吉林省白城市洮南市第十中学2020学年高二物理下学期第二次月考试题（含解析）

吉林省白城市洮南市第十中学2020学年高二物理下学期第二次月考试题（含解析）

吉林省白城市洮南市第十中学2020学年高二物理下学期第二次月考试题（含解析） ‎ 一、选择题（本题共12小题，每题4分，共48分。其中1-7题只有一个选项符合题意，8-12有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对选不全得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.金属矩形线圈abcd在匀强磁场中做如图所示的运动，磁场区域足够大，线圈中有感应电流的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：图示时刻穿过线圈的磁通量为零，当线圈转动时，磁通量增加，将产生感应电流．故A正确．‎ 线圈转动过程中，线圈始终与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生．故B错误．线圈运动过程中，线圈与磁场平行，没有磁感线穿过线圈，穿过线圈的磁通量始终为零，保持不变，没有感应电流产生．故C错误．线圈在匀强磁场中运动，根据Φ=BS知，磁通量Φ保持不变，没有感应电流产生．故D错误．故选A．‎ 考点：电磁感应 ‎【名师点睛】判断有没有感应电流产生，只要对照条件分析就行．磁通量可以用磁感线的条数来判断。‎ ‎2.如图，虚线OO′左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场，单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场边界重合，线圈平面与磁场垂直，线圈沿图示方向绕OO′轴匀速转动(ab边先向纸外，cd先向纸内转动)，规定沿adcba方向为感应电流的正方向。若从图示位置开始计时，则能正确表示线圈内的感应电流随时间变化规律的是 ( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据楞次定律可得，初始时，磁通量向里减小，感应电流产生磁场向里，电流为adcba方向，根据交流电产生原理得，从中性面开始计时，线框转动产生的交流电：，BCD错误A正确 ‎3.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（　　）‎ A. 线圈绕P1转动时的电流小于绕P2转动时的电流 B. 线圈绕P1转动时的电动势等于绕P2转动时的电动势 C. 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，先是a→d→c→b，再是a→b→c→d D. 线圈绕P1转动时dc边产生的焦耳热大于绕P2转动时dc边产生的焦耳热 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据交流电产生原理可知，绕P1转动和绕P2转动产生的交流电相同，均为：，所以产生的电动势和电流相同，A错误B正确 C.当线圈平面转到与磁场方向平行时，根据右手定则可以判断绕P1和P2转动时电流方向相同，均为a→d→c→b，C错误 D.因为绕P1转动和绕P2转动产生的交流电相同，同一个线圈，电阻相同，所以产生的焦耳热相同，D错误 ‎4.以下关于电阻、电感器、电容器对电流作用的说法正确的是(　)‎ A. 电阻对直流电和交流电都无阻碍作用 B. 电感器对交流电有阻碍作用 C. 电容器对直流电没有阻碍作用 D. 电容器两极板间呈断路，因此串联着电容器的电路不能通过交变电流 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 详解】A.电阻对直流和交流都有阻碍作用，A错误 B.电感线圈会阻碍电流的变化，所以电感对交流电有阻碍作用，B正确 C.电容器相当于直流中的断路，所以交流电对直流有阻碍作用，C错误 D.交流电周期性变化，导致电容器周期性充放电，回路中有电流，所以串联着电容器的电路能通过交变电流，D错误 ‎5.有一个在光滑水平面内的弹簧振子,第一次用力把弹簧压缩x后释放让它振动,第二次把弹簧压缩2x后释放让它振动,则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为(　　)‎ A. 1∶1　1∶1 B. 2∶1　2∶1 C. 1∶2　1∶4 D. 1∶1　1∶2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】弹簧振子的振动周期由振动系统本身的特性决定，与振幅无关，所以周期之比为1：1；第一次振幅为x，第二次振幅为2x，所以振幅之比为1：2，ABC错误D正确 ‎6.如图所示,摆长为L的单摆,周期为T。