精品解析：四川省成都市石室成飞中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

成都市石室成飞中学2024-2025学年下期三月月考 高2023级物理试卷 （考试时间：75分钟 总分：100分） 注意事项： 01、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上，或将条形码贴在答题卡规定的位置上。 02、答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。 03、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的住置上。 04、所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 05、考试结束后，只将答题卡交回。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共计28分） 1. 下列关于电磁感应现象的说法中，错误的是（　　） A. 如图甲所示，法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流 B. 如图乙所示，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动 C. 如图丙所示的变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小发热量，提高变压器的效率 D. 如图丁所示的是毫安表的表头，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护毫安表指针，利用了电磁阻尼的原理 【答案】A 【解析】 【详解】A．法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，但沿半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，会产生感应电流，故A错误，符合题意； B．根据电磁驱动原理可知，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动，故B正确，不符合题意； C．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小发热量，提高变压器的效率，故C正确，不符合题意； D．运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护毫安表指针，这是电磁阻尼原理，故D正确，不符合题意。 故选A。 2. 如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开，则下列判断正确的是（ ） A M点电势高于N点，A灯闪亮后缓慢熄灭 B. N点电势高于M点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 C. M点电势高于N点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 D. N点电势高于M点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】开关闭合稳定时，电感线圈支路的总电阻比B、C灯支路电阻小，故流过A灯的电流大于流过B、C灯的电流，且电流方向由M到N，因为理想线圈无内阻，故M点电势等于N点电势；当开关断开，电感线圈会产生自感现象，相当于电源，由楞次定律知，感应电流方向由M到N，MN当电源，故N点电势高于M点，所以断开开关S，瞬间流过B、C灯支路的电流比原来的大，故B、C灯闪亮后缓慢熄灭。 故选B。 3. 如图所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，两圆环相互排斥 B. 时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力最大 C. 时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向 D. 时间内，圆环Q有收缩的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】A．时刻，P中电流最大，但电流的变化率为零，则在Q中的感应电流为零，则两圆环无相互作用力，选项A错误； B．时刻，圆环P中电流的变化率最大，此时圆环Q中感应电流最大，但是由于圆环P中电流为零，则Q受到的安培力为零，选项B错误； C．时间内，圆环P中电流先沿正方向减小，后沿负方向增加，则根据楞次定律可知，圆环Q中感应电流始终沿顺时针方向，选项C错误； D．时间内，圆环P中电流负向减小，则根据楞次定律可知，圆环Q中产生逆时针方向的电流，圆环Q所处的磁场方向向下，由左手定则可知，圆环Q受安培力指向圆心，则有收缩的趋势，选项D正确。 故选D。 4. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B. 线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零 C. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 D. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，故A错误； B．线圈转动到如图所示位置时，磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，此时产生的电动势最大，不为零，故B错误； C．根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，故C正确； D．线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，图示位置是峰值面，故图示位置不是电流变向的时刻，故D错误。 故选C。 5. 一矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示，导线框电阻不计，匝数为100匝，把线框产生的交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，Rt为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表为理想交流电表，则（　　） A. 在图甲的t=0.02s时刻，矩形线圈平面与磁场方向平行 B. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为（V） C. 