吉林省长春市两校2022-2023高二下学期4月联考物理试题（答案）

长春市两校2022-2023学年高二下学期4月联考
物理试题
一、单选题
1．下列对电磁感应的理解，正确的是（　　）
A．发生电磁感应现象时一定会产生感应电流
B．穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势变化
C．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
D．穿过某闭合回路的磁通量发生变化时，回路中不一定产生感应电流
2．在下列电磁感应现象应用中说法正确的是（　　）
A．探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警
B．为了减小变压器铁芯中的涡流损失，可以减小铁芯材料的电阻率
C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D．磁电式电流表在运输过程中需要将正、负接线柱用导线连接起来以免损坏是电磁驱动原理
3．在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道。一导体圆环自轨道左侧的A点无初速度释放，则下列说法中正确的是（　　）
A．圆环最终停在轨道的最低点B B．圆环能滑到轨道右侧与A点等高处C
C．圆环运动过程中机械能守恒 D．圆环在运动过程中感应电流方向一直是顺时针方向
4．如图所示，L是直流电阻不计的自感系数较大的线圈，a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻，b、c灯泡相同。下列说法正确的是（　　）
A．闭合S时a、c灯瞬间变亮，b灯逐渐变亮
B．闭合S，电路稳定后b、c灯一样亮
C．断开S时c灯立即熄灭，b灯闪亮一下后逐渐熄灭
D．断开S时通过a灯的感应电流与原电流方向相反
5．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，已知线框内阻为，外接一只电阻为的灯泡，则（　　）
A．电压表的示数为 B．电路中的电流方向每秒改变10次
C．时，线圈处于中性面 D．电动势的瞬时值表达式为
6．如图所示，金属棒垂直于竖直金属导轨且与导轨接触良好，导轨间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨上端与金属线圈相连，金属线圈用绝缘细线悬挂。要使线圈有靠近线圈的趋势，并产生如图方向的感应电流，下列可采用的操作是（　　）
A．棒向上加速直线运动
B．棒向下加速直线运动
C．棒向上减速直线运动
D．棒向下减速直线运动
7．在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器原、副线圈的匝数比为。、为定值电阻，，为滑动变阻器，滑片位于图中位置时。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．
B．一个周期内，整个电路消耗的电能为
C．若将的滑片上移，的功率将减小
D．若将的滑片上移，的电流将增大
8．有一正方形匀质金属框，其质量为m，边长为L，距离金属框下底边H处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该金属框在垂直磁场的平面内以初速度水平无旋转抛出（金属框下端保持水平），设置合适的磁感应强度大小B，使其匀速通过磁场，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变
B．金属框在通过磁场的过程中产生的热量为mgL
C．仅改变H，金属框仍能匀速通过磁场
D．仅改变，金属框仍能匀速通过磁场
二、多选题
9．如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直与导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，金属棒的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动（金属杆与导轨接触良好）。则下列说法中正确的是（　　）
A．电路中感应电动势的大小为
B．电路中感应电动势的大小为Blv
C．金属杆所受安培力的大小为
D．电路中感应电流的大小为
10．如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的磁场，磁场变化规律如图乙所示，面积为S的n匝金属线框处在磁场中。线框与电阻R相连，若金属框的电阻为，下列说法正确的是（　　）
A．线框面积将有扩大趋势 B．流过电阻R的感应电流方向由a到b
C．线框cd边受到的安培力方向向上 D．a、b间的电压为
11．如图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场B中，绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻R的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（　　）
A．电阻R上电流方向由c到d B．电阻R上电流方向由d到c
C．通过R上电流 D．通过R上电流
12．如图，光滑足够长框架与水平桌面夹角为，间距为，阻值为的电阻与导轨的、端相连。质量为、电阻也为的导体棒垂直于导轨放置并可沿导轨自由滑动。整个装置放于匀强磁场中，磁场的方向垂直斜面向上（图中未画出），磁感应强度的大小为。导体棒的中点系一个不可伸长的轻绳，绳绕过固定框架边缘的光滑轻滑轮后，与一个质量也为的物块相连，绳处于拉直状态。现若从静止开始释放物块，用表示物块下落的高度（物块不会触地，杆不会碰撞滑轮），表示重力加速度，其它电阻不计，则（　　）
A．物块下落的最大加速度为
B．若足够大，物块下落的最大速度为
