2021-2022学年广西玉林十中高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年广西玉林十中高二（下）第一次月考物理试卷1.  关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是(    )
 A. 图甲中电流的峰值为2A，有效值为，周期为5s
B. 图乙中电流的峰值为5A，有效值为
C. 图丙中电流的峰值为2A，有效值为
D. 图丁中电流的最大值为4A，有效值为，周期为2s2.  如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同．若改为接220V，30Hz的交变电压两端(    )A. 三只灯泡亮度不变 B. 三只灯泡都将变亮
C. a亮度不变，b变亮，c变暗 D. a亮度不变，b变暗，c变亮3.  如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动。金属导轨间距为L，电阻不计，金属杆MN电阻为2R、长度为L，ab间电阻为R，MN两点间电势差为U，则通过电阻R的电流方向及U的大小(    )A.  B. ， C. ， D. ，4.  如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中为定值电阻，R是半导体材料做成的光敏电阻光照强度增大，电阻减小。和是理想交流电压表，示数分别用和表示；和是理想交流电流表，示数分别用和表示。下列说法正确的是(    )
A. 和表示电流的瞬时值 B. 和表示电压的最大值
C. 光照强度增大，变小、变小 D. 光照强度增大，不变、变大5.  如图所示，金属棒ab质量为m，通过电流为I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，ab静止于宽为L水平导轨上。下列说法正确的是(    )
 A. 金属棒受到的安培力大小为
B. 金属棒受到的摩擦力大小为
C. 若只改变电流方向，金属棒对导轨的摩擦力将减小
D. 若只增大磁感应强度B后，金属棒对导轨的压力将减小6.  如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是(    )
A. 时，线圈位置与中性面垂直
B. 时，理想电压表读数为
C. 灯泡的电功率为18W
D. 内，通过灯泡的电荷量为7.  如图所示，MN和PQ是电阻不计的相同金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。右端接一个阻值为R的定值电阻。导轨平直部分的左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好静止。已知金属棒与导轨平直部分间的动摩擦因数为，重力加速度为g，金属棒与导轨接触良好。则在金属棒穿过磁场区域的过程中(    )
A. 流过金属棒的最大电流为 B. 通过金属棒某横截面的电荷量为
C. 克服安培力所做的功为mgh D. 金属棒产生的焦耳热为8.  在光滑水平桌面上有一边长为l的正方形线框abcd，bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，三角形腰长为l，磁感应强度竖直向下，a、b、e、f在同一直线上，其俯视图如图所示，线框从图示位置在水平拉力F作用下以速度v向右匀速穿过磁场区，线框中感应电流和图象正确的是以逆时针方向为电流的正方向，以水平向右的拉力为正，时间单位为(    )
A.  B.
C.  D. 9.  在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液为75滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廊，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。则
油酸薄膜的面积是______。
每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______取一位有效数字
按以上实验数据估测出油酸分子直径约______取一位有效数字10.  一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：5，两变压器间输电线的总电阻为，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：

