2021-2022學年廣東省梅州市大埔縣實驗中學高二（下）5月第二次段考物理試題（解析版）

實驗中學2021-2022學年下學期第二次段考高二物理試題一、單項選擇題：本題7小題，每小題4分，共28分。1.如圖所示，2022年3月23日下午，神舟十三號乘組航天員在中國空間站成功上了“天宮課堂”第二課。航天員太空授課的畫面通過電磁波傳輸?shù)降孛娼邮照?，下列關于電磁波的說法正確的是（）A.牛頓根據(jù)電磁場理論預言了電磁波存在B.麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在C.電視機、收音機和手機接受的信號都屬于電磁波D.電磁波不可以在真空中傳播【答案】C【解析】【詳解】A．麥克斯韋根據(jù)電磁場理論預言了電磁波存在，故A錯誤；B．德國物理學家赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故B錯誤；C．電視機、收音機和手機接受的信號都屬于電磁波，故C正確；D．電磁波可以在真空中傳播，故D錯誤。故選C。2.學完電磁感應渦流的知識后，某個同學回家制作了一個簡易加熱器，如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有（）

A.提高交流電源的頻率B.減少線圈的匝數(shù)C.將金屬杯換為陶瓷杯D.將交流電源換成電動勢更大的直流電源【答案】A【解析】【詳解】AB．由題意可知，本題中是渦流現(xiàn)象的應用，即采用線圈產(chǎn)生的磁場使金屬杯產(chǎn)生感應電流，從而進行加熱的，則由法拉第電磁感應定律可知，增加線圈的匝數(shù)、提高交流電的頻率均可以提高發(fā)熱功率，則可以縮短加熱時間，故B錯誤，A正確；C．將杯子換作瓷杯不會產(chǎn)生渦流，則無法加熱水，故C錯誤；D．將交流電源換成電動勢更大的直流電源不會產(chǎn)生渦流，故D錯誤。故選A。3.如圖所示，一端開口、另一端封閉的玻璃管內(nèi)用水銀柱封閉一定質量的氣體，保持溫度不變，把管子以封閉端為圓心，從開口向上的豎直位置逆時針緩慢轉到水平位置的過程中，可用來說明氣體狀態(tài)變化的p-V圖像是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】水平方向上有：，豎直方向上有：，開口向上的豎直位置逆時針緩慢轉到水平位置的過程中，氣體的壓強增大，體積減小．故D正確；4.關于布朗運動，下列說法正確的是（）A.布朗運動就是分子的無規(guī)則運動B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動C.溫度越高，布朗運動越劇烈D.在0℃的環(huán)境中布朗運動消失【答案】C【解析】【詳解】AB．布朗運動是指液體中懸浮顆粒無規(guī)則運動現(xiàn)象，不是分子的無規(guī)則運動，故AB錯誤；C．布朗運動是液體分子無規(guī)則運動碰撞懸浮顆粒引起的，溫度越高液體分子運動得越劇烈，則布朗運動也越劇烈，故C正確；D．分子的運動永不停息，所以布朗運動不會消失，只有明顯和不明顯之分，故D錯誤。故選C。5.在豎直方向的勻強磁場中，水平放置一圓形導體環(huán)．規(guī)定如圖2所示的電流i及磁場B方向為正方向．當用磁場傳感器測得磁感應強度隨時間變化如圖所示2時，導體環(huán)中感應電流隨時間變化的情況是（）

A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應定律有：則感應電流，因此在面積、匝數(shù)不變的情況下，感應電流與磁場的變化率成正比，即與B-t圖象中的斜率成正比，由圖象可知：0～2s內(nèi)，斜率為零，感應電流為零，2～4s內(nèi)，斜率不變，故形成的感應電流不變，根據(jù)楞次定律可知感應電流方向逆時針即為正值；C正確，ABD錯誤。故選C。6.如圖所示為某質點在0～4s內(nèi)的振動圖像，則（）A.質點振動的振幅是2m，質點振動的頻率為4HzB.質點在4s末的位移為8mC.質點在4s內(nèi)的路程為8mD.質點在t=1s到t=3s的時間內(nèi)，速度先沿x軸正方向后沿x軸負方向，且速度先增大后減小【答案】C【解析】【詳解】A．由圖象可知，質點振動的振幅是2m，周期為4s，則頻率為0.25Hz，A錯誤；B．質點4s末在平衡位置，所以位移為0m，B錯誤；C．由于質點振動的振幅是2m，質點在4s內(nèi)剛好經(jīng)歷一個周期，路程為8m，C正確；D．質點在t=1s到t=3s的時間內(nèi)，一直沿x軸負方向運動，速度先增大后減小，D錯誤。故選C。7.下列說法不正確的是（）

