沂源县第二中学2023-2024学年高二下学期4月月考
物理测试题
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（每题4分，共计32分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．微波炉中的微波属于红外线
B．因为γ射线的能量最大，太阳辐射中能量最集中的是γ射线
C．太阳辐射中能量最强的集中在黄光、绿光附近
D．红外线具有较高的能量，常常利用其灭菌消毒
2．对某一确定的闭合电路，下列关于电磁感应现象的说法中，正确的是（ ）
A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，闭合电路中不可能有感应电流
B．穿过闭合电路的磁通量增大，但闭合电路中感应电流可能减小
C．穿过闭合电路的磁通量减小，则闭合电路中的感应电动势一定减小
D．穿过闭合电路的磁通量变化越来越快，但闭合电路中的感应电流可能不变
3．交流发电机在工作时电动势为，若将发电机的转速提高一倍，其他条件不变，则电动势的表达式为（ ）
A． B． C． D．
4．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．交变电流的频率为0.02Hz
B．交变电流的瞬时表达式为
C．在t=0.01s时，交流发电机线圈位于中性面
D．在t=0.015s时，电流改变方向
5．如题图所示，静置于水平面的矩形闭合线圈，匝数为，总电阻为，长度，，该线圈的中轴线两侧分别有磁感应强度大小均为、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于线圈平面。两磁场同时以大小为的速度水平向右运动瞬时，线圈所受磁场作用力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，从图可知：（ ）
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大
C．在A时刻到D时刻线圈转过的角度为
D．若从O时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变100次
7．如图所示为一理想变压器，原线圈接在输出电压为u的交流电源两端。电路中R0为定值电阻，测量电表均为理想电表，导线电阻不计。现使滑动变阻器R的滑动触头P向上滑动，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表V2的示数变大
B．电压表V1的示数变大
C．电流表A的示数变大
D．定值电阻R0消耗的电功率变大
8．如图所示，倾角为的平行金属导轨宽度L，电阻不计，底端接有阻值为R的定值电阻，处在与导轨平面垂直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中．有一质量为m，电阻为r，长度也为L 的导体棒垂直放在导轨上，它与导轨之间的动摩擦因数为现让导体棒从导轨底部以初速度冲上导轨，上滑的最大距离为s，返回到初位置的速度为．下列说法正确的是（ ）
A．在上滑过程中，通过电阻R上的电荷量为
B．导体棒在上滑过程中所用时间为
C．导体棒从开始运动到回到底端，回路产生的焦耳热为
D．导体棒在上滑过程中，R上产生的焦耳热大于下滑过程中R上产生的焦耳热
二、多选题（每题5分，选对但选不全得3分，共计20分）
9．关于紫外线的作用和特性，下列说法正确的是（ ）
A．一切物体都在不停地辐射紫外线
B．紫外线能杀菌消毒是因为紫外线具有较高能量，可以破坏细胞核中的物质
C．紫外线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤，破坏内脏器官
D．紫外线具有荧光作用
10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比灯泡A、B完全相同，灯泡L与灯泡A的额定功率相同，但额定电压不，当输入端接上的交流电压后，三个灯泡均正常发光，图中两电流表均为理想电流表且电流表的示数为2A，则
A．交变电流的频率是100Hz
B．电流数的示数约为1.33A
C．灯泡L的额定电压为15V
D．灯泡A的额定电压为15V
11．如图所示．电阻为，其他电阻均可忽略，是一电阻可不计质量为的水平放置的导体棒，棒的两端分别与竖直放置的、框保持良好接触，又能沿框架无摩擦下滑，整个装置放在与框架垂直的匀强磁场中，当导体棒从静止下滑一段时间后闭合开关S，则S闭合后（ ）
A．导体棒的加速度一定大于
B．导体棒的加速度可能小于
C．导体棒最终速度跟S闭合的时刻无关
D．导体棒的机械能与回路内产生的内能之和一定守恒
12．水平放置的粗糙U形框架上搁置一根金属棒，组成一个闭合回路。框内的同一平面上有一长条形磁铁可绕与ab平行的轴自由转动。开始时磁铁位置如图所示，当磁铁S极绕轴向纸内转过到达竖直位置的过程中，金属棒ab一直未动，则（ ）
A．棒中感应电流由a流向b
B．棒受到向左的摩擦力
C．在磁铁刚开始转动时，棒受到框架的支持力大于重力
D．棒受到的摩擦力先向左后向右
三、实验题（每空1分，共计8分)
13．如图所示，电路的连接和用电器均完好，合上、，发现小灯泡不亮，原因是 ；用电吹风对NTC热敏电阻吹一会儿热风，会发现小灯泡 ，原因是 ；把热敏电阻放入冷水中会发现 .
