探究所得结论，推断图（d）中螺线管的导线绕向。当条形磁体N极向下快速插入螺线管时，二极管发光。则可推断该螺线管的导线绕向应如图____（填“e”或“f”）中粗线所示。  14. 炎热的夏季，养殖户用自动控温通风系统对养殖场进行控温。要求当养殖场内的温度升高到26℃时，通风系统立即启动。某同学设计的通风系统工作原理如图甲所示：虚线框内的两接线柱接测温电阻RT。当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。 提供的器材为：直流电源（电动势E=5V，内阻忽略不计）； 电阻箱（阻值范围均为）；控制电路模块（电阻可视为无穷大）； 两测温电阻（工作特性分别如图乙、丙所示）。根据原理，选择器材，并完成调试： （1）图甲中测温电阻应选用______（选填“RT1”或“RT2”）； （2）接好测温电阻后，为实现26℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至______kΩ、电阻箱R1的阻值调至______kΩ，再闭合开关K1，测试通风系统能否正常工作。若能正常工作，再将开关K2拨回触点a即可。（本问结果均保留2位有效数字） （3）若长时间使用电阻箱老化后的电阻率会变大，若不对其阻值进行调整，当通风系统再次启动时，养殖场内的实际温度要______（选填“高”或“低”）于设定的启动温度26℃。 15. 如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1T，角速度为，电阻为R＝10Ω，求： （1）线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？ （2）写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻）； （3）线圈转动过程中产生的热功率多大。 16. 如图所示，空间存在一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两根固定的足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l。在导轨上面平放着两根平行的导体棒ab和cd，质量分别是2m和m，电阻分别是R和2R，其余部分电阻可忽略不计。初始时刻cd棒静止，给ab棒一个向右的初速度v0，则： （1）从开始运动到最终稳定，电路中产生多少电能？ （2）从开始运动到最终稳定，两棒之间的距离减少了多少？ 17. 某村庄较远处修建了一座小型水电站．河水的流量，落差h=3.2m。河水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。已知发电机的输出电压，用户需要的电压，两地间输电线的总电阻，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，水的密度。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度。求： （1）发电机的输出功率； （2）输电线上通过的电流及降压变压器的输入电压； （3）升压、降压变压器上原副线圈匝数比及。 18. 如图所示，电阻不计的平行金属导轨PQ、MN固定在倾角α=37°的绝缘斜面上，导轨下端接R0=2的电阻，导轨间的距离d=1m。磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，两导体棒a、b的质量均为m=1kg，接入电路的电阻均为R1=1，导体棒a与导轨间的动摩擦因数μ1=0.8，导体棒b与导轨间的动摩擦因数μ2=0.5，开始时导体棒a静止在导轨上，现让b棒从a棒上方一定距离的导轨上由静止释放，当a棒刚要开始运动时，a、b棒恰好相碰，碰后并联在一起向下运动。a、b棒始终与导轨垂直并保持良好的接触。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求： （1）a棒刚要开始运动时，b棒的速度大小； （2）a、b棒相碰后一起下滑过程中最大速度的大小； （3）若两棒相碰后，经过t=7s已经达到最大速度，这段时间内电路中电阻产生的焦耳热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级下学期第一次阶段性测试 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列关于分子热运动的说法中正确的是（　　） A. 0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 B. 布朗运动就是液体分子的无规则热运动 C. 扩散现象表明分子在做永不停息的热运动 D. 微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子的热运动永不停息，故A错误； B．布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误； C．扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故C正确； D．微粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误。 故选C。 【点睛】注意区分分子热运动和布朗运动的异同点。 2. 如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（ ） A. 回路的周期为0.02s B. 回路的电流最大时电容器中电场能最大 C. 时线圈中磁场能最大 D. 时回路中电流沿顺时针方向 【答案】C 【解析】 【详解】A．