江苏省2024-2025学年高二下学期3月第一次联考物理试卷

这是一份江苏省2024-2025学年高二下学期3月第一次联考物理试卷，共11页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列i−t图像中表示交变电流的是
A. B.
C. D.
2.下列所列数据不属于交流电有效值的是
A. 交流电表的示数B. 电容器的耐压值C. 灯泡的额定电压D. 保险丝的熔断电流
3.关于线圈自感系数的说法，正确的是
A. 把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小
B. 自感电动势越大，自感系数也越大
C. 把线圈匝数增加一些，自感系数减小
D. 当线圈通入恒定电流时，线圈的自感系数为零
4.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是
A. 穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B. 穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C. 穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D. 穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
5.如图是一种电加热装置，当把一铁块放入线圈中且不接触线圈，稍等片刻，铁块就会烧得通红，小明同学由此做出了以下一些猜想，其中正确的是
A. 若把一干燥的木棍伸入线圈中，木棍会被烧着
B. 若把一个铜块伸入线圈中，铜块的温度不会升高
C. 线圈中电流越强，铁块升温更快
D. 线圈中电流变化越快，铁块升温越快
6.闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界的匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是
A. 经过Ⅰ时，a→d→c→b→aB. 经过Ⅱ时，a→b→c→d→a
C. 经过Ⅱ时，无感应电流D. 经过Ⅲ时，a→b→c→d→a
7.如图所示，一正方形金属线框用绝缘细线悬挂起来，部分位于垂直线框平面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向，则下列说法正确的是
A. 金属框内感应电流先减小再增大
B. 金属框受到的安培力一直不变
C. t=0.3s时细线中的拉力一定等于金属框的重力
D. 0∼0.3s内细线中拉力一直小于金属框的重力
8.如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管(当D左端电势高于右端电势时，其电阻无穷大，反之，电阻非常小)，则下列说法正确的有
A. 当S闭合时，L1立即变亮，L2逐渐变亮
B. 当S闭合时，L1立即变亮，L2一直不亮
C. S闭合稳定后，S断开时，L2立即熄灭
D. S闭合稳定后，S断开时，L1突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭
9.几根金属棒焊接成如图所示的形状，其中AO=2PO=2CO=2CD，A、O、P共线，CD//PO，OC⊥PO，几根金属棒位于同一平面内，将其放在垂直纸面的匀强磁场中，虚线左侧磁场垂直纸面向里，虚线右侧磁场垂直纸面向外，O位于虚线上．将金属棒以过O垂直纸面的轴顺时针转动，在转至图中位置时，关于这几个点电势高低关系中，正确的是
A. φA>φO>φP=φC>φDB. φA>φD>φP=φC>φO
C. φD>φP=φC>φO>φAD. φD>φA>φP=φC>φO
10.如图所示，空间存在着磁感应强度大小相等，垂直纸面且方向相反的有界匀强磁场，磁场边界相互平行，边长为L的正方形导线框从紧靠磁场边界的位置Ⅰ垂直边界水平向右进入磁场，运动到位置Ⅱ时刚好全部进入左侧磁场，到达位置Ⅲ时线框有34位于右边磁场中．从位置Ⅰ到位置Ⅱ、从位置Ⅱ到位置Ⅲ通过线框某横截面电荷量分别为q1、q2，则q1:q2为
A. 1:1B. 2:3C. 4:3D. 2:1
11.如图所示，两平行光滑导轨固定在绝缘的水平桌面上，导轨所在平面存在着竖直向下的匀强磁场B，一导体棒垂直放在导轨上．导轨、开关S，电容器C及导体棒构成回路，电容器C两极板已分别带了等量异种电荷．在闭合开关的同时，使导体棒获得向右的瞬时速度v0，导体棒在运动过程中，始终与导轨垂直且与导轨接触良好，关于此后导体棒的速度随时间变化的图像可能正确的是
A. B.
C. D.
二、实验题：本大题共1小题，共10分。
12.(15分，每空3分)某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验：
(1)首先按图甲①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，进行上述实验的目的是 。
A.检查电流计测量电路的电流是否准确
B.检查干电池是否为新电池
C.推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系

(2)接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向。
(3)在如图丙所示的电路中，A、B两螺线管的导线彼此绝缘，在开关闭合的瞬间，发现电流计指针向左偏转了一下，则在指针偏转的过程中，螺线管B的 电势高(选填“上端”或“下端”).若保持开关闭合，当电路稳定后，将滑片P向b端滑动，电流计将向 偏转(选填“左”或“右”).实验结束时，应先 (选填“断开开关”或“拆除电流计与螺线管B之间的导线”).
