重庆市荣昌中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题 Word版含解析.docx

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荣昌中学2025届高二下期第一次月考物理试题考试时间：75分钟总分：100分一、单选题（每小题4分，共28分）1.有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A.电磁波在真空中也能传播B.电磁波能传播信息，不能传播能量C.射线的波长比红外线的波长更长D.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在【答案】A【解析】【详解】A．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，故A项正确；B．电磁波不仅能传播信息，也可以传播能量，故B项错误；C．由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长，故C项错误；D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D项错误。故选A。2.传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似。不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能。下图中关于传感器的应用，说法正确的是（）A.干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的B.机器人“眼睛”利用了光传感器C.红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的【答案】B【解析】【详解】A．干簧管利用磁场控制电路的通断，不是利用电磁感应原理工作的，故A错误；B．机器人“眼睛”利用了光传感器，选项B正确；C．人体向红外测温仪发射红外线，从而测量人体温度，选项C错误；D．火灾报警器利用光传感器即烟雾传感器报警的，选项D错误。故选B。3.如图所示，两相邻的宽均为20cm的匀强磁场区域，磁场方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外，一位于纸面内、边长为10cm的正方形导线框以垂直于磁场边界的恒定速度v=10cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻t=0，规定线框中电流逆时针方向为正方向．则下列绘出的表示线圈中感应电流i随时间t变化规律正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】根据楞次定律判断感应电流的方向．由感应电动势公式和欧姆定律分别研究各段感应电流的大小，再选择图象．【详解】由于线圈匀速进入磁场，根据楞次定律可知，线框中感应电流为逆时针方向，产生的电动势恒定，故感应电流恒定，故D第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 错误；完全进入磁场且没跨过两磁场分界线的时候，磁通量不变，故电路中没有感应电流，故B错误；当线圈通过磁场分界线时，两个边都切割磁感线，相当于两个电源正串，感应电流是线圈进出磁场时的两倍，电流方向为顺时针方向；当线圈完全进入右边磁场时，感应电流为零；线圈从右边磁场出离时产生逆时针方向的电流，大小应该与开始刚进入左边磁场时电流相同，故C正确，A错误；故选C．【点睛】本题分过程分别研究感应电流大小和方向，是电磁感应中常见的图象问题．关键掌握电磁感应的基本规律：E=BLv、右手定则等等，并能正确运用．4.图所示的电路图中，L为直流电阻不为0的电感线圈。下列说法正确的是（　　）A.闭合S瞬间，A立即发光B.断开S瞬间，A立即熄灭C.闭合S瞬间和断开S瞬间，流过A中电流方向相同D.闭合S，电路稳定后，A中电流一定小于L中电流【答案】A【解析】【详解】A．闭合S瞬间，A灯泡中瞬间有电流通过，所以立即发光。故A正确；B．闭合开关并到达稳定状态后L中有稳定不变的电流，断开S瞬间，因为线圈的自感现象使L中的电流不能发生突变，此时在L与A组成的回路中，L充当电源的作用，所以A不会立即熄灭，只能逐渐熄灭。故B错误；C．闭合S瞬间，A和L中电流方向均向右，断开S瞬间，L充当电源，则与A构成回路，A中电流突变为向左的。即闭合S瞬间和断开S瞬间，流过A中电流方向不同。故C错误；D．因为不知L的直流电阻与灯泡A电阻的大小关系，所以也无法判断电路稳定后二者电流的大小关系。故D错误。故选A。5.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为，共匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 A.线框中磁通量变化率为B.线框中产生周期性变化的顺时针方向的感应电流C.边所受安培力方向向左D.线框中感应电动势大小为【答案】C【解析】【详解】A．根据题意可知线框中磁通量变化率为与线圈匝数无关，故A错误；BD．设电路中总电阻为，根据楞次定律可知磁感应强度向外均匀增大，由楞次定律可得感应电流产生磁场垂直线圈平面向里，根据安培定则可知感应电流为顺时针方向，电动势大小为感应电流大小可知，线圈中的感应电流为恒定电流而不是周期性变化的。故BD错误；C．当感应电流方向为顺时针时，电流由，根据左手定则判断可知，边所受安培力方向向左。故C正确。故选C。6.如图所示，图1为速度选择器，图2为磁流体发电机，图3为回旋加速器，图4为质谱仪。下列说法正确的是（　　）第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 A.图1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是B.图2磁流体发电机中，B点电势比A点电势高C.图3要增大某种粒子的最大动能，可减小磁场的磁感应强度D.图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比等于粒子的比荷之比【答案】B【解析】【详解】A．图1中电子、质子能够沿直线通过速度选择器的条件是电场力与洛伦兹力平衡，则有解得故A错误；B．图2是磁流体发电机，根据左手定则可知，带正电粒子向下偏转，带负电粒子向上偏转，则B点电势比A点电势高，故B正确；C．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，动能最大，则有解得粒子的最大速度为粒子的最大动能为可知要增大某种粒子的最大动能，可增大磁场的磁感应强度，故C错误；D．粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 联立可得可知图4中不同离子经过质谱仪偏转半径之比不等于粒子的比荷之比，故D错误。故选B。7.如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，匝数为n、边长为L的正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，其角速度为ω，线圈总电阻为r，则（　　）A.理想电流表的示数为B.线圈转动一周产生的热量为C.线圈转动过程中的最大电流为D.当线圈与中性面的夹角为时，线圈产生的瞬时电动势为【答案】C【解析】【详解】AC．线圈产生的电动势最大值为则线圈转动过程中的最大电流为电动势有效值为第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 理想电流表的示数等于电路电流有效值，则有故A错误，C正确；B．线圈转动一周产生的热量为故B错误；D．当线圈从中性面开始计时，线圈产生的电动势表达式为当线圈与中性面的夹角为时，线圈产生的瞬时电动势为故D错误。故选C。二、多选题（每小题5分，共15分）8.下列说法中正确的是（　　）A.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零B.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，但电荷运动方向不一定与磁场方向垂直C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D.运动电荷在A点受到的洛伦兹力比在B点大，A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度【答案】BD【解析】【详解】A．电荷受到的洛伦兹力为零，不一定是磁感应强度为零，有可能是电荷的运动方向平行与磁场方向，故A错误；B．根据左手定则可得，洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，但电荷的运动方向不一定与磁场方向垂直，可能夹角为锐角，故B正确；C．因为洛伦兹力垂直于速度，所以不变速度的大小，只改变速度的方向，故C错误；第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 D．