以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如下： 时电容器下极板带正电荷且最大，根据图像可知周期为，故A错误； B．根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0，故B错误； CD．时，经过，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方向，说明电容器放电完毕，电能全部转化为磁场能，此时磁场能最大，故C正确，D错误。 故选C． 3. 如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A. 图示位置为中性面，线圈中无感应电流 B. 图示位置ab边的感应电流方向为b→a C. 线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 D. 线圈每转动一周，电流方向改变两次 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈平面与磁场方向平行不是中性面，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的感应电动势最大，感应电流最大，A错误； B．线圈处于题图所示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，B错误； C．线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的感应电动势最大，感应电流最大，可知线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，C错误； D．线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流方向改变，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，D正确。 故选D。 4. 如图所示为一理想自耦式变压器，原线圈两端加220V交流电，V1、V2为理想电压表。下列说法正确的是（　　） A. 若P不动，F向下滑动，V1、V2示数都变小 B. 若P不动，F向上滑动，灯泡消耗的功率变小 C. 若F不动，P向上滑动，V1示数不变、V2示数增大 D. 若F不动，P向下滑动，灯泡消耗的功率变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．若P不动，F向下滑动，原线圈电压U1由交流电源决定，故V1示数不变，根据原、副线圈电压比等于匝数比有 由于副线圈匝数n2减小，可知副线圈两端电压U2减小，由于副线圈电阻都不变，可知V2示数变小，故A错误； B．若P不动，F向上滑动，根据 可知副线圈两端电压U2增大，由于副线圈电阻都不变，可知副线圈电流增大，灯泡消耗的功率变大，故B错误； C．若F不动，P向上滑动，根据 可知原线圈电压U1、副线圈两端电压U2不变，滑动变阻器接入电路电阻减小，可知副线圈电流增大，可知灯泡两端电压增大，滑动变阻器两端电压减小，即V2示数变小，故C错误； D．若F不动，P向下滑动，根据 可知原线圈电压U1不变，副线圈两端电压U2不变，滑动变阻器接入电路电阻增大，副线圈电流减小，故灯泡消耗的功率变小，故D正确。 故选D。 5. 两个相同的电阻R1、R2和两个相同的灯泡A1、A2与两个线圈L连接成如下甲、乙两电路，在实验过程中灯泡均没有烧毁，线圈的直流电阻很小、自感系数很大．下列说法正确的是( ) A. 在电路甲中，S闭合，灯泡A1逐渐变亮，并能稳定发光 B. 电路甲中，S先闭合待稳定后再断开，灯泡A1不亮 C. 在电路乙中，S闭合，灯泡A2逐渐变亮，直到稳定发光 D. 在电路乙中，S先闭合待稳定后再断开，灯泡A2将闪一下，再熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A. 在电路甲中，开关闭合瞬间，由于线圈自感系数很大，电流为零，A1灯立刻变亮；通过线圈的电流逐渐增大，由于线圈的直流电阻很小，最后线圈将灯泡A1短路，灯泡逐渐熄灭，故A错误； B. 在电路甲中，S先闭合待稳定后再断开，由于自感作用，自感线圈中电流逐渐减小，线圈和灯泡A1、电阻R1组成回路，灯泡A1发光，故B错误； C．在电路乙中，S闭合瞬间，由于磁能量增大，线圈产生自感电动势，这个自感电动势将阻碍电流的增大，所以通过A2灯的电流逐渐增大，灯泡A2逐渐变亮，直到稳定发光，故C正确； D．在电路乙中，S先闭合待稳定后再断开的瞬间，线圈产生自感电动势，电路中的电流逐渐减小，所以此瞬间通过A2灯的电流不会比开关闭合稳定时大，灯泡A2不会闪一下再熄灭，故D错误． 故选C 点睛：当通过线圈的电流发生变化时，会产生感应电动势去阻碍线圈中电流的变化．但阻碍不等于阻止，只能使其慢慢的变化．以次判断电流的大小，确定灯泡亮度的变化． 6. 如图所示，一理想变压器的原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，原、副线圈的匝数比为9∶1，原线圈串联定值电阻R1，副线圈接滑动变阻器R2。当滑动变阻器滑片P位于某一位置时，R1、R2消耗的功率之比为2∶9。则下列说法正确的是（　　） A. 副线圈回路中滑动变阻器两端的电压为22V B. 此时定值电阻R1与滑动变阻器接入电路的阻值之比为18∶1 C. 若滑动变阻器滑片向上移动，电阻R1功率增大 D. 若原线圈匝数可调，现原、副线圈的匝数比变为3∶1，滑动变阻器滑片处于原位置不动，电阻R1的功率减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．