山东省聊城市临清市2023-2024学年高二下学期3月月考物理试卷

山东省聊城市临清市2023-2024学年高二下学期3月月考物理
试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于下列图片的解释正确的是（）
A．真空冶炼炉利用热传导的热量使金属融化
B．使用电磁炉加热食物时使用铝锅也可以
C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流
D．用来探测金属壳地雷的探雷器是利用电流的磁效应工作的
2．在如图所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的，现将开关S断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图像是下列选项中的（）
A．B．
C．D．
3．如图所示的电路中，灯泡A、B电阻相同，自感线圈L的电阻跟灯泡相差不大，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡B的电流随时间变化的图象正确的是（）
A．B．
C．D．
4．如图所示，一个单匝矩形闭合导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动周期为T0，线圈产生的电动势的最大值为E m，则（）
A．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为√2E m T0
4π
B．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为E m
C．线圈产生的电动势的有效值为√2E m
D．经过T0的时间，通过线圈电流的方向改变1次
5．在市少年宫物理兴趣小组自做的发电机工作原理如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，其面积为S，电阻为r，线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表，若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，则线圈从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（）
A．交流电压表的示数为NBSω
B．通过电阻的电量为NBS
R+r
C．交流电压表的示数为√2RNBS
R+r
D．电阻产生的热量为2ωRN2B2S2
π(R+r)
6．利用电压u＝220sin100πt（V）交流电源对如图电路供电，已知理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，灯泡L1和L2规格均为“40V，20W”，电阻R的阻值为100Ω，所有电表均为理想电表。

则下列说法正确的是（）
A．若开关S断开，电表V2的示数为44V
B．若开关S断开，电表A1、A2的示数之比为5:1
C．若开关S由断开到闭合，A1示数增大，V1示数增大
D．若开关S由断开到闭合，A2示数增大，V2示数减小
7．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的原副线圈匝数比为a，降压变压器的原副线圈匝数比为b，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了ΔU，则下列判断正确
的是（）
A．电流表A1的示数减小了bΔU
R B．输电线损失的功率减小了(bΔU
R
)
2
R
C．电流表A2的示数减小了ΔU
bR D．输电线损失的功率减小了(ΔU
bR
)
2
R
8．如图所示，宽度为l的有界匀强磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，闭合等腰直角三角形导线框abc位于纸面内，直角边ab水平且长为2l，线框总电阻为R。

规定沿abca方向为感应电流的正方向。

导线框以速度v匀速向右穿过磁场的过程中，感应电流随时间变化规律的图象是（）
A．B．
C．
D．
二、多选题
9．电容式传感器是用来将各种非电学物理量转变为电学物理量的装置。

如图是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用，下列说法正确的是（）
A．甲图的传感器可以用来测量角度
B．乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C．丙图的传感器可以用来测量压力
D．丁图的传感器可以用来测量速度
10．我国的特高压输电技术居世界第一，如图，发电站输出电压稳定，经升压变压器升至特高压进行远距离运输，再经过降压变压器T2降压后供用户端使用，用户端电阻可分为持续用电用户电阻（设为定值电阻R1）和灵活用电用户电阻（设为可变电阻R2），输电线电阻r不可忽略，下列说法正确的是（）
A．用电高峰期时，相当于R2变大
B．用电高峰期时，R1两端电压变小
C．在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使R1两端电压更稳定
D．在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使
输电线上电能损耗降低
11．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环的总电阻为R，其内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。

长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴OO′上，随轴以角速度ω匀速转动，在圆环的A点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C的电容器。

不计其他电阻和摩擦，在金属棒匀速转动过程中，下列说法正确的是（）
A．棒产生的电动势为1
2Br2ωB．棒产生的电动势为1
2
Bl2ω
C．电容器所带的电荷量的最小值为1
2
CBr2ωD．电容器所带的电荷量的最小值为
2
5
CBr2ω
12．如图所示，间距为L的两平行光滑长直金属导轨水平放置。

abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。

细金属杆N静置于磁场中，磁场外的细金属杆M以速度v0向
右运动，此后两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为v0
3。

已知两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。

则（）
A．N在磁场内运动过程中的最大加速度为B2L2v0
2mR
B．N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为mv0
3BL
C．M中产生焦耳热的最小值为2
9
mv02
D．N的初始位置到ab的最小距离为2mv0R
3B2L2
三、实验题
13．某学习小组在探究变压器原、副线圈电压和匝数关系的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示：
（1）下列说法正确的是
A．为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源
B．变压器中铁芯是整块硅钢
C．保持原线圈电压及匝数不变，可改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响
D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
（2）实验过程中，变压器的原、副线圈选择不同的匝数，利用多用电表测量相应电压，记录如下，由数据可知N1一定是线圈的匝数（填“原”或“副”）
根据表格中的数据，在实验误差允许的范围内，可得出原副线圈两端电压与匝数的关系：。

