2021-2022学年四川省凉山州宁南中学高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年四川省凉山州宁南中学高二（下）第一次月考物理试卷

1.  楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现(    )

A. 电阻定律 B. 库仑定律 C. 欧姆定律 D. 能量守恒定律

2.  下列说法正确的是(    )

A. 点电荷在电场中所受电场力的方向一定与电场线方向相同
B. 运动的点电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可能与磁感线方向相同
C. 运动的点电荷在磁感应强度不为零的磁场中受到的洛伦兹力一定不为零
D. 通电长直导线在磁感应强度不为零的地方受到的安培力可能为零

3.  在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。下列说法正确的是(    )

A. 合上开关S，a、b同时亮
B. 合上开关S，a先亮、b后亮
C. 将原来闭合的开关S断开，a先熄灭、b后熄灭
D. 将原来闭合的开关S断开，b先熄灭、a后熄灭
 

4.  如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，，，C为电容器．已知通过的正弦交流电如图乙所示，则(    )

A. 交流电的频率为 B. 原线圈输入电压的最大值为 V
C. 电阻的电功率约为 D. 通过的电流始终为零

5.  如图甲所示，一弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一小球，弹簧无形变时小球静止于光滑水平地面上O点处。若把小球拉至A点后由静止释放，小球向左运动最远位置为B点，以水平向右为正方向，小球的振动图像如图乙所示，则下列正确的是(    )

A. A、B之间的距离为6cm
B. 在时间内，小球运动的路程为12cm
C. 时刻小球位于B点，且此时小球的加速度最小
D. 在时间内，小球运动的速度逐渐减小，弹簧弹性势能逐渐减小

6.  如图所示，表示一交变电流的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为(    )

A. 10A B. 5A C. 15A D.

7.  S是波源，其振动频率为50Hz，所产生的横波向右传播，波速是，P、Q是传播方向上的两个质点，已知，当S通过平衡位置向上运动时，以下说法正确的是(    )

A. P在波谷，Q在波峰 B. P在波峰，Q在波谷
C. P、Q都在波谷 D. P、Q都在平衡位置

8.  一单摆在竖直平面内做小角度摆动。摆球从左侧最高点A运动到最低点C时，摆线被悬点未画出正下方的钉子P挡住，之后球运动到右侧最高点B，该过程中的频闪照片如图所示，已知闪光的时间间隔相等，，则O、P两点间的距离为(    )

A.  B.  C.  D.

9.  某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为，振动图像如图所示，下列说法正确的是(    )

A. 第1s末到5s末回复力做功为零
B. 弹簧在第1s末与第5s末的长度相同
C. 第3s末到第5s末，弹簧振子的速度方向相同
D. 从第1s末到第3s末，振子通过的路程为A
 

10.  图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，已知发电机线圈电阻为，外接一只阻值为的电阻R，不计电路的其他电阻，已知电阻R两端的电压随时间变化的图像如图乙所示。则(    )

A. 线圈的转速为 B. 交流电流表的示数为
C. 时线圈平面与磁场方向平行 D. 电阻R在1分钟内产生的热量为4800J

11.  如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框俯视图，现导线中通以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在时间内，则(    )

A. 线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B. 线框先有扩张趋势后有收缩趋势
C. 线框中感应电流先减小后增大
D. 线框受到的静摩擦力方向始终向左
 

12.  如图所示，在MN的右侧区域内有垂直与纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一高为a、总电阻为R的正三角形金属线框平行于纸面向右匀速运动。在时刻，线框底边恰好到达MN处；在时刻，线框恰好完全进入磁场。在线框匀速进入磁场的过程中(    )

A. 线框中的感应电流方向为逆时针
B.  时刻，流过线框的电流大小为
C. 若线框运动的速度越大，全过程通过线框的电荷量越多
D. 若线框运动的速度越大，全过程线框产生的焦耳热越多

13.  用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
为了减小误差，组装单摆时，应在下列器材中选用______选填选项前的字母。
A.长度为30cm左右的细线
B.长度为1m左右的细线
C.直径为的铁球
D.直径为的塑料球
测出悬点O到小球球心的距离摆长及单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式______。

