四川省成都市成華區(qū)某校2023-2024學年高二下學期4月月考物理試題

高2022級物理第Ⅰ卷（選擇題共46分）一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.為了探究自感現(xiàn)象，某同學設(shè)計了如圖所示的電路，A、B為兩個完全相同的燈泡，L為帶鐵芯的線圈，其電阻與小燈泡的電阻相等，、為理想二極管（反向電阻極大，正向電阻為0），R為定值電阻，電源的電動勢為E?，F(xiàn)閉合開關(guān)S，B燈立刻變亮，由于二極管的單向?qū)щ娦?，A燈始終不亮，待電路穩(wěn)定后，下列說法正確的是（）A.斷開開關(guān)S后，燈泡A仍然不亮B.斷開開關(guān)S后，燈泡B逐漸熄滅C.斷開開關(guān)S后，燈泡A閃亮一下后逐漸熄滅D.斷開開關(guān)S的瞬間，線圈L兩端的電壓等于E【答案】C【解析】【詳解】AC．斷開開關(guān)S后，流過燈泡A的電流方向反向，二極管導通，所以A燈會閃亮一下在漸漸熄滅，故A錯誤,C正確；B．斷開開關(guān)S后，流過燈泡B的電流立刻反向，由于二極管的單向?qū)ㄐ裕珺燈立即熄滅，故B錯誤；D．穩(wěn)定時，線圈L兩端的電壓小于電源電動勢E，斷開開關(guān)S的瞬間，線圈L兩端的電壓小于E，故D錯誤。故選C。2.在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌，導軌跟大線圈M相接，如圖所示。導軌上放一根導線ab，磁感線垂直于導軌所在平面。若使N線圈中產(chǎn)生順時針方向的感應電流，ab導體棒的運動可能是（）A.向右勻速運動 B.向右加速運動C向左減速運動 D.向左加速運動【答案】D【解析】【詳解】A．導線ab勻速向右運動時，導線ab產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流恒定不變，大線圈M產(chǎn)生的磁場恒定不變，穿過小線圈N中的磁通量不變，沒有感應電流產(chǎn)生，故A錯誤；B．導線ab加速向右運動時，導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流增大，由右手定則判斷出ab電流方向由a→b，根據(jù)安培定則判斷可知：M產(chǎn)生的磁場方向：垂直紙面向里，穿過N的磁通量增大，由楞次定律判斷得知：線圈N產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，故B錯誤；C．導線ab減速向左運動時，導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流變小，由右手定則判斷出來ab電流方向由b→a，根據(jù)安培定則判斷可知：M產(chǎn)生的磁場方向：垂直紙面向外，穿過N的磁通量變小，由楞次定律判斷得知：線圈N產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，故C錯誤；D．導線ab加速向左運動時，導線ab中產(chǎn)生的感應電動勢和感應電流增加，由右手定則判斷出來ab電流方向由b→a，根據(jù)安培定則判斷可知：M產(chǎn)生的磁場方向：垂直紙面向外，穿過N的磁通量增大，由楞次定律判斷得知：線圈N產(chǎn)生順時針方向的感應電流，故D正確。故選D。3.1831年10月28日，法拉第展示人類歷史上第一臺發(fā)電機圓盤發(fā)電機，如圖為法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖，銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸，圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中，圓盤以角速度ω順時針旋轉(zhuǎn)（從上往下看），則（）A.圓盤轉(zhuǎn)動過程中電流沿b到a的方向流過電阻RB.圓盤轉(zhuǎn)動過程中Q點電勢比Р點電勢低C.若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，R上產(chǎn)生的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍D.圓盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電動勢大小與圓盤半徑的平方成正比【答案】D【解析】【詳解】AB．圓盤轉(zhuǎn)動可等效看成無數(shù)軸向?qū)w切割磁感線，若從上向下看圓盤順時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)右手定則可知圓盤中心電勢比邊緣要高，即Q相當于電源的正極，Q點電勢比P點電勢高，電流沿a到b的方向流過電阻R，故AB錯誤；D．根據(jù)法拉第電磁感應定律，可知感應電動勢為故圓盤轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的電動勢大小與圓盤半徑的平方成正比，故D正確；C．R上產(chǎn)生的熱功率為若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，R上產(chǎn)生的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤。故選D。4.風力發(fā)電將成為福建沿海實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一。