山東省東營市廣饒縣第一中學(xué)2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期12月月考（卓越班）物理試卷（含答案）

廣饒一中二校區(qū)66級12月月考物理試題（卓越班）-12.13第I卷一、單選題（每題3分，共24分）1．下列四幅圖的說法中正確的是（

）A．圖甲真空冶煉爐外的線圈通入高頻交流電時(shí)，爐外線圈中會產(chǎn)生大量熱量B．圖乙回旋加速器是利用磁場使帶電粒子“轉(zhuǎn)圈”、恒定電場進(jìn)行加速的儀器C．圖丙毫安表運(yùn)輸時(shí)把正負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起是利用電磁阻尼保護(hù)表頭D．圖丁搖動手柄使蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動，則鋁框會和磁鐵同向共速轉(zhuǎn)動2．如圖所示，將一磁鐵通過放置在電子秤上的支架懸掛于電子秤上方，磁鐵的正下方有兩條光滑的固定金屬導(dǎo)軌、，其上有兩根可以自由滑動的金屬桿、，磁鐵在回路中心的正上方，當(dāng)剪斷細(xì)線磁鐵下落時(shí)，以下說法正確的是（）A．、桿相互遠(yuǎn)離B．與剪斷細(xì)線前相比電子秤的示數(shù)增加C．導(dǎo)軌對電子秤的壓力變大D．磁鐵處于完全失重狀態(tài)3．如圖所示，一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi)，其下方略靠前固定一根與線框平面平行的水平直導(dǎo)線，導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流釋放線框，它由實(shí)線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動，在此過程中（

）A．線框中感應(yīng)電流方向依次為順時(shí)針逆時(shí)針B．線框的磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電流卻不為零C．線框所受安培力的合力方向依次為向上向下向上D．線框所受安培力的合力為零，做自由落體運(yùn)動4．如圖所示為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向勻強(qiáng)磁場，單匝線框繞垂直于磁場的水平軸沿逆時(shí)針方向以角速度（rad/s）勻速轉(zhuǎn)動，電流表為理想交流電表。從圖示位置開始計(jì)時(shí)，穿過線框的磁通量最大值（Wb），電阻，其余電阻不計(jì)，下列判斷正確的是（）A．時(shí)刻，感應(yīng)電動勢為零B．產(chǎn)生的交變電流的頻率為100HzC．電流表的示數(shù)為AD．當(dāng)線框中電流最大時(shí)，線框的磁通量變化率為零5．圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖。和為直流電阻小于圖中燈泡電阻的電感線圈，與是相同的小燈泡，電源內(nèi)阻不可忽略。實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合開關(guān)，燈發(fā)光；閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)，使燈、亮度相同，再斷開。下列說法正確的是（

）A．圖1中，閉合開關(guān)，亮度一直不變B．圖1中，斷開開關(guān)，立即熄滅C．圖2中，閉合開關(guān)，燈、同時(shí)亮起來，且亮度不變D．圖2中，斷開開關(guān)，燈、逐漸變暗過程中，亮度始終相同6．如圖所示為一交流電流隨時(shí)間變化的圖像。每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電流按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電流恒定。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電流的有效值為（）A． B． C． D．7．如圖所示，A是一邊長為L的正方形線框，電阻為R，今維持線框以恒定的速度沿軸運(yùn)動，并穿過圖中所示的兩個(gè)大小相等的勻強(qiáng)磁場B1和B2區(qū)域．若以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较?，線框在圖示位置的時(shí)刻作為時(shí)間的零點(diǎn)，則線框中的感應(yīng)電流i隨時(shí)間t的變化圖線是（??）A．B．C．D．8．如圖所示，正方形線圈abcd的邊長L=0.3m，線圈電阻為R=1Ω．直線OO′與ad邊相距，過OO′且垂直紙面的豎直平面右側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里．線圈以O(shè)O′為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=20rad/s，以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)．則A．線圈中產(chǎn)生的交流電瞬時(shí)值表達(dá)式為u=0.6cos20tB．流過ab邊的電流方向保持不變C．當(dāng)s時(shí)，穿過線圈的磁通量為0.06WbD．從t=0到s，穿過線圈磁通量的變化量大小為0.06Wb二、多選題（每題4分，部分2分，共16分）9．如圖是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖像，根據(jù)圖像可以判定（

