2021-2022学年河南省豫北名校联盟高二（下）第二次联考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年河南省豫北名校联盟高二（下）第二次联考物理试卷

1.  如图所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中通以恒定电流，下列运动中，闭合金属线框中有感应电流产生的是(    )

A. 闭合金属线框向上平移
B. 闭合金属线框向右平移
C. 闭合金属线框以直导线为轴顺时针旋转
D. 闭合金属线框向下平移

2.  如图所示，两个相等的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两环的运动情况是(    )

A. 同时向左运动，间距变大 B. 同时向左运动，间距变小
C. 同时向右运动，间距变小 D. 同时向右运动，间距变大

3.  如图1所示，矩形线圈位于一变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示。用I表示线圈中的感应电流，取顺时针方向的电流为正。则下图中的图象正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

4.  在平行于水平面的有界匀强磁场上方有两个由相同金属材料制成的正方形线框A、B，从同一高度由静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直，A线框有一个小缺口，B线框是闭合的．则下列判断正确的是(    )
 

A. A、B在进入磁场过程中均产生感应电流 B. A、B都做自由落体运动
C. A线圈比B线圈先落地 D. B的落地速度比A的大

5.  如图所示的电路中，、是两个规格相同的小灯泡，R为定值电阻，自感线圈L的直流电阻可以忽略。现闭合开关S，待电流稳定后，再断开开关S，则(    )

A. S闭合瞬间，、均立刻变亮
B. S闭合瞬间，、均逐渐变亮
C. S断开瞬间，逐渐熄灭，立刻熄灭
D. S断开瞬间，逐渐熄灭，将闪亮一下再逐渐熄灭

6.  如图，矩形线圈放在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴转动，若线圈绕轴匀速转动，产生的交流电动势，如果将其转速增加一倍，其他条件保持不变，则电动势的表达式为(    )

A.  B.  C.  D.

7.  如图所示，以绕中心轴匀速转动的线圈abdc的面积是，线圈共100匝，线圈电阻，定值电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，从如图所示的线圈位置开始计时，则(    )

A. 电路中电压表的示数约为32V
B. 线圈转动时，磁通量的变化量大小为
C. 线圈转动时，通过电阻R的电流为
D. 线圈转过的过程中通过电阻R的电荷量为
 

8.  一正弦式交变电压随时间变化的规律如图所示，由图可知(    )

A. 该交变电压的有效值为100V
B. 该交变电压的频率为25Hz
C. 该交变电压瞬时值的表达式为
D. 若将该交变电压加在阻值为的电阻两端，该电阻消耗的功率为50W
 

9.  如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标，与纵轴交点坐标。由图可知(    )
 

A. 该金属的截止频率为 B. 该金属的截止频率为
C. 该图线的斜率表示普朗克常量 D. 该金属的逸出功为

10.  如图所示，一导热良好的汽缸内用活塞封住一定量的理想气体不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦，用一弹簧连接活塞，将整个汽缸悬挂在天花板上。弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，汽缸底部距地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是(    )

A. 当外界温度升高大气压不变时，L不变、H减小、p不变、V变大
B. 当外界温度升高大气压不变时，h减小、H变大、p变大、V减小
C. 当外界大气压变小温度不变时，h不变、H减小、p减小、V变大
D. 当外界大气压变小温度不变时，L不变、H变大、p减小、V不变

11.  如图所示为一定质量的理想气体在不同体积时的两条等容线，a、b、c、d表示四个不同状态，则(    )

A. 气体由状态b变到状态a，其内能减少，体积增加
B. 气体由状态a变到状态d，其内能增加，体积增加
C. 气体由状态d变到状态c，其内能增加，体积不变
D. 气体由状态a变到状态c，其内能减少，体积增加
 

12.  如图中玻璃管A和B下端用橡皮管连通，管内装有水银，A管上端封闭，内有部分气体，B管上端开口。如果将B管提起一小段距离，稳定后，则有(    )

A. A管内气体体积增大
B. A管内气体体积减小
C. A管和B管内水银面的高度差减小
D. A管和B管内水银面的高度差增大

13.  某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转。电键闭合后，他还进行了下列操作：
将滑动变阻器的滑动触头快速向接线柱C移动，电流计指针将______ 填“左偏”、“右偏”或“不偏”。
将线圈A中的铁芯快速抽出，电流计指针将______ 填“左偏”、“右偏”或“不偏”。
在产生感应电流的回路中，图中器材中哪个相当于电源？______
由实验得出产生感应电流的条件是______ 。

14.  某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为；用20分度的游标卡尺测得小球直径如图所示，然后用秒表记录了单摆全振动40次所用的时间。则：

小球直径为______ cm；
如果他在实验中误将41次全振动记为40次，测得的g值______填“偏大”或“偏小”或“准确”；
他以摆长为横坐标、周期的二次方为纵坐标作出了图线，由图象测得的图线的斜率为k，则测得的重力加速度______。用题目中给定的字母表示
若他用一个摆长为的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过______保留1位小数。提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。

15.  用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压与入射光的频率v，得到图象如图所示，根据图象求：
该金属的截止频率；
普朗克常量h。已知电子电荷量

16.  如图所示，一密闭的截面积为S的圆筒形汽缸，高为H，中间有一薄活塞，用一劲度系数为k的轻弹簧吊着，活塞重为G，与汽缸紧密接触，不导热且气体是同种气体，且质量、温度、压强都相同时，活塞恰好位于汽缸的正中央，设活塞与汽缸壁间的摩擦可不计，汽缸内初始压强为，温度为，
求：弹簧原长。
如果将汽缸倒置，保持汽缸Ⅱ部分的温度不变，使汽缸Ⅰ部分升温，使得活塞在汽缸内的位置不变，则汽缸Ⅰ部分气体的温度升高多少？

17.  如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，外电路电阻，求：
转动过程中感应电动势的最大值；
由图示位置线圈平面与磁感线平行转过角时的瞬时感应电动势；
由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：AD、通电导线周围存在的磁场分布具有对称性，闭合金属线框上下平移时，线框中的磁通量没有发生变化，故没有感应电流产生，故AD错误；
B、闭合金属线框向右平移时，磁场减弱，线框中的磁通量减小，故有感应电流产生，故B正确；
C、闭合金属线框以直导线为轴顺时针旋转时，由于磁场空间的对称性，磁通量保持不变，故没有感应电流产生，故C错误。
故选：B。
明确直导线周围磁感线的分布规律，根据感应电流产生的条件即可明确能否产生感应电流。
本题考查感应电流产生的条件，关键是明确通电直导线周围磁场的对称性，知道上下平衡或以直导线为轴转动时，通过线圈的磁通量均是不变的。
 

2.【答案】B 

【解析】解：当磁铁的靠近时，导致两圆环的磁通量变大，从而由楞次定律可得两圆环的感应电流为逆时针从右向左看，所以又处于N极的磁场中，则受到的安培力向左。由于两圆环的电流均是逆时针，所以两圆环的相互吸引，距离减小。
故选：B。
当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使两圆环运动，同时两圆环间的电流相互作用而导致间距变化．
本题考查对楞次定律运动学的描述应用；从楞次定律相对运动角度可得：近则斥，远则吸．同时同向电流相互吸引，反向电流相互排斥
 

3.【答案】C 

【解析】

【分析】
由图2可知磁感应强度的变化，则可知线圈中磁通量的变化，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势变化情况，由楞次定律可得感应电流的方向，二者结合可得出正确的图象。
本题主要考查法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则、闭合电路欧姆定律。
【解答】
由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得：，所以线圈中的感应电流决定于磁感应强度B随t的变化率。
由图2可知，时间内，B增大，增大，感应磁场与原磁场方向相反感应磁场的磁感应强度的方向向外，由右手定则感应电流是逆时针的，因而是负值。所以可判断为负的恒值；为零；为正的恒值，故C正确，ABD错误。
故选C。  

4.【答案】C 

【解析】

【分析】
本题考查了感应电流产生的条件，A线圈有一个缺口，进入磁场后，不产生感应电流，不受安培力作用，只受重力，加速度等于g，而B线圈是闭合的，进入磁场后，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，根据动力学规律可分析下落时间的关系。
本题关键明确电磁感应的条件，明确只有线圈闭合时才能产生感应电流，从而产生阻碍作用使线圈下落的速度变小。
【解答】
A线圈进入磁场时，不产生感应电流，线圈不受安培力作用，只受重力，加速度等于g，始终做自由落体运动，而B线圈是闭合的，进入磁场时，产生感应电流，线圈受到竖直向上的安培力作用，加速度小于g，故A线圈最先落地，根据功能关系可知A落地的速度要大于B的速度，故C正确，ABD错误。
故选C。  

5.【答案】D 

【解析】解：AB、闭合开关的瞬间，灯立即正常发光，灯所在电路上线圈产生自感电动势，阻碍电流的增大，电流只能逐渐增大，灯逐渐变亮。故A错误，B错误。
CD、闭合开关，待电路稳定时，灯所在在支路电阻值小，所以电流大；断开开关，L中产生自感电动势，相当于电源，两灯串联，同时逐渐变暗；由于线圈的作用使电流从支路的电流基础上开始减小，所以灯不会闪亮，但将闪亮一下再逐渐熄灭。故C错误，D正确。
故选：D。
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，根据自感现象的规律来分析。
对于线圈要抓住双重特性：当电流不变时，它是电阻不计的导线；当电流变化时，产生自感电动势，相当于电源。
 

6.【答案】B 

【解析】解：感应电动势的瞬时值表达式为：，其中；
将线圈的转速加倍，其它条件不变，则和都增加一倍，
此时交变电流的瞬时值表达式变为：。
故选：B。
线圈在匀强磁场中做匀速圆周运动时，产生正弦式交变电流；最大值为：；交变电流的瞬时值表达式为：
本题关键记住正弦式交变电流的最大值表达式和瞬时值表达式，注意瞬时表达式中和都与转速成正比，基础题．
 

7.【答案】D 

【解析】解：A、，角速度为
线圈转动产生的最大感应电动势为，有效值为
电压表的示数为，故A错误；
B、线圈转动的周期，线圈转动时，线圈转过的角度
故，故B错误；
C、感应电流的最大值为，感应电流的瞬时表达式为，当线圈转动时，通过电阻R的电流为，故C错误；
D、线圈转过的过程中通过电阻R的电荷量为，故D正确；
故选：D。
根据求得产生的最大感应电动势，求得有效值，结合闭合电路的欧姆定律求得电压，根据线圈的转动，利用求得磁通量的变化量，表示出电流的瞬时表达式，即可求得任意时刻的电流，根据求得通过电阻的电荷量。
本题考查交流电的表达式及瞬时值的求法，写瞬时表达式时要注意从什么位置计时，通过的电荷量为
 

8.【答案】BD 

【解析】解：A、根据图像可知电压的最大值是，有效值为，故A错误；
B、根据图像可知周期为，交流电的频率为，故B正确；
C、交流电的角速度为：，交流电压瞬时值为，故C错误；
D、将该交变电流的电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为，故D正确；
故选：BD。
根据图象可以知道交流电的最大值和周期，根据最大值和有效值的关系即可求得交流电的有效值，根据周期与频率关系求得频率，利用求得电阻消耗的功率。
本题主要考查了交流电的图像，根据图象读出交流电的最大值和周期，计算消耗的功率时用交流电的有效值。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：AB、根据爱因斯坦光电效应方程，图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为 故A正确，B错误。
C、由，得知，该图线的斜率表示普朗克常量h，则由数学知识得：故C正确。
D、当时，逸出功为 故D错误。
故选：AC。
根据爱因斯坦光电效应方程，图象的横轴的截距大小等于截止频率，由图知该金属的截止频率为 Hz；根据光电效应方程，可以求出普朗克常量h和逸出功。
本题考查了爱因斯坦光电效应方程。利用光电效应方程的图象，读出金属的截止频率，算出图线的斜率是本题的关键。
 

10.【答案】AC 

【解析】解：AB、当外界温度升高大气压不变时，选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，活塞的位置不变，则h和L不变；
气缸内的气体做等压变化，根据理想气体状态方程可以判断，温度升高时，体积V增大、气缸下落，所以H减小，p不变，故A正确、B错误；
CD、当外界大气压变小温度不变时，选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在外界大气压减小过程中，总重力不变，所以弹簧拉力不变，即弹簧长度不变，活塞的位置不变，则h和L不变；
气体做等温变化，压强减小、体积V增大、气缸下移，H减小，故C正确、D错误。
故选：AC。
气缸内的气体做等压变化或等温变化，整体根据平衡条件分析弹簧的长度是否变化，根据理想气体状态方程可以判断温度升高或压强减小时，体积怎样变化、气缸怎样移动等，由此分析。
本题考查了判断各物理量如何变化，知道气体发生的是等压变化或等温变化、注意整体法与隔离法的灵活应用、把握活塞不动是解题的关键。
 

11.【答案】BD 

【解析】解：气体由状态b变到状态a，温度降低，其内能减少，ab连线过原点，表示体积不变，故A错误；
B.气体由状态a变到状态d，温度升高，其内能增加，根据，压强不变，温度升高，体积增加，故B正确；
C.气体由状态d变到状态c，温度降低，其内能减少，dc连线过原点，表示体积不变，故C错误；
D.根据a、c与坐标原点连线的斜率可知体积变化，斜率变小，体积增大，故D正确；
故选：BD。
一定质量的理想气体分子势能不计，只有分子动能，内能只与气体的温度有关，温度升高，内能就增大，反之，内能就减小。
解答本题的关键是掌握温度的微观含义：温度是分子平均动能的标志，一定质量的理想气体的内能只与温度有关。
 

12.【答案】BD 

【解析】解：AB、假设封闭气体的体积不变，将B管提起，B管上方液面上升，压强差增加，封闭气体A的压强变大，温度不变，根据玻意耳定律知A管内气体体积减小，故B正确，A错误；
CD、提B管之前，左右两管的高度差为0，A中气体的压强，压强增大，向上提B管引起A管和B管内汞面的高度差增大，故D正确，C错误；
故选：BD。
将B管慢慢地提起，A管中封闭气体的压强增大，发生等温变化，根据玻意耳定律分析空气柱体积的变化，并分析两管内水银柱高度差的变化。
该题考查了气体体积变化情况，根据题意，分析压强的变化是关键，也可以运用假设来理解，应用气态方程进行分析。
 

13.【答案】右偏  左偏  线圈B 穿过闭合电路的磁通量发生变化 

【解析】解：闭合电键的瞬间，穿过副线圈的磁通量增加，电流表G指针向右偏转，这说明副线圈磁通量增加，指针向右偏；
将滑动变阻器的滑动触头加速向接线柱C移动，原线圈电路电流增大，穿过副线圈的磁通量增大，电流计指针将右偏；
将线圈A中的铁芯快速抽出，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针将左偏；
在产生感应电流的回路中，图中器材中线圈B相当于电源；
由实验得出产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。
故答案为：右偏，左偏，线圈B，穿过闭合电路的磁通量发生变化。
根据题意确定指针偏转方向与磁通量变化的关系，然后根据磁通量的变化分析答题．
由楞次定律来确定感应电流的方向，而闭合线圈中的磁通量发生变化有几种方式：可以线圈面积的变化，也可以磁场的变化，也可以线圈与磁场的位置变化．
 

14.【答案】偏小    

【解析】解：由图可知，游标卡尺分度值为，小球的直径；
试验中将41次全振动数为40次，会导致测得周期偏大，根据单摆的公式得，知测得重力加速度偏小；
根据单摆的公式得

结合图像信息可得：；
摆动角度最大时，摆球拉离平衡位置的距离最大，摆球摆动时摆长
，
根据几何关系得摆幅

代入数据解得：。
故答案为：偏小      
游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；
根据单摆的公式，推导出g的表达式，再根据g的表达式分析误差形成的原因；
求出图像表达式结合图像信息求重力加速度大小；
根据几何关系求偏离平衡位置距离。
本题考查了应用单摆测重力加速度实验，解决本题的关键掌握单摆的周期公式，以及知道测量时形成误差的原因，掌握游标卡尺的读数方法，注意主尺读数加上游标读数，不需估读。
 

15.【答案】解：根据光电效应方程，当时，对应的频率为截止频率，结合图像可知的横截距可知
光电子的最大初动能
根据动能定理得
则关系式为
图线的斜率
由图线可知
解得
答：该金属的截止频率为；
普朗克常量h为。 

【解析】根据光电效应方程，可知图像横坐标即截止频率；
根据图像斜率可求得h
本题考查光电效应，掌握光电效应方程是解决本题的关键，同时要理解图像含义。
 

16.【答案】解：对活塞受力分析，活塞上下气体的压力大小等，还有向下的重力和向上的弹簧的弹力，
所以，
所以弹簧的伸长，
此时弹簧的长度为，
所以弹簧的原长为，
活塞的位置不变，那么气体的体积就不变，
此时活塞还要处于受平衡的状态，那么对于Ⅰ部分的气体压强，
对于Ⅰ部分的气体，，
，？
根据
代入解得，，
所以汽缸Ⅰ部分气体的温度要升高。
答：弹簧原长为。
汽缸Ⅰ部分气体的温度要升高。 

【解析】对活塞受力分析，根据胡克定律计算弹簧的伸长量，从而得到弹簧的原长；
以气体为研究对象，找出气体的状态参量，根据气体状态方程可以计算气体温度的升高。
在分析问题的时候要注意活塞的上下都要受到气体的压力的作用，但是上下的气体压力抵消了，在后来的分析气体的温度的时候可以直接用温度的升高和压强的增大来分析计算。
 

17.【答案】解：感应电动势的最大值

转过时的瞬时感应电动势

转过角的过程中产生的平均感应电动势
解得
答：转动过程中感应电动势的最大值为；
由图示位置线圈平面与磁感线平行转过角时的瞬时感应电动势为；
由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势为。 

【解析】根据求得产生感应电动势的最大值；
根据求得产生的感应电动势的瞬时值；
根据求得平均感应电动势。
本题考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，线框在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始计时产生正弦式交变电流。