精品解析：黑龙江省哈尔滨市第九中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷

哈九中2025年12月高二上学期月考 物理试卷 （考试时间：90分钟 满分：100分） 一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 下列叙述符合物理史实的是（　　） A. 安培发现电流周围存在磁场的磁效应，首先提出电和磁之间存在联系 B. 法拉第指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C. 卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”测出万有引力常量 D. 奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 2. 一交变电流在一个周期内的i—t图像如图所示，其中时间图像为正弦波形的。则该电流的有效值为（　　） A. 2A B. 2.5A C. A D. A 3. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 1s内该交变电流的方向改变50次 B. 该交变电流的有效值是10A C. 时，穿过线圈磁通量最大 D. 该交变电流瞬时值表达式为 4. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。现将开关S断开，发现（　　） A. 的示数不变，的示数减小 B. 的示数减小，的示数减小 C. 的示数减小，的示数减小 D. 的示数增大，的示数增大 5. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C. 保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D. 保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 6. 如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻下列说法正确的是（　　） A. M点的电势低于N点电势 B. 线圈中产生的感生电场沿逆时针方向 C. 线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D. 电压表的读数为0.5V 7. 如图所示，L是一自感系数很大的线圈，它的电阻为，A和B是两个完全相同的灯泡，R是阻值大于的定值电阻，开始时开关S是断开的，下列说法正确的是（　　） A S闭合后电路稳定前，A、B均逐渐变亮 B. S闭合后电路稳定前，A先亮，B逐渐变亮 C. S闭合且电路稳定后，断开S，B先闪亮一下，然后与A一起逐渐熄灭 D. S闭合且电路稳定后，断开S，通过A的电流与其原来的电流方向相反 8. 如图所示，固定在水平桌面上的足够长的两根光滑平行金属导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为，在两根导轨的左端端点间连接一个阻值为的定值电阻，一根质量为、电阻为的均匀直金属杆放置在两导轨上，金属杆的长度也为。现给金属杆一个向右的初速度，金属杆运动一段位移后停下，金属杆与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆做匀减速直线运动 B. 通过金属杆的电流方向由指向 C. 金属杆两端最大的电压为 D. 金属杆上产生的焦耳热为 9. 水平固定放置的足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为L，左端连接的电源电动势为E，内阻为r，质量为m的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为R。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，闭合开关，金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法错误的是（　　） A. 金属杆做匀加速直线运动 B. 金属杆的最大速度等于 C. 此过程中通过金属杆的电荷量为 D. 此过程中金属杆产生的热量为 10. 如图所示，水平间距为L，半径为r的二分之一光滑圆弧导轨，bb'为导轨最低位置，aa'与cc'为最高位置且等高，右侧连接阻值为R的电阻，圆弧导轨所在区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度从aa'沿导轨做匀速圆周运动至cc'处，金属棒与导轨始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程中（　　） A. 经过最低位置bb'处时，通过电阻R的电流最小 B. 经过最低位置bb'处时，通过金属棒的电流方向为b'→b C. 通过电阻R的电荷量为 D. 电阻R上产生的热量为 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分） 11. 电磁现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，线圈B闭合，开关S断开时，触头C与工作电路将立即断开 B. 乙图中，用外力顺时针转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流方向为由a向b C. 丙图中，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，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 D. 丁图中，给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热 12. 