升压变压器副线圈两端的电压；
用户得到的功率；
降压变压器原、副线圈的匝数比。11.  如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求在到时间内，金属框中的感应电动势E；时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；在到时间内，金属框中电流的电功率P。 12.  如图所示，两条平行的光滑金属导轨相距，金属导轨由倾斜与水平两部分组成，倾斜部分与水平方向的夹角，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。金属棒EF和MN的质量均为，长度均为L，电阻均为，金属棒EF置于水平导轨上，金属棒MN置于倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。现在外力作用下使金属棒EF以的速度向左匀速运动，金属棒MN恰能在倾斜导轨上保持静止状态，倾斜导轨上端接一个阻值也为R的定值电阻。已知重力加速度，，。
求磁感应强度B的大小。
若将金属棒EF固定不动，将金属棒MN由静止释放，金属棒MN沿斜面下滑距离时达到稳定速度，求此过程中通过金属棒MN的电荷量。
在中从金属棒MN由静止释放到达到稳定速度的过程中，整个电路中产生的焦耳热。
答案和解析 1.【答案】B 【解析】答：A、图甲中电流的峰值为2A，有效值为，周期为4s，故A错误；
B、乙中电流的峰值为5A，有效值为，故B正确；
C、丙中电流的峰值为2A，设有效值为，由有效值定义：，解得：，故C错误；
D、丁中电流的最大值为4A，设有效值为，由有效值定义：，解得：，故D错误。
故选：B。
AB、由正弦或余弦交流电有效值与峰值的关系计算；CD、根据有效值的定义计算。
熟记正弦或余弦交流电有效值与峰值的关系，求非正弦或余弦交流电的有效值要根据有效值的定义计算。
 2.【答案】C 【解析】解：根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变低时，电感对电流的感抗减小，b灯变亮；根据电容器的特性：通高频、阻低频，当电源的频率变高时，电容器对电流的容抗增大，c灯变暗．而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变．
故选：
根据电感的特性：通低频、阻高频及电容器的特性：通调频、阻低频来分析灯泡亮度的变化．
本题要抓住电感和电容的特性分析：电感：通直流、阻交流，通低频、阻高频，可根据法拉第电磁感应定律来理解．电容器的特性：通交流、隔直流，通高频、阻低频，根据电容器充放电的特性理解．
 3.【答案】B 【解析】解：由右手定则判断可知，MN中产生的感应电流方向为，则通过电阻R的电流方向为，
MN产生的感应电动势公式为：；
R两端的电压为：，故ACD错误，B正确；
故选：B。
由右手定则或楞次定律判断MN中产生的感应电流方向，即可知道通过电阻R的电流方向。MN产生的感应电动势公式为，E与B成正比，再根据闭合电路欧姆定律即可求得R两端的电压。
本题关键要掌握楞次定律和切割感应电动势公式，同时注意MN作为等效电源处理，其两端的电压为路端电压。
 4.【答案】D 【解析】解：A、电表的示数为有效值，故和表示电流的有效值，故A错误；
B、同理，和表示电压的有效值，故B错误；
CD、光照强度增大，电阻减小，副线圈中电阻减小，输出电压不变，输出电流增大，输出功率增大，根据变压器的输出功率等于输入功率以及变流比可知，输入功率增大，输入电压不变，输入电流增大，故C错误，D正确。
故选：D。
电表的示数为有效值。
光照强度增大，光敏电阻阻值减小，根据闭合电路欧姆定律结合变压器的规律分析电表示数的变化。
此题考查了变压器的构造和原理，解决本题关键理解变压器电路中，输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。
 5.【答案】D 【解析】解：A、作出金属杆受力的主视图，如图所示，根据安培力公式可得金属棒ab所受安培力为：，故A错误；
B、根据平衡条件得金属棒受到的安培力大小为：，故B错误；
C、改变电流方向，则金属棒所受的安培力和摩擦力均与原来方向相反，但是大小不变，故C错误；
D、金属棒受到的支持力为：，若只增大磁感应强度B后，由上式可得支持力将减小，则金属棒对导轨的压力将减小，故D正确。
故选：D。
金属杆ab受到重力、安培力、导轨的支持力和摩擦力平衡，金属杆与磁场方向垂直，安培力大小，根据平衡条件列方程求解。
本题考查应用平衡条件解决磁场中通电导体的平衡问题，关键在于安培力分析和计算，本题要注意导体与磁场垂直时，安培力大小。
 6.【答案】C 【解析】解：A、时，感应电动势为零，线圈在中性面位置，故A错误；
B、电压表示数为有效值，由图得，线圈电动势最大值为，有效值，电路中电流的为，电压表的示数为：，故B错误；
C、灯泡的功率为：，故C正确；
D、内，线圈磁通量的变化为BS，有图知，周期，角速度，，通过灯泡的电荷量，故D错误；
故选：C。
线圈在中性面位置磁通量最大，感应电动势为零，根据求得电压表的示数，根据求得灯泡的功率，根据求电荷量。
本题考查了正弦式交变电流的图象，根据和求得，明确电压表和功率用有效值。
 7.【答案】BD 【解析】解：A、金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，金属棒到达水平面时的速度，金属棒到达水平面后做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，最大感应电动势为：，根据闭合电路的欧姆定律可得最大感应电流为：，故A错误；
B、整个过程中通过金属棒的电荷量，故B正确；
C、金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：，克服安培力做功：，故C错误；
D、克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：，故D正确。
故选：BD。
金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由求出感应电动势，然后求出感应电流；
由q电荷量的计算公式可以求出感应电荷量；
克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理或能量守恒定律可以求出克服安培力做功，导体棒产生的焦耳热。
本题综合考查了机械能守恒定律、动能定理、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律等，综合性较强，弄清楚运动过程和能量的转化情况是关键。
 8.【答案】BD 【解析】解：AB、bc边的位置坐标x在过程，根据楞次定律判断可知感应电流方向沿，为正值。
线框bc边有效切线长度为，感应电动势为，感应电流，即感应电流均匀增大。
同理，x在过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿，为负值，感应电流均匀增大。A错误，B正确。
C、在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区，因此拉力等于安培力，而安培力的表达式，而，则有：，F非线性增大，故C错误，D正确；
故选：BD。
根据楞次定律分析感应电流的方向。分段确定线框有效的切割长度，分析线框中感应电动势的大小与位置坐标的关系。线框的电阻一定，感应电流与时间成正比；根据安培力的表达式，而，即可求解。
本题关键确定线框有效切割长度与x的关系，再结合数学知识选择图象，注意楞次定律、欧姆定律的应用，及安培力综合表达式应用。
 9.【答案】 【解析】解：面积超过正方形一半的正方形的个数为115个，则油酸膜的面积约为
每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径。
故答案为：；；。
采用估算的方法求油膜的面积，通过数正方形的个数：面积超过正方形一半算一个，不足一半的不算，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，近似算出油酸膜的面积。
根据浓度按比例算出纯油酸的体积。
把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径，由求出油酸分子直径。
本实验的模型是不考虑油酸分子间的空隙，采用估算的方法求面积，肯定存在误差，但本实验只要求估算分子大小，数量级符合要求就行了
 10.【答案】解：升压变压器副线圈两端的电压

