2021-2022学年河北省张家口市宣化第一中学高二下学期4月月考物理试题 解析版

这是一份2021-2022学年河北省张家口市宣化第一中学高二下学期4月月考物理试题 解析版，共23页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
张家口市宣化第一中学2021-2022学年高二下学期4月月考物理试卷一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）如图，图中的粒子不计重力，下列说法正确的是
A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压
B. 乙图是磁流体发电机，可判断出极板是发电机的负极
C. 丙图可以判断基本粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若载流子带负电，稳定时板电势高如图所示，原来静止的弓形线圈通有逆时针方向的电流，在其直径中点右侧放置一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线，并通以电流，方向垂直纸面向里，此时环形线圈的运动情况是A. 从左至右观察，以为轴逆时针旋转，并且点靠近直线电流
B. 从左至右观察，以为轴逆时针旋转，并且点远离直线电流
C. 从左至右观察，以为轴顺时针旋转，并且点靠近直线电流
D. 从左至右观察，以为轴顺时针旋转，并且点远离直线电流
 如图，在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一形金属导轨，导轨平面与磁场垂直。金属杆置于导轨上并与导轨形成闭合回路，一圆环形金属框位于回路围成的区域内，线框与导轨共面。现让金属杆突然向右运动，在运动开始的瞬间，关于感应电流的方向，下列说法正确的是A. 中沿顺时针方向，中沿逆时针方向
B. 中沿顺时针方向，中沿顺时针方向
C. 中沿逆时针方向，中沿逆时针方向
D. 中沿逆时针方向，中沿顺时针方向如图所示，边长为的正方形区域内包括边界存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，在点处有一粒子源，能够沿方向发射质量为、电荷量为的粒子，粒子射出的速率大小不同．粒子的重力忽略不计，也不考虑粒子之间的相互作用．则A. 轨迹不同的粒子，在磁场中运动时间一定不同
B. 从点射出的粒子入射速度大小为
C. 从点射出的粒子在磁场中运动的时间为
D. 粒子在边界上出射点距点越远，在磁场中运动的时间越短在如图甲所示的电路中，螺线管匝数匝，横截面积。螺线管导线电阻，，，。在一段时间内，垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度的方向如图甲所示，大小按如图乙所示的规律变化，则下列说法中正确的是
A. 螺线管中产生的感应电动势为
B. 闭合，电路中的电流稳定后，电容器的下极板带负电
C. 闭合，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为
D. 闭合，电路中的电流稳定后，断开，则断开后，流经的电荷量为如图所示，为水平放置的平行“”形光滑金属导轨，间距为，导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为，导轨电阻不计。已知金属杆倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为，保持金属杆以速度沿平行于的方向滑动金属杆滑动过程中与导轨接触良好。则
A. 金属杆的热功率为
B. 电路中感应电动势的大小为
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如图所示，是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，和是两个参数相同的灯泡，若将开关闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关，则A. 开关闭合时，灯泡一直不亮
B. 开关闭合时，灯泡、同时亮，最后一样亮
C. 开关断开瞬间，立即熄灭，闪亮一下逐渐熄灭
D. 开关断开瞬间，、都闪亮一下逐渐熄灭
 如图甲是阻值为的线圈与阻值为的电阻构成的回路．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则
A. 电压表的示数为 
B. 通过电阻的电流为 
C. 电阻上消耗的功率为 
D. 通过电阻的电流方向每秒变化次如图所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面纸面向里，磁感应强度随时间的变化规律如图所示。用表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则下图中的图象正确的是
A.  B.
C.  D. 如图所示，理想变压器原线圈、两端接入稳定的交流电压，是原线圈的中心抽头，为单刀双掷开关，滑动变阻器的滑片处于变阻器正中间，电表均为理想电表，下列说法中正确的是
A. 只将从驳接到，电流表的示数将减半
B. 只将从驳接到，电压表的示数将减半
C. 只将滑动变阻器的滑片从中点移到最上端，电流表的示数将减半
D. 只将滑动变阻器的滑片从中点移到最上端，、两端输入的功率将为原来的 二、实验题（本大题共2小题，共14.0分）如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置：

如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈迅速插入线圈中，电流计指针将______偏转；填“向左”、“向右”或“不”
连好电路后，并将线圈插入线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______；
A.插入铁芯
B.拔出线圈
C.变阻器的滑片向左滑动
D.断开电键瞬间
为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图中所示，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图中的条形磁铁的运动方向是向______填“上”、“下”；图中的条形磁铁下端为______极填“”、“”。
某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
下列实验器材必须要用的有______ 选填字母代号。
A.干电池组
B.学生电源
C.多用电表
D.直流电压表
E.滑动电阻器
F.条形磁铁
G.可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈
下列说法正确的是______ 选填字母代号。
A.为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C.测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
该同学通过实验得到了如表所示的实验数据，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：______ 。实验次数匝匝  三、计算题（本大题共4小题，共46.0分）如图甲所示，一个电阻值为，匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成图甲所示闭合电路。圆形线圈内存在垂直于线圈平面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。导线的电阻不计。求：
金属线圈中产生的感应电动势；
时间内电阻两端的电压及电阻上产生的热量；

时间内通过电阻的电量。






 如图甲所示的理想变压器原、副线圈的匝数比为：，原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为，求：

副线圈两端电压的有效值；
原线圈中电流表的示数。






 如图所示，两平行金属导轨、的间距为，且与水平面夹角为，导轨与定值电阻和相连，磁感应强度为的匀强磁场垂直穿过导轨平面向上，导轨上有一质量为、电阻为的金属棒以某一速度沿导轨匀速下滑。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为，，金属棒与导轨始终接触良好。求：
流过金属棒的电流。
金属棒两端的电压。
金属棒沿导轨下滑距离的过程中，通过电阻的电荷量。







 如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ象限有沿轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为带电荷量为的正粒子不计重力从坐标为的点以初速度沿轴负方向开始运动，接着进入磁场后由坐标原点射出，射出时速度方向与轴负方向夹角为，不计重力，求：
粒子从点射出时的速度大小；
电场强度的大小；
粒子从点运动到点所用的时间。







                2021-2022学年下学期宣化一中高二月考物理试卷（4月份）答案和解析 1.【答案】
 【解析】解：、图甲是回旋加速器，当粒子速度增大到使其半径达到形盒半径时，就被引出，所以最大动能，故增加电压不能增加粒子的动能，故A错误；
B、当带有正负粒子的等离子体通入两板间时，根据左手定则，带正电的离子向下偏转，负离子向上偏转，所以板相当于电源正极，板是发电机的负极，故B正确；
C、丙图是速度选择器，它只能选择速度为的粒子通过，但并不能判断电性，故C错误；
D、由图可知，负粒子由向运动，根据左手定则，负粒子向左偏转，故C板电势低，故D错误。
故选：。
回旋加速器靠电场加速，靠磁场回旋，最大动能由粒子和形盒半径决定。等离子体发电机和速度选择器的原理是带电粒子在正交的电场和磁场中做直线运动的条件。根据左手定则判断霍尔效应中金属板电势的高低。
本题考查带电粒子在复合场中的运动的几个实例，抓住左手定则、电场力与电场强度的方向，即比较安培力和洛伦兹力和电场力大小是解决问题的关键。
 2.【答案】
 【解析】解：根据右手螺旋定则知，直线电流在点的磁场方向竖直向上，与点电流方向平行，所以点不受安培力；取线圈上下位置一微元研究，如图所示。根据左手定则可知，弓形线圈轴上半部分受垂直纸面向里的安培力，下半部分受垂直纸面向外的安培力，所以从左至右观察，弓形线圈将以直径为轴逆时针转动，在旋转的过程中，弓形线圈会和固定不动的长直导线平行，此时电流方向同向，根据左手定则，会靠近直线电流，故A正确，BCD错误。
故选：。
先通过右手螺旋定则判断直线电流在点的磁场方向，对弓形线圈电流进行微分，利用左手定则判断安培力方向，从而判断线圈转动的方向。
本题考查磁场对通电直导线的作用，要注意利用微元法判断弓形线圈所受安培力。
 3.【答案】
 【解析】向右运动，导体切割磁感线，根据右手定则，可知电流由流向，即逆时针方向，根据楞次定律可知，通过的磁场减弱，则的感应电流产生的磁场应指向纸面里面，则感应电流方向为顺时针。
故选D。
 4.【答案】
 【解析】【分析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，粒子在磁场中转过的圆心角为，则粒子在磁场中的运动时间：；根据题意求出粒子轨道半径，应用牛顿第二定律与粒子周期公式分析答题．
本题考查了粒子在磁场中的运动，知道粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力、掌握粒子做圆周运动的周期公式是解题的前提，分析清楚粒子运动过程即可解题．
【解答】
A、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期：，设粒子在磁场中转过的圆心角为，粒子在磁场中的运动时间：，粒子速率不同运动轨迹不同，如果转过的圆心角相等，则粒子在磁场中的运动时间相等，如从边离开磁场的粒子在磁场中转过半个圆周，虽然运动轨迹不同，但运动时间都相同，为，故A错误；
B、由几何知识可知，从点射出的粒子运动轨道半径：，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故B错误；
C、从点射出的粒子在磁场中的运动轨迹为半圆，运动时间：，故C正确；
D、从边不同位置离开磁场的粒子距离点的距离不同，但是从边射出磁场的粒子在磁场中的运动时间都是，由此可知，粒子在边界上出射点距点越远，在磁场中运动的时间不一定越短，故D错误；
故选：。  5.【答案】
 【解析】解：根据法拉第电磁感应定律可得螺线管中产生的感应电动势为：，解得：，故A错误；
B.根据楞次定律可以判断回路中感应电流的方向应为逆时针方向，所以电容器的下极板带正电，故B错误；
C.闭合，电路中的电流稳定后，电阻的电功率为，解得：，故C正确；
D.闭合，电路中的电流稳定后电容器两端的电压为，解得：；
断开后，流经的电荷量即为闭合时电容器一个极板上所带的电荷量，即：，故D错误。
故选：。
根据法拉第电磁感应定律求出螺线管中产生的感应电动势；根据楞次定律，来判定感应电流方向，从而确定电容器的正负极；根据求出电阻的电功率；电容器与并联，两端电压等于两端的电压，根据求出电容器的电量。
本题是电磁感应与电路的综合，知道产生感应电动势的那部分相当于电源，然后再运用闭合电路欧姆定律进行求解。
 6.【答案】
 【解析】解：、金属杆切割磁感线的有效长度为，电路中的感应电动势为，故B错误；
D、电路中感应电流的大小为，故D错误；
C、金属杆所受安培力的大小为，故C错误；
A、金属杆的热功率为，故A正确。
故选：。
根据切割产生的感应电动势公式求出电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小，根据安培力公式求出金属杆所受的安培力大小，结合功率公式求出金属杆的热功率。
在应用求解导体棒做切割磁感线运动产生的感应电动势时必须是、、两两相互垂直，该题由于导体棒和速度不相互垂直，所以必须找到有效切割长度。
 7.【答案】
 【解析】解：、当闭合时，由于的阻碍，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，并且流过的电流相等，故两灯的亮度相同；但电路稳定后，灯泡被短路而熄灭，灯更亮，最后保持不变，故AB错误；
、当断开时，中电流消失，故立即熄灭；由于电感中产生感应电动势，线圈与灯组成自感回路，使闪亮一下后逐渐熄灭，故C正确，D错误。
故选：。
电感在内部电流发生变化时会产生一种阻碍作用，当电流增大时会产生反向电动势使电流缓慢增大，在接通瞬间看作是电阻极大；当电流减小时，会产生同向电动势，使电流缓慢减小，相当于电源。
本题要明确电感的自感现象，是由于电磁感应现象使其内部电流产生的一个变化，应根据电磁感应现象进行理解。
 8.【答案】
 【解析】解：、电动势有效值为，因此由阻值为的线圈与阻值为的电阻构成的回路，电流为，故B正确；
A、由选项可知，电阻的电压为，故A错误；
C、电阻上消耗的功率为，故C错误；
D、由图象知周期，所以每秒有个周期，而一个周期电流方向变化次，因此电流方向每秒变化次，故D错误；
故选：。
从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度；磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大，转速加倍，最大值加倍．
本题考查了对交流电图象的认识，要具备从图象中获得有用信息的能力．
 9.【答案】
 【解析】【分析】
由图可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况，由楞次定律可得感应电流的方向，二者结合可得出正确的图象。
本题主要考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、闭合电路欧姆定律。
【解答】
由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度随的变化率。
由图可知，时间内，增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反感应磁场的磁感应强度的方向向外，由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值。所以可判断为负的恒值；为零；为正的恒值，故C正确，ABD错误。
故选C。  10.【答案】
 【解析】解：、只将从驳接到，则原线圈匝数减半，输入电压不变，则副线圈输出电压加倍，即电压表的示数加倍，分析副线圈电路，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流加倍，根据变流比可知，原线圈输入电流加倍，则电流表示数加倍，故AB错误；
C、只将滑动变阻器的滑片从中点移到最上端，副线圈电阻增大一倍，原线圈输入电压不变，匝数比不变，则输出电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈输出电流减半，根据变流比可知，原线圈输入电流减半，则电流表的示数减半，故C正确；
D、只将滑动变阻器的滑片从中点移到最上端，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，副线圈电路的电阻增大一倍，则输出功率减为一半，、两端输入的功率等于副线圈的输出功率，将减半，故D错误。
故选：。
只将从驳接到，则原线圈匝数减半，输入电压不变，输出电压加倍，根据闭合电路欧姆定律分析电表示数变化。
只将滑动变阻器的滑片从中点移到最上端，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，副线圈电路的电阻增大一倍，根据闭合电路欧姆定律分析电表示数变化，以及功率的变化。
此题考查了变压器的构造和原理，解题的关键是明确匝数变化和阻值变化对整个电路的影响，以及变压比和变流比的灵活运用。
 11.【答案】向右    下 
 【解析】解：已知闭合开关瞬间，线圈中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转；当开关闭合后，将线圈迅速插入线圈中时，线圈中的磁通量增加，所以产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转；
要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小。
A.插入铁芯时，线圈中的磁通量增加，指针向右偏转，故A错误；
B.拔出线圈时，线圈中的磁通量减小，指针向左偏转，故B正确；
C.变阻器的滑片向左滑动时，电流增大，线圈中的磁通量增大，指针向右偏转，故C错误；
D.断开电键瞬间，电流减小，线圈中的磁通量减小，指针向左偏转，故D正确。
故选：。
图中指针向左偏，可以知道感应电流的方向是顺时针俯视，感应电流的磁场方向向下，条形磁铁的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁通量增加，条形磁铁向下插入；
图中可以知道指针向右偏，则感应电流的方向逆时针俯视，由安培定则可知，感应电流的磁场方向向上，条形磁铁向上拔出，即磁通量减小，由楞次定律可知，条形磁铁的磁场方向应该向上，所以条形磁铁上端为极，下端为极。
故答案为：向右；；下；。
已知闭合开关瞬间，线圈中的磁通量增加，可知磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转，由此分析；
要使灵敏电流计的指针向左偏转，根据楞次定律知，磁通量应减小，根据各个选项中的磁通量的变化进行分析；
根据楞次定律进行解答。
解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，第问要注意电流进入电流表，指针向何处偏转，是解题的关键。
 12.【答案】；；在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即。
 【解析】实验中，必须要有学生电源提供交流电，需要；学生电源本身可以调节电压，无需滑动变阻器，需要用多用表测量电压，需要；本实验不需要条形磁铁，用可拆变压器来进行试验，需要；综上所述，需要的实验器材为。
故选BCG。
为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故A错误；
B.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测得副线圈电压，找出相应关系，故B正确；
C.为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故C正确；
D.变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故D错误。
故选BC。
通过数据计算可得，在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即。
 13.【答案】解：由法拉第电磁感应定律结合图像乙有
根据闭合电路欧姆定律有：

根据焦耳定律有：
时间内通过电阻的电量
答：金属线圈中产生的感应电动势为；
时间内电阻两端的电压及电阻上产生的热量分别为和；
时间内通过电阻的电量为。
 【解析】根据法拉第电磁感应定律可求金属线圈中产生的感应电动势；
根据闭合电路欧姆定律可求时间内电阻两端的电压；根据热量的表达式可求电阻上产生的热量；
根据求得通过电阻的电荷量。
本题主要是考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的综合应用，注意金属线圈相当于电源。
 14.【答案】解：由图乙所示图象可知，原线圈电压有效值：，
由理想变压器的变压比得：，
代入数据解得，副线圈两端电压的有效值；
理想变压器的输入功率等于输出功率，
输入功率：，
代入数据解得，原线圈中电流表的示数；
答：副线圈两端电压的有效值是；
原线圈中电流表的示数是。
 【解析】根据图乙所示图象求出原线圈电压的有效值，根据变压器的变压比求出副线圈两端电压。
理想变压器输入功率等于输出功率，已知副线圈输出功率，应用电功率公式可以求出原线圈电流，求出电流表示数。
本题考查了变压比问题，分析清楚图乙所示图象是解题的前提，根据图象求出原线圈的输入电压，应用变压比的变压比与电功率公式即可解题。
 15.【答案】解：金属棒下滑时受到的安培力为：
匀速下滑时，
联立解得：
金属棒两端的电压为：
金属棒沿导轨下滑距离的过程中，通过金属棒的电荷量为：

则通过电阻的电荷量为：

答：流过金属棒的电流为。
金属棒两端的电压为。
金属棒沿导轨下滑距离的过程中，通过电阻的电荷量为。
 【解析】对金属棒进行受力分析，结合安培力公式计算出电流；
根据欧姆定律得出金属棒两端的电压；
根据电流的定义式分析出总电荷量，结合电阻的关系得出通过的电荷量。
本题主要考查了电磁感应与电路的结合，熟悉安培力公式和通过截面电荷量的计算，在分析电荷量时要注意电阻的关系。
 16.【答案】解：带电粒子在电场中做类平抛运动，由点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，最终由点射出。轨迹如图所示

根据对称性可知，粒子在点时的速度大小与粒子在点的速度大小相等，均为，方向与轴负方向成角，则有

解得：
在到过程中，由动能定理得

解得：
设粒子在电场中运动的时间为，则有

解得：
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由几何关系可得

粒子在磁场中的运动时间为：
解得：
粒子在由到过程中的总时间：
联立解得：
答：粒子从点射出时的速度大小为；
电场强度的大小为；
粒子从点运动到点所用的时间为。
 【解析】根据运动的对称性，结合几何关系，即可求解；
根据动能定理，结合电场力做功，即可求解；
根据运动学公式与几何关系的综合，即可求解。
考查粒子在电场与磁场中运动，掌握处理的方法，理解确定的物理规律，注意会画出正确的运动轨迹图，同时注意几何的正确建立。