皖西当代职业中专学校2023-2024学年高二下学期4月月考
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
考生注意：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 如图所示，其中不表示交变电流的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABD中电流i的方向发生了周期性变化，是交变电流；C中电流方向不变，是直流电。
故选C。
2. 下列仪器利用安培力的是（ ）
A. 磁电式电流表 B. 显像管
C. 速度选择器 D. 质谱仪
【答案】A
【解析】
【详解】磁电式电流表工作原理是安培力对通电导线的转动作用，显像管，速度选择器，质谱仪，都用到了磁场对带电粒子的作用即洛伦兹力，A正确，BCD错误。
故选A。
3. 下列物理情景正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据左手定则可知安培力方向向上，故A错误；
B．根据左手定则可知洛伦兹力方向向下，故B正确；
C．根据右手定则可知感应电流方向向下，故C错误；
D．根据安培定则可知带电导体电流应向下，故D错误。
故选B。
4. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图示可知，在磁铁S极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向上，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量变小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿逆时针方向，故A正确；
B．由图示可知，在磁铁S极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流顺时针方向，故B错误；
C．在磁铁N极上升过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁远离圆环时，穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故C错误；
D．由图示可知，在磁铁N极下落过程中，穿过圆环的磁场方向向下，在磁铁靠近圆环时，穿过圆环的磁通量变大，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流逆时针方向，故D错误。
故选A。
5. 无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在放电
B. 振荡电流正在减小
C. 线圈中的磁场正在增强
D. 增大电容器两板距离，振荡频率减小
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．由图中板间场强方向可知，下极板带正电，上极板带负电；根据图中磁场方向可知此时电流由上极板流向下极板，可知此时电容器正在充电，电场能在增大，则磁场能在减小，线圈中的磁场正在减弱，则振荡电流正在减小，故AC错误，B正确；
D．根据
，
增大电容器两板距离，则电容减小，振荡频率增大，故D错误。
故选B。
6. 如图所示为降压变压器给用户供电的电路简化示意图，表示输电线的总电阻，滑动变阻器R表示用户端的用电器总电阻，若变压器视为理想变压器，输入电压恒定，电表可视为理想电表，调节R使接入电路的电阻变小，则（ ）
A. 电压表示数增大 B. 电压表示数增大
C. 电流表示数减小 D. 电流表示数增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB．原副线圈的匝数不变，变压器输入电压恒定，则变压器的输出电压不变，故电压表、的示数不变，AB错误；
CD．调节R使接入电路的电阻变小，变压器输出电压不变，副线圈的电流增大，则
故原线圈的电路减小，即电流表示数增大，D正确，C错误。
故选D。
7. 如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L，每条边的电阻均为r，处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连，则线框abcd受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线框中的总电流为
据已知条件可得
和所受安培力的等效长度均为，可得
故选B
8. 如图所示为一交流电的电流i随时间t变化的图像，该交流电的电流的有效值为（ ）
A. 7A B. 5A C. 7A D. 5A
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有
解得
I=5A
故选D。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。
9. 矩形线框abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图像如图甲所示。设t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图乙中i表示线圈中感应电流（规定电流沿顺时针方向为正），F表示线框ab边所受的安培力（规定ab边所受的安培力方向向左为正），则下列图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB．在0-2s内，磁感应强度均匀变化，线框的磁通量均匀变化，产生恒定电流；磁场方向先向里后向外，磁通量先减小后增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，电流为负值；根据法拉第电磁感应定律得
感应电流
此段时间内一定，则可知感应电流也一定，同理得知，在2s - 4s内，感应电流方向为逆时针方向，电流为正值，所以感应电流也一定，故A正确B错误；
CD．在0-2s内，线框边所受的安培力的大小为
一定，F与B成正比，而由楞次定律判断可知，安培力方向先向左后向右，即先为正值后为负值.同理得知，在2s-4s内，F与B成正比，安培力方向先向左后右，即先为正值后为负值，与0-2s内情况相同，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A. 轨迹半径之比为1∶2 B. 速度之比为2∶1
C. 时间之比为2∶3 D. 周期之比为3∶2
【答案】A
【解析】
【详解】A．设粒子的入射点到磁场下边界的磁场宽度为，画出粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
解得
则两粒子在磁场中运动的轨道半径之比为
故A正确；
B．由洛伦兹力提供向心力可得
可得
则两粒子的速度之比为
故B错误；
CD．粒子在磁场中运动的周期为
