2024-2025学年上海市市西中学高二（上）阶段性检测物理试卷（12月）（含答案）

2024-2025学年上海市市西中学高二（上）阶段性检测
物理试卷（12月）
一、单选题：本大题共12小题，共48分。
1.建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )
A. 法拉第 B. 奥斯特 C. 赫兹 D. 麦克斯韦
2.关于涡流，下列说法不正确的是( )
A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B. 家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的
C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流
3.“西电东输”为了减少输电线上的电能损耗，需要采用高压输电。水电站输出的功率不变，输出电压提高为原来的倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的( )
A. B. C. D.
4.如图所示，两金属棒、横放在两水平且平行的金属导轨上，当给棒一个水平沿导轨的速度后，棒将( )
A. 静止不动 B. 向右运动
C. 向左运动 D. 不能确定
5.如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用时间拉出，外力所做的功为；第二次用时间拉出，外力所做的功为，则( )
A.
B.
C.
D.
6.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法不正确的是( )
A. 线圈平面与磁感线方向垂直 B. 线圈中感应电流的方向将发生改变
C. 通过线圈平面的磁通量最大 D. 通过线圈的感应电流最大
7.如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现把它们通入完全相同的电阻，则在相同的时间远大于周期内，两电阻发热之比甲乙等于( )
A. B. C. D.
8.如图所示，理想变压器的原线圈接高电压，降压后通过一段电阻不可忽略的线路接用电器。原来闭合，且，现将断开，那么交流电压表的示数，交流电流表的示数和用电器上的功率将分别是( )
A. 增大，增大，增大
B. 减小，增大，减小
C. 减小，减小，减小
D. 增大，减小，增大
9.如图所示，电阻的阻值和线圈自感系数的值都较大，电感线圈的电阻不计，、是两只完全相同的灯泡，则下列说法正确的是( )
A. 当开关闭合时，比先亮，然后熄灭
B. 当开关闭合时，比先亮，然后熄灭
C. 当电路稳定后开关断开时，立刻熄灭，逐渐熄灭
D. 当电路稳定后开关断开时，立刻熄灭，闪一下后再逐渐熄灭
10.如图所示，、是水平方向的匀强磁场的上下边界，磁场宽度为一个边长为的正方形导线框从磁场上方下落，运动过程中上下两边始终与磁场边界平行．线框进入磁场过程中感应电流随时间变化的图象如右图所示，则线框从磁场中穿出过程中线框中感应电流随时间变化的图象可能是以下的哪一个( )
A. B. C. D.
11.如图甲所示，一矩形金属线圈垂直匀强磁场并固定于磁场中，磁场是变化的，磁感应强度随时间的变化关系图象如图乙所示，则线圈的边所受安培力随时间变化的图象是图中的规定向右为安培力的正方向( )
A. B. C. D.
12.如图所示，通电螺线管中间正上方和左侧静止悬挂着铝环和，两环平面与螺线管的中心轴线都垂直，环的圆心在螺线管的中心轴上当滑动变阻器的滑动头向左滑动时，两环中产生的感应电流方向和受到的安培力方向是( )
A. 电流方向相同，受力方向环向上、环向右
B. 电流方向相同，受力方向环向下、环向左
C. 电流方向相反，受力方向环向下、环向右
D. 电流方向相反，受力方向环向上、环向左
二、填空题：本大题共7小题，共36分。
13.如图，边长为的匝正方形金属线框的一半处于匀强磁场中，其边与磁场区域的边界平行，磁场方向垂直线框平面，磁感应强度为此时，穿过线框的磁通量大小为______。若线框绕边以角速度匀速转动，在由图示位置转过的过程中，线框中有感应电流的时间为______。
14.如图所示，左右两套装置完全相同，用导线悬挂的金属细棒、分别
位于两个蹄形磁铁的中央，悬挂点用导线分别连通。现用外力使棒向右快
速摆动，则此时棒受到的安培力方向为______选填“向右”或“向左”，
这个过程中右侧装置的工作原理相当于_________选填“电动机”或“发电
机”。
15.如图，光滑绝缘水平面上一正方形线圈以某初速度滑过一有界匀强磁场。磁场宽度大于线圈宽度。线圈滑入和滑出磁场的过程中，通过线圈横截面的电量分别为和，产生的焦耳热分别为和。则 ______， ______均选填“”、“”或“”。
16.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的图像分别如图乙中的曲线、所示。时线圈位于_____选填“中性面”或“垂直中性面”，曲线表示的电动势的最大值为_____。
17.如图所示，匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡规格为“，”和滑动变阻器：
以图示位置为开始计时，写出该发电机产生的感应电动势随时间变化的表达式为___________________。
若灯泡正常发光，则原副线圈的匝数比为________________。
若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数将_____选择：逐渐增强逐渐减弱保持不变
若将自耦变压器触头向下滑动，则灯泡亮度将______选择：变暗变亮不变
18.为了研究感应电流的方向的影响因素，需要借助电流的方向和线圈的绕向判断感应磁场的方向，如图所示。已知线圈由端开始绕至端；当电流从电表左端流入时，指针向左偏转。
情况一：若将磁铁极向下从线圈上方竖直插入时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其绕向为_____。填“顺时针”或者“逆时针”
情况二：若当条形磁铁从图中虚线位置向右远离时，指针的偏转方向与情况一中_____填“相同”或者“相反”
19.如图所示，地面上方高度为的空间内有水平方向的匀强磁场，质量正方形闭合导线框的边长，从边距离地面高为处将其由静止释放。从导线框开始运动到边即将落地的过程中，导线框的图像如图所示。重力加速度取，不计空气阻力，则导线框中有感应电流的时间是______，释放高度和磁场高度的比值______。
三、计算题：本大题共1小题，共16分。
20.如图，固定的水平光滑平行轨道左端接有一个的定值电阻，右端与竖直面内的圆弧形光滑金属轨道、平滑连接于、点，两圆弧轨道的半径均为，水平轨道间距，矩形区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，宽度。质量，电阻的导体棒从水平轨道上距磁场左边界处，在水平恒力的作用下由静止开始运动。若导体棒运动过程中始终与轨道垂直并接触良好，进入磁场后做匀速运动，当运动至时撤去，导体棒能运动到的最高点距水平轨道的高度。空气阻力不计，重力加速度求：
力的大小及的大小；
若其他条件不变，导体棒运动至时撤去，导体棒运动到时速度为。
请分析导体棒在磁场中的运动情况；
将圆弧轨道补为光滑半圆弧轨道，请分析说明导体棒能否运动到半圆轨道最高点；
求导体棒在磁场区域运动过程中，定值电阻上产生的焦耳热。
参考答案
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14.向右 电动机
15.
16.中性面
17.

18.顺时针 相同
19.
20.解：导体棒从沿圆弧运动，离开轨道竖直上升到最高点的过程，满足机械能守恒定律。设导体棒磁场中匀速运动的速度为则有：
解得：
导体棒进入磁场后做匀速运动，有：
又
联立解得：
导体棒从静止开始运动到刚进入磁场的过程，由动能定理得：
解得：
导体棒在磁场中受到重力、支持力和向左的安培力，做减速运动。
所受的安培力大小为：
根据牛顿第二定律得，知导体棒速度减小，安培力减小，加速度减小，所以导体棒做加速度减小的变减速运动。
导体棒在半圆轨道上运动时满足机械能守恒定律，假设导体棒能运动到圆弧轨道的最高点，速度为则有：
解得：
而导体棒能到半圆轨道最高点的要求弹力，即，
故导体棒不能到达半圆轨道最高点。
导体棒磁场中运动时，导体棒动能的减小量等于闭合回路中电能的增加量，则有：
解得：
定值电阻上产生的焦耳热与回路总的焦耳热之比为：
故有：
答：力的大小是，的大小是；
导体棒做加速度减小的变减速运动；
导体棒不能运动到半圆轨道最高点；
导体棒在磁场区域运动过程中，定值电阻上产生的焦耳热为。
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