高二物理下学期第一次月考模拟测试卷02【高效培优，选择性必修第二册第1～2章】物理人教版选择性必修第二册

高二物理下学期第一次月考模拟测试卷02 参考答案 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D C B C A B D C AB AB CD AB 二、实验题（共2小题，每空2分，共16分） 13．(1)互换电流计两个接线柱的连线/互换电源正负极的连线 电流计指针偏转方向 (2)右 (3)右 14．(1)D (2)C (3)原线圈 (4)3（或） 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．（1）根据法拉第电磁感应定律可得 （2）由闭合电路欧姆定律可得通过电阻R的电流大小 由楞次定律及安培定则可知通过电阻R的电流方向为从。 （3）由焦耳定律可得4s内闭合电路产生的焦耳热为 16．（1）对导体棒受力分析，如图所示 （2）导体棒恰好未滑动，摩擦力达到最大静摩擦力，则有， 又 解得 （3）由于 流过滑动变阻器的电流为 滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻器接入电路中的电阻为 17．（1）金属棒a最终沿导轨向下匀速运动，此时有， 解得 （2）金属棒b的速度时对b、c整体有 又 解得 方向沿导轨向上。 （3）最终金属棒a、b以不同的速度沿导轨匀速运动，此时回路中的电流最大，闭合回路的电功率也最大，设此时回路中的电流为，对金属棒a有 联立得 闭合回路的最大电功率 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期第一次月考模拟测试卷02（考试版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~3章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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） 1．如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感系数很大的线圈L相连接，线圈L的直流电阻阻值为R；B与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮 B．闭合开关S，待电路稳定后，A灯比B灯亮 C．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，A灯会闪亮一下，B灯不会闪亮一下 D．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，通过B灯的电流方向与开始时相反 2．某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。将磁铁N极加速插向线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电子秤的示数等于m0 B．电子秤的示数小于m0 C．线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 3．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　） A．由可知，一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 B．根据电场强度定义式可知，电场中某试探电荷所受的电场力为零，则该处电场强度一定为零 C．因，说明与成正比、与成反比 D．一小段长为的导线放在匀强磁场中，当通过的电流时，受到的安培力为4N，则该处的磁感应强度大小可能为3T 4．如图甲所示，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（　　） A．电阻R的功率为200W B．电流表示数为2A C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍 5．在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的径迹是非常重要的实验证据。右图是1932年安德森利用放在匀强磁场中的云室记录的正电子的径迹，云室中放有厚的铅板，磁场方向垂直纸面，A、B是径迹上的两个点，若不计正电子受到的重力及运动过程的阻力，下列说法正确的是（    ） A．磁场方向垂直纸面向外 B．正电子的运动方向是从A到B C．正电子在A、B两点受到的洛仑兹力大小相等 D．正电子经过铅板后，运动的周期变小 6．理想降压变压器的原、副线圈匝数分别为和，原线圈接电流表和电阻后，接交流电源，副线圈接电流表和滑动变阻器如图所示，当副线圈的负载电阻变小时，以下说法正确的是（    ） A．当负载电阻变小时，读数减小 B．当负载电阻变小时，副线圈的功率可能增大，也可能减小 C．当负载电阻时，副线圈的功率最大 D．当负载电阻时，副线圈的功率最大 7．如图所示，两足够长的通电直导线P、Q（垂直纸面）关于粗糙程度均匀的水平面对称分布，P、Q连线与水平面交点为O，P、Q通以大小相等、方向相反的恒定电流。一带负电的绝缘物块从A点以某一初速度向右运动，恰好运动到O点。下列说法正确的是（　　） A．从A到O，磁感应强度方向水平向右 B．从A到O，磁感应强度先增大后减小 C．从A到O，物块做加速度逐渐增大的减速运动 D．从A到O，物块做匀减速直线运动 8．如图所示，在虚线的上方存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为的正方形金属线框斜向上进入磁场，当对角线刚进入磁场时，线框的速度大小为，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为，则下列说法正确的是（　　） A．