三、计算题：本大题共4小题，共46分。
13.如图，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的关系是B=0.2+0.4t(T)，一单匝且边长L=1m的正方形导线框垂直纸面固定在该磁场中，线框总电阻为R=2Ω，求解下列问题：
(1)线框中感应电流的大小及方向；
(2)从t=0至t=2s过程中，通过线框某横截面的电荷量q.
14.如图甲所示，金属线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电．已知线框匝数N=100匝，面积S=0.2m2，线框电阻r=1Ω，线框与R=9Ω的外电阻构成闭合回路，从图中这一时刻开始计时，通过R的电流随时间变化的图像如图乙所示，求解下列问题：
(1)转动一周，整个回路产生的电热Q；
(2)匀强磁场的磁感应强度B.(结果可以含根号与根式)
15.如图所示，两平行固定的导轨间距为L=1m，倾角为θ=30∘，导轨上端接有阻值R=4Ω的电阻，一劲度系数为k(k未知)的轻弹簧下端固定，弹簧上端连接着电阻不计质量m=1kg的导体棒，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T.初始时刻，弹簧处于原长状态，导体棒获得沿导轨向上的初速度v0=6m/s，导体棒在此后的运动中，始终与导轨垂直并与导轨接触良好，弹簧与导体棒连接点绝缘．从初始时刻至导体棒最终静止的过程中，通过R的电荷量q=0.05C，不计一切阻力，重力加速度为g=10m/s2，求解下列问题：
(1)初始时刻，导体棒的加速度大小a；
(2)弹簧的劲度系数k；
(3)已知弹簧的弹性势能EP表达式为EP=12kx2(式中x为弹簧的形变量)，求整个过程中电阻R上产生的焦耳热Q.
16.如图甲所示，两根足够长的光滑平行导轨竖直固定放置，其间距为L=1m，导轨间存在着垂直导轨所在平面向外的匀强磁场，磁感应强度B=2T，两根金属棒PQ、MN与导轨始终保持垂直且接触良好，PQ棒放在固定在两导轨底端处的两个相同压力传感器上(压力传感器已校零)，MN棒的质量m1=1kg，PQ棒与MN棒接入电阻的电阻均为R=2Ω，导轨电阻不计．在时间t=0对MN棒施加一竖直向上的外力F，使MN棒由静止开始向上运动，其中一个压力传感器的读数FN随时间t变化的部分图像如图乙所示，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)PQ棒的质量m2；
(2)t1=2s时MN棒的速度v1及此时外力F的大小；
(3)t1=2s时，撤去外力F，MN棒又经0.336s速度为零，求此时MN棒离出发点的距离x.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】略
2.【答案】B
【解析】解：A、交流电流表、电压表的示数都是有效值。故A不符合题意；
B、电容器的耐压值为电容器允许的最大电压，为最大值，不是有效值。故B符合题意；
C、灯泡的额定电压为有效值。故C不符合题意；
D、保险丝的熔断电流为额定电流，是有效值。故D不符合题意。
不同选择不属于交变电流有效值的，故选：B。
有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。然后结合常用的用电器的特点分析即可。
本题关键是明确有效值的定义，能够区分有效值、平均值、最大值和瞬时值；电表的示数是有效值；在计算电功或电热等，用的也是交流电的有效值；常说的家庭电路电压是220V，指的也是有效值。
3.【答案】A
【解析】AC.自感系数与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯有关，与其它因素无关，把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小，把线圈匝数增加一些，自感系数变大，故A正确，C错误；
B.自感系数决定与自感电动势的大小无关，故B错误；
D.自感系数与电流无关，故D错误。
4.【答案】C
【解析】在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．此时线框切割速度与磁感线平行，则线圈中产生感应电动势最小；
而当穿过线圈的磁通量等于零，切割速度与磁感线垂直，则线圈中的感应电动势最大，故ABD错误，C正确。
故选C。
5.【答案】D
【解析】A 选项：干燥的木棍是绝缘体，不能形成涡流。而该加热装置是利用电磁感应产生的涡流使导体发热，所以木棍不会被烧着， A错误。
B选项：铜块是导体，将铜块伸入线圈中，穿过铜块的磁通量发生变化，会产生涡流，从而使铜块温度升高， B错误。
C ，D选项：线圈中电流变化越快，穿过铁块的磁通量变化率越大，铁块中产生的感应电动势越大，涡流越大，产生的热量越多，铁块升温越快， D正确，C错误。
