四川省遂宁中学2022-2023学年高二物理下学期3月月考试题（Word版附解析）

遂宁中学高2024届高二下期3月月考理科综合试题(考试时间：150分钟满分：300分)注意事项：1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上。2、单项选择题的作答：用2B铅笔涂黑机读卡上对应题号的答案。3、主观题的作答：用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡上对应的答题区域内。可能用到的相对原子质量：O:16Ni：59第I卷（选择题）二、选择题：（本题共9小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14--19题只有一项符合题目要求，第20--22题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.关于楞次定律，下列说法正确的是（　　）A.感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这是能量守恒定律的必然结果B.闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，必受磁场阻碍运动的作用C.原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场同向D.感生电流的磁场总是跟原磁场反向，阻碍原磁场【答案】A【解析】【详解】A．根据楞次定律，感应电流产生的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，为了维持原磁场磁通量的变化，就必须有动力的作用，这种动力克服感应电流的磁场的阻碍作用做功，将其他形式的能转变为感应电流的电能，所以楞次定律实质上描述能量转化的过程，故A正确；B．闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动时，若导体中的电流是由于导体自身运动产生的感应电流，那么导体将受到磁场的阻碍作用；若电路中存在其他电源，那么导体中的电流方向将由电源电动势与运动导体产生的感应电动势共同决定，导体可能受到磁场促进运动的作用，故B错误；C．原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场将与原磁场反向，故C错误；D．当原磁场穿过闭合回路的磁通量增加时，感生电流的磁场跟原磁场反向，阻碍原磁场的增加；当原磁场穿过闭合回路的磁通量减少时，感生电流的磁场跟原磁场同向，阻碍原磁场的减少，故D错误。 故选A。2.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转动，下列说法正确的是（　　）A.线圈平面在中性面位置时，穿过线圈的磁通量变化最快B.线圈平面垂直中性面时，穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最大C.穿过线圈的磁通量最大时，线圈产生的瞬时电动势也最大D.线圈每通过中性面两次，电流方向改变一次【答案】B【解析】【详解】AC．在中性面位置时，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量变化率为零，即穿过线圈的磁通量变化最慢，线圈产生的瞬时感应电动势最小，故A、C错误；B．在垂直中性面位置时，穿过线圈的磁通量最小，但穿过线圈的磁通量变化最快，产生的瞬时电动势也最大，B正确；D．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次，D错误。故选B。3.如图所示，将带铁芯的电感器L与灯泡A串联，再与另一个完全相同的灯泡B并联，接在以正弦交流信号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮，可以改变输出电压和信号的频率。闭合开关S，A、B两灯均发光。关于该实验，下列说法中正确的是（　　）A.保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A灯始终比B灯亮B.保持输出电压不变，提高交流信号频率，发现A、B灯均变亮C.保持输出电压和信号频率不变，撤去铁芯后，发现A灯比原来亮D.断开开关S，发现A灯闪亮一下，然后熄灭【答案】C【解析】【详解】A．电感线圈对交流电有阻碍作用，所以流过A灯的电流始终小于流过B灯的电流，则保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A灯始终比B灯暗，故A项错 误；B．保持输出电压不变，提高交流信号频率，B灯亮度不变；线圈对交流电的阻碍作用增大，则A灯变暗，故B项错误；C．保持输出电压和信号频率不变，撤去铁芯后，线圈对交流电的阻碍作用减小，发现A灯比原来亮，故C项正确；D．断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，由于原来通过L的电流与A灯的电流相同，所以通过A灯的电流不会忽然变大，A灯不会闪亮，故D项错误。故选C。4.如图所示是一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为设交流电有效值为I，则由交流电有效值的定义可知由以上两式联立解得故选D。5.某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（） A.，a端电势高于b端电势B.，a端电势低于b端电势C.，a端电势高于b端电势D.，a端电势低于b端电势【答案】D【解析】【详解】我国某地上空地磁场方向有向下的分量，大小为，当螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视）时，根据右手定则可知，a端电势低于b端电势；大小为故选D。6.关于简谐运动物体对平衡位置的位移、速度、加速度间的关系，下列说法正确的是（　　）A.位移减小时，加速度增大，速度增大B.位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同C.物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同D.物体位移越来越大时，加速度一定越来越大，速度一定越来越大【答案】C【解析】【详解】A．位移减小时，根据可知，加速度也减小，当运动方向指向平衡位置时，位移减小，速度增大，A错误；BC．加速度总是与位移方向相反，当运动方向指向平衡位置时，位移方向与速度方向相反，当运动方向背离平衡位置时，位移方向与速度方向相同，B错误，C正确；D．物体位移越来越大则加速度越来越大，这个过程是远离平衡位置的过程，所以速度会越来越小，D错误。故选C。7.下列四个选项分别对以下四幅图中的物理量的方向给予了说明，其中正确的有（　　） A.甲图长直导线中通有竖直向下的电流，周围激发出的磁场方向如图中同心圆环的箭头所示B.乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向如图所示C.丙图中导体棒在静止的磁场中向右运动，产生的感应电流方向如图中导体棒内箭头所示D.丁图中磁感应强度在增大，在金属圆环中产生的感应电流的方向如图中箭头所示【答案】CD【解析】【详解】A．根据右手定则，甲图长直导线中通有竖直向下的电流，周围激发出的磁场方向从上向下看，应该是是顺时针方向的，与甲图相反，故A错误；B．根据左手定则，乙图中倾斜导体棒受到的安培力的方向应该与导体棒垂直，指向右下角方向。故B错误；C．根据右手定则，导体棒中电动势方向沿着导体棒竖直向上，故感应电流方向也竖直向上，与图中相同。故C正确；D．根据电磁感应规律，金属圆环中磁感应强度增大，电流方向应该是逆时针方向。故D正确。故选CD。8.如图甲所示，一铝制圆环处于垂直环面的磁场中，圆环半径为r，电阻为R，磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（　　）A.在t=t0时刻，环中的感应电流沿逆时针方向B.在t=t0时刻，环中的电功率为 C.在t=t0时刻，环中的感应电动势为零D.0~t0内，圆环有扩张的趋势【答案】BD【解析】【详解】AC．由磁场的磁感应强度B随时间变化关系图像可知，磁场反向后，产生的感应电流的方向没有改变，0~t0时间内，磁场垂直纸面向里，B减小，所以线圈中的磁通量减小，根据楞次定律可判断线圈的感应电流方向为顺时针，环中的感应电动势不为零，故AC错误；B．由法拉第电磁感应定律可得，线圈产生的感应电动势为所以线圈的电功率为故B正确；D．0~t0内，磁感应强度在减小，线圈的磁通量在减小，所以根据楞次定律可知，线圈有扩张趋势，故D正确。故选BD。9.某小型水电站交流发电机的输出电压为，先经升压变压器将电压升高，经总阻值为的导线向远端用户输电，用户端用降压变压器将电压降到供用户使用。若用户的用电功率为，输电导线R上损耗的功率为，已知变压器均为理想变压器，其他电阻不计。下列说法正确的是（　　）A.通过输电线R的电流B.降压变压器的输入电压C.升压变压器原、副线圈匝数比D.降压变压器原、副线圈匝数比【答案】AC 【解析】【详解】A．通过输电线R的电流故A正确；BD．用电功率为，用户端电流降压变压器原、副线圈匝数比所以降压变压器的输入电压故BD错误；C．升压变压器输出电压升压变压器原、副线圈匝数比故C错误；故选AC。第II卷（非选择题）三、非选择题∶共168分。（第23～34题为必考题，每个试题考生都必须做答。第35~37题为选考题，考生根据要求做答。）（一）必考题：10.甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。 （1）如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。A．闭合开关B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动C.开关闭合时将线圈从线圈中拔出D.开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中（2）为确切判断线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计_____________的关系。（3）如图，乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放，使其笔直落入线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中_________（选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”）越大，产生的感应电流越大。（4）丙同学设计了如图所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的_________（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯____________（选填“C”或“D”）短暂亮起。【答案】①.CD##DC②.指针偏转方向与流入电流方向③.磁通量变化率④.