四川省成都市天府新区实外高级名校2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

试卷更新日期：2024-05-07 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 如图所示，水平固定的长直导线与矩形导线框abcd在同一竖直平面，导线框的ab边与导线平行，导线中通有向右的恒定电流Ⅰ、现将导线框由静止释放，导线框在竖直下落过程中没有翻转。下列对导线框下落过程的分析，其中说法正确的是（　　）

A、导线框中产生了顺时针方向的感应电流 B、导线框的面积有收缩的趋势 C、导线框下落的加速度有时可能大于重力加速度g D、若导线中的电流Ⅰ方向向左，则线框所受安培力的合力方向向下

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2. 如图所示，一导线弯成半径为R的半圆形闭合回路。虚线MA右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始终与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（　　）

A、感应电流方向始终沿直径由C到D B、CD段直导线始终不受安培力 C、感应电动势最大值 $E_{m} = B R v$ D、感应电动势平均值 $\bar{E} = B R v$

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3. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度v₀抛出，不计空气阻力，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，下列说法正确的是（　　）

A、a点电势比b点电势高 B、金属棒中的感应电动势越来越大 C、单位时间内ab扫过的曲面中的磁通量不变 D、金属棒在运动过程中机械能越来越小

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4. 如图所示，一个竖直方置，匝数为n的矩形线圈abcd在水平向右的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，转轴OO^'与磁场方向垂直，线圈面积为S，磁感应强度大小为B，下列说法正确的是（　　）

A、线圈平面与磁场垂直时，磁通量为零 B、线圈平面与磁场垂直时，磁通量变化最快 C、线圈平面与磁场平行时，磁通量变化率最大 D、感应电动势最大值为BSω

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5. 街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。输出电压通过输电线输送给用户，输电线总电阻为R₀ ，变阻器R代表用户用电器的总电阻。负载变化时输入电压不会有大的波动，若变压器上的能量损耗可以忽略，当滑片下移（相当于用户的用电器增加）时（）

A、A₁和A₂示数均增大 B、V₂示数增大 C、R₀的功率减小 D、变压器输入功率减小

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6. 如图所示是法拉第在1831年做电磁感应实验的示意图，铁环上绕有A、B两个线圈，线圈A接直流电源，线圈B接电流表和开关S。通过多次实验，法拉第终于总结出产生感应电流的条件，分析这个实验，下列说法中正确的是(　　)

A、闭合开关S的瞬间，电流表G中有a→b的感应电流 B、闭合开关S的瞬间，电流表G中有b→a的感应电流 C、闭合开关S后，在增大电阻R的过程中，电流表G中有b→a的感应电流 D、闭合开关S后，滑动变阻器滑动触头向右移动，电流表G指针不偏转

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7. 在如图所示的电路中， $A$ 、 $B$ 是两个完全相同的灯泡， $L$ 是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断错误的是（）

A、 $S$ 刚闭合瞬间， $A$ 灯和 $B$ 灯同时亮 B、 $S$ 闭合后电路稳定前， $A$ 灯逐渐变暗 C、 $S$ 闭合电路稳定后， $A$ 灯和 $B$ 灯亮度相同 D、 $S$ 闭合电路稳定后，再断开 $S$ 时， $A$ 灯闪亮一下后熄灭

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8. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n₁：n₂=2：1，原线圈电路中接入正弦交流电压 $u = 220 \sqrt{2} s i n (100 π t) V$ ，电流表为理想交流电表。已知R₁=8Ω，R₂=R₃ ，开关S闭合前、后电流表示数之比为3：4。下列说法正确的是（　　）

A、定值电阻R₂=1Ω B、开关断开时，副线圈磁通量变化率的最大值为 $110 \sqrt{2} W b / s$ C、开关S闭合时，原线圈的输入功率最大 D、开关断开时，电路中消耗的总功率为1512.5W

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二、多选题

9. 如图甲所示，边长为a的正方形线框电阻为R ，线框左半部分有垂直线框平面的匀强磁场，MN分别为线框两边的中点，磁场随时间变化的规律如图乙所示，磁场方向以向里为正方向，下列说法正确的是（）