原副线圈的功率总是相等，则R2消耗的功率也就等于原线圈的功率，所以R1、原线圈消耗的功率之比为，而流过R1和原线圈的电流相等，根据，可知R1、原线圈的电压之比也是，则原线圈电压为 则副线圈电压为 可知副线圈回路中滑动变阻器两端的电压为20V，故A错误； B．R1电压为 根据电功率公式，可得此时定值电阻与滑动变阻器接入的阻值之比为，故B正确； C．将变压器与滑动变阻器看成一个等效电阻，则有 若滑动变阻器滑片向上移动，滑动变阻器接入电路阻值增大，则等效电阻阻值增大；等效电阻与R1串联，则通过R1的电流减小，电阻R1的功率减小，故C错误； D．若原线圈匝数可调，现原、副线圈的匝数比变为3∶1，根据 可知等效电阻阻值减小；等效电阻与R1串联，则通过R1的电流增大，电阻R1的功率增大，故D错误。 故选B。 7. 如图1所示，光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上，轨道间连接一可变电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中，第一次对应直线①，初始拉力大小为F0，改变电阻阻值和磁感应强度大小后，第二次对应直线②，初始拉力大小为2F0，两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n，则k、m、n可能为（ ） A. k = 2、m = 2、n = 2 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动，则在v = 0时分别有 ， 则第一次和第二次运动中，杆从静止开始运动相同位移的时间分别为 ， 则 第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有，整理有 则可知两次运动中F—v图像的斜率为，则有 故选C 8. 如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】首先根据楞次定律判断出感应电流的方向。再分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐标的关系。线框的电阻一定，感应电流与感应电动势成正比。 【详解】边的位置坐标在过程，线框边有效切线长度为 感应电动势为 感应电流 根据楞次定律判断出来感应电流方向沿，为正值。 在过程，边和边都切割磁感线，产生感应电动势，穿过线框的磁通量增大，总的磁感线方向向里，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿，为负值，线框有效切线长度为，感应电动势为 感应电流 在过程，线框边有效切线长度为 感应电动势为 感应电流 根据楞次定律判断出来感应电流方向沿，为正值。 由图示图象可知，D正确，ABC错误。 故选D。 【点睛】本题关键确定线框有效的切割长度与x的关系，再结合数学知识选择图象。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图甲所示，先后用不同的交流电源给同一个灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图乙所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图丙所示。若图乙、丙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是（ ） A. 第一次灯泡两端的电压有效值是U0 B. 第二次灯泡两端的电压有效值是U0 C. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9 D. 第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．第一次灯泡两端的电压有效值为 设第二次电压的有效值为U2，根据有效值的定义，则有 解得 故A正确，B错误。 CD．由功率的公式得，灯泡的电功率之比是 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨和，与平行，是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场，金属杆的O端与e点用导线相接，P端与圆弧接触良好，初始时，可滑动的金属杆静止在平行导轨上，若杆绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（　　） A. 杆产生的感应电动势恒定 B. 杆受到的安培力不变 C. 杆做匀加速直线运动 D. 杆中的电流逐渐减小 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A．OP转动切割磁感线产生的感应电动势为 因为OP匀速转动，所以杆OP产生的感应电动势恒定，故A正确； BCD．杆OP匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由M到N通过MN棒，由左手定则可知，MN棒会向左运动，MN棒运动会切割磁感线，产生电动势与原来电流方向相反，让回路电流减小，MN棒所受合力为安培力，电流减小，安培力会减小，加速度减小，故D正确，BC错误。 故选AD。 11. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压，输出功率500 kW。降压变压器的匝数比，输电线总电阻，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88 kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 发电机的输出电流为368A B. 输电线上损失的功率为4 kW C. 