2021-2022学年新疆石河子第一中学高二下学期4月月考物理试题含答案

  石河子第一中学2021-2022学年高二下学期4月月考

物理试卷

考试内容：选修3-2，3-4时间：90分钟满分：100分

一、选择题（每小题4分，共56分。1-10题所给选项有一项符合题意，11-14所给选项至少有一项符合题意。g=10m/s2）

1. 下列有关物理学史说法，正确的是（     ）

A. 库仑发现了电流的磁效应

B. 法拉第提出了电磁感应定律

C. 奥斯特发现了电磁感应现象

D. 安培发现了感应电流方向的一般规律

2. 如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点（t＝0），经过周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图所示的四个振动图像中能正确反映振动情况的图像是（　　）

A.  B.

C.  D.

3. 如图所示是一交变电流的图象，则该交流电电流的有效值为（　　）

A.  B.  C.  D.

4. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计，下列说法正确的（　　）

A. S闭合瞬间，A先亮

B S闭合瞬间，A、B同时亮

C. S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭

D. S断开瞬间，A逐渐熄灭，但不会闪亮一下

5. 物体做简谐运动，通过A点时的速度为v，经过2s后物体第一次以相同的速度通过B点，再经过2s后物体紧接着又通过B点，已知物体在4s内经过的路程为6cm。则物体运动的周期和振幅分别为（　　）

A. 4s，6cm B. 8s，12cm C. 2s，3cm D. 8s，3cm

6. 如图所示，M、N为两个用同种材料同规格的导线制成的单匝闭合圆环线圈，其圆环半径之比为2：1，两线圈置于同一个垂直于环面向里的匀强磁场中。若不考虑线圈之间的相互影响，当匀强磁场的磁感应强度随时间均匀增大时，下列判断中正确的是（　　）

A. 两线圈中感应电动势之比EM：EN=2：1

B 两线圈中感应电流之比IM：IN=1：1

C. 两线圈中感应电流的功率之比PM：PN=8：1

D. 两线圈中感应电流的方向均为顺时针方向

7. 如图1所示，一矩形线圈位于一随时间t变化磁场内，磁场方向垂直于线圈所在平面（纸面），若规定向里的方向为磁场正方向，则磁感应强度随t变化的规律如图2所示。以表示线圈中的感应电流，以图1中线圈上箭头所示方向为电流正方向，则图3中的图正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

8. 如图所示为远距离输电原理图，变压器、为理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原、副线圈匝数比为，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器两端的电压为，则输电线的电阻R为（   ）

A.  B.  C.  D.

9. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶l，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压．下列说法正确的是（       ）

A. 单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4V

B. 单刀双掷开关与a连接，t＝0.01s时，电流表示数为零

C. 单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变小

D. 单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率变为25Hz

10. 如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道宽为L，上端用一电阻R相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，达到最大高度h后保持静止。克服摩擦做的功为Wf。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。关于上滑过程，下列说法不正确的是（　　）

A. 通过电阻R的电量为

B. 金属杆中的电流方向由a指向b

C. 金属杆克服安培力做功等于

D. 金属杆损失的机械能等于电阻R产生的焦耳热

11. 如图所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在同一根纸面上，当M在垂直于纸面的平面内摆动时，下列说法正确的是（　　）

A. 两摆的振动周期是相同的

B. 当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大

C. 悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变

D. m摆的振幅可能超过M摆的振幅

12. 一个弹簧振子的振幅是A，若在的时间内物体运动的路程是s，则下列关系中一定正确的（　　）

A. ，s＝8A B. ，s＝2A

C. ，s＝A D. ，s>A

13. 如图所示，理想变压器原线圈与电阻串联后接在电压的交流电源上，电阻、与副线圈并联，。已知电阻上的电压最大值为，电阻上的电流最大值为，下面说法正确的是（　　）。

A. 变压器原、副线圈匝数比为 B. 原线圈中的电流为

C. 电阻的阻值为 D. 原线圈的功率为

14. 如图所示，虚线左侧有垂直于光滑水平面向下匀强磁场，右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为，边长为，质量为、电阻为的均匀正方形单匝金属线框放在水平面上，处在右侧的匀强磁场中。给线框一个向左的初速度，线框刚好能完全通过虚线，线框运动过程中边始终与平行，则线框运动过程中（　　）

A. 线框运动过程中的最大加速度为

B. 通过线框横截面的电荷量为

C. 线框中产生的焦耳热为

D. 线框有一半进入左侧磁场时速度大小为

第Ⅱ卷　（非选择题，共44分）

二、实验填空题（本题共8分。）

15. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。

（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是___________；（填字母）

A．整块硅钢铁芯　　B．整块不锈钢铁芯

C．绝缘的铜片叠成　　D．绝缘的硅钢片叠成

（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________；（填“多”或“少”）

（3）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压为___________；（填字母）

A.　　B.　　C.

（4）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是___________。（填字母）

A．控制变量法　　B．等效替代法　　C．整体隔离法

二、计算题（本题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、表达式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位g取10m/s2）

16. 如图所示，平行导轨宽度L=0.5m，固定在水平面内，左端A、C间接有电阻R=3，金属棒DE质量m=0.40kg，电阻r=1，垂直导轨放置，棒与导轨间的动摩擦因数=0.25，到AC的距离x=2.0m，匀强磁场磁感应强度方向垂直平面向下，磁感应强度随时间t的变化规律是B=（2+2t）T，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计导轨电阻，g=10m/s2，求：

（1）t=0时刻回路中的磁通量及回路中感应电流的方向；

（2）经多长时间棒开始滑动？

17. 图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向运动为正方向。图乙是这个单摆的振动图象。根据图象回答：

(1)单摆振动的频率是多大？开始时刻摆球在何位置？

(2)若当地的重力加速度为π2 m/s2，试求这个摆的摆长是多少？

(3)写出小球做简谐运动的振动公式。

18. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长，，匝数匝，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行．线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值 的定值电阻连接．现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴 以角速度匀速转动.电路中其它电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计，求：

(1)线圈转动过程中电阻R的发热功率；

(2)从线圈经过图示位置开始计时，经过 周期时间通过电阻R的电荷量.

19. 如图所示，两根平行的光滑金属导轨MN．PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，电阻不计，水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B．导体棒a与b的质量均为m，电阻值分别为Ra=R，Rb=2R．b棒放置在水平导轨上足够远处，a棒在弧形导轨上距水平面h高度处由静止释放．运动过程中导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，重力加速度为g．求：

（1）a棒刚进入磁场时受到的安培力的大小和方向；

（2）最终稳定时两棒的速度大小；

（3）从a棒开始下落到最终稳定的过程中，b棒上产生的焦耳热是多少？

答案

1-10 BDBCD  CADAD  11.ABD  12.AB  13.AC  14.BCD 

15. ①. D    ②. 少    ③. B    ④. A

16. （1）根据

B=（2+2t）T

知t=0时刻磁感应强度

B0=2T

回路中的磁通量

=B0Lx

解得

=2.0Wb

穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律知回路中感应电流的方向沿逆时针方向。

（2）棒刚开始滑动时，对棒受力分析如图：

此时

FA=fm

即

（2+2t）IL=0.25mg

回路中的感应电动势

根据

B=（2+2t）T

知

 回路中的感应电流

联立解得

t=1s

17. (1)由图乙所示图象可知，单摆周期，单摆的频率

由图乙所示图象可知，在时，摆球处于负的最大位移，摆球向右方向运动为正方向，因此开始时，摆球在B处。

(2)由单摆周期公式

可得

(3)摆球的振动周期为，振幅为；角频率为

；

初相位为

结合表达式，有

18. (1)线圈产生感应电动势的最大值

根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值

解得：

通过电阻R电流的有效值

线圈转动过程中电阻R的热功率

解得：

(3)根据法拉第电磁感应定律有：

根据闭合电路欧姆定律有：

解得:

19. (1)设a棒刚进入磁场时的速度为v，从开始下落到进入磁场

根据机械能守恒定律有

mgh=mv2

a棒切割磁感线产生感应电动势

E=BLv

根据闭合电路欧姆定律有

a棒受到的安培力

F=BIL

联立以上各式解得 ，方向水平向左．

(2)设两棒最后稳定时的速度为v′，从a棒开始下落到两棒速度达到稳定

根据动量守恒定律有

mv=2mv′

解得v′=.

(3)设a棒产生的内能为Ea，b棒产生的内能为Eb

根据能量守恒定律得

mv2=×2mv′2＋Qa＋Qb

两棒串联内能与电阻成正比

Qb=2Qa

解得Qb=mgh.