A.由圖甲可知，狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高B.由圖乙可知，氣體由狀態(tài)A變化到B的過程中，氣體分子平均動能一直增大C.由圖丙可知，當分子間的距離時，分子間的作用力先增大后減小D.由圖丁可知，在由變到的過程中分子力做正功【答案】B【解析】【詳解】A．當溫度升高時分子的平均動能增大，則分子的平均速率也將增大，圖甲中狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高，故A正確；B．一定質量的理想氣體由狀態(tài)A變化到B的過程中，由圖乙可知，狀態(tài)A與狀態(tài)B的相等，則狀態(tài)A與狀態(tài)B的溫度相同，由圖線的特點可知，溫度升高，增大，所以氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B溫度先升高再降低到原來溫度，所以氣體分子平均動能先增大后減小，故B錯誤；

C．由圖丙可知，當分子間的距離時，分子力表現(xiàn)為引力，分子間的作用力先增大后減小，故C正確；D．圖丁為分子勢能圖線，對應的分子勢能最小，則對應分子間的平衡距離，當分子間的距離時，分子力表現(xiàn)為斥力，分子間距離由變到的過程中，分子力做正功，故D正確；說法不正確的故選B。二、多項選擇題：本題有3小題，每題6分，共18分。每題多個選項正確，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖所示為遠距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓U1，輸電線的電阻及理想變壓器的匝數(shù)均不變，當用戶開啟的用電器越來越多時，下列表述正確的是（）A.升壓變壓器副線圈電壓U2不變 B.降壓變壓器原線圈電壓U3升高C.發(fā)電機的輸出功率增大 D.輸電線的電流不變【答案】AC【解析】【詳解】A．發(fā)電機的輸出電壓U1不變，升壓變壓器匝數(shù)比不變，則副線圈電壓U2不變，A正確；BD．當用電器增多時，功率增大，降壓變壓器輸出電流增大，則降壓變壓器原線圈電流增大，輸電線上的電流增大，可知輸電線上的功率損失增大、輸電線上的電壓損失增大，進一步導致降壓變壓器的輸入電壓U3減小，BD錯誤；C．用戶開啟的用電器增多，消耗的功率增大，發(fā)電機輸出功率隨之增大，C正確。故選AC。9.無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應用。在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器上極板帶正電，下列說法正確的是（）A.電容器正在放電 B.振蕩電流正在增大C.電路中電流沿順時針方向 D.磁場能正在向電場能轉化【答案】CD【解析】【詳解】根據(jù)安培定則，可知回路中電流為順時針方向，電容器上級板帶正電，下極板帶負電，故電容器正在充電，電流減小，磁場減弱，電場增強，磁場能正在向電場能轉化。故選CD。10.圖示描述了一定質量的理想氣體狀態(tài)變化過程中的四個狀態(tài)，圖中ab的延長線過原點，則下列說法正確的是（）A.氣體從的過程，氣體體積不變B.氣體從的過程，氣體體積先增大后減小C.氣體從的過程，氣體分子的數(shù)密度減小D.氣體從的過程，氣體分子數(shù)密度和分子的平均速率都減小【答案】AC【解析】【詳解】A．的延長線過原點，由可知，發(fā)生得是等容變化，氣體體積不變，故A正確；BC．氣體從的過程，發(fā)生得是等壓變化，溫度升高，所以氣體體積增大；是等溫變化，壓強減小，體積增大，分子數(shù)不變，所以氣體分子的數(shù)密度減小，故B錯誤，C正確；D．氣體從的過程，溫度降低，所以氣體分子的平均速率減?。桓鼽c與原點連線的斜率變大，體積變小，所以氣體分子數(shù)密度增大，故D錯誤。故選AC。三、實驗題：共2題，共14分11.某學生選用匝數(shù)可調的可拆變壓器來“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系實驗時，原線圈接在學生電源上，用多用電表測量副線圈的電壓（1）下列操作正確的是___________A．原線圈接直流電壓，電表用直流電壓檔B．原線圈接直流電壓，電表用交流電壓檔C．原線圈接交流電壓，電表用直流電壓檔D．原線圈接交流電壓，電表用交流電壓檔（2）該學生繼續(xù)做實驗，在電源電壓不變的情況下，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓___________；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓___________。