1、四川省成都市树德中学2020-2021学年高二物理下学期4月月考试题一、单项选择题（每小题4分，共28分.每小题只有一个选项符合题目要求）1.电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是A.甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头C马上离开触点C.在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小D.丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电流2.一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的
2、中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是A.t=T/8时刻，圆环有收缩的趋势B.t=T/4时刻，圆环中感应电流最大C.t=3T/8时刻，圆环有收缩的趋势D.t=T/8和t=3T/8时刻，圆环内有相同的感应电流3.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的-t图像如图所示，将此交变电流与R=4的电阻连接，R的功率为22（W），不计线圈的电阻，下列说法正确的是A.交变电流的频率50HzB.t=ls时，线圈中的电流改变方向C.t=ls时，线圈的磁通变化率为4（v）D.从t=0.5s到t=1.5s时间内，通过电阻的电荷量为2C4.如图所示，水平弹簧振子以O为
3、平衡位置，在A、B之间做简谐运动，轻弹簧的劲度系数为20N/m，振子的质量为M，取水平向右为正方向，振子位移x随时间t的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是A.振子的位移随时间的关系为B.在t=0.ls到t=0.2s的时间内，振子加速度方向为正，速度逐渐增大，弹性势能逐渐增大C.在t=0.05s到t=0.55s的时间内，振子的运动的路程大于25cmD.当振子运动到最大位移B处时，将一质量为m的物体轻放其上，以后m和振子M也无相对滑动，放上m后，m做简谐运动的回复力最大值为1N5.如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的灯泡，E是一内阻不计的电源。t
4、=0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S，I1、I2分别表示通过灯泡D1和D2的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是A.B.C.D.6.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=100匝，将原线圈接在的交流电压上，副线圈接有阻值R=5的定值电阻、理想电流表和理想电压表。现在A、B两点间接入不同的电子元件，下列说法正确的是A.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.1Wb/sB.若在A、B两点间接入一可变电阻R，当R=5时，定值电阻R消耗的功率最大C.若在A、B两点间接入一理想二极管，为确保安全，
5、二极管的反向耐压值至少为10V，1min内定值电阻R产生的热量为600JD.若在A、B两点间接入一内阻r=5的电动机（正常工作），则电流表的示数为1A7.如图所示，两个宽度均为L的条形区域，存在着大小相等，方向相反且均垂直纸面的匀强磁场，以竖直虚线为分界线，其左侧有一个用金属丝制成的与纸面共面的直角三角形线框ABC，其底边BC长为2L，并处于水平。现使线框以速度v水平匀速穿过匀强磁场区，则此过程中，线框中的电流随时间变化的图象正确的是（设逆时针电流方向为正方向，取时间t0=L/v作为计时单位）A.B.C.D.二.多项选择题（每小题4分，共32分，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部
6、选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）8.如图所示电路中，MN端接电压有效值恒定为U的交流电源，现通过滑片P可改变副线圈的匝数，以下说法正确的是A.若原副线圈接入电路的匝数比为2:1，R1=R2=R，则此时R2两端电压为0.4UB.滑片位置不变，增大R2的阻值，电源输出功率变小C.R1、R2阻值不变，将滑片P向下滑动时，通过R2的交流电流频率变大D.R1、R2阻值不变，将滑片P向下滑动时，电阻R1两端电压变小9.如图所示，一质量为M的木质框架放在水平桌面上，框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端拴接一质量为m的铁球（铁球离框架下端足够远）。用手向下拉一小段距离后释放铁球，铁球
7、便上下做简谐运动，框架保持静止，重力加速度为g，下列说法正确的是A.铁球在振动的过程中，速度相同时，弹簧的弹性势能一定相同B.某四分之一个周期内，铁球所受合外力冲量大小可能为零C.铁球从最低点向平衡位置运动的过程中，回复力的功率一直增大D.若弹簧振动过程的振幅可调，且保证木质框架不会离开桌面，则铁球的振幅最大是10.如图所示，半径为r=1m的光滑金属圆环固定在水平面内，垂直于环面的匀强磁场的磁感应强度大小为B=2.0T，一金属棒OA在外力作用下绕O轴以角速度=2rad/s沿逆时针方向匀速转动，金属环和导线电阻均不计，金属棒OA的电阻r0=1，电阻R1=2，R2=3，R3=7.5，电容器的电容C
8、=4F。闭合开关S，电路稳定后，下列说法正确的是A.通过导体棒的电流大小为0.4AB.外力的功率为1WC.从断开开关S到电路稳定这一过程中通过电流表的电荷量为6.010-6CD.从断开开关S到电路稳定这一过程中通过电流表的电荷量为6.410-6C11.足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN固定在水平地面上，其间距分别为2L和L，导轨电阻不计，连接如图所示。金属棒a、b分别静止放置在导轨PQ、MN上且与导轨垂直，其质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，导轨PQ区域磁感应强度为B，导轨MN区域磁感应强度为2B。现给金属棒b一个向左的初速度v0，金属棒b一直在窄轨MN
9、上运动。下列说法正确的是A.金属棒a、b最终做匀速直线运动，且速度比为1:2B.金属棒a、b系统动量守恒，最终a、b速度均为C.最终金属棒a产生的焦耳热为D.最终通过金属棒b上的电荷量为12.如图，xOy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的单匝线框MNPQ在沿x轴正方向的外力F作用下，沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度（式中B0为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R，t=0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是A.线框在运动的过程中合外力对其做功不为零B.时，通过线圈的瞬时电流大小为C.在t=0t=d/v的时间内，线框中产生的电热
10、D.外力F与位移x变化的关系式为13.如图所示，足够长“V”字形金属导轨固定在水平桌面上，其顶角为74，导轨POQ光滑，OP=OQ，单位长度电阻为1，平行导轨PM和QN粗糙且电阻不计，间距L=0.6m，动摩擦因数为0.2。以O点为原点，沿顶角POQ的角平分线向右建立一维坐标系OX。空间存在垂直于导轨平面竖直向下B=1T的匀强磁场，一根长度1m、质量为lkg的金属杆CD在图示水平外力F作用下从O点以速度2m/s匀速向右运动，运动中导体棒始终与x轴垂直且与导轨接触良好，金属杆单位长度电阻为1（计接触电阻）已知sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2，下列说法正确的是A.杆通过x=0
11、.4m处时，杆C、D两端的电势差大小为1.55VB.从O点运动到x=0.4m的过程中，杆上电流逐渐增大C.从O点运动到x=0.5m的过程中，拉力F所做功为0.335JD.当杆通过x=0.4m时，撤去外力F，同时使磁场随时间变化，从而保证杆中电流为0，从撤去外力开始计时到杆运动到x=1.3m的过程中，磁感应强度随时间的变化规律为14.如图所示，长直杆固定放置与水平面夹角=30，杆上O点以上部分粗糙，O点以下部分（含O点）光滑。轻弹簧穿过长杆，下端与挡板相连，弹簧原长时上端恰好在O点，质量为m的带孔小球穿过长杆，与弹簧上端连接。小球与杆粗糙部分的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现将小球拉到
12、图示a位置由静止释放，一段时间后观察到小球振动时弹簧上端的最低位置始终在b点，O点与a、b间距均为L。重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是A.小球在a点加速度大小是在b点加速度大小的2倍B.小球在a点加速度大小是在b点加速度大小的3倍C.整个运动过程小球在直杆粗糙部分运动的路程为2LD.若增加小球质量，仍从a位置静止释放，则小球最终运动的最低点仍在b点15.两根足够长的平行金属导轨固定在倾斜角为的斜面上，导轨电阻不计，间距为0.1m，在导轨ef和gh之间有宽度为d、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场I，gh线上方有垂直于轨道平面向上、磁感应强度大小为B2=1T的匀强磁场。两根质量均为0
13、.1kg、电阻均为0.2的导体棒间隔为d如图垂直导轨放置，导体棒a与gh间距为d。现同时静止释放两根导体棒，发现当a棒刚进入磁场I时立即开始B匀速运动，b棒刚要出磁场I时沿斜面向下的加速度为m/s2。不计一切摩擦，两棒在下滑过程中，与导轨始终接触良好，已知sin=0.1，g=10m/s2.下列说法正确的是A.磁场I的磁感应强度B1=1TB.题中d=1mC.从静止释放到b棒离开磁场I的过程中，b棒产生的焦耳热为JD.b棒离开磁场I时，a棒与sf的距离为m三、计算题（本题共3小题，共40分.请写出必要的文字说明与演算步骤，注意答题规范）16.（12分）某小型交流发电机的示意图，如图所示在匀强磁场的