）A．此交變電流的頻率為5HzB．該交變電流的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=12sin10πt（V）C．將標(biāo)有“12V，3W”的燈泡接在此交流電源上，燈泡可以正常發(fā)光D．圖像上對應(yīng)的0.1s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面10．如圖甲所示，一正方形單匝金屬線框放在光滑水平面上，水平面內(nèi)兩條平行直線MN、OP間存在垂直水平面的勻強(qiáng)磁場，時(shí)，線框在水平向右的外力F作用下緊貼MN從靜止開始做勻加速運(yùn)動，外力F隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙實(shí)線所示，已知線框質(zhì)量、電阻，則（）A．磁場寬度為3mB．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為TC．線框穿過OP的過程中產(chǎn)生的焦耳熱等于4JD．線框穿過MN的過程中通過導(dǎo)線內(nèi)某一橫截面的電荷量為11．如圖甲所示，游樂園中的過山車雖然驚險(xiǎn)刺激，但也有多種措施保證了它的安全運(yùn)行。其中磁力剎車是為保證過山車在最后進(jìn)站前的安全而設(shè)計(jì)的一種剎車形式。磁場很強(qiáng)的釹磁鐵安裝在軌道上，剎車金屬框安裝在過山車底部。簡化為圖乙所示的模型，將剎車金屬框看作為一個(gè)邊長為，總電阻為的單匝正方形線框，則過山車返回水平站臺前的運(yùn)動可以簡化如下：線框沿著光滑斜面下滑s后，下邊框進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時(shí)線框開始減速，下邊框出磁場時(shí)，線框恰好做勻速直線運(yùn)動。已知斜面與水平面的夾角為，過山車的總質(zhì)量為，磁場區(qū)上下邊界間的距離也為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直斜面向上，重力加速度為。則下列說法正確的是（）A．線框剛進(jìn)入磁場上邊界時(shí)，從斜面上方俯視線框，感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針方向B．線框剛進(jìn)入磁場上邊界時(shí)，感應(yīng)電流的大小為C．線框穿過磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱為D．線框穿過磁場的過程中，通過線框橫截面的電荷量為零12．如圖所示，四條光滑的足夠長的金屬導(dǎo)軌M、N、P、Q平行放置，導(dǎo)軌固定于絕緣水平而上，M、N導(dǎo)軌間距為2L，P、Q導(dǎo)軌間距為L，兩組導(dǎo)軌間由導(dǎo)線相連，導(dǎo)軌內(nèi)存在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，兩根質(zhì)量均為m、接入電路的電阻均為R的導(dǎo)體棒C、D分別垂直于導(dǎo)軌放置，且均處于靜止。C獲得向右的瞬時(shí)速度，同時(shí)使導(dǎo)體棒D獲得向左的瞬時(shí)速度。兩導(dǎo)體棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，且均未到達(dá)兩組導(dǎo)軌連接處。則下列說法正確的是（）A．開始階段，導(dǎo)體棒C、D均做減速運(yùn)動，C先減速至零B．達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)動時(shí)，C、D兩棒均向右運(yùn)動C．從t=0時(shí)至穩(wěn)定運(yùn)動的過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為D．從t=0時(shí)至穩(wěn)定運(yùn)動的過程中，通過導(dǎo)體棒的電荷量為三、實(shí)驗(yàn)題13．(6分)用如圖所示的電路研究自感現(xiàn)象，圖中兩個(gè)相同的小燈泡甲和乙分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈和一個(gè)定值電阻，請回答下列問題：（1）閉合開關(guān)S后，將觀察到兩個(gè)燈泡亮度變化情況是A．小燈泡甲和乙同時(shí)變亮B．小燈泡甲立刻變亮，小燈泡乙逐漸變亮C．小燈泡乙立刻變亮，小燈泡甲逐漸變亮D．小燈泡甲立刻變亮，小燈泡乙不亮（2）閉合開關(guān)電路穩(wěn)定后，發(fā)現(xiàn)小燈泡甲比乙亮很多，經(jīng)分析認(rèn)為電感線圈電阻RL（選填“大于”“等于”或“小于”）定值電阻R；若斷開開關(guān)，將看到兩個(gè)小燈泡亮暗變化情況是。14．(8分)某興趣小組在探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和影響感應(yīng)電流方向的因素（1）圖a中，將條形磁鐵從圖示位置先向上后向下移動一小段距離，出現(xiàn)的現(xiàn)象是 。A．燈泡A、B均不發(fā)光