刚进入磁场时，、两端电势差为 B．刚进入磁场时，线框中感应电流为 C．刚进入磁场时，线框所受安培力为 D．线框从如图所示位置到全部进入磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量为 9．（多选）如图，在光滑绝缘水平桌面上建立平面直角坐标系，其第一象限存在匀强磁场，方向垂直桌面向下。从点垂直轴滚入一个带电金属小球甲，随后沿着轨迹离开磁场。现在轨迹上的点静止放置另一金属小球乙，再次从点垂直轴以相同速度滚入带电金属小球甲。小球甲、乙均可视为质点，二者发生碰撞并结合在一起后，若结合体（　　） A．沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷 B．继续沿着轨迹离开磁场，则小球乙不带电 C．继续沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带异种电荷 D．沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷 10．（多选）下列说法正确的是（    ） A．图甲是磁流体发电机的结构示意图，图中板电势较高 B．图乙是洛伦兹力演示仪的结构简图，减小电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期不变 C．图丙是电容式话筒的结构示意图，振动膜片向左振动时，电阻中电流的方向：从右往左 D．图丁是回旋加速器结构示意图，增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能增加 11．（多选）变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的某种广告牌背景灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该广告灯一秒钟闪烁50下 B．R的滑片不动，滑片P下移时，电流表A1示数增大 C．R的滑片右移，滑片P不动时，电流表A1示数减小 D．R的滑片右移，滑片P下移时，灯泡的电功率减小 12．（多选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线，在之间，之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为，电阻为，将其从图示位置由静止释放（边与重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度取）。则下列说法中正确的是（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为 B．线圈匀速运动的速度大小为 C．线圈的长度为 D．时间内，线圈产生的热量为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题，每空2分，共16分） 13．小明和小强做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)按图甲连接电路，闭合开关，发现电流计指针向左偏转；断开开关，________，再次闭合开关，发现电流计指针向右偏转。从而推断出__________与电流方向的关系。 (2)小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过 程中，观察到电流计指针向________偏转（选填“左”或“右”）。 (3)小强用图丙所示的装置做实验。闭合开关，当导体棒向________（选填“左”、“右”、“上”或“下”）运动时，可观察到电流计指针向左偏转。 14．刘同学探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系，实验用的可拆变压器如图甲所示。 (1)为了减小涡流在铁芯中产生的热量，变压器的铁芯由相互绝缘的硅钢片叠成，对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于______。 A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd (2)在实验中，该同学故意将上端的铁芯卸掉，将12.0V的交流学生电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，将交流电压表接在副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间，则交流电压表的实际示数可能是______。 A．6.5V B．6.0V C．3.5V D．0 (3)该同学正确组装变压器后，在保持原、副线圈不变的情况下进行了多次实验，实验中正确操作，并将测得的几组数据记录在下表中。则是变压器______（填“原线圈”或“副线圈”）两端的电压。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 (4)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，该部分与变压器的原线圈连接，可变电阻R与该变压器的副线圈连接，当时，副线圈的功率最大，则该变压器原、副线圈的匝数比______。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端与一个阻值为的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B按图2所示规律变化。已知线圈的电阻为，面积为，求： (1)线圈产生的感应电动势E； (2)通过电阻R的电流大小和方向； (3)4s内闭合电路产生的焦耳热Q。 16．、为水平放置、间距的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势，内阻，小灯泡乙的电阻。