江西省上饶县中学2022学年高二物理下学期第一次月考试题惟义特零班含解析

上饶县中学2022届高二年级下学期第一次月考物理试卷(惟义、特零班)一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分，其中9-12题为多选题，全部选对的4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分)。1.如图甲所示,面积S=1m2的导体圆环内通有垂直于圆平面向里的磁场,磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示（B取向里为正）,以下说法正确的是（ ）A.环中产生逆时针方向的感应电流B.环中产生顺时针方向的感应电流C.环中产生的感应电动势大小为1VD.环中产生的感应电动势大小为2V【答案】AC【解析】磁场垂直于纸面向里，由图乙所示可知，磁感应强度增加，穿过圆环的磁通量增加，环中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流沿逆时针方向，A正确B错误；感应电动势，C正确D错误．2.如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块（）-17-\nA.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大【答案】C【解析】试题分析：当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因磁场，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，故A错误；由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故B错误；在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故C正确；根据动能定理可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D错误．故选C。考点：电磁感应视频3.如下图所示，A为水平放置的胶木圆盘，在其侧面均匀分布着负电荷，在A的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环B，使B的环面水平且与圆盘面平行，其轴线与胶木盘A的轴线OO′重合。现使胶木盘A由静止开始绕其轴线OO′按箭头所示方向加速转动，则-17-\nA.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力增大B.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力减小C.金属环B的面积有扩大的趋势，丝线受到的拉力减小D.金属环B的面积有缩小的趋势，丝线受到的拉力增大【答案】B【解析】木盘加速旋转，电流增大，周围的磁场增强，穿过环面B的磁通量增大，由楞次定律判断，圆环B由收缩的趋势，两圆盘互相排斥，拉力减小，B对4.如图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计)。则A.S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭C.电路接通稳定后，3个灯亮度相同D.电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭【答案】A【解析】-17-\n试题分析：S闭合时，由于L的电流增大，所以L产生很大的阻抗，相当于L是断路，所以电流从A通过，A立即亮起来，但随着电流的稳定，L的阻抗消失，变成一根导线，把A短路，故A逐渐熄灭，这时电路中BC并联在电源两端，电压增大，B灯变亮，并且BC两灯的亮度相同，A正确BC错误；电路接通稳定后，S断开时，L中的电流减小，产生很大的感应电流，相当于电源，有电流通过C灯，故C灯不会立刻熄灭，D错误；考点：考查了电感线圈对电流的阻碍作用【名师点睛】解决本题的关键掌握线圈对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小．当电流不变时，线圈将与之并联的电路短路5.一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如下图甲、乙所示。其中甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为A.B.1∶2C.1∶4D.1∶1【答案】A【解析】试题分析：甲图中的磁场只在轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，如图甲，电流表测得是有效值，所以-17-\n乙图中的磁场布满整个空间，线框中产生的感应电流如图乙，所以，则，即A正确。考点：本题重在考查交变电流的产生及有效值。6.在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，四个灯泡完全相同。其额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么A.L1正常工作，L2不能正常工作B.L1和L2都不能正常工作C.交流电源电压为2UD.交流电源电压为4U【答案】D【解析】试题分析：设小灯泡的电阻为R，在副线圈中总电阻为,原线圈中总电阻为根据，可得，所以通过的电流为,通过的电流为,所以都能正常工作，A正确，B错误；原线圈输入端电压等于两小灯泡两端电压和原线圈输出端电压之和，即,C错误，D正确故选AD考点：考查了理想变压器的构造和原理点评：本题的交流电源电压在求解时，需要知道等于两小灯泡两端电压和原线圈输出端电压之和，7.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(　　)-17-\nA.此单摆的固有周期约为0.5sB.此单摆的摆长约为1mC.若摆长增大，单摆的固有频率增大D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动【答案】B【解析】单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz，周期为2s．故A正确；由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s．由公式T=2π，可得L≈1m，故B正确；若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小．故C错误；若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动．故D错误；故选AB.点睛：本题关键明确：受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象．8.劲度系数为20N/cm的弹簧振子，它的振动图像如下图所示，则A.在图中A点对应的时刻，振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的负方向B.在图中A点对应的时刻，振子的速度方向指向x轴的正方向C.在0～4s内振子做了1.75次全振动D.在0～4s内振子通过的路程为3.5cm，位移为0-17-\n【答案】B【解析】【详解】A由图可知A在t轴上方，位移x=0.25cm，所以弹力F=-kx=-5N，即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，故A错误；由图可知过A点作图线的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故B正确。由图可看出，t=0、t=4s时刻振子的位移都是最大，且都在t轴的上方，在0～4s内经过两个周期，振子完成两次全振动，故C错误。由于t=0时刻和t=4s时刻振子都在最大位移处，又由于振幅为0.5cm，在0～4s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为：s=2×4×0.50cm=4cm，位移为0，故D错误。故选B。【点睛】本题关键要掌握简谐运动的特征：F=-kx分析弹簧的弹力．知道振动图象，通过分析位移即可分析振子的运动情况．9.如下图甲所示，一均匀介质中沿x轴有等间距的O、P、Q质点，相邻两质点间距离为0.75m，在x＝10m处有一接收器(图中未画出)。t＝0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴方向一直振动，并产生沿x轴正方向传播的波，O质点的振动图像如图乙所示。当O质点第一次达到负向最大位移时，P质点刚开始振动。则A.质点Q的起振方向为y轴正方向B.这列波传播的速度为0.25m/sC.若该波在传播过程中若遇到0.5m的障碍物，不能发生明显衍射现象D.若波源O向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为0.2Hz【答案】AB【解析】【分析】根据波源的起振方向判断质点Q的起振方向．根据题干条件，分析O、P两质点之间的距离与波长的关系，求出波长，由振动图象读出周期，并求出波速．障碍物的尺寸与波长差不多时能产生明显的衍射现象，当波源与观察者距离减小时，接收到的频率增大．-17-\n【详解】由振动图象，质点O在t=0的起振方向沿y轴正方向，介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向，A错误；当O质点第一次达到负向最大位移时，P质点刚开始振动，OP距离是波长，则波长，由振动图象，则波速，B正确；因该波的波长为1m＞0.5m，所以遇到宽0.5m的障碍物能发生较明显的衍射现象，C错误；该波的频率，若波源从O点沿x轴正向运动，根据多普勒效应可知，接收器接收到的波的频率将大于0.25Hz，D错误．10.如图所示，导体棒沿两平行导轨从图中位置以速度v向右匀速通过一正方形abcd磁场区域，ac垂直于导轨且平行于导体棒，ac右侧的磁感应强度是左侧的2倍且方向相反，导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图像正确的是(规定电流由M经R到N为正方向，安培力向左为正方向)A.B.C.D.【答案】AC【解析】-17-\n【详解】设ac左侧磁感应强度是B，则右侧的为2B．导轨间距为L。金属棒PQ通过bac区域时，由右手定则可知金属棒感应电流从Q到P，为正方向，有：，PQ刚要到ac时，；金属棒PQ通过bdc区域时，由右手定则可知金属棒感应电流从P到Q，为负方向，有：，可知i随时间均匀减小，PQ棒刚离开ac时，．故A正确，B错误。金属棒PQ通过bac区域时，安培力为：F=Bi•2vt=∝t2．金属棒PQ通过bdc区域时，安培力大小为：F=2Bi•（L-2vt）=．根据数学知识可得，C正确，D错误。故选AC。【点睛】本题运用半定量的研究方法，通过法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式得到感应电流和安培力的表达式，再进行分析，要注意公式E=BLv中L是有效的切割长度．11.如图所示，空间同一平面内有A、B、C三点，AB＝5m，BC＝4m，AC＝3m。A、C两点处有完全相同的波源做简谐振动，振动频率为1360Hz，波速为340m/s。下列说法正确的是A.B点的位移总是最大B.A、B间有7个振动加强的点C.两列波的波长均为0.25mD.B、C间有8个振动减弱的点【答案】CD【解析】由v=λf得：两列波的波长，故C正确。B点到两波源的路程差△x=1m=4λ，该点为振动加强点，但位移不是总是最大，质点B仍在振动，其位移作周期性变化。故A错误。B点与两波源距离差为：d1=4λ，A点与两波源距离差为：d3=3m=12λ，B到A之间还有一个路程差为零的点，所以A、B间与两波源的距离差分别为：4λ、3λ…0，λ，2λ…11λ，共15个点振动加强。故B错误。与两波源的距离差为半个波长的奇数倍的点振动减弱。B点与两波源距离差为：d1=5m-4m=1m=4λ；C点与两波源距离差为：d2=3m=12λ所以B、C之间距离差分别为：4.5λ、5.5λ、6.5λ、7.5λ、8.5λ、9.5λ、10.5λ、11.5λ的8个点振动最弱。故D正确。故选CD。-17-\n点睛：本题考查了波在相互叠加时，何处振动加强和减弱，牢记路程差等于半波长的奇数倍时振动减弱，路程差等于波长的整数倍时振动加强．12.如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计。初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1＝，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0。在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。则下列说法正确的是A.初始时刻导体棒受到的安培力大小B.初始时刻导体棒加速度的大小C.导体棒往复运动，最终将静止时弹簧处于压缩状态D.导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热【答案】BC【解析】【详解】导体棒的初速度为v0，初始时刻产生的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得：E=BLv0；设初始时刻回路中产生的电流为I，由闭合电路的欧姆定律得：；设初始时刻导体棒受到的安培力为F，由安培力公式得：F=BIL；联立上式得，．故A错误；初始时刻，弹簧处于伸长状态，棒受到重力、向下的安培力和弹簧的弹力，所以：ma=mg+kx+F，得：a=2g+-17-\n．故B正确；从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能；当导体棒静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，所以弹力的方向向上，此时导体棒的位置比初始时刻降低了，故C正确；导体棒直到最终静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，则：mg=kx2，得：x2=．由于x1=x2，所以弹簧的弹性势能不变，由能的转化和守恒定律得：mg（x1+x2）+Ek=Q；解得系统产生的总热量：Q=mv02+；可知R上产生的热量要小于系统产生的总热量。故D错误。故选BC。【点睛】本题中安培力的经验公式，可以由感应电动势、欧姆定律、安培力三个公式结合推导出来，要加强记忆，有助于分析和计算．二、实验题(每空2分，共10分）13.如下图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω，S为开关。已知RT在95℃时的阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω。现要求在降温过程中测量在20～95℃之间的多个温度下RT的阻值。(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图_______。(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线。b．调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95℃。c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全。d．闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________。e．将RT的温度降为T1(20℃＜T1＜95℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________。f．温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________。g．逐步降低T1的数值，直到20℃；在每一温度下重复步骤ef。-17-\n【答案】(1).(2).电阻箱的读数R0(3).仍为I0　(4).电阻箱的读数R1(5).R0－R1＋150Ω【解析】（1）该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，改变电阻箱接入电路的阻值，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路，实物电路图如图所示．（2）d.闭合开关．调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录电阻箱的读数R0　e.将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数I0，记录电阻箱电阻R1．f.由闭合电路欧姆定律可得：温度为95℃时：E=I0（r+RA+RT+R0），即：E=I0（r+RA+150Ω+R0）…①，当RT的温度降为T1时，有：E=I0（r+RA+RT1+R1）…②，由①②解得：RT1=R0+150-R1．点睛：本题考查了设计、连接实物电路图、完善实验步骤，知道实验原理是正确解题的前提与关键；要掌握常用的测电阻的方法：伏安法、等效法、用欧姆表测电阻等．视频三、计算题（42分）14.如下图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1.0Ω，所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm-17-\n为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。【答案】(1)Em＝8.0V(2)P＝2.88W(3)Q＝4.0×10－3C【解析】试题分析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2s，所以Em＝nBmSω＝＝8.0V（3分）(2)电流的最大值有效值小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88W（4分）(3)在时间内，电动势的平均值平均电流通过灯泡的电荷量＝4.0×10－3C（4分）考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；电功、电功率；交流电的平均值及其应用．点评：求解交变电流的电功率时要用有效值．在电磁感应中通过导体截面的电量经验公式是，可以在推导的基础上记住．15.某透明物体的横截面如下图所示，其中ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，∠ABC＝45°，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n-17-\n＝2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s。【答案】,【解析】【详解】由sinθ=得，透明体的临界角为30°．如图，作出两条边缘光线，所求光线射出的区域为EDF．如图，从圆弧ADC射出的边缘光线对应的入射角等于材料的临界角θ，恰好发生全反射。由几何关系得：圆弧EDF长度为s=2θ•L故此区域的圆弧长度为：s=．【点睛】对于几何光学中范围问题，要掌握临界角公式，求出临界角，要作出边界光线，在边界上光线往往恰好发生全反射．16.甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波通均为.两列波在时的波形曲线如图所示，求:（1）时，介质中偏离平衡位置位移为的所有质点的坐标;-17-\n（2）从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间.【答案】(1)(2)t=0.1s【解析】（1）根据两列波的振幅都为，偏离平衡位置位移为16的的质点即为两列波的波峰相遇。设质点坐标为根据波形图可知，甲乙的波长分别为，则甲乙两列波的波峰坐标分别为综上，所有波峰和波峰相遇的质点坐标为整理可得（ii）偏离平衡位置位移为是两列波的波谷相遇的点，时，波谷之差整理可得波谷之间最小的距离为两列波相向传播，相对速度为所以出现偏离平衡位置位移为的最短时间【考点定位】机械振动机械波【名师点睛】1列出波峰或波谷的坐标表达式是关键；2不存在波谷和波谷相遇的点。视频17.如图所示，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，该装置处于垂直斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小B＝0.5T。质量m＝0.1kg、电阻R＝0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，从静止开始沿框架无摩擦下滑，与框架接触良好。框架的质量M＝0.2kg、宽度l＝0.4m，框架与斜面间的动摩擦因数μ-17-\n＝0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)若框架固定，求导体棒的最大速度vm；(2)若框架固定，棒从静止开始下滑5.75m时速度v＝5m/s，求此过程回路中产生的热量Q及流过ab棒的电量q；(3)若框架不固定，求当框架刚开始运动时棒的速度v1。【答案】(1)vm＝6m/s(2)Q＝2.2J,q＝2.875C(3)v1＝2.4m/s【解析】（1）棒ab产生的电动势为：E=Blv回路中感应电流为：I＝棒ab所受的安培力为：F=BIl对棒ab有：mgsin37°-BIl=ma当加速度a=0时，速度最大，速度的最大值为：vm＝＝6m/s   （2）根据能量转化和守恒定律有：mgxsin37°＝mv2+Q代入数据解得：Q=2.2J                                       电量为：                   （3）回路中感应电流为：I1＝框架上边所受安培力为：F1=BI1l对框架有：Mgsin37°+BI1-17-\nl=μ（m+M）gcos37°代入数据解得：v1=2.4m/s                                      点睛：本题是电磁感应中的力学问题，要明确安培是电磁感应与力联系的桥梁，这种类问题在于安培力的分析和计算．同时要明确物体刚好运动的临界条件：静摩擦力达最大值．-17-