辽宁省沈阳市同泽高级中学2022-2023学年高二物理上学期12月月考试题（Word版附解析）

同泽高中12月高二物理月考试题

一、选择题（1-7小题，每小题4分，共28分。8-10，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

1. 关于涡流，下列说法中正确的是（　　）

A. 真空冶炼炉是利用通电导线的发热来熔化金属的装置

B. 家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的

C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动

D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，A错误；

B．家用电磁炉锅体中的涡流是由交变磁场产生的，不是由恒定磁场产生的，B错误；

C．根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，C正确；

D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块的铁芯，以减小涡流，D正确。

故选CD。

2. 如图所示，绝缘光滑水平面上有两个离得很近的导体环a、b。将条形磁铁沿它们的正中向下移动（不到达该平面），a、b将如何移动（　　）

A. a、b将相互远离 B. a、b将相互靠近

C. a、b将不动 D. 无法判断

【答案】A

【解析】

【详解】根据Φ＝BS，磁铁向下移动过程中B增大，所以穿过每个环中的磁通量都增大，a、b中产生同方向的感应电流，两环间有斥力作用，所以a、b将相互远离，A正确。

故选A。

3. 如图所示的A是三个一样的强磁体，B、C和D均是一样的紫铜管，在紫铜管C和D上锯去一部分（白色区域），如图中的乙和丙图所示。现将强磁体释放，强磁体在B、C和D中下落的时间分别是t1、t2和t3，则关于下落时间说法正确的是（　　）

A. t1=t2=t3 B. t1=t2>t3

C. t1>t2>t3 D. t1<t2<t3

【答案】C

【解析】

【详解】由图可知三根紫铜管中能够形成闭合回路的区域长度关系为

l1>l2>l3

紫铜管中能够形成闭合回路的区域长度越长，强磁体下落过程中，在紫铜管中形成的感应电流的磁场对强磁体的阻碍时间越长，则强磁体下落时间越长，因此

t1>t2>t3

故选C。

4. 如图所示，平行导轨间的距离为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在的平面。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置。金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒的方向滑行时，通过电阻R的电流为（　　）。

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设金属棒在磁场中的长度为l，由题意可知，磁感应强度B、金属棒l、切割速度v，满足两两垂直关系，所以有

其中

则有

流经电阻R的电流为

ABC错误，D正确。

故选D

5. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外,正方形金属线框电阻为R，边长是L，自线框从左边界进入磁场时开始计时。在外力作用下由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1时刻线框全部进入磁场。规定顺时针方向为感应电流I的正方向，外力大小为F，线框中电功率的瞬时值为P，通过导体横截面的电荷量为q，其中P-t图像为抛物线。则图中这些量随时间变化的关系正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．由于线框做初速度为0，加速度为a的匀加速直线运动由

，，

解得感应电流

感应电流与时间成正比，A错误；

B．由安培力公式有

由上面几式解得

线框做匀加速度直线运动由牛顿第二定律有

解得

外力与时间的关系为一次函数，不是成正比，B错误；

C．线框中电功率瞬时值为P则

解得

线框中电功率的瞬时值为P与时间是二次函数关系，图像有开口向上的抛物线，C正确；

D．通过导体横截面的电荷量为q有

， ，

由上式解得

又因为磁通量的变化量有

，

解得

通过导体横截面的电荷量为q与时间是二次函数关系，图像有开口向上的抛物线，D错误。

故选C。

6. 如图所示，由一段外皮绝缘的导线扭成两个半径为R和r圆形平面形成的闭合回路，R＞r，导线单位长度的电阻为λ，导线截面半径远小于R和r．圆形区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小随时间按B=kt（k＞0，为常数）的规律变化的磁场，下列说法正确的是（　　）

A. 小圆环中电流的方向为逆时针

B. 大圆环中电流的方向为逆时针

C. 回路中感应电流大小为

D. 回路中感应电流大小为

【答案】BD

【解析】

【分析】根据楞次定律来判定感应电流的方向，依据法拉第电磁感应定律，来确定感应电动势的大小，再求得整个回路的感应电动势，依据闭合电路欧姆定律，从而即可求解．

【详解】AB、根据穿过整个回路的磁通量增大，依据楞次定律，及R＞r，则大圆环中电流的方向为逆时针，小圆环中电流的方向为顺时针，故A错误，B正确；

CD、根据法拉第电磁感应定律，则有：E=kπ（R2﹣r2），由闭合电路欧姆定律，那么回路中感应电流大小为故C错误，D正确；

故选BD．

【点睛】考查楞次定律与法拉第电磁感应定律的应用，理解整个回路的感应电动势大小的计算，应该是两环的感应电动势之差，并掌握闭合电路欧姆定律的内容．

7. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　）

A. 释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g

B. 金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b

C. 金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F=

D. 电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少

【答案】AC

【解析】

【详解】A、金属棒刚释放时，弹簧处于原长，弹力为零，又因此时速度为零，没有感应电流，金属棒不受安培力作用，金属棒只受到重力作用，其加速度应等于重力加速度，故A正确；

B、金属棒向下运动时，由右手定则可知，在金属棒上电流方向向右，流过电阻R的电流方向为，故B错误；

C、金属棒速度为时，安培力大小为，，由以上两式得：，故C正确；

D、金属棒下落过程中，由能量守恒定律知，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能（速度不为零时）以及电阻R上产生的热量，故D错误．

【点睛】释放瞬间金属棒只受重力，加速度为．金属棒向下运动时，根据右手定则判断感应电流的方向．由安培力公式、欧姆定律和感应电动势公式推导安培力的表达式．金属棒下落过程中，金属棒减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能（金属棒速度不是零时）和电阻R产生的内能；本题考查分析、判断和推导电磁感应现象中导体的加速度、安培力、能量转化等问题的能力，是一道基础题．

8. 半径分别为r和2r的同心半圆粗糙导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为2R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨间的动摩擦因数为µ，导轨电阻不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒AB两端电压为

B. 电阻R中的电流方向从Q到N，大小为

C. 外力的功率大小为

D. 若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使竖直向下的磁场的磁感应强度均匀增加

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．导体棒AB在匀强磁场中切割磁感线产生的感应电动势

电路中的感应电流

导体棒AB两端的电压为

由右手定则可知，电阻R中的电流方向从Q到N，A错误，B正确；   

C．由电功率公式可得电路中的电功率有

摩擦力的功率

由能量守恒定律可得

C正确；

D．电阻R中的电流方向从Q到N，若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，由楞次定律可知，可使竖直向下的磁场的磁感应强度均匀减小，D错误。

故选BC。

9. 如图所示，电路中A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻可忽略的电感线圈，C是电容很大的电容器．下列说法正确的是

A. 开关S刚闭合后，灯泡A亮一下又逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮

B. 开关S闭合足够长时间后，灯泡A和B—样亮

C. 电路稳定后断开开关S时，灯泡A闪亮后逐渐熄灭

D. 电路稳定后断开开关S时，灯泡B的电流换向，逐渐熄灭

【答案】AC

【解析】

【详解】A.S刚闭合后，电容器C要通过A充电，并且充电电流越来越小，故A亮一下又逐渐变暗，最后A被L短路，所以A最后会熄灭．而L对电流变化有阻碍作用，且阻碍作用逐渐减小，所以通过B的电流逐渐增大，故B逐渐变亮．故A正确；

B.S闭合足够长时间后，C中无电流，相当于断路，L相当于短路，所以B很亮，而A不亮，选项B错误；

CD.当S闭合足够长时间后再断开，L产生自感电动势，A闪亮后逐渐熄灭，而电容器要对B放电，故B灯电流与原来方向相同要逐渐熄灭，故C正确，D错误．

10. 如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（　　）

A. 在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B. 在t1~t2时间内，L有收缩趋势

C. 在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D. 在t2~t3时间内，L有扩张趋势

【答案】AB

【解析】

【详解】A．在t1~t2时间内，磁感应强度增加，根据增反减同可知，L内有逆时针方向的感应电流，A正确。

B．图线的斜率逐渐变大，经过导线中的电流变大，该电流激发出增大的磁场，该磁场通过圆环，在圆环内产生感应电动势和逆时针方向的感应电流，据结论“增缩减扩”可判断L有收缩趋势，B正确。

C．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，C错误。

D．在t2~t3时间内，磁感应强度变化率一定，经过导线中的电流不变，故L磁通量没有变化，没有感应电流，L也就没有扩张的趋势，D错误。

故选AB。

第Ⅱ卷（非选择题    共57分）

二、非选择题（共57分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

11. 小红用如图甲所示的装置探究电磁感应现象，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：

（1）要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是___________（选填选项前的字母）；

A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管

B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管

C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动

D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动

（2）小红又将实验装置改造，如图乙所示，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，把线圈A放进螺线管B的里面，观察指针摆动情况，下列说法正确的是________ （选填选项前的字母）

A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，电流计指针偏转角度越大

C．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针向相反的方向偏转

D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转

（3）在（2）的研究中，完成实验后未把线圈A、螺线管B和铁芯分开，也未断开开关，在先拆除A线圈时突然被电击了一下，试分析被电击的原因：___________。

【答案】    ①. AB    ②. ABC    ③. 电流快速减小，由于自感作用，螺线管A会产生很大的感应电动势

【解析】

【详解】（1）[1] AB．螺线管不动，磁铁不管是匀速还是加速插入或拔出螺线管磁通量都会发生改变，会产生感应电流，电流计指针发生偏转，故AB正确；

CD．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动或一起在水平面内做圆周运动，螺线管磁通量都不发生变化，故不会产生感应电流，电流计指针不发生偏转，故CD错误。

故选AB。

（2）[2] A．开关闭合后，线圈A插入或拔出时穿过B的磁通量都会发生变化，产生感应电流，引起电流计指针偏转，故A正确；

B．线圈A插入或拔出时速度越快，磁通量变化越快，感应电动势和感应电流越大，电流计指针偏转角度越大，故B正确；

C．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间，穿过B的磁通量分别会增加和减小，且磁通量的方向相同，故会产生相反方向的感应电流，电流计指针向相反的方向偏转，故C正确；

D．开关闭合后，滑动变阻器的滑片P无论如何滑动，线圈A中电流都会变化，穿过B的磁通量都会发生变化，产生感应电流，电流计指针都会偏转，故D错误。

故选ABC。

（3）[3]在拆除螺线管A时，电流快速减小，由于自感作用，螺线管A会产生很大的感应电动势，所以被电击一下。

12. 如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中L是插有铁芯的自感线圈，A1、A2是规格相同的两个灯泡，回答下列问题：

（1）在自感线圈中插入铁芯的目的是______________________________。

（2）在闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片移到__________。（填“最左”或“最右”）端。

（3）闭合开关S，调节变阻器R1、R使得两个灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡A1的电流方向__________（填“向左”或“向右”），流过灯泡A2的电流方向__________（填“向左”或“向右”）。

（4）要观察到断开电路时，灯泡A2亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应__________（填“大于”或“小于”）自感线圈L的电阻阻值。

【答案】    ①. 增加线圈的自感系数    ②. 最左    ③. 向左    ④. 向右    ⑤. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]在自感线圈中插入铁芯的目的是增加线圈的自感系数。

（2）[2]滑动变阻器是限流式接法，在闭合开关之前，应将滑动变阻器的有效电阻调至最大，故滑片移到最左端。

（3）[3][4]断开开关的瞬间，线圈和滑动变组器R，两灯泡构成闭合回到路，因自感现象，线圈充当电源，线圈产生的感应电流与原电流同向，故流过灯泡A1的电流方向不变，向左，流过A2的电流方向反向，向右。