线框转动过程中磁通量变化率最大值为0.36Wb/s D. Rt处温度升高时，电压表V1示数与V2示数的比值变大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图甲可知在t=0.02s时刻，电压u=0，即磁通量变化量为零，此时线框处于中性面上，线框平面与磁场方向垂直，选项A错误； B．由图知最大电压，交流电的周期为T=0.02s，则 所以变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为 选项B错误； C．根据可得线框转动过程中磁通量变化率最大值为 选项C错误； D．原副线圈电压比不变，原线圈电压不变，则副线圈电压不变。Rt处温度升高时，阻值减小，电流增大，则R电压增大，而副线圈电压不变，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，选项D正确。 故选D。 6. 如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，间距为L的光滑水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒PQ置于导体框上。不计导体框的电阻。t=0时PQ棒以水平向右的初速度v0开始运动，到达位置c时棒刚好静止，其中a、b与b、c的间距相等。下列分析正确的是（　　） A. t=0时PQ棒两端电压 B. PQ棒运动过程中的平均速度 C. PQ棒在由a→b与b→c的两个过程中安培力的冲量 D. PQ棒在由a→b与b→c的两个过程中回路中产生的热能 【答案】D 【解析】 【详解】A．t=0时回路中感应电动势大小为 根据闭合电路欧姆定律可得此时棒两端电压为，故A错误； B．棒运动过程中电流方向为Q→P，所受安培力方向与速度方向相反，所以PQ棒做减速运动，随着速度减小，回路中感应电动势减小，通过PQ棒的电流减小，PQ棒所受安培力减小，所以加速度减小，定性作出其v-t图像如图所示 根据v-t图像与坐标轴所围面积表示位移可知整个过程PQ棒的位移大小为 所以平均速度为，故B错误； C．a→b过程中PQ棒所受安培力的冲量大小为 b→c过程中PQ棒所受安培力的冲量大小为，故C错误； D．根据动量定理有， 联立解得 根据能量守恒定律有， 所以，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，正方形线框边长，质量，电阻，水平放置在粗糙绝缘水平面上，开始时线框边紧靠匀强磁场左边界，平行的边界与之间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁场宽度为，磁感应强度大小，现对线框施加一水平向右的拉力F，使线框以的加速度由静止开始匀加速进入匀强磁场，当线框边到达磁场左边界时，撤去拉力，当线框边到达磁场右边界时，线框速度恰好减为零。已知重力加速度g取，线框与水平面间的动摩擦因数，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中线框达到的最大速度为 B. 整个过程中线框中感应电流的最大值为 C. 线框进入磁场过程中拉力的功率与时间的函数关系为 D. 线框从边刚离开边界到边抵达边界经历的时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．线框先以加速，撤去拉力后，线框在摩擦力作用下减速，则在撤去拉力时线框速度最大，由运动学公式得 解得 故A错误； B．当线框速度最大时，其感应电动势最大 由欧姆定律得 联立解得 故B错误； C．线框进入磁场得过程中，由牛顿第二定律得 其中 ， 代入数据得 则线框进入磁场过程中拉力的功率与时间的函数关系为 故C正确； D．在撤去拉力后到ab边刚到达PQ的过程中，由牛顿第二定律得 由运动学得 解得ab边到达PQ时线框速度 线框从ab边离开PQ到cd边抵达PQ的过程中，由动量定理得 其中 由微元法可知 解得 故D错误。 故选C。 二、多选题（共3小题，每小题6分，共计18分） 8. 如图甲所示，一个匝的圆形导体线圈面积，总电阻。在线圈内存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其与图甲中线圈的两端a、b分别相连接，其余电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 0~4s内a、b间的电势差 B. 4~6s内a、b间的电势差 C. 0~4s内通过电阻R的电荷量为16C D. 4~6s内电阻R上产生的焦耳热为64J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．0~4s内a、b间的感应电动势为 回路电流为 根据楞次定律可知，电流由b流至R回到a，a的电势低于b的电势； 0~4s内a、b间的电势差 故A错误； B．4~6s内a、b间的感应电动势为 回路电流为 根据楞次定律可知，电流由a流至R回到b，a的电势高于b的电势； 4~6s内a、b间的电势差 解得 故B正确； C．0~4s内通过电阻R的电荷量为 解得 故C错误； D．4~6s内电阻R上产生的焦耳热为 解得 故D正确。 故选BD。 9. 水平面内有一腰长为等腰直角三角形ABC区域，区域内有垂直水平面向里的匀强磁场，一边长为L的正方形金属线框EFGH在水平拉力的作用下，以恒定的速度沿x轴正方向运动，如图所示，从线框进入磁场开始计时，直至通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i（电流沿逆时针方向为正）和线框受到的沿x轴方向的安培力F（沿x轴负方向为正）随时间的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．线框进磁场过程中，根据右手定则可知，感应电流方向沿逆时针方向，线框中的感应电流大小为， 所以 同理，当GF全部进入磁场后，有 线框全部进入磁场后，感应电流为0，而线框出磁场时感应电流的变化与进磁场时相同，根据右手定则可知，感应电流方向相反，故A正确，B错误； CD．根据左手定则可知，线框进入、离开磁场过程中，安培力方向一直水平向左，则F一直为正值，线框受到沿x轴方向的安培力为 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，一倾角为、上端接有定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量、阻值的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，，则金属棒从起点b沿导轨向上运动的过程中（　　） A. 金属棒做匀加速直线运动 B. 通过电阻R的感应电荷量为0.75C C. 拉力F做的功为38.25J D. 金属棒上产生的焦耳热为2.25J 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据图乙可知v-x图像为一条倾斜的直线，若金属棒做匀加速直线运动，金属棒运动的速度位移之间得关系为 v-x图像应该为曲线，所以金属棒做变加速直线运动，故A错误； B．