如图所示，有一宽为2L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中，金属线框MN边始终与磁场区域边界平行，取MN边刚进入磁场为计时起点，规定顺时针方向为电流正方向，则在下列选项中，能正确反映线框中感应电流i以及MN两点间电势差UMN随时间变化规律的是（　　） A. B. C. D. 13. 如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的匝数比 B. 输电线上电流为40A C. 该输电系统的输电效率为 D. 深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变小 14. 如图所示，两根相距为的平行光滑金属导轨倾斜放置，处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，两导轨顶端与电容器相连，质量为、长度为的金属杆垂直导轨放置，金属杆与导轨接触良好。开始时电容器不带电，金属杆被锁定在距倾斜导轨底端处。已知两导轨倾角均为，电容器电容为，重力加速度为，不计一切电阻。现解除锁定，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆下滑过程中做加速度减小的变加速直线运动 B. 若增大电容器电容，金属杆下滑时间变短 C. 金属杆下滑到导轨底端时电容器极板间电压 D. 金属杆下滑到导轨底端时电容器储存的电能 三、实验题（本题共2小题，共14分） 15. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 （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）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______ A. 演绎法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想实验法 （3）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是______ A. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱之间（接入匝数为1400匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______ A. 0.86V B. 9.0V C. 10.5V D. 11.5V （5）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接：一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当______时，R获得的功率最大。 16. 某实验小组测量的电阻，已知的阻值约为，提供器材如下： A.电流表（量程为，内阻约为） B.电流表（量程为，内阻为） C.电压表（量程为，内阻约） D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器，允许通过的最大电流为） G.滑动变阻器，允许通过的最大电流为 H.滑动变阻器允许通过的最大电流为） I.蓄电池E电动势3V，内阻很小 J.开关S （1）测量中要求误差尽可能小，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻的实验电路图注意：在电路图中注明各器材的符号。______ （2）用表示电流表的示数，表示电流表的示数，U表示电压表V的示数，根据所选器材和设计电路，电阻的表达式为______用题中符号表示。 （3）从系统误差的角度出发，该实验的测量值______填“大于”“等于”或“小于”真实值。 四、解答题（本题共3小题，共40分） 17. 如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： （1）电压表示数U； （2）电流表示数I； （3）原线圈的输入功率P。 18. 如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取，不计一切摩擦，求： （1）金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量； （2）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （3）金属棒匀速运动时的速度v。 19. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距L=1m，其中左侧OA、O′A′段为半径R=5m的四分之一圆弧，中间AD、A′D′段水平，右侧DC、D′C′段与水平面夹角为37°且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，初始时刻，质量m1=1kg在轨道间的电阻R1=1.5Ω的导体棒a，从圆弧顶端OO′位置由静止释放，磁场内的导体棒b静置于导轨上，其质量m2=2kg，在轨道间的电阻R2=0.5Ω，a、b棒始终不发生碰撞，导体棒b在DD′位置离开磁场时速度vb=3m/s。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）导体棒a刚进入磁场时的加速度大小； （2）从b开始运动到出磁场过程中，导体棒b中产生焦耳热； （3）若在b离开磁场的时间内，对a施加一水平向右的恒力F=3N，恰好能使a、b都不再离开磁场，最后静止，求从b离开磁场到a、b棒停止过程中，a、b棒产生的总焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈九中2025年12月高二上学期月考 物理试卷 （考试时间：90分钟 满分：100分） 一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 下列叙述符合物理史实的是（　　） A. 