重慶市2023-2024學年高二物理上學期12月月考試題含解析

（時間75分鐘總分100分）一、單項選擇題（該題有8個小題，每小題只有一個答案是正確的，每小題4分，共32分）1.如圖，在一水平、固定的閉合導(dǎo)體圓環(huán)上方，有一條形磁鐵（N極朝上，S極朝下）由靜止開始下落，磁鐵從圓環(huán)中穿過且不與圓環(huán)接觸，關(guān)于圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向（從上向下看），下列說法中正確的是A.總是順時針 B.總是逆時針C.先順時針后逆時針 D.先逆時針后順時針【答案】C【解析】【詳解】由圖示可知，在磁鐵下落過程中，穿過圓環(huán)的磁場方向向上，在磁鐵靠近圓環(huán)時，穿過圓環(huán)的磁通量變大，在磁鐵遠離圓環(huán)時穿過圓環(huán)的磁通量減小，由楞次定律可知，從上向下看，圓環(huán)中的感應(yīng)電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向，故C正確．故選C．2.如圖所示，是一多匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的圖像，根據(jù)圖像可知（）A.此交變電動勢的瞬時表達式為B.此交變電動勢的瞬時表達式為C.時，穿過線圈的磁通量為零D.時，穿過線圈的磁通量的變化率最大【答案】B【解析】【詳解】AB．由圖像知，周期則則電動勢瞬時表達式為故A錯誤，B正確；C．t=0.01s時，感應(yīng)電動勢為零，知處于中性面位置，磁通量最大。故C錯誤；D．在t=0.02s時，感應(yīng)電動勢為零，知磁通量的變化率為零。故D錯誤。故選B。3.一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖甲所示，當它對阻值為的燈泡供電時，燈泡恰好正常發(fā)光，電路組成如圖乙所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為，下列說正確的是（）A.時穿過線圈的磁通量變化率最大B.時電壓表的示數(shù)為C.燈泡額定電壓為D.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】A【解析】【詳解】A．當電動勢最大時，線框的磁通量變化率最大，所以時線框的磁通量變化率最大，A正確；BC．根據(jù)圖像可知，電動勢的最大值為，則有效值為則電壓表示數(shù)為此時燈泡正常發(fā)光，所以燈泡的額定電壓為，BC錯誤；D．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為D錯誤。故選A。4.如圖所示，電路中L為一自感線圈，兩支路直流電阻相等，則（）A.閉合開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù)B.閉合開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù)C.閉合開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)D.斷開開關(guān)S時，穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)【答案】B【解析】【詳解】ABC．閉合開關(guān)S時，導(dǎo)致線圈中電流增加，則產(chǎn)生反感電動勢，從而阻礙電流的增加，所以穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)大于A2的示數(shù)。故AC錯誤B正確；D．斷開開關(guān)S時，導(dǎo)致線圈中電流減小，則產(chǎn)生反感電動勢，從而阻礙電流的減小，則線圈與電阻串聯(lián)構(gòu)成一個新電路，所以穩(wěn)定前電流表A1的示數(shù)等于A2的示數(shù)。故D錯誤。故選B。5.如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系，若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過的時間，兩電阻消耗的電功之比為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】圖甲中，在一個周期內(nèi)，根據(jù)電流的熱效應(yīng)有代入數(shù)據(jù)解得電流的有效值圖乙中，在一個周期內(nèi)，根據(jù)電流熱效應(yīng)有代入數(shù)據(jù)解得電流的有效值根據(jù)知，在相同時間內(nèi)兩電阻消耗的電功之比故C正確，ABD錯誤。6.如圖所示，先后以速度和勻速把一矩形線圈水平拉出有界勻強磁場區(qū)域，且，則在先后兩種情況下（）A.線圈中的感應(yīng)電動勢之比為B.線圈中的感應(yīng)電流之比為C.線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比D.通過線圈某截面的電荷量之比【答案】D【解析】【詳解】AB．由于又可知AB錯誤；C．由焦耳定律由于兩次線圈出磁場的時間之比為，可知C錯誤；D．電荷量通過線圈某截面的電荷量之比D正確。故選D。7.如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框；在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為d(d>L)的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導(dǎo)線框的一邊平行，磁場方向豎直向下．導(dǎo)線框以某一初速度向右運動．t＝0時導(dǎo)線框的右邊恰與磁場的左邊界重合，隨后導(dǎo)線框進入并通過磁場區(qū)域．下列v-t圖像中，可能正確描述上述過程的是()A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】線框進入磁場時，由右手定則和左手點則可知線框受到向左的安培力，由于，則安培力減小，故線框做加速度減小的減速運動；同理可知線框離開磁場時，線框也受到向左的安培力，做加速度減小的減速運動；線框完全進入磁場后，線框中沒有感應(yīng)電流，不再受安培力作用，線框做勻速運動，本題選D．8.如圖所示，足夠長的平行光滑導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為L＝1m，其右端連接有定值電阻R＝2Ω，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面磁感應(yīng)強度B＝1T的勻強磁場中。