精品解析：四川省乐山市沫若中学2022-2023学年高二下学期第三次月考物理试题（解析版）

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高2021级高二下期第三次月考物理试题（时间90分钟，满分110分）一、选择题（每小题3分，共48分；1-12为单选题，13-16为多选题，选不完整得2分）1. 做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是(　　)A. 位移 B. 速度 C. 加速度 D. 回复力【答案】B【解析】【详解】A．振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；B．由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的质点每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；C．加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；D．回复力总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误；【点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系． 2. 下列关于交流电说法正确的是（　　）A. 用交流电流表和电压表测定的读数值是交变电流的瞬时值B. 保险丝的额定电流、电容器的耐压值都是交变电流的有效值C. 因为有效值表示交流电产生的平均效果，所以有效值与平均值相同D. 我国交流电的频率是，表明发电厂发电机转子（线圈）转动的角速度【答案】D【解析】【详解】A．用交流电流表和电压表测定的读数值是交变电流的有效值，故A错误；B．保险丝的额定电流是交变电流的有效值，电容器的耐压值是交变电流的最大值，故B错误；C．交流电有效值是利用电流的热效应定义的，与平均值不具有相同的效果，故C错误；D．我国交流电的频率是，则周期为发电厂发电机转子（线圈）转动角速度为故D正确。故选D。3. 如图，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设点和点的电势分别为、，粒子在和时加速度大小分别为、，速度大小分别为、，电势能分别为、。下列判断正确的是（　　）A. ， B. ，C. ， D. ，【答案】B【解析】【详解】若粒子从M点运动到N点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示由图可知，粒子从M点到N点，电场线越来越密，电场强度逐渐增大，电场力逐渐增大，粒子的加速度增加，即速度方向与力的方向间的夹角为钝角，则速度不断减小，即粒子速度减小，动能减小，根据能量守恒可得，粒子的电势能增大，即根据电势能与电势的关系可得若粒子从N点运动到M点，作出轨迹和电场线交点处的受力方向与速度方向如图所示由于速度方向与力的方向夹角为锐角，则速度增大，即所以仍然有，，故选B。4. 如图，在圆心为O的圆周上固定着三根互相平行的长直导线A、B、C，三导线中通入的电流大小相同，其中导线A中的电流垂直于圆平面向外，导线B、C中的电流垂直于圆平面向里，三导线在圆周上的点与圆心O的连线互成120°角，圆平面内还存在一个方向与该平面平行、大小为B0的匀强磁场（未画出），O点的磁感应强度为零。如果撤去匀强磁场和导线A，则O点的磁感应强度的大小和方向分别为（　　）A. ，垂直于AO方向向左 B. ，沿AO方向向下C. ，垂直于AO方向向左 D. ，沿AO方向向下【答案】A【解析】【详解】三导线内的电流大小都相同，与O点间的距离也相同，则三导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为B1，根据安培定则和平行四边形定则，B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为B1，方向垂直于AO向左，A导线在O点产生的磁感应强度大小也为B1，方向与B、C两导线在O点产生的合磁感应强度同向，则三导线在O点产生的合磁感应强度大小为2B1，加上大小为B0的匀强磁场后O点的合磁感应强度为零，则2B1=B0解得B1=撤去匀强磁场和导线A，则B、C两导线在O点产生的合磁感应强度大小为，方向垂直于AO方向向左，A项正确，BCD错误。故选A。5. 如图所示，是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零。和是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）A. 闭合开关S后，灯泡A亮度一直保持不变B. 闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，最后亮度相同C. 闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A逐渐变暗，直到不亮D. 闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭【答案】D【解析】【详解】AB．闭合开关S后，灯泡A、B同时变亮，之后由于线圈的通电自感，且其电阻几乎为零，则灯泡B缓慢熄灭，灯泡A逐渐变亮，故AB错误；CD．闭合开关，电路稳定后，再断开S，灯泡A立即熄灭，但由于线圈的断电自感，则灯泡B由暗变亮，再逐渐熄灭，故C错误，D正确。故选D。6. 