2023-2024年山东省淄博临淄中学高二下学期第一次月考物理试题（解析版）

临淄中学2023-2024第二学期阶段性检测高二物理（2024、1）一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分）1.图甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（）A.按下按钮过程和松开按钮的过程中，流过门铃的电流方向是一样的B.松开按钮过程，螺线管P端电势较高C按住按钮不动，门铃依然会响D.按下和松开按钮过程，螺线管产生大小相同的感应电流【答案】B【解析】【详解】AB．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B正确，A错误；C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电流，电铃不会响，故C错误；D．按下和松开按钮过程，螺线管中磁通量变化率不一定相同，故螺线管产生的感应电动势不一定相同，故D错误。故选B。2.已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化，其中为正弦交流电一部分，将一个多用电表(已调至交变电流电流挡)与这个电阻元件串联，则多用电表的读数为A.4A B. C. D.A【答案】B【解析】【详解】根据交变电流有效值的定义可得解得故选B.【点睛】有效值的定义为：把直流电和交流电分别通过两个相同的电阻器件，如果在相同时间内它们产生的热量相等，那么就把此直流电的电压、电流作为此交流电的有效值．对于正弦交变电流最大值是有效值的倍．3.如图所示，矩形单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第二次以速度3v匀速进入同一磁场。则第一次与第二次进入过程中，（）A.外力做功的功率之比为B.线圈中电流之比为C.通过线圈电量之比为D.线圈中产生的热量之比为【答案】B【解析】【详解】A．因为线框匀速运动，则外力做功的功率与焦耳热的功率相等，设线框电阻为R，磁感应强度为B，线框边长为L，依题意两次功率之比为故A错误；B．设线框电阻为R，磁感应强度为B，线框边长为L，根据欧姆定律两次电流之比为故B正确；C．通过导体横截面的电量为q，则有据前面分析有时间之比依题意有可知电量之比为，故C错误；D．据前面分析，两次产生焦耳热之比为故D错误。故选B。4.如图为远距离输电示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，R为输电线的等效电阻。保持交流发电机输出电压不变，若电压表示数变小，下列判断正确的是（）A.电流表示数变小 B.降压变压器原副线圈两端的电压之比变小C.升压变压器输出电压变小 D.输电线损失的功率变大【答案】D【解析】【详解】AD．电压表示数变小，说明降压变压器的次级电压减小，则初级电压减小，因保持交流发电机输出电压不变，则升压变压器的初级电压不变，次级电压不变，可知导线上的电压损失变大，即导线上的电流变大，输电线损失的功率变大，电流表的示数变大，选项A错误D正确；B．降压变压器原副线圈两端的电压之比等于匝数之比，则降压变压器原副线圈两端的电压之比不变，选项B错误；C．升压变压器输出电压由匝数比和输入电压决定，则升压变压器输出电压不变，选项C错误；故选D。5.如图所示，铜制闭合线圈C被绝缘轻线竖直悬吊于天花板上，当金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨运动时（导轨电阻不计），下列说法正确的是（）A.ab向右做匀速运动时闭合线圈C将被螺线管吸引B.ab向右做加速运动时闭合线圈C将被螺线管排斥C.ab向右做减速运动时闭合线圈C将被螺线管排斥D.ab向左做减速运动时闭合线圈C将被螺线管排斥【答案】B【解析】【详解】A．ab向右做匀速运动时导体棒中产生恒定的电流，所以通电螺线管中产生匀强磁场，闭合线圈C中无感应电流，闭合线圈C不受安培力，不会被螺线管吸引，故A错误；B．ab向右做加速运动时ab棒中产生a至b的电流，产生的感应电流和感应电动势均增加，螺线管产生的磁场增大，穿过线圈C中的磁通量增大，所以圆环C远离通电螺线管，以阻碍磁通量的增加，所以闭合线圈C将被螺线管排斥，故B正确；C．ab向右做减速运动时产生的感应电流和感应电动势均减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过线圈C中的磁通量减小，所以圆环C靠近通电螺线管，以阻碍磁通量的减小，所以闭合线圈C将被螺线管吸引，故C错误；D．ab向左做减速运动时产生的感应电流和感应电动势均减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过线圈C中的磁通量减小，所以圆环C靠近通电螺线管，以阻碍磁通量的减小，所以闭合线圈C将被螺线管吸引，故D错误；故选B。6.如图所示，A1、A2为两只相同灯泡，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是（）A.闭合开关S后，A1会逐渐变亮B.闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同C.断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭D.断开S的瞬间，a点的电势比b点低【答案】D【解析】【详解】A．根据题意，由图可知，二极管所加的是正向电压，故闭合开关S后，A1会立刻变亮，故A错误；B．闭合开关S稳定后，由于线圈L的直流电阻不计，故A1将熄灭、A2变得更亮，故B错误；CD．断开S的瞬间，由于L中的电流不能流过D，故A2、A1都将熄灭，此时b点电势高于a点，故C错误，D正确。故选D。7.如图所示，MN、PQ是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为L．一个边长为a的正方形导线框（L>2a）从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行．