一質(zhì)量m＝2kg的金屬棒在恒定的水平拉力F＝10N的作用下，在導(dǎo)軌上由靜止開始向左運動，運動中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直。導(dǎo)軌及金屬棒的電阻不計，下列說法正確的是（）A.產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向在金屬棒中由b指向aB.金屬棒向左做先加速后減速運動直到靜止C.金屬棒的最大速度為20m/sD.電阻R的最大熱功率為20W【答案】C【解析】【詳解】A.金屬棒向左運動切割磁感線，根據(jù)右手定則判斷得知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向由a→b，故A錯誤；BC.根據(jù)左手定則可知金屬棒所受的安培力方向向右，且安培力的大小先小于拉力，棒做加速運動，根據(jù)可得由于金屬棒加速，故安培力增大，當安培力等于拉力時合外力為零，金屬棒做勻速直線運動，速度達到最大，為，有得故B錯誤，C正確；D.速度最大時，電動勢最大，電流最大，這時電阻R的熱功率最大，為故D錯誤。故選C。二、多項選擇題（該題有4個小題，每小題至少有兩個答案是正確的，每小題4分，共16分）9.如圖所示，有兩根與水平方向成角的光滑平行的足夠長的金屬導(dǎo)軌?；瑒幼冏杵鹘尤腚娐返碾娮柚禐镽（最大阻值足夠大），導(dǎo)軌的寬度L=0.5m，空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小B=1T。一根質(zhì)量m=1kg、內(nèi)阻r=1的金屬桿從導(dǎo)軌上端由靜止滑下。經(jīng)過足夠長的時間后，金屬桿的速度達到最大速度，取g=10m/s2，不計導(dǎo)軌電阻，則有（）A.R越小，越大B.金屬桿的最大速度大于或等于20m／sC.若R不變，m變小，則變大D.若R=1，則金屬桿的最大速度為40m／s【答案】BD【解析】【詳解】A.根據(jù)E=BLv得當安培力與重力沿導(dǎo)軌向下的分力相等時，速度最大，即得最大速度為可知R越小，最大速度越小，故A錯誤；B.當R=0時則金屬桿的最大速度大于或等于20m/s，故B正確；C.根據(jù)最大速度得m越小，vm越小，故C錯誤；D.若R=1Ω時故D正確。故選BD。10.如圖所示，電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的傾角為θ，下端與阻值為R的定值電阻相連，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直向上穿過導(dǎo)軌平面．有一質(zhì)量為m．長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的．大小為v的初速度向上運動，最遠到達的位置，滑行的距離為s．已知導(dǎo)體棒的電阻也為R，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ，則上滑過程中（）A.導(dǎo)體棒受到的最大安培力為B.電流做功產(chǎn)生的熱量為C.導(dǎo)體棒克服安培力做功為D.導(dǎo)體棒損失的機械能為【答案】BD【解析】【詳解】A．導(dǎo)體棒開始運動時速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流最大，所受的安培力最大E=Blv、I=E/2R、F=Bil最大安培力為Fmax=B2l2v/2R故A錯誤；B．導(dǎo)體棒上滑的過程中，根據(jù)動能定理得知電流做功產(chǎn)生的熱量為故B正確．C錯誤；D．上滑的過程中導(dǎo)體棒的動能減小，重力勢能增加mgssinθ，所以導(dǎo)體棒損失的機械能為?mgssinθ.故D正確．故選BD。11.如圖所示，足夠長的U形光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0＜θ＜90°），其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計，金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當流過ab棒某一橫截面的電荷量為q時，棒的速度大小為v，則金屬棒ab在這一過程中（）A.加速度大小為 B.下滑位移大小為C.產(chǎn)生的焦耳熱為qBLv D.受到的最大安培力大小為【答案】BD【解析】【詳解】A．隨著導(dǎo)體棒的速度增大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢變大，感應(yīng)電流變大，則安培力變大，合力變化，根據(jù)牛頓第二定律可知，該過程中合力變化，加速度不是恒定的，故A錯誤；BC．設(shè)棒下滑位移的大小為x。由電量解得根據(jù)能量守恒定律得棒產(chǎn)生的焦耳熱為故B正確C錯誤；D．受到的最大安培力大小為故D正確。故選BD。12.如圖所示，邊長為L的正方形線圈abcd，其匝數(shù)為n，總電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞軸勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷中正確的是（）A.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達式e=nBL2ωsinωtB.在t=時刻，磁場穿過線圈的磁通量最大，但此時磁通量的變化率為零C.從t=0時刻到t=時刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=D.從t=0時刻到t=時刻，通過R的電荷量q=【答案】CD【解析】【詳解】A．由閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達式e=Emsinωt，得回路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達式e=nBωL2sinωt故A錯誤；

B．在時刻，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°，此時磁場穿過線圈的磁通量最小，磁通量變化率最大，故B錯誤；

C．電壓有效值為，從t=0到時刻，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為故C正確；D．從t=0到時刻，通過R的電荷量故D正確。故選CD。三、實驗題（該題有兩個小題，每個小問4分，共12分）13.用如圖所示的實驗裝置研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。當有電流從電流表的正極流入時，指針向右偏轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）A.當把磁鐵N極向下插入線圈時，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)B.當把磁鐵N極從線圈中拔出時，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)C.保持磁鐵在線圈中靜止，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.磁鐵插入線圈后，將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運動，電流表指針向左偏【答案】AC【解析】【詳解】A．由楞次定律及右手螺旋定則可知，當把磁鐵N極向下插入線圈時，感應(yīng)電流從負極流入，電流表指針向左偏，故A正確；B．由楞次定律及右手螺旋定則可知，當把磁鐵N極從線圈中拔出時，感應(yīng)電流從正極流入，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；C．保持磁鐵在線圈中靜止，穿過線圈的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正確；D．磁鐵插入線圈后，將磁鐵和線圈一起以同一速度向上運動，穿過線圈的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，故D錯誤。故選AC。14.我們可以通過實驗探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律.以下是實驗探究過程的一部分.（1）如圖甲所示,當磁鐵的極向下運動時,發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn),若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向,必須知道__________.（2）如圖乙所示,實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)時,電流計指針向右偏.電路穩(wěn)定后,若向左移動滑動觸頭,此過程中電流計指針向__________偏轉(zhuǎn);若將線圈抽出,此過程中電流計指針向__________偏轉(zhuǎn)(均填“左”或“右”).【答案】①.電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系②.右③.左【解析】【詳解】（1）若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向，必須知道電流從正（負）接線柱流入時，電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向（2）因為當閉合開關(guān)時，電路中的電流增大，穿過線圈的磁通量增加，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電流使電流表指針向右偏；若向左移動滑動觸頭，此過程中電路中的電流也增大，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)；若將線圈A抽出，穿過線圈的磁通量減少，則此過程中電流表指針向左偏轉(zhuǎn)．四、計算題（該題共3個小題，8+16+16=40分）15.如圖甲所示，不計電阻的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為L=1m，上端接有電阻R=3Ω，虛線OO′下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場。現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=1Ω的金屬桿ab，從OO′上方某處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放，桿下落過程中始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，桿下落過程中的v－t圖像如圖乙所示。(取g=10m/s2)求：(1)磁感應(yīng)強度B的大小；(2)桿在磁場中下落0.1s的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)2T；(2)0.075J【解析】【詳解】(1)由圖像可知，桿自由下落0.1s進入磁場以v=1.0m/s做勻速運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=BLv桿中的感應(yīng)電流桿所受的安培力F安=BIL由平衡條件得mg=F安代入數(shù)據(jù)得B=2T(2)電阻R產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=0.075J16.如圖所示，在磁感應(yīng)強度B=0.2T的水平勻強磁場中，有一邊長為L=10cm，匝數(shù)N=100匝，總電阻r=1Ω的正方形線圈繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速，有一電阻R=9Ω，通過電刷與兩滑環(huán)接觸，R兩端接有一理想交流電壓表，求：（1）若從線圈通過中性面時開始計時，寫出電動勢的瞬時表達式。（2）電壓表的示數(shù)。（3）在1分鐘內(nèi)外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動所做的功。（4）從圖中所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中通過電阻R的電量?！敬鸢浮浚?）e=40sin(200t)V；（2）；（3）4800J；（4）002C【解析】【詳解】(1)根據(jù)角速度定義式，得若從線圈通過中性面時開始計時，則有(2)有效值電壓表示數(shù)(3)在1分鐘內(nèi)外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動所做的功(4)從圖