精品解析：四川省乐山市沫若中学2022-2023学年高二下学期第三次月考物理试题（解析版）

高2021级高二下期第三次月考物理试题

（时间90分钟，满分110分）

一、选择题（每小题3分，共48分；1-12为单选题，13-16为多选题，选不完整得2分）

1. 做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　)

A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力

【答案】B

【解析】

【详解】A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；

B．由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；

C．加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；

D．回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误；

【点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系．

2. 下列关于交流电说法正确的是（　　）

A. 用交流电流表和电压表测定的读数值是交变电流的瞬时值

B. 保险丝的额定电流、电容器的耐压值都是交变电流的有效值

C. 因为有效值表示交流电产生的平均效果，所以有效值与平均值相同

D. 我国交流电的频率是，表明发电厂发电机转子（线圈）转动的角速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．用交流电流表和电压表测定的读数值是交变电流的有效值，故A错误；

B．保险丝的额定电流是交变电流的有效值，电容器的耐压值是交变电流的最大值，故B错误；

C．交流电有效值是利用电流的热效应定义的，与平均值不具有相同的效果，故C错误；

D．我国交流电的频率是，则周期为

发电厂发电机转子（线圈）转动角速度为

故D正确。

故选D。

3. 如图，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设点和点的电势分别为、，粒子在和时加速度大小分别为、，速度大小分别为、，电势能分别为、。下列判断正确的是（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】B

【解析】

【详解】若粒子从M点运动到N点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示

由图可知，粒子从M点到N点，电场线越来越密，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，粒子的加速度增加，即

速度方向与力的方向间的夹角为钝角，则速度不断减小，即

粒子速度减小，动能减小，根据能量守恒可得，粒子的电势能增大，即

根据电势能与电势的关系

可得

若粒子从N点运动到M点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示

由于速度方向与力的方向夹角为锐角，则速度增大，即

所以仍然有

，，

故选B。

4. 如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B0的匀强磁场（未画出），O点的磁感应强度为零。如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（　　）

A. ，垂直于AO方向向左 B. ，沿AO方向向下

C. ，垂直于AO方向向左 D. ，沿AO方向向下

【答案】A

【解析】

【详解】三导线内的电流大小都相同，与O点间的距离也相同，则三导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，根据安培定则和平行四边形定则，B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为B1，方向垂直于AO向左，A导线在O点产生的磁感应强度大小也为B1，方向与B、C两导线在O点产生的合磁感应强度同向，则三导线在O点产生的合磁感应强度大小为2B1，加上大小为B0的匀强磁场后O点的合磁感应强度为零，则

2B1=B0

解得

B1=

撤去匀强磁场和导线A，则B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为，方向垂直于AO方向向左，A项正确，BCD错误。

故选A。

5. 如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零。和是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）

A. 闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变

B. 闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，最后亮度相同

C. 闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A逐渐变暗，直到不亮

D. 闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】AB．闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，之后由于线圈的通电自感，且其电阻几乎为零，则灯泡B缓慢熄灭，灯泡A逐渐变亮，故AB错误；

CD．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A立即熄灭，但由于线圈的断电自感，则灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭，故C错误，D正确。

故选D。

6. 如图所示，曲面AO是一段半径为2m的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O点，AO弧长为10cm现将小球先后从曲面的顶端A和AO的中点B由静止释放，到达底端O的速度分别为v1和v2，经历的时间分别为t1和t2，则（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】B

【解析】

【详解】因为AO弧长远小于半径，所以小球从A、B处沿圆弧滑下可等效成小角度单摆的摆动，即做简谐运动，等效摆长为2m，单摆的周期为

周期与振幅无关，小球先后从A、B两点运动到O点均经历，故有

因摆动只有重力做功，有

所以

故

故选B。

7. 如图所示是一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为

设交流电的有效值为I，则由交流电有效值的定义可知

由以上两式联立解得

故选D。

8. 如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（　）

A. 在时，小球的加速度为正向最大

B. 在与两个时刻，小球的速度相同

C. 从到时间内，小球做加速度增大的减速运动

D. 时，小球有最小位移

【答案】C

【解析】

【详解】A．在时，小球的位移为正向最大，根据

可知小球的加速度为负向最大，A错误；

B．图像上某点的切线斜率表示该时刻小球的速度，在与两个时刻，小球的速度大小相等，方向相反，B错误；

C．从到时间内，小球做加速度增大的减速运动，C正确；

D．在时，小球有负方向的最大位移，D错误。

故选C。

9. 如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力的大小下列说法中正确的是(　　)

