青神县2022-2023学年高二下学期3月月考
物理试卷
一、单选题
1．如图，某教室墙上有一朝南的钢窗，将钢窗右侧向外打开，以推窗人的视角来看，窗框中产生（ ）
顺时针电流，且有收缩趋势
B．顺时针电流，且有扩张趋势
C．逆时针电流，且有收缩趋势
D．逆时针电流，且有扩张趋势
2、图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
两线圈产生的电动势的有效值相等
B．两线圈产生的交变电流频率相等
C．两线圈产生的电动势同时达到最大值
D．两电阻消耗的电功率相等
3．与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是（ ）
A．若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作
B．换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作
C．琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化
D．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号
4．如图所示，把小灯泡与教学用发电机相连接。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动，小灯泡发光。下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的快慢程度不会影响小灯泡的亮度
B．线圈转动过程中，通过小灯泡的电流大小不随时间变化
C．线圈每转动一周，通过小灯泡的电流方向改变一次
D．当线圈平面转到中性面时，通过线圈的磁通量变化率最小
5．如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只相同灯泡恰好正常发光。则（ ）
A．若抽去电感器L的铁芯，灯泡亮度不变
B．若增大线圈转动角速度，则灯泡将比更亮
C．若增大电容器C两极板间的正对面积，则灯泡变暗
D．从图示位置开始计时，线圈上产生的感应电动势大小
6．如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行。令线框的ab边刚好与磁场左边界重合时t=0，。线框中a、b两点间电势差随线框ab边的位移x变化的图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
7．如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心的金属轴以角速度逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有三根金属辐条、、，辐条互成角。在圆环左半部分张角也为角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为的匀强磁场，在转轴与圆环的边缘之间通过电刷、与一个灯（二极管）相连。除灯电阻外，其他电阻不计。下列说法中正确的是（ ）
A．若棒进入磁场中，点电势小于点电势
B．金属辐条在磁场中旋转产生的是正弦式交变电流
C．若导电圆环顺时针转动（俯视），也能看到灯发光
D．角速度比较大时，能看到灯更亮
8．如图所示，不计电阻的两个线圈L1和L2绕在同一个铁芯上，线圈L1两端连接有两根足够长的水平光滑导轨，导轨间有垂直纸面向外的匀强磁场，导轨上放有静止的导体棒MN，线圈L2与电源、滑动变阻器、开关连接，下列说法正确的是（ ）
A．开关S闭合，要使MN向右运动，可以将滑动变阻器的滑片向a端移动
B．开关S闭合，要使MN向右运动，可以将滑动变阻器的滑片向b端移动
C．开关S闭合瞬间，导体棒MN向右运动
D．开关S闭合瞬间，导体棒MN向左运动
9．如图甲所示，两平行金属导轨水平固定在竖直方向的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，t=0时刻，磁感应强度的方向竖直向下，导体棒ab垂直导轨放置，且与导轨接触良好，除电阻R外，其余电阻不计。若导体棒始终保持静止，则在0~4s时间内，流过导体棒ab的电流i及其所受的静摩擦力f随时间t变化的图像可能正确的是（规定a→b的方向为电流的正方向，向左的方向为静摩擦力的正方向）（ ）
A． B．
C． D．
10．在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，区域 I 的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为 L，一个 质量为 m、电阻为 R、边长也为 L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，当 ab 边刚越 过 GH 进入磁场Ⅰ区时，恰好以速度 v1 做匀速直线运动；当 ab 边下滑到 JP 与 MN 的中间位 置时，线框又恰好以速度 v2 做匀速直线运动，从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程 中，线框的动能变化量为△Ek（末动能减初动能），重力对线框做功为 W1，安培力对线框做 功为 W2，下列说法中正确的有 （ ）
A．在下滑过程中，由于重力做正功，所以有 v2＞v1
B．从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，机械能守恒
C．从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程，有（W1－△Ek）机械能转化为电能
D．从 ab 进入 GH 到 MN 与 JP 的中间位置的过程中，线框动能的变化量大小为△Ek=W1+W2
三、实验题
11．物理实验社团的三位同学使用下图所示的三组器材探究电磁感应现象。
（1）在甲图中，闭合开关S后，将滑片P向左迅速移动的过程中，线圈B中的磁通量__________（选填“增大”或“减小”）。
（2）在乙图中，将导体棒以中点为轴沿顺时针方向转动（沿磁感应强度方向看）的过程中，电表指针__________。（选填“偏转”或“不偏转”）
（3）在丙图中，将条形磁极向下插入线圈的过程中，感应电流从__________（进填“正”或“负”）极接线柱流入电表。
12．某同学想要准确测量一阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值，实验室提供了下列器材：
A．电流表A（量程为6mA，内阻300Ω）
B．电压表V（量程为3V）
