2022-2023学年广东省广州市第六中学高二下学期2月月考 物理 解析版

这是一份2022-2023学年广东省广州市第六中学高二下学期2月月考 物理 解析版，共15页。试卷主要包含了单项选择题，多选择题等内容，欢迎下载使用。
2021级高二下学期 物理 测验试题（一）A卷（说明：本试卷共17题，考试时间为75分钟，满分为100分）命题人：   审题人： 一、单项选择题：本题共8小题，每题 3分，共 24分。每小题只有一个正确答案，不选或错选得 0 分。1．如图所示，关于电磁现象，下列说法正确的是（　　）A．甲图，用细金属丝将直导线水平悬挂在磁铁的两极间，当通以如图所示的电流时，导线会向左摆动一定角度B．乙图，是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，从而产生大量热量，冶炼金属C．丙图，通电线圈在磁场作用下转动，机械能转化为电能D．丁图，当用力让线圈发生转动时，电流表就有电流通过，利用此原理可制成电动机2．如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。以下情况中，abcd中有感应电流产生的是（　　）A．将abcd向纸外平移B．将abcd向右平移C．将abcd以ab为轴转动60°D．将abcd向上平移 3．如图，粗糙绝缘水平桌面上有一铜质圆环。当一竖直放置的条形磁铁从圆环直径正上方等高快速向右通过AB的过程中，圆环始终不动，则可知圆环受到的摩擦力方向（　　）A．始终向左 B．始终向右C．先向左后向右 D．先向右后向左4．如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向成角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒在水平外力作用下始终处于静止状态。规定的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，斜向右下方为安培力的正方向，则在时间内，能正确反映电阻R的热功率P、流过导体棒的电流i、导体棒所受水平外力F及安培力随时间t变化的图像正确的是（　　）A．B．C．D．5．如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法错误的是（　　）A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，说明环内有感应电动势B．把磁铁远离A环，A环又会被吸引，说明环内有感应电流C．磁极接近或者远离B环时，B环保持静止，但环的断口左右两端有电势差D．磁铁N极接近B环时，环的断口处右端电势比左端电势高6．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的。话筒内半径为r、匝数为n的可动线圈套在径向辐射永久磁铁槽上，如图所示，当声波使膜片振动时，线圈垂直切割磁感线，将声音信号转化为电信号。线圈振动区域的磁场的磁感应强度大小恒为B，话筒工作时线圈与其相连的负载构成回路，总电阻为R，若在某一时刻，线圈切割磁感线的速度大小为v，则该时刻通过线圈的感应电流为（    ）A． B． C． D．7．为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，则在t时间内航天员消耗的能量为（　　）A． B． C． D．8．一交变电流的图像如图所示，则对于该交变电流，下列说法正确的是（　　）A．该交变电流的周期为B．该交变电流的最大值为C．该交变电流的有效值为D．该交变电流通过的电阻时热功率为 二、多选择题：本题共4小题，每题6分，共 24 分。每小题只有多个正确答案，不选或错选得 0分，漏选得3分。9．如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。线圈匀速转动时与外电路R＝10Ω的电阻构成闭合回路。从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（　　）A．电阻R消耗的热功率为4kWB．t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行C．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快D．该发电机产生的交变电流的频率为50Hz10．如图所示，两相同灯泡A1、A2，A1与一理想二极管D连接，线圈L的直流电阻不计。下列说法正确的是（　　）A．闭合开关S后，A1、A2会立刻亮，电流由a指向bB．闭合开关S稳定后，A1、A2亮度相同，电流由a指向bC．断开S的瞬间，a点的电势比b点低D．断开S的瞬间，A1会逐渐熄灭，电流由a指向b 11．两根足够长的光滑导轨竖直放置，底端接电阻。将金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与匀强磁场垂直，如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　）A．释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度B．金属棒向下运动时，流过电阻的电流方向为C．电路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少D．金属棒不会回到初始位置 12．如图甲所示，两电阻不计的平行光滑导轨与水平面的夹角，导轨下端接一阻值的定值电阻。空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场。导体棒的长度和导轨间距均为，导体棒电阻、质量。在导体棒上施加一沿导轨平面向上的作用力F，使导体棒沿导轨下滑，作用力F的大小随时间变化的关系图象如图乙所示，力F作用过程中导体棒的速度大小与时间的关系图象如图丙所示，已知重力加速度为，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（　　）A．图乙中的Fm=0.6NB．图丙中的C．在到的时间内通过导体棒横截面的电荷量为12CD．在到的时间内导体棒重力的冲量大小为4.8第II卷（非选择题，共52分）13．