安培发现电流周围存在磁场的磁效应，首先提出电和磁之间存在联系 B. 法拉第指出感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化 C. 卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”测出万有引力常量 D. 奥斯特根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说 【答案】C 【解析】 【详解】A．奥斯特发现电流的磁效应，首次揭示电与磁的联系，而安培研究了电流之间的相互作用规律，故A错误。 B．楞次提出“感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化”（楞次定律），而法拉第发现电磁感应现象并总结其规律，故B错误。 C．卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量，这一实验被称为“卡文迪许扭秤实验”，故C正确。 D．安培提出分子电流假说，解释磁现象的本质，而奥斯特的贡献是发现电流的磁效应，故D错误。 故选C。 2. 一交变电流在一个周期内的i—t图像如图所示，其中时间图像为正弦波形的。则该电流的有效值为（　　） A. 2A B. 2.5A C. A D. A 【答案】A 【解析】 【详解】根据交流电有效值的定义可知 解得 即电流的有效值为2A。 故选A。 3. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 1s内该交变电流的方向改变50次 B. 该交变电流的有效值是10A C. 时，穿过线圈的磁通量最大 D. 该交变电流瞬时值表达式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由乙图可知，该交变电流的周期，因此该交变电流的频率为，1秒内交变电流的方向改变100次，故A错误； B．由乙图可知，该交流电电流的最大值，因此该交变电流的电流的有效值为，故B正确； C．当时，电流有最大值，此时线圈速度方向与磁感线方向垂直，线圈位于中性面上，磁通量为零，故C错误； D．根据图乙所示交流电瞬时值的表达式为 代入数据得，故D错误。 故选B。 4. 为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表、和理想交流电流表、，导线电阻不计，如图所示。现将开关S断开，发现（　　） A. 的示数不变，的示数减小 B. 的示数减小，的示数减小 C. 的示数减小，的示数减小 D. 的示数增大，的示数增大 【答案】B 【解析】 【详解】当开关S断开后，原线圈输入电压不变，即电压表示数不变，根据变压器原副线圈电压表等于匝数比可得 可知副线圈输出电压不变，即电压表示数不变，开关S断开后，副线圈负载的总电阻增大，根据欧姆定律可得 可知副线圈电流减小，即电流表示数减小，根据 可知原线圈电流减小，即电流表示数减小。 故选B。 5. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关S1相连，线圈N与电流表和开关S2相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持S1闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，通过电流表的电流由 C. 保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，通过电流表的电流由 D. 保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，电流表所在回路不会产生电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．由右手螺旋定则可以判断出，软铁环中的磁场为顺时针方向，故A错误； B．保持S1闭合，在开关S2闭合的瞬间，N线圈中磁通量不变，没有感应电流产生。故B错误； C．保持S2闭合，在开关S1闭合的瞬间，N线圈中磁通量增大，根据楞次定律可以判断，通过电流表的电流由。故C正确； D．保持S2闭合，在开关S1断开的瞬间，N线圈中磁通量减小，根据“增反减同”可以判断，通过电流表的电流由。故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻下列说法正确的是（　　） A. M点的电势低于N点电势 B. 线圈中产生感生电场沿逆时针方向 C. 线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s D. 电压表的读数为0.5V 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知穿过线圈的磁通量向里增加，由楞次定律可知感应电流的方向为逆时针，则M点的电势高于N点电势,故A错误； B．线圈中磁通量均匀增加，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由楞次定律可得，线圈中产生的感生电场沿逆时针方向，故B正确； C．线圈中磁通量的变化率，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律可得 所以电压表的读数为10V，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，L是一自感系数很大的线圈，它的电阻为，A和B是两个完全相同的灯泡，R是阻值大于的定值电阻，开始时开关S是断开的，下列说法正确的是（　　） A. S闭合后电路稳定前，A、B均逐渐变亮 B. S闭合后电路稳定前，A先亮，B逐渐变亮 C. S闭合且电路稳定后，断开S，B先闪亮一下，然后与A一起逐渐熄灭 D. S闭合且电路稳定后，断开S，通过A的电流与其原来的电流方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】AB．