通过电阻R的感应电荷量为 故B正确； CD．金属棒从静止开始从ab处沿导轨向上加速运动过程ab棒产生a流向b的感应电流，受到沿斜面向下的安培力，从开始到向上运动的过程中根据动能定理得 为v-x图像与横轴围成图形的面积，所以 电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒上产生的焦耳热为 故C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题（共2小题，每空2分，共计16分） 11. 小明同学做“探究电磁感应产生条件”实验的装置如图甲所示。 （1）闭合开关的瞬间，他观察到电流表G指针向右偏转。电路稳定后，他将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表指针将向___________（填“左”或“右”）偏转。 （2）他还发现同样是将滑动变阻器的滑片从a端移到b端，滑动变阻器的滑片移动的快慢不同，则电流计指针摆动的幅度也不同，这是因为电流计指针摆动的幅度与穿过线圈B中的磁通量___________（填“变化量”或“变化率”）成正比。 （3）物理课上，老师做了一个有趣的“跳环实验”。实验装置如图乙所示，老师将一个带铁芯的线圈L开关S和电源用导线连接起来后，把一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。小明同学回家后找来器材再做此实验，他连接好电路后，重复实验，线圈上的套环未动，导致套环未动的原因可能是___________。 A．电源的电压过低 B电源的正负极接反 C.所用线圈的匝数太多 D.所用铁芯实为橡胶制品 【答案】 ①. 左 ②. 变化率 ③. AD##DA 【解析】 【详解】（1）[1]闭合开关的瞬间，磁通量增加，他观察到电流表G指针向右偏转；路稳定后，他将线圈A中的铁芯快速抽出，电路中磁通量减小，所以电流表指针将向左偏转； （2）[2]他还发现同样是将滑动变阻器的滑片从a端移到b端，滑动变阻器的滑片移动的快慢不同，则电流计指针摆动的幅度也不同，可知感应电流与磁通量变化的快慢有关，这是因为电流计指针摆动的幅度与穿过线圈B中的磁通量变化率成正比； （3）[3]A．电源的电压过低，产生的感应电流较小，所以可能导致线圈上的套环未动，故A正确； B．电源的正负极接反，不影响效果，所以B错误； C．所用线圈的匝数太多，产生的感应电流较大，受到的力就较大，所以不是套环未动的原因，故C错误； D．所用铁芯实为橡胶制品，不能产生感应电流，所以导致套环未动，故D正确。 故选AD。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，小明同学利用如图甲、乙所示对可拆式变压器进行研究。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是____（单选） 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）为了确保实验的安全，下列做法正确的是________ A.为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，所用电压不要超过36V B.即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电 C.为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 D.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压范围后再选择适当的量程进行测量 （3）正确选择器材后，图丙中将变压器的原线圈0、8接线柱与稳压输出端相连，且学生电源选择开关置于10.0V挡，用多用表测量副线圈的0、4接线柱，电表所测示数是________（单选） A.5.50V B.4.60V C.5.00V D.0 （4）小明同学把交流电源接在图丁a、b两端，当Uab12.0V时，用多用电表交流电压10V挡测量c、d两端电压，测量结果如戊所示，则Ucd（ ）V。a、b两端匝数与c、d两端匝数之比最有可能的值是________（单选） A.8∶1 B.14：4 C.2∶1 D.1∶2 【答案】 ①. D ②. BD##DB ③. D ④. 5.6 ⑤. C 【解析】 【详解】（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成. 故选D。 （2）[2]A.变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12V，故A错误； B．即使副线圈不接用电器，原线圈处于空载也有一定的电损，则原线圈也不能长时间通电，故B正确； C．实验通电时，为保证人身安全不可用手接触裸露的导线，故C错误； D．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故D正确。 故选BD。 （3）[3]由题可知，原线圈连接的电压为直流电压，因此，副线圈两端的电压为0。 故选D。 （4）[4]电压挡10V的量程精度为0.2V，估读到0.1V，则读数为5.6V； [5]根据理想变压器的电压比等于匝数比，考虑变压器有一定的电能损失，则最接近的匝数比为。 故选C。 四、解答题（13题10分，14题14分，15题14分） 13. 如图所示，间距L=0.5m的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=37°，处于垂直导轨平面的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，导轨上端接有阻值R=1Ω的定值电阻。一质量m=0.1kg、电阻r=1Ω、长度与导轨间距相等的金属棒垂直跨放在导轨上，由静止开始向下运动，sin37°=0.6，cos37°=0.8。已知金属棒与导轨始终接触良好，g取10m/s2。不计空气阻力，求： （1）金属棒下滑过程中最大速率； （2）金属棒的加速度为1m/s2时，电阻R上消耗的电功率。 【答案】（1）4.8m/s （2）1W 【解析】 【小问1详解】 当金属棒以最大速度vm运动时产生的感应电动势大小为 通过金属棒的电流大小为 根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 当金属棒的加速度为1m/s2时，设通过金属棒的电流为I′，根据牛顿第二定律有 解得 此时R消耗的电功率为 14. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的输出电压为，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，试求 （1）升压变压器副线圈的电压； （2）降压变压器匝数比； （3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求（发电机的输出电压和升压变压器的匝数比不变），求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。 