14．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。
这个探究过程采用的科学探究方法是 。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法
（2）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 。
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （填“多”或“少”）。
（4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为 。（填字母）
A． B． C．
四、解答题(15、16题8分，17、18题12分，共计40分）
15．一小型发电站，发电机输出功率是10kW，输出电压为500V，设输电线的总电阻为10Ω，用户用电路所需电压为220V。为使电路上损耗的电功率为输出功率的2.5％，则需在发电站先用升压变压器升压，到用户处再降压，设变压器的损耗不计，试求：
（1）升压变压器的原、副线圈的匝数比；
（2）降压变压器的原、副线圈的匝数比。
16．学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶6，降压变压器的匝数比为6∶1，输电线的总电阻为R=4.5Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，变压器均为理想变压器，求：
（1）输电线上损耗的电功率多大？
（2）发电机的电动势多大？
17．如图所示，水平面上有两根相距0.5 m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽略不计，在M和P之间接有阻值为R的定值电阻。导体棒ab长l = 0.5 m，其电阻为r，与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B = 0.4 T。现使ab以v = 10 m/s的速度向右做匀速运动。
（1）ab中的感应电动势多大；
（2）ab中电流的方向如何；
（3）若定值电阻R = 3.0 Ω，导体棒的电阻r = 1.0 Ω，则电路中的电流多大。
18．如图所示，平行且足够长的两条光滑金属导轨，相距0.5m，与水平面夹角为30°，不计电阻，广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度B＝0.4T，垂直导轨放置两金属棒ab和cd，长度均为0.5m，电阻均为0.1Ω，质量分别为0.1 kg和0.2 kg，两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动．现ab棒在外力作用下，以恒定速度v＝1.5m/s沿着导轨向上滑动，cd棒则由静止释放，试求： (取g＝10m/s2)
（1）金属棒ab产生的感应电动势；
（2）闭合回路中的最小电流和最大电流；
（3）金属棒cd的最终速度。沂源县第二中学2023-2024学年高二下学期4月月考
物理
参考答案：
1．C
【详解】A．微波炉中的微波属于电磁波，频率比红外线要低，A错误；
B．太阳辐射中能量最集中的是可见光，B错误；
C．太阳辐射中能量最强的集中在黄光、绿光附近，C正确；
D．紫外线具有较高的能量，常常利用其灭菌消毒，D错误。
故选C。
【点睛】本题综合性很强，但难度不大，所考查问题全面但比较容易得分，从本题我们可以得出，基础好了，综合题自然就会了。
2．B
【详解】A．穿过闭合电路的磁通量为零的瞬间，磁通量的变化率可能不为零，因此闭合电路中可能有感应电流，故A错误；
BC．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，与磁通量没有直接关系，穿过闭合电路的磁通量增大（或减小），但磁通量的变化率不一定增大（或减小），则产生的感应电动势不一定增大（或减小），闭合电路中的感应电流不一定增大（或减小），故B正确，C错误；
D．磁通量变化越快，感应电动势越大，感应电流也越大，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】当将其电枢的转速提高一倍时，由
由感应电动势的最大值表达式可知
感应电动势的瞬时值表达式变为
故选C。
4．D
【详解】A．由图像可知，交流电的周期为
频率为
故A错误；
B．交流电的角频率为
根据图像可得，交变电流的瞬时表达式为
故B错误；
C．在时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，所以交流发电机线圈垂直于中性面，故C错误；
D．在 时，线圈在中性面上，此时电流改变方向，故D正确；
故选D。
5．A
【详解】根据题意可知，磁场向右运动则线圈边切割磁感线产生方向的电流，边产生方向的电流，根据安培定则可知
电路中的感应电流为
线圈中和边受到安培力的作用，所受安培力为
解得
故选A。
6．B
【详解】A．由图可知在A和C时刻感应电流最大，感应电动势最大，而磁通量为零，线圈处于与中性面垂直，故A错误；
B．从图可知在B和D时刻感应电流为零，感应电动势为零，而磁通量最大，故B正确；
C．从图可知在A时刻到D时刻经过的时间为倍周期，线圈转过的角度为
D．若从O时刻到D时刻经过0.01s，交流电的方向在0.01s改变2次，即周期为0.01s，则在1s内方向改变200次，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】A．输入电压不变，原副线圈匝数比不变，输出电压由输入电压决定，负线圈电压U2不变，滑片向上滑动，电阻R变大，滑动变阻器两端电压变大，V2示数变大，故A正确；
B．原线圈的电压由电源决定的，不随负载电阻的变化而变化，故电压表V1不变，故B错误；
C．副线圈电路中总电阻电大，电流减小，原副线圈匝数比不变，原线圈电流也减小，故C错误；
D．副线圈电流变小，定值电阻R0上消耗的功率变小，故D错误。
故选：A。
8．D
【分析】把运动导体棒视为电源，其最大输出功率在刚上滑时，由法拉第定律、欧姆定律求出最大感应电流，再求最大输出功率，导体棒上滑时做变减速运动，分析位移与匀减速运动的关系，确定所用的时间；由能量守恒定律求解焦耳热，根据上滑与下滑克服安培力做功的关系，分析R上产生的焦耳热关系；
【详解】A、在上滑过程中，通过电阻R上的电荷量为，故A错误；
B、导体棒从开始到滑到最大高度的过程中做减速运动，随着速度减小，产生的感应电流减小，所受的安培力减小，加速度减小，做加速度逐渐减小的变减速运动，平均速度不等于，则所用时间不等于，故B错误；
C、 根据能量守恒得知，导体棒从开始运动到回到底端，回路产生的焦耳热为：，故C错误；
D、由于导体棒的机械能不断减少，所以下滑与上滑经过同一位置时，上滑速度大，产生的感应电流大，导体棒受到的安培力大，所以上滑过程安培力的平均值大，而两个过程通过的位移大小相等，所以上滑时导体棒克服安培力做功多，导体棒在上滑过程中整个回路中产生的焦耳热多，则导体棒在上滑过程中电阻R产生的焦耳热也多，故D正确；
故选D．
【点睛】关键是导体切割磁感线中的功能关系，要注意正确分析能量的转化方向，明确机械能包括动能和势能．
9．BC
【详解】交变电流的频率，选项A错误；因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为I2=4 A，由变压规律可知原线圈中电流为，故B正确；令副线圈两端电压为U2，则由变压规律可知原线圈两端电压U1=U2=3U2，令灯泡L两端电压为UL，则ULI1=U2IA，即UL=U2，而U=UL+U1且U=45 V，联立可得U2=10 V，UL=15 V，故C正确，D错误；
10．BCD
【详解】AB．当从静止下滑一段时间后闭合S，将切割磁感线产生感应电流，受到竖直向上的安培力；若安培力大于，合力向上，由牛顿第二定律得知，的加速度大小大于；若安培力小于，合力向下，则的加速度大小可能小于；若安培力等于，则加速度为零，做匀速直线运动；故A错误，B正确；
C．闭合S，经过一段时间后，棒达到稳定时一定做匀速运动，由平衡条件得
解得
可见稳定时速度是定值，与开关闭合的先后无关，故C正确；
D．在整个过程中，只有重力与安培力做功，因此棒的机械能与电路中产生的内能之和一定守恒，故D正确。
故选BCD。
11．BC
【详解】A．由楞次定律可知，棒中感应电流由b流向a，选项A错误；
BD．当磁铁S极绕轴向纸内转过到达竖直位置的过程中，穿过闭合回路的磁通量先从零逐渐增加，根据楞次定律的推论可知线圈的面积有增加的趋势，即ab有向右运动的趋势，则棒受到的摩擦力向左，选项B正确，D错误；
C．在磁铁刚开始转动时，棒中感应电流由b流向a，根据左手定则可知棒受到竖直向下的安培力，则棒受到框架的支持力大于重力，选项C正确。
故选BC。
12．BD
【详解】A．—切物体都在不停地辐射红外线，而不是紫外线，故A错误；
B．紫外线能够杀菌消毒是因为紫外线具有较高能量，足以破坏细胞核中的物质，故B正确；
C．射线具有较强的穿透能力，可以穿透人的皮肤，破坏内脏器官，故C错误；
D．紫外线具有荧光作用，故D正确。
故选BD。
13． 见解析 亮了 见解析 小灯泡不会立即熄灭 小灯泡熄灭
【详解】[1][2]根据热敏电阻的性质进行分析，由于热敏电阻在常温时阻值较大，左侧电路中电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁，右侧电路没有接通，小灯泡不亮；
[3][4][5]当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小时，左侧电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁，使右侧电路接通，小灯泡亮了；停止吹风后，小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高，当把热敏电阻放入冷水后，热敏电阻温度降低很快，阻值变大，故小灯泡熄灭。
14． A D 少 C
【详解】（1）[1] 当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压U1一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1、n2的关系。
故选A。
（2）[2] 观察变压器的铁芯，由于涡流在导体中会产生热量，所以它的结构是绝缘的硅钢片叠成，故D正确，ABC错误。
故选D。
（3）[3] 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据，可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。
（4）[4] 若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系：。若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原、副线圈的匝数比为2︰1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为
U1=2×3V=6V
考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V，故C正确，AB错误。
故选C。
15．（1）1:4；（2）195:22
【详解】（1）根据题意得
解得
升压变压器次级线圈的电压
升压变压器的匝数比
（2）降压变压器初级线圈两端电压
降压变压器的匝数比
16．（1）P =72W；（2）E= 247V
【详解】（1）降压变压器的输出电压U4=220V，由得U3=6U4=1320V
降压变压器的输出功率P4=22406=5280W
降压变压器的输入电流
输电线上损失的功率
（2）升压变压器的输出电压U2=I3R+U3=1338V
由，解得U1=223V
由，解得I1=24A
由闭合电路欧姆定律得E=U1+I1r=247V
17．（1）2 V；（2）从b向a；（3）0.5 A
【详解】（1）导体棒ab切割磁感线，产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律可知
（2）根据右手定则可知，导体棒ab中电流的方向为从b向a。
（3）若定值电阻R = 3.0 Ω，导体棒的电阻r = 1.0 Ω，根据闭合电路欧姆定律可知
18．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）根据法拉电磁感应定律得金属棒ab产生的感应电动势为
（2）刚释放棒时，则电流
棒受到安培力为
棒的重力沿斜面向下的分力为
因，所以棒沿导轨向下加速运动，即闭合回路的增大；电流也将增大，所以最小电流为
当棒的速度达到最大时，回路的电流最大，此时棒的加速度为零，则有
代入数据解得
（3）根据闭合电路欧姆定律有
解得