S闭合时，B立即亮，A所在支路由于线圈自感电动势阻碍电流的增加，可知A灯逐渐变亮，故AB错误； CD．稳定后因两支路的电阻不同，由R是阻值大于的定值电阻，两灯泡完全相同，可知A所在支路总电阻较小，则该支路电流较大，A灯较亮；S断开后，A灯所在支路由于线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，则L相当于电源，A灯、B灯和R中重新组成回路，通过A的电流与其原来的电流方向相同，B灯电流先瞬间增大，故会使B先闪亮一下，然后A与B一起逐渐熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，固定在水平桌面上的足够长的两根光滑平行金属导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为，在两根导轨的左端端点间连接一个阻值为的定值电阻，一根质量为、电阻为的均匀直金属杆放置在两导轨上，金属杆的长度也为。现给金属杆一个向右的初速度，金属杆运动一段位移后停下，金属杆与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆做匀减速直线运动 B. 通过金属杆的电流方向由指向 C. 金属杆两端最大的电压为 D. 金属杆上产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】B．金属杆向右运动的过程中，根据右手定则可知，通过金属杆的电流方向由指向，故B错误； A．对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有 随着金属杆速度的减小，其加速度也减小，故A错误； C．金属杆切割磁感线产生的最大电动势为 根据闭合电路欧姆定律可知，金属杆两端最大的电压为，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，金属杆上产生的焦耳热，故D正确。 故选D。 9. 水平固定放置的足够长的光滑平行导轨，电阻不计，间距为L，左端连接的电源电动势为E，内阻为r，质量为m的金属杆垂直静放在导轨上，金属杆处于导轨间部分的电阻为R。整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，闭合开关，金属杆沿导轨做变加速运动直至达到最大速度，则下列说法错误的是（　　） A. 金属杆做匀加速直线运动 B. 金属杆的最大速度等于 C. 此过程中通过金属杆的电荷量为 D. 此过程中金属杆产生的热量为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．金属杆向右运动时切割磁感应线产生的感应电流与通电电流方向相反，随着速度增大，感应电流增大，则金属杆中的实际电流减小、安培力减小，金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，最后匀速运动，金属杆速度最大时，产生的感应电动势为E，根据 最大速度为，A错误、B正确； C．从开始到速度最大的过程中，以向右为正方向，对金属杆根据动量定理，有 其中 联立解得此过程中通过金属杆的电荷量为，C错误； D．金属杆最后的动能为 金属杆安培力做功为 根据能量守恒定律，系统产生的焦耳热为 此过程中金属杆产生的热量为，D正确。 本题选择不正确的，故选AC。 10. 如图所示，水平间距为L，半径为r的二分之一光滑圆弧导轨，bb'为导轨最低位置，aa'与cc'为最高位置且等高，右侧连接阻值为R的电阻，圆弧导轨所在区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度从aa'沿导轨做匀速圆周运动至cc'处，金属棒与导轨始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程中（　　） A. 经过最低位置bb'处时，通过电阻R的电流最小 B. 经过最低位置bb'处时，通过金属棒的电流方向为b'→b C. 通过电阻R的电荷量为 D. 电阻R上产生的热量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属棒从位置aa′运动到轨道最低位置bb′处的过程中，水平分速度即有效切割速度逐渐增大，由 E＝BLv 可知，金属棒产生的感应电动势增大，则通过R的电流大小逐渐增大；金属棒从轨道最低位置bb′运动到cc′处的过程中，水平分速度即有效切割速度逐渐减小，金属棒产生的感应电动势减小，则通过R的电流大小逐渐减小，故经过最低位置bb′处时，通过电阻R的电流最大，故A错误； B．由右手定则可知，经过最低位置bb′处时，通过金属棒的电流方向为b→b′，故B错误； C．通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．金属棒做匀速圆周运动，切割磁感线的有效速度为 θ是金属棒的速度与水平方向的夹角，则金属棒产生的感应电动势为 则回路中产生正弦式交变电流，可得感应电动势的最大值为 有效值为 由焦耳定律可知，R上产生的热量 故D错误。 故选C。 二、不定项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。全选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分） 11. 电磁现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，线圈B闭合，开关S断开时，触头C与工作电路将立即断开 B. 乙图中，用外力顺时针转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流方向为由a向b C. 丙图中，将一铜圆盘水平放置，圆盘可绕中心轴自由转动，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，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 D. 