涉县第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷(含答案)

这是一份涉县第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷(含答案)，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．下列说法中正确的是( )
A.法拉第最早提出了“电场”的概念
B.楞次发现了电磁感应现象，并总结出了楞次定律
C.安培总结出了磁场对运动电荷的作用力规律
D.丹麦物理学家安培发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应
2．下列说法正确的是( )
A.闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生
B.方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
C.我国电网中交变电流的周期是0.02s，1s内电流方向改变100次
D.理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比
3．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的
B.变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是稳定的
C.周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）不一定是周期性变化的
D.周期性变化的电场（或磁场）一定可以产生电磁波
4．如图所示，一阻值为R的圆形线圈位于磁感应强度为B的匀强磁场中，从某时刻开始，空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则对于该圆形线圈( )
A.将产生恒定的逆时针方向的电流B.有扩张的趋势
C.各个点所受安培力相同D.所受安培力合力向右
5．无线充电技术近年来开始普及。以手机无线充电为例，手机置于充电板上，充电板内的励磁线圈产生变化的磁场，从而使手机内的感应线圈产生感应电流。下列说法正确的是( )
A.当励磁线圈里所通电流均匀变化时，手机对充电板的压力保持不变
B.当励磁线圈里所通电流增大时，手机对充电板的压力小于手机重力
C.若手机对充电板的压力等于手机重力，说明励磁线圈里没有电流通过
D.若手机对充电板的压力小于手机重力，说明励磁线圈里所通电流和感应线圈里产生的电流同向
6．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中为热敏电阻（温度升高时其电阻减小，温度降低时电阻增大），R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A.该理想变压器的原副线圈磁通量变化率之比为
B.电压表的示数为
C.若处温度升高，电压表与电压表示数之比不变
D.若处温度降低，定值电阻R两端电压增大
7．如图甲所示，两相距为L的光滑金属导轨水平放置，右端连接阻值为R的电阻，导轨间存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。一质量为m的金属导体棒在水平拉力F作用下，从静止开始向左运动，金属棒的内阻为r，其余电阻不计，金属棒运动过程中始终与导轨垂直，并保持良好接触，其速度-时间图像如图乙所示，为已知量。则( )
A.时间内，拉力随时间变化的关系为
B.时间内，安培力的冲量为
C.与两段时间内，拉力做功相等
D.与两段时间内，回路产生的热量不相等
二、多选题
8．一质子和一α粒子同时无初速度地进入加速电场，经电压U加速后，立刻又进入同一匀强磁场，下列说法正确的是( )
A.质子和α粒子在磁场中运动的速度之比为
B.质子和α粒子在磁场中运动半径之比为
C.质子和α粒子在磁场中运动周期之比为
D.质子和α粒子在磁场中所受洛伦兹力之比为
9．如图所示，用一外力使一矩形单匝闭合线圈匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以恒定的角速度转动，转动一周所需要的时间为T，线圈电阻为R，从如图位置（线圈平面与磁场方向平行）为时刻开始计时，线圈平面转过时线圈中的感应电动势的大小为，则下列判断正确的是( )
A.线圈产生的电动势的瞬时值表达式为
B.在时间内，通过线圈截面的电荷量为
C.在时间外力做功为
D.在图示位置时线圈的磁通量变化率为0
10．如图甲所示，一理想变压器一端接入交流发电机，其中矩形线框在足够大的匀强磁场中绕轴做匀速圆周运动，匝数为5匝，穿过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，线框的电阻不计，理想变压器的另一端接有灯泡与二极管，灯泡上均标有“”的字样，开关S断开时，灯泡正常发光，A为理想电流表，则下列说法正确的是( )
A.从图示位置开始计时，线框内产生的交变电压的瞬时值为
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为
C.开关闭合时，发电机的输出功率变为原来的倍
D.开关闭合时，电流表的示数是
三、实验题
11．宋丽同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。她在选用合适的器材组装成单摆后，主要实验步骤如下：
①将单摆上端固定在铁架台上；
②让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，测摆长L；
③记录小球完成n次全振动所用的总时间t；
④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小。
（1）该同学经过思考和计算，得到了当地重力加速度测量值的表达式________（用L、n、t表示）。
（2）如果她测得的g值偏小，可能的原因是________。
A.测摆长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了
C.开始计时时，秒表过早按下
D.实验中误将49次全振动的次数记为50次
（3）为减小实验误差，该同学经过思考，接着她多次改变摆长L，并测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制出图像，如图乙所示。该同学经过计算，得到图乙中图像的斜率为k，则当地的重力加速度可表示为________（用k表示）。
12．（1）如下图所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象：
①图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是________。
②下述现象中能够观察到的是________。
A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后，干涉现象消失
③移动测量头上的手轮，使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数如图所示，则读数________mm；已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。计算波长的公式________；（用题目中给出的字母表示）
四、计算题
13．如图所示，在xOy坐标系的第一、四象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小不同的匀强磁场（未画出）。一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，从y轴上的A点沿平行于x轴的方向射入第一象限，经C点与x轴成30°角进入第四象限。已知第一象限内匀强磁场的磁感应强度大小为B，C点到O点的距离为，不计粒子的重力。
（1）判断带电粒子电性；
（2）求粒子从A点射出时的速度大小；
（3）若粒子刚好不能进入第三象限，求粒子在第四象限内运动的时间。
14．如图所示，边长为L的单匝正方形金属线框，它的质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律如图乙所示，求：
(1)线框上产生的电流大小和方向；
(2)时间内线框的热功率；
(3)若时刻绳子刚好被拉断，求绳子所能承受的最大拉力。
15．如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上.两导轨间距为0.5m，M、P两点间接有阻值为的电阻.一根质量为的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦.
