2021-2022学年贵州省毕节市金沙县精诚中学高二（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年贵州省毕节市金沙县精诚中学高二（下）第一次月考物理试卷1.  如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为的匀强磁场中，以周期T绕轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是(    )
 A. 图示位置为中性面 B. 回路中产生稳恒直流电
C. 时，电流方向将发生改变 D. 时刻穿过线框的磁通量为2.  某物体做匀变速直线运动，其图像如图所示，下列说法正确的是(    )A. 物体的初速度大小为
B. 物体的加速度大小为
C. 内物体的位移大小为6m
D. 内物体的平均速度大小为
 3.  在如图所示的电路中，电源的电动势为E、内阻为r，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，下列说法正确的是(    )A. 电流表的示数变小
B. 电流表的示数变大
C. 电压表的示数不变
D. 电压表的示数变大4.  一物体在摩擦力作用下沿粗糙水平地面以的初速度做匀减速直线运动，已知物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则5s后物体滑行的距离为(    )A. 30m B. 24m C. 20m D. 16m5.  实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，发电机的矩形线圈ABCD绕轴以角速度匀速转动。已知线圈的匝数为n，AB的边长为，BC的边长为，线圈的总电阻为r，外接小灯泡的电阻为R，其余电阻不计，则通过小灯泡的电流为(    )
A.  B.  C.  D. 6.  在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为，电压表和电流表均为理想电表，变压器为理想变压器，在变压器原线圈两端输入如图乙所示的电压，电压表的示数为20V，下列说法正确的是(    )
 A. 交流电的频率为 B. 变压器原线圈电压的有效值为110V
C. 电流表的示数为1A D. 变压器原、副线圈的匝数之比为11：17.  远距离输电的原理图如图所示，、为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻，A、B均是额定电压为220V、额定功率为1100W的电热器。开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是(    )A. 开关S断开时，输电线的热功率为
B. 变压器的输入电压为225V
C. 闭合开关S，输电线损失的电压不变
D. 闭合开关S，电热器A、B均不能正常工作8.  如图所示，虚线MN两边区域存在匀强磁场，左边Ⅰ区磁场方向垂直纸面向外，右边Ⅱ区磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子以某一初速度垂直边界MN射入左边区域，其运动轨迹如图中的实线所示，已知带电粒子在右边区域运动的半径为在左边区域运动的半径的两倍，下列说法正确的是(    )
 A. 该粒子带正电
B. Ⅰ、Ⅱ区域内的磁感应强度大小之比为1：2
C. 粒子在Ⅰ区域与在Ⅱ区域运动的时间之比为2：1
D. 粒子在Ⅰ区域与在Ⅱ区域运动的加速度之比为2：19.  如图所示，在竖直墙壁上固定一木圆柱，一细线绕过木圆柱，两端分别系一小球P和Q。现在小球Q上施加一水平向右的拉力F，使右侧细线与竖直方向的夹角缓慢增大，此过程中小球P始终静止。已知小球P、Q的质量均为m，下列说法正确的是(    )
A. 左侧细线中的张力不变 B. 右侧细线中的张力不变
C. 拉力F保持不变 D. 细线与木圆柱间的摩擦力不断变大10.  如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，原线圈与一理想交流电流表串联后，接入一正弦交流电源电压的有效值不变；副线圈电路中定值电阻的阻值为，当电阻箱的阻值为时，理想电压表示数为；现将电阻箱的阻值调为，此时(    )
A. 电压表的示数为 B. 电流表的示数为
C. 定值电阻的电功率为 D. 原线圈的输入功率为11.  在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为，电压表和电流表均为理想电表，变压器为理想变压器，在变压器原线圈两端输入如图乙所示的电压，电压表的示数为，下列说法正确的是(    )A. 该变压器原线圈两端电压为110V
B. 该变压器原、副线圈的匝数之比为5：2
C. 电流表的示数为
D. 若减小电阻R的阻值，变压器的输入功率将减小12.  如图所示，两根间距为1m的足够长的光滑金属导轨ab、cd互相平行且水平固定，匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为1T，电阻，金属杆MN在拉力作用下以的速度向右匀速运动，金属杆MN消耗的电功率恰好等于、消耗的电功率之和，金属杆MN始终与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计，下列说法正确的是(    )
A. 金属杆MN的电阻为 B. 金属杆MN产生的感应电动势为3V
C. 两导轨间的电压为3V D. 金属杆MN受到的拉力大小为13.  某同学探究做圆周运动的物体所需的向心力大小与物体的质量、轨道半径及角速度的关系的实验装置如图甲所示，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量圆柱体的向心力，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体的质量和运动的角速度不变，来探究其向心力与半径r的关系。

