黑龙江省鹤岗市第一中学2020-2021学年高二物理下学期4月月考试题.doc

黑龙江省鹤岗市第一中学2020-2021学年高二物理下学期4月月考试题

黑龙江省鹤岗市第一中学2020-2021学年高二物理下学期4月月考试题

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姓名：

9

黑龙江省鹤岗市第一中学2020-2021学年高二物理下学期4月月考试题
一、单选题（4×9分）
1．下列选项中说法正确的是（　　）
A．安培提出了“分子电流假说”
B．电流强度有大小有方向，故电流强度是矢量
C．摩擦起电的过程就是通过摩擦产生电荷
D．穿过闭合回路中的磁通量最大时，闭合回路中产生的感应电流也一定最大
2．如图所示，在载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两条可自由滑动的导体棒ab和cd。当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体棒ab和cd的运动情况是（　　）

A．一起向左运动 B．一起向右运动
C．ab和cd相向运动，相互靠近 D．ab和cd相背运动，相互远离
3．如图所示，“∠”形金属导轨COD上放有一根金属棒MN，拉动MN使它以速度v向右匀速平动，如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体，电阻率都为ρ，那么MN在导轨上运动的过程中，闭合回路的（　　）

A．感应电动势保持不变 B．感应电流保持不变
C．感应电流逐渐减弱 D．感应电流逐渐增强
4．如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，调节滑动变阻器R的阻值，且使得滑动变阻器接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（　　）

A．接通开关S，灯、同时变亮
B．接通开关S，灯逐渐变亮，立即变亮
C．断开开关S，灯、立即熄灭
D．断开开关S，灯逐渐熄灭，立即熄灭
5．某质点做简谐运动。从该质点经过某一位置时开始计时，则（　　）
A．当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期
B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期
C．当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期
D．当质点经过的路程为振幅的4倍时，经过的时间为一个周期
6．单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间的变化关系为Φ=Φmsint，线圈电阻为。则下列说法正确的是（　　）
A．线圈转动一周，线圈中电流方向改变1次
B．时刻线圈处于中性面位置
C．时刻线圈中感应电流最大，最大值为
D．过程中，通过线圈某一截面的电荷量为
7．一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示（以竖直向上为电流的正方向），则在0~T时间内，下列说法正确的是（　　）

A．0~时间内，金属线框受安培力的合力方向向左
B．~时间内，金属线框中产生顺时针方向的感应电流
C．~T时间内，金属线框有收缩的趋势
D．0-T时间内，长直导线中电流的有效值为
8．在匀强磁场中有一不计电阻的单匝矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。图中的电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）

A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B．在图甲的t=0.01s时刻，形线圈平面与磁场方向平行
C．Rt处温度升高后，电压表V1示数与V2示数的比值不变
D．Rt处温度升高后，电压表示数V2与电流表A2示数的乘积可能不变
9．如图所示，相距为L的两条足够长的光滑平行导轨与水平面的夹角为θ，导轨下端接阻值为R的定值电阻，一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B。现将质量为m，电阻为r的导体棒由静止释放，当速度达到v时进行匀速运动，下列说法正确的是（　　）

A．存在等式
B．若导体棒m恰好匀速时下降的垂直高度为h，电阻R的发热量为Q，则有等式
C．安培力对导体棒m所作做的功即为电阻R与导体棒m的发热量
D．导体棒匀速后电阻R的发热量与电阻r的发热量之比大于导体棒匀速前的发热量之比

二、多选题（4×4分）
10．关于简谐运动，下列说法正确的是（　　）
A．物体所受的回复力终指向平衡位置，方向不变
B．如果物体的速度越来越大，加速度一定越来越小
C．在恒力作用下，物体不可能做简运动
D．物体的加速度方向和速度方向有时相同有时相反
11．关于单摆做简谐运动，下列说法正确的是（　　）
A．经过平衡位置时所受的合力为0 B．经过平衡位置时所受的回复力为0
C．回复力是重力和摆线拉力的合力 D．回复力是重力沿圆弧切线方向的分力
12．劲度系数为的水平弹簧振子，它的振动图象如下图所示，则图象上的点反应出此时刻（　　）

A．弹簧振子的运动方向沿正方向
B．振子所受弹力为，其方向沿负向
C．由到图象上点所示时刻振子所经过的路程为
D．由到图象上点所示时刻的这段时间内，振子位移大小为，方向沿正方向
13．如图所示，在竖直面内有垂直于竖直面向外、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场区域，磁场上下边界相距H。边长为l、电阻为R、质量为m的正方形导线框abcd从cd边距离磁场上边界l处由静止下落，cd边运动到磁场的下边界线框匀速穿出磁场。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．线框进入磁场的过程中产生的感应电流沿逆时针方向
B．线框ab边离开磁场时，线框的速度大小为
C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为
D．线框穿过整个磁场区域的过程中，线框产生的焦耳热为mg（H+2l）