(1)到通过ab的电量达到0.2C时，ab下落了多大高度？
(2)若此时ab正好到达最大速度，此速度多大？
(3)以上过程产生了多少热量？
参考答案
1．答案：A
解析：A.法拉第最早提出了“电场”的概念，故A正确；
B.法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了楞次定律，故B错误；
C.洛伦兹总结出了磁场对运动电荷的作用力规律，故C错误；
D.丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，故D错误。
故选A。
2．答案：C
解析：A.闭合电路内只要有磁通量，如果磁通量不发生变化，则无感应电流产生，故A错误；
B.方向随时间变化的电流是交变电流，故B错误；
C.交流电的周期为0.02s，则1s内有50个周期；在一个周期内交流电的方向改变两次，故1s内电流的方向改变100次，故C正确；
D.变压器改变的是电压的大小，不改变电流的频率，故D错误。
故选C。
3．答案：D
解析：AB.非均匀变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的，而均匀变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）才是恒定的，故AB错误；
CD.周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是周期性变化的，一定可以产生电磁波，故C错误，D正确。
故选D。
4．答案：A
解析：AB.空间中各点磁感应强度均随时间均匀增大，则穿过该圆形线圈的磁通量向里增加，由楞次定律增反减同，可知该圆形线圈将产生恒定的逆时针方向的电流；由楞次定律增缩减扩推论可知，该圆形线圈有收缩的趋势，故A正确，B错误；
CD.由于安培力是矢量，所以该圆形线圈各个点所受安培力大小相等，方向不同；该圆形线圈所受安培力合力为0，故CD错误。
故选A。
5．答案：B
解析：A.当励磁线圈中所通电流均匀变化时，励磁线圈产生的磁场磁感应强度均匀变化，感应线圈中的磁通量均匀变化，所以感应线圈中产生的电流是恒定的，但由于感应线圈所处磁场磁感应强度变化，所以手机所受安培力是变化的，手机对充电板的压力也是变化的，故A错误；
B.当励磁线圈中所通电流增大时，手机感应线圈受到向上的安培力，则手机对充电板的压力小于手机重力，故B正确；
C.如果励磁线圈中所通电流恒定，感应线圈磁通量保持恒定，没有产生电流，手机感应线圈不受安培力，故C错误；
D.若手机对充电板的压力小于手机重力，说明手机感应线圈受到向上的安培力，励磁线圈和感应线圈相互排斥，即励磁线圈中所通电流和感应线圈中产生的电流方向相反，故D错误。
故选B。
6．答案：C
解析：A.理想变压器的原副线圈磁通量变化率之比为，A错误；
B.原线圈的电压有效值为
电压表的示数为
B错误；
C.电压表与电压表示数之比只与匝数有关，与电流或负载变化无关，C正确；
D.若处温度降低，则其电阻增大两端的电压也增大，定值电阻R两端电压减小，D错误。
故选C。
7．答案：A
解析：A.时间内，根据乙图，金属导体棒的加速度为
该段时间内，任意时刻的速度为
则有
根据牛顿第二定律，有
联立可得
故A正确；
B.时间内，安培力的冲量为
联立，可得
故B错误；
C.与两段时间内，加速度大小相同，有
可知，这两段时间内，虽然位移相同，但拉力不相等。故做功不相等，故C错误；
D.与两段时间内，根据图线对称性可知，金属棒切割速度对称，感应电动势为称，通过的时间相等，所以回路产生的热量相等，故D错误。
故选A。
8．答案：BC
解析：A.设质量为m、电量为q的粒子无初速度进入加速电场，经电压U加速后，由动能定理有
解得
题意可知质子和α粒子电荷量之比为
质量之比为
联立以上可得质子和α粒子速度之比为
故A错误；
B.设匀强磁场磁感强度为B，在磁场中粒子由洛伦兹力提供向心力得
解得
又因为
整理得
因为质子和α粒子电荷量、质量满足
，
联立以上可得质子和α粒子在磁场中运动半径之比为