丁图中，给电磁炉接通恒定电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热 【答案】BC 【解析】 【详解】A．甲图中，线圈B闭合，开关S断开时，在线圈B中产生感应电流，使得铁芯的磁性慢慢消失，则触头C与工作电路过一会才断开，选项A错误； B．乙图中，用外力顺时针转动铜盘，电路中会产生感应电流，根据右手定则可知，通过R的电流方向为由a向b，选项B正确； C．丙图中，将一铜圆盘水平放置，转动圆盘或小磁针，都产生感应电流，根据楞次定律的推论，感应电流的磁场总要阻碍相对运动，因安培力的作用，另个物体也会跟着同向转动，属于电磁驱动，故C正确； D．丁图中，给电磁炉接通交变电流，可以在锅底产生涡流，给锅中食物加热，选项D错误。 故选BC。 12. 如图所示，有一宽为2L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为L、粗细均匀的正方形金属线框MNPQ，以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中，金属线框MN边始终与磁场区域边界平行，取MN边刚进入磁场为计时起点，规定顺时针方向为电流正方向，则在下列选项中，能正确反映线框中感应电流i以及MN两点间电势差UMN随时间变化规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】线框进入磁场过程由楞次定律可知电流方向为逆时针方向，感应电动势大小和感应电流大小分别为 ， MN两点间电势差为 进入过程所用时间为 完全进入后至恰要出磁场过程，线圈内磁通量未变化，所以感应电流零。MN两点间电势差为 该过程所用时间为 出磁场过程由楞次定律可知电流方向为顺时针方向，感应电动势大小和感应电流大小分别为 ， MN两点间电势差为 进入过程所用时间为 故选AD。 13. 如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器的匝数比 B. 输电线上的电流为40A C. 该输电系统的输电效率为 D. 深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据题意可知升压变压器原线圈的电流为 则输电线上的电流为 升压变压器副线圈的电压为 降压变压器原线圈的电压为 降压变压器的匝数比为，故A正确，B错误； C．该输电系统的输电效率为 代入数据解得，故C错误； D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D正确。 故选AD。 14. 如图所示，两根相距为的平行光滑金属导轨倾斜放置，处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中，两导轨顶端与电容器相连，质量为、长度为的金属杆垂直导轨放置，金属杆与导轨接触良好。开始时电容器不带电，金属杆被锁定在距倾斜导轨底端处。已知两导轨倾角均为，电容器电容为，重力加速度为，不计一切电阻。现解除锁定，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆下滑过程中做加速度减小的变加速直线运动 B. 若增大电容器电容，金属杆下滑时间变短 C. 金属杆下滑到导轨底端时电容器极板间电压 D. 金属杆下滑到导轨底端时电容器储存的电能 【答案】CD 【解析】 【详解】A．t时刻电容器两端的电压为：U=E=BLv 棒沿导轨下滑时，根据牛顿第二定律有：mgsinθ-F=ma 又棒所受的安培力为：F=BIL 电路中电流为： 联立以上三式得： 式中各量均不变，说明加速度不变，可知导体棒做匀加速直线运动，故A错误； B．若增大电容器电容，加速度减小，则根据 可知金属杆下滑时间变长，故B错误； C．金属杆下滑到导轨底端时的速度 电容器极板间电压 故C正确； D．金属杆下滑到导轨底端时电容器储存的电能 故D正确。 故选CD。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 15. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 （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）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______ A. 演绎法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想实验法 （3）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是______ A. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 （4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“14”两个接线柱之间（接入匝数为1400匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______ A. 0.86V B. 9.0V C. 10.5V D. 11.5V （5）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接：一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当______时，R获得的功率最大。 【答案】（1）D （2）C （3）B （4）D （5） 【解析】 【小问1详解】 变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片叠成。硅钢是软磁性材料，容易被磁化和退磁，能增强磁场且减小磁滞损耗；采用叠片且相互绝缘，是为了减小涡流产生的能量损耗。