三、填空题（2×5分）
14．如图为一单摆的共振曲线。由图可知该单摆共振时的振幅为_______ ；该单摆的固有周期为__________。

15．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为________cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。

（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝1，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝61时总时间为67.5秒，该单摆的周期是T＝________s（结果保留三位有效数字）。
（3）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2－L图线如图乙，此图线斜率的物理意义是（____）

A．g B． C． D．

四、解答题(12+12+14=38分)
16．如图所示，一小型发电站通过理想升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率P=500kW，输出电压为U1 =500V，升压变压器B1原、副线圈的匝数比为n1 :n2 =1:5，两变压器间输电导线的总电阻为R=1.5Ω。降压变压器B2的输出电压为U4 =220V，不计变压器的损耗。
（1）输电导线上的损失功率；
（2）降压变压器B2的原、副线圈的匝数比n3 :n4。

17．如图所示，在竖直悬挂的劲度系数为k的轻弹簧下端挂一个质量为m的小球，用一个竖直向下的力将小球竖直拉向下方，当小球静止时拉力的大小为F，若撤去拉力，小球便在竖直面内做简谐运动，求：
（1）小球在最低点受到弹簧的弹力的大小；
（2）小球经过平衡位置时弹簧的伸长量；
（3）小球在振动过程中通过最高点时的加速度的大小和方向。

18．足够长的平行金属导轨MN和PQ表面粗糙，与水平面间的夹角为θ=37°（sin37°=0.6），间距为1m。垂直于导轨平面向上的匀强磁场的磁感应强度的大小为4T，P、M间所接电阻的阻值为8Ω。质量为2kg的金属杆ab垂直导轨放置，不计杆与导轨的电阻，杆与导轨间的动摩擦因数为0.25。金属杆ab在沿导轨向下且与杆垂直的恒力F作用下，由静止开始运动，杆的最终速度为8m/s，取g=10m/s2，求：
（1）求恒力F的大小；
（2）当金属杆的速度为4m/s时，金属杆的加速度大小；
（3）当金属杆沿导轨的位移为15.0m时（已达最大速度），通过电阻R的电荷量q及发热量Q。

参考答案
1．A
【详解】
A．安培提出了“分子电流假说”，所以A正确；
B．电流强度有大小有方向，但电流强度是标量，所以B错误；
C．摩擦起电的过程就是通过摩擦电子发生了转移，或电子得失，电荷不可能被创造也不会被消灭，所以C错误；
D．穿过闭合回路中的磁通量最大时，闭合回路中产生的感应电流一般最小，所以D错误；
故选A。
2．C
【详解】
根据右手螺旋定则知，直导线电流下方的磁场方向垂直纸面向里，电流增强时，磁场增强，根据楞次定律得，回路中的感应电流为abdc，根据左手定则知，ab所受安培力方向向右，cd所受安培力向左，即ab和cd相向运动，相互靠近。
故选C。
3．B
【详解】
A．设MN从O点开始运动时间为t，则

有效切割的长度为

感应电动势为

故感应电动势随时间增大而逐渐增大，A错误；
BCD．闭合电路的总电阻为

因此感应电流为

可知I与t无关，所以感应电流保持不变，CD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
AB．接通开关S，灯立即变亮，灯逐渐变亮，所以A错误；B正确；
CD．断开开关S，电感线圈发生自感电动势阻碍电流减小，则灯、逐渐熄灭，所以CD错误；
故选B。
5．D
【详解】
A．若从最大位移处开始计时，当质点再次经过此位置时，经过的时间为一个周期，若从其他位置开始计时，则小于一个周期，故A错误；
B．当速度再次与零时刻的速度相同时，有可能是过关于平衡位置对称的两个点，故B错误；
C．当加速度再次与零时刻的加速度相同时，有可能是两次经过平衡位置一侧的某个点，故C错误；
D．根据简谐振动的特点可知，一个周期的路程为振幅的4倍。故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．当线圈经过线圈平面与磁场线垂直位置时，线圈中的感应电流方向改变一次，则线圈转动一周，线圈中电流方向改变2次，A错误；
B．根据
Φ=Φmsint
可知，时刻线圈磁通量为零，则线圈处于与中性面垂直的位置，B错误；
C．时刻线圈平面与磁感线平行，此时感应电流最大，最大电动势值为