故B正确；
C.由周期
以上可知质子和α粒子电荷量、质量满足
，
联立以上可得质子和α粒子在磁场中运动周期之比为
故C正确；
D.由洛伦兹力
因为质子和α粒子速度之比为
电荷量之比为
联立解得质子和α粒子在磁场中所受洛伦兹力之比为
故D错误。
故选BC。
9．答案：AB
解析：A.时刻开始计时的位置为中性面的垂面，线圈产生的电动势的瞬时值表达式为
线圈平面转过时线圈中的感应电动势的大小为，有
可得
故电动势的瞬时值表达式为
故A正确；
B.在时间内，有
联立可得
故B正确；
C.在时间外力做功等于发电机产生的电能，有
故C错误；
D.图示位置为中心面的垂面，磁通量为零而磁通量变化率最大，瞬时电动势最大，故D错误。
故选AB。
10．答案：AD
解析：A.由磁通量的定义可知，穿过线框的磁通量满足
故有
又有
从图示位置开始计时，故线框内产生的交变电压的瞬时值为
故A正确；
B.设原、副线圈两端的电压分别为，则
因为二极管的影响，只有正向导通的交变电流才能通过，由电流的热效应可知
可得灯泡两端的电压有效值为
又因为灯泡正常发光，故
得
故原、副线圈匝数比为
故B错误；
C.开关闭合时，由于匝数比没变，故灯泡两端的电压保持不变，则灯泡都能够达到额定电功率，则副线圈的功率变为原来的2倍，发电机的输出功率等于副线圈的功率，故也变为原来的2倍，故C错误；
D.开关闭合时，由于灯泡都达到额定电流，故两灯泡支路的电流之和，又由于二极管的影响，副线圈的电流
又因为
故电流表的读数
故D正确。
故选AD。
11．答案：（1）（2）BC/CB（3）/
解析：（1）周期为
单摆周期公式为
解得
（2）A.测摆长时摆线拉得过紧，则所测摆长偏大，则所测重力加速度g偏大，故A错误；
B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，导致摆线长度增加了，则所测摆线长度偏小，则所测重力加速度g小，故B正确；
C.开始计时时，秒表过早按下，所测时间偏大，则所测重力加速度g偏小，故C正确；
D.实验中误将49次全振动的次数记为50次，则周期测量值偏小，则所测重力加速度g偏大，故D错误。
故选BC。
（3）由图可知
由于
则可得
解得
12．答案：(1)图甲(2)AC(3)1.700；
解析：(1)图甲条纹等宽平行且间距相等，为干涉图样，乙图条纹平行中间最宽左右两边依次变窄，为衍射图样。故选图甲；
(2)A.将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变长，根据双缝干涉条纹的间距公式
知条纹间距增大，故A正确；
B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误；
C.换一个两缝之间距离较大的双缝，d变大，根据双缝干涉条纹的间距公式
知条纹间距减小。故C正确；
D.去掉滤光片后，透过缝的将是多种颜色的光，波长不同干涉后形成的条纹间距不同，在屏上形成彩色条纹，故D错误。
故选AC。
(3)测第四条时固定刻度读数为1.5mm，可动刻度读数为，所以最终读数为1.700mm。
根据双缝干涉条纹的间距公式
得
13．答案：（1）带正电；（2）；（3）
解析：（1）由左手定则可知，带电粒子带正电；
（2）运动轨迹如图
设在一象限内圆周运动的半径为，由几何关系得
解得
又因为
代入数据解得
（3）刚好不进入第三象限，轨迹如图
根据几何关系
又因为
根据几何关系可知粒子在磁场中转过轨迹弧长为
所以粒子运动时间为
联立求解得
14．答案：(1)，方向为逆时针
(2)
(3)
解析：（1）由法拉第电磁感应定律可得
线框上的感应电流大小为
由楞次定律可知电流方向为逆时针。
（2）时间内线框的热功率为
（3）绳刚好拉断时由平衡条件有
安培力为
联立解得
15．答案：(1)0.2m(2)1m/s(3)0.075J
解析：(1)设通过ab的电量达到0.2C时，ab下滑的距离为s.根据得：
下落的高度为：
(2)设最大速度为v，则有：
代入数据解得：
(3)由能量守恒定律得产生的热量为：
代入数据解得：