负极⑤.C【解析】【详解】（1）[1]断开开关时，线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。A．闭合开关，线圈中的电流突然增大，则B线圈中的磁通量增大，故A错误；B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，线圈中的电流增大，则B线圈中的磁通量增大，故B错误；C．开关闭合时将线圈从B线圈中拔出，则B线圈中的磁通量减小，故C正确；D．开关闭合时将线圈倒置，再重新插入B线圈中，则B线圈中反向的磁通量增加，故D正确。 故选CD。（2）[2]判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向的关系。（3）[3]释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大。（4）[5]欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；[6]当磁铁插入线圈时，线圈中出现如图所示方向的电流，灯C短暂亮起。11.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：（1）从摆球经过平衡位置开始计时，测出n次全振动时间为t，则单摆的周期为______；用毫米刻度尺量出悬点到摆球的线长为l，用游标卡尺测出摆球直径为d，则单摆的摆长为______；（2）某同学根据实验数据作出的图像如图所示。①图像斜率表示的物理意义是______（用含字母的表达式表示），由图像求出的重力加速度______。（小数点后保留两位）②造成图像不过坐标点的原因可能是______。A.摆长测量偏大B.摆长测量偏小C.周期测量偏大D.周期测量偏小【答案】①.②.③.④.⑤.BC##CB【解析】【详解】（1）[1]单摆的振动周期 [2]摆长为悬点到球心的距离，故摆长为（2）①[3]根据单摆的周期公式可得可知斜率斜率表示的物理意义是[4]有图像的斜率可知带入解得②[5]AB．若周期测量准确，与过坐标原点的图像比较，摆长测量值偏小，B正确，A错误；CD．若摆长测量值准确，与过坐标原点的图像比较，周期的测量值偏大，C正确，D错误。故选BC。12.弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，B、C相距20cm，在B、C间有两点a、b，振子从a到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4s，求：（1）振子的振幅；（2）振子的周期和频率；（3）振子在2s内通过的路程。【答案】（1）；（2），；（3）【解析】【详解】（1）振幅设为A，则有所以 （2）由于振子在a、b两点的速度相同，则a、b两点关于O点是对称的，所以O到b点的时间为0.1s；而从b再回到a的最短时间为0.4s，则从b再回到b的最短时间为0.2s，所以从b到最大位移处的最短时间为0.1s，因此振子的振动周期为T=0.8s，由得（3）振子一个周期通过的路程为即一个周期运动的路程为40cm，则振子在2s内通过的路程13.如图所示，边长为正方形单匝线圈，其电阻为，外电路的电阻为，的中点和的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为。若线圈从图示位置开始以角速度绕轴匀速转动，则：（1）图示位置线圈中的感应电动势为多少？为什么？（2）求闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式和有效值；（3）线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻的电荷量是多少？（4）线圈转动一周的过程中，电阻上产生的热量是多少？【答案】（1）0，见解析；（2），；（3）；（4）【解析】 【详解】（1）图示位置线圈中没有任何一边切割磁感线，感应电动势为零；（2）当线圈与磁场平行时感应电动势最大，最大值为瞬时值表达式为有效值为（3）线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈磁通量的变化量大小为流过电阻R的电荷量为（4）感应电动势的有效值为感应电流有效值为R产生的热量为，联立解得14.传统航空母舰的阻拦系统原理如图甲所示，飞机着舰时，通过阻拦索对飞机施加作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。新一代航母阻拦系统的研制，则从阻拦索阻拦转向了引入电磁学模型的电磁阻拦技术，其基本原理如图乙所示，飞机着舰时钩住轨道上的一根金属棒并关闭动力系统，在磁场中共同滑行减速。金属棒在导轨间宽为d，飞机质量为M，金属棒质量为m，飞机着舰钩住金属棒后与金属棒以共同速度v0进入磁场。轨道端点MP间电阻为R，金属棒电阻为r，不计其它电阻，且飞机阻拦索与金属棒绝缘。轨道间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度为B。金属棒运动L后飞机停下，测得此过程电阻R 上产生焦耳热为Q，求：（1）通过金属棒的最大电流；（2）通过金属棒的电荷量；（3）飞机和金属棒克服摩擦阻力和空气阻力所做的总功。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）飞机和金属棒刚进入磁场时电流最大，此时电动势为E=Bdv0由闭合电路欧姆定律得得最大电流为（2）设系统在磁场中运动的全过程，通过回路平均电流为，金属棒的平均电动势为，时间为Δt,则由闭合电路欧姆定律得平均电流根据电磁感应定律由电流定律得（3）根据能量守恒定律，得 根据焦耳定律，可知R＝－r＝E·－r得