线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如右图所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流i随时间t变化的图象可能是以下的哪一个（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】由题意可知，线框进入磁场过程中感应电流i随时间t变化的图象如图（乙）所示，由法拉第电磁感应定律可知，线框匀速进入磁场，由于L＞2a，当完全进入磁场后，因磁通量不变，则没有感应电流，线框只受到重力，使得线框速度增加，当出磁场时，速度大于进入磁场的速度，由法拉第电磁感应定律可知，出磁场的感应电流大于进磁场的感应电流，导致出磁场时的安培力大于重力，导致线框做减速运动，根据牛顿第二定律，BIL-mg=ma，则做加速度在减小的减速运动，故B正确，ACD错误；故选B．【点睛】由题意可知，线框进入磁场时，做匀速直线运动，根据L＞2a，则可知，出磁场时，速度与进入磁场的速度相比较，从而确定线框的运动性质，进而由法拉第电磁感应定律，可求得感应电流的大小如何变化，即可求解．8.如图所示，固定金属圆环半径为L，在金属圆环的四个面积均等区域中有两个区域分别存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。长为L的导体棒OA一端与圆环中心O点重合，另一端与圆环接触良好，在圆环和O点之间接一定值电阻R，其它电阻不计。当导体棒以角速度绕O点在纸面内匀速转动时，回路中产生的交变电流的有效值为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】导体棒切割磁感线产生的感应电动势为根据题意导体棒在转动一周的时间T过程中只有一半的时间切割磁感线产生感应电流，所以有解得故选C。二、多项选择题（本题4小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，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）9.当线圈中的电流随时间变化时，线圈产生的磁场也会变化，这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，看起来就像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流。下列关于涡流的应用说法正确的是（）A.图1中当线圈中通以周期性变化的电流时，金属中产生涡流使金属熔化B.图2中铁质锅换成陶瓷锅，其加热效果与铁质锅一样C.图3中探雷器遇见金属时，金属中涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警D.图4中两个磁性很强的小圆柱形永磁体同时从铝管上端管口落入，无论铝管有无裂缝，它们都同时从铝管下端管口落出【答案】AC【解析】【详解】A．图1中当线圈中通以周期性变化的电流，使金属中产生涡流，利用涡流生热使金属熔化，故A正确；B．图2中若把铁质锅换成陶瓷锅，这种材料不能产生涡流，不具有加热效果，故B错误；C．图3中探雷器遇见金属时，金属会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中电流，使仪器报警，故C正确；D．小圆柱在无缝铝管中下落时，产生电磁感应，阻力很大，阻碍磁体与导体间的相对运动；小圆柱在有竖直裂缝的铝管中下落时，在侧壁也产生涡流，但对小圆柱产生向上的阻力较小，所以小圆柱穿越无缝管的时间比穿越有缝管的时间长，故D错误。故选AC。10.如图所示，金属框abcd竖直放置且足够长，电阻为R，其他电阻均可忽略，ef是一电阻可不计的水平放置的导体棒，质量为m，棒的两端分别与ab、cd保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中。当导体棒ef从静止下滑经一段时间后闭合开关S，则S闭合后（）A.导体棒ef一定做减速运动B.导体棒ef的加速度可能大于gC.导体棒ef最终的速度与S闭合的时刻无关D.导体棒ef的机械能与回路内产生的电能之和一定守恒【答案】BCD【解析】【详解】A．当ef从静止下滑一段时间后闭合S，ef将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力，若安培力大于重力，则导体棒做减速运动；若安培力等于重力，则导体棒做匀速运动；若安培力小于重力，则导体棒做加速运动；选项A错误；B．若安培力大于2mg，合力向上，由牛顿第二定律得知，ef的加速度大小大于g，选项B正确；C．闭合S，经过一段时间后，ef棒达到稳定速度时一定做匀速运动，由平衡条件得则得可见稳定时速度v是定值，与开关闭合的先后无关，故C正确；D．在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的电能之和一定守恒，故D正确。故选BCD。11.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ和固定不动的金属棒MN，线圈L1、L2绕在同一个铁芯上，PQ棒所在区域有垂直轨道平面向下的匀强磁场，当PQ在外力的作用下运动时，MN中有从M到N的电流，则PQ所做的运动可能是（）A.向右加速运动 B.向左加速运动C.向右减速运动 D.向左减速运动【答案】BC【解析】【分析】【详解】MN中有从M到N的电流，由楞次定律可知，线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加；再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动；故选BC。12.如图，甲、乙是两个完全相同的闭合导线线框，a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域，只是a区域到地面的高度比b高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方距地面相同高度处同时由静止释放，穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法不正确的是（）A.甲乙两框同时落地B.乙框比甲框先落地C.落地时甲乙两框速度相同D.穿过磁场的过程中甲线框中通过的电荷量小于乙线框【答案】B【解析】【详解】C．