C．滑动变阻器R1（0-5Ω）
D．滑动变阻器R2（0-1000Ω）
E．电阻箱R0（0-999.9Ω）
F．电源（电动势E=3V）
G．开关
H．导线若干
（1）为尽可能获取多组数据和操作方便，滑动变阻器应选择______（填“R1”或“R2”）；为将电流表A政装成量程为0.6A的电流表，把电流表A与电阻箱R0并联，需要将电阻箱R0的阻值调为______Ω（结果保留2位有效数字）。
（2）根据实验室提供的器材，设计实验电路并将如图甲所示的电路图补充完整。
（3）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录下电压表的示数U和电流表的示数I，换算出通过待测电阻的电流I，在方格纸上作出如图乙所示的U-I曲线，则待测电阻的阻值Rx=______Ω（结果保留3位有效数字）。
四、解答题
13．地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场，但地磁场看不到，摸不着，但同学们都很好奇。为了研究地磁场，赵老师指导的一个学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”，等效示意图如下。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直。摇动时，转动的铜芯线所围成区域近似半圆，面积为S，转动角速度ω，用电表测得电路中电流I，电路总电阻R。（已知S=5m2，，I=20μA， R=100Ω，取。）
（1）求该处地磁场的磁感应强度B；
（2）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，求其转过半圈的过程中，通过电流表的电量q；
（3）求铜芯线转动100圈过程中，电路产生的焦耳热Q。
14．如图所示，平行金属导轨水平固定。两导轨间距为L=0.5m，左端接电源，其电动势E=3V，内阻为，在导轨右侧放置根质量为m=0.1kg的金属棒，金属棒电阻为，其他电阻不计，整个装置处在匀强磁场中。磁场磁感应强度大小为B=0.4T、方向与水平方向成斜向下，此时金属棒恰好处于平衡状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知，，重力加速度。求：
（1）金属棒与金属导轨间的动摩擦因数为多少？
（2）从开始，突然将磁场方向调整为水平向左，同时对金属棒施加一个水平向右大小为F=1.8N的恒定拉力作用，（其余条件不变）则在末时，拉力F的瞬时功率为多少？
15．月球探测器在月面实现软着陆是非常困难的，探测器接触地面瞬间速度为竖直向下的v1，大于要求的软着陆速度v0。为此科学家们设计了一种叫电磁阻尼缓冲装置，其原理如图所示，主要部件为缓冲滑块K和绝缘光滑的缓冲轨道MN和PQ探测器主体中还有超导线圈（图中未画出），能在两轨道间产生垂直于导轨平面的匀强磁场导轨内的缓冲滑块由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合单匝矩形线圈abcd，线圈的总电阻为R，ab边长为L。当探测器接触地面时，滑块K立即停止运动，此后线圈与轨道间的磁场发生作用，使探测器主体做减速运动，从而实现缓冲。已知装置中除缓冲滑块（含线圈）外的的质量为m，月球表面的重力加速度为，不考虑运动磁场产生的电场。
（1）当缓冲滑块刚停止运动时，判断线圈中感应电流的方向和线圈ab边受到的安培力的方向；
（2）为使探测器主体减速而安全着陆，磁感应强度B至少应多大？
（3）当磁感应强度为B0时，探测器主体可以实现软着陆，从v1减速到v0的过程中，通过线圈截面的电量为q，求该过程中线圈中产生的焦耳热Q。青神县2022-2023学年高二下学期3月月考
物理答案
1~10 D B D D B B AD BC BC CD
11． 减小 不偏转 负
【详解】（1）[1]在甲图中，闭合开关S后，将滑片P向左迅速移动中，滑动变阻器接入电路的电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变小，线圈A中电流变小，线圈A产生的磁场减弱，线圈B中的磁通量减小。
（2）[2]在乙图中，将导体棒以中点为轴沿顺时针方向转动（沿磁感应强度方向看）的过程中，回路所围磁通量不变化，所以电表指针不偏转。
（3）[3]在丙图中，将条形磁铁S极向下插入线圈时，线圈中的磁场方向向上，磁通量增加，闭合电路中有感应电流产生，由楞次定律可知，感应电流从电表的负极接线柱流入电表。
12． R1 3.0 见解析 4.50(4.48~4.52)
【详解】（1）[1]为使测量数据多，应选滑动变阻器分压式接法，可以使测量电压、电流从零增加到路端电压，为使操作方便应选阻值小的滑动变阻器，故滑动变阻器选R1。
[2]由电流表改装原理，知并联电阻分流，则由
需要将电阻箱的阻值调3.0Ω。
（2）[3]根据提供的器材，设计实验电路补充完整如图
（3）[4]由测量原理知，U-I曲线的斜率等于Rx和改装后电流表内阻的和，U-I曲线的斜率为
则解得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）铜芯线中产生的是正弦交流电，电流表测量的是电流的有效值，因此，电流的最大值
感应电动势的最大值
又因为感应电动势的最大值 解得
（2）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，求其转过半圈的过程中，根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律有
根据电流定义式有 解得
（3）铜芯线转动100圈过程经历的时间
电路中产生的焦耳热 解得
14．（1）0.5；（2）
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律知电路中电流
导体棒的安培力
应用左手定则可知安培力与竖直方向夹角，根据力的平衡条件可得
对金属棒平衡有 代入数据解得
（2）调整后金属棒受到的安培力竖直向下，滑动摩擦力
根据牛顿第二定律可得
根据速度时间关系可得
拉力的功率
15．(1)逆时针，竖直向下；(2)；(3)
【详解】(1)根据右手定则知，线圈中产生的感应电流的方向为a→d→c→b→a，由左手定则知，ab边所受到的安培力的方向是竖直向下。
(2)为了使探测器主体减速而安全着陆，当它的速度为v0时，ab产生的感应电动势为
回路中感应电流为
ab所受的安培力大小为
由于 解得
(3)根据电流的定义式、闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律得 ，，
又 解得
根据能量转化和守恒定律得 即
