2021-2022学年四川省成都外国语学校高二（下）3月物理试题 （解析版）

成都外国语学校2021-2022学年高二下期3月月考

物理试题

第I卷（选择题44分）

一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题所给的四个选项中，只有一项是正确的）

1. 党的十九大以来，习近平总书记多次强调，要精准扶贫。某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，供电部门要进行农村电网改造。为了减少远距离输电线路上的电能损耗而降低电费价格，以下措施中切实可行的是（     ）

A. 提高输电电压 B. 用超导材料做输电线

C. 提高输送功率 D. 减小输电线的横截面

【答案】A

【解析】

【详解】A．提高输电电压，根据

输送电流较小，根据

P损=I2R

知损失的功率较小，故A正确；

B．应用超导材料做输电线，根据

P损=I2R

损失的功率为0，但成本太高，故B错误；

C．提高输送功率，根据

输送电流较大，根据

P损=I2R

知损失的功率较大。故C错误；

D．减小输电导线的横截面积，根据电阻定律

可知电阻增大了，根据

P损=I2R

知损失的功率较大，故D错误。

故选A。

2. 一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A. 、时刻通过线圈的磁通量变化率最大

B. 、时刻线圈中感应电流方向改变

C. 、时刻线圈中磁通量最大

D. 、时刻线圈中感应电动势最小

【答案】D

【解析】

【详解】A．、时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，A错误；

BC．由题图乙知、时刻通过线圈的磁通量最小，线圈与中性面垂直，线圈中感应电流方向不发生改变，BC错误；

D．、时刻线圈中磁通量的变化率为零，感应电动势最小，D正确。

故选D。

3. 一个弹簧振子做简谐运动的周期为T，振幅为A，下列说法正确的是（　　）

A. 在T时间内，振子发生的位移一定为零，路程一定是4A

B. 在时间内，振子发生的位移一定是零，路程可以大于A

C. 在时间内，振子发生的位移一定是2A，路程一定是2A

D. 在时间内，振子发生的位移一定是A，路程也是A

【答案】A

【解析】

【详解】A．在T时间内，振子完成一次全振动，振子发生的位移为零，路程为4A，故A正确；

BD．若从平衡位置计时，经过周期，振子发生的位移是A，路程为A；若不是从平衡位置出发，则路程可能大于A，可能小于A，振子发生的位移可能是零，故BD错误；

C．若振子从平衡位置开始计时，经过周期，振子发生的位移为0，故C错误。

故选A。

4. 一个质点做简谐运动的振动图象（图象）如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 质点振动频率是4Hz

B. 在4s内质点经过的路程是8cm

C. 第4末质点的速度是零

D. 在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图读出质点振动的周期T=4s，则频率

故A错误；

B．质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4A，由于

t=4s=1T

所以在4s内质点经过的路程是

故B正确；

C．由图知在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大，故C错误；

D．由图知t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误。

故选B。

5. 如图甲所示，悬挂在天花板上的轻弹簧下端连着物体M，M和物体N又通过轻绳相连，M、N两物体的质量相等，并且都处于静止状态。时刻轻绳断裂，不计空气阻力，之后M偏离平衡位置的位移x随时间t变化的关系如图乙所示，以下说法正确的是（　　）

A. 时刻M的回复力最大

B. 时刻弹簧的形变量为0

C. 时刻弹簧的弹性势能最大

D. 时刻M的加速度与重力加速度大小相等，方向相反

【答案】D

【解析】

【详解】A．由x-t图像可知时刻M处于平衡位置，此时回复力为零，故A错误；

B．时刻M处于平衡位置，即物块M能自由静止的位置，则此时弹簧处于伸长状态，故B错误；

C．因为 时刻弹簧处于负向最大位移处，且根据对称性，此时的加速度与正向最大位移处的加速度相等，由题意开始时物体加速度满足

而M、N两个物体等质量，故

所以解得

方向竖直向上，故在负向最大位移处加速度也为g，且方向竖直向下，故此时满足

故此时

即此时弹簧处于原长，故时刻弹簧的弹性势能为零，而时刻物块处于正向最大位移处，故此时M的加速度与重力加速度大小相等，方向相反，故C错误，D正确。

故选D。

6. 如图所示理想变压器原副线圈匝数比为1∶2，两端分别接有四个相同的灯泡（其电阻不随温度变化），已知4盏灯均能发光，则L1灯实际消耗功率与其他三灯实际消耗功率之和的比值为（　　）