如圖甲，風力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風車外形，風吹向葉片驅(qū)動風輪機轉(zhuǎn)動，風輪機帶動內(nèi)部匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強磁場中，以角速度ω繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸順時針勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，發(fā)電模型簡化為圖乙。已知N匝線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為。則（）A.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的感應電流方向為DCBAB.當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時電流表的示數(shù)為零C.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最大D.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量最大【答案】C【解析】【詳解】A．當線圈轉(zhuǎn)到題圖示位置時，根據(jù)右手定則，可知產(chǎn)生的感應電流方向為ABCDA，故A錯誤；B．當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，感應電流的瞬時值為零，但電流表測量的是有效值，示數(shù)不為零，故B錯誤；CD．當線圈轉(zhuǎn)到題圖示位置時，線圈與中性面垂直，磁通量最小，為零，磁通量變化率最大，故C正確，D錯誤。故選C。5.如圖甲所示，是一種振動發(fā)電裝置，它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為、匝數(shù)為20的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示）。線圈所在位置磁感應強度的大小均為，線圈的電阻為，它的引出線接有的小電珠L，其它電阻均不計。外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復運動，便有電流通過電珠。當線圈速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙、丁所示（v取向右為正），其中圖丙所示速度按正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是（）A.線圈兩種運動的小燈泡亮度相同B.線圈按丁圖情況運動產(chǎn)生的電動勢是恒定不變的C.線圈按丙圖情況運動產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為D.線圈按丙圖情況運動，燈泡兩端的電壓為【答案】C【解析】【詳解】A．線圈兩種運動過程中速度變化情況不同，根據(jù)法拉第電磁感應定律可得產(chǎn)生的感應電動勢隨時間的變化不同，則感應電動勢的有效值不同，則小燈泡亮度不相同，故A錯誤；B．根據(jù)法拉第電磁感應定律可得感應電動勢為由于圖丁中線圈v隨時間變化，則感應電動勢會發(fā)生變化，故B錯誤；C．線圈按丙圖情況運動時，速度隨時間變化情況為產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為故C正確；D．線圈按丙圖情況運動時，電動勢有效值感應電流有效值為則燈泡兩端的電壓為故D錯誤。故選C。6.如圖所示，有一等腰直角三角形的區(qū)域，其斜邊長為2L，高為L。在該區(qū)域內(nèi)分布著如圖所示的磁場，左側(cè)磁場方向垂直紙面向外，右側(cè)磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度大小均為B。一邊長為L、總電阻為R的正方形導線框abcd，從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域。取沿順時針的感應電流方向為正，則下列表示線框中電流i隨bc邊的位置坐標x變化的圖象正確的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【分析】首先根據(jù)楞次定律判斷出感應電流的方向。再分段確定線框有效的切割長度，分析線框中感應電動勢的大小與位置坐標的關(guān)系。線框的電阻一定，感應電流與感應電動勢成正比?！驹斀狻窟叺奈恢米鴺嗽谶^程，線框邊有效切線長度為感應電動勢為感應電流根據(jù)楞次定律判斷出來感應電流方向沿，為正值。在過程，邊和邊都切割磁感線，產(chǎn)生感應電動勢，穿過線框的磁通量增大，總的磁感線方向向里，根據(jù)楞次定律判斷出來感應電流方向沿，為負值，線框有效切線長度為，感應電動勢為感應電流在過程，線框邊有效切線長度為感應電動勢為感應電流根據(jù)楞次定律判斷出來感應電流方向沿，為正值。由圖示圖象可知，D正確，ABC錯誤。故選D?！军c睛】本題關(guān)鍵確定線框有效的切割長度與x的關(guān)系，再結(jié)合數(shù)學知識選擇圖象。7.在如圖甲所示的虛線框內(nèi)有勻強磁場，設(shè)圖甲所示磁場方向為正，磁感應強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。邊長為l，電阻為R的正方形均勻線框abcd有一半處在磁場中，磁場方向垂直于線框平面，此時線框ab邊的發(fā)熱功率為P，則（）A.線框中的感應電動勢為B.線框中感應電流為C.線框邊的發(fā)熱功率為D.