如图所示，曲面AO是一段半径为2m的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O点，AO弧长为10cm现将小球先后从曲面的顶端A和AO的中点B由静止释放，到达底端O的速度分别为v1和v2，经历的时间分别为t1和t2，则（　　）A. ， B. ，C. ， D. ，【答案】B【解析】【详解】因为AO弧长远小于半径，所以小球从A、B处沿圆弧滑下可等效成小角度单摆的摆动，即做简谐运动，等效摆长为2m，单摆的周期为周期与振幅无关，小球先后从A、B两点运动到O点均经历，故有因摆动只有重力做功，有所以故故选B。7. 如图所示是一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为（    ）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】交变电流一个周期内通过电阻R上产生的热量为设交流电的有效值为I，则由交流电有效值的定义可知由以上两式联立解得故选D。8. 如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（　）  A. 在时，小球的加速度为正向最大B. 在与两个时刻，小球的速度相同C. 从到时间内，小球做加速度增大的减速运动D. 时，小球有最小位移【答案】C【解析】【详解】A．在时，小球的位移为正向最大，根据可知小球的加速度为负向最大，A错误；B．图像上某点的切线斜率表示该时刻小球的速度，在与两个时刻，小球的速度大小相等，方向相反，B错误；C．从到时间内，小球做加速度增大的减速运动，C正确；D．在时，小球有负方向的最大位移，D错误。故选C。9. 如图所示，质量为m的金属环用线悬挂起来，金属环有一半处于水平且与环面垂直的匀强磁场中，从某时刻开始，磁感应强度均匀减小，则在磁感应强度均匀减小的过程中，关于线拉力的大小下列说法中正确的是(　　)A. 大于环重力mg，并逐渐减小B. 始终等于环重力mgC. 小于环重力mg，并保持恒定D. 大于环重力mg，并保持恒定【答案】A【解析】【详解】磁感应强度均匀减小，穿过回路的磁通量均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得知，回路中产生恒定的电动势，感应电流也恒定不变．由楞次定律可知，感应电流方向：顺时针，再由左手定则可得，安培力的合力方向竖直向下；金属环始终保持静止，则拉力大于重力，由于磁感应强度均匀减小，所以拉力的大小也逐渐减小，故A正确，BCD均错误。故选A。10. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为3:2，R1=12Ω。若理想电流表的示数为0.5A，理想电压表的示数为15V，则下列说法错误的是（　　）A. 通过电阻的电流为0.75AB. 原线圈两端的电压为36 VC. 副线圈的消耗总功率为16 WD. 电阻的阻值为20Ω【答案】C【解析】【详解】A．根据解得A正确，不符合题意；B．副线圈两端电压根据解得B正确，不符合题意；C．副线圈的消耗总功率为C错误，符合题意；D．电阻的阻值D正确，不符合题意。故选C。11. 如图，半径为R的半圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、带电量为+q且不计重力的粒子，以速度v沿与半径PO夹角θ=30°的方向从P点垂直磁场射入，最后粒子垂直于MN射出，则磁感应强度的大小为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，运动轨迹如图，由几何关系，知圆心角30°，粒子运动的轨迹的半径为根据洛伦兹力提供向心力，有得半径为联立得B正确。故选B。12. 如图所示，先后以速度v1和v2匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，v1＝2v2，在先后两种情况下（　　）A. 线圈中的感应电动势之比为E1：E2＝2：3B. 线圈中的感应电流之比为I1：I2＝1：2C. 线圈中产生的焦耳热之比Q1：Q2＝2：1D. 通过线圈某截面的电荷量之比q1：q2＝1：2【答案】C【解析】【详解】A．感应电动势为由于则感应电动势之比为故A错误；B．感应电流为由于则感应电流之比为故B错误；C．线框穿出磁场的时间为由于则有产生的焦耳热为则焦耳热之比故C正确；D．通过线圈某截面的电荷量为由于B、S、R都相等，则通过某截面的电荷量之比为1：1，故D错误。故选C。13. 如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为2，外接灯泡的电阻为。则（　　）A. 电压表的示数为B. 瞬时电动势的表达式为C. 在时，穿过线圈的磁通量最小D. 发电机的输出功率为2.88W【答案】BD【解析】【详解】A．电压表测的是有效值电压表的示数为故A错误；B．电动势的最大值为周期为，则瞬时电动势的表达式为故B正确；C．在时，电动势为0，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误；D．灯泡消耗的功率故发电机的输出功率为，故D正确。故选BD。14. 如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=104 V，输出功率P1=109 W，两个理想变压器的匝数比分别为n1∶n2=1∶100、n3∶n4=100∶1，输电线总电阻r=50 Ω。则（　　）A. U4=U1B. I4=I1C. 通过电阻r的电流I2=2×104 AD. 电阻r损耗的电功率为5×107 W【答案】BD【解析】【分析】【详解】C．