遼寧省大石橋市第三高級(jí)中學(xué)2021-2022學(xué)年高二（上）12月物理試題（解析版）

2021—2022學(xué)年度上學(xué)期12月份考試高二物理時(shí)間：75分鐘滿分：100分范圍：（選修二第二，三，四章）一、選擇題：（12小題，其中1-8題為單選題，每小題4分，9-12題為多選題，全選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不選的得0分）1.在物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程中觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)、假說(shuō)和邏輯推理等方法都起了重要作用，下列敘述符合史實(shí)的是（）A.奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系B.洛倫茲根據(jù)通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性，提出了分子電流假說(shuō)C.法拉第在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行分析后總結(jié)出法拉第電磁感應(yīng)定律D.楞次認(rèn)磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)出一種電場(chǎng)，叫感生電場(chǎng)【1題答案】【答案】A【解析】【詳解】A.奧斯特在實(shí)驗(yàn)中觀察到電流的磁效應(yīng)，該效應(yīng)揭示了電和磁之間存在聯(lián)系，故A項(xiàng)符合題意.B.安培根據(jù)通電螺線管的磁場(chǎng)和條形磁鐵的磁場(chǎng)的相似性，提出了分子電流假說(shuō)，故B項(xiàng)不合題意.C.法拉第電磁感應(yīng)定律是由紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后總結(jié)出的規(guī)律，故C項(xiàng)不合題意.D.麥克斯韋認(rèn)為磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)在空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)與靜電場(chǎng)不同，它不是由電荷產(chǎn)生的，叫感生電場(chǎng)，故D項(xiàng)不合題意.2.下列磁場(chǎng)垂直加在金屬圓盤(pán)上不能產(chǎn)生渦流的是（）A. B.C. D.【2題答案】【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)電磁感應(yīng)原理，只要是變化的磁場(chǎng)垂直加在金屬圓盤(pán)上都能產(chǎn)生渦流，則不能產(chǎn)生渦流的是A。故選A。3.如圖所示，金屬棒、金屬導(dǎo)軌和螺線管組成閉合回路，金屬棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，則（）

A.棒不受安培力作用B.棒所受安培力的方向向右C.棒中感應(yīng)電流的方向由到D.螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，端為N極【3題答案】【答案】C【解析】【詳解】ABC．棒沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知，ab中產(chǎn)生由b到a的向上的感應(yīng)電流，根據(jù)左手定則可知，ab棒受安培力向左，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)安培定則可知，螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)，B端為N極，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖，A、B是兩個(gè)完全相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈下面說(shuō)法正確的是A.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，且達(dá)到正常亮度B.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A燈比B燈先亮，最后一樣亮C.閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，B燈比A燈先亮，最后一樣亮D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，B燈立即熄滅而A燈慢慢熄滅【4題答案】【答案】C【解析】【詳解】A、B、C、開(kāi)關(guān)K閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩支路的兩端,B燈立即發(fā)光.因?yàn)榫€圈的自感阻礙,A燈后發(fā)光,因?yàn)榫€圈的電阻可以忽略,燈A逐漸變亮,最后和B燈一樣亮.故AB錯(cuò)誤,C正確;

D、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K的瞬間,線圈與兩燈一起構(gòu)成一個(gè)自感回路,過(guò)線圈的電流將要減小,產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),相當(dāng)電源,兩燈逐漸同時(shí)熄滅,故D錯(cuò)誤.

故選C點(diǎn)睛：開(kāi)關(guān)K閉合的瞬間,電源的電壓同時(shí)加到兩支路的兩端,B燈立即發(fā)光.因?yàn)榫€圈的阻礙,A燈后發(fā)光,因?yàn)榫€圈的電阻可以忽略,燈A逐漸變亮.