A. 大于环重力mg，并逐渐减小

B. 始终等于环重力mg

C. 小于环重力mg，并保持恒定

D. 大于环重力mg，并保持恒定

【答案】A

【解析】

【详解】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变．由楞次定律可知，感应电流方向：顺时针，再由左手定则可得，安培力的合力方向竖直向下；金属环始终保持静止，则拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小，所以拉力的大小也逐渐减小，故A正确，BCD均错误。

故选A。

10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3:2，R1=12Ω。若理想电流表的示数为0.5A，理想电压表的示数为15V，则下列说法错误的是（　　）

A. 通过电阻的电流为0.75A

B. 原线圈两端的电压为36 V

C. 副线圈的消耗总功率为16 W

D. 电阻的阻值为20Ω

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据

解得

A正确，不符合题意；

B．副线圈两端电压

根据

解得

B正确，不符合题意；

C．副线圈的消耗总功率为

C错误，符合题意；

D．电阻的阻值

D正确，不符合题意。

故选C。

11. 如图，半径为R的半圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、带电量为+q且不计重力的粒子，以速度v沿与半径PO夹角θ=30°的方向从P点垂直磁场射入，最后粒子垂直于MN射出，则磁感应强度的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图，由几何关系，知圆心角30°，粒子运动的轨迹的半径为

根据洛伦兹力提供向心力，有

得半径为

联立得

B正确。

故选B。

12. 如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1＝2v2，在先后两种情况下（　　）

A. 线圈中的感应电动势之比为E1：E2＝2：3

B. 线圈中的感应电流之比为I1：I2＝1：2

C. 线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2＝2：1

D. 通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2＝1：2

【答案】C

【解析】

【详解】A．感应电动势为

由于

则感应电动势之比为

故A错误；

B．感应电流为

由于

则感应电流之比为

故B错误；

C．线框穿出磁场的时间为

由于

则有

产生的焦耳热为

则焦耳热之比

故C正确；

D．通过线圈某截面的电荷量为

由于B、S、R都相等，则通过某截面的电荷量之比为1：1，故D错误。

故选C。

13. 如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为2，外接灯泡的电阻为。则（　　）

A. 电压表的示数为

B. 瞬时电动势的表达式为

C. 在时，穿过线圈的磁通量最小

D. 发电机的输出功率为2.88W

【答案】BD

【解析】

【详解】A．电压表测的是有效值

电压表的示数为

故A错误；

B．电动势的最大值为

周期为，则瞬时电动势的表达式为

故B正确；

C．在时，电动势为0，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误；

D．灯泡消耗的功率

故发电机的输出功率为，故D正确。

故选BD。

14. 如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=104 V，输出功率P1=109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1，输电线总电阻r=50 Ω。则（　　）

A. U4=U1

B. I4=I1

C. 通过电阻r的电流I2=2×104 A

D. 电阻r损耗的电功率为5×107 W

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】C．因为

I1==105 A

根据

可得

I2=I1=×105 A=103 A

则通过电阻r的电流为103 A，故C错误；

A．电阻r两端的电压为

Ur=I2r=103×50 V=5×104 V

根据

可得

U2=U1=100×104 V=106 V

则

U3=U2－Ur=106 V－5×104 V=9.5×105 V

U4=U3=×9.5×105 V=9.5×103 V

则U4≠U1，故A错误；

B．由于

I2=I3

I4=I3=×103 A=105 A

则

I4=I1

故B正确；

D．电阻r损耗的电功率

Pr=I22r=(103)2×50 W=5×107 W

故D正确．

故选BD。

15. 如图所示为两条平行的光滑绝缘导轨，其中半圆导轨竖直放置，水平导轨与半圆导轨相切于、两点，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现将一导体棒垂直导轨放置，开始时导体棒位于图中的处，当导体棒中通有如图所示方向的电流时，导体棒由静止开始运动，并能到达与半圆导轨圆心等高的处。已知导轨的间距为，磁场的磁感应强度大小，导体棒的质量为，导体棒中的电流大小为，，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）