14.  某同学用一多用电表测量一定值电阻的阻值R，先把选择开关旋到“”挡，欧姆调零后，测量时指针偏转如图所示，则该电阻的阻值是______；
为了较准确地测量该电阻的阻值，该同学采用“伏安法”测量，实验室提供的器材如下：
A.电压表量程3V，内阻约为
B.电流表量程，内阻约为
C.电流表量程30mA，内阻约为
D.滑动变阻器额定电流
E.滑动变阻器额定电流
F.电源电动势为5V，内阻约为
G.开关S，导线若干
①为了较准确地测量电阻R的阻值，电流表应选______，滑动变阻器应选______填器材前面的序号；
②在如图虚线框内画出实验电路图。
 

15.  如图，质量、匝数的矩形线圈abcd被细绳悬挂在天花板上，线圈有一半在磁场中，且线圈平面与磁场垂直。其中，，线圈电阻为，磁感应强度随时间的关系式为，，求：
时线圈中的磁通量；
流过线圈中的电流大小；
为何值时细绳中的拉力为零。

16.  某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的输出电压为，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，要求在输电线上损失的功率控制在4kW，请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：
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？
输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？
两个变压器的匝数比各应等于多少？
 

17.  一列简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是波传播到的M点的波形图，图乙是质点从此时刻开始计时的振动图象，Q是位于处的质点，下列说法正确的(    )
 

A. 波从M点传到Q点的这段时间内，M点经过的路程是5m
B. 这列波的传播速度是
C. M点以后的各质点开始振动时的方向都沿y轴正方向
D. 由甲图对应时刻开始计时，质点Q经过6s，第一次到达波谷

18.  如图所示，实线和虚线分别是沿x轴正方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。
求该波的波长、可能的周期T和可能的速度v；
若，求该波的波速大小。

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】

【分析】当线圈与磁体间有相对运动时，根据“来拒去留”可知，磁场力都是阻碍线圈与磁体间的相对运动，有外力对系统做了功，导致其他形式的能转化为线圈的电能；当导体做切割磁感线运动时，安培力总是阻碍导体的运动，导体克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能，据此即可分析。
考查电磁感应原理，掌握楞次定律的内涵，注意从做功与能量转化角度来认识楞次定律的内容。
【解答】当线圈与磁体间有相对运动时，根据“来拒去留”可知，磁场力都是阻碍线圈与磁体间的相对运动，有外力对系统做了功，导致其他形式的能转化为线圈的电能；当导体做切割磁感线运动时，安培力总是阻碍导体的运动，导体克服安培力做功，把其他形式的能转化为电能，所以楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的体现，故D正确，ABC错误。

故选D。
 

2.【答案】D 

【解析】解：A、正点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反．故A错误．
B、运动的点电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与磁场方向垂直．故B错误．
C、当电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力．故C错误．
D、通电长直导线在磁感应强度不为零的地方，当通电导线与磁场平行时不受安培力．故D正确．
故选：
本题要抓住电场力和磁场力的区别，知道正点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同．洛伦兹力方向与磁场方向垂直．当电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力．当通电导线与磁场平行时不受安培力．
电场力和磁场力的区别很大，要抓住电场力与重力类似，电荷在电场中必定要受到电场力，而磁场力则不一定，当电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力．当通电导线与磁场平行时不受安培力．
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，所以合上开关S，a先亮、b后亮。故A错误，B正确；
C、当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭。故C错误，D错误。
故选：B。
当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据楞次定律来分析两灯亮暗顺序。
对于线圈要抓住这个特性：当电流变化时，线圈中产生自感电动势，相当于电源，为回路提供瞬间的电流。
 

4.【答案】C 

【解析】

【分析】
由图象可读出的电流的最大值，进而求得电流的有效值；读出电流的周期可求得频率；由电流的值及的阻值可求出副线圈的电压，进而求得原线圈的输入电压。
本题考查交流电的图象，明确交流电的最大值，有效值之间的关系，结合功率计算式即可解答。
【解答】

A.由图象知电流的周期是，则其频率为 ，故A错误；
B.副线圈的最大电压为，原线圈的输入电压为，由得，故B错误；
C.电阻的功率为，故C正确；
D.电容器通交流，故有电流，故D错误。
故选C。
 

5.【答案】B 

【解析】解：A、由乙图可知，A、B之间的距离为12cm，故A错误；
B、由乙图可知，在时间内小球位于负的最大位移处，振动到最大正位移处，所以小球的路程为，故B正确；
C、在时刻，小球位于最大负位移处，即B点，此时加速度最大，但速度为零，故C错误；
D、小球在时间内，小球从平衡位置振动到最大负位移的B点，速度逐渐减小，但弹性势能越来越大，故D错误。
故选：B。
根据振动图象判断振子的运动状态和受力情况，结合简谐运动的对称性判断弹簧振子的路程和位移。
本题要注意把握弹簧振子的运动具有对称性，在平衡位置时受力平衡。
 

6.【答案】D 

【解析】解：
设电流的有效值为通过阻值为R的电阻，取一个周期时间，由焦耳定律得：

解得：，故ABC错误，D正确
故选：D。
本题考查交变电流的有效值问题，需要学生把握有效值的求解方法即可。
 

7.【答案】A 

【解析】解：由得，波长
，S与P之间的位置关系相当于在，，相当于在处，当S通过平衡位置向上运动时，一个波长内的图象如图，结合波形可知，此时刻P在波谷，Q在波峰。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
由振动的频率和波速，根据波速公式求出波长，分析PS、QS与波长的关系，结合波形，确定此时刻P、Q两质点所处的位置。
该题虽然没有画出波的图象，仍然要抓住波形图的特点，关键确定PS、QS与波长的关系，结合波形进行分析是常用的方法。
 

8.【答案】A 

【解析】解：设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动周期的时间为
在左侧摆动周期的时间为
则有：：：3
设右侧摆长为，则有：，
联立解得：
故O、P两点间的距离为，故A正确，BCD错误；
故选：A。
已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，根据摆球从A到C、C到B的间隔，确定摆球在左右两侧摆动的周期关系，由单摆周期公式研究摆长关系，再求O与P的距离。
考查分析单摆周期的能力，重点是对于所给图象的间隔进行分析，得出在碰钉子之前和之后的周期比例关系，进而才能正确得到OC的距离。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：A、由图可知，该弹簧振子的周期为8s，则角速度：，所以位移x随时间t变化的关系为，将时间合代入可知，第1s末的位移大小与第5s末的位移大小相等，方向相反，这两个时刻振子所在的位置相对于平衡位置对称，所以振子的速度大小相等，根据动能定理可知，第1s末到5s末回复力做功为零，故A正确；
B、弹簧在第1s末与第5s末的位移等大方向，弹簧形变量相同，如果第1s末弹簧是压缩状态，第5s末就是伸长状态，所以长度不同，故B错误；
C、第3s末到第5s末，弹簧振子始终向负方向振动，所以速度方向相同，故C正确；
D、由图像可知，在第1s末振子到平衡位置的距离是，结合简谐振动的对称性可知，第3s末的位移大小也是，则从第1s末到第3s末，振子通过的路程为，故D错误。
故选：AC。
根据简谐运动的图象得到弹簧振子的位移，从而分析弹簧长度的关系；由图读出周期，从而求得圆频率；将和代入得到第3s末振子的位移大小，根据图象的切线斜率表示速度判断速度情况。
本题的关键要会从图象和关系式判断位移情况，根据的斜率判断速度情况，要注意图象不是振子的运动轨迹。
 

10.【答案】D 

【解析】解：A、根据乙图可知，交流电的周期，故线圈转动的转速，故A错误；
B、电阻R两端的电压最大值为，有效值为，交流电流表的示数为，故B错误；
C、时线圈产生的感应电动势为零，故此时线圈位于中性面，此时线圈平面与磁场方向垂直，故C错误；
D、电阻R在1分钟内产生的热量为，故D正确；
故选：D。
由题图乙可知流过电阻R的交流电电压的最大值、周期，电流表的示数为有效值，根据产生的感应电动势的大小判断出线圈所在的位置，根据焦耳定律求解外电阻发热量。
本题考查交变电流的产生及有效值的定义，要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值。
 

11.【答案】B 

【解析】解：A、时间内，电流沿正方向减小，则线圈中磁场向里减小，向里穿过线框的磁通量向里减少，由楞次定律可知线框中感应电流沿顺时针方向；时间内，导线中电流沿向上方向增大，则线圈中的磁场向外增大，向外穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，线框中感应电流沿顺时针方向，故A错误；
B、时间内，电流沿正方向减小，向里穿过线框的磁通量向里减少，由楞次定律可知线框的面积有扩大的趋势；时间内，导线中电流沿向上方向增大，向外穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知线框的面积有减小的趋势；故B正确；
C、整个过程中电流的变化率相同，则产生的磁场磁感应强度的变化率相同，根据法拉第电磁感应定律可知，线框内产生的感应电动势相同，所以线框中的感应电流大小不变，故C错误；
D、时间内电流为减小过程，根据“来拒去留”规律可知，线圈有向右的运动趋势，故受静摩擦力的方向向左；而与时间内电流增大，线框有向左运动的趋势，故受到的静摩擦力的方向向右，故D错误。
故选：B。
分析导线中电流的变化，根据右手螺旋定则可明确线圈中磁场的变化；由楞次定律即可明确电流的方向；根据楞次定律的推广形式可明确面积变化的趋势；根据“来拒去留”规律可明确受力方向．
本题考查楞次定律的应用，要注意明确楞次定律中“增反减同”和来拒去留”结论的正确应用．
 

12.【答案】AD 

【解析】解：A、磁场垂直于纸面向里，由右手定则可知，线框向右运动过程，感应电流始终沿逆时针方向，故A正确；
B、线框做匀速直线运动，线框的速度，时刻，线框切割磁感线的有效长度，
动生电动势，由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流，故B错误；
C、全程通过线框的电荷量，通过线框的电荷量与线框的速度无关，故C错误；
D、通过磁场的速度越大，产生的感应电动势越大，感应电流越大，金属框所受的安培力越大，由平衡条件知水平拉力越大，水平拉力做功越多，则线框中产生的焦耳热越多，故D正确。
故选：AD。
应用右手定则判断出感应电流方向；求出时刻线框切割磁感线的有效长度，由求出动生电动势，由法拉第电磁感应定律求出感生电动势，然后由欧姆定律求出感应电流大小。
解决本题的关键要掌握楞次定律判断感应电流的方向，利用左手定则判断安培力方向，以及知道感应电动势的大小与磁通量的变化率有关，磁通量变化率越大，感应电动势越大。
 

13.【答案】 

【解析】解：、单摆在摆角小于时的振动的简谐振动，在摆角一定时摆线越长振幅越大，摆线应选用1m左右的细线而不选择30cm左右的细线，一方面可以减小摆长测量的相对误差，另一方面可以方便周期的测量，摆线应选择B；
CD、为减小空气阻力的影响，摆球应选择体积小、密度大的球，摆球应选择C；
故选：BC。
单摆的周期
根据单摆的周期公式可知，重力加速度：。
故答案为：；。
为减小实验误差摆线应选择适当长些的细线，为减小空气阻力对实验的影响摆球应选择质量大而体积小的球。
单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期，应用单摆周期公式可以求出重力加速度。
本题考查了实验器材的选择与实验数据处理，理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提，应用单摆周期公式即可解题。
 

14.【答案】130 C D 

【解析】解：选择开关旋到“”挡，由图示表盘可知，待测电阻的阻值为。
①电压表量程为3V，待测电阻阻值约为，流过待测电阻的最大电流约为，所以选用电流表，为方便实验操作，应选用较小阻值的滑动变阻器。
②待测电阻阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为测多组实验数据滑动变阻器应采用分压接法；由于待测电阻阻值远小于电压表阻值，所以电流表采用外接法，电路如图所示

故答案为：；①C；D；②实验电路图如上图所示。
欧姆表指针读数与挡位的乘积是欧姆表读数。
根据电路最大电流选择电流表；我方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后作出实验电路图。
要掌握常用器材的使用方法与读数方法；要掌握实验器材的选择原则；根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法是作出实验电路图的关键。
 

15.【答案】解：由知：当时，
线圈中的磁通量为：
由得
根据法拉第电磁感应定律有：
 
根据闭合电路欧姆定律有
 
方向：逆时针
当细绳中的拉力为零时，cd边受到的安培力与重力大小相等，有：
又
结合
解得：
答：时线圈中的磁通量为；
流过线圈中的电流大小为；
为10s时细绳中的拉力为零。 

【解析】根据磁感应强度B随时间t的关系式，求出时的磁感应强度，再根据磁通量的定义式求解线圈中的磁通量；
根据楞次定律判断线圈中的感应电流方向，由法拉第电磁感应定律求出感应电动势大小，再根据闭合电路欧姆定律求解电流；
当线圈所受安培力和重力平衡时细绳中的拉力为0，根据平衡条件即可求解时间t。
解决本题的关键要掌握法拉第电磁感应定律，知道细线拉力为0时，线圈所受的安培力和重力平衡。
 

16.【答案】解：由发电机的输出功率可得，变压器的输出电流，即升压变压器的输入电流
；
输电线上损失的功率为可得，输电线上通过的电流为；
输电线损失的电压为；
由于升压变压器的输入功率等于输出功率，也等于发电机的输出功率，所以有，则升压变压器的输出电压为；
由变压器的电压和匝数关系得升压变压器的匝数比为；
降压变压器的输入电压为，
降压变压器的匝数比为。
答：升压变压器输入的电流为400A，输电线上通过的电流是20A；
输电线损失的电压为200V，升压变压器输出的电压是多少5000V；
升压变压器的匝数比等于1：20，降压变压器的匝数比等于240：11。 

【解析】电功率公式可计算变压器输入电流，输电线上损失功率可计算输电线上的电流，由欧姆定律代入输电线上的电流和电阻可计算输电线上损失的电压，变压器输入和输出功率相等可计算升压变压器的输出电压，利用电压与匝数成正比可计算两个变压器的匝数比。
输电线上电压关系：输入电压等于线上电阻损耗电压加上输出电压，线上的损耗功率以热能的方式散失所以用焦耳热功率计算。
 

17.【答案】BD 

【解析】解：B、由甲图得到波长为4m，由乙图得到周期为4s，故波速，故B正确；
A、波速为，故在波传到Q点；，M经过的路程，故A错误；
C、各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同，波前向下运动，故M点以后的各质点开始振动时的方向都沿方向，故C错误；
D、波速为，故在5s末，波传到Q点；向下振动，经1s到达波谷，所以质点Q经过6s，第一次到达波谷，故D正确。
故选：BD。
由甲图得到波长，由乙图得到周期，根据求解波速；各个质点开始振动的方向均与波前的运动方向相同；根据波速的计算公式结合振动情况求解质点Q第一次到达波谷的时间以及M经过的路程。
本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要能够根据图象直接读出振幅、波长和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和周期之间的关系。
 

18.【答案】解：由波形图可知，该波的波长为
由题意，根据波形的周期性可得：……
解得：……
则波速为：
将T关于n的表达式代入，可得：
则此时的波速大小为：
解：该波的波长为，周期T为…，速度v为…；
若，该波的波速大小为。 

【解析】根据图判断出波长；根据波形平移法分析时间与周期的关系，确定周期，得到频率．再求波速；
结合给出的条件判断相应的波速。
本题是多解问题，关键是会通过波形微平移确定各个质点的振动方向和波动方向；然后由图象得到周期的通项，最后求解特殊值．