2021-2022学年重庆市九校联盟高二（下）联考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年重庆市九校联盟高二（下）联考物理试卷

1.  随着智能手机的发展电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为(    )

A. 爱因斯坦 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 密立根

2.  如图所示，把一个小球套在水平光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子、小球沿杆在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，下列说法正确的是(    )

A. 小球在A、B位置时，速度、加速度均最大
B. 小球在O位置时，动能最大，加速度最小
C. 小球从A经O到B的过程中，速度一直增大
D. 小球从A经O到B的过程中，弹的弹性势能不断增大

3.  在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线直的转轴匀速转动、如图甲所示。产生的电动势的图像如图乙所示，则(    )
 

A. 线框产生的电动势的有效值为311V
B. 线框产生的电动势的频率为100Hz
C. 时线框平面与中性面重合
D. 时穿过线框的磁通量变化率为零

4.  如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖的条形磁铁。现把线圈水平向右平移，条形磁铁始终保持静止。则移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是(    )

A. 圆环中不产生感应电流 B. 穿过圆环的磁通量变大
C. 圆环中产生顺时针方向的感应电流 D. 圆环中产生逆时针方向的感应电流

5.  图为速度选择器示意图。、两个极板间电压为U，距离为d。极板间有磁感应强度方向垂直于纸面向里、大小为B的匀强磁场。一束带电粒子流从射入，部分粒子恰能沿虚线从射出。不计粒子所受重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是(    )

A. 能从射出的粒子一定带正电
B. 能从射出的粒子的电荷量一定相等
C. 能从射出的粒子的速度大小一定等于
D. 能从射出的粒子的比荷一定相等

6.  如图所示，一列沿x轴传播的简谐横波时刻的波形图如图中实线所示。经过，其波形图如图中虚线所示，已知波长为15cm，下列说法正确的是(    )

A. 若波沿x轴负方向传播，波的最大周期为
B. 若波沿x轴正方向传播，波的最大波速为
C. 若波速为，则波沿x轴负方向传播
D. 若波速为，则波沿x轴正方向传播

7.  如图所示，边长为L的等边三角形线框ABC由相同的导体连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，将线框按如图所示方式接入电路，设导体AC受到的安培力大小为F，下列说法正确的是(    )

A. 导体AB受到的安培力大小为F
B. 导体BC受到的安培力大小为F
C. 导体AB和导体BC受到的安培力的合力大小为F
D. 三角形线框ABC受到的安培力的合力大小为
 

8.  在如图所示的电路中，灯泡和的规格相同，L为自感系数较大的线圈、其直流电阻为。周同学先闭合开关S，调节滑动变阻器R、，使和都正常发光，然后断开开关S。吴同学在周同学走后，接通该电路继续实验，就吴同学观察的实验现象，下列说法正确的是(    )

A. 闭合开关S后，灯泡、逐渐亮起来
B. 闭合开关S后，灯泡逐渐亮起来，灯泡立即亮起
C. 闭合开关S待电路稳定后断开开关S，灯泡立即熄灭，灯泡逐渐熄灭
D. 闭合开关S待电路稳定后断开开关S，灯泡、逐渐熄灭

9.  沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是(    )

A. 该简谐波的传播速度大小为
B. 时质点P的位移为
C. 经过时间，质点P沿波的传播方向向前传播2m
D. 的时间内，质点P通过的路程为1m

10.  劳伦斯和利文斯顿设计的回旋加速器工作原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为若A处粒子源持续释放质量为m、电荷量为、初速度可忽略的粒子，粒子在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是(    )

A. 粒子被加速后的最大速度不可能超过
B. 加速电压U越大，粒子离开回旋加速器时的动能也越大
C. 交流电的频率
D. 粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大

11.  某学校高二班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
下列说法正确的是______。
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.变压器原线圈接低压交流电时，可以用多用电表的“直流电压挡”测量副线圈电压
C.研究副线圈匝数对副线圈电压的影响时，需保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
D.测量副线圈电压时，先用中间挡位的量程试测，大致确定后再选用适当的挡位
变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是______。
A.增大涡流，提高变压器的效率
B.减小涡流，提高变压器的效率
C.增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
一位同学实验时，发现两个线圈的导线粗细不同。他选择的原线圈为800匝，副线圈为400匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“6V”挡位，测得副线圈的电压为。则下列分析正确的是______。
A.原线圈导线比副线圈导线粗
B.学生电源实际输出电压大于标注的“6V”
C.原线圈实际匝数与标注的“800”不符，应大于800
D.副线圈实际匝数与标注的“400”不符，应小于400

12.  某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验。
测摆长时测量结果如图甲所示单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐，则摆长为______ cm。
在测量周期时，摆球到达______选填“最高点”或“最低点”位置时，作为计时的开始时刻和停止时刻较好。该同学用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为t。
如果他在实验中误将49次全振动数记为50次，则测得的g值______。选填“偏大”“偏小”或“准确”
该同学测出了多组摆长l和摆动周期T，根据实验数据，作出了一l图像如图乙所示，根据图像中的数据，可算出当地重力加速度的大小为______。

13.  如图所示，匝数、面积为的矩形导线框ABCD绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势，外电路接入一台内阻的电动机。电压表示数为310V，电流表示数为2A，电压表和电流表均为理想电表，取，导线电阻不计，求：
匀强磁场的磁感应强度大小；结果可保留根号
矩形导线框ABCD的电阻r。

14.  如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电的粒子在P点以与x轴正方向成的方向以速度垂直磁场射入，一段时间后粒子从y轴上的Q点图中画出射出磁场，带电粒子在Q点的速度方向与y轴负方向的夹角。已知带电粒子的质量为m电荷量为q，，不计粒子所受重力。求：
匀强磁场的磁感应强度大小B；
带电粒子在第一象限内运动的时间。

15.  如图所示，足够长的平行光滑金属导轨ab、cd水平固定于磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场中，a、c之间连接阻值的电阻，导轨间距，导体棒ef垂直导轨放置且与导轨接触良好，导体棒的质量、电阻。时刻对导体棒施加一个水平向右的拉力F，使导体棒做初速度为零、加速度大小的匀加速直线运动，时改变拉力F的大小使拉力的功率此后保持恒定，时导体棒已经做了一段时间的匀速运动。求：
时，拉力F的大小；
内，通过电阻R的电荷量q；
内，导体棒产生的热量Q。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：手机无线充电技术的原理是电磁感应现象，该原理是法拉第发现的。故B正确，ACD错误。
故选：B。
闭合电路的一部导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中会产生感应电流，这是电磁感应现象。
本题考查了电磁感应现象，属于基础题。
 

2.【答案】B 

【解析】解：A、小球在A、B位置时，速度为零，位移最大，回复力最大，加速度最大，故A 错误；
B、小球在O位置时，速度最大，动能最大，合力为零，加速度为零，故B正确；
CD、由于回复力指向平衡位置，所以小球从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功，小球的动能先增大后减小，即速度先增大，后减小，弹的弹性势能先减小后增大，故D错误；
故选：B。
小球在最大位移处时，加速度最大，速度为零，在平衡位置时，加速度为零，速度最大；
回复力的方向一直指向平衡位置，结合位移的方向分析出回复力的做功类型；
在整个运动过程中，振子的动能和弹簧的弹性势能不断相互转化，总能量保持不变。
本题主要考查了简谐运动的相关应用，理解振子在不同位置时速度和加速度的关系，同时要熟悉能量的转化方向。
 

3.【答案】C 

【解析】解：A、根据乙图可知线框产生的交变电动势最大值为，有效值为，故A错误；
B、根据乙图可知周期，线框产生的交变电动势的频率为，故B错误；
C、时，感应电动势为零，磁通量最大，则线框平面与中性面重合，故C正确；
D、时，感应电动势最大，穿过线框的磁通量变化率最大，故D错误；
故选：C。
由图乙可知任何时刻的感应电动势，根据电动势的特点，可判处金属线框所处的位置，由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值，根据周期和频率的关系可求频率。
本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图象得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系。
 

4.【答案】D 

【解析】解：由图可知，圆环内磁通量向上，当线圈向右水平平移时，圆环的面积不变，穿过圆环的磁场的磁感应强度减小，因此穿过圆环的磁通量减小，根据楞次定律可知，圆环中感应电流的方向为逆时针，故D正确，ABC错误；
故选：D。
根据磁铁的磁感线分布特点分析出圆环中磁通量的变化，结合楞次定律分析出感应电流的方向。
本题主要考查了楞次定律的相关应用，掌握磁铁的磁场分布特点，根据磁通量的变化分析出感应电流的方向即可，属于基础题型。
 

5.【答案】C 

【解析】解：从射入的粒子恰能沿虚线从射出，粒子在场中做匀速直线运动，洛伦兹力等于电场力，则

解得：，
即粒子只要满足以上速度即可沿虚线从射出，与粒子电性、电量和比荷无关，故C正确，ABD错误。
故选：C。
带电粒子在混合场中沿直线运动，洛伦兹力等于电场力，粒子做匀速直线运动。
本题考查带电粒子在混合场中的运动，注意分析粒子在场中受力问题，通常在混合场中做直线运动为匀速直线运动。
 

6.【答案】ACD 

【解析】解：BD、由图可知，若波沿x轴正方向传播，则传播距离为…，
又因为，故传播速度为…，
当时，v最小是。
当时，
故B错误，D正确。
AC、若波沿x轴负方向传播，则传播距离为…
故传播速度…，时。
此时，当时，周期最大，AC正确；
故选：ACD。
根据波的周期性写出波传播的距离的表达式，根据写出波速的表达式，再根据波速、周期、波长之间的关系写出周期的表达式，经过分析即可求解.
本题考查运用数学通项求解特殊值的能力，对于两个时刻的波形，要考虑波的双向性和周期性.
 

7.【答案】D 

【解析】解：AB、由已知条件可知ABC边的有效长度与AC相同，等效后的电流方向也与AC相同，边ABC的电阻等于边AC的电阻的两倍，两者为并联关系，
设通过AC电流为I，则ABC中的电流大小为，
由题意知：边AC所受安培力为：，
导体AB受到的安培力大小为
导体BC受到的安培力大小为，故AB错误；
C、ABC边的有效长度与AC相同，ABC中的电流大小为，
边ABC所受的安培力为，故C错误；
D、边ABC所受的安培力为，
边AC所受安培力为：，
他们的力的方向相同，所以三角形线框ABC受到的安培力的合力大小为，故D正确。
故选：D。
先由已知条件可知ABC边的有效长度与AC相同，等效后的电流方向也与AC相同，先根据并联电路的电阻关系得出电流关系，再由即可分析AB、BC边所受安培力，进而可求得三角形线框ABC所受安培力的大小。
本题的关键是要明白安培力求解公式中的L是指通电导线的有效长度。
 

8.【答案】BD 

【解析】解：AB、闭合开关S，灯泡与电源构成的回路没有线圈，直接亮起，灯泡与线圈串联，逐渐亮起，故A错误，B正确；
CD、电路稳定后断开开关S，由于自感现象，线圈中电流会逐渐减小，灯泡、与线圈构成闭合回路，灯泡、逐渐熄灭，故C错误，D正确；
故选：BD。
闭合开关S，灯泡直接亮起，灯泡与线圈串联，逐渐亮起；
电路稳定后断开开关S，由于自感现象，线圈中电流会逐渐减小，灯泡、与线圈构成闭合回路，灯泡、逐渐熄灭。
明确线圈是通直流阻交流，知道电路在接通瞬间和断开瞬间电路中线圈的磁通量会发生变化，会产生感应电流阻碍原电路中电流的变化。
 

9.【答案】A 

【解析】解：这列波的波速为，故A正确；
B.时刻质点P沿y轴负方向运动，根据平移法可知波沿x轴负方向传播，故B错误；
C.质点不会“随波逐流”，故C正确；
D.，由于平衡位置处速度最大，所以质点P运动的路程大于1m，故D错误。
故选：A。
根据甲、乙两图可以读出该波的波长和周期，从而求出波速。时P点的振动情况，从而确定了该波沿x轴负方向传播。质点在平衡位置是速度最大。
本题考查横波的图像与质点振动图像，波的图像是各个质点某一时刻的位置，质点振动图像为质点位移随时间变化。
 

10.【答案】AC 

【解析】解：A、粒子做匀速圆周运动的周期不变，因此粒子做圆周运动的周长越长，其对应的运动速度越大，因D形盒的半径是R，所以粒子做匀速圆周运动的轨道半径最大值为R，所以粒子被加速后的最大速度不可能大于
，故A正确；
B、粒子在磁场中受的洛伦兹力提供向心力，则有，可得可知粒子离开加速器时的最大速度与加速电压无关，最大动能与加速电压U无关，故B错误；
C、粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期为，所以交流电的周期为，频率为，故C正确；
D、粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期为，周期与半径无关，故D错误。
故选：AC。
回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，粒子做匀速圆周运动的轨道半径最大值为D形盒的半径，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而判断最大动能与加速电压U无关．在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等。
解决本题的关键知道回旋加速器电场和磁场的作用，知道最大动能与什么因素有关，以及知道粒子在磁场中运动的周期与电场的变化的周期相等。
 

11.【答案】C B B 

【解析】解：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.变压器只能改变交流电的电压，原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，应用多用电表的“交流电压挡“测量，故B错误：
C.研究变压器电压和匝数的关系，用到控制变量法，可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D.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D错误。
故选：C。
变压器只能变交流，不能变直流，变压器的铁芯，在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是增大电阻，从而减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率，故B正确、AC错误；
故选：B。
原线圈的匝数多，因此电压大电流小，故原线圈导线应该选用细的，故A错误；
B.根据：：测得副线圈的电压偏高，可能是因为学生电源实际输出电压大于标注的“6V“，故B正确；
C.如果原线圈实际匝数与标注的“800“不符，大于800，则测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故C错误；
D.如果副线圈实际匝数与标注的“800”不符，小于400，测得副线圈的电压应偏低，而不是偏高，故D错误。
故选：B。
故答案为：；；。
根据实验原理分析正确的实验操作方法；
理解变压器中硅钢片的作用，从而得出其摆放的位置；变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，目的是减小涡流；
根据变压器中电压的比例关系完成分析。
本题主要考查了变压器的相关应用，根据实验原理掌握正确的实验操作，解题的关键点是根据变压器中电压和电流的比例关系结合电路的知识完成分析。
 

12.【答案】最低点  偏大  

【解析】解：刻度尺的最小刻度为1mm，但要在mm的下一位估读一位。由图1所示可知，摆长为；
计时要从速度最大的最低点开始，若在最高点进行的话，由于视觉暂留，产生的误差较大，所以要在最低点进行计数；
计算周期时，多算一次全振动次数，测量周期的值偏小，根据单摆的周期公式得：，
 测量重力加速度的值偏大；
根据单摆的周期公式得出：，结合图象的斜率，从而得到重力加速度。
故答案为：；最低点；偏大；
根据毫米刻度尺的最小刻度读出图示求出摆长；
计时应从速度最快的最低点开始进行；
根据单摆的周期公式得出重力加速度的表达式，从而判断出重力加速度减小的原因；
根据单摆的周期公式得出：，由斜率求出重力加速度。
单摆只有在摆角很小，空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动，要知道影响实验结论的因素；分析单摆测重力加速度的误差应该由具体的公式。
 

13.【答案】解：根据可知，线框转动的角速度
线框转动时产生感应电动势的最大值
解得：
线框转动时产生的感应电动势的有效值
根据闭合电路的欧姆定律有
解得
答：匀强磁场的磁感应强度大小为；
矩形导线框ABCD的电阻r为。 

【解析】根据线圈产生的感应电动势的瞬时值可知线圈转动的角速度，根据求得磁感应强度；
根据求得交流电的有效值，根据闭合电路的欧姆定律求得电阻；
本题主要考查了线圈转动产生感应电动势，结合闭合电路的欧姆定律即可求得。
 

14.【答案】解：粒子运动轨迹如图所示，带电粒子从P点开始做匀速圆周运动设其运动半径为，由几何关系可得：

解得：
由洛伦兹力提供向心力得：

解得：；
由几何关系可得粒子在第一象限的运动轨迹的圆心角，则带电粒子在第一象限内运动的时间为：
。
答：匀强磁场的磁感应强度大小B为；
带电粒子在第一象限内运动的时间为。 

【解析】带电粒子从P点开始做匀速圆周运动，作出粒子运动轨迹图，由几何关系求得运动半径，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律求解；
由几何关系求得粒子运动轨迹的圆心角，利用圆心角与周期求解时间。
本题考查了带电粒子在匀强磁场中运动问题。对于带电粒子在匀强磁场只受了洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。
 

15.【答案】解：时，导体棒的速度：
切割磁感线产生的感应电动势
根据闭合电路欧姆定律：
根据顿第二定律，
所以
导体棒匀加速的位移
导体棒的电荷量
时，外力的功率，之后保持不变
设时速度为，此时感应电动势：，感应电流：，安培力：
而拉力：
由于前已做匀速直线运动，则：
从到根据动能定理有：，
由功能关系，产生的总热量：
根据焦耳定律可知，导体棒产生的热量
联立代入数据得：
答：时，拉力F的大小为；
内，通过电阻R的电荷量q为；
内，导体棒产生的热量Q为。 

【解析】根据运动学公式求出导体棒速度，根据切割磁感线产生电动势公式、安培力、欧姆定律和牛顿第二定律求出时外力F大小；
根据运动学公式求出位移x，再根据电荷量求电荷量；
由题设条件和功率相关公式求出最终的速度，再根据动能定理和焦耳定律与功能关系求解导体棒上产生的焦耳热。
对于电磁感应现象中涉及电路问题的分析方法是：确定哪部分相当于电源；对于安培力作用下导体棒的运动问题，如果涉及电荷量问题，常根据动量定理结合法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律列方程进行解答。