B．燈泡A、B交替短暫發(fā)光C．燈泡A短暫發(fā)光、燈泡B不發(fā)光

D．燈泡A不發(fā)光、燈泡B短暫發(fā)光（2）通過實(shí)驗(yàn)得知：當(dāng)電流從圖b中電流計(jì)的正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)；則當(dāng)磁體 （選填“向上”或“向下”）運(yùn)動時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。（3）為進(jìn)一步探究影響感應(yīng)電流方向的因素，該小組設(shè)計(jì)了如圖c的電路。（4）若圖c電路連接正確，在閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片應(yīng)移至最 （選填“左”或“右”）端。（5）若圖c電路連接正確，開關(guān)閉合瞬間，指針向左偏轉(zhuǎn)，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時(shí)，觀察到電流計(jì)指針 。A．不偏轉(zhuǎn)

B．向左偏轉(zhuǎn)

C．向右偏轉(zhuǎn)四、解答題15．（8分）如圖所示，矩形線圈abcd的匝數(shù)為N=100匝，線圈ab的邊長為bc的邊長為，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線且通過線圈中線的軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度，若線圈自身電阻為r=1Ω，負(fù)載電阻R=9Ω。試求：（1）感應(yīng)電動勢的最大值；（2）設(shè)時(shí)間t=0時(shí)線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）1分鐘時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q的大?。唬?）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，通過R的電荷量。16．（12分）如圖，有兩條平行光滑導(dǎo)軌，它們的上、下端分別位于等高處，二者構(gòu)成了傾斜角為的斜面，兩導(dǎo)軌間距離為d，上端之間與阻值為R的電阻相連。在導(dǎo)軌中段有兩條與兩導(dǎo)軌共面的平行水平虛線和，兩虛線間的距離為s，二者之間（含兩虛線）有方向垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。在上方，有一水平放置的金屬桿，質(zhì)量為m，金屬桿與兩導(dǎo)軌的接觸點(diǎn)分別為a、b，段的電阻值為r。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，空氣阻力可不計(jì)。把金屬桿自由釋放，到達(dá)虛線處時(shí)沿軌道向下的加速度為其剛靜止釋放時(shí)的加速度的一半，金屬桿在離開磁場區(qū)域前已開始做勻速運(yùn)動。求（1）金屬桿到達(dá)虛線處瞬間，金屬桿受到的安培力的大??；（2）金屬桿到達(dá)虛線處瞬間，a、b兩點(diǎn)的電壓為多少；（3）在金屬桿經(jīng)過磁場區(qū)域過程中，通過電阻R的電荷量q；（4）在金屬桿經(jīng)過磁場區(qū)域過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量。17．（12分）如圖所示，間距為1m的平行金屬導(dǎo)軌、固定在水平面上，其中、為半徑的半圓弧，虛線左側(cè)和圓弧導(dǎo)軌間均存在豎直向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場。在水平導(dǎo)軌上垂直放置金屬棒a、b，且在金屬棒間鎖定一彈性勢能為1.2J的輕質(zhì)彈簧（彈簧與兩棒均不拴接），解除彈簧鎖定后，金屬棒a、b分別同時(shí)運(yùn)動到、處，金屬棒b進(jìn)入磁場向左運(yùn)動后速度減小到零，此時(shí)金屬棒a恰好到達(dá)圓弧最高點(diǎn)，且對軌道無壓力。已知金屬棒a、b的質(zhì)量、，電阻、，金屬棒b與左側(cè)導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)，右側(cè)導(dǎo)軌光滑。不計(jì)彈簧的長度、金屬棒a在處的能量損失，不計(jì)導(dǎo)軌電阻和空氣阻力，g取，金屬棒a、b始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。求：（1）金屬棒a運(yùn)動到處的速度大小；（2）金屬棒a運(yùn)動到圓弧軌道最高點(diǎn)時(shí)，所受的安培力大小；（3）從進(jìn)入磁場到速度減小到零的過程中，金屬棒b產(chǎn)生的焦耳熱。