端電勢高于端電勢【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)法拉第電磁感應定律，線框中的感應電動勢為故A錯誤；B．a(chǎn)b邊的發(fā)熱功率為解得線框中感應電流為故B正確；C．線框邊的發(fā)熱功率為故C錯誤；D．由楞次定律判斷可知，線框中感應電流方向為逆時針，則b端電勢高于a端電勢，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，水平面內(nèi)有磁場，相鄰磁場區(qū)域的磁場方向相反，每個同向磁場區(qū)域的寬度均為l，每個磁場區(qū)域的磁感應強度的大小均為B，方向均垂直于水平面，整個磁場向左以速度v水平勻速運動。矩形導線框abcd始終靜置于水平面，ad、bc邊與虛線邊界平行，矩形導線框?qū)抋b＝l，長ad＝L，電阻為R，關(guān)于矩形導線框受磁場安培力的方向大小，下列說法正確的是（）A.安培力方向向左B.安培力方向向右C.安培力的大小為D.安培力的大小為【答案】AD【解析】【詳解】AB．依題意，磁場水平向左運動，導線框相對磁場向右運動，由楞次定律的“阻礙”作用，易知安培力方向向左。故A正確；B錯誤；CD．依題意，導線框的ad、bc兩邊始終處于相鄰的兩磁場中，由右手定則可知兩邊產(chǎn)生的感應電動勢方向始終保持一致，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知ad、bc邊切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢大小為感應電流根據(jù)左手定則可知，ad、bc邊所受安培力方向始終相同，導線框所受安培力為聯(lián)立，可得故C錯誤；D正確。故選AD。9.如圖所示為一理想變壓器，b接原線圈中間的抽頭，S為單刀雙擲開關(guān)，當開關(guān)打到b時原線圈的匝數(shù)是打到a時的一半。P是滑動變阻器的滑動觸頭，U為加在原線圈兩端的交流電壓，I為原線圈的輸入電流，則（）A.其它條件不變，當開關(guān)從b打到a，輸入電流I變大B.其它條件不變，當開關(guān)從a打到b，輸入電流I變大C.其它條件不變，電壓U增大，則輸入電流I變大D.其它條件不變，變阻器電阻R增大，則輸入電流I變大【答案】BC【解析】【詳解】A．其它條件不變，當開關(guān)從b打到a，原線圈匝數(shù)增加。根據(jù)可知副線圈電壓減小，副線圈電流減小，根據(jù)可知原線圈電流變小，A錯誤；B．其它條件不變，當開關(guān)從a打到b，原線圈匝數(shù)減小。根據(jù)可知副線圈電壓增大，副線圈電流增大，根據(jù)可知原線圈電流變大，B正確；C．其它條件不變，電壓U增大，即原線圈電壓增大，根據(jù)可知副線圈電壓增大，副線圈電流增大，根據(jù)可知原線圈電流變大，C正確；D．其它條件不變，變阻器電阻R增大，則副線圈電流變小，根據(jù)可知原線圈電流變小，即輸入電流I變小，D錯誤。故選BC。10.如圖所示兩半徑為r的圓弧形光滑金屬導軌置于沿圓弧徑向的磁場中，磁場所在的平面與軌道平面垂直．導軌間距為L，一端接有電阻R，導軌所在位置處的磁感應強度大小均為B，將一質(zhì)量為的金屬導體棒PQ從圖示位置（導軌的半徑與豎直方向的夾角為θ）由靜止釋放，導軌及金屬棒電阻均不計，下列判斷正確的是（）A.導體棒PQ有可能回到初始位置B.導體棒PQ第一次運動到最低點時速度最大C.導體棒PQ從靜止到最終達到穩(wěn)定狀態(tài)，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為D.導體棒由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中，通過R的電荷量【答案】CD【解析】【詳解】A．導體棒運動過程中不斷克服安培力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，因此導體棒不可能回到初始位置，A錯誤；B．導體棒PQ第一次運動到最低點時所受合力與速度反向，速度不可能最大，B錯誤；C．導體棒最后一定靜止在最低點，根據(jù)能量守恒定律得電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢能的減少量，即C正確；D．導體棒PQ從靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中，通過R的電荷量為D正確。故選CD。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.在“探究影響感應電流方向的因素”的實驗中，請回答下列問題。（1）為弄清靈敏電流表指針擺動方向與電流方向的關(guān)系，可以使用一個已知正負極性的直流電源進行探究。某同學想到了多用電表內(nèi)部某一擋，含有直流電源，他應選用多用電表的___________（選填“歐姆”、“直流電流”、“直流電壓”、“交流電流”或“交流電壓”）擋，對靈敏電流表進行測試，由實驗可知當電流從正接線柱流入電流表時，指針向右擺動。（2）該同學先將多用電表的紅表筆接靈敏電流表的正接線柱。再將黑表筆___________（選填“短暫”或“持續(xù)”）接靈敏電流表的負接線柱。若靈敏電流表的指針向左擺動，說明電流由電流表的___________（選填“正”或“負”）接線柱流入靈敏電流表的。（3）實驗中，該同學將磁鐵某極向下從線圈上方插入線圈時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，請在圖中用箭頭畫出線圈電流方向并用字母N、S標出磁鐵的極性___________。（4）另一位同學利用圖乙所示的實驗器材來研究電磁感應現(xiàn)象及判定感應電流方向。在給出的實物圖中，已用實線作為導線連接了部分實驗電路。