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关S后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取，。 (1)在导体棒截面图上画出其受力分析图，标出角（力的示意图/正交分解图均可，要求尺规作图） (2)求导体棒受到的安培力的大小？ (3)求此时滑动变阻器接入电路中的电阻？ 17．如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的斜面上，间距为，空间分布着磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根金属棒a、b放置在导轨上，并将b用轻绳通过定滑轮和物块c连接。已知两棒的长度均为L，电阻均为，a、b、c质量均为，金属棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，不考虑其他电阻，不计一切摩擦，重力加速度大小为。 (1)将金属棒b锁定，释放金属棒a，求金属棒a的最终速度大小； (2)将金属棒a锁定，同时由静止释放金属棒b和物块c，求金属棒b的速度时的加速度； (3)同时由静止释放金属棒a、b和物块c，求闭合回路的最大电功率。 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理下学期第一次月考模拟测试卷02（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~3章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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） 1．如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感系数很大的线圈L相连接，线圈L的直流电阻阻值为R；B与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮 B．闭合开关S，待电路稳定后，A灯比B灯亮 C．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，A灯会闪亮一下，B灯不会闪亮一下 D．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，通过B灯的电流方向与开始时相反 【答案】D 【详解】A．开关S闭合瞬间，B灯立刻亮，A灯支路由于有线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，可知A灯慢慢亮起来，选项A错误； B．闭合开关S，待电路稳定后，因两个支路的电阻相等，可知A灯与B灯亮度相同，选项B错误； CD．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，通过B灯原来的电流立刻变为零，而A灯支路由于有自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，与A灯、电阻R和B灯重新组成回路，则AB灯都会慢慢熄灭，此过程中通过B灯的电流方向与开始时相反，选项C错误，D正确。 故选D。 2．某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。将磁铁N极加速插向线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电子秤的示数等于m0 B．电子秤的示数小于m0 C．线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 【答案】C 【详解】AB．将条形磁铁插向线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生了变化，线圈中产生了感应电流，线圈与条形磁铁会发生相互作用，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，将磁铁N极加速插向线圈的过程中，线圈与磁铁相互排斥，导致电子秤的示数大于m0，故AB错误； CD．根据楞次定律和安培定则可判断，将条形磁铁的N极加速插向线圈时，线圈中产生的感应电流方向为逆时针方向（俯视），故C正确，D错误。 故选C。 3．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　） A．由可知，一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 B．根据电场强度定义式可知，电场中某试探电荷所受的电场力为零，则该处电场强度一定为零 C．因，说明与成正比、与成反比 D．一小段长为的导线放在匀强磁场中，当通过的电流时，受到的安培力为4N，则该处的磁感应强度大小可能为3T 【答案】B 【详解】A．一小段通电导线在某处不受安培力的作用，可能是电流方向与磁场方向平行，该处的磁感应强度不一定为零，故A错误； B．根据电场强度定义式可知，电场中某试探电荷所受的电场力为零，则该处电场强度一定为零，故B正确； C．只是电阻的定义式，电阻与、均没有直接关系，故C错误； D．一小段长为的导线放在匀强磁场中，当通过的电流时，受到的安培力为4N，当电流方向与磁场方向垂直时，此时磁感应强度最小，为 可知该处的磁感应强度大小不可能为3T，故D错误。 故选B。 4．如图甲所示，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（　　） A．电阻R的功率为200W B．电流表示数为2A C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍 【答案】C 【详解】A．由乙图可知 则 电阻R的功率为，故A正确，不符合题意； B．根据欧姆定律得，故B正确，不符合题意； C．