根据公式可知，洛伦兹力与粒子垂直磁场方向的速度、电荷量、磁感应强度有关，所以运动电荷在A点受到的洛伦兹力比在B点大，A点磁感应强度可能小于B点磁感应强度，故D正确。故选D。故选BD。9.风力发电是一种绿色清洁能源。其发电原理可简化如图甲所示，风轮转动带动内部的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动。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10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）A.t=0.005s时穿过线圈的磁通量为零B.t=0.01s时穿过线圈的磁通量变化率最大C.灯泡两端的电压为18VD.每秒内电流方向改变100次【答案】AD【解析】【详解】A．t=0.005s时瞬时电动势最大，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为零，故A正确；B．由图可知t=0.01s时瞬时电动势为零，线圈位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量变化率为零，故B错误；C．由图可知发电机的有效电压为灯泡两端的电压为故C错误；D．由图可知周期为0.02s，每个周期发电机电流方向改变2次，故每秒发电机的电流方向改变100次，故D正确。故选AD。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 10.如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈一侧接一输出电压有效值恒为的正弦交流电源，电阻、、、的阻值相等。下列说法正确的是（）A.S断开时，图中电压B.S闭合前后，消耗的电功率之比为C.S闭合后，、、消耗的电功率相同D.S闭合前后，两端电压之比7：9【答案】BCD【解析】【详解】A．S断开时，设原线圈的电流为，原线圈两端电压为，副线圈的电流为，根据变压器知识可知解得，又，可得，故A错误；BD．S闭合后，设原线圈的电流为，副线圈的电流为，副线圈两端电压为，则有，，联立可知第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 ，则S闭合前后，消耗的电功率之比为S闭合前后，两端电压之比为故BD正确；C．S闭合后，因，而并联电路分流可知可得、、三个电阻流过的电流相同，可知三电阻的功率相同，故C正确。故选BCD。三、实验题（11题共6分，12题共8分）11.某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素：（1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______。A.灯泡A、B均不发光                     B.灯泡A、B交替短暂发光C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光        D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光（2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。（3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。（4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______（选填“左”或“右”）端。【答案】①.B②.向上③.左【解析】第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 【详解】（1）[1]条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。故选B。（2）[2]当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。（4）[3]闭合开关瞬间，电路中电流增大，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。12.某同学利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易的汽车低油位报警装置。（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为RT=_________Ω。（2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻R0=2.0kΩ，则在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于最_________（选填“左”或“右”）端；在某次测量中，若毫安表A1的示数为2.25mA，A2的示数为1.50mA，两电表可视为理想电表，则热敏电阻的阻值为_________kΩ。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 （3）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势E=6.0V，定值电阻R=1.8kΩ，长为=50cm的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流I≥2.4mA时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液内热敏电阻的温度为30°，油液外热敏电阻的温度为70°，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为___________cm。【答案】①.②.左③.##3④.10【解析】【详解】（1）[1]由多用电表欧姆表的读数规则可知，此时热敏电阻的阻值为（2）[2][3]滑动变阻器采用分压接法，为保护电路安全，在开关闭合前应将滑动变阻器的滑片P置于最左端，由于和并联，故有代入数据解得（3）[4]设警戒液面到油箱底部的距离为x，温度为30℃时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为同理，可得油液外的热敏电阻的阻值为其中，由闭合电路欧姆定律有将E＝6V、I＝2.4mA、R＝1.8kΩ代入可得x＝10cm四、解答题（13题共12分，14题共14分，15题共17分）13.如图所示，相距为的两条水平虚线间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。一质量为、电阻为、边长为的正方形金属框从磁场上方某处自由下落，之后匀速进入磁场区域，重力加速度g取，求：（1）金属框自由下落的高度h；（2）穿过磁场区域的过程中，金属框中产生的焦耳热Q。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）0.2m；（2）0.2J【解析】【详解】（1）金属框自由下落的过程中由动能定理可得由金属框匀速进入磁场区域可知，金属框通过磁场区域时受力平衡由联立解得（2）金属框匀速通过磁场区域的过程中，产生的焦耳热等于克服安培力所做的功解得14.如图所示，长方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，AB边长为l，AD边足够长，一质量为m，电荷量为+q的粒子从BC边上的О点以初速度垂直于BC方向射入磁场，粒子从A点离开磁场，速度方向与直线AB成30°角，不计粒子重力。求：（1）OB的长度；（2）磁场的磁感应强度大小B；（3）粒子在磁场中经历的时间。第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）粒子运动轨迹如图根据几何关系解得粒子在磁场中运动的半径为2l，所以（2）粒子在磁场中做圆周运动有解得（3）粒子在磁场中经历的时间解得第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 15.如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。（1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；（2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式；（3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【详解】（1）线圈转动角速度由得（2）线圈与中性面位置垂直，则感应电动势随时间变化的函数表达式第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司 （3）输电线上的电流输入电流则原、副线圈匝数比副线圈两端电压原线圈两端电压则原、副线圈匝数比第16页/共16页学科网（北京）股份有限公司