最后一樣亮．5.如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R。開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中不正確的是（）A.副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B.副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大C.通過(guò)燈泡L1的電流減小D.原線圈中電流增大【5題答案】【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)可知副線圈兩端M、N的輸出電壓由輸入電壓決定的，與用電器無(wú)關(guān)，因此輸出電壓保持不變，A錯(cuò)誤；BC．當(dāng)S閉合后，整個(gè)回路電阻減小，干路電流增加，因此副線圈輸電線等效電阻R上的電壓增大，因此加在燈L1的電壓降低，因此通過(guò)燈泡L1的電流減小，B正確，C正確；D．根據(jù)由于副線圈電流增大，導(dǎo)致原線圈電流也增大，D正確。故錯(cuò)誤的選A。6.如圖所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖像，此交流電的有效值是（）A.5A B.3.5A C.3.5A D.5A【6題答案】【答案】D【解析】【詳解】交流電的有效值是根據(jù)其熱效應(yīng)定義的，它是從電流產(chǎn)生焦耳熱相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效。設(shè)交流電的有效值為I，令該交變電流通過(guò)一阻值為R的純電阻，在一個(gè)周期內(nèi)有I2RT=I12R＋I(xiàn)22R所以該交流電的有效值為I==5A故選D。7.如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有定值電阻R。金屬棒ab與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增大，ab始終保持靜止，下列說(shuō)法正確的是（）A.ab中的感應(yīng)電流方向由a到b B.ab中的感應(yīng)電流逐漸增大C.ab所受的安培力保持不變 D.電阻R的熱功率不變【7題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，穿過(guò)回路的磁通量增大，根據(jù)楞次定律得知ab中的感應(yīng)電流方向由b到a，故A錯(cuò)誤；B．由于磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)恒定，則ab中的感應(yīng)電流恒定，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)安培力公式可知安培力增大，故C錯(cuò)誤；D．電阻的熱功率電流恒定，則熱功率不變，故D正確。故選D。8.如圖所示，等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它的底邊在x軸上且長(zhǎng)為2L，高為L(zhǎng).紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在t＝0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置．以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流－位移(I－x)關(guān)系的是A. B. C. D.【8題答案】【答案】C【解析】【詳解】位移在0～L過(guò)程：磁通量增大，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，為正值．，因l=x，則，位移在L～2L過(guò)程：磁通量先增大后減小，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向先為順時(shí)針?lè)较?，為正值，后為逆時(shí)針?lè)较?，為?fù)值．位移在2L～3L過(guò)程：磁通量減小，由楞次定律判斷感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，為?fù)值．，故選C．9.下列各種情況中，哪一項(xiàng)所指的電壓或電流一定不屬于交流電的有效值（）A.220V的家庭照明電壓B.保險(xiǎn)絲的熔斷電流C.家用電器上標(biāo)明的額定電壓值D.電容器標(biāo)明的耐壓數(shù)值【9題答案】【答案】D【解析】【詳解】220V的家庭照明電壓、保險(xiǎn)絲的熔斷電流、家用電器上標(biāo)明的額定電壓值，都是指的交流電的有效值；但電容器標(biāo)明的耐壓數(shù)值，是交流電的峰值。故D正確。故選D。10.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面，先后兩次將線框從同一位置勻速地拉出有界磁場(chǎng)。第一次速度v1=v，第二次速度v2=2v，在先、后兩次過(guò)程中（）

A.線圈中感應(yīng)電流之比為1：2 B.線圈中產(chǎn)生熱量之比為1：4C.沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線框上的外力的功率之比為1：8 D.流過(guò)任一橫截面的電荷量之比為1：1【10題答案】【答案】AD【解析】【詳解】設(shè)線圈的長(zhǎng)為，寬為A．線圈中感應(yīng)電流可遏制故線圈中感應(yīng)電流之比為，故A正確；B．線圈中產(chǎn)生的熱量可得線圈中產(chǎn)生熱量之比為，故B錯(cuò)誤；C．由于線圈勻速運(yùn)動(dòng)，外力與安培力大小相等，為外力的功率為可知沿運(yùn)動(dòng)方向作用在線框上的外力的功率之比為1：4，故C錯(cuò)誤；D．流過(guò)橫截面的電荷量為可知與無(wú)關(guān)，所以流過(guò)任一橫截面的電荷量之比為1：1，故D正確。故選AD。11.如圖甲所示為某小區(qū)進(jìn)口處的智能道閘系統(tǒng)，其簡(jiǎn)化示意圖如圖乙所示，兩個(gè)車輛檢測(cè)器的電感線圈分別鋪設(shè)在自動(dòng)欄桿前、后的地面下，檢測(cè)器內(nèi)部的電容器與電感線圈構(gòu)成振蕩電路，振蕩電流如圖丙所示。當(dāng)汽車接近或離開(kāi)線圈時(shí)，使線圈的自感系數(shù)發(fā)生變化，從而引起振蕩電路中的電流頻率發(fā)生變化，車輛檢測(cè)器檢測(cè)到這個(gè)變化就發(fā)出電信號(hào)，“通知”車牌識(shí)別器對(duì)車輛身份進(jìn)行鑒別，然后控制自動(dòng)欄桿抬起或落下。下列說(shuō)法正確的（）A.圖丙中，時(shí)刻電容器兩端電壓為最大值B.圖丙中，時(shí)間內(nèi)，電容器上的電荷量增加C.汽車接近線圈時(shí)，線圈的自感系數(shù)增大，振蕩電流的頻率降低D.汽車離開(kāi)線圈時(shí)，線圈的自感系數(shù)增大，振蕩電流的頻率升高【11題答案】【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．圖丙中，時(shí)間內(nèi)電流在減小，說(shuō)明電容器在充電，時(shí)刻充電結(jié)束，電容器兩端電壓為最大值，故A正確；B．時(shí)間內(nèi)電流在增大，說(shuō)明電容器在放電，電荷量減少，故B錯(cuò)誤；C．汽車上有很多鋼鐵，當(dāng)汽車接近線圈時(shí)，相當(dāng)于給線圈增加了鐵芯，所以線圈的自感系數(shù)增大；根據(jù)公式可知，線圈的自感系數(shù)增大時(shí)振蕩電流的頻率降低，故C正確；D．同理，當(dāng)汽車離開(kāi)線圈時(shí)，線圈的自感系數(shù)減小，振蕩電流的頻率升高，故D錯(cuò)誤。故選AC。12.如圖所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，匝數(shù)n=100匝，電阻為r=1Ω的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電路連接，定值電阻R1=6Ω，R2=3Ω，其他電阻不計(jì)，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=0.2s．從線框與磁場(chǎng)方向平行位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，理想電壓表的示數(shù)為2V．下列說(shuō)法中正確的是A.電阻R2上的電功率為WB.經(jīng)過(guò)10s時(shí)間，通過(guò)R1的電流方向改變100次C.從開(kāi)始計(jì)時(shí)到1/20s通過(guò)電阻R2的電荷量為CD.若線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律【12題答案】【答案】BC【解析】【詳解】A.電阻上的電功率為，故A錯(cuò)誤．B.交流電的頻率為，所以交流電在內(nèi)方向改變10次，經(jīng)過(guò)10s時(shí)間，電流方向改變100次，故B正確．C.根據(jù)閉合電路歐姆定律產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為，所以的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為，由公式，可知，故線圈中的磁通量為，從開(kāi)始計(jì)時(shí)到，磁通量的變化量為，故通過(guò)的電量為，故C正確．D.若轉(zhuǎn)速增大2倍，角速度也增大2倍，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為，故D錯(cuò)誤．二、實(shí)驗(yàn)題：（本題共2小題，共14分。13，14題每空2分）13.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。他通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到如圖乙所示的彈力大小F與彈簧長(zhǎng)度x的關(guān)系圖線不計(jì)彈簧的重力。由圖線可得彈簧的原長(zhǎng)_______cm，勁度系數(shù)k=________，他利用本實(shí)驗(yàn)原理把圖甲中的彈簧做成一把彈簧秤，當(dāng)示數(shù)如圖丙所示時(shí)，該彈簧的伸長(zhǎng)量x=________cm。