（選填“增大”、“減小”或“不變”）【答案】①.D②.增大③.減小【解析】【分析】【詳解】(1)[1]變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，故原線圈接交流電壓，輸出電壓也是交流電壓，故電表用交流電壓擋，故ABC錯誤，D正確；(2)[2][3]根據(jù)變壓比公式，保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓增大；保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓減?。?2.圖為“研究電磁感應現(xiàn)象”的實驗裝置。（1）將圖中所缺的導線補接完整________；（2）如果在閉合開關時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏了一下，那么合上開關后可能出現(xiàn)的情況有：①將原線圈迅速插入副線圈時，靈敏電流計指針將________；②原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器的阻值調大時，靈敏電流計指針________（“向左偏”還是“向右偏”）；（3）在做“研究電磁感應現(xiàn)象”實驗時，如果副線圈兩端不接任何元件，則副線圈電路中將________。A．因電路不閉合，無電磁感應現(xiàn)象B．有電磁感應現(xiàn)象，但無感應電流，只有感應電動勢C．不能用楞次定律判斷感應電動勢方向D．可以用楞次定律判斷感應電動勢方向【答案】①.②.向右偏③.向左偏④.BD【解析】【分析】【詳解】(1)[1]電路圖為(2)①[2]電鍵閉合時，電流表指針右偏，表明在磁場方向不變的情況下，增大磁通量，電流表右偏，所以將原線圈迅速插入副線圈時，磁通量增大，靈敏電流計指針將向右偏。②[3]原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器的阻值調大時，螺線管中電流減小，磁場減弱，磁通量減小，靈敏電流計指針將向左偏。(3)[4]在副線圈中磁通量發(fā)生變化時，即使副線圈不閉合，副線圈中也有電磁感應現(xiàn)象，但無感應電流，只有感應電動勢，同樣可以利用楞次定律判斷感應電動勢方向。故選BD。四、解答題：共3題，共40分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。13.一根長為0.30m的直導線，垂直于某勻強磁場方向放置，當導線中通有1.5A的電流時，導線受到的安培力大小為0.18N，則：（1）磁場的磁感應強度為多大？（2）當導線中的電流增大為2.5A時，導線受到的安培力為多大？此時磁場的磁感應強度為多大？【答案】（1）0.4T；（2）0.30N，0.4T【解析】【詳解】（1）磁場的磁感應強度為（2）導線受到的安培力為此時磁感應強度仍為0.4T。14.為力爭2060年前實現(xiàn)碳中和的目標，我國將大力發(fā)展風力發(fā)電。如圖所示為一臺小型風力發(fā)電機的示意圖，匝數(shù)為100匝的線圈逆時針轉動。若從中性面開始計時，產(chǎn)生的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω。（1）寫出線圈的感應電動勢的瞬時值表達式；（2）交流電壓表的讀數(shù)為多少；（3）增大發(fā)電機的電動勢峰值值就是高效利用能源的方式之一，請你提出兩條能增大感應電動勢峰值的措施。【答案】（1）；（2）5.4V；（3）見解析【解析】【詳解】（1）由圖乙可知，感應電動勢的最大值，周期，則則電動勢的瞬時值表達式為（2）由圖甲，根據(jù)閉合電路歐姆定律得瞬時電流表達式為則電流有效值為（3）由電動勢的最大值公式可以增加線圈匝數(shù)、增加磁感應強度、增加線圈面積、提高轉速、提高角速度、增加磁通量的最大值等方式來增大感應電動勢峰值；15.如圖所示，一矩形金屬框架與水平面成角θ=37°，寬L=0.4m,上端連接電阻R0，R0=1.0Ω，框架的其他部分電阻不計，框架足夠長，勻強磁場方向垂直于金屬框架平面向上，磁感應強B=1.0T，金屬桿ab質量m=0.1kg，電阻r=1.0Ω，與框架間動摩擦因數(shù)μ=0.5，所有接觸良好。桿由靜止開始下滑，到速度剛好達到最大的過程中，電阻R0產(chǎn)生的熱量Q0=1J。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）當金屬棒的速度是2m/s時，金屬棒的加速度；（2）流過R0的最大電流；（3）從ab桿開始釋放到