古蔺县金兰高级中学校2022-2023学年高二下学期月考物理试卷(含答案)

这是一份古蔺县金兰高级中学校2022-2023学年高二下学期月考物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置——电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中错误的是( )
A.要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自M向N的电流
B.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流
C.要想提高炮弹的发射速度，可适当增大磁感应强度
D.使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向亦将随之反向
2．如图，虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2T，虚线框的长为3m，宽为2m。右侧开有一小口的长为1m、宽为0.5m的矩形线框由位置1以的速度匀速穿过虚线框运动到位置2。已知矩形线框的总电阻为1Ω，则矩形线框在此运动过程中产生的热量为( )
C.1JD.0
3．如图，在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，将一水平放置的长为L的金属棒ab以水平速度抛出，金属棒ab在运动过程中始终保持水平。重力加速度大小为g，不计空气阻力，则经过时间t，金属棒ab产生的感应电动势的大小为（金属棒ab未落地）( )
A.B. 0C.D.
4．在匀强磁场中有匝的闭合金属线圈匀速转动，线圈中的磁通量变化如图所示。则线圈中产生的感应电动势有效值为( )
A.2VB.C.D.200V
5．如图所示的电路中，A、B、C为三个相同的灯泡，L为直流电阻为零的电感线圈，D为单向导电的二极管（即当二极管中电流从“+”流向“-”时电阻很小，当电流从“-”流向“+”时电阻无穷大）。若将闭合的开关S断开，A、B、C三个灯泡中，会出现缓慢变暗的现象的是( )
A.仅A灯泡B.仅A和B灯泡
C.仅A和C灯泡D.A、B和C三个灯泡
二、多选题
6．如图为理想的自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，若输入电压一定，则( )
A.P不动，向下滑动时，一直在减小
B.不动，P顺时针转动一个小角度时，和的比值增大
C.不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数在增大
D.P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
7．如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A.a点场强大于b点场强B.带电粒子从a到b电势能减小
C.带电粒子从a到b动能增大D.a点电势小于b点电势
8．如图所示，水平面内相距L的光滑平行金属导轨PQ、GH固定在匀强磁场中，磁场磁感应强度大小为B，方向竖直向上，PG为磁场左边界，导轨电阻不计且足够长，质量为m，电阻为R的两相同导体棒、均与导轨垂直并良好接触，且处于磁场内。矩形线框abcd与导轨固定在同一平面内，第一次操作：将锁定在靠近磁场左边界处，初态静止的在恒力F作用下最终达到最大速度；第二次操作：将线框abcd撤去并解除对锁定，在、均静止时开始对施加恒力F，则( )
A.第一次操作过程中矩形线框abcd中感应电流顺时针增大
B.第一次操作过程中，获得最大速度
C.第二次操作、最终速度差恒定
D.第二次操作、最终速度相等
9．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播，波速为2m/s
B.质点P再经过2s时间，通过的位移大小为0.8m
C.该波可以与另一列频率为2Hz的波发生干涉
D.波在传播过程中遇到尺度为4m大小的障碍物将能发生明显的衍射
E.时，质点P的加速度最大
三、填空题
10．某同学设计的“探究感应电流的产生条件”的实验电路如图所示。开关断开时，条形磁铁插入或拔出螺线管的过程中，电流表的指针______；开关闭合时，磁铁静止在螺线管中，电流表的指针______；开关闭合时，将磁铁插入或拔出螺线管的过程中，电流表的指针______。（均选填“偏转”或“不偏转”）
四、实验题
11．在“测定金属的电阻率”的实验中：
（1）某同学用游标卡尺测量金属杆的直径，则该金属杆的直径为___________mm。
（2）该同学用伏安法测量该金属杆的电阻，电压表选择0~3V量程，电流表选择0~0.6A量程，分别测量金属杆两端的电压和流过金属杆的电流，指针位置分别如图所示，则金属杆的电阻为___________Ω。
（3）该同学用如图所示的电路图测量金属杆的电阻，则电阻的测量值相较于真实值___________（填“偏大”或“偏小”）。
（4）设测得金属杆的电阻为R，金属杆的长度为L，金属杆的直径为D，求得金属杆的电阻率为___________（用题目所给字母表示）。
五、计算题
12．如图所示，匝的矩形线圈abcd，ab边长，ad边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。（）求：
（1）感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电压表的示数；（结果保留3位有效数字）
（3）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。
13．如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小。一根质量、电阻的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取。求：
（1）金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h；
（2）金属棒在磁场中速度为2m/s时的加速度大小；
（3）金属棒在磁场区域运动过程中，金属棒上产生的焦耳热。
14．如图所示，实线和虚线分别为简谐波在和时的波形图，P点为处质点。求：
（1）若波向x轴正方向传播，波速大小；
（2）若质点P在内运动方向未发生改变，波源的振动周期T；
（3）在（2）情况下波的传播速度大小。
参考答案
1．答案：D
解析：A、要使炮弹沿导轨向右发射，即为安培力作用，根据左手定则可知，必须通以自M向N的电流。故A正确；
B、要想提高炮弹的发射速度，即增大安培力的大小，所以可适当增大电流或磁感应强度。故B正确，C正确；
D、若使电流和磁感应强度的方向同时反向，则安培力方向不变，所以炮弹的发射方向不变，故D错误；
故选：D。
2．答案：D
解析：感应电流的产生条件为：形成闭合回路和磁通量发生变化。矩形线框在进入磁场和离开磁场的过程中虽然磁通量发生了变化，但没有形成闭合回路，所以不会产生感应电流，因此产生的热量为0，故D正确，ABC错误；
故选：D。
3．答案：C
解析：金属棒ab中没有感应电流，不受安培力作用，所以金属棒ab做平抛运动，有效切割速度为水平方向的速度，即与竖直方向的速度无关，故经过时间t，金属棒ab产生的感应电动势的大小为，保持不变，A、B、D错误，C正确。
4．答案：C
解析：线圈中产生的感应电动势的最大值为
感应电动势有效值为
故选C。
5．答案：C
解析：开关闭合时各支路的电阻相等，则电路中的电流稳定时各支路的电流相等；开关S从闭合状态突然断开时，B、C灯中原来的电流都消失；线圈L产生自感电动势要维持原来的电流，所以自感电动势方向向左，此时B灯的电路中的二极管两端的电压为反向电压，电流不能从左向右通过二极管，所以B灯立即熄灭；此时线圈L与A、C灯组成自感回路，A灯中电流的方向不变，C灯中电流的方向与开始时相反，A、C灯均逐渐变暗。故选C。
6．答案：BD
解析：A.根据电压匝数比有
P不动，则匝数比一定，可知不变，A错误；
B.不动，P顺时针转动一个小角度时，副线圈接入的线圈匝数变小，根据
可知，和的比值增大，B正确；
C.不动，P顺时针转动一个小角度时，根据上述可知，减小，则通过副线圈的电流减小，根据
可知，通过原线圈的电流减小，即电流表读数在减小，C错误；
D.P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，副线圈接入的线圈匝数变小，根据
可知，减小，由于
由于向下滑动时，滑动变阻器接入电阻R减小，结合上述，电流可能不变，即P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变，D正确。
故选BD。
7．答案：AD
解析：A.电场线的疏密表示电场强度的强弱，由图可知a点场强大于b点场强，故A正确；
BC.带正电的粒子受到的电场力沿电场线向左，粒子从a到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，故BC错误；
D.根据沿着电场线方向，电势降低，可知a点电势小于b点电势，故D正确。
故选AD。
8．答案：BC
解析：A.由楞次定律可知，右边与导轨组成的闭合回路电流方向为顺时针方向，则在线框所产生的磁场垂直纸面向外，根据楞次定律可知矩形线框abcd中感应电流顺时针，速度到达最大前，做加速度减小的加速运动，右边与导轨组成的闭合回路电流
加速度越来越小，则电流增大得越来越慢，则左边矩形线圈中的磁通量增大越来越慢，结合法拉第电磁感应定律可知，矩形线圈中电流减小，故A错误；
B.第一次操作过程中，当速度最大时
所受的安培力
根据平衡条件可得
联立解得
故B正确；
CD.第二次操作达到稳定状态时，以整体作为研究对象，可知加速度相等，若最终速度相等，则电路中电流为零，则所受安培力为零，加速度为零，与分析矛盾，故第二次操作两棒速度差恒定，故C正确，D错误。
故选BC。
9．答案：ADE
解析：A.由题图乙可知，在时刻，质点P在平衡位置向y轴正方向振动，结合题图甲，由上下坡法确定该波沿x轴正方向传播，由题图甲可知，该波的波长，由题图乙可知，该波的周期，则有该波的波速为
A正确；
B.质点P在时刻在平衡位置，因该波的周期，因此再经过2s时间，质点P又回到平衡位置，位移是零，B错误；
C.该波的频率为
要与该波产生干涉的波的频率也必须是0.5Hz，C错误；
D.产生明显衍射现象的条件是障碍物或小孔的尺寸与波长差不多或者比波长更小，该波的波长，因此波在传播过程中遇到尺度为4m大小的障碍物将能发生明显的衍射，D正确；
E.质点P在时刻在平衡位置，因该波的周期，因此再经0.5s，即再经，质点P振动到正方向最大位移处，因此时，质点P的加速度最大，E正确。
故选ADE。
10．答案：不偏转；不偏转；偏转
解析：开关断开时，条形磁铁插入或拔出线圈的过程中，磁通量变化，但电路断开，不产生感应电流，电流表表针不偏转；
开关闭合时，磁铁静止在线圈中，知电路闭合，磁通量不变，不产生感应电流，电流表表针不偏转；
开关闭合时，将磁铁插入或拔出线圈的过程中，知电路闭合，磁通量变化，产生感应电流，电流表表针发生偏转。
11．答案：（1）4.2
（2）2.61（2.53~2.69）
（3）偏小
（4）
解析：（1）游标卡尺的主尺读数为4m，游标上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐，10分度游标卡尺精确度为0.1mm，所以该金属杆的直径为。
（2）电流表的最小分度是0.02A，所以读数是；电压表的最小分度是0.1V读数是。电阻。
（3）电流表外接时，待测电阻两端电压表读数是准确的，由于电压表的分流作用导致电流表读数大于流过带测电阻的真实电流，所以电阻的测量值相较于真实值偏小。
（4）由电阻定律，导电材料的横截面积，联立解得。
12．答案：（1）（2）200V（3）0.1C
解析：（1）线圈的角速度
题图位置的感应电动势最大，其大小为
代入数据得
感应电动势的瞬时值表达式为
（2）电动势的有效值
电压表示数为
（3）由
，，
从时起线圈转过90°的过程中，内流过电阻R的电荷量
代入数据得
13．答案：（1）0.8m（2）（3）0.5J
解析：（1）对金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点的过程，根据机械能守恒定律得
解得
（2）当金属棒在磁场中以最大速度匀速运动时产生的感应电动势为
通过金属棒的电流为
根据平衡条件可得恒力F的大小为
当金属棒在磁场中速度为时，同前面分析可得通过金属棒的电流为
设此时金属棒的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
解得
（3）根据功能关系可得金属棒在磁场区域运动过程中回路产生的总焦耳热为
根据焦耳定律可推知金属棒上产生的焦耳热为
14．答案：（1）（2）0.8s（3）10m/s
解析：（1）据图可知简谐波的波长
波向x轴正方向传播，则在0.2s内波传播的距离
由波速公式
解得
（2）若质点P在0.2s内运动方向没有发生改变，则0时刻时质点P应向y轴正方向运动，且
解得
（3）由波速公式
解得