6.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了由楞次定律和右手定则对感应电流方向以及有无的判断，基础题。
【解答】
A、经过Ⅰ时，向里的磁通量增加，根据楞次定律则感应电流磁场方向向外，由右手定则判断感应电流方向为逆时针，故A错误；
BC、经过Ⅱ时，磁通量不变，则感应电流为0，故B错误，C正确；
D、经过Ⅲ时，向里的磁通量减少，根据楞次定律感应电流的磁场方向向里，由右手定则判断感应电流方向为顺时针，故D错误。
故选：C。
7.【答案】C
【解析】A.根据法拉第电磁感应定律E=ΔΦΔt=ΔBΔt⋅S，根据欧姆定律，金属框内感应电流I=ER=ΔBΔt⋅SR，由图乙可知，ΔBΔt为定值，S、R也是定值，所以金属框内感应电流不变，故A错误；
B.根据安培力公式F=BIL(L为金属框在磁场中的有效长度)，虽然I和L不变，但B是变化的，所以安培力F是变化的，故B错误；
C.t=0.3s时，B=0，根据安培力公式F=BIL，此时安培力F=0；对金属框进行受力分析，金属框受重力G和细线的拉力T，根据平衡条件T−G=0，可得T=G，即细线中的拉力一定等于金属框的重力，故C正确；
D.0∼0.3s内，磁感应强度B向外减小，由楞次定律可知，线框产生的感应电流方向为逆时针，线框受到的安培力向下，对金属框进行受力分析，T=F+G，所以细线中拉力一直大于金属框的重力，故 D错误。
8.【答案】D
【解析】AB.当S闭合时， 因二极管加上了反向电压，故二极管截止，故L1不亮；而由于此时通过线圈的电流增大，由于自感电动势阻碍电流的变化，故 L2的亮度逐渐变亮，故AB错误；
CD.当S断开时，由于线圈中的电流减小，故其中产生自感电动势阻碍电流减小，故电流反向流过L1，故L1变亮，之后，两灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。
9.【答案】A
【解析】导体棒在切割磁感应线时产生感应电动势，感应电动势由低电势指向高电势。依题意金属棒顺时针转动，假设O点为零电势点，根据右手定则：φA>φO,φPφD，故A正确
10.【答案】B
【解析】从位置I到位置Ⅱ，导线框进入左侧磁场，设磁感应强度大小为 B，线框边长为 L，面积S=L2，
磁通量变化量△ϕ1=BL2，那么q1=△ϕ1R=BL2R。
线框从全部在正向磁场到有34在反向磁场，磁通量变化△ϕ2=32BL2
q2=32BL2R，q1=BL2R，q1q2=23。
11.【答案】D
【解析】略
12.【答案】(1)C(2)顺时针 (3)上端 左 拆除电流计与螺线管B之间的导线
【解析】略
13.【答案】解：(1)由法拉第电磁感应定律可知：E=NΔΦΔt=ΔBΔtS=0.4×12V=0.4V
线框中感应电流的大小：I=ER=0.42A=0.2A
由楞次定律可知：电流方向为逆时针。
(2)从t=0至t=2s过程中，通过线框某横截面的电荷量q=It=0.2×2C=0.4C。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1)I有=Im 2=1A
Q=I有2(R+r)t=0.2J
(2)Em=Im(R+r)=10 2V
Em=NBSω
ω=2πT=100πrad/s
解得B= 2200πT
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)I=BLv0R=3A
安培力FA=BIL=6N
mgsinθ+FA=ma
解得a=11m/s2
(2)q=It=ERt=△ΦtRt=△ΦR=BLxR=0.05C
得x=0.1m
kx=mgsinθ
解得k=50N/m
(3)全过程
mgxsinθ+12mv02=EP+Q
Ep=12kx2
得mgxsinθ+12mv02=12kx2+Q
解得Q=18.25J
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】解：(1)t=0时刻：2FN=m2g
解得：m2=0.6kg。
(2)t1=2s时 由图乙可知FN′=1N
2FN′+BIL=m2g
解得：I=2A
又I=BLv12R得v1=4m/s
MN棒向上运动的加速度a=v1t1=2m/s2
F−m1g−BIL=m1a
得F=16N。
(3)撤去F前，MN运动的距离为x1：x1=12at12
撤去F后，某时刻上滑的速度为v，取向上为正方向，在极短时间Δt内，由动量定理得−(m1g+BIL)Δt=m1Δv
且I=BLv2R
得−(m1gΔt+B2L22RvΔt)=m1Δv
撤去F后直到速度为零，累加得−(m1gt+B2L22Rx2)=0−m1v1
解得x2=0.64m
MN棒离出发点的距离为x=x1+x2=4.64m。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】