河南省周口市太康县第三高级中学2022-2023高二下学期3月月考物理试题（答案）考试试卷

太康三高2022-2023学年下期高二月考物理试题
（考试用时75分钟 试卷满分100分）
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.本试卷主要考试内容:选修二 1-2章。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．一个可以自由运动的线圈和一个固定的线圈互相绝缘垂直放置，且两个线圈的圆心重合，当两线圈通过如图所示的电流时，从左向右看，则线圈将（　　）。
A．不动 B．顺时针转动 C．逆时针转动 D．向纸面内平动
2．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（　　）
A．1.3m/s，a负、b正
B．2.7m/s，a正、b负
C．1.3m/s，a正、b负
D．2.7m/s，a负、b正
3．如图所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里。一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场。若电子在磁场中运动的轨道半径为2d。在MN上，且与MN垂直。下列判断正确的是（　　）
A．电子将向右偏转 B．电子打在MN上的点与点的距离为d
C．电子打在MN上的点与点的距离为 D．电子在磁场中运动的时间为
4．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（ ）
A．线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流
B．穿过线圈a的磁通量减小
C．线圈a有扩张的趋势
D．线圈a对水平桌面的压力FN将增大
5．磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，比靠摩擦力刹车更稳定。如图为该新型装置的原理图（从后面朝前看），过山车的两侧装有铜片，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时，铜片与磁铁的相互作用能使过山车很快停下来。下列说法正确的是（　　）
A．磁力刹车利用了电流的磁效应
B．磁力刹车属于电磁驱动现象
C．磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能
D．过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大
6．如图所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈等距离排列，且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带运动方向，根据穿过磁场后线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈。通过观察图形，判断下列说法正确的是（　　）
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈中感应电流方向从上向下看为逆时针
B．若线圈闭合，传送带以较大速度匀速运动时，磁场对线圈的作用力较大
C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第4个线圈是不合格线圈
7．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是（　　）
A．t=0时刻，线圈平面与中性面垂直
B．t=0.01 s时刻，Φ的变化率最大
C．t=0.02 s时刻，交变电流的电动势达到最大
D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙
8．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数的比值为（　　）
A．2 B．3 C．4 D．5
二、多项选择题：本题共4小题(每小题6分，共24分)。在每小题所给的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．全国各省市打响碧水蓝天保卫战，调查组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的测量管。该测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为L、直径为D，左右两端开口。整个装置处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下（图中未画出）在前后两个内侧面a，c上固定有金属板作为电极。污水充满管口且流速处处相等，其中有大量的正，负离子，从左向右流经测量管时，显示仪器显示a、c两端电压为U，下列说法正确的是（　　）
A．a侧电势比c侧电势低
B．污水的流速为
C．该化工厂排污管的流量
D．该化工厂排污管的流量
10．如图所示，足够长的两根相距为0.5m的平行光滑导轨竖直固定放置，导轨电阻不计，磁感应强度B为0.8T的匀强磁场的方向垂直于导轨平面。两根质量均为0.04kg、电阻均为0.5Ω的可动金属棒ab和cd都与导轨始终接触良好，导轨下端固定连接阻值为1Ω的电阻R，金属棒ab用一根细绳拉住，细绳允许承受的最大拉力为0.64N。现让cd棒从静止开始落下，直至细绳刚被拉断时，此过程中电阻R上产生的热量为0.2J，下列表述正确的是（　　）
A．此过程中ab棒和cd棒产生的热量
B．绳子拉断瞬间，cd棒的速度v=1.875m/s
C．绳子拉断瞬间，c的电势比d高，高0.30V
D．细绳刚要被拉断时，cd棒下落的高度h约为3.93m
11．如图所示，理想变压器有两个副线圈，原线圈的匝数，两个副线圈的匝数，电阻，，正弦交流电源的电压有效值恒为，则以下说法正确的是（　　）
A．原线圈两端的电压是
B．电阻R和电阻流过的电流之比是1：1
C．电源的输出功率是
D．若增大电阻值，电阻两端的电压不变
12．在如图甲所示的电路中，电动机的额定电压为4V，灯泡上标有“4V 4W”，定值电阻R的阻值为4。当变压器原线圈接如图乙所示的交流电时，电动机和灯泡均正常工作，且电动机的输出功率为6W。下列说法正确的是（　　）
A．变压器原、副线圈的匝数比为55：2
B．电动机的额定功率为7W
C．电动机的内阻为0.5
D．若灯泡损坏导致断路，则电动机也会被烧坏
三、实验题：每空2分，共计20分。
13．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。
14．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
（1）在图中画线连接成实验电路图____________；
（2）完成下列主要实验步骤中的填空；
①按图接线；
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m1；
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D重新处于平衡状态；然后读出______，并用天平称出______；
④用米尺测量D的底边长度l。
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B=______；
（4）判定磁感应强度方向的方法是：若______，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。
四、计算题：本题共2小题，共计32分。
15．（18分）如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L=1m，一端连接阻值为R=3的电阻。一金属棒垂直导轨放置，质量为m=1kg，接入电路的电阻为r=2。在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力F，金属棒在水平拉力F作用下，速度v随时间t按余弦规律变化，最大速率，周期为T=1s，如图乙所示，取水平向右为正方向。棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。
（1）写出回路中电流随时间t变化的表达式；
（2）求安培力FA随时间t变化的表达式；
（3）在图中大致画出到内安培力功率随时间变化的函数图像。
16．（14分）如图所示，发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，若发电机的输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1:20，（升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器），求：
（1）升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；
（2）若输电导线中的电功率损失为输入功率的4%，输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压。
参考答案：
1．B
【详解】根据安培定则可以判断出线圈L2在L1所在平面上产生的磁场方向竖直向上，根据左手定则可以分析出L1最上方所受安培力垂直纸面向外，最下方所受安培力垂直纸面向内，则从左向右看，线圈L1将顺时针转动。
故选B。
2．C
【详解】血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏．则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有
所以
故选C。
3．D
【详解】A．电子带负电，进入磁场后，由左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向向左，电子将向左偏转，故A错误；
BC．设电子打在上的点与点的距离为，如图所示
根据几何知识可得
故BC错误；
D．设轨迹对应的圆心角为，由几何关系得
得
则电子在磁场中运动的时间为
故D正确。
故选D。
4．D
【详解】B．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，选项B错误；
ACD．由楞次定律可知，线圈a中将产生沿逆时针方向（俯视）的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故选项D正确，AC错误。
故选D。
5．C
【详解】AB．磁力刹车过程会产生涡流，属于电磁感应现象，并非是电流的磁效应，也不属于电磁驱动现象，选项A、B错误；
C．磁力刹车的过程中，铜片穿过磁铁时产生涡流，在磁场中受到安培力作用，阻碍过山车的运动，故磁力刹车的过程中动能转化为电能，最终转化成内能，选项C正确；
D．过山车的速度越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大，和质量无关，选项D错误。
故选C。
6．B
【详解】A．若线圈闭合，进入磁场时，穿过线圈的磁通量向上增大，由楞次定律可知，线圈中的感应电流的磁场方向向下，所以感应电流的方向从上向下看是顺时针，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律，传送带以较大速度匀速运动时，线圈中产生的感应电动势较大，则感应电流较大，磁场对线圈的作用力较大，故B正确；
CD．由题图知第1、2、4、5、6个线圈位置均匀，则都发生了相对滑动，而第3个线圈没有向后滑动，则第3个线圈不闭合，没有产生感应电流，是不合格线圈，故CD错误。
故选B。
7．B
【详解】A．t=0时刻，磁通量最大，则线圈平面与中性面平行，A错误；
B．t=0.01 s时刻，Φ-t图像斜率最大，则Φ的变化率最大，B正确；
C．t=0.02 s时刻，磁通量最大，感应电动势为0，C错误；
D．磁通量最大时，感应电动势为0；磁通量为0即磁通量变化率最大时，感应电动势最大，图乙不符，D错误。
故选B。
8．B
【详解】设原、副线圈的匝数比为k，原线圈的电流为，则有副线圈的电流为
原线圈的电压
因为电源电压的有效值恒定，所以有
代入数据则有
解得
故选B。
9．BD
【详解】A．污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向表面a偏，负离子向表面c偏，所以a侧电势比c侧高，故A错误；
BCD．稳定后，离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有
解得
则流量为
故C错误，BD正确。
故选BD。
10．ABD
【详解】A．由焦耳定律，得
Q=I2Rt
又由电路串并联规律得
Iab：Icd：IR=2：3：1
则
Qab=2QR=0.4J
所以此过程中ab棒和cd棒产生的热量
故A正确；
B．当ab棒被拉断瞬间有
F+mg-Tm=0
F=BIL
由欧姆定律得
由电磁感应定律，得
E=BLv
解得
v=1.875m/s
故B正确；
C．根据右手定则可知，c的电势比d低，且低
故C错误；
D．cd棒下落过程由能量守恒得
解得
h≈3.926m
故D正确。
故选ABD。
11．BC
【详解】AB．通过原线圈和两个副线圈的电流分别为，根据匝数比可知：两个副线圈输出电压相等，又
则
再根据
和
可得
则原线圈中电压
故A错误，B正确；
C．电源输出功率
故C正确；
D．联立
和
整理可得
当增大时，增大，则两端电压增大，故D错误。
故选BC。
12．AC
【详解】A．电动机和灯泡均正常工作，则定值电阻的电压和灯泡的电压相同，都是4V，副线圈电压为8V，变压器原、副线圈的匝数比为
Ａ正确；
BC．灯泡电流为
定值电阻的电流为
电动机电流为
电动机额定功率为
设电动机内阻为r，电动机输出功率为
解得
B错误，C正确；
D．灯泡和定值电阻之前是并联，现在灯泡损坏导致断路，则变为只有定值电阻，其电阻阻值比并联时电阻大，所以对电路是保护作用，电动机不会被烧坏，D错误。
故选AC。
13． CD 指针偏转方向与流入电流方向 磁通量变化率 负极 C
【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。
14． 电流表的示数I 细沙的质量m2 m2>m1
【详解】（1）[1]实验电路图如下：
（2）[2][3]使D重新处于平衡状态；然后读出电流表的示数，用天平称出细沙的质量。
（3）[4]根据平衡条件，有
解得
（4）[5]若，则安培力的方向向下，根据左手定则可得，磁场的方向向外；反之磁感应强度方向垂直纸面向里。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意，由图乙可得，速度随时间的变化关系为
任意时刻，电路中产生的电流为
（2）安培力FA随时间t变化的表达式为
（3）任意时刻，安培力功率为
则图象如下
16．（1），；（2），
【详解】（1）对升压变压器，据公式
因为
可知升压变压器次级电流
（2）导线上损失功率
所以
因为
所以降压变压器原线圈两端的电压