18．（14分）如圖所示，一對平行的足夠長的光滑金屬水平導(dǎo)軌間距為l，與導(dǎo)軌垂直的水平虛線ab右側(cè)的整個(gè)空間充滿勻強(qiáng)磁場（圖中陰影部分），磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，大小為B。在ab左右距離均為l處金屬棒PQ和MN都垂直靜置于導(dǎo)軌上。在時(shí)，對棒PQ施加水平向右的恒力。已知棒PQ在時(shí)刻進(jìn)入磁場，恰好做勻加速直線運(yùn)動直到與棒MN相碰，回路的總電阻為R且保持不變。（1）求兩棒第一次相碰的時(shí)刻；（2）若棒PQ的質(zhì)量是棒MN的一半，求棒PQ的質(zhì)量。

參考答案：題號12345678910答案CCBCDACCABDBD題號1112答案ACBD13．C小于小燈泡甲逐漸變暗，小燈泡乙閃亮一下后再逐漸變暗14．B向上左C15．（1）（2）（3）（4）【詳解】(1)感應(yīng)電動勢的最大值：(2)線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，則表達(dá)式為：(3)電動勢的有效值為：電流有效值為：由得(4)流過R的電荷量為：平均電流為：平均電動勢為：聯(lián)立三式可得：從起轉(zhuǎn)過過程中，內(nèi)流過R的電荷量為：代入數(shù)據(jù)得：16．（1）；（2）；（3）；（4）【詳解】（1）剛開始釋放時(shí)，對金屬桿受力分析，由牛頓第二定律有可得金屬桿剛從靜止釋放時(shí)的加速度為由題意可得金屬桿到達(dá)虛線處的加速度為金屬桿到達(dá)虛線處，對金屬桿受力分析有聯(lián)立可得金屬桿受到的安培力的大小為（2）由安培力公式可得此時(shí)電路中的電流為由歐姆定律可得，a、b兩點(diǎn)的電壓為（3）由題意可得，電荷量為由閉合電路歐姆定律由法拉第電磁感應(yīng)定律有聯(lián)立可得，在金屬桿經(jīng)過磁場區(qū)域過程中，通過電阻R的電荷量為（4）金屬桿到達(dá)虛線處有根據(jù)閉合電路歐姆定律有可得此時(shí)的速度為金屬桿到達(dá)虛線處已經(jīng)開始做勻速運(yùn)動，同理有可得此時(shí)的速度為金屬桿經(jīng)過磁場區(qū)域過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量等于安培力做的功，根據(jù)能量守恒有由焦耳定律可得聯(lián)立可得電阻R產(chǎn)生的熱量為17．（1）4m/s；（2）0.4N；（3）0.336J【詳解】（1）對金屬棒a、b構(gòu)成的系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有解得，（2）金屬棒a恰好能夠到達(dá)圓弧最高點(diǎn)，且對軌道無壓力，根據(jù)牛頓第二定律有此時(shí)回路的感應(yīng)電動勢為此時(shí)回路的感應(yīng)電流為此時(shí)金屬棒a所受的安培力大小解得（3）根據(jù)能量守恒定律