四川省眉山市仁寿第一名校北校区2023-2024学年高二下学期4月月考试题

试卷更新日期：2024-06-07 类型：月考试卷

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一、单选题（每题4分，共28分）

1. 对于以下的光学现象说法中正确的是（　　）

A、图甲是泊松亮斑，是光通过小圆孔衍射形成的，说明光具有粒子性 B、图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短 C、图丙是立体电影原理，需配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象 D、图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波

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2. 下列四幅图的说法中正确的是（）

A、图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量 B、图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器 C、图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头 D、图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向共速转动

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3. 如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈， $D_{1}$ 、 $D_{2}$ 和 $D_{3}$ 是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在 $t = 0$ 时刻，闭合开关S，电路稳定后在 $t_{1}$ 时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过 $D_{1}$ 、 $D_{2}$ 的电流方向为正，分别用 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ 表示流过 $D_{1}$ 和 $D_{2}$ 的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（）

A、 B、 C、 D、

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4. 如图所示，在边长为 $2 l$ 的正三角形 $A B C$ 区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为 $l$ 的菱形单匝金属线框 $a b c d$ 的底边与 $B C$ 在同一直线上，菱形线框的 $∠ c = 6 0^{∘}$ 。使线框保持恒定的速度沿平行于 $B C$ 方向匀速穿过磁场区域。以 $a b$ 边刚进磁场时为零时刻，规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流 $i$ 与时间 $t$ 的关系图线可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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5. 如图，半径 $R = 2 m$ 的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场， $P$ 为磁场边界上的一点，大量相同的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同的速率从 $P$ 点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于 $P Q$ 圆弧上且 $Q$ 点为最远点。已知 $P Q$ 圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为（）

A、 $(3 π - 2) m^{2}$ B、 $(2 π - 2) m^{2}$ C、 $3 π m^{2}$ D、 $2 π m^{2}$

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6. 如图甲所示，匀强磁场中有一面积为S、电阻为 $R$ 的单匝金属圆环，磁场方向垂直于圆环平面竖直向上。图乙为该磁场的磁感应强度 $B$ 随时间 $t$ 变化的图像，曲线上 $P$ 点坐标为 $(t_{0}, B_{0})$ ， $P$ 点的切线在 $B$ 轴上的截距为 $B_{1}$ ，由以上信息不能得到的是（　　）

A、 $t = t_{0}$ 时，圆环中感应电流的方向 B、 $t = t_{0}$ 时，圆环中感应电动势的大小 C、 $0 - t_{0}$ 内，通过圆环某截面的电量 D、 $0 - t_{0}$ 内，圆环所产生的焦耳热

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7. 如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b内有带电量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向外的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U ，且下表面的电势比上表面的电势低，由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（　　）

A、 $\frac{I B}{| q | a U}$ ，负 B、 $\frac{I B}{| q | a U}$ ，正 C、 $\frac{I B}{| q | b U}$ ，负 D、 $\frac{I B}{| q | b U}$ ，正

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二、多选题

8. 八中科技节上，小明制作了一个风力发电机模型如图1所示。空气流动带动风叶下方的磁铁旋转，引起线圈中磁通量发生变化，产生交变电流。某稳定风速环境下，电压传感器上得到的发电机电动势 $u$ 随时间 $t$ 变化的关系如图2所示，则（）

A、该交流电的频率为 $2.5 H z$ B、风力发电机电动势的有效值为 $6 V$ C、若仅增大风速，使磁铁转速加倍，则电动势表达式为 $u = 24 s i n 10 π t (V)$ D、将击穿电压为 $15 V$ 的电容器接到电压传感器两端，在各种风速环境下电容器均安全工作

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9. 内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度 $v_{0}$ 沿逆时针方向匀速转动，如图所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则以下说法正确的是 $($ $)$

A、小球对玻璃环的压力一定不断增大 B、小球受到的磁场力一定不断增大 C、小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动 D、电场力对小球先做负功后做正功

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10. 由如图装置可测量磁场的磁感应强度，光滑的平行导电轨道固定在水平桌面上，轨道间连接定值电阻，导体杆与轨道垂直并接触良好（不计杆和轨道的电阻），整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。通过力传感器水平向右拉杆，使其由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，已知初始拉力大小为 $F_{0}$ ，轨道间距为l ，定值电阻阻值为R ，则（　　）

A、导体杆质量为 $\frac{F_{0}}{a}$ B、拉力的大小随运动位移增加而均匀增加 C、若磁场磁感应强度为 $B_{0}$ ，则导体杆运动位移为x时，拉力大小为 $\frac{B_{0}^{2} l^{2}}{R} \sqrt{2 a x}$ D、若经时间t后，拉力大小为 $F_{1}$ ，则磁场磁感应强度为 $\sqrt{\frac{(F_{1} - F_{0}) R}{a t l^{2}}}$

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三、实验题（每空2分，共16分）

11. 物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。乙图中线圈上标的数字 $\times 100$ 为该接线柱到“0”接线柱间的线圈匝数。

(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)、如图，当左侧线圈“0”“2”间接入 $6 V$ 交流电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是____。