该同学采用的实验方法为______。
A.等效替代法
B.控制变量法
C.理想化模型法
改变半径r，多次测量，测出了五组、r的数据，如表所示：该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①请在图乙中作出图线；
②若圆柱体的质量，由图线可知圆柱体运动的角速度______。结果保留两位有效数字14.  在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：
变压器铁芯的结构和材料应选用______；
A.整块的硅钢铁芯
B.绝缘的铜片叠成
C.绝缘的硅钢片叠成
原线圈所接的电源应是______；



副线圈两端所接的电表可选用______；
A.直流电压表
B.交流电压表
C.多用电表交流电压挡
若变压器两线圈的匝数分别为30和60，测得的电压分别为和。据此可知变压器的输入电压是______ V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能原因是______至少写出两个。15.  匀强电场中一带电荷量的粒子，在如图所示的恒力作用下，能沿AB做匀速直线运动。已知，，不计粒子受到的重力，求：
匀强电场的电场强度大小E；
、B两点间的电势差。
 16.  一座小型水电站通过理想升压变压器和理想降压变压器向较远处的用户输送电能，如图所示。已知发电机的输出电压，输出功率；用户处的电压，消耗的功率，两变压器间线路的总电阻，其余线路电阻不计，求：
升压变压器的原、副线圈匝数比；
降压变压器的原、副线圈匝数比。
17.  一边长为L的N匝正方形金属线框abcd，其总电阻为r，线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以转速n做匀速圆周运动。金属线框外接电阻为R的电热器，如图甲所示，V为理想交流电压表。
求电压表的示数U；
若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图乙所示，要使电阻R消耗的电功率最大，求变压器原、副线圈的匝数比k及电压表的示数。

答案和解析 1.【答案】A 【解析】解：A、图示位置线圈与磁场垂直，位于中性面位置，故A正确；
B、线圈绕垂直于磁场的轴转动，产生正弦式交变电流，故B错误；
C、线圈位于中性面位置，电流方向发生改变，故时电流方向发生改变，故C错误；
D、时刻穿过线框的磁通量为0，故D错误；
故选：A。
当线圈与磁场垂直时，位于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，电流方向发生改变。
本题主要考查了中性面，明确线圈位于中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零。
 2.【答案】C 【解析】解：A、根据图像可知，物体在0时刻的速度为，即初速度大小为，故A错误；
B、在图像中，图像的斜率表示物体的加速度，则，故B错误；
CD、根据匀变速直线运动的规律可知，物体的平均速度等于初末速度的平均值，则，则，故C正确，D错误；
故选：C。
图像中，图像的斜率表示物体的加速度，图像与横轴围成的面积表示物体的位移，代入数据计算出对应的物理量即可。
本题主要考查了运动学图像的相关应用，理解图像的斜率表示加速度，图像与横轴围成的面积表示位移，结合题目中的数据即可完成分析。
 3.【答案】B 【解析】解：AB、滑动变阻器的滑片向左移动，电阻变小，回路中的电流变大，电流表的示数变大，故A错误、B正确；
CD、根据闭合电路欧姆定律可知，电流增大，导致电源的路端电压减小，电压表示数减小，故CD错误。
故选：B。
闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，分析变阻器R接入电路的电阻如何变化，确定外电路总电阻的变化，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化以及路端电压的变化。
本题是电路动态变化分析问题，按局部整体局部的顺序进行分析；要知道电路中任何一个电阻增大，整个电路的总电阻就增大；或者直接根据“串反并同”的结论进行分析分析求解。
 4.【答案】B 【解析】解：对物体受力分析，由牛顿第二定律可知：