A. 导体棒在点的加速度大小为

B. 导体棒在点的速度大小为

C. 导体棒在点的向心加速度大小为

D. 导体棒在点时，半圆导轨对通电导体棒的作用力大小为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由左手定则判断导体棒受到向右的安培力，根据

求得

A正确；

B．对导体棒，从A到D，应用动能定理

求得

B错误；

C．在D点向心加速度为

D．导体棒在点时，水平方向上

求得

D正确．

故选AD。

16. 如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止，规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力Ff的正方向，下列图像中正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由图可知，磁感应强度先不变，后均匀减小，再反向均匀增大，根据法拉第电磁感应定律

可知，回路中产生的感应电动势先为零，后恒定不变，所以感应电流先为零，后恒定不变，根据楞次定律得知，回路中感应电流方向为逆时针方向，即电流方向为正，故A错误，B正确；

CD．在0-t1时间内，导体棒MN不受安培力；在t1-t2时间内，由左手定则判断可知，导体棒MN所受安培力方向水平向右，由F=BIL可知，B均匀减小，MN所受安培力大小F均匀减小；在t2-t3时间内，导体棒MN所受安培力方向水平向左，由F=BIL可知，B均匀增大，MN所受安培力大小F均匀增大；根据平衡条件得到，棒MN受到的静摩擦力大小

方向与安培力的方向相反，即在0-t1时间内，没有摩擦力，而在t1-t2时间内，摩擦力方向向左，大小减小，在t2-t3时间内，摩擦力方向向右，大小增大，故C错误，D正确。

故选BD。

二、实验题（每空2分，共22分）

17. 在用单摆测重力加速度的实验中

（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？

A．长1m左右细绳；

B．长30m左右的细绳；

C．直径2cm的钢球；

D．直径2cm木球；

E．秒表；

F．时钟；

G．最小刻度是厘米的直尺；

H．最小刻度是毫米的直尺。

所选择器材是________。（将所选用的器材的字母填在题后的横线上。）

（2）实验时摆线偏离竖直线的偏角很小，单摆做简谐运动图像如图

由图写出单摆做简谐运动的表达式__________cm，由图可知，当t=（s）时，小球离开平衡位置的位移为____________cm。

（3）某同学在同一地点测出不同摆长时对应的周期T，作出图线如图

再利用图线上任两点A、B的坐标（，）、（，），可求得g=____________。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【答案】    ①. ACEH    ②.     ③.     ④.     ⑤. 不变

【解析】

【详解】（1）[1] AB．单摆模型中，小球视为质点，故摆线越长，测量误差越小，故A正确，B错误；

CD．摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，故C正确，D错误；

EF．秒表可以控制开始计时和结束计时的时刻，故E正确，F错误；

GH．刻度尺的最小分度越小，读数越精确，故G错误，H正确。

故选ACEH。

（2）[2][3]由图知，振幅为

A=5cm

单摆做简谐运动的表达式

当t=（s）时，小球离开平衡位置的位移为

（3）[4]根据

由图像知

可求得

g=

[5]若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比不变。

18. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V 2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：

A.电源电动势约为6V，内阻可不计

B.电流表A1量程0~3A，内阻约为0.1Ω

C.电流表A2量程0~600mA，内阻约为5Ω

D.电压表V1量程0~15V，内阻约为15kΩ

E.电压表V2量程0~5V，内阻约为6kΩ

F.滑动变阻器最大阻值0~10Ω，允许通过的最大电流为2A

实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据

(1)实验中电流表应选用____（A1或A2），电压表应选用____（V1或V2）则图中电流表的读数为___A；

(2)请按要求将图1中所示的器材连成实验电路_____。在闭合开关前，应将滑动变阻器触头置于最____端；选“左”或“右”