A. 1∶1 B. 1∶3 C. 9∶1 D. 3∶1

【答案】D

【解析】

分析】

【详解】由于

可得

而灯和串联，因此加在和上的电压分别为，而加在L2两端的电压为U1，因此L2、和亮度相同，设流过这三盏灯的电流均为I，由于

可知流过原线圈的电流为2I，因此流过灯L1的电流为3I，根据

可知L1灯实际消耗功率与其他三灯实际消耗功率之和的比值为

故选D。

7. 匝数为100匝的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02Ω，则在0～10s内线圈产生的焦耳热为( )

A. 80J B. 85J C. 90J D. 125J

【答案】B

【解析】

【详解】根据有效值的定义方法可知：

（）2R×+22×=I2RT

解得

I=A

总电阻为

r=100×0.02=2Ω；

则10s内产生的焦耳热

Q=I2rt=（）2×2×10=85J；

故选B．

【点睛】本题要注意明确该交流电中前二分之一周期为正弦交流电的四分之一周期，该时间内的有效值和最大值之间的关系仍然为.

8. 如图所示，匀强磁场存在于虚线框内，矩形线圈竖直下落．如果线圈受到的磁场力总小于其重力，则它在1、2、3、4位置 时的加速度关系为（　　）

A. a1＞a2＞a3＞a4 B. a1＝a3＞a2＞a4

C. a1＝a3＞a4＞a2 D. a4＝a2＞a3＞a1

【答案】B

【解析】

【详解】未进磁场前和全部进入磁场后，都仅受重力，所以加速度a1＝a3＝g．磁场的过程中，受到重力和向上的安培力，根据牛顿第二定律知加速度a2＜g，而由于线框在磁场中也做加速度为g的加速运动，故4位置时的速度大于2时的速度，故此时加速度一定小于2时的加速度，故a4＜a2；故关系为：a1＝a3＞a2＞a4，故B正确．

二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题所给的四个选项中，至少有两项是正确的，全选出来得4分，只选出部分得2分，有错或不选的得0分）：

9. 阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是  （     ）

A. 电压的有效值为10V

B. 通过电阻的电流有效值为A

C. 电阻消耗电功率为5W

D. 电阻每秒种产生的热量为10J

【答案】BC

【解析】

【详解】由U-t图象，交流电压最大值为10V，有效值．故A错误．通过电阻的电流．故B正确．根据，知电阻消耗的电功率．故C正确，电阻每秒产生热量．故D错误．

故选BC．

10. 如图所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是自感系数较大且直流电阻可忽略不计的线圈，那么 （    ）

A. 闭合S，A、B同时亮，然后A变暗后熄灭

B 闭合S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B亮度相同

C. 断开S，A和B均闪亮一下后熄灭

D. 断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．闭合S，线圈L的电流在变大，产生的感应电动势阻碍电流变大，AB两灯串联同时发光，当稳定后，灯泡A被短路，导致A渐渐变暗，而B渐渐变亮，故A正确，B错误；

CD．断开S，线圈L阻碍电流减小，跟灯泡A构成通路，所以B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭，故C错误，D正确。

故选AD。

11. 如图所示，一小水电站，输出的电功率为，输出电压，经理想升压变压器升压后远距离输送，升压变压器的匝数比，输电线总电阻为，最后经理想降压变压器降为向用户供电。下列说法正确的是（　　）

A. 输电线上的电流为 B. 用户得到的电功率为

C. 输电线上损失的电压为500V D. 变压器的匝数比

【答案】BD

【解析】

【详解】A．设理想升压变压器的输出电压为，则

解得

对于理想升压变压器输入输出功率相等，则

可得输电线上的电流为

故A错误；

B．输电线损失的电功率为

两变压器均为理想变压器，因此用户得到的电功率为

故B正确；

C．输电线上损失的电压为

故C错误；

D．降压变压器的输入电压为

用户端电压为，则降压变压器的匝数比为

故D正确。

故选BD。

12. 如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直于光滑金属导轨平面向外，导轨左右两端电路所在区域均无磁场分布。垂直于导轨的导体棒接入电路的长度为L、电阻为R，在外力作用下以速度v0从左向右做匀速直线运动。小灯泡电阻为2R，滑动变阻器总阻值为4R。图示状态滑动触头位于a、b的正中间位置，此时位于平行板电容器中的P处的带电油滴恰好处于静止状态。电路中其余部分电阻均不计，各接触处都接触良好。且导轨足够长，则下列判断正确的是（　　）

A. 若将滑动变阻器的滑片向b端移动，则小灯泡将变暗

B. 若将滑动变阻器的滑片向a端移动，则液滴将向下运动

C. 图示状态下，时间内流过小灯泡的电荷量为

D. 图示状态下，时间内滑动变阻器消耗的电能为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．若将滑动变阻器的滑片向b端移动，并联电路电阻减小，导致干路电流增大，内电压变大，外电压减小，因此小灯泡变暗，故A正确；

B．若将滑动变阻器的滑片向a端移动并联电路电阻增大，导致干路电流减小，内电压减小，外电压增大，因此电容器两端电压增大，电场强度增大，电场力增大，油滴向上运动，故B错误；

C．图示状态下，时间内流过小灯泡的电荷量为

故C错误；

D．图示状态下，时间内滑动变阻器消耗的电能为

故D正确。

故选AD。

13. 如图所示，在竖直放置的平行金属板AB之间加上恒定电压U，A、B两板的中央留有小孔O1、O2，在B板的右侧有平行于极板的匀强电场E，电场范围足够大，感光板MN垂直于电场方向放置，第一次从小孔O1处从静止释放一个质子，第二次从小孔O1处从静止释放一个粒子，关于这两个粒子在电场中运动的判断正确的是（    ）

A. 质子和粒子打到感光板上时的速度之比为2:1

B. 质子和粒子在电场中运动的时间相同

C. 质子和粒子打到感光板上时的动能之比为1:2

D. 质子和粒子在电场中运动的轨迹重叠在一起

【答案】CD

【解析】

【详解】A．从开始运动到打到板上质子的速度为v1，α粒子速度为v2，根据动能定理

化简得

质子的比荷为；α粒子的比荷为，代入上式得

故A错误；

B．设粒子在加速电场中加速时间为t1，加速位移为x1，在偏转电场中时间为t2，偏转位移为y，则加速电场有

在偏转电场中有

由于质子和α粒子的加速位移和偏转位移相同，但是不同，所以运动时间不同，故B错误；

C．从开始运动到打到板上根据动能定理有

解得

故C正确；

D．带电粒子进入偏转电场时根据动能定理可得

进入偏转电场后电势差为U 2，偏转的位移为y，有

速度的偏转角正切值为tanθ，有

偏转位移y与速度的偏转角正切值tanθ与带电粒子无关，因此运动轨迹是一条，故D正确。

故选CD。

第II卷（选择题56分）

三、实验题（本题共2小题，共15分）

14. “用单摆测量重力加速度的大小”实验中：

（1）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图所示，则___________mm。

（2）释放摆球，摆动稳定后，从最低点开始计时，此后摆球每次经过最低点依次计数，当数到第60次时停表。此时秒表如图所示，其读数为___________s，该单摆的周期为___________s；

（3）计算重力加速度的表达式为___________（用T、l、d表示），若测量值小于真实值，可能原因是___________。

A．少计了摆球经过最低点的次数

B．开始计时，启动秒表滞后

C．测量悬点到小球顶点的距离作为摆长

D．测量摆线长和球的直径之和作为摆长

【答案】    ①. 18.4    ②. 67.5    ③. 2.25    ④.     ⑤. AC##CA

【解析】

【详解】（1）[1]由图读出

（2）[2] 秒表如图所示，其读数为

[3] 单摆的周期为

（3）[4]根据单摆周期公式

其中，摆长

得

[5]A．少计了摆球经过最低点的次数，则周期测量值偏大，则重力加速度测量值偏小，故A正确；

B．开始计时，启动秒表滞后，则周期测量值偏小，则重力加速度测量值偏大，故B错误；

C．测量悬点到小球顶点的距离作为摆长，则摆长测量值偏小，则重力加速度测量值偏小，故C正确；

D．测量摆线长和球的直径之和作为摆长，则摆长测量值偏大，则重力加速度测量值偏大，故D错误。

故选AC。

15. 某同学用量程为0~15mA的毫安表、电动势为3V的电池、0~9999.9Ω的电阻箱制作了一块简易欧姆表电路，如图所示。

(1)为制作欧姆表，___________（填“需要”或“不需要”）准确测量电源的内阻。

(2)如果要设计一张欧姆表临时刻度盘，则中值电阻值为___________Ω，按正确制作要求，图中左侧的测量表笔应该视为___________（填“红表笔”或“黑表笔”）。

【答案】    ①. 不需要    ②. 200    ③. 红表笔

【解析】

【详解】(1)[1]为制作欧姆表不需要准确测量电源的内阻。

(2)[2]中值电阻值等于欧姆表的内阻，根据闭合电路欧姆定律得

解得

[3]根据电流从红表笔流入电表，所以图中左侧的测量表笔应该是红表笔。

四、计算题（本题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

16. 如图所示，理想变压器的原线圈上接有理想电流表，副线圈上接有“36V，9W”的灯泡L1和“36V，12W”的灯泡L2，开关S断开时，L1正常发光，电流表的读数为1A。求：

（1）S断开时，通过副线圈的电流；

（2）原副线圈的匝数比；

（3）S闭合后变压器的输入功率和电流表的读数。

【答案】（1）0.25A；（2）1：4；（3）21W；

【解析】

【详解】（1）开关S断开时，L1正常发光，电流

（2）关S断开时，L1正常发光，电流表的读数为1A．根据电流与匝数成反比知原副线圈的匝数比n1：n2=0.25：1=1：4。

（3）S闭合后副线圈两端的电压不变，仍然为36V，两个灯泡都正常发光，输入功率等于输出功率为

P=9+12=21W

副线圈电流为

所以电流表的示数为

17. 在如图甲所示的电路中， 螺线管匝数n=1000、横截面积S=0.01m2；螺线管线圈电阻为r=1Ω，R1=4Ω，R2=5Ω，C=30μF； 在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，求：

（1）K断开时，螺线管两端的电压；

（2）闭合K，电路中电流稳定后，R2的两端的电压；

（3）闭合K， 当电路中的电流稳定后，再断开K，断开K后流经R2的电荷量

【答案】（1）20V（2）10V（3）3×10-4C

【解析】

【详解】(1) 根据法拉笫电磁感应定律

解得

E=20V

(2)闭合K电流稳定后，电路中电流

R2的两端的电压

U2=IR2=10V

(3)断开K，电容器两端的电压

UC=U2= 10V

断开K后流经R2的电荷量

Q=CU=3×10-4C

18. 如图，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴上y=h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x=2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求：

（1）电场强度大小E；

（2）粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t。

【答案】（1）E=；（2）

【解析】

【详解】（1）类平抛运动速度偏转角的正切

故

θ=45°

粒子的运动轨迹如图所示

设粒子在电场中运动的时间为t1，根据平抛运动规律，x方向有

2h=v0t1

y方向有

根据牛顿第二定律

Eq=ma

联立以上三式解得

E=

（2）类平抛运动过程，根据动能定理有

将E的表达式代入上式，得

v=v0

粒子在电场中运动的时间

t1=

粒子在磁场中运动的周期

T=

根据粒子入射磁场时与x轴成45°，射出磁场时垂直于y轴，可求出粒子在磁场中运动的圆弧所对的圆心角为135°。故粒子在磁场中运动的时间为

故粒子的运动时间为

19. 如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的光滑平行导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=10Ω的电阻。有—匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B0=2T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=2m。试解答以下问题：（g=10m/s2，sin37°=0.6）

（1）当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大?

（2）金属棒达到的稳定速度是多大?

（3）当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少?

（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）?

【答案】（1）0.3A；（2）3m/s；（3）0.375J；（4）T

【解析】

【详解】（1）达到稳定速度时，有

解得

（2）稳定速度时的感应电动势为

又因为

联立解得

（3）根据能量守恒定律可得

解得

Q=0.375J

（4）当回路中的总磁通量不变时，金属棒中部产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动

解得

此时

故