由乙图可知 则，故C错误，符合题意； D．由可知，如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则产生的感应电动势也提高一倍，根据欧姆定律可知电流也增大一倍，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的径迹是非常重要的实验证据。右图是1932年安德森利用放在匀强磁场中的云室记录的正电子的径迹，云室中放有厚的铅板，磁场方向垂直纸面，A、B是径迹上的两个点，若不计正电子受到的重力及运动过程的阻力，下列说法正确的是（    ） A．磁场方向垂直纸面向外 B．正电子的运动方向是从A到B C．正电子在A、B两点受到的洛仑兹力大小相等 D．正电子经过铅板后，运动的周期变小 【答案】A 【详解】B．正电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 可得运动速率为 由题图可知正电子在铅板上方的轨迹半径比在铅板下方的小，则正电子在铅板上方的速率比在铅板下方的速率小，因穿过铅板后速率会减小，故正电子从下向上穿过铅板，即正电子从B运动到A，故B错误； A．正电子从B运动到A沿顺时针方向偏转，由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，故A正确； C．洛伦兹力，由于正电子在A点的速率大于B点速率，所以正电子在A点比在B点所受的洛伦兹力大，故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力 其中，可得 故粒子穿过铅板后在磁场中做圆周运动的周期不变，故D错误。 故选A。 6．理想降压变压器的原、副线圈匝数分别为和，原线圈接电流表和电阻后，接交流电源，副线圈接电流表和滑动变阻器如图所示，当副线圈的负载电阻变小时，以下说法正确的是（    ） A．当负载电阻变小时，读数减小 B．当负载电阻变小时，副线圈的功率可能增大，也可能减小 C．当负载电阻时，副线圈的功率最大 D．当负载电阻时，副线圈的功率最大 【答案】B 【详解】由于 而， 如果原线圈处直接接一个电阻代替变压器和，等效电阻的值 此时电路等效为 A．根据，当负载电阻变小时，根据欧姆定律可知电流表读数增大，故A错误； BCD．当时，相当于内电阻等于外电阻，此时副线圈消耗的功率最大，此时 由于题目没有给出，具体比值关系，也不知道初始时的阻值，因此电阻R2变小时，副线圈的功率可能增大，也可能减小，B正确，CD错误。 故选B。 7．如图所示，两足够长的通电直导线P、Q（垂直纸面）关于粗糙程度均匀的水平面对称分布，P、Q连线与水平面交点为O，P、Q通以大小相等、方向相反的恒定电流。一带负电的绝缘物块从A点以某一初速度向右运动，恰好运动到O点。下列说法正确的是（　　） A．从A到O，磁感应强度方向水平向右 B．从A到O，磁感应强度先增大后减小 C．从A到O，物块做加速度逐渐增大的减速运动 D．从A到O，物块做匀减速直线运动 【答案】D 【详解】AB．由安培定则知两导线在AO之间磁场分布，如图所示： 由平行四边形定则，两磁场的合磁场方向水平向左，且由A到O两导线磁场增大且与水平夹角变小，所以合磁场沿水平向左增大，故AB错误； CD．由于AO之间磁场方向水平向左，与物块的运动方向共线，所以物块不受洛伦兹力，物块在运动过程中受到恒定不变的摩擦力，根据牛顿第二定律，物块做匀减速直线运动，故C错误，D正确。 故选D。 8．如图所示，在虚线的上方存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为的正方形金属线框斜向上进入磁场，当对角线刚进入磁场时，线框的速度大小为，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为，则下列说法正确的是（　　） A．刚进入磁场时，、两端电势差为 B．刚进入磁场时，线框中感应电流为 C．刚进入磁场时，线框所受安培力为 D．线框从如图所示位置到全部进入磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量为 【答案】C 【详解】A．线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，则感应电流的方向为逆时针，C端电势较低，CD边切割磁感线，有效的切割长度为a，所以产生的感应电动势为 、两端电势差为，故A错误； B．感应电流大小为，故B错误； C．AC刚进入磁场时线框的CD边产生的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是 且AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量和，即为，故C正确； D．根据电流定义式可知，故D错误； 故选C。 9．（多选）如图，在光滑绝缘水平桌面上建立平面直角坐标系，其第一象限存在匀强磁场，方向垂直桌面向下。从点垂直轴滚入一个带电金属小球甲，随后沿着轨迹离开磁场。现在轨迹上的点静止放置另一金属小球乙，再次从点垂直轴以相同速度滚入带电金属小球甲。小球甲、乙均可视为质点，二者发生碰撞并结合在一起后，若结合体（　　） A．沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷 B．继续沿着轨迹离开磁场，则小球乙不带电 C．继续沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带异种电荷 D．沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷 【答案】AB 【详解】A．小球在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 解得。可知二者发生碰撞并结合在一起后，由动量守恒，不变，若沿着轨迹离开磁场，则轨道半径变小，所以结合体总电荷量变大，则小球甲、乙带同种电荷，故A正确； BC．