安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期3月测试物理试题（PDF版无答案）

4．图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯
安师大附中 2023-2024学年第二学期物理试题
A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2 ，灯A2 逐渐变亮，而另一个相同的灯A3 立即变亮，最终
A2 与A3 的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
2024.03.25
A．图 1 中，A1 与L1的电阻值相同
一、单选题（每小题 4 分，共 32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目
B．图 1 中，闭合S
要求） 1
，电路稳定后，A1 中电流大于L1中电流
1．常见的芯片卡内有线圈，如图所示，图中下半部分表示芯片卡内的线圈，上半部分表示读卡机内的线 C．图 2 中，变阻器 R与L2的电阻值相同
圈。读卡机线圈中的电流会产生磁场，当芯片卡接近读卡机时，这个磁场会在芯片卡中产生感应电流， D．图 2 中，闭合S2 瞬间，L2中电流与变阻器 R中电流相等
驱动芯片发出信息。现两线圈均静止，从上往下看，为使芯片线圈中产生逆时针方向的电流，则读卡 5．如图所示，水平间距为 L，半径为 r的二分之一光滑圆弧导轨，bb 为导轨最低位置，aa 与cc 为最高
机线圈中的电流（从上往下看）应 为（ ）
位置且等高，右侧连接阻值为R 的电阻，圆弧导轨所在区域有磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强
A．沿逆时针方向且逐渐增大
磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度v0从 aa 沿导轨做匀速圆周运动至cc 处，金属棒与导轨
B．沿顺时针方向且逐渐减小
始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程中（ ）
C．沿顺时针方向且逐渐增大
A．经过最低位置bb 处时，通过电阻 R的电流最小
D．沿逆时针方向且保持不变
B．经过最低位置bb 处时，通过金属棒的电流方向为b → b
2．如图所示，间距为 L、水平放置的平行 U 形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大 2BLr
C．通过电阻 R的电荷量为
小为 B 的匀强磁场，倾斜放置的金属杆MN 在外力作用下以平行于导轨向右的速度v匀速运动，金属杆 R
rB2L2v
MN 与导轨的夹角为 ， 其 单位长度的电阻为 r ，MN 运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。 D．电阻 R上产生的热量为 0
R
下列说法正确的是（ ） 6．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为 B ，电阻为 R 、半径为 L 、圆心角为 45°扇
A．金属杆MN 中感应电流的方向为M 到N 形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度 匀速转动（O轴位于
B．金属杆MN 切割磁感线产生的感应电动势大小为BLvsin 磁场边界），则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
B2Lv 22BL2 BL
C．金属杆MN 所受安培力的大小为 A． B．
r 4R 4R
B2Lv2
D．金属杆MN 的热功率为 BL2 2BL2
rsin C． D．
2R 2R
3．电磁驱动技术在生活生产、科研和军事中应用广泛。如图所示为一电磁驱动模型，在水平面上固定有两
7．如图所示为一电动玩 具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2 :1，变压器原线
根足够长的平行轨道。轨道左端接有阻值为 R的电阻，轨道电阻不计、间距为 L，虚线区域内有匀强磁
圈中接入瞬时值u = 20 2 sin100 t (V)的正弦交变电流，电动机的内阻为5Ω，装置正常工作时，质量
场，磁感应强度大小为 B，方向垂直轨道平面向下。长度为 L，质量为 m、电阻为 r 的金属棒 ab静置于
为 1kg的物体恰好以0.5m / s 的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为
导轨上，金属棒与导轨间的最 大静摩擦力大小为Ff ，当磁场以速度 v水平向右匀速移动时，下列说法中
2A，设电动机的输出功率全部用来提升物体，不计空气阻力，取重力加速度 g =10m / s
2 。下列判断
正确的是（ ）
正确的是（ ）
A．金属棒中感应电流的方向为从 b到 a
A．电压表的示数为10 2V
B．金属棒被驱动后做水平向右的匀加速直线运动 B．副线圈输出电压的瞬时值表达式为
C．金属棒受到安培力所做的功等于回路中产生的焦耳热 u =10 2 sin100 t
D．若磁场区域足够大，金属棒最终在磁场中达到稳定状 C．电动机消耗的热功率为10W
态时的速度小于 ν D．若电动机被卡住但未损坏的情况下，电路消耗的总功率为30W
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8．如图所示，电路中变压器原线圈匝数 n1＝1 000，两个副线圈匝数分别为 n2＝500、n3＝200，分别接一
11．如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交变电源(内阻不计)定值电阻阻值
P2
个 R＝55 Ω 的电阻，在原线圈上接入 U1＝220 V 的交流电源．则两副线圈输出电功率之比 和原线
P 分别为 R1、R2，且 R1＜R2，理想变压器的原、副线圈匝数比为 k且 k＜1，电流表、电压表均为理想3
圈中的电流 I1分别是( ) 表，其示数分别用 I和 U表示。当向下调节滑动变阻器 R3的滑动端 P 时，电流表、电压表示数变化
P2 5 P2 2 分别用△I和 U表示．则以下说法正确的是（ ）
A． = ，I1＝2.8 A B． = ，I1＝2.8 A
P3 2 P3 5
U R U
P 12 25 P2 4 A． = = R
C． = ，I1＝1.16 A D． =
2 B．
，I1 ＝1.16 A I k
2
I
P3 4 P3 25
C．电源的输出功率减小 D．电压表示数减 小
二、多选题（每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，
12．“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，如图为模拟远距离高压输电示意图。
全部选对的得 4分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分.）
已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U 2 ，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为 U3