【答案】（1）4000V （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 设通过输电线电流，由 得 由功率关系 得升压变压器副线圈的电压 【小问2详解】 输电线电流，由 得 对用户，由 得降压变压器副线圈的电流 由理想变压器的电流与匝数的关系可得 【小问3详解】 由输电线路的关系 可得 当用户消耗功率达到后 解得 由 可得 由于，发电机的输出功率为 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x； （3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。 【答案】（1），方向水平向左；（2）①，②；（3） 【解析】 【详解】（1）细金属杆M以初速度向右刚进入磁场时，产生的动生电动势为 电流方向为，电流的大小为 则所受的安培力大小为 安培力的方向由左手定则可知水平向左； （2）①金属杆N磁场内运动过程中，由动量定理有 且 联立解得通过回路的电荷量为 ②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有 整理可得 联立可得 若两杆在磁场内刚好相撞，N到的最小距离为 （3）两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运动，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，则N到cd边的速度大小恒为，根据动量守恒定律可知 解得N出磁场时，M的速度大小为 由题意可知，此时M到cd边的距离为 若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况： ①M减速出磁场，出磁场的速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，对M根据动量定理有 联立解得 ②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有 同理解得 综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 成都市石室成飞中学2024-2025学年下期三月月考 高2023级物理试卷 （考试时间：75分钟 总分：100分） 注意事项： 01、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上，或将条形码贴在答题卡规定的位置上。 02、答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。 03、答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的住置上。 04、所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 05、考试结束后，只将答题卡交回。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共计28分） 1. 下列关于电磁感应现象的说法中，错误的是（　　） A. 如图甲所示，法拉第圆盘在转动过程中，圆盘中磁通量不变，有感应电动势，无感应电流 B. 如图乙所示，转动圆盘，小磁针会同向转动，转动小磁针，圆盘也会同向转动 C. 如图丙所示的变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小发热量，提高变压器的效率 D. 如图丁所示的是毫安表的表头，运输时要把毫安表的正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护毫安表指针，利用了电磁阻尼的原理 2. 如图所示，电路中A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，原来开关S是闭合的，三盏灯泡均发光。某时刻将开关S断开，则下列判断正确的是（ ） A. M点电势高于N点，A灯闪亮后缓慢熄灭 B. N点电势高于M点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 C. M点电势高于N点，B、C灯闪亮后缓慢熄灭 D. N点电势高于M点，B、C灯不会闪亮只是缓慢熄灭 3. 如图所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，两圆环相互排斥 B. 时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力最大 C. 时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向 D. 时间内，圆环Q有收缩趋势 4. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B. 线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零 C. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 D. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 5. 一矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示，导线框电阻不计，匝数为100匝，把线框产生的交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，Rt为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表为理想交流电表，则（　　） A. 在图甲的t=0.02s时刻，矩形线圈平面与磁场方向平行 B. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为（V） C. 线框转动过程中磁通量变化率最大值为0.36Wb/s D. Rt处温度升高时，电压表V1示数与V2示数比值变大 6. 如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，间距为L的光滑水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻为r的导体棒PQ置于导体框上。不计导体框的电阻。t=0时PQ棒以水平向右的初速度v0开始运动，到达位置c时棒刚好静止，其中a、b与b、c的间距相等。下列分析正确的是（　　） A. t=0时PQ棒两端电压 B. PQ棒运动过程中的平均速度 C. PQ棒在由a→b与b→c的两个过程中安培力的冲量 D. PQ棒在由a→b与b→c的两个过程中回路中产生的热能 7. 