最大电流为

C正确；
D．过程中，磁通量的变化量为

通过线圈某一截面的电荷量为

D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．0~时间内，直导线电流增大，穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，线框有向右运动阻碍磁通量增大的趋势，故金属线框受安培力的合力方向向右，A错误；
B．~时间内，直导线中电流向上且减小，穿过线框的磁场向内，磁通量减小，由楞次定律可知，金属线框中产生顺时针方向的感应电流，B正确；
C．~T时间内，直导线中电流恒定，穿过线框中的磁通量恒定，不会产生感应电流，故金属线框没有收缩趋势，C错误；
D．0-T时间内，据电流的热效应可得

可得长直导线中电流的有效值为，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．根据图甲可知，T=0.02s，则

变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为

A错误；
B．在图甲的t=0.01s时刻，e=0。则磁通量最大，此时矩形线圈平面与磁场方向垂直，B错误；
C．Rt处温度升高时，电阻减小，电压表V2测量Rt的电压，则电压表V2示数减小，V1示数不变，则电压表V1示数与V2示数的比值变大，C错误；
D．副线圈电压不变，等效为电源将电阻R看成等效电源的内阻，则若Rt电阻原来大于R，则温度升高时，Rt电阻小，则Rt电阻的功率先增加后减小，即电压表V2示数与电流表A2示数的积先增大后减小，电压表示数V2与电流表A2示数的乘积可能不变，D正确。
故选D。
9．A
【详解】
A．当恰好匀速时，通过受力分析安培力等于重力向下的分力，则有
，
联立得

A正确；
B．若导体棒m恰好匀速时下降的垂直高度为h，电阻R的发热量为Q，则根据能量守恒有

B错误；
C．导体棒克服安培力做的功转化为了电阻R与导体棒m的发热量，但是安培力对导体棒m所作做的功不是电阻R与导体棒m的发热量，C错误；
D．由于闭合回路串联，I相同，故发热量之比始终相等为R：r，D错误。
故选A。
10．ＣＤ
11．BD
【详解】
AB．经过平衡位置时回复力为零，但合力不为零，合力指向圆心，作为向心力，A错误，B正确；
C．单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，摆线拉力与重力沿半径方向的分力的合力作为向心力，C错误，D正确。
故选BD。
12．ABC
【详解】
A．根据点处斜率为正值，故运动方向为轴正方向，故A正确；
B．由图可知振子此时的位移为，根据胡克定律可知，

方向指向平衡位置，即方向沿负方向，故B正确；
C．由到图象上点所示时刻振子所经过的路程为

故C正确；
D．由图可知由到图象上点所示时刻振子位移大小为，方向沿负方向，故D错误。
故选ABC。
13．BC
【详解】
A．由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误；
B．线框匀速穿出磁场，则安培力与重力等大反向，即

解得

故B正确；
C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为

故C正确；
D．线框离开磁场时具有一定的速度，即线框的重力势能并没有全部转化为焦耳热，故D错误。
故选BC。
14．8 2
【详解】
[1][2]由图可知该单摆共振时的振幅为8cm；该单摆的固有频率为0.50Hz，则固有周期为

15．2.06 2.25 C
【详解】
(1)[1]摆球的直径为

(2)[2]根据题意t＝30T，所以周期

(3)[3]根据单摆的周期公式

可得

故C正确。
故选C。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）升压变压器原线圈的电流为，副线圈的电流为，则原线圈的电流为

副线圈的电流为

损失的功率为

（2）降压变压器的输入电压为

则有

17．（1）F＋mg；（2）；（3），竖直向下
【详解】
（1）由于撤去F前小球静止，故弹簧的弹力
FT＝F＋mg
（2）小球在平衡位置时弹力等于重力，故弹簧的伸长量为
Δx＝
（3）小球振动过程中在最高点和最低点的加速度大小相等，方向相反，而在最低点，其合外力为F，故在最高点时，加速度
a＝
加速度方向竖直向下。
18．（1）8N；（2）4m/s2；（3）3C，176J
【详解】
（1）对金属杆ab应用牛顿第二定律，有
F＋mgsinθ－F安－f=ma
f=μFN
FN=mgcosθ
ab杆所受安培力大小为
F安=BIL
ab杆切割磁感线产生的感应电动势为
E=BLv
由闭合电路欧姆定律可知

整理得
F＋mgsinθ－v－μmgcosθ=ma
当a=0时，杆达到最大速度，即最终速度为8m/s，代入v=8m/s时，解得：F=8N
（2）由（1）知金属杆的加速度a满足
F＋mgsinθ－v－μmgcosθ=ma
当v=4m/s时，把F=8N代入，解得：a=4m/s2
（3）设通过回路横截面的电荷量为q，则有

回路中的平均电流强度为

回路中产生的平均感应电动势为

回路中的磁通量变化量为
ΔΦ=BLx
联立代入已知数据解得：q=3C
设金属杆沿导轨的位移为x，根据动能定理

把x=15m，v=8m/s代入求得
W安=-176J
所以
Q=-W安=176J