(3)某同学通过实验得到的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，若直接用电动势为3V、内阻为6Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是______

【答案】    ①. A2    ②. V2    ③. 0.35    ④.     ⑤. 左边    ⑥. 0.3808W

【解析】

【详解】(1)[1]根据小灯泡规格“5V，2.5W”可知小灯泡的额定电流为I=0.5A，所以电流表应选A2；

[2]根据通过电表的示数不能小于量程的要求可知，电压表不能选择15V量程，即电压表5V,应选V2；

[3]电流表最小分度为0.02A，则读数为0.35A；

(2)[4]灯泡电阻约为

所以电流表应外接，实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应用分压，如图所示

[5]为了保护用电器，在闭合开关前，应将滑动变阻器触头置于最左边；

(3)[6]设通过小灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律应有

在小灯泡的U－I图像中同时作出表示电源的U－I图像如图所示

其交点坐标为

U=1.19V，I=0.32A

所以小灯泡消耗的实际功率为

P=UI=1.19×0.32 W=0.3808W

三、解答题（共计38分）

19. 如图所示，一带电粒子比荷为C/kg，从靠近左板的a点由静止开始经电压为U = 100V的电场加速后，垂直进入虚线PQ、MN间的匀强电场中，从MN上的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成45°角。已知PQ、MN间距离为d = 20cm，带电粒子的重力忽略不计。求：

（1）带电粒子到达PQ位置时的速率v1；

（2）PQ、MN间匀强电场的电场强度E的大小；

（3）a、b两点间的电势差。

【答案】（1）104m/s；（2）1.0 × 103N/C；（3）200V

【解析】

【详解】（1）由动能定理得

代入数据得

v1 = 104m/s

（2）带电粒子在PQ、MN间匀强电场中做类平抛运动，沿初速度方向

d = v1t

沿电场方向

vy = at

牛顿第二定律

qE = ma

由题意得

代入数据得

E = 1.0 × 103N/C = 1.0 × 103N/C

（3）由动能定理得

代入数据得

Uab = 200V

20. 如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角。MP接有电阻R。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R，其余电阻均不计。现用与导轨平行的恒力沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP平行。当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd到MP的距离为s。已知重力加速度为g，求：

(1)金属棒开始运动时的加速度大小；

(2)金属棒达到的稳定速度；

(3)金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)金属棒开始运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律有

解得；

(2)金属棒先做加速度减小的变加速运动，当金属棒稳定运动时做匀速运动，根据平衡条件则有

根据闭合电路欧姆定律有

金属棒所受的安培力

解得

(3)金属棒从静止开始运动到cd的过程中，由动能定理得

根据功能关系得回路中产生的总热量为

故电阻R上产生的热量为

联立各式解得

21. 如图所示，在第一象限的区域内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，在的区域内存在沿y轴负方向、电场强度大小未知的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计粒子的重力）从y轴上A（0，L）点处由静止释放，粒子离开区域后撤去该区域内的匀强电场，粒子经C（3L，0）进入x轴下方的磁场中，之后粒子经过第二象限回到A点。求

（1）匀强电场的电场强度大小；

（2）粒子从A点出发至第一次返回A点所用时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）粒子在区域内做匀加速直线运动，根据动能定理，有

进入竖直向下的电场后做类平抛运动，经C（3L，0）进入x轴下方的磁场中，根据运动的合成与分解，水平方向有

竖直方向有

联立解得

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，飞出磁场后，在第二象限做匀速直线运动，粒子进入磁场时的水平速度为

竖直速度为

所以粒子进入磁场时速度方向与x轴成斜向下，速度大小

粒子运动轨迹如图所示

可知粒子离开磁场时的速度也是与x轴成斜向上，粒子经过第二象限回到A点；根据几何关系可得

解得

粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角为，粒子在磁场中运动的时间为

粒子在电场中运动的时间为

粒子在第四象限运动的时间为

所以粒子从A点出发回到A点所用的时间为