解得：，
物体减速到停止时间为
，
则5s后物体滑行的距离为
，
故B正确，ACD错误；
故选：B。
由牛顿第二定律求解加速度；根据匀变速直线运动的速度-时间公式求出减速时间，再根据位移-时间公式求位移。
本题主要考查牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，难度不大，属于基础题。
 5.【答案】D 【解析】解：线圈中感应电动势的最大值为

电动势有效值为

根据欧姆定律得：
，故D正确，ABC错误；
故选：D。
根据法拉第电磁感应定律得出感应电动势的最大值，由此计算出电动势的有效值，结合欧姆定律即可完成分析。
本题主要考查了交流电的相关应用，熟悉法拉第电磁感应定律得出感应电动势的最大值，理解正弦式交流电电动势的极值和有效值的关系，同时结合欧姆定律即可完成分析。
 6.【答案】D 【解析】解：A、由图乙可知，交流电的周期为，故频率，故A错误；
B、变压器原线圈电压的最大值为311V，故有效值为，故B错误；
C、电压表示数为，由欧姆定律可知，输出电流，由输出功率等于输出功率可得：，解得：，故C错误；
D、根据可得，，故D正确。
故选：D。
根据交流电的图象确定交流电的频率和最大值，从而确定有效值；再根据变压器原理确定输出电压的有效值，由欧姆定律求出输出电流，再根据功率相等求出原线圈中的电流；根据匝数之比等于电压之比求出原、副线圈的匝数之比。
本题考查理想变压器的电压与匝数的关系，电流与匝数的关系，理解理想变压器的功率不变，同时注意掌握交流电图象的性质。
 7.【答案】AD 【解析】解：A、开关S断开时，设变压器的输入电压为，输出电压为，输出电流为。设变压器输入电压为，输出电压为，输出电流为。
据题知，，由，得
对于变压器，由，得，输电线的热功率为，故A正确；
B、对于变压器，由，得，变压器的输出电压为
对于变压器，由，解得变压器的输入电压为：，故B错误；
C、闭合开关S，变压器的负载电阻减小，则变压器输出电流增大，变压器输入电流随之增大，流过输电线的电流增大，则输电线损失的电压增大，故C错误；
D、变压器的输出电压不变，输电线损失的电压增大，则变压器输入电压减小，变压器输出电压随之减小，则电热器A、B的电压均小于220V，因此，闭合开关S，电热器A、B均不能正常工作，故D正确。
故选：AD。
开关S断开时，由求出流过电热器A的电流，根据电流关系求出输电线中的电流，再由求输电线的热功率；由电压关系求出变压器的输入电压，由欧姆定律求出输电线中电压，从而求得变压器的输出电压，由电压关系求变压器的输入电压；闭合开关S，分析变压器输出电流的变化，判断变压器输入电流的变化，再判断输电线上电压的变化，根据变压器输出电压的变化，判断电热器A、B能否正常工作。
解决本题的关键要掌握理想变压器原副线圈的电压、电流与匝数比的关系，知道输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流。
 8.【答案】AD 【解析】解：A、根据左手定则知，粒子带正电，故A正确；
B、由洛伦兹力提供向心力有：，解得：知：I、II区域内的磁感应强度大小之比为2：1，故B错误；
C、根据，粒子运动的时间可知，粒子在I区域与在II区域运动的时间之比为1：2，故C错误；
D、根据可知，粒子在I区域与在II区域运动的加速度之比为2：1，故D正确。
故选：AD。
根据左手定则分析粒子电性，根据洛伦兹力提供向心力分析磁感应强度大小和加速度大小，根据圆心角与周期分析运动时间的关系。
带电粒子垂直射入匀强磁场，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意作出粒子运动轨迹，求出粒子转过的圆心角与粒子轨道半径，应用周期公式与牛顿第二定律即可解题。
 9.【答案】AD 【解析】解：A、此过程中小球P始终静止，左侧细线中的张力始终等于P的重力，保持不变，故A正确；
BC、小球Q上施加一水平向右的拉力F，使右侧细线与竖直方向的夹角缓慢增大，如图所示；
根据力的合成可知，设与Q连线和竖直夹角为，则有：，，夹角变大，则右侧细线中的张力T和拉力F变大，故BC错误；
D、对细线与木圆柱间接触的细线分析，初态两端绳拉力等大反向，大小均等于重力，后来左侧绳拉力不变，右侧绳拉力变大，根据平衡状态可知，细线与木圆柱间的摩擦力不断变大，故D正确。
故选：AD。
左侧细线中的张力始终等于P的重力；对Q根据平衡条件分析右侧绳子张力和拉力F的变化情况；对细线与木圆柱间接触的细线分析，根据平衡条件分析细线与木圆柱间的摩擦力的变化。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，关键是能够确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。
 10.【答案】D 【解析】解：AB、当可变电阻为时，电压表示数为5V，副线圈中的电流为：
副线圈两端电压为：，解得：
根据变压器电压关系可得，原线圈两端电压为：，解得：
当可变电阻的阻值为时，副线圈中的电流为：
原线圈的电流为：，解得：，即电流表示数为
电压表的示数为：，故AB错误；
CD、根据理想变压器中电功率关系可知，副线圈的输入功率为：，解得：，故C错误，D正确；
故选：D。
根据变压器的变压比规律和变流比规律列式，结合闭合电路中欧姆定律和串并联知识，求出电压表示数、电流表示数和输入功率。
本题考查了变压器原理，解题的关键是掌握理想变压器的电压、电流规律，结合电路规律求出答案。
 11.【答案】B 【解析】解：A、设变压器原线圈两端电压有效值为，根据电流的热效应可得：，解得：，故A错误；
B、电压表的示数为副线圈电压，即，由理想变压器的电压比规律可知：，解得：，故B正确；
C、副线圈的电流为：，解得：
由可得：原线圈电流，即电流表示数为，故C错误；
D、若减少电阻R的阻值，由可知，副线圈的功率增大，变压器的输入功率等于输出功率，故变压器原线圈的输入功率增大，故D错误；
故选：B。
根据交表电流的有效值计算方法，得到原线圈的电压有效值；
根据理想变压器的电压比等于匝数比得出结果；
根据欧姆定律得到副线圈电流，再结合理想变压器的电流比规律得到原线圈电流，即电流表示数；
根据得出副线圈电功率变化情况，再结合理想变压器的输入电功率等于输出电功率得到结果。
本题考查了变压器，解题的关键是清楚理想变压器的电压比、电流比和电功率规律，同时注意掌握交流电图像的性质，会计算有效值。
 12.【答案】AC 【解析】解：由MN杆消耗的功率与外电路电阻、消耗的功率之和相等可知，内、外电阻相等，有

代入数据可得，故A正确；
B.根据法拉第电磁感应定律可得，MN杆上的感应电动势

故B错误；
C.回路中总电阻为
根据闭合电路欧姆定律，回路中总电流

M、N间的电压即路端电压

故C正确；
D.MN杆受到的安培力
拉金属杆MN的力与金属杆受到的安培力大小相等，故D错误。
故选：AC。
A、根据题意，代入数据可得金属杆MN的电阻；
B、根据法拉第电磁感应定律，结合题意求出电动势大小；
C、根据闭合电路的欧姆定律，结合欧姆定律求出路端电压；
D、根据安培力公式，结合题意求出拉力大小。
本题考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律和安培力公式的应用，要注意各定律的综合应用。
 13.【答案】 【解析】解：该实验控制质量和角速度相同，仅改变半径，观察向心力的大小变化，故该实验采用了控制变量的实验方法；故B正确，AC错误；
故选：B。
①利用直线连接图中各点，使尽可能多的点在直线上，其余点能均匀分布在曲线的两侧，误差太大的点舍去，如图

②由向心力公式可知

所以图像的斜率

解得角速度

故答案为：；图见解析；
通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系，采用的是控制变量法；
采用描点法画出图线，根据向心力公式变形，结合图像的斜率可求得质量。
本题考查探究向心力与半径、角速度、质量的关系实验，解题关键要掌握根据向心力公式，得出图像的函数解析式，根据斜率求解圆柱体的质量。
 14.【答案】C C BC 8 漏磁，铁芯或导线发热 【解析】解：变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，用绝缘的硅钢片叠成，故AB错误，C正确；
故选：C；
在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，因为变压器只能对交流电压进行变压，出于安全考虑，原线圈接低压交流电源，故AB错误；C正确；
故选：C
测量副线圈两端的电压时，应该用到交流电压表，故A错误，BC正确；
故选：BC
变压器线圈的匝数分别为30匝和60匝，电压之比应为1：2，测得的电压分别为和，可知电压比与匝数比不相等，由于变压器是不理想的，故有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压，使输出电压减小，故输入电压为8V；
主要原因是：变压器是不理想的，故有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压．
故答案为：；；；；漏磁，铁芯或导线发热
变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成；变压器的工作原理是互感现象，变压器只能改变交变电压；测量变压器的电压、电流时，需要交流电表。实际变压器由于漏磁、铁芯发热、导线发热影响电压．
本题考查“探究变压器的电压与匝数的关系”的实验原理，掌握原、副线圈电压与匝数成正比的成立条件，理解理想变压器的含义，及变压器的作用。
 15.【答案】解：粒子做匀速直线运动，则
代入数据解得：
由题可知电场线与力F方向相反，根据功能关系有：
，则，
代入数据解得：
答：匀强电场的电场强度大小为；
、B两点间的电势差为。 【解析】粒子做匀速直线运动，受力平衡；
根据动能定理和电场力做功公式相结合可求出A、B间的电势差。
本题是带电粒子在电场中运动问题，常常用动能定理求解电势差。解题时，要结合小球的运动状态，分析其受力情况。
 16.【答案】解：设输电线路消耗的电功率为，因为输出功率等于输入功率减输电线电阻上损耗的热量，则有；；
对于升压变压器输出功率有：；由升压变压器两端电压与匝数的关系得：；
解得。
由已知条件得输电线上电阻的电压：；降压变压器输入电压：；由降压变压器两端电压与匝数的关系式得：；
解得：。
答：升压变压器的原、副线圈匝数比。
降压变压器的原、副线圈匝数比。 【解析】本题是一个简易的电能输送图，可以根据功率关系通常是用输出功率等于输入功率求得变压器两端电压或电流的关系，最终得出线圈匝数比。
本题考查电能输送，这种类型题目通常围绕输出功率等于输入功率或变压器两边电压、电流与匝数比的关系来考查，较为简单。
 17.【答案】解：线框在匀强磁场中匀速转动，回路中产生正弦式交变电流，设电动势的峰值为，则有

根据有效值和峰值的关系可得
整理解得
把外电路变压器和电阻等效为一个电阻，当等效电阻时电阻R消耗的电功率最大，设变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，则有

根据欧姆定律有

解得
即当时，电阻R消耗的电功率最大，此时有

联立解得
答：电压表的示数；
若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图乙所示，要使电阻R消耗的电功率最大，变压器原、副线圈的匝数比时；电压表的示数。 【解析】先求出回路中电动势的峰值，再结合有效值和峰值的关系，求出电压表的示数；
根据使电阻R消耗的电功率最大的临界条件，结合题意求出变压器原、副线圈的匝数比k及电压表的示数。
在处理电压表的示数问题时，要注意电压表的示数是电压的有效值。另外要注意正弦交流电的峰值和有效值的关系。