（8分）（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择________。A．量程为的电压表B．量程为的电流表C．量程为的电流表D．零刻度在中间的灵敏电流计（2）某同学按下列步骤进行实验：①将已知绕向的螺线管与电表连接；②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；③分析实验结果，得出结论。上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明________________________的关系。（3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角________（选填“不变”“变大”或“变小”）。（4）如图所示，图（甲）为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到的波形．横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图（甲）内①所示图线，现用该磁铁，如图（乙）所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图（丙）中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是________。    14．（8分）某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况，按下图连接电路。实验时，先将开关S掷向1，待电路稳定后，将开关掷向2，传感器将信息传入计算机，屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的图线。（1）由电路图可知，传感器1应为___________传感器，传感器2应为___________传感器（选填“电流”或“电压”）。   （2）用I表示电路中的电流，表示电容器两端的电压，电容器在整个放电过程中，计算机屏幕上显示出的图像正确的有(      )A． B．C．D．（3）若已知电源电动势E，但其内阻和电阻箱阻值均未知，根据已知条件和传感器图像中的数据信息，下列判断正确的是(      )A．可知该电容器的电容B．可知此时电阻箱阻值大小C．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短D．若只减小电容器的电容大小，电容器放电的时间将变短          15．（9分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内有垂直xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在第Ⅱ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴负方向。在x轴上的P点有一粒子源，能发射质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，速度方向在xOy平面内，与x轴正方向的夹角，粒子经过y轴上的点（图中未画出）且垂直于y轴进入匀强电场中，并最终从点（图中未画出）飞出电场。不计粒子所受的重力以及粒子间的相互作用。求：（1）刚从粒子源发射出来的粒子速度大小v；（2）粒子从P点运动到M点所用的时间t；     16．（12分）如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径r=0.5m的竖直半圆，两导轨间距离l=0.3m，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，两导轨电阻不计。有两根长度均为l的金属棒ab、cd，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg，电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动，cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，cd棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g=10m/s2，求：（1）ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0；（2）cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1；（3）cd棒进入半圆轨道前，ab棒上产生的电热。（结果取整数）     17．（16分）某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型，原理如图所示，PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场B1和B2，B1方向未知，B2垂直纸面向里。矩形金属框固定在实验车底部（车厢与金属框绝缘），其中ad边宽度与磁场间隔相等。当磁场B1和B2同时以速度v0＝10 m/s沿导轨向右匀速运动时，金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动。已知金属框垂直导轨的ab边长L＝0.1 m、总电阻R＝0.8 Ω，实验车与金属框的总质量m＝4.0 kg，B1＝B2＝2.0 T，悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f＝0.4 N。（1）为使金属框运动，则B1的方向应如何？（2）求实验车所能达到的最大速率；（3）假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动，当时间为t＝24 s时，发现实验车正开始向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度为v＝2 m/s，求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间。