而整块硅钢铁芯会产生较大涡流损耗，不锈钢不是软磁材料不适合做铁芯，铜不是磁性材料 ，故D选项符合题意。 故选D。 【小问2详解】 为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选C。 【小问3详解】 变压器只能改变交流电压，则原线圈接交流电压，电表用交流电压挡。 故选B。 小问4详解】 若为理想变压器，则原线圈电压 考虑到实际变压器有铜损和铁损等因素，则实际输入电压大于10.5V。 故选D。 【小问5详解】 变压器原线圈输入端等效为电阻 将看作电源内阻，可知当外时R获得的功率最大，即可得 可得 16. 某实验小组测量的电阻，已知的阻值约为，提供器材如下： A.电流表（量程为，内阻约为） B.电流表（量程为，内阻为） C.电压表（量程为，内阻约） D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器，允许通过的最大电流为） G.滑动变阻器，允许通过的最大电流为 H.滑动变阻器允许通过的最大电流为） I.蓄电池E电动势为3V，内阻很小 J.开关S （1）测量中要求误差尽可能小，并能测量多组数据，请在虚线框中画出测量电阻的实验电路图注意：在电路图中注明各器材的符号。______ （2）用表示电流表的示数，表示电流表的示数，U表示电压表V的示数，根据所选器材和设计电路，电阻的表达式为______用题中符号表示。 （3）从系统误差的角度出发，该实验的测量值______填“大于”“等于”或“小于”真实值。 【答案】（1） （2） （3）等于 【解析】 【小问1详解】 要求测量多组数据，滑动变阻器应选择分压式接法，阻值应选择小的，但允许通过的最大电流较小，将其接在电源两端时，电流超过允许的最大电流，故滑动变阻器选择。电源电动势为3V，电压表的量程过大，则应使用电流表和电阻串联改装电压表，电压表量程为 当选择定值电阻为时，量程为3V，故定值电阻选择，如图 【小问2详解】 由欧姆定律得 解得 【小问3详解】 由（2）可知，测量过程没有系统误差，则从系统误差的角度分析，的测量值等于真实值。 四、解答题（本题共3小题，共40分） 17. 如图甲所示，理想变压器原，副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求： （1）电压表示数U； （2）电流表示数I； （3）原线圈的输入功率P。 【答案】（1）20V；（2）2A；（3）40W 【解析】 【详解】（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为 U1=30V 根据匝数比公式 解得电压表示数 （2）电流表示数 （3）根据匝数比公式 解得 原线圈的输入功率 18. 如图所示，间距为的水平导轨右端接有的定值电阻。虚线与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。一质量的金属棒垂直于导轨放置在距右侧处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。时，将金属棒由静止释放，在时，金属棒恰好经过边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取，不计一切摩擦，求： （1）金属棒进入磁场前的加速度大小及重物的质量； （2）金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P； （3）金属棒匀速运动时的速度v。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）时间内，根据运动学公式得 解得 对重物及金属棒整体分析，根据牛顿第二定律得 解得 （2）时刻，金属棒速度为 金属棒刚进入磁场产生的电动势为 感应电流为 电阻的热功率为 （3）金属棒匀速运动时，根据平衡条件 又 联立解得 19. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距L=1m，其中左侧OA、O′A′段为半径R=5m的四分之一圆弧，中间AD、A′D′段水平，右侧DC、D′C′段与水平面夹角为37°且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T，初始时刻，质量m1=1kg在轨道间的电阻R1=1.5Ω的导体棒a，从圆弧顶端OO′位置由静止释放，磁场内的导体棒b静置于导轨上，其质量m2=2kg，在轨道间的电阻R2=0.5Ω，a、b棒始终不发生碰撞，导体棒b在DD′位置离开磁场时速度vb=3m/s。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）导体棒a刚进入磁场时的加速度大小； （2）从b开始运动到出磁场过程中，导体棒b中产生的焦耳热； （3）若在b离开磁场的时间内，对a施加一水平向右的恒力F=3N，恰好能使a、b都不再离开磁场，最后静止，求从b离开磁场到a、b棒停止过程中，a、b棒产生的总焦耳热。 【答案】（1）5m/s2 （2）8.25J （3）23J 【解析】 【小问1详解】 设导体棒a到AA′位置时的速度为v0，根据动能定理可得 解得 导体棒a刚进入磁场产生的电动势为 回路电流为 导体棒a受到的安培力大小为 则导体棒a刚进入磁场时的加速度大小为 方向向左； 【小问2详解】 从b开始运动到出磁场过程中，a、b组成的系统动量守恒，则有 解得 根据能量守恒可得 则导体棒b中产生的焦耳热为 【小问3详解】 b离开磁场在斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对称性有 解得b离开磁场的时间为 从b返回磁场到ab均静止，ab组成系统满足动量守恒，则有 解得 t时间内，对a导体棒，由动量定理可得，， 联立解得t时间内a的位移为 根据能量守恒可得 解得a、b棒产生的总的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $