2022-2023学年重庆市第二十九中学高二下学期第一次月考物理试题 （解析版）

这是一份2022-2023学年重庆市第二十九中学高二下学期第一次月考物理试题 （解析版），共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023年重庆二十九中高二下第一次月考物理试题一、单选题1. 如图所示，ab是一个可以绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑动过程中，线圈ab将（　　）A. 静止不动B. 逆时针转动C. 顺时针转动D. 发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动的方向【答案】C【解析】【详解】滑片P向右滑动过程中，接入电阻减小，线路中电流增大，线圈所处位置的磁场变强，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，由于线圈将通过顺时针转动而阻碍磁通量的增大，C正确，ABD错误。故选C。2. 如图，灯泡的灯丝电阻为，电池电动势为，内阻不计，线圈的自感系数很大，先合上开关K，稳定后突然断开K，则下列说法正确的是（　　）A. 若线圈电阻很小，灯泡立即变暗再熄灭B. 若线圈电阻很小，灯泡会突然亮一下再熄灭C. 若线圈电阻为，灯泡会闪亮一下再熄灭，且灯泡中电流方向与K断开前方向相反D. 若线圈电阻为，灯泡会立即变暗再熄灭，且灯泡中电流方向与K断开前方向相同【答案】B【解析】【详解】AB．突然断开K，线圈将产生自感现象，且与灯泡构成一闭合回路，此时通过灯泡的电流向上，与断开K前的电流方向相反；若线圈直流电阻比灯泡电阻小，断开K前通过线圈的电流大于通过灯泡的电流，则稳定后突然断开K，灯泡会突然比原来亮一下再熄灭，故B正确，A错误；CD．若线圈直流电阻为，比灯泡的电阻大，可知断开K前通过线圈的电流小于通过灯泡的电流，则稳定后突然断开K，灯泡会逐渐熄灭，故CD错误。故选B。3. 在倾角θ=30°绝缘斜面上，固定一光滑金属框，宽l=0.5m，接入电动势E=6V、内阻r=0.5Ω的电池，垂直框面放置一根质量m=0.2kg的金属棒ab，金属棒接入电路的电阻R0的阻值为0.2Ω，整个装置放在磁感应强度B=1.0T、方向垂直于框面向上的匀强磁场中，调节滑动变阻器R的阻值使金属棒静止在框架上，如图所示。则下列说法错误的是（框架的电阻与摩擦不计，框架与金属棒接触良好，g取10 m/s2）（　　）A. 金属棒受到的安培力的大小为1N B. 通过金属棒的电流强度I的大小为2AC. 滑动变阻器R接入电路的阻值为R=3Ω D. 电源的输出功率为P=10W【答案】C【解析】【详解】A．设金属棒受到安培力大小为F，对金属棒受力分析如图，可得A正确；B．根据公式可得电路中电流为B正确；C．由闭合电路欧姆定律得解得R=2.3ΩC错误；D．电源的输出功率为D正确。本题选错误的，故选C。4. 自1932年磁单极子概念被狄拉克提出以来，不管是理论还是实验物理学家都一直在努力寻找，但迄今仍然没能找到它们存在的确凿证据。近年来，一些凝聚态物理学家找到了磁单极子存在的有力证据，并通过磁单极子的集体激发行为解释了一些新颖的物理现象，这使得磁单极子艰难的探索之路出现了一丝新的曙光。如果有一个只有N极的磁单极子从上向下穿过如图所示的闭合超导线圈，那么，从上向下看，这个线圈中将出现（　　）A. 先是逆时针方向，然后是顺时针方向的感应电流B. 先是顺时针方向，然后是逆时针方向，再是顺时针方向的感应电流C. 逆时针方向的持续流动的感应电流D. 先是顺时针方向，然后是逆时针方向的感应电流【答案】C【解析】【详解】只有N极磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，可分成穿入和穿出两个过程。磁单极子从上到下穿入闭合超导线圈时，向下的磁通量增加，由楞次定律可判断出，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的感应电流；磁单极子穿出闭合超导线圈时，向上的磁通量减少，由楞次定律可判断出，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的感应电流；所以磁单极子从上到下穿过闭合超导线圈，从上向下看，闭合超导线圈中将出现逆时针方向的持续流动的感应电流。故选C。5. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图（a）所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，线圈匝数为n，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图（b）所示，则（　　）A. 电压表的示数为220VB. 电路中电流方向每秒钟改变50次C. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2JD. 任意时刻穿过线圈的磁通量为【答案】C【解析】【详解】A．电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图像知电动势的最大值Em＝220V有效值E＝220V灯泡两端电压U＝＝209 V故A错误；B．由图像知T＝0.02s一个周期内电流方向改变两次，可知1s内电流方向改变100次，故B错误；C．电流的有效值I＝＝2.2 A发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Qr＝I2rt＝2.22×5×1J＝24.2J故C正确；D．由图像知t=0时，感应电流为零，磁通量最大，则有任意时刻磁通量Φ＝BScos ωt＝BScost根据Em＝nBSω＝nBS＝220V可得BS＝Wb所以任意时刻的磁通量Φ＝cos 100πt （Wb）故D错误。故选C。6. 如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头P1初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻R1的阻值为R，滑动变阻器R2的最大阻值为9R，滑片P2初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U，理想电流表A的示数为I。下列说法正确的是（　　）A. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，I减小，U不变B. 保持P1位置不变，P2向左缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率增大C. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，I减小，U增大D. 保持P2位置不变，P1向下缓慢滑动的过程中，R1消耗的功率减小【答案】B【解析】【详解】AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为，则副线圈的电流为，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效值为则变压器原线圈的电压有效值为设输入交流电的电压有效值为，则可得保持位置不变，向左缓慢滑动的过程中，不断变大，根据欧姆定律可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正确，A错误；CD．设原副线圈的匝数比为，同理可得则整理可得保持位置不变，向下缓慢滑动的过程中，不断变大，则变小，对由欧姆定律可知可知不断变小，根据原副线圈的功率相等可知消耗的功率整理可得可知时，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。故选B。7. 如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】金属框在恒力F作用下向右加速，由右手定则可知，bc边产生的感应电流从c流向b，由左手定则可知，导体棒受到向右的安培力作用，导体棒向右做加速运动，设金属框的加速度为a1，导体棒的加速度为a2，设金属框的速度为v1，导体棒的速度为v2，设导体棒的电阻为R，回路的感应电流设金属框的质量为M，导体棒的质量为m，对金属框，牛顿第二定律得对导体棒MN，由牛顿第二定律得金属框与导体棒都做初速度为零的加速运动，v1、v2都变大，a1从开始减小，导体棒的加速度a2从0开始增大，当金属框与导体棒的加速度相等时，即a1=a2=a解得加速度保持不变，回路感应电流此后金属框与导体棒的速度差保持不变，感应电流不变，两端电压UMN不变且不为0，导体棒所受到的安培力不变，加速度不变，金属框与导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动，故A正确，BCD错误。故选A。二、多选题8. 如图所示，导体棒AB、CD可在水平光滑轨道上自由滑动，下列说法正确的是（  ）A. 将导体棒CD固定，当导体棒AB向左移动时，AB中感应电流的方向为A到BB. 将导体棒CD固定，当AB向右移动时，AB中感应电流的方向为A到BC. 将导体棒AB固定，当CD向左移动时，AB中感应电流的方向为A到BD. 将导体棒AB固定，当CD向右移动时，AB中感应电流的方向为A到B【答案】AC【解析】【详解】AB．由右手定则可判断，当AB向左运动时，AB中感应电流方向为A→B；当AB向右运动时，AB中感应电流方向为B→A，A正确，B错误；CD．当CD向左运动时，CD中的感应电流方向为C→D，AB中的感应电流方向为A→B；当CD向右移动时，AB中感应电流方向为B→A，C正确，D错误。故选AC。9. 武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）A. 当污水中离子浓度升高时，MN两点电压将增大B. 磁感应强度B不变，当污水流速将增大时，MN两点电压U增大C. 只需要测量磁感应强度B及MN两点电压U的值，就能够推算污水的流量D. 只需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U的值，就能够推算污水的流量【答案】BD【解析】【详解】AB．当电磁流量计中的流量稳定时污水中的粒子在圆柱中做匀速直线运动，粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡，即解得由以上结果可知，污水中离子浓度对MN两点间电压无影响；污水流速增大时，MN两点电压U增大。故A错误，B正确；CD．流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积，即需要测量磁感应强度B、直径d及MN两点电压U的值才能推算污水的流量。故C错误，D正确。故选BD。10. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（　　）A. 粒子的速度大小为 B. 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为C. 沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为D. 从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为【答案】AD【解析】【详解】A．根据几何关系可得所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点，可知粒子做圆周运动的半径满足可得根据洛伦兹力提供向心力可得解得A正确；B．从x轴上射出磁场的粒子中，沿轴正方向射出的粒子在磁场中运动的时间最长，从O点射出的粒子时间最短，运动轨迹如图所示根据几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角分别为从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为B错误；C．沿平行x轴正方向射入的粒子，其圆心现在点，离开磁场时的位置到O点的距离为，即沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为，C错误；D．从点射出的粒子轨迹如图所示对应的圆心角为从O点射出的粒子在磁场中的运动时间为D正确。故选AD。三、实验题11. 胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。（1）为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是_______（填“向上拔出”或“向下插入”）。（2）胡丽同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向_（选填“有”或者“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是__。A.在A线圈中插入铁芯    B.拔出A线圈C.变阻器的滑片向右滑动    D.变阻器的滑片向左滑动（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是___________。【答案】    ①. 向下插入    ②. 有    ③. BC##CB    ④. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化【解析】【详解】（1）[1]根据图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由乙可知，螺线管中的电流方向为逆时针方向，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈。（2）[2]由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则右手握住螺线管的方式不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关。[3]胡丽合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针右偏；现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；A．在A线圈中插入铁芯，穿过B线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间线圈B中的电流方向相同，灵敏电流计指针右偏，故A错误；B．拔出A线圈，则穿过B线圈的磁通量应该减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故B正确；C．由图丙可知，变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈B中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故C正确；D．由图丙可知，变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A的磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈B中的感应电流方向相同，灵敏电流计右偏，故D错误。故选BC。（3）[4]根据楞次定律可知感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。12. 某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率．实验操作如下：(1)螺旋测微器如题1图所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动______（选填“A”“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。(2)2图甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入2图乙实物电路中的正确位置_______。(3)为测量R，利用2图甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压U1和电流I1的值，作出的U1–I1关系图象如图3所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电压U2和电流I2的值，数据见下表：U2/V0.501.021.542.052.55I2/mA20.040.060.080.0100.0请根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象_______。(4)由此，可求得电阻丝的Rx=_______Ω。根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。【答案】    ①. C    ②.     ③.     ④. 23.5（23.0~24.0都算对）【解析】【详解】(1)[1]螺旋测微器如题1图所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动C直到听见“喀喀”的声音，以保证压力适当，同时防止螺旋测微器的损坏。(2)[2]电路图如图所示(3)[3]根据表中的数据，在方格纸上作出U2–I2图象如图所示(4)[4]电阻丝的电阻为四、解答题。13. 如图所示，两光滑水平平台通过一竖直台阶相连，下平台足够长，一质量为3m的长木板，紧靠台阶放置在下平台上，其上表面与上平台平面相平。现有质量为m的小滑块，以水平速度v0从上平台滑入木板中而不会掉下，滑块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：（1）小滑块和长木板的最终速度大小；（2）小滑块在木板上的滑动距离大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有解得故小滑块和长木板的最终速度大小为。（2）设小滑块在木板上的滑动距离为x，根据动能定理有解得故小滑块在木板上的滑动距离大小为。14. 如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=37°，匀强磁场磁感应强度B=2.0 T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R=7.6Ω的电阻，质量m=0.5kg、电阻r=0.4Ω的金属杆ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆上滑的位移s=3.8m时达到稳定状态，对应过程的v-t图像如图乙所示，取g=10m/s2，导轨足够长。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；（3）由图中信息计算0~1s内，金属杆滑过的位移。【答案】（1）b端电势高，3.5N；（2）0.0825J；（3）0.4m【解析】【详解】（1）由右手定则可判断，金属杆中感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，故b端电势高，当金属杆匀速运动时，由平衡条件得由法拉第电磁感应定律有闭合回路中的感应电流金属杆所受安培力由图乙可知联立并代入数据解得（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，由动能定理得克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，即两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为联立并代入数据解得（3）金属杆做加速度减小的加速运动，由动量定理有根据法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律有由图乙可知联立并代入数据解得金属杆滑过的位移15. 如图所示，平行板器件中存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度B1=0.20T，方向垂直纸面向里，电场强度E1=1.0×105V/m。坐标系xOy紧靠平行板的右侧边缘，第一象限内有与y轴正方向成45°的边界AO，边界线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2=0.25T，边界线下方有竖直向上的匀强电场，电场强度E2=5.0×105V/m，一束带正电的离子，电荷量q=8.0×10-19C、质量m=8.0×10-26kg，从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.4m）的Q点垂直y轴射入磁场区，并多次穿越边界线OA。求：（不计离子重力，取π=3.14）（1）离子运动速度；（2）离子从进入磁场到第二次穿趈边界线OA所需的时间；（3）离子第四次穿越边界线OA的位置坐标。【答案】（1）5.0×105m/s；（2）8.28×10-7s；（3）（0.5m，0.5m）【解析】【详解】（1）离子做直线运动，有解得（2）离子进入磁感应强度为B2的磁场中做匀速圆周运动，有解得作出离子的运动轨迹，交OA边界C点，如图所示圆弧对应圆心角90°，其运动时间为离子过C点速度方向竖直向下，平行于电场线进入电场做匀减速直线运动，加速度为返回边界上的C点时间t2，由匀变速直线运动规律知所以离子从进入磁场到第二次穿越边界OA所用时间（3）离子的运动轨迹如图所示离子第二次穿越边界线OA的位置C点的坐标（xC，yC），则，离子第三次穿越边界线OA的位置D点的坐标（xD，yD），则，离子垂直进入电场做类平抛运动，垂直电场线位移为x，沿电场线位移y，则解得，所以第四次穿越边界的E点，坐标为（xE，yE），由几何关系得，即离子第四次穿越OA的位置坐标为（0.5m，0.5m）。