参考答案：1．B【解析】A．甲图，用细金属丝将直导线水平悬挂在磁铁的两极间，当通以如图所示的电流时，根据左手定则可知导线受到向右的安培力，导线会向右摆动一定角度，A错误；B．乙图，是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，B正确；C．丙图，通电线圈在磁场作用下转动，电能转化为机械能，C错误；D．丁图，当用力让线圈发生转动时，线圈的磁通量发生变化，产生感应电动势，电流表就有电流通过，利用此原理可制成发电机，D错误。故选B。2．B【解析】A. 将abcd向纸外平移，穿过线框abcd的磁通量不变，abcd中没有感应电流产生，A错误；B. 将abcd向右平移，穿过线框abcd的磁通量减小，abcd中有感应电流产生，B正确；C. 如下图，从O2看向O1，将abcd以ab为轴转动60°后cd在纸面的投影与O1O2重合，即穿过线框abcd的磁通量不变，abcd中没有感应电流产生，C错误；D. 将abcd向上平移，穿过线框abcd的磁通量不变，abcd中没有感应电流产生，D错误。故选B。3．A【解析】根据楞次定律，由于磁体的运动，在闭合回路中产生感应电流，感应电流激发出的磁场对原磁体有磁场力的作用，该磁场力的效果总是阻碍原磁体的相对运动，可知，圆环中激发出的磁场对条形磁体有磁场力的作用，该磁场力的效果总是阻碍条形磁体的相对运动，即该磁场力的方向整体向左，根据牛顿第三定律可知，条形磁体对圆环中感应电流的磁场力方向整体向右，圆环静止，则地面对圆环的摩擦力方向始终向左。故选A。4．C【解析】B．由法拉第电磁感应定律，有由图乙知，B的变化率不变，即保持不变，则感应电动势保持不变，电路中电流不变，B错误；A．根据，电阻R的热功率P恒定不变，A错误；C．根据楞次定律判断可知中感应电流从b到a，当B为负值时，安培力的方向垂直于磁感线斜向右下方，根据平衡条件可知，外力水平向左，为负值，大小为B为正值时，外力水平向右，为正值，大小为C正确；D．根据安培力可知，导体棒所受安培力随B的变化而变化，D错误。故选C。5．D【解析】A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒去留）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，A正确；B．同理，把磁铁远离A环，，A环又会被吸引，环内有感应电流，B正确；C．磁极接近或者远离B环时，磁通量变化，有感应电动势，但是由于不闭合，所以没有感应电流，圆环不受到安培力的作用，保持静止，C正确；D．同理当磁铁N极接近B环时，可知环内有感应电动势，此时断口处左端电势比右端电势高，D错误。本题选错误的，故选D。6．D【解析】每匝线圈切割磁感线的有效长度线圈中产生的感应电动势通过线圈的感应电流解得故选D。7．B【解析】圆盘转动时产生的感应电动势为通过电阻R的感应电流为电阻R消耗的电功率为由于航天员锻炼时消耗的能量只有50%转化为电能，故在锻炼的t时间内航天员消耗的能量为联立解得故选B。8．C【解析】A．由图像可知，该交变电流的周期为0.03s，故A错误；B．由图像可知，该交变电流的最大值为4 A，故B错误；C．根据电流的热效应其中解得该交变电流的有效值为故C正确；D．根据，可知该交变电流通过10 Ω的电阻时的热功率故D错误。故选C。9．AD【解析】A．交流电流的有效值为I=20A，则电阻R消耗的热功率为P=I2R=4kW选项A正确；B．t＝0.01s时，线圈中感应电流为零，则线圈平面与磁场方向垂直，选项B错误；C．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，变化最慢，选项C错误；D．该发电机产生的交变电流的周期为T=0.02s，则频率为50Hz，选项D正确。故选AD。10．AC【解析】A．闭合开关S后，线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立刻亮，电流由a指向b，选项A正确；B．闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以A1与二极管被短路，导致灯泡A1不亮，而A2将更亮，因此A1、A2亮度不同，电流由a指向b，选项B错误；CD．断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，但二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1也是立即熄灭，选项D错误，选项C正确。故选AC。11．CD【解析】A．金属棒释放瞬间，速度为零，感应电流为零，由于弹簧处于原长状态，因此金属棒只受重力作用，故其加速度的大小为g，故A错误；B．根据右手定则可知，金属棒向下运动时，流过电阻R电流方向为，故B错误；C．当金属棒下落到最底端时，重力势能转化为弹性势能和焦耳热，所以电路总热量小于金属棒重力势能的减少，故C正确；D．由于运动过程中，金属棒向下运动和向上运动的过程中，安培力做负功，根据能量守恒定律，最终金属棒静止时，弹簧的拉力等于金属棒的重力，则金属棒不会回到原来的位置，停在初位置的下方，故D正确。故选CD。12．ABC【解析】B．设导体棒的加速度为a，则t时刻导体棒的速度导体棒产生的感应电动势为根据闭合电路欧姆定律有对导体棒根据牛顿第二定律有由图丙可得由图乙可知时代入数据解得故B正确；A．由图乙可知当时代入数据解得Fm=0.6N故A正确；C．在到时间内导体棒运动的位移为通过导体棒横截面的电荷量为故C正确；D．在到的时间内导体棒重力的冲量大小为故D错误。故选ABC。13．（8分）（每空2分）D     电流流入电表方向与电表指针偏转方向     变大    B【解析】（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个零刻度在中间的灵敏电流计。故选D；（2）依据以上操作，实验中，漏掉的实验步骤是要查明电流流入电表方向与电表指针偏转方向的关系；（3）当磁铁插入螺线管的速度越快，磁通量变化越快，感应电流也较大，电表指针偏角变大；（4）条形磁铁的N极迅速插入感应线圈时，得到图（甲）中①所示图线，现有如图（乙）所示磁铁自远处匀速沿一圆形线圈的轴线运动，并穿过线圈向远处而去，由楞次定律得出感应电流方向为顺时针（从左向右看），即为正方向；当远离感应线圈时，则感应电流方向为负方向。