C．通过电阻的电荷量为
D．若足够大，导体棒的发热量为
三、实验题
13．某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是_______（填“向上拔出”或“向下插入”）。
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路，要想使电流计指针发生偏转，下列四种操作中可行的是_______。
A．闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止一起向上运动
B．闭合开关，螺线管B不动，螺线管A插入或拔出螺线管B
C．闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片
D．螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关
四、解答题
14．如果中央人民广播电台向外发射500 kHz的电磁波，若距该台6×103 km处有一台收音机，问：
（1）此电磁波的波长多大？
（2）从电台发出的信号经过多长时间可以到达收音机处？
15．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈转过时电动势的瞬时值为多大？
（3）电路中电压表的示数是多少？
16．如图所示，发电机输出功率为P＝100 kW，输出电压为，用户需要的电压为，已知升压变压器原副线圈匝数比，两理想变压器之间输电线的总电阻为r＝5 Ω，其它电线的电阻不计，试求：
（1）输电线上的电流大小；
（2）输电线中因发热而损失的功率；
（3）降变压器原副线圈匝数比。
17．如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒置于导轨上，在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数，取。
（1）求金属棒沿导轨向下运动的最大速度；
（2）求金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率：
（3）若从金属棒开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为2J，求流过电阻的电荷量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A．发生电磁感应现象时，若电路不闭合，只产生感应电动势，不产生感应电流，A错误；
B．穿过线圈的磁通量均匀变化时，感应电动势保持不变，B错误；
C．根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，C正确；
D．产生感应电流的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化，D错误。
故选C。
2．A
【详解】A．探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警，A正确；
B．为了减小变压器铁芯中的涡流损失，应该增大铁芯材料的电阻率，B错误；
C．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C错误；
D．磁电式电流表在运输过程中需要将正、负接线柱用导线连接起来以免损坏是电磁阻尼原理，D错误。
故选A。
3．A
【详解】A．由于小环运动的范围内，各处的磁场强度不同，所以小环运动的过程中机械能不断转化为电能，故小球的机械能会越来越小，最终停在最低点B，故A正确；
B．因为圆环在运动的过程中，有感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，故不能上升到右侧与C点等高处，故B错误；
C．整个过程重力势能转化为电能，机械能不守恒，故C错误；
D．圆环来回运动，磁通量不断变化，所以感应电流方向不断变化，故D错误。
故选A。
4．C
【详解】A．闭合S时，由于线圈产生自感电动势，可知b、c灯瞬间变亮，a灯逐渐变亮，故A错误；
B．闭合S，电路稳定后，由于线圈直流电阻不计，可知流过c灯电流大于流过b灯电流，且b、c灯泡相同，则c灯功率大于b灯功率，c灯比b灯亮，故B错误；
C．闭合S，电路稳定后，由于a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻，可知通过线圈电流大于通过b灯电流；断开S时c灯立即熄灭，由于b灯与a灯和线圈构成回路，则b灯闪亮一下后逐渐熄灭，故C正确；
D．断开S时通过a灯的感应电流与原电流方向相同，都是向右，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】B．从乙图可知，周期T=0.2s，频率5Hz，所以电路中的电流方向每秒改变10次，选项B正确；
A．从乙图可知，电动势最大值
电动势有效值
故电路电流
电压表V的示数
U=IR=18V
选项A错误；
C．0.1s时，感应电动势最大，此时磁通量为零，线圈与中性面垂直，故C错误；
D．角速度
故电动势e的瞬时值表达式
故D错误。
故选B。
6．C
【详解】AB．线圈N有靠近线圈M的趋势，根据楞次定律，说明M中的电流减小，导致N中的磁通量减小，由法拉第电磁感应定律，所以ab棒做减速运动，故AB错误；
CD．N中产生如图所示的电流，由右手螺旋定则可得，线圈N左端施S极，右端是N极，要使MN靠近，那么M的右端是N极，左端施S极，则ab棒中的电流方向应该是从b到a；若ab棒向上运动时，由右手定则可得ab棒中的电流方向是从b到a，若ab棒向下运动时，由右手定则可得ab棒中的电流方向是从a到b；故C正确，D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．依题意，可得副线圈两端的电压有效值为
则原线圈两端的电压及电流有效值分别为
可得
故A错误；
B．一个周期内，整个电路消耗的电能为
故B正确；
CD．若将的滑片上移，则接入电路中的有效阻值增大，负载电阻增大，副线圈的电流将减小，根据理想变压器的电流与匝数比关系可知，原线圈中的电流也将减小，即流经的电流将减小，则变压器输入端的电压将增大，根据理想变压器的电压与匝数比关系可知，输出端电压也将增大，根据，则的功率将增大，故CD错误。
故选B。
8．D
【详解】A．将金属框以初速度水平无旋转抛出后，金属框做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互抵消，竖直方向切割磁感线产生的感应电动势为
，
可得
可知通过磁场的过程中，金属框中电流的大小不变，当金属框刚进入磁场时穿过金属框的磁通量增加，此时感应电流的方向为逆时针方向，当金属框出磁场时穿过金属框的磁通量减少，此时感应电流的方向为顺时针方向，故A错误；
B．在金属框匀速通过磁场过程中，有
则克服安培力做的功
则金属框在通过磁场的过程中产生的热量为2mgL，故B错误；
CD．根据平抛运动规律和平衡条件有
，
解得
则B与H有关，与无关，故C错误，D正确。
9．BCD
【详解】AB．导线切割磁感线的有效长度为l，则电路中感应电动势的大小为
选项A错误，B正确；
D．电路中感应电流的大小为
选项D正确；
C．金属杆所受安培力的大小为
选项C正确。
故选BCD。
10．BD
【详解】A．由楞次定律可得线框中磁场变大，线框磁通量变大，则线框中产生的感应电流所受安培力向内，线框面积将有缩小趋势，故A错误；
B．由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，所以通过 R 的电流方向为，故 B正确；
C．感应电流的方向为逆时针，根据左手定则可知，线框cd边受到的安培力方向向下，故 C错误；
D．由闭合电路殴姆定律可得
那么 R 两端的电压为
故 D 正确。
故选BD。
11．BC
【详解】根据法拉第电磁感应定律，切割产生的感应电动势为
根据欧姆定律，通过电阻的电流为
由右手定则，圆盘相当于电源，其方向为从边缘指向圆心，所以电阻中的电流方向为从d到c。
故选BC。
12．AB
【详解】A．由题意，对导体棒及物块受力分析，可知物块和导体棒将做加速度逐渐减小的加速运动。开始下落时，物块有最大加速度，对物块及导体棒整体，根据牛顿第二定律有
可得最大加速度大小为
B．若足够大，当物块及导体棒整体匀速时，物块下落速度达到最大，对整体受力分析，根据平衡条件可得
联立以上式子，求得物块下落的最大速度为
故B正确；
C．由题意，可得
得通过电阻的电荷量为
故C错误；
D．若足够大，根据能量守恒定律有
可得导体棒的发热量为
故D错误。
故选AB。
13． 向下插入 BCD## BDC## CBD## CDB## DBC## DCB
【详解】（1）[1]要使灵敏电流计的指针向左偏转，可知线圈中感应电流的方向是顺时针方向，根据安培定则可知，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁磁场方向向上，根据楞次定律可知，穿过线圈的原磁通量增加，故条形磁铁是向下插入。
（2）[2] A．要使灵敏电流计指针发生偏转，根据楞次定律可知，螺线管B的磁通量要变化，闭合开关，螺线管A和螺线管B相对静止一起向上运动，穿过螺线管B的磁通量不变化，故A错误；
B．闭合开关，螺线管B不动，螺线管A插入或拔出螺线管B，螺线管B的磁通量变化，电流计指针发生偏转，故B正确；
C．闭合开关，螺线管A、B不动，移动滑动变阻器的滑片，电路中电流变化，螺线管B的磁通量变化，电流计指针发生偏转，故C正确；
D．螺线管A、B和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关，电路中电流变化，螺线管B的磁通量变化，电流计指针发生偏转，故D正确。
故选BCD。
14．（1）600m；（2）0.02s
【详解】（1）根据波速公式
c=λf
又电磁波在真空中的传播速度为
c=3×108 m/s
代入数据，解得
λ==600 m
（2）根据公式，可得从电台发出的信号到达收音机处经过的时间为
t= s=0.02 s
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）依题意，可得线圈转动的角速度
从中性面开始计时瞬时值表达式为
代入相关已知数据得
（2）当时，电动势的瞬时值
（3）电动势的有效值为
根据闭合电路欧姆定律可得电流表示数
则电压表示数为
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）理想变压器原、副线圈中的电压比等于匝数比
则输电线的电压为
输电线上的电流
（2）输电线中因发热而损失的功率
（3）降压变压器的输入电压为
用户需要的电压为220V，根据原副线圈匝数与电压的关系，可知降压变压器原副线圈匝数比为
17．（1）4m/s；（2）；（3）2.25C
【详解】（1）金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为
则受到的安培力为
由于安培力与运动方向相反，则有
可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，故有
代入数据解得，金属棒沿导轨向下运动的最大速度为
（2）由电路中的电流
可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，即为
故金属棒沿导轨向下运动过程中，电阻上的最大电功率为
（3）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为，根据能量守恒定律有
解得，金属棒沿导轨下滑的距离为
则流过电阻的电荷量为

吉林省长春市两校2022-2023高二下学期4月联考物理试题（答案）