有上述分析，可知二者发生碰撞并结合在一起后，由动量守恒，不变，若结合体继续沿着轨迹离开磁场，则轨道半径不变，所以结合体总电荷量不变，则小球乙不带电，故B正确，C错误； D．有上述分析，可知二者发生碰撞并结合在一起后，由动量守恒，不变，若结合体继续沿着轨迹离开磁场，则轨道半径变大，所以结合体总电荷量变小，则小球甲、乙带异种电荷，故D错误。 故选AB。 10．（多选）下列说法正确的是（    ） A．图甲是磁流体发电机的结构示意图，图中板电势较高 B．图乙是洛伦兹力演示仪的结构简图，减小电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期不变 C．图丙是电容式话筒的结构示意图，振动膜片向左振动时，电阻中电流的方向：从右往左 D．图丁是回旋加速器结构示意图，增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能增加 【答案】AB 【详解】A．由左手定则知正离子向上偏转，所以上极板带正电，A板是发电机的正极，B板是发电机的负极，故A板电势高。故A正确。 B．在洛伦兹力演示仪中，由牛顿第二定律 电子做匀速圆周运动的周期公式决定（为电子质量，为电荷量，为磁场强度）。周期与电子的速度（或加速电压）无关，因此减小电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期不变，故B正确； C．电容式话筒中，振动膜片向左振动时，电容的极板间距增大，电容减小。由于电源保持极板间电压不变，根据 电容减小会导致极板带电量减小，上极板（固定电极）的正电荷会通过电阻向电源移动。因此，电阻中电流的方向是从左向右（而非从右向左）。故C错误； D．根据牛顿第二定律 解得。当粒子的轨迹半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，即。所以，最大动能为 最大动能与加速电压无关，故D错误。 故选AB。 11．（多选）变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的某种广告牌背景灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该广告灯一秒钟闪烁50下 B．R的滑片不动，滑片P下移时，电流表A1示数增大 C．R的滑片右移，滑片P不动时，电流表A1示数减小 D．R的滑片右移，滑片P下移时，灯泡的电功率减小 【答案】CD 【详解】A．题意可知交流电频率 由于每个周期内电流方向改变两次，故该广告灯一秒钟闪烁100下，故A错误； B．题意可知原线圈输入端电压不变，故副线圈两端电压 由于滑片P下移时，减小，则减小 ，副线圈消耗功率 可知副线圈消耗功率减小，则原线圈电流 可知减小，即电流表A1示数减小，故B错误； C．滑片P不动时，可知不变，故不变，R的滑片右移，R的阻值变大，根据 可知减小，根据 可知减小，即电流表A1示数减小，故C正确； D．滑片P下移时，减小，则减小 ，R的滑片右移，R的阻值变大，根据 可知减小，则灯泡电功率减小，故D正确。 故选CD。 12．（多选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线，在之间，之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为，电阻为，将其从图示位置由静止释放（边与重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度取）。则下列说法中正确的是（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为 B．线圈匀速运动的速度大小为 C．线圈的长度为 D．时间内，线圈产生的热量为 【答案】AB 【详解】ABC．由题图可知，在t2~t3时间内，线圈向下做匀速直线运动，受力平衡，则根据平衡条件则有mg＝BIL 由欧姆定律可知 联立两式，解得 t1~t2时间内线圈一直做匀加速直线运动，则知线圈内磁通量变化为零，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，仅在重力作用下运动，以cd边与L2重合时为初状态，以ab边与L3重合时为末状态，设磁场的宽度为d，则线圈长度为2d，线圈下降的位移为3d，则有 其中v2＝8 m/s，t＝0.6s 代入解得d＝1 m 所以线圈的长度为2d＝2 m 在0~t1时间内，cd边从L1运动到L2，则通过线圈的电荷量为，故AB正确，C错误； D．0~t3时间内，根据能量守恒定律得，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题，每空2分，共16分） 13．小明和小强做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)按图甲连接电路，闭合开关，发现电流计指针向左偏转；断开开关，________，再次闭合开关，发现电流计指针向右偏转。从而推断出__________与电流方向的关系。 (2)小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过 程中，观察到电流计指针向________偏转（选填“左”或“右”）。 (3)小强用图丙所示的装置做实验。闭合开关，当导体棒向________（选填“左”、“右”、“上”或“下”）运动时，可观察到电流计指针向左偏转。 