输送给储能站的功率为408 kW D. 升压变压器的匝数比 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由可得发电机的输出电流，故A错误； B．用户端的电流 由变压器的变流规律有，解得 故输电线上损失的功率，故B正确； C．升压变压器的输出功率 由可得输送给储能站的功率为，故C正确； D．由变压器的变压规律有，解得 输电线上损失的电压为 则升压变压器的输出电压 由变压器的变压规律有，解得，故D错误。 故选BC。 12. 如图，水平放置的粗糙导轨宽为L1，abcd和efgh区域内有磁感应强度大小均为B、方向均垂直于纸面向里的匀强磁场，ab、cd、ef、gh均与导轨垂直，ad=de=eh=L2。一质量为m的导体棒在恒定拉力F的作用下从ab左侧某处由静止开始运动，通过ab、ef时的速度大小相等。已知导体棒的电阻为R，与导轨接触良好且摩擦力大小恒为，不计其他电阻，则（　　） A. 导体棒通过abcd磁场区域的过程中可能做加速直线运动 B. 导体棒通过abcd磁场区域的过程中，通过导体棒某一横截面的电荷量为 C. 导体棒通过abcd磁场区域的时间大于通过cfed无磁场区域的时间 D. 导体棒通过两磁场区域产生的总焦耳热为Q=2FL2 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由题意，导体棒通过ab、ef的速度大小相等，可以确定：导体棒在cfed无磁场区域做匀加速直线运动，在abcd磁场区域做减速直线运动，故A错误； B．导体棒通过abcd磁场区域的过程中，由法拉第电磁感应定律可得 又， 解得，故B正确； C．导体棒通过abcd磁场区域，由牛顿第二定律， 知导体棒做加速度减小的减速运动，而导体棒在cfed无磁场区域做匀加速直线运动，作v-t图像如图所示，两阶段位移相等，可知导体棒通过abcd磁场区域的时间大于通过cfed无磁场区域的时间，故C正确； D．导体棒通过abcd磁场区域时，由动能定理有 通过cfed无磁场区域 联立可得W安=-FL2 则Q1=-W安=FL2 根据对称性，导体棒通过efgh磁场区域产生的焦耳热与通过abcd磁场区域相等，故导体棒通过两磁场区域产生的总焦耳热为2FL2，故D正确。 故选BCD。 三、非选择题：共60分。 13. 在做“探究感应电流的方向”实验中，某同学做如下探究： （1）首先按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是　　　　（填选项前的字母）。 A. 测量电路中的电流大小 B. 检查干电池电量是否充足 C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 （2）接下来，用图（c）装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕向。在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，则条形磁铁的下端是 ________________极（填“N”或“S”） （3）该同学想利用探究所得结论，推断图（d）中螺线管的导线绕向。当条形磁体N极向下快速插入螺线管时，二极管发光。则可推断该螺线管的导线绕向应如图____（填“e”或“f”）中粗线所示。  【答案】（1）C （2）S （3）e 【解析】 【小问1详解】 按图(a)连接电路闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图(b)连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，两电路中电流方向不同，电流计指针偏转方向不同，该实验可以判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系，故选C。 【小问2详解】 电流计指针向右偏转，说明电流从电流计正接线柱流入，则螺线管中的电流方向是沿顺时针方向，则感应电流的磁场方向竖直向下，由楞次定律可知磁铁的磁场方向竖直向上，则条形磁铁的下端是S极。 【小问3详解】 二极管发光，电流从螺线管下端接线柱流出，当条形磁体N极向下快速插入螺线管时，由楞次定律可知感应电流的磁场方向竖直向上，由安培定则可知该螺线管的导线绕向应如图e中粗线所示。 14. 炎热的夏季，养殖户用自动控温通风系统对养殖场进行控温。要求当养殖场内的温度升高到26℃时，通风系统立即启动。某同学设计的通风系统工作原理如图甲所示：虚线框内的两接线柱接测温电阻RT。当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。 提供的器材为：直流电源（电动势E=5V，内阻忽略不计）； 电阻箱（阻值范围均为）；控制电路模块（电阻可视为无穷大）； 两测温电阻（工作特性分别如图乙、丙所示）。根据原理，选择器材，并完成调试： （1）图甲中测温电阻应选用______（选填“RT1”或“RT2”）； （2）接好测温电阻后，为实现26℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，并将电阻箱R2的阻值调至______kΩ、电阻箱R1的阻值调至______kΩ，再闭合开关K1，测试通风系统能否正常工作。若能正常工作，再将开关K2拨回触点a即可。（本问结果均保留2位有效数字） （3）若长时间使用电阻箱老化后的电阻率会变大，若不对其阻值进行调整，当通风系统再次启动时，养殖场内的实际温度要______（选填“高”或“低”）于设定的启动温度26℃。 【答案】（1）RT1 （2） ①. 12 ②. 18 （3）低 【解析】 【小问1详解】 由于当R1两端的电压升高到3V时，控制电路恰能启动通风系统，低于3V时，通风系统立即停止工作。