2021-2022学年重庆市第十一中学高二（下）第一次月考物理试题含解析

重庆市第十一中学校2023级高二下期质量抽测（二）

物理试题

一、选择题（本题共12小题，共48分，每题4分，1－8题为单选，9－12为多选，多选题选错、选多不给分，少选给2分）。

1. 电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是（ ）

A. 无线电波、红外线、紫外线、射线

B. 红外线、无线电波、射线、紫外线

C. 射线、红外线、紫外线、无线电波

D. 紫外线、无线电波、射线、红外线

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线．

故选A．

考点：考查电磁波谱的相关知识

点评：电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线

2. 如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，从左向右看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是（　　）

A. 顺时针，扩张趋势 B. 顺时针，收缩趋势

C. 逆时针，扩张趋势 D. 逆时针，收缩趋势

【答案】A

【解析】

【详解】由图可知，圆环由A位置水平向右移到B位置的过程中，穿过圆环向右的磁感线条数变少，故说明磁通量变小，根据楞次定律可知，圆环中感应电流磁场方向向右，再根据安培定则知圆环中感应电流方向是顺时针绕向（从左向右看），根据楞次定律推论“增缩减扩”可知圆环有扩张趋势。

故选A。

3. 如图所示，两根相同的竖直悬挂的弹簧上端固定，下端连接一质量为40g的金属导体棒部分导体棒处于边界宽度为d=10cm的有界匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里。导体棒通入4A的电流后静止时，弹簧伸长量是未通电时的1.5倍。若弹簧始终处于弹性限度内，导体棒一直保持水平，则磁感应强度B的大小为（取重力加速度g=10m/s2）（　　）

A. 0.25T B. 0.5T C. 0.75T D. 0.83T

【答案】B

【解析】

【详解】未通电时，导体棒的重力与两弹簧的弹力相等，根据平衡条件可知

通电后，通过导体棒的电流方向为从右向左，根据左手定则可知安培力竖直向下，根据平衡条件可知

两式相比得

解得

4. 如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N内阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动接头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（ ）

A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为

B. 矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为0

C. 当P位置不动R增大时，电压表读数也增大

D. 当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小

【答案】A

【解析】

【详解】A．矩形线圈产生的感应电流为正弦式交变电流，图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大，最大值为

故函数为

选项A正确；

B．矩形线圈从图示位置经过时间，刚好为周期，磁通量的变化量不为0，通过电流表的电荷量不为0，选项B错误；

C．电压表读数为路端电压的有效值，矩形线圈的内阻不计，故电压表的示数为交流电压的有效值，总是不变的，选项C错误；

D．当P位置向上移动、R不变时，原线圈的电压不变，副线圈的电压增大，输出功率变大，故原线圈的电流增大，选项D错误。

故选A。

5. 做简谐运动的物体，振动周期为2s，下列说法正确的是（　　）

A. 运动经过平衡位置时开始计时，那么当t＝1.2s时，物体正在做加速运动，加速度的值正在增大

B. 运动经过平衡位置时开始计时，那么当t＝1.2s时，正在做减速运动，加速度的值正在减小

C. 在1s时间内，物体发生的路程一定是2A

D. 在0.5s内，物体发生的路程一定是A

【答案】C

【解析】

【详解】AB．运动经过平衡位置时开始计时，因为

所以物体正从平衡位置向最大位移处运动，位移在增大，做减速运动，加速度正在增大，故AB错误；
C．由于

则根据简谐运动的周期性可知，在1s时间内，物体发生的路程一定是2A，故C正确；

D．由于

在0.5s内，物体发生的路程不一定是A，还物体起始位置有关，故D错误。

故选C。

6. 摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（即取），当振动至时，摆球恰具有负向最大速度，则单摆的振动图象是下图中的（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】单摆的周期

时，经历了，摆球具有负向的最大速度，即摆球处于平衡位置，且向负方向运动，故D正确，ABC错误。

故选D。

7. CD、EF是两条水平放置的电阻可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示，导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为，则下列说法中正确的是（　　）

A. 通过电阻R的最大电流为 B. 流过电阻R的电荷量为

C. 整个电路中产生的焦耳热为mgh D. 电阻R中产生的焦耳热为

【答案】D

【解析】

【详解】A．导体棒刚进入磁场的瞬间速度最大，产生的感应电流最大，由机械能守恒定律

解得

A项错误；

B．流过R的电荷量为

B项错误；

C．由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为

C项错误；

D．由于导体棒的电阻也为R，则电阻R中产生的焦耳热为

D项正确。

故选D。

8. 有一种磁强计，可用于测定磁场的磁感应强度，其原理如图所示。将一段横截面为长方形的N型半导体（主要靠自由电子导电）放在匀强磁场中，两电极、分别与半导体的前后两侧接触。已知磁场方向沿轴正方向，N型半导体横截面的长为，宽为，单位体积内的自由电子数为，电子电荷量为，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动。导体中通有沿轴正方向、大小为的电流时，两电极、间的电势差为。下列说法正确的是（　　）

A. 为正极，为负极 B. 磁感应强度的大小为

C. 磁感应强度的大小为 D. 其他条件不变时，越大，电势差越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据左手定则，结合自由电子定向移动的方向与电流方向相反，可知，自由电子受到的洛伦兹力方向指向，则自由电子偏向，则为负极，为正极，故A错误；

BC．设自由电子定向移动的速率为，则单位时间内移动的距离为，则体积为，电荷量为，则

两电极、间的电势差为时，对于自由电子，根据平衡条件

联立解得

故B错误C正确；

D．根据

变形得

则其他条件不变时，越大，电势差越小，故D错误。

故选B。

9. 一个简谐运动的振动图像如图甲所示，用v、a和F分别表示振子的速度、加速度及所受的回复力，对乙图中的下列各判断中正确的是（　　）

A. 图（1）可能是F－t图像 B. 图（2）可能是v－t图像

C. 图（3）可能是a－t图像 D. 图（4）可能是v－t图像

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由简谐运动特征

F=-kx

可知，回复力的图像与位移图像的相位相反，则知图（1）不可作为该物体的回复力-时间图像。故A错误；

BD．在简谐运动中，速度与位移的关系是位移为零，速度最大；位移最大，速度为零，位移增大，速度减小，因位移时间图像是正弦函数，则速度时间图像为余弦函数。且开始时，位移正向增大时，速度也为正方向，所以图（2）可以作为该物体的速度-时间图像。故B正确，D错误；

C．由

可知，加速度的图像与位移图像的相位相反，则知图（3）可以作为该物体的加速度-时间图像。故C正确。

故选BC。

10. 电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　）

A. 线圈中的磁场方向向上且电流正在变大

B. 电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大

C. 若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小

D. 若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，选项A正确；

B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则带电量减小，即极板间的电势差正在变小，选项B错误；

C．若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据

则发射的电磁波频率变小,选项C正确；

D．若减少电容器极板间的正对面积，则电容器电容C减小，根据

则发射的电磁波波长变短，选项D正确。

故选ACD。

11. 如图甲所示，螺线管匝数n=100匝，横截面积，螺线管导线电阻r=1Ω，电阻R=3Ω，磁感应强度B随时间t的变化情况如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　）

A. 0~0.1s内，C点电势为3V B. 0~0.1s内，C点电势为-3V

C. 电流有效值为0.4A D. 电流有效值为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．0~0.1s内，向右的磁场变强，根据楞次定律可知，R中的感应电流方向由C到A，则C点电势高；则产生的感应电动势为

A点接地，电势为零，则C点电势为

故A正确，B错误；

CD．1s~3s内，产生的感应电动势为

则在一个周期5s内，由有效值的定义可得

可得电流有效值为

故C错误，D正确。

故选AD。

12. 如图，水平线MN上方有垂直纸面向里且足够大的匀强磁场，下方有竖直向上且足够大的匀强电场，有一带正电的粒子从P点以速度垂直于电场的方向向右射入，粒子第一次进磁场的位置到第一次出磁场的位置间的距离为s。已知P点到MN的距离为d，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　）

A. d一定，越大，s越大 B. d一定，越大，s不变

C. 一定，d越大，s越大 D. 一定，d越大，s不变

【答案】BC

【解析】

【详解】设第一次进磁场时，竖直方向速度为，则有

进入磁场后

设进入磁场时速度方向与MN的夹角为，由几何关系得

解得

由上述式子可知，当d一定时，s不随改变，当一定时，d越大，s越大，故A项和D项错误，B项和C项正确。

故选BC。

二、实验题（本题共2小题，共14分）

13. 在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，

(1)为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为______

A.20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台

B.100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台

C.100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台

D.100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台

(2)为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最______（填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1。当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为秒______。

(3)实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是______

A.实验室的海拔太高

B.摆球太重

C.测出n次全振动时间为t，误作为（n+1）次全振动时间进行计算

D.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了。

【答案】    ①. B    ②. 低    ③.     ④. C

【解析】

【详解】(1)[1]实验中应采用长1m左右，不能形变细线，小球选用体积小质量大小的金属球。

故选B；

(2)[2]摆球经过最低点的位置时速度最大，在相等的距离误差上引起的时间误差最小，测的周期误差最小，所以为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置时开始计时。

[3]由题分析可知，单摆全振动的次数为

周期为

(3)[4]A．海拔太高时，重力加速度较小，这肯定不是测量结果偏大的原因，A错误；

B．摆球的重力越重，误差越小，B错误；

C．实验中误将n次全振动计为n+1次，根据

求出的周期变小，g偏大，C正确；

D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

测得的单摆周期变大，故由

可知得到的g值偏小，故D错误。

故选C。

14. 材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为“压阻效应”，利用这种效应可以测量压力大小.若图甲为某压敏电阻在室温下的电阻—压力特性曲线，其中RF、R0分别表示有、无压力时压敏电阻的阻值.为了测量压力F，需先测量压敏电阻处于压力中的电阻值RF.请按要求完成下列实验。

(1)设计一个可以测量处于压力中的该压敏电阻阻值的电路，在图乙的虚线框中画出实验电路原理图_______(压敏电阻及所给压力已给出，待测压力大小约为0.4×102 N～0.8×102 N，不考虑压力对电路其他部分的影响)，要求误差较小，提供的器材如下：

A.压敏电阻，无压力时阻值R0＝6 000 Ω

B.滑动变阻器R，最大阻值为200 Ω

C电流表A，量程2.5 mA，内阻约30 Ω

D.电压表V，量程3 V，内阻约3  kΩ

E.直流电源E，电动势3 V，内阻很小

F.开关S，导线若干

(2)正确接线后，将压敏电阻置于待测压力下，通过压敏电阻的电流是1.33 mA，电压表的示数如图丙所示，则电压表的读数为________ V.

(3)此时压敏电阻的阻值为________ Ω；结合图甲可知待测压力的大小F＝________ N.(计算结果均保留两位有效数字)

【答案】    ①.     ②. 2.00V    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由于滑动变阻器总电阻较小，远小于待测电阻，因此滑动变阻器应采用分压接法； 同时因待测电阻较大，故应采用电流表内接法；如图所示

（2）[2]电压表量程为3V，最小分度为0.1V，则读数为2.00V；

（3）[3][4]根据欧姆定律可知

则有

则由图可知，压力大小约60N

三、计算题（共4个题，共38分）

15. 如图，两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L1，导轨电阻不计．在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡．整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直．现将一质量为m、电阻也为R的金属棒MN从图示位置由静止开始释放．金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好．已知某时刻后两灯泡保持正常发光．重力加速度为g．求：

（1）灯泡正常发光时导体棒中的电流大小．

（2）磁感应强度的大小；

（3）灯泡正常发光时导体棒的运动速率．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【分析】导体棒释放后做加速度减小的加速运动，直到重力等于安培力时以最大速度匀速运动．在加速阶段感应电动势和感应电流增大，两灯泡逐渐变亮，只有在匀速阶段两灯泡的亮度不变，所以两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动．

【详解】(1) 灯泡正常发光有：,解得：，由电路的连接特点可知，

导体棒中电流为；

(2) 两灯泡保持正常发光说明导体棒在匀速运动，根据平衡条件：

解得：；

(3)由电路特点可知，两灯泡保持正常发光时的电压等于电动势的，此时路端电压为：

根据法拉第电磁感应定律    E=BLv 

联立解得： ．

【点睛】本题为电磁感应与电路结合的题目，明确电路的结构，找出电源是解决此类问题的突破口．

16. 某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96%，也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW，用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：

（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？

（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？

（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？

【答案】（1）400A，20A；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）由

解得升压变压器输入的电流为

输电线上损失的功率

解得输电线上通过的电流是

（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为

解得

（3）由

解得

由于

，

可得

，

由

可得

17. 如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝30N/C，同时存在着水平方向的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小B＝2T。有一带正电的物体，质量，电荷量正电荷，从静止释放物体，物体与水平地面动摩擦系数为0.4，取。求：

（1）物体释放后在水平地面上做什么运动，要求写出加速度表达式。

（2）物体刚好离开地面的速度大小为多少？

（3）物体离开水平地面后速度达到最大，此时速度与水平夹角为。问为多少？

【答案】（1）做加速度增加的加速直线运动，；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物体释放后在水平地面上受力分析如图

竖直方向上有

水平方向上有

又由

解得

随着速度增加洛伦兹力增加，加速度增加，当时离开水平面，故物体释放后在水平地面上向右做加速度增加的加速直线运动直到离开水平面。

（2）物体刚好离开地面时有

此时速度大小为

（3）物体离开水平地面后受重力、电场力、洛伦兹力，继续加速做一般曲线运动，随着速度增加洛伦兹力增加，直到三个力平衡，达到最大速度后匀速直线运动，如图有

18. 有人设计了一种利用电磁场分离不同速率带电粒子的仪器，其工作原理如图所示。空间中充满竖直向下的匀强电场，一束质量为m、电量为-q（q＞0）的粒子以不同的速率从P点沿某竖直平面内的PQ方向发射，沿直线飞行到Q点时进入有界匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于该竖直平面，PQ=4l。若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，且其它速度粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，PM=8l，PN=6l，若重力加速度大小为g，求：

(1)电场强度的大小；

(2)粒子速度大小的范围；

(3)磁场穿过该竖直平面内的最小面积。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）带电粒子没PQ直线运动，说明重力和电场力二力平衡，由平衡条件可知

解得电场强度大小为

（2）进入磁场的速度方向沿PQ直线，说明圆心在过Q点垂直PQ的垂线上，若速度最大粒子在最终垂直于PT打到M点之前都在磁场内运动，说明圆心在PT上，所以圆心是垂直PQ的直线与PT的交战A，设最大速度为v1，做圆周运动的半径为R。由几何关系可知

可以解得

；

由几何关系

；

带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得

解得，带电粒子最大速度为

设最小速度为v2，做圆周运动的半径为r。其轨迹如下图蓝色圆所示，圆心在C点，因为三角形是AQM是等腰三角形，过C点作CD平行于PT交QM于D，由几何关系可知，CQ=CD，所以最小速度的带电粒子刚好从D点离开磁场。半径是CQ，过D点用DK平行于QA交PT于K，在直角三角形NDK中，由几何关系可知

解得

带电粒子做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式得

解得，带电粒子最大速度为

所以带电粒子的速度范围为

（3）由几何关系可以证明：

所以三角形KDM是等腰三解形，在DM间任一点作PT的平行线交QA的交点等于该点到Q点的距离，也就是说要想粒子在离开磁场后最终都能垂直打在PT上的NM范围内，带电粒子离开磁场的边界是DM线段。所以磁场穿过该竖直平面内的最小面积为

解得