故选B。14．（8分）（1）电流（2分）     电压（2分）         （2）BD （2分，漏选得1分）   （3） AD   （2分，漏选得1分）      【解析】（1）由电路图可知，传感器1串联在电路中，应为电流传感器，传感器2和电容器并联，应为电压传感器。（2）AB．电容器放电过程中，放电电流逐渐减小，电流的变化率逐渐减小，最后趋近于零，故A错误，B正确；CD．电容器放电过程中，电容器两板间电压逐渐减小，电压的变化率逐渐减小，最后趋近于零，故C错误，D正确。故选BD。（3）A．根据I-t图像可知电容器的放电量，即电容器所带的电荷量Q，充电结束时电容器两板间电压等于电源电动势E，则根据Q=CE可知该电容器的电容C，故A正确；B．由题中信息不能求解电阻箱阻值大小，故B错误；C．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的电流会减小，则放电的时间将变长，故C错误；D．若只减小电容器的电容大小，电容器带电量减小，则放电的时间将变短，故D正确。故选AD。15．（3+5=8分）（1）；（2）； 【解析】（1）在磁场中运动过程，根据几何关系   （1分）解得根据洛伦兹力提供向心力                            （1分）解得                                                （1分）（2）根据得，                                   （1分）粒子在磁场中转过的圆心角为60°，用时           （1分）粒子从N到M点的过程中，做类平抛运动，有                    （1分）解得                                                   （1分）粒子从P点运动到M点所用的时间              （1分）  16．（4+4+4=12分）【答案】（1）30m/s2；（2）7.5m/s；（3）1J【解析】（1）ab棒开始向右运动时，设回路中电流为I，有                          （1分）                           （1分）对cd棒，由牛顿第二定律                            （1分）解得                                              （1分）（2）设cd棒刚进入半圆轨道时的速度为v2，金属棒ab、cd系统动量守恒，有                                              （1分）cd棒进入半圆轨道后不再受安培力，由机械能守恒定律                                        （1分）cd棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP′，故在最高点由牛顿第二定律                                                    （1分）解得                                     （1分）（3）cd棒进入半圆轨道前，由能量守恒得 （2分）解得                                           （2分）17．（2+6+8=16分）【答案】（1）垂直纸面向外；（2）8 m/s；（3）2 s【解析】（1）磁场向右运动时为使金属框运动，穿过金属框的磁通量应该改变，而两磁场的磁感应强度大小相同，故方向必然相反，则B1的方向应垂直纸面向外。   （2分）（2）当安培力与阻力平衡时，实验车达到最大速度，此时根据共点力平衡有F＝f                                                                            （2分）由安培力公式可得F＝2BIL                                                    （1分）由法拉第电磁感应定律有E＝2BL（v0－vm）                              （1分）由闭合电路欧姆定律有E=IR                                                    （1分）其中B＝B1＝B2＝2.0 T联立并代入数据解得vm＝8 m/s                                          （1分）（3）根据题意分析可得，为实现实验车最终沿水平方向做匀加速直线运动，其加速度必须与两磁场由静止开始做匀加速直线运动的加速度相同，设加速度为a，则t时刻金属框中的电动势为E′＝2BL（at－v）                                              （1分）金属框中感应电流为                                               安培力为F′＝2BI′L                                                                    对实验车，由牛顿第二定律得F′－f＝ma                                        （2分）得a=1 m/s2                                                                                           （1分）设从磁场运动到实验车起动需要时间为t0，则t0时刻金属框中的电动势为E0＝2BLat0                                                                         （1分）金属框中感应电流为安培力为F0＝2BI0L对实验车有F0＝f                                                               （2分）联立并代入数据解得t0＝2 s                                              （1分）