【答案】(1) 互换电流计两个接线柱的连线/互换电源正负极的连线 电流计指针偏转方向 (2)右 (3)右 【详解】（1）[1][2]更换灵敏电流计的两个接线柱的连线或对调电源的两极，可使灵敏电流计反向偏转，可知灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向有关； （2）由甲图可知，当电流从电流计左端流入从右端流出时，电流计的指针向左偏转；当电流从电流计的右端流入从左端流出时，电流计的指针向右偏转；在乙图可，将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过程中，线圈中的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向下，根据安培定则可知，电流从电流计的右端流入从左端流出时，电流计的指针向右偏转； （3）根据上述分析可知，灵敏电流计的指针向左偏转时，电流应从负接线柱流进电流计，结合安培定则可知，导体棒应向右运动。 14．刘同学探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系，实验用的可拆变压器如图甲所示。 (1)为了减小涡流在铁芯中产生的热量，变压器的铁芯由相互绝缘的硅钢片叠成，对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于______。 A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd (2)在实验中，该同学故意将上端的铁芯卸掉，将12.0V的交流学生电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，将交流电压表接在副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间，则交流电压表的实际示数可能是______。 A．6.5V B．6.0V C．3.5V D．0 (3)该同学正确组装变压器后，在保持原、副线圈不变的情况下进行了多次实验，实验中正确操作，并将测得的几组数据记录在下表中。则是变压器______（填“原线圈”或“副线圈”）两端的电压。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 (4)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，该部分与变压器的原线圈连接，可变电阻R与该变压器的副线圈连接，当时，副线圈的功率最大，则该变压器原、副线圈的匝数比______。 【答案】(1)D (2)C (3)原线圈 (4)3（或） 【详解】（1）由图甲可知，磁感线平行于平面aehd，产生的涡流平行于平面abcd，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，硅钢片应垂直于涡流所在平面，即硅钢片应平行于平面aehd。 故选D。 （2）由题意知，，，，若变压器为理想变压器，根据得 但该同学将上端铁芯卸掉，此时会有大量漏磁，导致通过副线圈的磁通量比理想情况小，所以输出电压小于理想值，即输出电压的范围为 故选C。 （3）由于，，则 由表格中的数据可知稍大于2，由于变压器存在漏磁，所以原线圈与副线圈两端电压的比值稍大于2，所以是变压器原线圈两端的电压。 （4）设原、副线圈中的电流分别为和，将原线圈等效为一个电阻，根据理想变压器的输入功率等于输出功率有 又 联立得 当时，副线圈的功率最大，即原线圈的功率也最大，此时应有 联立解得 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端与一个阻值为的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B按图2所示规律变化。已知线圈的电阻为，面积为，求： (1)线圈产生的感应电动势E； (2)通过电阻R的电流大小和方向； (3)4s内闭合电路产生的焦耳热Q。 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得 （2）由闭合电路欧姆定律可得通过电阻R的电流大小 由楞次定律及安培定则可知通过电阻R的电流方向为从。 （3）由焦耳定律可得4s内闭合电路产生的焦耳热为 16．、为水平放置、间距的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势，内阻，小灯泡乙的电阻。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关S后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取，。 (1)在导体棒截面图上画出其受力分析图，标出角（力的示意图/正交分解图均可，要求尺规作图） (2)求导体棒受到的安培力的大小？ (3)求此时滑动变阻器接入电路中的电阻？ 【详解】（1）对导体棒受力分析，如图所示 （2）导体棒恰好未滑动，摩擦力达到最大静摩擦力，则有， 又 解得 （3）由于 流过滑动变阻器的电流为 滑动变阻器两端的电压为 则滑动变阻器接入电路中的电阻为 17．如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的斜面上，间距为，空间分布着磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根金属棒a、b放置在导轨上，并将b用轻绳通过定滑轮和物块c连接。已知两棒的长度均为L，电阻均为，a、b、c质量均为，金属棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，不考虑其他电阻，不计一切摩擦，重力加速度大小为。 (1)将金属棒b锁定，释放金属棒a，求金属棒a的最终速度大小； (2)将金属棒a锁定，同时由静止释放金属棒b和物块c，求金属棒b的速度时的加速度； (3)同时由静止释放金属棒a、b和物块c，求闭合回路的最大电功率。 【详解】（1）金属棒a最终沿导轨向下匀速运动，此时有， 解得 （2）金属棒b的速度时对b、c整体有 又 解得 方向沿导轨向上。 （3）最终金属棒a、b以不同的速度沿导轨匀速运动，此时回路中的电流最大，闭合回路的电功率也最大，设此时回路中的电流为，对金属棒a有 联立得 闭合回路的最大电功率 学科网（北京）股份有限公1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 高二物理下学期第一次月考模拟测试卷02 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~3章。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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） 1．如图所示，有两个完全相同的灯泡A、B，A与一自感系数很大的线圈L相连接，线圈L的直流电阻阻值为R；B与一定值电阻相连，定值电阻的阻值为R。下列说法正确的是（　　） A．开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮 B．闭合开关S，待电路稳定后，A灯比B灯亮 C．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，A灯会闪亮一下，B灯不会闪亮一下 D．闭合开关S，待电路稳定后断开开关，通过B灯的电流方向与开始时相反 2．某同学学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一N极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为m0。将磁铁N极加速插向线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电子秤的示数等于m0 B．电子秤的示数小于m0 C．线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D．线圈中产生的电流沿顺时针方向（俯视） 3．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（　　） A．由可知，一小段通电导线在某处不受安培力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 B．根据电场强度定义式可知，电场中某试探电荷所受的电场力为零，则该处电场强度一定为零 C．因，说明与成正比、与成反比 D．一小段长为的导线放在匀强磁场中，当通过的电流时，受到的安培力为4N，则该处的磁感应强度大小可能为3T 4．如图甲所示，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中错误的是（　　） A．电阻R的功率为200W B．电流表示数为2A C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍 5．在粒子物理研究中，带电粒子在云室等探测装置中的径迹是非常重要的实验证据。右图是1932年安德森利用放在匀强磁场中的云室记录的正电子的径迹，云室中放有厚的铅板，磁场方向垂直纸面，A、B是径迹上的两个点，若不计正电子受到的重力及运动过程的阻力，下列说法正确的是（    ） A．磁场方向垂直纸面向外 B．正电子的运动方向是从A到B C．正电子在A、B两点受到的洛仑兹力大小相等 D．正电子经过铅板后，运动的周期变小 6．理想降压变压器的原、副线圈匝数分别为和，原线圈接电流表和电阻后，接交流电源，副线圈接电流表和滑动变阻器如图所示，当副线圈的负载电阻变小时，以下说法正确的是（    ） A．当负载电阻变小时，读数减小 B．当负载电阻变小时，副线圈的功率可能增大，也可能减小 C．当负载电阻时，副线圈的功率最大 D．当负载电阻时，副线圈的功率最大 7．如图所示，两足够长的通电直导线P、Q（垂直纸面）关于粗糙程度均匀的水平面对称分布，P、Q连线与水平面交点为O，P、Q通以大小相等、方向相反的恒定电流。一带负电的绝缘物块从A点以某一初速度向右运动，恰好运动到O点。下列说法正确的是（　　） A．从A到O，磁感应强度方向水平向右 B．从A到O，磁感应强度先增大后减小 C．从A到O，物块做加速度逐渐增大的减速运动 D．从A到O，物块做匀减速直线运动 8．如图所示，在虚线的上方存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为的正方形金属线框斜向上进入磁场，当对角线刚进入磁场时，线框的速度大小为，方向与磁场边界成角，若线框的总电阻为，则下列说法正确的是（　　） A．刚进入磁场时，、两端电势差为 B．刚进入磁场时，线框中感应电流为 C．刚进入磁场时，线框所受安培力为 D．线框从如图所示位置到全部进入磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量为 9．（多选）如图，在光滑绝缘水平桌面上建立平面直角坐标系，其第一象限存在匀强磁场，方向垂直桌面向下。从点垂直轴滚入一个带电金属小球甲，随后沿着轨迹离开磁场。现在轨迹上的点静止放置另一金属小球乙，再次从点垂直轴以相同速度滚入带电金属小球甲。小球甲、乙均可视为质点，二者发生碰撞并结合在一起后，若结合体（　　） A．沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷 B．继续沿着轨迹离开磁场，则小球乙不带电 C．继续沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带异种电荷 D．沿着轨迹离开磁场，则小球甲、乙带同种电荷 10．（多选）下列说法正确的是（    ） A．图甲是磁流体发电机的结构示意图，图中板电势较高 B．图乙是洛伦兹力演示仪的结构简图，减小电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期不变 C．图丙是电容式话筒的结构示意图，振动膜片向左振动时，电阻中电流的方向：从右往左 D．图丁是回旋加速器结构示意图，增大回旋加速器狭缝间的电压，被加速粒子获得的最大动能增加 11．（多选）变压器被誉为“电魔术师”，在生产和生活中有着重要的作用。