四川省成都市成华区某校2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题
试卷更新日期：2024-06-21 类型：月考试卷
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
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1. 为了探究自感现象，某同学设计了如图所示的电路，A、B为两个完全相同的灯泡，L为带铁芯的线圈，其电阻与小灯泡的电阻相等，、为理想二极管（反向电阻极大，正向电阻为0），R为定值电阻，电源的电动势为E。现闭合开关S，B灯立刻变亮，由于二极管的单向导电性，A灯始终不亮，待电路稳定后，下列说法正确的是（ ）
A、断开开关S后，灯泡A仍然不亮 B、断开开关S后，灯泡B逐渐熄灭 C、断开开关S后，灯泡A闪亮一下后逐渐熄灭 D、断开开关S的瞬间，线圈L两端的电压等于E2. 在匀强磁场中放一电阻不计的平行金属导轨，导轨跟大线圈M相接，如图所示。导轨上放一根导线ab，磁感线垂直于导轨所在平面。若使N线圈中产生顺时针方向的感应电流，ab导体棒的运动可能是（ ）
A、向右匀速运动 B、向右加速运动 C、向左减速运动 D、向左加速运动3. 1831年10月28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘以角速度ω顺时针旋转（从上往下看），则（ ）
A、圆盘转动过程中电流沿b到a的方向流过电阻R B、圆盘转动过程中Q点电势比Р点电势低 C、若圆盘转动的角速度变为原来的3倍，R上产生的热功率也变为原来的3倍 D、圆盘转动过程中产生的电动势大小与圆盘半径的平方成正比4. 风力发电将成为福建沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（ ）
A、当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为DCBA B、当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C、当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D、当线圈转到图示位置时磁通量最大5. 如图甲所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为 、匝数为20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。线圈所在位置磁感应强度的大小均为 ，线圈的电阻为 ，它的引出线接有 的小电珠L，其它电阻均不计。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线圈速度随时间变化的规律如图丙、丁所示（v取向右为正），其中图丙所示速度按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ）
A、线圈两种运动的小灯泡亮度相同 B、线圈按丁图情况运动产生的电动势是恒定不变的 C、线圈按丙图情况运动产生的电动势的瞬时值表达式为 D、线圈按丙图情况运动，灯泡两端的电压为6. 如图所示，有一等腰直角三角形的区域，其斜边长为2L，高为L。在该区域内分布着如图所示的磁场，左侧磁场方向垂直纸面向外，右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小均为B。一边长为L、总电阻为R的正方形导线框abcd，从图示位置开始沿x轴正方向以速度v匀速穿过磁场区域。取沿顺时针的感应电流方向为正，则下列表示线框中电流i随bc边的位置坐标x变化的图象正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
7. 在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场，设图甲所示磁场方向为正，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。边长为l，电阻为R的正方形均匀线框abcd有一半处在磁场中，磁场方向垂直于线框平面，此时线框ab边的发热功率为P，则（ ）
A、线框中的感应电动势为 B、线框中感应电流为 C、线框边的发热功率为 D、端电势高于端电势8. 如图所示，水平面内有磁场，相邻磁场区域
磁场方向相反，每个同向磁场区域的宽度均为l，每个磁场区域的磁感应强度的大小均为B，方向均垂直于水平面，整个磁场向左以速度v水平匀速运动。矩形导线框abcd始终静置于水平面，ad、bc边与虚线边界平行，矩形导线框宽ab＝l，长ad＝L，电阻为R，关于矩形导线框受磁场安培力的方向大小，下列说法正确的是（ ）
A、安培力方向向左 B、安培力方向向右 C、安培力的大小为 D、安培力的大小为9. 如图所示为一理想变压器，b接原线圈中间的抽头，S为单刀双掷开关，当开关打到b时原线圈的匝数是打到a时的一半。P是滑动变阻器的滑动触头，U为加在原线圈两端的交流电压，I为原线圈的输入电流，则（ ）