A、 $3 V$ B、 $11.2 V$ C、 $12.4 V$

(3)、第（2）问测得结果电压比不等于匝数比的原因可能是。

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12. 某同学根据所学知识制作了一台简易电子秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为 $3 V$ ），滑动变阻器的最大阻值 $R = 12 Ω, a b$ 部分的长度 $L = 20 c m$ ，滑片P与托盘固定连接。

(1)、该同学将电子秤里两节纽扣电池（如图丙所示）串联，利用如图乙所示的电路测定串联后电池的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据作出的 $U - I$ 图像如图丁所示，可知一节纽扣电池的电动势 $E =$ $V$ ，内阻 $r =$ $Ω$ 。（结果均保留两位有效数字）

(2)、该同学分析了实验中由电表内阻引起的误差。图中实线是根据本实验的数据描点作图得到的 $U - I$ 图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的 $U -$ $I$ 图像，则可能正确的是（）

(3)、为了得到电压表的示数 $U$ 与被测物体质量 $m$ 之间的关系，该同学还设计了如下实验：
①调节图甲中滑动变阻器的滑片 $P$ 的位置，使电压表的示数恰好为零；
②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑动变阻器的滑片 $P$ 恰好滑到 $b$ 端，然后调节电阻箱 $R_{0}$ ，直到电压表达到满偏，此时电阻箱的阻值 $R_{0}$ 应取 $Ω$ ：（保留两位有效数字）

(4)、将电压表的表盘改为电子秤的表盘，直接显示称量物体的质量，则电子秤的表盘刻度是（填“均匀”或“不均匀”）的。

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四、解答题

13. 如图甲， $x$ 轴上方（不含 $x$ 轴）存在着垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度 $B$ 随时间周期变化的规律如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正。有一粒子源位于坐标原点 $O$ ，可在 $0 ∼ \frac{T}{2}$ 时间内的某个时刻垂直 $x$ 轴向上发射速率为 $\frac{2 π L}{T}$ 的带正电粒子，其中 $T$ 为带电粒子在磁场中的运动周期，求：

(1)、粒子在磁场中的运动半径；

(2)、粒子的运动轨迹与 $x$ 轴相切点的坐标。

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14. 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=50、电阻r=5Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=45Ω，与电阻R串联的交流电流表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，交流发电机产生的电动势的瞬时值e随时间t按图乙所示余弦规律变化。求：

(1)、电路中交流电流表的示数I；

(2)、通过线圈的磁通量的最大值 $Φ_{m}$ ；

(3)、线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。

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15. 如图所示，上方的平行金属导轨 $M M^{'}$ 与 $N N^{'}$ 间距为 $L_{1} = 1 m$ ，下方的金属导轨由圆弧导轨 $F D$ 、 $F^{'} D^{'}$ 与水平导轨 $D C P P^{'}$ 、 $D^{'} C^{'} Q Q^{'}$ 平滑连接而成，上方导轨和下方导轨没有连接在一起，圆弧导轨 $F D$ 与 $F^{'} D^{'}$ 的圆心角为 $60 °$ 、半径为 $r = 0.9 m$ ， $D C$ 与 $D^{^{'}} C^{^{'}}$ 的间距 $L_{1} = 1 m$ ， $P P^{'}$ 与 $Q Q^{'}$ 的间距 $L_{2} = 0.5 m$ ， $M^{'} N^{'}$ 与 $F F^{'}$ 的高度差为 $h_{1} = 0.6 m$ 。导轨 $M M^{'}$ 、 $N N^{'}$ 左端接有 $R = 3 Ω$ 的电阻，导轨 $M M^{'}$ 与 $N N^{'}$ 间的圆弧区域内没有磁场，平直部分存在宽度为 $d$ 、磁感应强度 $B_{1} = 2 T$ 方向竖直向上的匀强磁场；圆弧导轨 $F D$ 与 $F^{'} D^{'}$ 的区域内没有磁场，平直部分 $D D^{'}$ 右侧存在磁感应强度 $B_{2} = 4 T$ 方向竖直向上的匀强磁场（图中没有画出），导体棒a质量为 $m_{1} = 0.2 k g$ ，棒a接在电路中的电阻 $R_{1} = 2 Ω$ ；导体棒b质量为 $m_{2} = 0.2 k g$ ，棒b接在电路中的电阻 $R_{2} = 1 Ω$ 。导体棒a从距离导轨 $M M^{'}$ 、 $N N^{'}$ 平直部分 $h = 1.25 m$ 处静止释放，恰好沿圆弧轨道 $F D$ 与 $F^{'} D^{'}$ 的上端切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑；导体棒b最初静止在水平导轨 $P P^{'}$ 与 $Q Q^{'}$ 上。重力加速度： $g = 10 m / s^{2}$ ，不计导轨电阻、一切摩擦及空气阻力。求：

(1)、导体棒a刚进入磁场 $B_{1}$ 时电阻R的电流大小和方向；

(2)、 $d$ 的大小；

(3)、导体棒b从静止开始到匀速运动的过程中，导体棒b上产生的焦耳热。（导轨 $D C$ 与 $D^{^{'}} C^{^{'}}$ 、 $P P^{'}$ 与 $Q Q^{'}$ 均足够长，导体棒a只在导轨 $D C$ 与 $D^{^{'}} C^{^{'}}$ 上运动）

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