由此可知，粒子的运动的周期与粒子的速度的大小无关，所以粒子在磁场中的周期相同；由粒子的运动的轨迹可知，两种速度的粒子的偏转角分别为、，则两粒子在磁场中的运动时间之比为
故CD错误。
故选A
三、非选择题：共58分。
11. 在探究“变压器电压与匝数的关系”中，可拆变压器如图所示。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
（2）下列说法正确的是______。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
C．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时用多用电表的“直流电压挡”
D．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
（3）若变压器原、副线圈的匝数分别为800和400，测得变压器两端线圈的电压为3.8V和8.0V，可知变压器的原线圈两端电压______（选填“3.8”或“8.0”）V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是__________（写出一条即可）。
【答案】 ①. A ②. D ③. 8.0 ④. 漏磁，铁芯或导线发热
【解析】
【详解】（1）[1]实验中需要运用的科学方法是控制变量法。例如，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响。
故选A。
（2）[2]
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B．变压器开始正常工作后，铁芯不导电，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故B错误；
C．变压器原线圈接低压交流电，副线圈产生交变电流，测量副线圈电压时，用多用电表的“交流电压挡”，故C错误；
D．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故D正确。
故选D。
（3）[3]根据
可知变压器的原线圈两端电压8.0V；
[4] 变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是：漏磁，铁芯或导线发热。
12. 利用的恒压电源、量程为的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（长度为，总阻值为）、弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计。
（1）图甲的电路中，定值电阻的阻值至少为___________；
（2）弹簧所受拉力与其伸长量的关系如图乙。若定值电阻为，则电流表的示数与弹簧所受拉力的关系式___________（A），可知由电流表改装的测力计刻度是___________（选填“均匀”“不均匀”）的。当电流表的示数为，对应标示的力为___________。
【答案】 ①. 5 ②. ③. 不均匀 ④. 500
【解析】
【详解】（1）[1]电路中接入定值电阻的目的是对电流表起保护作用，防止当P移动到电阻丝的最右端时电流表被烧坏，当电路中电流达到最大0.6A时，电路中的总电阻最小值为
所以定值电阻至少为5Ω。
（2）[2]由图乙可知
设定值电阻为R，电阻丝总电阻为RL，移动距离为
由闭合电路欧姆定律
又
联立可得
[3]由上式可知，拉力F与I是非线性关系，所以由电流表改装的测力计刻度不均匀的。
[4]当电流表的示数为，代入
可得
F=500N
所以对应标示的力为500N。
13. 如图，线圈abcd的面积是S=0.05m2，共N=100匝，线圈电阻为r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以ω=50πrad/s的转速匀速转动时，求：
（1）感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（3）电路中电压表和电流表的示数各是多少。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）线圈转动过程中产生的为正弦交流电，电动势的最大值为
（2）从图中位置（中性面）开始计时的交变电流的瞬时值表达式为
（3）感应电动势的有效值为
电流的有效值，即交流电流表的示数为
交流电压表的示数为
14. 如图甲所示，螺线管线圈匝数匝，横截面积，导线的总电阻，定值电阻，电阻箱的最大阻值为。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，求：
（1）线圈产生的感应电动势大小；
（2）消耗的最大电功率；
（3）消耗的最大电功率。
【答案】（1）6V；（2）2W ；（3）1.5W
【解析】
【详解】（1）由乙图可知，磁感应强度的变化率
由法拉第电磁感应定律可得螺线管中感应电动势
代入数据可得
E=6V
（2）当R1=0时电路中的感应电流最大，R2消耗的电功率最大
R2消耗的电功率
P2=I2R2 =2W
（3）当R1= r＋R2时R1消耗的电功率最大，此时
R1=6Ω
由于
因此
P1=I2R1=1.5W
15. 如图所示，边界AC上方及半径为R的半圆外侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，半圆的圆心在AC上的O点，PQ为其直径。平行AC放置的平行板MN间加有恒定电压，紧靠N板有一粒子源，由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子经电场加速后从AC边上的D点垂直AC并垂直磁场进入匀强磁场中。P、D间距离为R，当MN板间的电压为U时，粒子刚好打在P点，不计粒子的重力，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）若M、N间的加速电压为4U，则粒子在进入半圆区域前，在磁场中运动的时间为多少。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设粒子进磁场时的速度大小为，根据动能定理有
解得
由题意知，粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据牛顿第二定律有
解得
（2）若间的加速电压为4U，则粒子进入磁场时的速度
则粒子在磁场中做圆周运动的半径
因此粒子在磁场中做圆周运动的圆心在点，粒子在磁场中运动的轨迹如图所示
设粒子从点进入半圆区域，根据几何关系可知为正三角形，因此粒子从点运动到点的轨迹所对的圆心角为120°，因此粒子在磁场中运动的时间皖西当代职业中专学校2023-2024学年高二下学期4月月考
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
考生注意：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 如图所示，其中不表示交变电流是（ ）
A B. C. D.