从家里的电视机、电风扇，到大街上的路灯、广告牌，都有变压器的身影。如图所示是实验小组研究的某种广告牌背景灯的原理图，理想自耦变压器的a、b间接入的交变电流，交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．该广告灯一秒钟闪烁50下 B．R的滑片不动，滑片P下移时，电流表A1示数增大 C．R的滑片右移，滑片P不动时，电流表A1示数减小 D．R的滑片右移，滑片P下移时，灯泡的电功率减小 12．（多选）如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线，在之间，之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面。现有一矩形线圈，宽度，质量为，电阻为，将其从图示位置由静止释放（边与重合），线圈速度随时间的变化关系如图乙所示，时刻边与重合，时刻边与重合，时刻边与重合，已知的时间间隔为，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向（重力加速度取）。则下列说法中正确的是（　　） A．在时间内，通过线圈的电荷量为 B．线圈匀速运动的速度大小为 C．线圈的长度为 D．时间内，线圈产生的热量为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题，每空2分，共16分） 13．小明和小强做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 (1)按图甲连接电路，闭合开关，发现电流计指针向左偏转；断开开关，________，再次闭合开关，发现电流计指针向右偏转。从而推断出__________与电流方向的关系。 (2)小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过 程中，观察到电流计指针向________偏转（选填“左”或“右”）。 (3)小强用图丙所示的装置做实验。闭合开关，当导体棒向________（选填“左”、“右”、“上”或“下”）运动时，可观察到电流计指针向左偏转。 14．刘同学探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系，实验用的可拆变压器如图甲所示。 (1)为了减小涡流在铁芯中产生的热量，变压器的铁芯由相互绝缘的硅钢片叠成，对上端放置的变压器铁芯，硅钢片应平行于______。 A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd (2)在实验中，该同学故意将上端的铁芯卸掉，将12.0V的交流学生电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，将交流电压表接在副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间，则交流电压表的实际示数可能是______。 A．6.5V B．6.0V C．3.5V D．0 (3)该同学正确组装变压器后，在保持原、副线圈不变的情况下进行了多次实验，实验中正确操作，并将测得的几组数据记录在下表中。则是变压器______（填“原线圈”或“副线圈”）两端的电压。 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 (4)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，该部分与变压器的原线圈连接，可变电阻R与该变压器的副线圈连接，当时，副线圈的功率最大，则该变压器原、副线圈的匝数比______。 三．计算题（本题共3小题，共36分） 15．如图1所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端与一个阻值为的电阻相连，线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度B按图2所示规律变化。已知线圈的电阻为，面积为，求： (1)线圈产生的感应电动势E； (2)通过电阻R的电流大小和方向； (3)4s内闭合电路产生的焦耳热Q。 16．、为水平放置、间距的平行导轨，左端接有如图所示的电路。电源的电动势，内阻，小灯泡乙的电阻。将导体棒静置于导轨上，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度，方向与导体棒垂直且与两水平导轨所在平面的夹角，匀质导体棒质量为，阻值为。闭合开关S后，导体棒恰好未滑动。已知导体棒和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计导轨的电阻，取，。 (1)在导体棒截面图上画出其受力分析图，标出角（力的示意图/正交分解图均可，要求尺规作图） (2)求导体棒受到的安培力的大小？ (3)求此时滑动变阻器接入电路中的电阻？ 17．如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的斜面上，间距为，空间分布着磁感应强度大小为，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将两根金属棒a、b放置在导轨上，并将b用轻绳通过定滑轮和物块c连接。已知两棒的长度均为L，电阻均为，a、b、c质量均为，金属棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，不考虑其他电阻，不计一切摩擦，重力加速度大小为。 (1)将金属棒b锁定，释放金属棒a，求金属棒a的最终速度大小； (2)将金属棒a锁定，同时由静止释放金属棒b和物块c，求金属棒b的速度时的加速度； (3)同时由静止释放金属棒a、b和物块c，求闭合回路的最大电功率。 试题 第3页（共6页） 试题 第4页（共6页） 试题 第1页（共6页） 试题 第2页（共6页） 学科网（北京）股份有限公司 $