根据可得，乙线框进入磁场时速度较大，根据可得可知，乙线框进入磁场时所受到可安培力较大，因为两个线框完全相同，所以安培力对乙做的负功较多，产生的热量较多，重力做功的一部分转化为导线的动能，一部分转化为导线穿过磁场产生的热量，根据能量守恒，可知甲线圈落地时的动能较大，速度较大，C错误；D．根据解得可知，穿过磁场的过程中两线框中通过的电荷量相等，D错误；AB．根据动量定理，有得电荷量相同，甲的速度大，所以甲重力作用的时间长，则乙先落地，A错误，B正确。故选B。三、实验题13.在“探究楞次定律”的实验中。某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。（1）现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接（A与C连接，B与D连接），将磁铁N极从线圈中拔出，线圈中原磁通量的方向为___________（选填“向上”或“向下”，线圈中的原磁通量___________（选填“变大”或“减小”），你所看到的指针___________（选填“不偏”、“向a位置偏转”或“向b位置偏转”）。（2）若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中a所示，则磁铁的Q端是___________（选填“N”或“S”）极。【答案】①.向下②.减少③.向b位置偏转④.S【解析】【详解】（1）[1][2][3]将磁铁N极从线圈中拔出，线圈中原磁通量的方向向下，线圈中的原磁通量减小，根据楞次定律，可知D端为感应电动势的正极，A与C连接，B与D连接，电流从B流入，指针向b位置偏转。（2）[4]指针向a位置偏转，则电流从A流入，E为感应电动势的正极，根据安培定则可知，感应电流的磁场向上，根据楞次定律可知，磁铁的Q端是S极。14.某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示：（1）下列说法正确的是______A．为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源B．变压器中铁芯整块硅钢C．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈（2）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如下，由数据可知一定是______线圈的匝数（填“原”或“副”）根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原副线圈两端电压与匝数的关系：______。匝匝（3）学习小组观察实验室中一降压变压器的两个线圈的导线，发现导线粗细不同，结合以上实验结论，应将较细的线圈作为______线圈。（填“原”或“副”）【答案】①.C②.副③.原、副线圈两端电压U与匝数N成正比④.原【解析】【详解】（1）[1]A．变压器改变的是交流电压，因此原线圈不能接低压直流电源，选项A错误；B．因为变压器的工作原理是电磁感应，如果变压器铁芯是用整块铁芯，则在电磁的作用下，会产生很大的涡流发热，当热量达到一定程度时，会损坏铁芯和线圈，故不能用整块硅钢，选项B错误；C．研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，选项C正确；D．变压器的工作原理是电磁感应现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，而不是靠铁芯导电来传输电能，选项D错误。故选C。（2）[2]为保证实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故由数据可知一定是副线圈的匝数；[3]由表可知，原、副线圈两端电压与匝数成正比，则（3）[4]理想变压器的输入功率等于输出功率，因为是降压变压器，所以副线圈的电压小于原线圈的电压，而功率又相等，所以副线圈的电流大于原线圈的电流，为了减少功率损失，根据电阻定律可知副线圈应用较粗的铜导线绕制，故应将较细的线圈作为原线圈。四、计算题：15.如图所示，ab=25cm，ad=20cm，匝数为50匝的矩形线圈。线圈总电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，磁感应强度B=0.4T，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度50rad/s匀速转动。求：（1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式；（2）电流表的读数和R两端的电压；（3）线圈由如图位置转过30°的过程中，流过R的电量q。【答案】（1）；（2）；；（3）【解析】【详解】（1）此位置为峰值面，故从此位置开始计时瞬时值表达式为（2）电流表和R两端的电压都为有效值所以电流表的读数为R两端的电压为（3）由公式，，得到16.某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，升压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求：（1）输电线上损失的功率；（2）发电机输出电压的有效值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）降压变压器的原、副线圈电压分别为得由得（2）升压变压器原、副线圈电压为由得17.如图，竖直放置的足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ，有一垂直穿过导轨平面的匀强磁场，导轨上端M与P间有一阻值R＝0.40Ω的电阻，质量为0.01kg、电阻为r＝0.30Ω的金属棒ab紧贴导轨自由下滑，其下滑距离与时间的关系如下表，导轨电阻不计。（g＝10m/s2）时间t（s）00.10.20.30.40.50.60.7下滑距离s（m）00.10.30.71.42.12.83.5（1）当t＝0.6s时，重力对金属棒做功的功率；（2）金属棒在0.6s内，电阻R上产生的热量；（3）从开始运动到0.5s的时间内，通过金属棒的电荷量。【答案】(1)0.7W；(2)0.02J；(3)0.3C【解析】【分析】【详解】(1)由图表可知，t=0.3s后金属棒开始匀速下滑，速度为重力的功率为(2)金属棒在0.6s内，下降高度h=2.8m，据能量守恒可得可得整个电路产生的热量Q=0.035J，