（4）[5]断开电路时，流过A2的电流等于A1的电流，要观察到灯泡A2亮一下再熄灭，即流过A2的电流变大大于断开前的电流，则滑动变阻器接入电路的电阻阻值应大于自感线圈L的电阻阻值。

13. 如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n=100，线圈面积S=200cm2，线圈的电阻r=1Ω，线圈外接一个阻值R=9Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求：

（1）线圈中的感应电流的大小和方向；

（2）电阻R两端电压；

（3）前4s内通过R的电荷量。

【答案】（1）0.01A，线圈中的感应电流的方向为逆时针；（2）0.09V；（3）0.04C

【解析】

【详解】（1） 由图像可知

根据

由闭合电路欧姆定律得

根据楞次定律可得线圈中的感应电流的方向为逆时针；

（2）根据欧姆定律

（3）前4s内通过R电荷量

14. 如图所示。间距足够长的平行金属导轨MN、PQ水平固定放置，M、P端连有一电阻，其余电阻均不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度。一质量的导体棒ab静置于导轨上并与导轨接触良好，ab棒受一冲量作用后以初速度沿导轨运动，经一段时间后停止。棒和导轨间的动摩擦因数为，此过程中通过电阻R的电量，g取10m/s。求：

(1)ab棒运动的距离和时间；

(2)当ab棒的速度为1m/s时加速度的大小；

(3)电阻R上产生的热量。

【答案】(1)0.1m；0.9s；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)ab棒切割磁感线产生感应电流，设向右运动的距离为x，则平均感应电动势为

平均感应电流为

通过电阻R的电量

所以ab棒运动的距离

根据动量定理有

而

所以有

代人数值解得ab棒运动的时间

(2)当棒速度为时，根据牛顿第二定律有

而感应电动势

电流

安培力

所以有

代入数值解得加速度大小

(3)根据能量守恒有

所以电阻R上产生的热量为

代入数值解得

15. 如图10所示，两根等高光滑的四分之一圆弧形轨道与一足够长水平轨道相连，圆弧的半径为R0、轨道间距为L1=1m，轨道电阻不计。水平轨道处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B1=1T，圆弧轨道处于从圆心轴线上均匀向外辐射状的磁场中，如图所示。在轨道上有两长度稍大于L1、质量均为m=2kg、阻值均为R=0.5Ω的金属棒a、b，金属棒b通过跨过定滑轮的绝缘细线与一质量为M=1kg、边长为L2=0.2m、电阻r=0.05Ω的正方形金属线框相连。金属棒a从轨道最高处开始，在外力作用下以速度v0=5m/s沿轨道做匀速圆周运动到最低点MN处，在这一过程中金属棒b恰好保持静止。当金属棒a到达最低点MN处被卡住，此后金属线框开始下落，刚好能匀速进入下方h=1m处的水平匀强磁场B3中，。已知磁场高度H>L2，忽略一切摩擦阻力，重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）辐射磁场在圆弧处磁感应强度B2的大小；

（2）从金属线框开始下落到进入磁场前，金属棒a上产生的焦耳热Q；

（3）若在线框完全进入磁场时剪断细线，线框在完全离开磁场B3时刚好又达到匀速，已知线框离开磁场过程中产生的焦耳热为Q1=10.875J，则磁场的高度H为多少。

【答案】（1）2T；（2）2J；（3）1m

【解析】

【详解】（1）金属棒a从轨道最高处开始，做匀速圆周运动到最低点MN处过程中，金属棒b恰好保持静止，受安培力与绳拉力平衡，由平衡条件

又由

， ，

联立并代入数据解得

（2）金属线框刚好能匀速进入匀强磁场B3中，设速度为v1，金属线框受力平衡有

，，

对此时金属棒b受力分析有

又由

，

联立解得

从金属线框开始下落到进入磁场前，根据能量守恒有

解得

（3）线框在完全离开磁场B3时刚好又达到匀速，设速度为v2，则有

又有

，，

解得

在线框完全进入磁场到完全离开磁场，由能量守恒

解得