2021-2022学年四川省内江市资中县第二中学高二（下）第一次月考试卷物理试题含解析

资中二中高2003届第四期第一次月考试物理试题

第Ⅰ卷（选择题）

一、选择题：（1-10只有一个正确答案，每题3分；11-15有不只一个正确答案，全对得3分，不全得1分，有错得0分，满分45分）

1. 在物理学发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，下列说法正确的是

A. 开普勒发现了万有引力定律；牛顿测出了引力常量的值

B. 法拉第发现了电流的磁效应；楞次发现了电磁感应现象

C. 安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

D. 库仑发现了点电荷间的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值

【答案】D

【解析】

【详解】A．牛顿发现了万有引力定律；卡文迪许测出了引力常数，A错误；

B．奥斯特发现了电流的磁效应；法拉第发现了电磁感应现象，B错误；

C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，C错误；

D．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故D正确。

故选D。

2. 如图所示，有一正方形闭合线圈，在范围足够大的匀强磁场中匀速运动或匀速转动。线圈的运动情况和匀强磁场的方向在各选项中均已标出，其中能产生感应电流的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．闭合线圈匀速转动过程中，磁通量发生变化，会产生感应电流。故A正确；

B．闭合线圈匀速转动过程中，磁通量始终为零，不会产生感应电流。故B错误；

C．闭合线圈匀速运动过程中，磁通量始终为零，不会产生感应电流。故C错误；

D．闭合线圈匀速运动过程中，磁通量始终保持不变，不会产生感应电流。故D错误；

故选A。

3. 如图所示电路，开关S闭合稳定后，流过线圈L的电流为，流过灯泡的电流为。现将S突然断开，S断开前后，下列图中能正确表示流过灯泡的电流i随时间t变化关系的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是0.4A，流过灯泡的电流是0.2A，当S断开后，灯泡原来的电流立即消失，线圈中电流要开始减小，将产生自感电动势，阻碍电流的减小，所以通过灯泡的电流不会立即消失，会从0.4A开始逐渐减小，根据楞次定律知，灯泡中电流方向与原来的电流方向相反；

故选A。

4. 如图所示是一种冶炼金属的感应炉的示意图，此种感应炉应接怎样的电源（  ）

A. 直流低压 B. 直流高压

C. 低频交流电 D. 高频交流电

【答案】D

【解析】

【详解】线圈中的电流发生变化，才能在附近的导体中产生感应电流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多，故应接高频交流电。

故选D。

【点睛】本题主要考查了掌握涡流的原理及应用，用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化，交流电的频率越大，产生的热量越大.。

5. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A. 和时刻穿过线圈的磁通量为零

B. 和时刻穿过线圈的磁通量变化率为零

C. 从线圈平面与磁场方向垂直时刻开始计时

D. 每当感应电动势改变方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最小

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．和时刻瞬时感应电动势为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，A错误，B正确；

C．0时刻瞬时电动势最大，故从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时，C错误；

D．每当感应电动势改变方向时，线圈平面处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大，D错误。

故选B。

6. 如图所示，当交流电源的电压为，频率为时，三只灯泡、、亮度相同．若保持交流电源的电压不变，只将其频率改变为，则（    ）．

A. 、、亮度都比原来亮

B. 只有的亮度都比原来亮

C. 只有的亮度都比原来亮

D. 只有的亮度都比原来亮

【答案】B

【解析】

【详解】由图可知，并联之路中L3，L2，L1分别与电阻R，电感线圈L，电容器C串联，增大交流电源的频率，对电阻R的阻抗无影响，则L3的亮度不变，增大交流电源的频率，电感线圈L的感抗增大，则L2的亮度减小，增大交流电源的频率，电容器C的容抗减小，所以L1的亮度增加，故ACD错误，B正确。

故选B。

7. 如图为远距离输电的原理图，已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，两端电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，升压变压器与降压变压器之间输电线上的总电阻为R，降压变压器原、副线圈的匝数分别为n3、n4，两端电压分别为U3、U4，电流分别为I3、I4。变压器均为理想变压器，若保持发电厂的输出功率和输出电压不变，则下列说法正确的是    （　　）

A. 输电线上的电流I2=

B. 输电线上损失的功率ΔP=

C. 若用户端负载增加，那么用户端电压U4变大

D. 无论用户端的负载如何增加，始终有I1U1=I2U2

【答案】D

【解析】

【详解】A． R是输电线的电阻，输电线上的电压损失

输电线上的电流为

A错误；

B．输电线上损失的功率为

B错误；

C．若用户端负载增加，则通过降压变压器副线圈的电流I4增大，根据

则输电电流增大，输电线上损耗的电压ΔU增大，因为

降压变压器原线圈的电压减小，根据

=

U4减小，C错误；

D．变压器均为理想变压器，根据能量守恒可得无论用户端的负载如何变化，始终有

即

D正确。

故选D。

8. 水平平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面，如图一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流强度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】由于金属棒与磁场垂直，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，金属棒切割磁感线有效的切割长度为，产生感的应电动势为

根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流为

故选B

9. 如图所示，直导线固定于纸面内，一矩形线框，在纸面内从位置平移到位置的过程中，关于线框内产生的感应电流方向，下列叙述正确的是（　　）

A. 一直逆时针 B. 顺时针→逆时针

C. 逆时针→顺时针→逆时针 D. 顺时针→逆时针→顺时针

【答案】D

【解析】

【详解】由安培定则得，恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直纸面向里。当线圈向导线靠近时，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量变大，根据楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，磁场方向是垂直纸面向外，穿过线圈的磁通量的变小，则感应电流方向为逆时针方向。

当继续向右运动时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流方向为逆时针方向。当远离导线时，磁场方向是垂直纸面向里，穿过线圈的磁通量变小，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向。

故选D。

10. 如图所示，甲图中的U形金属线框和乙图中的矩形金属线框在匀强磁场中绕轴，以不同的角速度匀速转动，两电路其余部分完全相同。甲图中只有轴右侧有磁场，乙图中轴两侧均有磁场，若两磁场磁感应强度相同。为使甲、乙两图中交流电流表的示数也相同，则甲、乙两图中线框的转速之比为（线框电阻不计）（　　）

A.  B.  C. 2：1 D. 1：1

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】题图甲中的磁场只在轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，电流表测的是有效值，所以

题图乙中的磁场布满整个空间，所以

则

BCD错误，A正确。

A正确。

11. 根据法拉第电磁感应定律的数学表达式，电动势的单位V可以表示为（　　）

A. T/s B. Wb/s C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】根据法拉第电磁感应定律，有

则有

故选BC。

12. 如图所示是圆盘发电机示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（　　）

A. 由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流

B. 回路中感应电流大小不变，为

C. 回路中感应电流方向不变，为C→D→R→C

D. 回路中有周期性变化的感应电流

【答案】BC

【解析】

【详解】A．把铜盘看作闭合回路的一部分，在穿过铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，铜盘切割磁感线产生感应电动势，回路中有感应电流，A错误；

B．铜盘切割磁感线产生感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律，回路中感应电流为

B正确；

C．由右手定则可判断出感应电流方向为C→D→R→C，C正确；

D．回路中的感应电流并不是周期性变化的，D错误。

故选BC。

13. 如图所示，空间存在一范围足够大的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面（竖直面）向里，为磁场区域的上边界，磁场上方有一个质量为m的正方形导线框abcd，ab边与平行。已知线框边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，线框从图示位置由静止开始自由下落，则在ab边进入磁场的过程中，关于线框的运动，下列说法中正确的是（　　）

A. 线框可能先做加速运动再做减速运动

B 线框可能一直做匀加速运动

C. 线框可能先做减速运动再做匀速运动

D. 线框若出现匀速运动，其速度大小一定是

【答案】CD

【解析】

【详解】线框刚开始做自由落体运动，ab边以一定速度进入磁场，ab边切割磁感线产生感应电流，结合右手定则和左手定则可以判断出ab受到竖直向上的安培力作用，有

，，

第一种情况：若线框进入磁场时，安培力等于重力，则线框匀速进入磁场，有

可得

第二种情况：若线圈进入磁场时，安培力大于重力，则线框做减速运动，安培力减小，线框做加速度减小的减速运动，当线框速度减小到时，线框若仍未全部进入磁场，则线框后面将做匀速运动。第三种情况：若安培力小于重力，线框做加速度减小的加速运动，当线框速度加速到时，线框若仍未全部进入磁场，则线框后面将做匀速运动。

故选CD。

14. 如图所示，平放在绝缘水平面的铁芯上分别绕有线圈、，每个线圈各接有两条光滑的平行金属导轨，金属棒MN、PQ均垂直于导轨放置，MN所在轨道之间有磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场，PQ所在轨道之间有磁感应强度方向竖直向下、大小为的匀强磁场。关于金属棒MN、PQ的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 当MN在外界作用下向左加速运动时，PQ也向左加速运动

B. 当MN在外界作用下向右匀速运动时，PQ也向右匀速运动

C. 当MN在外界作用下向右减速运动时，PQ向右加速运动

D. 当MN在外界作用下向右加速运动时，PQ也向右加速运动

【答案】AD

【解析】

【详解】A．当MN在外界作用下向左加速运动时，根据右手定则和右手螺旋定则可知，线圈、中的磁感应强度方向竖直向下，通过线圈、中的磁通量增加，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向，则PQ中的感应电流方向为由Q至P，由左手定则可知，PQ受到的安培力向左，根据牛顿第二定律可知，PQ也向左加速运动，故A正确；

CD．同理可知，当MN在外界作用下向右加速运动时，PQ也才向右加速运动，故C错误、D正确；

B．当MN在外界作用下向右匀速运动时，通过线圈、中的磁通量恒定，则PQ所在回路中不发生电磁感应，PQ静止不动，故B错误。

故选AD。

15. 竖直平行导轨MN上端接有电阻R，金属杆ab质量为m，跨在平行导轨间的长度为L，垂直导轨平面的水平匀强磁场方向向里，不计ab杆及导轨电阻，不计摩擦，且ab与导轨接触良好，如图。若ab杆在竖直方向外力F作用下匀速上升h，则（　　）

A. 拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

B. 金属杆ab克服安培力所做的功与克服重力做功之和等于金属杆机械能增加量

C. 拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热

D. 拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据功能关系，拉力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热与增加重力势能之和，A错误；

B．根据功能关系，金属杆ab安培力所做的功与拉力所做的功等于金属杆机械能增加量，B错误；

C．根据功能关系，拉力F和重力做功的代数和等于R上产生的焦耳热，C正确；

D．根据功能关系，拉力F与安培力的合力所做的功等于mgh，D正确．

故选CD。

第Ⅱ卷（非选择题）

二、填空（每空2分，总分24分）

16. 如图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环a处于静止状态，在其内部也吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，a、b两环的运动及变化情况将a将___________，b将___________（填“左摆”或“右摆”或“不动”）；a有___________的趋势，b有___________的趋势（填“收缩”或“扩张”）

【答案】    ①. 左摆    ②. 不动    ③. 扩张    ④. 收缩

【解析】

【详解】[1][4] 当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，电阻减小，电路中的电流增大，电流产生的磁感应强度变强，根据楞次定律的推论阻碍的理解，a环的磁通量增大，为了阻碍其变化，a将向左摆动，远离螺线管，因为a环的磁通量有内外两个方向，其面积增大磁通量反而减小，所以a环有扩张的趋势。

[2][3] 当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，电阻减小，电路中的电流增大，电流产生的磁感应强度变强，根据楞次定律的推论阻碍的理解，b环的磁通量也增大，但是在螺线管内部的磁场是匀强磁场b环所受安培力在同一平面内相互平衡则合力为0，所以b环将不动，但是b环有收缩的趋势。

17. 在如图所示的日光灯工作原理电路图中：

（1）开关闭合前，启动器的静触片和动触片是______（填“接通的”或“断开的”）；

（2）日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片______（填“接通”或“断开”），镇流器起着______作用，保证日光灯正常工作。

【答案】    ①. 断开的    ②. 断开    ③. 限流降压

【解析】

【详解】（1）[1]开关闭合前，启动器处于未工作状态，静触片和动触片时断开的。

（2）[2][3]日光灯管中的气体一旦击穿而使灯管发光后，镇流器中的自感电动势很快降低，此时开关、镇流器、灯管组成闭合回路，又由于回路中为交流电，镇流器中会产生自感电动势阻碍电流的变化，从而使灯管两端的电压降低，启动器中的氖灯不发光，所以正常工作时启动器中的静触片与动触片时断开的，镇流器起着降压限流的作用。

18. 探究感应电流方向的实验中，要用到灵敏电流计，条形磁铁，螺线管，已知若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，则：

（1）甲图中螺线管的感应电流的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）

（2）乙图中磁铁在螺线管中产生的磁场方向是______（请填“向上”或“向下”）

（3）图丙中螺线管中的磁通量正在______（请填“增大”或“减小”）

（4）图丁中螺线管的绕向为（从上往下看，按电流流经方向）______（请填“顺时针”或“逆时针”）

（5）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. 向上    ②. 向下    ③. 减小    ④. 顺时针    ⑤. 阻碍

【解析】

【详解】（1）[1]依题意，若电流从正接线柱流入时，指针将偏向正接线柱的一侧，而甲图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向上；

（2）[2]图中电流从负接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流产生的磁场方向向下，磁铁向上运动，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律则原磁场方向向下；

（3）[3]图中电流从正接线柱流入电流计，根据安培定则，感应电流的磁场方向向上，原磁场方向向上，根据楞次定律可知，磁通量减小；

（4）[4]磁铁N极向上运动，穿过线圈的磁通量减小，原磁场方向向下，根据楞次定律，感应磁场向下，而感应电流从正接线柱流入电流计，因此其方向俯视为顺时针方向；

（5）[5]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。

三、计算（必须写出必要的公式和文字说明，共41分）

19. 在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积。螺线管导线电阻，，，。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。规定图中磁场向下为磁场的正方向，求：

（1）螺线管中产生的感应电动势的大小；

（2）闭合S，电路中的电流稳定后电容器上极板的电性和电容器所带的电荷量。

【答案】（1）1.2V；（2）负电，

【解析】

【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得螺线管中产生的感应电动势的大小为

（2）闭合S，电路中的电流稳定后，根据楞次定律可知，回路中的电流方向为逆时针，所以电容器上极板带负电。根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中的电流为

电容器两端电压等于两端电压，即

根据电容的定义式变形，可得电容器所带的电荷量为

20. 如图所示，矩形线圈的匝数N为100匝，线圈为边长L是的正方形，线圈内阻为，在磁感应强度B为2T的匀弧磁场中绕OO′轴以角速度5rad/s匀速转动，外电路电阻R为4，（不计转动中的一切摩擦），求：

（1）感应电动势的最大值Em及从图示位置开始计时e的瞬时值表达式；

（2）在线圈由图示位置转过180°的过程中通过电阻R的电荷量q；

（3）线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热Q。

【答案】（1）；（2）0；（3）

【解析】

【详解】（1）根据

可得，感应电动势的最大值

由图可知，此时线圈平面与磁场方向平行，开始计时e的瞬时值表达式为

（2）平均感应电动势为

平均感应电流

通过电阻R的电荷量

（3）交流电压的有效值为

电流的有效值

线圈转一周所用时间为

线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热

21. 如图所示为某研究小组设计的一款电吹风电路原理图，a、b、c、d为四个固定接触点。可动的扇形金属接触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。理想变压器原副线圈的匝数比，M、N两端接入的交流电源的电压为，当触片P处于合适位置时，小风扇恰好能够正常工作，已知小风扇的电阻为，电吹风吹冷风时电源的输入功率为，吹热风时电源的输入功率为。求

（1）小风扇在正常工作时输出的功率；

（2）电热丝电阻值。

【答案】(1)72W；(2)121Ω

【解析】

【分析】

【详解】(1)设小风扇两端电压为U2，由题意可知变压器输入电压为

U1=220V

由

解得

U2=60V

吹冷风时电源输入功率等于小风扇的电功率

P1=90W

P1=I2U2

小风扇正常工作时输出的功率为

联立解得小风扇在正常工作时输出的功率为

(2)设吹热风时电热丝的电阻值为R2，热功率为P2，小风扇的电功率仍为P1，由题意得

P1+P2=490W

电热丝的热功率可表示为

联立解得

R2=121Ω

22. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，质量，电阻的金属杆ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移时达到稳定状态，对应过程的图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。（，）求：

（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；

（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；

（3）由图中信息计算0-1s内，导体棒滑过的位移。

【答案】（1）b端电势高；5N；（2）1.47J；（3）0.85m

【解析】

【详解】（1）由右手定则可判断感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高

当金属棒匀速运动时，由平衡条件得

其中

由乙图可知

v=1.0m/s

联立解得

F=5N

（2）从金属棒开始运动到达稳定，由动能定理得

又克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，代入数据解得

两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为

（3）进入匀强磁场导体棒做加速度减小的加速运动，由动量定理有

又

It=q

由图可知

代入数据解得

q=0.85C

由

得

x=0.85m