（3）学习小组观察实验室中一降压变压器的两个线圈的导线，发现导线粗细不同，结合以上实验结论，应将较细的线圈作为线圈。

（填“原”或“副”）
14．为了探究电磁感应现象，如图所示为“探究产生感应电流的条件的实验装置”。

（1）下列操作中，电流表的指针不会发生偏转的是( )
A．将条形磁铁插入线圈
B．将条形磁铁从线圈中拔出
C．将条形磁铁放在线圈中不动
D．将条形磁铁从图示位置向左移动
（2）某实验小组将电池、线圈A、线圈B、滑动变阻器、灵敏电流计、开关按照如图所示的方式连接。

当闭合开关时发现灵敏电流计的指针右偏。

由此可知：
（a）当滑动变阻器的滑片P向右移动时，灵敏电流计的指针（填“左偏”、“不动”、“右偏”）；
（b）将线圈A拔出时，灵敏电流计的指针（填“左偏”、“不动”、“右偏”），此时线圈A与线圈B中电流的绕行方向（填“相同”或“相反”）。

四、解答题
15．交流发电机模型的示意图如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框abcd 可绕线框平面内垂直于磁感线的OO＇轴转动，由线框引出的导线ae和df分别与两个跟线框一起绕OO＇轴转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动良好接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R及理想电流表形成闭合电路。

已知ab 长度为l1，bc长度为l2，线框电阻为r，匝数为n，线框以恒定角速度ω逆时针转动。

求：（1）从线框平面处于中性面位置时开始计时，发电机产生的电动势瞬时值e的表达式；（2）安培表的示数I；
（3）若不计一切摩擦，外力驱动线框转动一周所做的功W。

16．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，
T，面积S=0.03m2，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度B=√2
π
输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。

发电机线圈电阻r不可忽略。

求：
（1）输电线路上损耗的电功率ΔP；
（2）发电机电动势最大值和升压变压器副线圈U2；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。

17．如图所示，某空间中存在竖直方向的匀强磁场（未画出），两条平行的金属导轨af e、bcd 放置其中，导轨cd e f部分处于水平面内，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在37°~90°之间时，长为L=0.2m的金属棒可以在导轨上处于静止状态。

已知导轨间距L=0.2m，e、d间连入一电动势为E=15V的电源（内阻不计），金属棒的质量为0.1kg，电阻R为2Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属棒和导轨间的动摩擦因数为μ（未知），且最大静摩擦力与
滑动摩擦力相等。

sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

（1）求磁感应强度B的大小；
（2）当θ=53°时，如果将电源换成开关，开始开关断开，使金属棒从距cd e f所在水平面高为ℎ=0.72m处下滑，金属棒滑到cf时突然闭合开关，金属棒的加速度大小是多少？（金属
棒经过cf时只改变速度方向，不改变速度大小）
18．如图所示，M1M2与P1P2是固定在水平面上的两光滑平行导轨，间距为L1=1m，M1M2P2P1区域内存在垂直于导轨所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B1=1T。

N1N2与Q1Q2也是固定在水平面上的两光滑平行导轨，间距为L2=0.5m，并用导线分别与M1M2、P2P1相连接，N1N2Q2Q1区域内存在垂直于导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B2=2T．在M1M2P2P1区域放置导体棒G，其质量m1=2kg、电阻R1=1Ω、长度为L1=1m，在N1N2Q2Q1区域内放置导体棒H，其质量m2=1kg、电阻R2=1Ω、长度为L2=0.5m。

刚开始时两棒都与导轨垂直放置，且导体棒H被锁定，两个区域导轨都足够长、不计电阻且棒始终与导轨接触良好。

（1）要想使导体棒G在水平向右的外力作用下做初速度为零、加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动，请写出力F与时间t的关系式；
（2）若在导体棒G上施加水平向右的F1=5N的外力，在作用t1=5s后达到最大速度，求此过程中导体棒G的位移大小；
（3）若导体棒G在水平向右的外力F作用下做初速度为零、加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动，运动t2=6s后将力F撤去，同时将导体棒H解锁，求从撤去外力到导体棒H获得最大速度的过程中导体棒H产生的热量；
（4）若开始时导体棒H即解除锁定，导体棒G一直在外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动，求电路稳定后两棒的速度满足的关系式。