9．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为 B ，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的 PQ
和U 4。在输电线路的起始端接入两个互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为 20:1 和 1:20 ，
为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m 、电阻为 R 的金属圆环垂直磁场方向，
各互感器和电表均为理想状态，则下列说法正确的是（ ）
2
以速度 v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线 PQ 重合时，圆环的速度为 v ，则下
3
列说法正确的是（ ）
A．此时圆环中的电流为逆时针方向
32B2a2v
B．此时圆环的加速度为
3mR
64B2a2v2
C．此时圆环中的电功率为
9R A ．电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用
2 Ba2
D．此过程中通过圆环截面的电量为 B．若电压表的示数为 200 V，电流表的示数为 5 A，则线路输送电功率为 100 kW
3R
C．若保持发电机输出电压U 和用户数不变，仅将滑片 Q下移，则输电线损耗功率增大
10．如图甲所示，闭合矩形导线框 adcba固定在匀强磁场中，磁场的方向与导线框所在平面垂直。规定 1
里为磁场的正方向，adcba方向为电流的正方向，水平向左为安培力的正方向。磁感应 D．若发电机输出电压
U1一定，仅增加用户数，为维持用户电压U 不变，可将滑片 P上移 垂直纸面向 4
强度B随时间 t变化的规律如图乙所示，下列关于线框中的电流 I、bc边所受的安培力 F随时间 t 三、实验题（每空 2分，共 20 分）
13．（10变化的图像，正确的是（ ） 分）做
“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有 。
A． B． C． D．
（2）下列说法正确的是 。
A．变压器工作时副线圈电流的频率与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的
A． B． C． D．
科学方法是控制变量法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过 12V
D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些
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（3）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 值（选填“平均”、“有效” 16．（12 分）如图甲所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角 = 30 的斜面上，其间距 L = 2m。
或“最大”）；某次实验操作，所接电表的读数如图所示（电压 导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B = 2T。两根金属棒
NQ和ab与导轨始终保
表的量程为 持垂直且接触良好，
NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已
15V），则此时电表读数为
V。
校零），细线平行于导轨。已知 ab 棒的质量为 2kg, NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为 2 ，导轨
电阻不计。将 ab棒从静止开始释放，同时对其施加平行于导轨的外力 F，此时拉力传感器开始测
（4）若用匝数 N =400 匝和 N =800 匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据， 量细线拉力F F F1 2 T ，作出力 T 随时间 t的变化图像如图乙所示（力 T 大小没有超出拉力传感器量程），
则N 一定是 线圈。（选填“原”或“副”） 重力加速度 g取10m/s
2 。求：
1
（1） t1 =1s时，金属棒ab的速度大小； 实验次数 1 2 3 4
（2） t2 = 3s 时，外力 F的大小；
U1 1.9 2.9 3.8 4.8
（3）已知金属棒ab在0 ~ 3s 的时间
U2 4.0 6.0 8.0 10.0
内产生的热量为 4.5J ，求这段
14.（10分）某物理学习兴趣小组做“测量电源的电动势和内阻”实验，实验电路图如图 1所示，其 时间外力 F所做的功。
中，电流表的量程为 0-0.6A，电压表的量程为 0-3V；将单刀双掷开关分别与 1和 2闭合，改变
R的阻值大小，得到对应一系列电流表及电压表的数据，将数据点分别描绘在坐标纸上，连接
后并进行延长，与横轴及纵轴的交点如图 3所示。
17．（12 分）如图所示，间距为 L = 0.8m、倾角为 = 37 的两根平行倾斜光滑导轨与间距相同的两根平
行水平光滑导轨在b 、e处平滑连接，导轨全部固定，其中MN 、PQ 两段用绝缘材料制成，其余部
5
分用电阻不计的金属材料制成。cf 两点间有一个电容为C = F的电容器，整个导轨区域存在竖直方
8
向的磁感应强度为 B = 0.5T的匀强磁场（图中未标注）将长度比导轨间距略大、质量均为m = 0.4kg、
图 1 图 2 图 3 电阻均为 R = 0.1 的导体棒A 和 B 静止置于导轨上，锁定导体棒 B，给导体棒A 施加一个在倾斜导
（1）实验中某次电流表的读数如图 2所示，则电流表的读数为 ； 轨平面内且垂直于导体棒 A 的外力F ，使其沿倾斜导轨向下做初速度为 0 的匀加速直线运动。外力
（2）请在图 3正确描绘出所测得的 U-I图像；
（3 作用 t = 2s v = 3m s）根据实验数据，电源的电动势为 V，内阻为 ，电流表的内阻为 （所 0 时间，导体棒A 恰好以 0 的速度运动至be处并进入水平导轨，此时撤去外力F，
有计算结果保留到小数点后两位）；此实验测得的电源内阻 （填“偏大”“偏小”或“无 同时释放导体棒B。两根导体棒在到达MP 前发生弹性相碰，碰撞刚结束，马上移去导体棒A。整个
误差”）。 过程中两根导体棒始终与导轨垂直，水平导轨右侧部分足够长。导体棒 B 初始所在位置离倾斜导轨
四、解答题（本题共3小题，共32分）
末端 be的距离 x = 0.5m，试求：
15．（8 分）如图所示为某学校一套校内备用供电系统，由一台发电机向全校 22 个教室（每个教室有
（1）外力F 作用期间，其大小随时间 t的变化关系式；
“ 220V 60W ” 的白炽灯 6 盏）供电。如果输电线的总电阻 R是4 ，升压变压器和降压变压器（都
（2）从释放导体棒B至发生弹性碰撞前，导体棒B上产生的焦耳热QB；
认为是理想变压器）的匝数比分别是1: 4和4 :1，那么：
（3）最终稳定时，电容器所带电量q 。
（1）输电线路上损耗的电功率 P ？
（2）发电机的输出功率应是多大？
（3）求 升压变压器中原线圈的电压
U1 和电流 I1
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