A、0到 $t_{2}$ 时间内磁通量的变化量为 $2 B_{0} a^{2}$ B、0到 $t_{1}$ 与 $t_{1}$ 到 $t_{2}$ 时间内线框中感应电流方向相同 C、 $t_{1}$ 到 $t_{2}$ 时间内线框中 $M$ 点电势始终比 $N$ 点电势高 D、 $0 - t_{2}$ 过程，线框中感应电流恒为 $\frac{B_{0} a^{2}}{2 t_{2} R}$

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10. 在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流，则下列说法正确的是（）

A、甲的有效值为 $\frac{I_{0}}{4}$ B、乙的有效值为 $\frac{\sqrt{2} I_{0}}{2}$ C、该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为1：8 D、该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5：4

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11. 如图所示的电路为在实验室完成的远距离输电的模拟电路，电路中左侧升压变压器原、副线圈的匝数比为 $1 : 5$ ，右侧降压变压器的匝数比为 $2 : 1$ ，定值电阻 $R_{1} = R_{2} = 4 Ω$ ，当升压变压器原线圈所接电源电压为 $U_{1} = 8 V$ ，开关断开时两定值电阻消耗的总电功率为32W，输电线的电阻为r，则下列说法正确的是（　　）

A、 $r = 8 Ω$ B、流过升压变压器原线圈的电流为2A C、闭合开关，输电线上流过r的电流为 $\frac{5}{3} A$ D、闭合开关，输电效率为50%

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三、实验题

12. 如图为“探究电磁感应现象”的实验中所用器材的示意图。

(1)、请用笔画线代替导线，将所缺导线补接完整；

(2)、电路连接完整后，某同学闭合开关时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下，则他将滑线变阻器的滑动端P向左滑动时，电流计指针向__偏转（选填“左”或“右”）

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13. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中：

(1)、实验室中有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）
B．条形磁铁
C．开关、导线若干
D．交流电压表
在本实验中，上述器材不用的是（填器材序号字母），还需用到的器材有（填直流电源，低压交流电源）。

(2)、某学生做实验时，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压（选填“增大”“减小”或“不变”）；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压（选填“增大”“减小”或“不变”）；上述探究过程采用的实验方法是。

(3)、若实验电路图如图（b）所示，实验时n₁=800匝，n₂=400匝，断开S，接通电源，观察到电压表的读数为6V，若可拆变压器可视为为理想变压器，则：
①变压器的输入电压有效值为。
A.3V
B. $6 \sqrt{2}$ V
C.12V
D.15V
②若灯泡的额定电压为6V，闭合S，灯泡能否正常发光？（填“能”或“不能”）。

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四、解答题

14. 如图，单匝线圈 $A B C D$ 在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以2v匀速进入同一匀强磁场。求：

(1)、第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比；

(2)、第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比；

(3)、第二次进入与第一次进入过程中线圈产生热量之比。

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15. 如图甲所示，足够长的平行金属导轨 $M N$ 、 $P Q$ 固定在同一水平面上，其宽度 $L = 1 m$ ，导轨 $M$ 与 $P$ 之间连接阻值为 $R = 0.2 Ω$ 的电阻，质量为 $m = 0.5 k g$ 、电阻为 $r = 0.2 Ω$ 、长度为 $1 m$ 的金属杆 $a b$ 静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力 $F = 7.0 N$ 拉金属杆 $a b$ ，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻 $R$ 上的电荷量 $q$ 与时间 $t$ 的关系如图乙所示，图像中的 $O A$ 段为曲线， $A B$ 段为直线，导轨电阻不计，已知 $a b$ 与导轨间的动摩擦因数 $μ = 0.4$ ，取 $g = 10 m / s^{2} ($ 忽略 $a b$ 杆运动过程中对原磁场的影响 $)$ ，求：

(1)、磁感应强度 $B$ 的大小和金属杆的最大速度；

(2)、金属杆 $a b$ 从开始运动的 $1.8 s$ 内所通过的位移；

(3)、从开始运动到电阻 $R$ 产生热量 $Q = 17.5 J$ 时，金属杆 $a b$ 所通过的位移。

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16. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd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 $v_{0}$ 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。金属杆M、N的质量分别为2m、m，在导轨间的电阻分别为R、2R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度大小为 $\frac{v_{0}}{3}$ ，求：

(1)、金属杆M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向；

(2)、从金属杆M进入磁场到金属杆N出磁场的过程中，金属杆M上产生的焦耳热Q；

(3)、金属杆N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q及初始时刻N到ab的最小距离x。

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