2. 下列仪器利用安培力的是（ ）
A. 磁电式电流表 B. 显像管
C. 速度选择器 D. 质谱仪
3. 下列物理情景正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图所示，一个闭合导体圆环固定在水平桌面上，一根条形磁铁沿圆环的轴线运动，使圆环内产生了感应电流。下列四幅图中，产生的感应电流方向与条形磁铁的运动情况相吻合的是（ ）
A. B. C. D.
5. 无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在放电
B. 振荡电流正在减小
C. 线圈中的磁场正在增强
D. 增大电容器两板距离，振荡频率减小
6. 如图所示为降压变压器给用户供电的电路简化示意图，表示输电线的总电阻，滑动变阻器R表示用户端的用电器总电阻，若变压器视为理想变压器，输入电压恒定，电表可视为理想电表，调节R使接入电路的电阻变小，则（ ）
A. 电压表示数增大 B. 电压表示数增大
C 电流表示数减小 D. 电流表示数增大
7. 如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L，每条边的电阻均为r，处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连，则线框abcd受到的安培力大小为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示为一交流电的电流i随时间t变化的图像，该交流电的电流的有效值为（ ）
A. 7A B. 5A C. 7A D. 5A
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。
9. 矩形线框abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图像如图甲所示。设t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图乙中i表示线圈中感应电流（规定电流沿顺时针方向为正），F表示线框ab边所受的安培力（规定ab边所受的安培力方向向左为正），则下列图像中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
10. 如图所示，两个速度大小不同的同种带电粒子1、2，沿水平方向从同一点垂直射入匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。当它们从磁场下边界飞出时相对入射方向的偏转角分别为90°、60°，则它们在磁场中运动的（ ）
A. 轨迹半径之比为1∶2 B. 速度之比为2∶1
C. 时间之比为2∶3 D. 周期之比为3∶2
三、非选择题：共58分。
11. 在探究“变压器的电压与匝数的关系”中，可拆变压器如图所示。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
（2）下列说法正确的是______。
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
C．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时用多用电表的“直流电压挡”
D．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
（3）若变压器原、副线圈的匝数分别为800和400，测得变压器两端线圈的电压为3.8V和8.0V，可知变压器的原线圈两端电压______（选填“3.8”或“8.0”）V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能的原因是__________（写出一条即可）。
12. 利用的恒压电源、量程为的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（长度为，总阻值为）、弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计。
（1）图甲电路中，定值电阻的阻值至少为___________；
（2）弹簧所受拉力与其伸长量的关系如图乙。若定值电阻为，则电流表的示数与弹簧所受拉力的关系式___________（A），可知由电流表改装的测力计刻度是___________（选填“均匀”“不均匀”）的。当电流表的示数为，对应标示的力为___________。
13. 如图，线圈abcd的面积是S=0.05m2，共N=100匝，线圈电阻为r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以ω=50πrad/s的转速匀速转动时，求：
（1）感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（3）电路中电压表和电流表的示数各是多少。
14. 如图甲所示，螺线管线圈的匝数匝，横截面积，导线的总电阻，定值电阻，电阻箱的最大阻值为。穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化，求：
（1）线圈产生的感应电动势大小；
（2）消耗的最大电功率；
（3）消耗的最大电功率。
15. 如图所示，边界AC上方及半径为R半圆外侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，半圆的圆心在AC上的O点，PQ为其直径。平行AC放置的平行板MN间加有恒定电压，紧靠N板有一粒子源，由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，粒子经电场加速后从AC边上的D点垂直AC并垂直磁场进入匀强磁场中。P、D间距离为R，当MN板间的电压为U时，粒子刚好打在P点，不计粒子的重力，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）若M、N间的加速电压为4U，则粒子在进入半圆区域前，在磁场中运动的时间为多少。