①請用實線作為導線從箭頭1和2處開始完成其余部分電路的連接__________；②將L1插入L2后，下列實驗操作產(chǎn)生的感應電流與合上開關(guān)時產(chǎn)生的感應電流方向相同的是___________。A．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出軟鐵棒B．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后拔出線圈L1C．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后使變阻器滑片P左移D．閉合開關(guān)，穩(wěn)定后斷開開關(guān)【答案】①.歐姆②.短暫③.負④.⑤.⑥.C【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)題意可知，實驗要使用電表內(nèi)部某一擋，含有直流電源，只有多用電表的歐姆擋有電源，所以需要選用多用電表歐姆擋對靈敏電流表進行測試；（2）[2]靈敏電流表量程太小，歐姆表內(nèi)部電源電壓相對較大，若電流超過電流表量程，長時間通電會損壞電流表，故應短暫接觸靈敏電流表的負接線柱；[3]歐姆表紅表筆連接電源的負極，靈敏電流表的指針向左擺動，說明電流從電流表的負接線柱流入。（3）[4]電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流從正接線柱流入電流表，感應電流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，原磁場方向向上，故插入的磁鐵下端為S極，如圖所示（4）[5]將線圈L2與電流計串聯(lián)形成回路，將電源、開關(guān)、滑動變阻器、線圈L1串聯(lián)形成另一個回路，實物圖如圖所示[6]ABD．根據(jù)題意，閉合開關(guān)時，穿過線圈L2的磁通量增大，產(chǎn)生的感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，而拔出軟鐵棒、拔出線圈L1、斷開開關(guān)S，穿過線圈L2的磁通量均減小，產(chǎn)生的感應電流的磁場方向與原磁場方向相同，故ABD錯誤；C．當使滑動變阻器滑片P左移，電流增大，穿過線圈L2的磁通量增大，產(chǎn)生的感應電流的磁場方向與原磁場方向相反，故C正確。故選C。12.某電阻的阻值大約為70Ω，為了更精確地測量其阻值，該同學采用伏安法。實驗室備有下列器材：A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ）；B．電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約為75kΩ）；C．電流表A1（量程250mA，內(nèi)阻約為0.2Ω）；D．電流表A2（量程50mA，內(nèi)阻約為1Ω）；E．滑動變阻器R（最大阻值150Ω）；F．電池組E（電動勢為3V，內(nèi)阻不計）；G．開關(guān)S，導線若干為減小實驗誤差，電壓表應選用___________，電流表應選用___________（填器材前面的序號），實驗電路應選圖___________（填“甲”或“乙”）。若該同學選擇器材、連接電路等操作均正確，則電阻的測量值___________（填“大于”“小于”或“等于”）其真實值?！敬鸢浮竣?A②.D③.乙④.小于【解析】【詳解】[1]由于電動勢為3V，則電壓表應選用A；[2]根據(jù)歐姆定律可得最大電流約為則電流表應選用D；[3]根據(jù)為了減小誤差，電流表應采用外接法，則實驗電路應選圖乙；[4]電流表應采用外接法，由于電壓表的分流作用，使得通過電流表的電流大于通過待測電阻的真實電流，根據(jù)歐姆定律可知電阻的測量值小于其真實值。13.用單位長度電阻為r=0.05Ω/m導線繞制一個n=100匝、邊長a=0.20m的正方形線圈，線圈兩端與阻值R=16Ω的電阻連接構(gòu)成的閉合回路，如圖甲所示。線圈處在均勻磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應強度B的大小隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。求：（1）在0~1.0×102s時間內(nèi)，通過R的電荷量是多少；（2）求交變電流的有效值?！敬鸢浮浚?）1.0×102C；（2）【解析】【詳解】（1）在0~1.0×102s時間內(nèi)的感應電動勢線圈內(nèi)阻通過電阻R的電流所以在0~t1時間電阻R的電荷量（2）在T=3.0×102s時間內(nèi)通過電阻R產(chǎn)生的電熱為設(shè)交變電流的有效值為I，則有求得14.如圖所示，兩磁極之間勻強磁場沿水平方向，磁場磁感應強度大小為；面積S=0.5m2、匝數(shù)n=20匝的矩形閉合導線框ABCD處于磁場中，線圈平面與磁場平行；線框通過電刷、升壓變壓器、降壓變壓器給一只“12V20Ω”的燈泡供電，升壓變壓器原線圈串聯(lián)一電流表。當線框繞垂直于磁場的軸以的角速度勻速轉(zhuǎn)動時，燈泡正常發(fā)光。已知兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比，線框、輸電線路的電阻都不計。求：（1）從圖示位置計時，線框中電動勢的瞬時值表達式；（2）降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比；（3）電流表的讀數(shù)。【答案】（1）(V)；（2）（3）【解析】【詳解】（1）電動勢最大值從垂直中性面位置開始計時，故瞬時值為(V)（2）升壓變壓器的輸入電壓為升壓變壓器的