代入数据解得
输电导线上的电流

输电导线上的功率损失

用户得到的功率

输电导线上的电压损失

降压变压器原线圈两端的电压

降压变压器原、副线圈的匝数比为
：1
答：升压变压器副线圈两端的电压为2500V；
用户得到的功率为44kW；
降压变压器原、副线圈的匝数比为10：1。 【解析】根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，求解升压变压器副线圈的端电压；
变压器不改变功率，由求出输电线中电流，由功率公式求解输电线上损耗的电功率；用户得到的功率等于发电机的输出功率减去输电线上损失的功率；
根据用户得到的功率，由功率公式求出降压变压器副线圈中电压，再由电压与匝数成正比求解降压变压器原、副线圈的匝数比；
对于输电问题，要搞清电路中电压、功率分配关系，注意理想变压器不改变功率，只改变电压和电流。
 11.【答案】解：在t到t的时间t内，磁感应强度的变化量B，设穿过金属框的磁通量变化量，
则有：
 由于磁场均匀变化，金属棒中产生的感应电动势恒定为：
设金属框中电流I，由闭合电路欧姆定律，有：
由图知t时，磁感应强度B1，
金属框ab边受到的安培力为： ，方向垂直ab向左     
在t到t时间内，金属框中电流的电功率为：P=I2R
答：
在t到t时间内，金属框中的感应电动势为；
t时，金属框ab边受到的安培力大小为，方向垂直ab向左；
在t到t时间内，金属框中电流的电功率为。 【解析】利用法拉第电磁感应定律E计算；
利用全电路欧姆定律和安培力计算；
电路为纯电阻电路，电功率P=I2R。
此题考查了法拉第电磁感应定律和安培力计算，并结合电路和能量转化与守恒考查了焦耳定律，比较基础，但知识点衔接较多，是一道中等偏易题。
 12.【答案】解：棒运动切割磁感线产生感应电动势为

流过MN棒的感应电流为

对MN棒，由平衡条件得：

解得：
棒产生的平均感应电动势为

平均感应电流为


所以通过MN棒的感应电荷量为

解得：
代入数据得：
设MN棒沿倾斜导轨下滑的稳定速度为v，则有

感应电流为

对MN棒有

解得：
根据功能关系有

解得：
答：磁感应强度的大小为；
此过程中通过金属棒MN的电荷量为；
整个电路中产生的焦耳热为。 【解析】根据感应电动势的计算公式，结合欧姆定律和安培力公式，结合MN棒的平衡状态得出磁感应强度的大小；
联立电流的定义式、法拉第电磁感应定律和欧姆定律得出电荷量的表达式；
理解整个过程中的能量转化特点即可计算出产生的焦耳热。
本题主要考查了电磁感应的相关应用，熟悉导体棒的受力分析，掌握公式之间的推导，分清整个过程中的能量转化特点即可完成分析。