如图所示，正方形线框边长，质量，电阻，水平放置在粗糙绝缘水平面上，开始时线框边紧靠匀强磁场左边界，平行的边界与之间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁场宽度为，磁感应强度大小，现对线框施加一水平向右的拉力F，使线框以的加速度由静止开始匀加速进入匀强磁场，当线框边到达磁场左边界时，撤去拉力，当线框边到达磁场右边界时，线框速度恰好减为零。已知重力加速度g取，线框与水平面间的动摩擦因数，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中线框达到的最大速度为 B. 整个过程中线框中感应电流的最大值为 C. 线框进入磁场过程中拉力的功率与时间的函数关系为 D. 线框从边刚离开边界到边抵达边界经历的时间为 二、多选题（共3小题，每小题6分，共计18分） 8. 如图甲所示，一个匝的圆形导体线圈面积，总电阻。在线圈内存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其与图甲中线圈的两端a、b分别相连接，其余电阻不计，下列说法正确的是（ ） A. 0~4s内a、b间的电势差 B. 4~6s内a、b间的电势差 C. 0~4s内通过电阻R的电荷量为16C D. 4~6s内电阻R上产生的焦耳热为64J 9. 水平面内有一腰长为的等腰直角三角形ABC区域，区域内有垂直水平面向里的匀强磁场，一边长为L的正方形金属线框EFGH在水平拉力的作用下，以恒定的速度沿x轴正方向运动，如图所示，从线框进入磁场开始计时，直至通过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i（电流沿逆时针方向为正）和线框受到的沿x轴方向的安培力F（沿x轴负方向为正）随时间的变化图像正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图甲所示，一倾角为、上端接有定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量、阻值的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，，则金属棒从起点b沿导轨向上运动的过程中（　　） A. 金属棒做匀加速直线运动 B. 通过电阻R感应电荷量为0.75C C. 拉力F做的功为38.25J D. 金属棒上产生的焦耳热为2.25J 三、实验题（共2小题，每空2分，共计16分） 11. 小明同学做“探究电磁感应产生条件”实验的装置如图甲所示。 （1）闭合开关的瞬间，他观察到电流表G指针向右偏转。电路稳定后，他将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表指针将向___________（填“左”或“右”）偏转。 （2）他还发现同样是将滑动变阻器的滑片从a端移到b端，滑动变阻器的滑片移动的快慢不同，则电流计指针摆动的幅度也不同，这是因为电流计指针摆动的幅度与穿过线圈B中的磁通量___________（填“变化量”或“变化率”）成正比。 （3）物理课上，老师做了一个有趣的“跳环实验”。实验装置如图乙所示，老师将一个带铁芯的线圈L开关S和电源用导线连接起来后，把一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。小明同学回家后找来器材再做此实验，他连接好电路后，重复实验，线圈上的套环未动，导致套环未动的原因可能是___________。 A．电源的电压过低 B电源的正负极接反 C.所用线圈的匝数太多 D.所用铁芯实为橡胶制品 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，小明同学利用如图甲、乙所示对可拆式变压器进行研究。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是____（单选） 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）为了确保实验的安全，下列做法正确的是________ A.为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，所用电压不要超过36V B.即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电 C.为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱 D.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，大致确定被测电压范围后再选择适当的量程进行测量 （3）正确选择器材后，图丙中将变压器的原线圈0、8接线柱与稳压输出端相连，且学生电源选择开关置于10.0V挡，用多用表测量副线圈的0、4接线柱，电表所测示数是________（单选） A.5.50V B.4.60V C.5.00V D.0 （4）小明同学把交流电源接在图丁a、b两端，当Uab12.0V时，用多用电表交流电压10V挡测量c、d两端电压，测量结果如戊所示，则Ucd（ ）V。a、b两端匝数与c、d两端匝数之比最有可能的值是________（单选） A.8∶1 B.14：4 C.2∶1 D.1∶2 四、解答题（13题10分，14题14分，15题14分） 13. 如图所示，间距L=0.5m的光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=37°，处于垂直导轨平面的磁感应强度B=1T的匀强磁场中，导轨上端接有阻值R=1Ω的定值电阻。一质量m=0.1kg、电阻r=1Ω、长度与导轨间距相等的金属棒垂直跨放在导轨上，由静止开始向下运动，sin37°=0.6，cos37°=0.8。已知金属棒与导轨始终接触良好，g取10m/s2。不计空气阻力，求： （1）金属棒下滑过程中最大速率； （2）金属棒加速度为1m/s2时，电阻R上消耗的电功率。 14. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的输出电压为，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，试求 （1）升压变压器副线圈的电压； （2）降压变压器的匝数比； （3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求（发电机的输出电压和升压变压器的匝数比不变），求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时受到安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x； （3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $