2021-2022学年北京市昌平区新学道临川学校全国班高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年北京市昌平区新学道临川学校全国班高二（下）第一次月考物理试卷

1.  我国家庭照明所用交流电的电压瞬时值随时间变化的图象，如图所示．根据图象可知，以下结论中正确的是(    )

A. 此交流电的频率为100Hz B. 此交流电的周期为
C. 交流电的电压峰值为 D. 此交流电的电压有效值为220V

2.  如图所示，匝数为200的线框垂直放在匀强磁场中，线框面积为若磁场的磁感应强度在时间内由增加到，则穿过线框旳磁通量变化量和线框中产生的感应电动势分别为(    )

A. ；5V
B. ；4V
C. ；4V
D. ；5V

3.  如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压恒定的交变电流，则能使原线圈的输入功率变大的是(    )

A. 保持P的位置不变，S由a切换到b B. 保持P的位置不变，S由b切换到a
C. S置于b位置不动，P向下滑动 D. S置于b位置不动，增大输入电压的频率

4.  一只电饭煲和一台洗衣机并连接在输出电压的交流电源上其内电阻可忽略不计，均正常工作．用电流表分别测得通过电饭煲的电流是，通过洗衣机电动机的电流是，则下列说法中正确的是(    )

A. 电饭煲的电阻为，洗衣机电动机线圈的电阻为
B. 电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为
C. 内电饭煲消耗的电能为，洗衣机电动机消耗的电能为
D. 电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍

5.  单摆做简谐运动时，其回复力是(    )

A. 摆球所受的重力 B. 悬线对摆球的拉力
C. 摆球所受重力与悬线拉力的合力 D. 摆球重力在垂直悬线方向上的分力

6.  一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(    )
 

A. 质点运动频率是4Hz
B. 在10s要内质点经过的路程是20cm
C. 第4s末质点的速度是零
D. 在和两时刻，质点位移大小相等、方向相同

7.  弹簧振子在振动过程中，振子经a、b两点的速度相等，且从a点运动到b点最短历时为，从b点再到b点最短历时，则这个弹簧振子的振动周期和频率分别为(    )

A. ， B. ， C. ， D. ，

8.  两个弹簧振子，甲的固有频率为f，乙的固有频率为4f，当它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动时(    )

A. 甲的振幅大，振动频率为f B. 乙的振幅大，振动频率为3f
C. 甲的振幅大，振动频率为3f D. 乙的振幅大，振动频率为4f

9.  交变电源与的电阻连接，电源输出电压u随时间t变化的图象如下，则(    )

A. R两端电压随时间t变化的规律是
B. R两端电压随时间t变化的规律是
C. 通过R的电流随时间t变化的规律是
D. 通过R的电流随时间t变化的规律是

10.  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．若接在220V、40Hz的交变电压两端，则(    )

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变暗，c变亮 D. a亮度不变，b变亮，c变暗

11.  弹簧振子多次通过同一位置时，下述物理量不变化的是(    )

A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 动能

12.  一列简谐横波，在时刻的图象如图甲所示，此时P、Q两质点的位移均为，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是(    )

A. 这列波沿x轴负方向传播
B. 这列波的波速是
C. 从开始，紧接着的时间内，Q质点通过的路程大于6cm
D. 从开始，质点P比质点Q早回到平衡位置

13.  图是通过变压器降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加．如果变压器上的能量损失可以忽略，则关于开关S闭合后，以下说法正确的是(    )

A. 电表、示数均增大 B. 电表示数不变，示数减小
C. 电阻两端的电压减小 D. 原线圈输入功率减小

14.  某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，电流表和电压表均为理想电表，则以下说法正确的是(    )
 