则测温电阻的阻值必定随温度的升高而减小，则图甲中测温电阻应选用RT1。 【小问2详解】 [1][2]由图乙可知，温度为26℃时 为实现26℃时开启通风系统，对电路进行调试，先将开关K2拨到触点b，图乙可知将电阻箱R2的阻值调至12 kΩ，此时R1两端电压U1=3V，根据闭合电路欧姆定律有 解得 【小问3详解】 若长时间使用电阻箱R1老化后的电阻率会变大，则其阻值增大，即当测温电阻RT1的阻值比较大时，即温度还比较低时，电阻箱R1两端电压已经达到3V，通风系统开始启动，此时，养殖场内的实际温度要低于设定的启动温度26℃ 15. 如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1T，角速度为，电阻为R＝10Ω，求： （1）线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？ （2）写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻）； （3）线圈转动过程中产生的热功率多大。 【答案】（1）3A；（2）；（3）45W 【解析】 【详解】（1）当从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流，最大感应电动势为 可得 （2）由题意知 即 （3）感应电流的有效值 发热功率 【点睛】当从题图所示位置转过时，线圈中有最大感应电流．图示位置为中性面，从中性面位置开始计时，表明瞬时值e与t是正弦关系，结合感应电动势的瞬时值表达式有三个要素：最大值，角速度和初相位，只有从中性面开始计时时，瞬时值表达式才为，进而确定电流的瞬时值表达式；再根据有效值的含义求解电阻的发热功率。 16. 如图所示，空间存在一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，水平面内有两根固定的足够长的光滑平行金属导轨，导轨间距为l。在导轨上面平放着两根平行的导体棒ab和cd，质量分别是2m和m，电阻分别是R和2R，其余部分电阻可忽略不计。初始时刻cd棒静止，给ab棒一个向右的初速度v0，则： （1）从开始运动到最终稳定，电路中产生多少电能？ （2）从开始运动到最终稳定，两棒之间的距离减少了多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设两棒稳定时共同的末速度为v，由动量守恒定律，得 由能量守恒定律，得 联立解得 【小问2详解】 从开始运动到最终稳定，设两棒之间减少的距离为，由法拉第电磁感应定律得，电路中产生的平均感应电动势为 这段时间内回路电流的平均值为 对cd棒应用动量定理，得联立解得 17. 某村庄较远处修建了一座小型水电站．河水的流量，落差h=3.2m。河水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。已知发电机的输出电压，用户需要的电压，两地间输电线的总电阻，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，水的密度。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度。求： （1）发电机的输出功率； （2）输电线上通过的电流及降压变压器的输入电压； （3）升压、降压变压器上原副线圈匝数比及 【答案】（1）；（2）12A，；（3）， 【解析】 【详解】取时间的河水为研究对象，其质量 ① 河水减少的重力势能 ② 发电机的输出功率 ③ 联立①②③式，代入数据解得 （2）如图所示，因为是理想变压器，所以 则线路上损失功率 ④ ⑤ 联立④⑤式，代入数据解得 又因为 则升压变压器输出电压 输电线上损失的电压 则 （3）对于升压变压器有 对于降压变压器有 18. 如图所示，电阻不计平行金属导轨PQ、MN固定在倾角α=37°的绝缘斜面上，导轨下端接R0=2的电阻，导轨间的距离d=1m。磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，两导体棒a、b的质量均为m=1kg，接入电路的电阻均为R1=1，导体棒a与导轨间的动摩擦因数μ1=0.8，导体棒b与导轨间的动摩擦因数μ2=0.5，开始时导体棒a静止在导轨上，现让b棒从a棒上方一定距离的导轨上由静止释放，当a棒刚要开始运动时，a、b棒恰好相碰，碰后并联在一起向下运动。a、b棒始终与导轨垂直并保持良好的接触。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求： （1）a棒刚要开始运动时，b棒的速度大小； （2）a、b棒相碰后一起下滑过程中最大速度的大小； （3）若两棒相碰后，经过t=7s已经达到最大速度，这段时间内电路中电阻产生的焦耳热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设a导体棒刚要开始运动时，通过a导体棒的电流为，b导体棒的电流为，b导体棒的速度为，则有： 由电路可知 感应电动势 又因为 联立代入数据解得 （2）a、b导体棒碰撞动量守恒，设两棒碰撞后共同速度为，由动量守恒定律有： 当a、b棒并在一起向下匀速运动时速度最大，设电路中电流为，则有： 电路中感应电流 电路的总电阻 设a、b棒相碰后一起下滑过程中最大速度为，感应电动势 联立代入数据解得 （3）a、b棒相碰后并在一起向下运动过程，由动量定理有： 感应电动势 感应电流 设两棒相碰后经过t=7s下滑的位移为x 通过电阻的电荷量 设两棒相碰后到t=7s时的过程电路中电阻产生的焦耳热量为Q，由能量守恒定律： 则有 联立并代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $