2023-2024年天津市滨海新区田家炳中学高二下学期第一次月考物理试卷（解析版）

滨海新区田家炳中学2023-2024-2高二年级第一次月考物理试卷一、单项选择题1.如图所示：位于光滑水平面的小车上固定一螺线管，将一条形磁铁插入闭合螺线管中，在此过程中（）A.小车将向右运动B.磁铁会受到向右的作用力C.小车受到向左的作用力D.若将条形磁铁调整为右边为极，小车将向左运动【答案】A【解析】根据楞次定律“来拒去留”，将一条形磁铁插入闭合螺线管中，小车受到向右的安培力而向右运动，磁铁受到向左的反作用力，与磁极无关与相对运动有关。故选A。2.闭合回路的磁通量随时间的变化图像分别如图甲、乙、丙、丁所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是（）A.图甲回路中产生感应电动势B.图乙回路中感应电动势恒定不变C.图丙回路中时间内感应电动势小于时间内感应电动势D.图丁回路中感应电动势先变大后变小【答案】B【解析】因，则可根据图像的斜率判断，图甲中，即电动势为，选项A错误；图乙中恒量，即电动势为一恒定值，选项B正确；图丙中时间内的大于时间内的，则时间内的感应电动势大于时间内的感应电动势，选项C错误；图丁中图像斜率先减小后增大，即回路中感应电动势先减小后增大。故选项D错误。故选B。3.如图，线圈在匀强磁场中绕轴转动，产生一正弦式交变电流的图像如图所示。下列说法正确的是（）A.在时电流改变方向B.在时该线圈位于中性面C.该交变电流的表达式为D.该交变电流的有效值为【答案】C【解析】在和时电流最大，线圈平面均与中性面垂直，电流方向不变，故AB错误；该交变电流的表达式为,故C正确；该交变电流的有效值为,故D错误故选C。4.两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比等于（）A. B. C. D.【答案】B【解析】方波的电流有效值，正弦交流电的有效值，根据功率公式得到．，与结论不相符，选项A错误；，与结论相符，选项B正确；，与结论不相符，选项C错误；，与结论不相符，选项D错误；故选B.点睛：对于交变电流求解热量、热功率、电功等都应用有效值，求解电量用平均值．5.图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为，则（）A.电压表的示数为B.在的时刻，穿过线圈的磁通量为零C.电动势的有效值为D.在的时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】C【解析】电压表示数为路端电压，故A错误；由图乙，时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，故B错误；电动势的有效值为，故C正确；由图乙，时感应电动势为零，有，此时磁通量变化率为零，故D错误。故选C。6.如图所示，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直于纸面向里，竖直放置的“门”形导轨宽为，上端接有电阻，导轨部分的电阻可忽略不计。光滑金属棒的质量为、阻值为。将金属棒由静止释放，已知金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，则在金属棒下降的过程中（）A.金属棒的加速度逐渐减小为B.金属棒的最大速度C.通过的电流最大为D.两端的电势差最大为【答案】A【解析】金属棒受到的安培力，对金属棒，由牛顿第二定律得，联立解得加速度，金属棒做加速运动，增加，则加速度减小，当时，，所以，金属棒的加速度值一直减小直到零，故A正确；金属棒匀速运动时速度最大，此时加速度为零，由平衡条件得，解得最大速度为，故B错误；由欧姆定律可知，故当速度达到最大时，有最大电流，故C错误；由题意可知，两端的电势差为路端电压，故，又，故两端的电势差最大为，故D错误。故选A。7.理想变压器与电阻及交流电流、电压表和按图示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为，电阻，原线圈两端输入电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.表的读数为B.通过的电流为C.表的读数为D.变压器的输入功率为【答案】B【解析】电压表、电流表的示数表示电压电流的有效值，原副线圈的电压比等于匝数之比，电流比等于匝数之反比，原线圈的电压决定副线圈的电压，副线圈的电流决定原线圈的电流。由原线圈两端输入电压随时间变化的图像可知，，；根据原副线圈的电压比等于匝数之比，可知，所以电压表的示数为，A错误；根据欧姆定律得，B正确，根据原副线圈的电流与匝数成反比，则，故表的读数为，C错误；副线圈功率，所以变压器的输入功率，D错误。8.远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均可视为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为，则（）A.B.输电线损失的电功率为C.提高输送电压，则输电线电流增大D.电厂输送电功率为【答案】D【解析】根据变压器的原理有，升压变压器满足，则有，故A错误；由于不是两端的电压，所以输电线损失的电功率不是，故B错误；因为输送功率不变，根据，可知提高输送电压，则输电线电流减小，故C错误；因变压器为理想变压器，所以有，故D正确。故选D。二、多选题9.当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上，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。下列关于涡流的应用说法不正确的是（）A.图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B.图中利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯主要是为了减小铁芯质量C.图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D.图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，它们同时从铝管下端管口落出【答案】B、D【解析】图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，选项A正确，不符合题意；图中利用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯主要是为了防止涡流，减小能量的损失，选项B错误，符合题意；图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，选项C正确，不符合题意；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，符合题意。故选BD。10.如图所示，两足够长的平行金属导轨间的距离为，导轨光滑且电阻不计，在导轨所在平面内，分布磁感应强度大小为、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。有一阻值为的电阻接在、间，把一个有效阻值为的导体棒放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，并在水平外力作用下以速度向右匀速运动，则下列说法错误的是（）A.回路中的感应电流方向为B.导体棒两点间的电压为C.导体棒端电势比端高D.水平外力做的功等于电阻产生的焦耳热【答案】B、D【解析】根据右手定则可知流过电阻的电流方向，故A正确；回路中产生的感应电动势，导体棒两点间的电压为，故B错误；导体棒为电源，电流由流向，电源内电流由低电势流向高电势，因此导体棒端电势比端高，故C正确；水平外力做的功等于电阻和导体棒产生的焦耳热之和，故D错误。本题选错误的，故选BD。11.如图所示的电路中，和是完全相同的灯泡，线圈的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）A.闭合开关接通电路时，始终比亮B.闭合开关接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮C.断开开关切断电路时，先熄灭，过一会儿才熄灭D.断开开关切断电路时，和都要过一会儿才熄灭【答案】B、D【解析】闭合开关接通电路，立即亮，自感线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A错误，B正确；断开开关切断电路时，自感线圈对电流的减小有阻碍作用，相当于电源，与和串联，所以两灯泡都要过一会儿才熄灭，C错误，D正确。故选BD。12.用一根轻质细杆悬挂在点的圆形导体环可以在竖直平面内来回摆动，空气阻力和摩擦力均不计，在如图所示的虚线正方形区域有垂直于圆环的摆动面指向纸内的匀强磁场。下列说法正确的是（）A.此摆开始摆动进入磁场时机械能不守恒B.导体环进入磁场和离开磁场时，环中感应电流的方向肯定相反C.导体环通过最低位置时，环中感应电流最大D.最后此摆在匀强磁场中摆动时，机械能守恒【答案】A、B、D【解析】此摆在振动过程中，由于进入及离开磁场区域时，圆环切割磁感线，产生感应电流，机械能转化为电能，故此摆在振动的开始阶段机械能不守恒，选项A正确；当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生电流，环进入和离开磁场区域，磁通量分别是增大和减小，根据楞次定律得感应电流的方向相反，选项B正确；导体环通过最低点时，圆环中磁通量不变化，感应电流为零，选项C错误；当最后此摆在匀强磁场中振动时，磁通量不再变化，不再有感应电流，圆环只受重力，则机械能守恒，选项D正确。故选ABD。三、实验题13.某实验小组用图（）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的极、极运动方向以及相应感应电流的方向，如图（）所示，请回答下面问题：（1）甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）；（2）丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，即穿过线圈的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）时，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向__________（选填“相同”或“相反”）；（3）总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要__________引起感应电流的磁通量的变化。【答案】（1）增大；相反；（2）减小；相同；（3）阻碍【解析】（1）当磁体靠近线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数增加，即穿过线圈的磁通量增大；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反。（2）当磁体远离线圈运动时，穿过线圈的磁感线条数减少，即穿过线圈的磁通量减小；根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。（3）感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。14.如图甲所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。则金属线圈中产生的感应电动势________；时间内电阻哪端电势高________（填上或下）；电阻两端的电压________。【答案】；下；【解析】由法拉第电磁感应定律有，根据楞次定律可得，金属线圈中感应电流的方向为逆时针，则电流由由下到上通过电阻，故电阻的下端是高电势；根据闭合电路欧姆定律，回路中的电流为，则电阻两端的电压为；四、计算题15.一个小型应急交流发电机，内部为匝边长正方形线圈，总电阻为。线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为时，电灯正常发光。求：（1）交流发电机发出的电动势的最大值；（2）电灯正常发光的功率；（3）线圈每转动一分钟，外力所需做的功。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）由题意可知，根据交变电流的电动势的最大值可知，线圈的面积为，联立并代入数据可得；（2）电动势的有效值为，根据闭合电路欧姆定律可知，点灯正常发光的功率为，联立并代入数据可得；（3）根据焦耳定律可知，一分钟内整个回路上产生的热量为，根据能量守恒可知；16.如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在倾角为的斜面上，导轨间距，导轨底端接有阻值的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。长为的金属杆垂直导轨放置，金属杆质量，电阻为，杆在平行导轨向上的恒力作用下从静止开始沿导轨向上运动，当运