A. 电压表V的示数为900V B. 电流表A的示数为
C. 输电线上损失的功率为100W D. 发电机的输出功率为4400W

15.  在“用单摆测定重力加速度”的实验中，有同学发现提供的器材有：铁架台、铁夹、细线、有孔的小铁球、刻度尺和天平．
多余的器材是______，尚需补充的器材是______.
该同学设计的实验步骤是：
A.将小球用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点
B.用刻度尺测量OM间细线的长度L作为摆长
C.将小球拉开一个大约的角度，然后由静止释放
D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由得出周期T
E.改变OM间细线的长度后重复多次实验
F.计算出实验中多次测得L和T的平均值，代入公式中求出重力加速度g你认为该同学以上哪些实验步骤中有重大错误，请指出并提出改正方案．
根据该同学所记录的数据和所选择的计算公式，他所测得的重力加速度跟真实值相比______填“偏大、偏小、相等”
根据这位同学所得的多组数据，如何能较准确地测出当地的重力加速？

16.  两根平行光滑金属导轨MN和PQ水平放置，其间距为，磁感应强度为的匀强磁场垂直轨道平面向下，两导轨之间连接的电阻在导轨上有一电阻为的金属棒ab，金属棒与导轨垂直，如图所示。在ab棒上施加水平拉力F使其以的水平速度匀速向右运动。设金属导轨足够长。求：
金属棒ab两端的电压。
拉力F的大小。
电阻R上消耗的电功率。

17.  用一个交流发电机为一个阻值为的电热丝供电，该发电机输出的正弦交流电如图所示．通过计算完成下列问题：
该交流电的频率是多少？
通过这个电阻的电流的有效值是多少？
通过电热丝的电流在内产生的热量是多少？

18.  弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20cm，某时刻振子处于B点经过，振子首次到达C点，求：
振子振动的振幅；
振子在5s内通过的路程及位移的大小；
振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值。

19.  如图所示，一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圈的直径，O为圈心，玻璃的折射率为。
若一束细光线从O点左侧E点垂直于AB入射，恰好在上表面M的点发生全反射，求OE的长度；
一束细光线从O点左侧点垂直于AB入射，若，求此光线在玻璃砖中传播的总路程L。

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】解：AB、由图象知交流电的周期，频率，故AB错误；
CD、由图象知交流电的峰值，有效值，故C错误，D正确
故选：D
本题考查了交流电的描述，根据交流电的图象，可知知道其最大值，以及线圈转动的周期等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、频率等
对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义．
 

2.【答案】A 

【解析】解：磁通量的变化量为：
，
根据法拉第电磁感应定律知线框中产生的感应电动势为：

故A正确，BCD错误．
故选：A
根据可确定磁通量，从而确定磁通量的变化量，再根据法拉第电磁感应定律即可求得感应电动势．
本题考查法拉第电磁感应定律的应用，要注意明确磁通量、磁通量的变化量以及磁通量的变化率三间的区别和联系．
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、S由a切换到b副线圈匝数变小，副线圈电压变小，所以副线圈功率变小，而原线圈功率等于副线圈功率，所以原线圈功率变小，故A错误；
B、S由b切换到a，副线圈匝数变大，所以副线圈电压变大，电阻不变，所以输出功率变大，故原线圈的输入功率变大，故B正确；
C、S置于b位置不动，P向下滑动，电阻变大，电压不变，所以输出功率变小，故原线圈的输入功率变小，故C错误；
D、S置于b位置不动，增大输入电压的频率，不会改变输入电压，故原线圈的输入功率也不变，故D错误．
故选：
理想变压器输入功率等于输出功率，原副线圈电流与匝数成反比，原副线圈电压与匝数成正比．
理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．输入电压决定输出电压，而输出功率决定输入功率．
 

4.【答案】C 

【解析】解：A、电饭煲与洗衣机的都与电源并联，电源两端电压相等，均为220V，由欧姆定律可求得电饭煲的电阻为，但洗衣机不是纯电阻用电器，由求得的电阻是错误的，所以A项错；
B、它们消耗的电功率分别为，，所以B项错误；
C、电饭煲和洗衣机在内产生的电能分别为，，所以C项正确；
D、因洗衣机的内阻未知，无法比较二者的发热功率，所以D项错误。
故选：C。
电饭煲是纯电阻，洗衣机不是纯电阻，加在洗衣机两端的电压不是全部加在内阻上，根据功率公式和热量公式可以方向各项．
本题需要注意的是对于非纯电阻器件，要注意区分两端电压和其内阻上的分压，区分总功率、机械功率和内阻消耗的功率．
 

5.【答案】D 

【解析】解：摆球的回复力不是所受重力和摆线作用于摆球的拉力的合力，也不是所受重力和沿圆弧运动时的向心力的合力，也不是摆球的拉力沿水平方向的分力，而是摆球所受重力沿圆弧切线方向的分力．故D正确，A、B、C错误．
故选：D
回复力：使振子返回平衡位置并总指向平衡位置的力．作用：使振子返回平衡位置．振动的单摆受到重力 G与绳的拉力T作用，绳的拉力和重力的法向分力的合力提供圆周运动的向心力；指向平衡位置的合外力是重力的切向分力，它提供了单摆振动的回复力．
回复力可以是合外力，其不单纯是指某一个力．它是根据力的作用效果“总是要把物体拉回到平衡位置”命名的；回复力不是一种特殊性质的力．但回复力也不一定就是合外力．
 

6.【答案】B 

【解析】解：A、由图可知，质点振动的周期为4s，故频率为，故A错误；
B、振动的振幅为2cm，10s内有个周期，故质点经过的路程为，故B正确；
C、4s质点处于平衡位置处，故质点的速度为最大，故C错误；
D、1s时质点位于正向最大位移处，3s时，质点处于负向最大位移处，故位移方向相反，故D错误；
故选：B。
由图可知质点振动周期、振幅及各点振动情况；再根据振动的周期性可得质点振动的路程及各时刻物体的速度．
图象会直观的告诉我们很多信息，故要学会认知图象，并能熟练应用．
 

7.【答案】D 

【解析】解：由于振子在a、b两点的速度相同，则a、b两点关于O点是对称的，所以a到b点的最短时间为，即从a经平衡位置后到达b的时间为；
从b再回到b的最短时间为，即从b到达最大位移处后直接再回到b的时间为，根据简谐振动的特点可知，该两个过程的和为半个周期，所以振子的振动周期为，那么振子的振动频率为故ABC错误，D正确；
故选：D
振子完成一次全振动的时间等于一个周期．根据周期的定义，确定出振子的周期，求出频率．
本题要抓住简谐运动的对称性，确定振子完成一次全振动的时间，得到周期，求出频率．
 

8.【答案】B 

【解析】解：受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大．
故甲乙两个振子都做受迫振动，频率为3f，乙的固有频率与驱动频率相差较小，所以乙的振幅较大，所以ACD错误，B正确．
故选：
受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，系统达到共振，振幅达最大．
本题应明确受迫振动的频率等于驱动力的频率，而当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动最强烈．
 

9.【答案】C 

【解析】解：A、由图可知，交流电源的电压最大值为，根据欧姆定律得：，，所以，所以R两端电压随时间变化的规律是，故AB错误；
C、流过的电流随时间变化的规律是，故C正确，D错误．
故选：C
由图象读出电压的最大值，根据最大值值求出该交流电的有效值，然后结合图象即可求出电阻的电流、电压随时间的变化规律
本题考查了交流电的描述，要明确交流电正余弦两种描述方法，以及公式中各个物理量的含义，要求同学们能根据图象得出有效信息，电压表和电流表都是有效值．
 

10.【答案】D 

【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，当电源的频率变低时，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D正确，ABC错误。
故选：D。
根据电感的特性：通低频、阻高频及电容器的特性：通高频、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．
 

11.【答案】ACD 

【解析】解：A、C、弹簧振子每次通过某一个相同位置时，相对于平衡位置的位移x相同，根据可知，其加速度也相同；故A正确，C正确；
B、由于速度有两种可能的方向，速度不一定相同；故B错误；
D、弹簧振子的机械能守恒，每次经过同一位置时动能相同；故D正确；
故选：
弹簧振子做简谐运动，每次通过同一位置时，一定相同的物理量是位移、加速度和动能．
本题关键要抓住弹簧振子做简谐运动，知道其受力特点和运动学特点．
 

12.【答案】BD 

【解析】解：A、由乙图读出时刻质点A的速度方向为沿y轴负方向，由甲图判断出波的传播方向为沿x轴正方向。故A错误；
B、由甲图读出该波的波长为，由乙图周期为：，则波速为：。故B正确；
C、因，从波峰谷和平衡位置出发的质点做简谐运动时，在周期内质点A通过的路程是一个振幅，则从开始，Q质点由处沿y轴向下振动，经过，A质点通过的路程小于。故C错误；
D、图示时刻质点P沿y轴正方向，质点Q沿y轴负方向，所以质点P比质点Q早回到平衡位置，故D正确。
故选：BD。
由乙图读出时刻质点A的速度方向，由甲图判断出波的传播方向；
由甲图读出波长，由乙图周期，求出波速；
根据时间与周期的倍数关系，结合一个周期内特殊位置的质点通过的路程是4倍振幅，求解经过时P质点通过的路程；
根据PQ两点在该时刻的振动方向确定先回到平衡位置的质点。
本题既要理解振动图象和波动图象各自的物理意义，由振动图象能判断出质点的速度方向，更要把握两种图象的内在联系，能由质点的速度方向，判断出波的传播方向。
 

13.【答案】AC 

【解析】解：
A，B，因原副线圈两端电压，负载变化不影响输入电压的变化，故输出电压也不变，即电压表示数、均不变；当闭合开关S后，负载增加，副线圈总电阻减小，由知副线圈电流增大，即增大．由知此时，原线圈中的电流也增大，即增大，故A正确，B错误；
C，D，因负载增加，副线圈总电阻减小，副线圈电压不变，则副线圈电流增大，由知功率增加；当副线圈电流增大时，电阻两端电压增大，又因，即电阻两端的电压，所以当副线圈电压不变时，电阻两端电压减小，故C正确，D错误．
故选：AC
抓住原线圈电压不变，通过副线圈中负载的变化，通过欧姆定律得出电流的变化，从而得出原线圈电流的变化，注意功率关系和电压关系的正确应用．
解决本题的关键知道原副线圈电压之比、电流之比与匝数比的关系，抓住输入电压不变，结合欧姆定律进行动态分析．
 

14.【答案】AC 

【解析】解：A，因降压变压器副线圈两端交变电压为，则副线圈电压有效值
由知流过电阻的电流
因变压器工作原理知变压器原副线圈两端电压、电流分别与匝数的关系为：和
由此知降压变压器原线圈两端电压，有，故；
降压变压器原线圈中流过的电流，有，故
则电压表V示数，故A选项正确；
B，由选项A分析知电流表A的示数即流过的电流大小，故，故B选项错误；
C，输电线上损失的功率，故C选项正确；
D，发电机的输出功率
故D选项错误．
故选：
根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．
掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
 

15.【答案】天平  秒表  偏小 

【解析】解：实验部需要测量摆球的质量，因此不需要天平；实验需要测量单摆做简谐运动的周期，需要秒表测周期．
存在错误的实验步骤是：BCDF，
B、L是摆线的长度，要加上小球的半径；
C、摆角太大，应不大于；
D、不能从摆球摆到最高点时开始计时，应从摆球摆到最低点开始计时；
F、不能用摆长和周期的平均值代入公式计算．可以根据公式计算出多个g，再取g的平均值；
根据周期公式得：，用OM的长作为摆长，摆长偏短，所以测得的重力加速度偏小．
为减小实验误差，可以根据测出的多组实验数据作出图象，根据周期公式得：，
图象的斜率：，重力加速度：，应用图象法处理实验数据可以准确测出重力加速度．
故答案为：天平；秒表；、L是摆线的长度，要加上小球的半径；C、摆角太大，应不大于；
D、不能从摆球摆到最高点时开始计时，应从摆球摆到最低点开始计时；
F、不能用摆长和周期的平均值代入公式计算．可以根据公式计算出多个g，再取g的平均值．
偏小；可以将所测数据在图象中描点，用一条直线连接所描的点，再求出直线的斜率后根据斜率计算当地的重力加速度．
根据应用单摆测重力加速度的实验器材分析答题．
摆长等于悬点到大理石块的质心的距离；单摆在摆角较小时小于可看成简谐运动；在最低点速度最大，此时开始计时误差最小；不能通过测得物理量的平均值作为计算时使用的数据，应根据各组数据求出重力加速度，再求平均值．
根据单摆的周期公式求出重力加速度表达式，再分析误差的大小．
可以应用图象法处理实验数据以减小实验的偶然误差．
理解实验原理、掌握实验器材与实验步骤、掌握单摆周期公式的解题的前提与关键，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累．
 

16.【答案】解：金属棒ab上产生的感应电动势：，
根据闭合电路欧姆定律，通过R的电流  。
电阻R两端的电压。
由于ab杆做匀速运动，拉力和磁场对电流的安培力大小相等，
即
根据焦耳定律，电阻R上消耗的电功率   。
答：金属棒ab两端的电压为；
拉力F的大小为；
电阻R上消耗的电功率为。 

【解析】根据切割产生的感应电动势公式求出电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小，从而得出金属棒两端的电压。
抓住拉力等于安培力，结合安培力公式求出拉力F的大小。
根据电流的大小，结合功率公式求出电阻R上消耗的电功率。
本题考查了电磁感应与电路的基本综合，掌握切割产生的感应电动势公式、闭合电路欧姆定律、安培力公式是解决本题的关键。
 

17.【答案】解：由图可知，交流电的周期为：
故频率为：
交流电的最大值为：
有效值为：
电流为：
产生的热量为：

答：该交流电的频率是50Hz
通过这个电阻的电流的有效值是
通过电热丝的电流在内产生的热量是6000J 

【解析】根据图象求得周期，利用周期和频率间的关系求得；
交流电的有效值和最大值间的关系求得交流电的有效电压，根据闭合电路的欧姆定律求得电流；
根据求得产生的热量，
本题考查由交变电压的图象得出电压有效值、角速度、周期等物理量的能力，熟练这些物理量之间的换算关系是关键，注意求功率用有效值．
 

18.【答案】解：设振幅为A，由题意
，
所以；
振子从B到C所用时间，为周期T的一半，所以
；
；
振子在1个周期内通过的路程为4A，故在内通过的路程
；
经过弹簧振子回到出发点B点，位移为0；
振子加速度，，所以
：：：：2。
答：振子振动的振幅为10cm；
振子在5s内通过的路程为200cm，位移的大小为0；
振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值为5：2。 

【解析】振子在弹簧作用下做简谐运动，而回复力是由弹力提供的，完成一次全振动的时间叫周期，位移是以平衡位置为起点。
简谐运动的物体除回复力大小与位移大小成正比、方向彼此相反外，物体的运动学物理量的大小及能量相对于平衡位置有对称性。
 

19.【答案】解：设玻璃砖的全反射临界角为C，
则
解得：
如图，光线从E点入射，射入上表面的M点恰好全反射，
则：
由图可知
如图，光线从E点入射，射入上表面M点，
则
得：
由几何关系可知：光线经过、、、点，最后垂直于ABB射出
光线在玻璃砖中经过的总路程：
答：若一束细光线从O点左侧E点垂直于AB入射，恰好在上表面M的点发生全反射，OE的长度为；
一束细光线从O点左侧点垂直于AB入射，若，求此光线在玻璃砖中传播的总路程L为3R。 

【解析】由全反射定律求出临界角，然后由几何知识求出求OE的长度；
作图，光线从E点入射，射入上表面M点，则得：，由几何关系可知：光线经过、、、点，最后垂直于AB射出
光线在玻璃砖中经过的总路程根据几何关系求。
本题考查了全反射定律以及反射定律的应用，正确作出光路图，灵活运用几何知识求解是关键。