【13題答案】【答案】①.4②.0.5③.6.0【解析】【詳解】[1]根據(jù)圖乙可知，當(dāng)彈力為零時(shí)，彈簧原長(zhǎng)為4cm。[2]勁度系數(shù)為[3]根據(jù)胡克定律得14.一多用電表的歐姆擋共有四個(gè)倍率，分別是、、、某同學(xué)用該多用電表歐姆擋倍率測(cè)量一未知電阻的阻值，操作步驟正確，他發(fā)現(xiàn)表頭指針偏角過(guò)小，為了提高測(cè)量的精確度，應(yīng)換到______倍率．如果直接用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行測(cè)量，那么缺少的步驟是______，若補(bǔ)上該步驟后重新進(jìn)行測(cè)量，表盤(pán)的示數(shù)如圖所示，則該電阻的阻值是______測(cè)定完畢后，他將兩表筆從插孔中拔出，還應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋至______．

【14題答案】【答案】①②.歐姆調(diào)零③.6k④.OFF擋或交流電壓最高擋【解析】【分析】用歐姆表測(cè)電阻，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋n位，使指針指在中央刻度線附近，歐姆表?yè)Q擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù)；歐姆表使用完畢應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋或交流電壓最高擋．【詳解】用倍率測(cè)量某電阻時(shí)，操作步驟正確，表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，說(shuō)明所選檔位倍率太小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)換到×1k倍率．如果換擋后立即用表筆連接待測(cè)電阻進(jìn)行讀數(shù)，那么缺少的步驟是：重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；由圖示表盤(pán)可知，該電阻阻值是：6×1kΩ=6kΩ．歐姆表使用完畢應(yīng)把選擇開(kāi)關(guān)置于OFF擋或交流電壓最高擋．故答案為×1k；歐姆調(diào)零；6k；OFF擋或交流電壓最高擋．【點(diǎn)睛】本題考查了歐姆表檔位的選擇與歐姆表讀數(shù)、歐姆表使用注意事項(xiàng)，用歐姆表測(cè)電阻，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋n位，使指針指在中央刻度線附近，歐姆表?yè)Q擋后要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零；歐姆表指針示數(shù)與檔位的乘積是歐姆表示數(shù)．三、計(jì)算題（3個(gè)小題，共30分，15題8分，16題12分，17題10分要求寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和主要計(jì)算步驟，只寫(xiě)答案的不能得分）15.有一邊長(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框，質(zhì)量，由高度處自由下落，如圖所示。其下邊進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后，線圈開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，直到其上邊剛剛開(kāi)始穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)為止，此勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾纫彩莑。求線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱。g取10?！?5題答案】【答案】0.02J【解析】【詳解】據(jù)題：從下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)到cd剛剛開(kāi)始穿出勻強(qiáng)磁場(chǎng)為止，線框一直勻速運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能減小轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)能量守恒定律得，線框在穿越勻強(qiáng)磁場(chǎng)過(guò)程中發(fā)出的焦耳熱Q=2mgl=2×0.01×10×0.1J=0.02J16.風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來(lái)得到了快速的發(fā)展。如果風(fēng)車陣中某發(fā)電機(jī)的輸出功率為，輸出電壓為。發(fā)電機(jī)通過(guò)原、副線圈的匝數(shù)之比為的升壓變壓器、總電阻為的輸電線和降壓變壓器把電能輸送給用戶。已知用戶使用的用電設(shè)備需要的電壓為，求：（1）升壓變壓器的輸出電壓；（2）輸電線上損失的電功率；（3）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比?！?6題答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）升壓變壓器的副線因與原線圈的電壓之比等于劇原線圈匝數(shù)之比代入數(shù)據(jù)得（2）輸電線上的電流為代入數(shù)據(jù)得損失的功率為（3）降壓變壓器原線圈的電壓為所以17.如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角的絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距m，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)阻值Ω的定值電阻在虛線ab、cd之間的區(qū)域存在垂直于導(dǎo)軌所在平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ab