14、磁感应强度，边长L=10cm的正方形线圈abcd共N=100匝，线圈总电阻r=1，线圈绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，转速n=3000r/min，外电路电阻R=4.求：（1）从图示位置开始计时，该发电机感应电动势的瞬时值表达式.（2）线圈由图示位置转过60角时，ab边受到的安培力大小F和交流电压表的读数.（3）若某发电厂发电机两端的电压为220V，输出功率为44kW，输电导线的总电阻为0.5，如果用原、副线圈匝数比为1:10的理想升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10:1的理想降压变压器降压供给用户，求:用户得到的电功率.17.（13分）如图甲所示，两条相距l=2m的足够长的光
15、滑平行金属导轨固定在与一水平面成=30的斜平面内，其上端接一阻值为R=0.2的电阻，在两导轨间OO下方区域内有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T。现使电阻为r=0.8、质量为m=0.2kg的金属棒ab自OO位置静止释放，沿导轨向下运动距离d=lm后速度不再变化（运动过程中，棒ab始终与导轨垂直，且与导轨保持良好接触，忽略空气阻力，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。）（1）求棒ab静止开始沿导轨向下运动d=lm的过程中，棒ab产生的焦耳热.（2）棒ab从静止释放经过时间t0沿着导轨下滑了，求:t0时刻ab重力做功的瞬时功率P（用t0表示结果）（3）如图乙所示，在OO上方
16、区域加一面积为S=0.05m2的垂直于导轨平面向里的磁场B，现让棒ab从OO上方某一位置处静止释放沿导轨向下运动，自棒ab运动到OO位置时开始计时，B随时间t的变化关系为B=2t，棒ab以速度v0=0.5m/s进入OO下方磁场后立即施加一垂直于棒且沿导轨平面向上的外力使其保持匀速运动。求:在t时刻电阻R消耗的电功率。18.（15分）如图所示，PN、OQ为平行绝缘的固定光滑水平轨道，PN、OQ间距为L0=1m.一轻质弹簧一端固定在轨道的左边NO，另一端固定在质量为m=1kg的静止绝缘杆ij上.ef、hg与轨道围成的区域有方向垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.5T，ef与hg之间
17、的距离为S=0.68m，abcd为质量全部集中在ad边的刚性矩形线圈，其质量为M=2kg，电阻为R=0.1，ab边长为L=0.5m，线圈平放在水平轨道上.现垂直线圈ad边施一水平恒力F=2N，让其从静止开始运动.ad边刚进入磁场线圈即做匀速运动，在bc边还没出磁场时线圈又已做匀速运动，且在bc边刚出磁场时撤去F.接着ad边与ij杆相碰后粘在一起运动（永不分开），求:（1）线圈在整个运动过程中的最大速度vm；（2）线圈由静止到bc边第一次通过gh的过程中所用的总时间t和线圈回路产生的热量Q1；（3）若弹簧为自然长度时，杆ij与hg之间距离稍大于L，当线圈运动方式稳定后，弹簧的最大弹性势能为，则线
18、圈从静止到稳定运动的过程中线圈中产生的总电热Q0=?树德中学高2019级高二下期4月阶段性测试物理试题答案1.C 2.C 3.D 4.C 5.B 6.C 7.D8.AB 9.BD 10.BD 11.BC 12.BC 13.AC 14.AC 15.ACD16.（共12分）解:（1）（3分），从图示位置开始计时有:由:Em=NBS，=2n=100rad/s，所以:（不代单位扣1分）（2）.（6分）线圈由图示位置转过60角时交流电压表的读数为端压且为有效值:U=I有R=80V（3分）ab边受到的安培力大小:F=NBLi，i=Imcos60，解得:i=10A，F=200/（N）（3分）（3）（3分）依
19、题知道:输电导线得电流为I1=P/U1U1=2200VI1=20A用户得到的电能为:P用=（44kW-200W）=43.8kW17.（共13分）解:（1）（5分）、对闭合回路:由平衡条件可知:mgsin=BIl解得:解得:vm=1.0m/s由功能关系:解得:解得:Q=0.9J棒ab产生的焦耳热为（2）（4分）由动量定理可知即:又:解得解得:ab重力做功的瞬时功率P=mgsin30v解得:P=（5t0-2.5）W（3）（4分）因为:由法拉第电磁感应定律可得：，解得:解得:电流I=0.6A，P=0.072W18.（共15分）解:（1）（3分）因受力平衡:进入磁场时的速度: 1分磁场内线圈运动的加速
20、度:a=F/M=1m/s2线圈的最大速度：解得:vm=1m/s 2分（2）（7分）因线圈进入磁场时速度与线圈出磁场时的速度相等为V线圈匀加速的时间为：解得t1=0.8s线圈匀速进入磁场的时间为:t2=L/v=0.625s线圈在磁场中匀加速运动的时间:解得:t3=0.2s（2分）线圈出磁场的时间:由动量定理:解得:t4=0.425S（2分）所以: （1分）产生的热量Q1=WF=F（S+L）解得:Q1=2.36J（2分）（3）、（5分）线圈与杆相碰，根据动量守恒定律有解得 （1分）碰撞损失的能量为:解得: （1分）经分析线圈最终稳定振动由能量守恒有: （2分）所以:Q0=Q1+Q2=2.62J （1分）
