221，广东省惠州市华罗庚中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题

这是一份221，广东省惠州市华罗庚中学2023-2024学年高二下学期3月月考物理试题，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
试卷分数：100分 考试时间：75分钟
第Ⅰ卷（选择题46分）
一、单选题（每题4分，共28分）
1. 如图所示，一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A. 若位移为负值，则加速度一定为负值
B. 小球通过平衡位置时，速度为零，位移最大
C. 小球每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同
D. 小球每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．小球受的力指向平衡位置，小球的位移为负值时，受到的力为正值，小球的加速度为正值，A错误；
B．当小球通过平衡位置时，位移为零，速度最大，B错误；
C．小球每次通过平衡位置时，速度大小相等，方向不一定相同，但位移相同，C错误；
D．小球每次通过同一位置时，位移相同，速度大小相等，但速度方向可能相同，也可能不同，D正确。
故选D。
2. 如图所示，某同学在电磁炉面板上竖直放置一纸质圆筒，圆筒上套一环形轻质铝箔，电磁炉产生的交变磁场的频率、强弱可以调节。现给电磁炉通电，发现铝箔悬浮了起来，则（ ）
A. 只减小磁场，铝箔悬浮高度将不变
B. 只增大频率，铝箔中产生的感应电流增大
C. 更换薄铝箔，铝箔中产生的感应电流变大
D. 在产生图示方向磁场时，断开电源，铝箔中会产生图示方向的电流
【答案】B
【解析】
【详解】A．铝箔悬浮起来是由于磁场的变化，铝箔中产生感应电流，在磁场中受安培力作用，若减小磁场，感应电流不变时，安培力减小，铝箔悬浮的高度会减小，A错误；
B．只增大频率，磁场的变化率增大，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势增加，因此铝箔中产生的感应电流增大，B正确；
C．更换薄铝箔，根据
截面S减小，铝箔的电阻增大，因此感应电流变小，C错误；
D．在产生图示方向磁场时，断开电源，向上的磁场减弱，根据楞次定律，铝箔中会产生感应电流与图示方向相反，D错误。
故选B。
3. 成人体液总量占体重的左右，体液的主要成分是水和电解质，因此容易导电，而体内脂肪则不容易导电，我们可以用某型号脂肪测量仪（如图甲所示）来测量脂肪率，脂肪测量仪根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例，模拟电路如图乙所示。测量时，闭合开关，测试者两手分别握住两手柄，则（ ）
A. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电流表示数较小，电压表示数较小
B. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源输出功率小
C. 体型相近的两人相比，脂肪含量高者对应的电源效率高
D. 当、间电阻逐渐增大时，以电压表示数为横坐标，电流表示数为纵坐标，绘制的图像是一条过原点的直线
【答案】C
【解析】
【详解】A．体型相近的两人，脂肪含量高者电阻较大，图乙为串联电路，脂肪含量高者总电阻大，因此总电流小，因此电流表示数较小，根据闭合回路欧姆定律可得两端电压为
当总电流较小时，两端电压较大，即电压表示数较大，故A错误；
B．电源的输出功率与外电阻和电源内阻的关系有关，外电阻与电源的内阻越接近，电源输出功率越大，本题中未给出外电阻与电源内阻的关系，因此无法确定谁对应的电源输出功率小，故B错误；
C．图乙为串联电路，因此电源效率为
由A选项分析可知，脂肪含量高者两端电压大，故对应的电源效率高，故C正确；
D．根据闭合回路欧姆定律可得
变化后得到
可知电压表示数为横坐标，电流表示数为纵坐标，绘制的图像是一条与横纵和纵轴都有交点的向下倾斜的直线，故D错误。
故选C。
4. 国庆阅兵时，我国的JH-7型歼击轰炸机在天安门上空沿水平方向、自东向西呼啸而过。该机的翼展为12.7m，机长为22.3m，北京地区地磁场的竖直分量为，该机水平飞过天安门时的速度为246m/s。下列说法正确的是（ ）
A. 该机两翼端的电势差约为0.27V，南面机翼端（飞行员左侧）电势较高
B. 该机两翼端的电势差约为0.27V，北面机翼端（飞行员右侧）电势较高
C. 该机两翼端的电势差约为0.15V，南面机翼端（飞行员左侧）电势较高
D. 该机两翼端的电势差约为0.15V，北面机翼端（飞行员右侧）电势较高
【答案】C
【解析】
【详解】该机两翼端的电势差约为
根据右手定则可知，南面机翼端（飞行员左侧）电势较高。
故选C。
5. 如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线團（直流电阻可忽略不计），则（ ）
A. 电路接通稳定后，三个灯亮度相同
B. 电路接通稳定后，S断开时，C灯逐渐熄灭
C. S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭
D. S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
【答案】BC
【解析】
【详解】A．电路接通稳定后，A灯被线圈短路，完全熄灭，B、C并联，电压相同，亮度相同，故A错误；
B．电路接通稳定后，S断开时，C灯中原来电流立即减至零，但是由于线圈中电流要减小，产生自感电动势，阻碍电流的减小，线圈中电流不会立即消失，这个自感电流通过C灯，所以C灯逐渐熄灭，故B正确；
CD．电路中A灯与线圈并联后与B灯串联，再与C灯并联。S闭合时，三个灯同时立即发光，由于线圈的电阻很小，逐渐将A灯短路，A灯逐渐熄灭，A灯的电压逐渐降低，B灯的电压逐渐增大，B灯逐渐变亮，故C正确，D错误。
故选BC。
6. 如图示，10匝矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“1.0W，0.1A”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（ ）
A. 当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为1∶2
B. 若将滑动变阻器滑片P向上移动，则电流表示数减小
C. 若将自耦变压器触头向上滑动，灯泡会变暗
D. 若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为40sin（10t）V
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．输入电压的最大值为
变压器输入电压的有效值为
当灯泡正常发光时，灯泡的电压为
根据理想变压器变压比得
故A错误；
B．滑动变阻器滑片P向上移动，连入电路的电阻变大，负载等效电阻变大，输入电压不变，线圈匝数比不变，则不变，所以变压器副线圈的功率减小，原线圈功率也减小，由
可得原线圈电流减小，则电流表示数减小，故B正确；
C．将自耦变压器触头向上滑动，副线圈匝数变大，根据理想变压器的变压比可知输出电压增大，所以灯泡变亮，故C错误；
D．输入电压的最大值为，图中位置穿过线圈的 磁通量为0，感应电动势最大，所以从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
故D错误。
故选B。
7. 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 带负电粒子所受洛伦兹力方向向下
B. MN两点电压与液体流速无关
C. 污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大
D. 只需要再测出MN两点电压就能够推算废液的流量
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据左手定则，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力。A错误；
BC．根据
可得电压
则可知MN两点电压与液体流速有关。最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，带电离子做匀速直线运动，由上式知两个电极间的电压与离子浓度无关。BC错误；
D．计算液体的流速，根据
可得流速
废液的流量为
即只需要再测量MN两点电压就能够推算废液的流量。D正确。
故选D。
二、多选题（每题6分，漏选3分，共18分）
8. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在放电
B. 振荡电流正在减小
C. 电路中电流沿逆时针方向
D. 磁场能正在向电场能转化
【答案】BD
【解析】
【详解】根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化。故AC错误，BD正确。
故选BD。
9. 如图所示，以速度和匀速把一矩形线圈水平拉出有界匀强磁场区域，且，则在先后两种情况下（ ）
A. 线圈中的感应电动势之比
B. 线圈中的感应电流之比
C. 线圈中产生的焦耳热之比
D. 通过线圈某截面的电荷量之比
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．由于
又
可知
故AB错误；
C．由焦耳定律
由于两次线圈出磁场的时间之比为，可知
故C正确；
D．电荷量
通过线圈某截面电荷量之比
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示为两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为，距磁场区域的左侧处，有一边长为的正方形导体线框，总电阻为，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定：电流沿逆时针方向时的电动势为正，磁感线垂直纸面向里时磁通量的方向为正，外力向右为正。则以下关于线框中的磁通量、感应电动势、外力和电功率随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A．进入磁场时磁通量随时间变化为而运动到两磁场交接处时，因此中间图像斜率是两端2倍，故A错误；
B．进入磁场时感应电动势而运动到两磁场交接处时感应电动势，在根据右手定则可知B图正确，故B正确；
CD．根据运动到两个磁场交接处时，回路中的电动势为刚进入磁场时的2倍，电流为刚进入磁场时的2倍，并且在两个磁场交接处时，左右两边都受到向左的安培力，因此在中间时，安培力是在两端时的4倍，在中间安培力的功率也是两端的4倍，但由于整个运动过程中，所受安培力方向始终向左，即外力始终向右为正，故C错误，D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷（非选择题54分）
三、实验题（共2题，16分）
11. 某小组要测定一未知电阻R的阻值。他们选用规格和量程合适的器材，按如图所示的电路图连接好电路进行测量。
（1）闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到___________（填“a”或“b”）端，将电阻箱调为某一阻值。闭合开关S，调节滑动变阻器，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数及电阻箱的阻值，断开开关S。
（2）将电压表与c点连接的导线改接到d点，闭合开关S，调节和，使电压表和电流表的示数与步骤（1）中记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值，断开开关S。
（3）根据以上记录数据可知，电阻R的阻值为___________（用和表示）。
（4）已知电压表和电流表均不是理想电表，则本实验中电阻R的测量值___________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】 ①. b ②. ③. 等于
【解析】
【详解】（1）[1]为保护电路，开关闭合前滑动变阻器达到接入电路的阻值最大处，故滑片滑到b端；
（3）[2]设记录此时电压表和电流表示数分别为U、I，则第一次记录根据欧姆定律得
第二次记录根据欧姆定律得
联立可得
（4）[3]由上述表达式可知，电压表和电流表的阻值对电阻R的测量没影响，则本实验中电阻R的测量值等于真实值
12. 某同学要测量一节干电池的电动势和内阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图甲所示的原理图。
①电压表V（量程3V，内阻约为）
②电流表G（量程3mA，内阻）
③电流表A（量程3A，内阻约为0.5Ω）
④滑动变阻器（，）
⑤滑动变阻器（，）
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是__________A。（保留两位有效数字）
（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是__________。（填写或）
（3）用图甲所示电路做实验，对应这些数据在坐标纸上描点、拟合，做出的图像如图乙所示。则电源的电动势_______V，电源的内阻_______（保留两位有效数字）
【答案】（1）0.60
（2）
（3） ①. 1.5 ②. 1.0
【解析】
【小问1详解】
改装后电流表的量程
【小问2详解】
为使电路中电流较大，并且方便调节，所以实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小的。
【小问3详解】
[1][2]由全电路欧姆定律
则电源电动势

电源的内阻
四、解答题（共3题，38分）
13. 如图所示，飞船在距某星球表面一定高度处悬停，选定相对平坦的区域后，在反推火箭作用下，开始加速下降，下降高度为，当“缓冲脚”触地时反推火箭立即停止工作，此时飞船速度为。随后飞船在“缓冲脚”的缓冲作用下，经减速到0，停止在该星球表面上。飞船质量，该星球表面的重力加速度。求：
（1）飞船加速下降过程中，反推火箭对飞船做的功；
（2）从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中，地面对“缓冲脚”的平均支持力的大小。

【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）飞船加速下降过程中，设反推火箭对飞船做的功为W，根据动能定理有
解得
（2）从缓冲脚触地到飞船速度减为0的过程中，设地面对“缓冲脚”的平均支持力的大小为F，根据动量定理有
解得
14. 某风速实验装置由风杯组系统（甲图）和电磁信号产生系统（乙图）两部分组成．电磁信号产生器由圆形匀强磁场和固定于风轮转轴上的导体棒OA组成（O点连接风轮转轴），磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导体棒OA长为1.5L，电阻为r，风推动风杯组绕水平轴顺时针匀速转动，风杯中心到转轴距离为2L，导体棒每转一周A端与弹性簧片接触一次，接触时产生的电流强度恒为I。图中电阻为R，其余电阻不计。求：
（1）当导体棒与弹性簧片接触时，OA两端电势差UOA；
（2）风杯的速率v。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，当导体棒在磁场中顺时针转动时，相当于电源，且O端相当于电源的负极，则根据欧姆定律可知，OA两端电势差UOA数值上等于电路中的外电压，则有

（2）依题意有，电源电动势为
结合闭合电路的欧姆定律有
解得
则风杯的速率为
15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。圆形区域内充满垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O的水平距离为、竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为、电荷量为，初速度可以忽略）经匀强电场加速时间后，以速度沿PO方向射入磁场，（PO与水平方向夹角为），恰好击中M点，求：
（1）匀强电场场强的大小；
（2）匀强磁场的方向及电子在磁场中运动的时间；
（3）为保证电子击中目标靶MN，匀强电场场强的大小范围（匀强电场极板间距不变）。
【答案】（1）；（2）垂直纸面向里，；（3）
【解析】
【详解】（1）电子穿过匀强电场过程中，由动量定理得
解得
（2）由左手定则，可知匀强磁场的方向为垂直纸面向里；电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力得
周期为
联立可得
设与竖直方向夹角为，则有
可得
由图中几何关系可知，电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则电子在磁场中运动时间为
（3）①当电子击中M点时，电子在磁场中的偏转半径为
设匀强磁场区域半径，由几何关系得
②当电子击中N点时，设与竖直方向夹角为，则有
可得
由几何关系知电子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则偏转半径为
则有
粒子穿过匀强电场后的速度，由动能定理得
设极板间距离为，则有
联立解得
则匀强电场场强的范围为