因为I1==105 A根据可得I2=I1=×105 A=103 A则通过电阻r的电流为103 A，故C错误；A．电阻r两端的电压为Ur=I2r=103×50 V=5×104 V根据可得U2=U1=100×104 V=106 V则U3=U2－Ur=106 V－5×104 V=9.5×105 VU4=U3=×9.5×105 V=9.5×103 V则U4≠U1，故A错误；B．由于I2=I3I4=I3=×103 A=105 A则I4=I1故B正确；D．电阻r损耗的电功率Pr=I22r=(103)2×50 W=5×107 W故D正确．故选BD。15. 如图所示为两条平行的光滑绝缘导轨，其中半圆导轨竖直放置，水平导轨与半圆导轨相切于、两点，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。现将一导体棒垂直导轨放置，开始时导体棒位于图中的处，当导体棒中通有如图所示方向的电流时，导体棒由静止开始运动，并能到达与半圆导轨圆心等高的处。已知导轨的间距为，磁场的磁感应强度大小，导体棒的质量为，导体棒中的电流大小为，，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）A. 导体棒在点的加速度大小为B. 导体棒在点的速度大小为C. 导体棒在点的向心加速度大小为D. 导体棒在点时，半圆导轨对通电导体棒的作用力大小为【答案】AD【解析】【详解】A．由左手定则判断导体棒受到向右的安培力，根据求得A正确；B．对导体棒，从A到D，应用动能定理求得B错误；C．在D点向心加速度为D．导体棒在点时，水平方向上求得D正确．故选AD。16. 如图甲所示，导体框架abcd放置于水平面内，ab平行于cd，导体棒MN与两导轨垂直并与导轨接触良好，整个装置放置于垂直于框架平面的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律如图乙所示，MN始终保持静止，规定竖直向上为磁场正方向，沿导体棒由M到N为感应电流的正方向，水平向右为导体棒所受安培力F的正方向，水平向左为导体棒所受摩擦力Ff的正方向，下列图像中正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】BD【解析】【详解】AB．由图可知，磁感应强度先不变，后均匀减小，再反向均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生的感应电动势先为零，后恒定不变，所以感应电流先为零，后恒定不变，根据楞次定律得知，回路中感应电流方向为逆时针方向，即电流方向为正，故A错误，B正确；CD．在0-t1时间内，导体棒MN不受安培力；在t1-t2时间内，由左手定则判断可知，导体棒MN所受安培力方向水平向右，由F=BIL可知，B均匀减小，MN所受安培力大小F均匀减小；在t2-t3时间内，导体棒MN所受安培力方向水平向左，由F=BIL可知，B均匀增大，MN所受安培力大小F均匀增大；根据平衡条件得到，棒MN受到的静摩擦力大小方向与安培力的方向相反，即在0-t1时间内，没有摩擦力，而在t1-t2时间内，摩擦力方向向左，大小减小，在t2-t3时间内，摩擦力方向向右，大小增大，故C错误，D正确。故选BD。二、实验题（每空2分，共22分）17. 在用单摆测重力加速度的实验中（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？A．长1m左右细绳；B．长30m左右的细绳；C．直径2cm的钢球；D．直径2cm木球；E．秒表；F．时钟；G．最小刻度是厘米的直尺；H．最小刻度是毫米的直尺。所选择器材是________。（将所选用的器材的字母填在题后的横线上。）（2）实验时摆线偏离竖直线的偏角很小，单摆做简谐运动图像如图由图写出单摆做简谐运动的表达式__________cm，由图可知，当t=（s）时，小球离开平衡位置的位移为____________cm。（3）某同学在同一地点测出不同摆长时对应的周期T，作出图线如图再利用图线上任两点A、B的坐标（，）、（，），可求得g=____________。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。【答案】    ①. ACEH    ②.     ③.     ④.     ⑤. 不变【解析】【详解】（1）[1] AB．单摆模型中，小球视为质点，故摆线越长，测量误差越小，故A正确，B错误；CD．摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，故C正确，D错误；EF．秒表可以控制开始计时和结束计时的时刻，故E正确，F错误；GH．刻度尺的最小分度越小，读数越精确，故G错误，H正确。故选ACEH。（2）[2][3]由图知，振幅为A=5cm单摆做简谐运动的表达式当t=（s）时，小球离开平衡位置的位移为（3）[4]根据由图像知可求得g=[5]若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比不变。18. 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，现除了有一个标有“5V 2.5W”的小灯泡、导线和开关外，还有：A.电源电动势约为6V，内阻可不计B.电流表A1量程0~3A，内阻约为0.1ΩC.电流表A2量程0~600mA，内阻约为5ΩD.电压表V1量程0~15V，内阻约为15kΩE.电压表V2量程0~5V，内阻约为6kΩF.滑动变阻器最大阻值0~10Ω，允许通过的最大电流为2A实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据(1)实验中电流表应选用____（A1或A2），电压表应选用____（V1或V2）则图中电流表的读数为___A；(2)请按要求将图1中所示的器材连成实验电路_____。在闭合开关前，应将滑动变阻器触头置于最____端；选“左”或“右”(3)某同学通过实验得到的数据画出该小灯泡的伏安特性曲线如图2所示，若直接用电动势为3V、内阻为6Ω的电源给该小灯泡供电，则该小灯泡的实际功率是______ 【答案】    ①. A2    ②. V2    ③. 0.35    ④.     ⑤. 左边    ⑥. 0.3808W【解析】【详解】(1)[1]根据小灯泡规格“5V，2.5W”可知小灯泡的额定电流为I=0.5A，所以电流表应选A2；[2]根据通过电表的示数不能小于量程的要求可知，电压表不能选择15V量程，即电压表5V,应选V2；[3]电流表最小分度为0.02A，则读数为0.35A；(2)[4]灯泡电阻约为所以电流表应外接，实验中要求小灯泡两端的电压从零开始变化以便测量多组数据，滑动变阻器应用分压，如图所示[5]为了保护用电器，在闭合开关前，应将滑动变阻器触头置于最左边；(3)[6]设通过小灯泡的电流为I，根据闭合电路欧姆定律应有在小灯泡的U－I图像中同时作出表示电源的U－I图像如图所示其交点坐标为U=1.19V，I=0.32A所以小灯泡消耗的实际功率为P=UI=1.19×0.32 W=0.3808W三、解答题（共计38分）19. 如图所示，一带电粒子比荷为C/kg，从靠近左板的a点由静止开始经电压为U = 100V的电场加速后，垂直进入虚线PQ、MN间的匀强电场中，从MN上的某点b（图中未画出）离开匀强电场时速度与电场方向成45°角。已知PQ、MN间距离为d = 20cm，带电粒子的重力忽略不计。求：（1）带电粒子到达PQ位置时的速率v1；（2）PQ、MN间匀强电场的电场强度E的大小；（3）a、b两点间的电势差。【答案】（1）104m/s；（2）1.0 × 103N/C；（3）200V【解析】【详解】（1）由动能定理得代入数据得v1 = 104m/s（2）带电粒子在PQ、MN间匀强电场中做类平抛运动，沿初速度方向d = v1t沿电场方向vy = at牛顿第二定律qE = ma由题意得代入数据得E = 1.0 × 103N/C = 1.0 × 103N/C（3）由动能定理得代入数据得Uab = 200V20. 如图所示，MN、PQ是足够长的光滑平行导轨，其间距为L，且MP⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角。MP接有电阻R。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。将一根质量为m的金属棒ab紧靠MP放在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻也为R，其余电阻均不计。现用与导轨平行的恒力沿导轨平面向上拉金属棒，使金属棒从静止开始沿导轨向上运动，金属棒运动过程中始终与MP平行。当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd到MP的距离为s。已知重力加速度为g，求：(1)金属棒开始运动时的加速度大小；(2)金属棒达到的稳定速度；(3)金属棒从静止开始运动到cd的过程中，电阻R上产生的热量。【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】【详解】(1)金属棒开始运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律有解得；(2)金属棒先做加速度减小的变加速运动，当金属棒稳定运动时做匀速运动，根据平衡条件则有根据闭合电路欧姆定律有金属棒所受的安培力解得(3)金属棒从静止开始运动到cd的过程中，由动能定理得根据功能关系得回路中产生的总热量为故电阻R上产生的热量为联立各式解得21. 如图所示，在第一象限的区域内存在沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场，在的区域内存在沿y轴负方向、电场强度大小未知的匀强电场，x轴下方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计粒子的重力）从y轴上A（0，L）点处由静止释放，粒子离开区域后撤去该区域内的匀强电场，粒子经C（3L，0）进入x轴下方的磁场中，之后粒子经过第二象限回到A点。求（1）匀强电场的电场强度大小；（2）粒子从A点出发至第一次返回A点所用时间t。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）粒子在区域内做匀加速直线运动，根据动能定理，有进入竖直向下的电场后做类平抛运动，经C（3L，0）进入x轴下方的磁场中，根据运动的合成与分解，水平方向有竖直方向有联立解得（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，飞出磁场后，在第二象限做匀速直线运动，粒子进入磁场时的水平速度为竖直速度为所以粒子进入磁场时速度方向与x轴成斜向下，速度大小粒子运动轨迹如图所示可知粒子离开磁场时的速度也是与x轴成斜向上，粒子经过第二象限回到A点；根据几何关系可得解得粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角为，粒子在磁场中运动的时间为粒子在电场中运动的时间为粒子在第四象限运动的时间为所以粒子从A点出发回到A点所用的时间为