A、其它条件不变，当开关从b打到a，输入电流I变大 B、其它条件不变，当开关从a打到b，输入电流I变大 C、其它条件不变，电压U增大，则输入电流I变大 D、其它条件不变，变阻器电阻R增大，则输入电流I变大10. 如图所示两半径为r的圆弧形光滑金属导轨置于沿圆弧径向的磁场中，磁场所在的平面与轨道平面垂直．导轨间距为L，一端接有电阻R，导轨所在位置处的磁感应强度大小均为B，将一质量为的金属导体棒PQ从图示位置（导轨的半径与竖直方向的夹角为θ）由静止释放，导轨及金属棒电阻均不计，下列判断正确的是（ ）
A、导体棒PQ有可能回到初始位置 B、导体棒PQ第一次运动到最低点时速度最大 C、导体棒PQ从静止到最终达到稳定状态，电阻R上产生的焦耳热为 D、导体棒由静止释放到第一次运动到最低点的过程中，通过R的电荷量二、非选择题：本题共5小题，共54分。
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11. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
(1)、为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。(2)、该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔（选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。(3)、实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性。(4)、另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接；
②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是。
A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒
B．闭合开关，稳定后拔出线圈L1
C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移
D．闭合开关，稳定后断开开关
12. 某电阻的阻值大约为70Ω，为了更精确地测量其阻值，该同学采用伏安法。实验室备有下列器材：A．电压表V1（量程3V，内阻约为15kΩ）；
B．电压表V2（量程15V，内阻约为75kΩ）；
C．电流表A1（量程250mA，内阻约为0.2Ω）；
D．电流表A2（量程50mA，内阻约为1Ω）；
E．滑动变阻器R（最大阻值150Ω）；
F．电池组E（电动势为3V，内阻不计）；
G．开关S，导线若干。
为减小实验误差，电压表应选用 ， 电流表应选用（填器材前面的序号），实验电路应选图（填“甲”或“乙”）。若该同学选择器材、连接电路等操作均正确，则电阻的测量值（填“大于”“小于”或“等于”）其真实值。
13. 用单位长度电阻为r=0.05Ω/m的导线绕制一个n=100匝、边长a=0.20m的正方形线圈，线圈两端与阻值R=16Ω的电阻连接构成的闭合回路，如图甲所示。线圈处在均匀磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B的大小随时间变化的关系如图乙所示。求：
(1)、在0~1.0×10-2s时间内，通过R的电荷量是多少；(2)、求交变电流的有效值。14. 如图所示，两磁极之间匀强磁场沿水平方向，磁场磁感应强度大小为；面积S=0.5m2、匝数n=20匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁场中，线圈平面与磁场平行；线框通过电刷、升压变压器、降压变压器给一只“12V 20Ω”的灯泡供电，升压变压器原线圈串联一电流表。当线框绕垂直于磁场的轴以的角速度匀速转动时，灯泡正常发光。已知两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比 ， 线框、输电线路的电阻都不计。求：
(1)、从图示位置计时，线框中电动势的瞬时值表达式；(2)、降压变压器的原、副线圈匝数比；(3)、电流表的读数。15. 如图所示，光滑、平行金属导轨由倾斜部分和水平部分组成，间距为L，两部分平滑连接，倾斜部分MP、NQ与水平面的夹角为θ，处在垂直倾斜导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，左端通过双刀单掷开关K与匝数为N、横截面积为S、电阻为r的线圈相连，线圈内有方向垂直于线圈横截面向下且磁感应强度B。随时间均匀变化的磁场：导轨水平部分PE、QF被均分为四个区域，其中第I、Ⅲ区域内有方向垂直导轨平面向下、Ⅱ区域有方向垂直平面向上的磁感应强度大小均为B的匀强磁场，第IV区域内无磁场，水平导轨长为4d；EF间连接阻值为R的定值电阻。接通开关K后，垂直倾斜导轨放置的金属棒ab恰好静止在倾斜轨道某处；断开开关K，金属棒ab将开始下滑，假设金属棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，不计空气阻力和导轨电阻，已知金属棒ab质量为m、电阻为R、长度为L，重力加速度为g。求：
(1)、通过线圈的磁通量随时间的变化率；(2)、若金属棒ab下滑至PQ时的速度为v0 ， 下滑过程通过电阻R的电荷量为q，求下滑过程中回路中产生的总焦耳热Q；(3)、若金属棒ab最终恰好停在第Ⅲ区域的右边界处，求金属棒在水平轨道滑动过程中电阻R两端的电压u与金属棒ab在水平轨道的位移x的函数关系。