如果在悬点O的正下方的B点固定一个光滑的钉子,OB的距离为OA长度的5/9，使摆球A通过最低点向左摆动,悬线被钉子挡住成为一个新的单摆,则下列说法中正确的是　(　　)‎ A. 单摆在整个振动过程中的周期不变 B. 单摆在整个振动过程中的周期将变大为原来的6/5倍 C. 单摆在整个振动过程中的周期将变小为原来的5/6倍 D. 单摆在整个振动过程中的周期无法确定 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据单摆周期公式：，未加钉子时，周期：，悬线长变为被挡后，周期变为，所以加了钉子周期为：，所以周期变为原来的，ABD错误C正确 ‎7.一轻质弹簧上端系于天花板上，一端挂一质量为m的小球，弹簧的劲度系数为k，将小球从弹簧为自由长度时的竖直位置放手后，小球做简谐运动，则下列说法不正确的是（ ）‎ A. 小球做简谐运动的恢复力大小为mg B. 小球从放手运动到最低点，下降的高度为2mg/k C. 小球运动到最低点时加速度大小为2g D. 小球运动到平衡位置动能大小为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球放手后，弹簧处于自由长度，小球只受重力，所以恢复力大小为mg，A正确 B.小球在平衡位置，弹簧伸长量设为x，根据胡可定律可知kx=mg，解得：，所以小球的振幅，根据简谐运动的对称性，最低点在平衡位置下方x处，故下降最大高度为h=2x，B正确 C.小球到最低点的受到的弹力F=2kx，根据牛顿第二定律：F-mg=ma，代入数据得，a=g，C错误 D.小球从初始释放到经过平衡位置时根据机械能守恒：，解得：‎ ‎，D正确 ‎8.如图所示，水平放置的两条光滑导轨上有可自由移动的金属棒PQ、MN，当PQ在外力作用下运动时，MN在磁场力作用下向右运动，则PQ所做的运动可能是( )‎ A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】MN向右运动，所以MN受安培力向右，根据左手定则可判断电流为M到N，线圈感应电流的磁场向上，根据楞次定律可知，线圈的磁场向上减弱或向下增强，当的磁场向上减弱，根据右手定则可判断PQ中电流为Q到P，根据右手定则，PQ在向右减速；当线圈的磁场向下增强，根据右手定则可判断PQ中电流为P到Q，根据右手定则，PQ在向左加速，AD错误BC正确 ‎9.如图，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在t=π/2ω时（ 　　）‎ A. 线圈中的感应电流为0 B. 穿过线圈磁通量最大 C. 线圈中的感应电流最大 D. 穿过线圈的磁通量的变化率最小 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，所以感应电动势表达式为：，所以当时，感应电动势为零，所以感应电流为零，A正确 B.感应电动势为零，线圈经过中性面，磁通量最大，B正确 C.因为感应电动势为零，所以感应电流为零，C错误 D.感应电动势和磁通量变化率成正比，所以磁通量变化率最小，D正确 ‎10.关于交变电流的有效值，以下说法中正确的是（ ）‎ A. 有效值就是交变电流在一个周期内的平均值 B. 有效值总等于最大值的倍 C. 有效值是根据电流的热效应来定义的 D. 照明电压220V、动力电压380V指的都是有效值 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，不是平均值，A错误 B.只有正弦式交流电的有效值等于最大值的倍，一般交流电不一定等于最大值的倍，B错误 C.有效值是根据电流的热效应定义的，C正确 D.照明电压220V、动力电压380V，都是根据产热计算的，指的都是有效值，D正确 ‎11.如图所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是(　 　)‎ A. 振动周期是4×10-2s B. 第2×10-2s内物体的位移是－10 cm C. 物体的振动频率为4 Hz D. 物体的振幅是20 cm ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据图像可知完成一个完整振动的时间即振动周期为4×10-2s，A正确 B.第2×10-2s内，即在1×10-2s到2×10-2s内，物体从正向最大位移处，运动到平衡位置，所以位移为-10cm，B正确 C.物体的频率：，C错误 D.根据图像可知振幅为10cm，D错误 ‎12.甲、乙两个单摆的振动图象如图所示．根据振动图象可以断定（ 　　）‎ A. 若甲、乙两单摆在同一地点摆动，甲、乙两单摆摆长之比是9：4‎ B. 甲、乙两单摆振动的频率之比是3：2‎ C. 甲、乙两单摆振动的周期之比是2：3‎ D. 若甲、乙两单摆在不同一地点摆动，但摆长相同，则甲乙两单摆所在地点的重力加速度之比为9:4‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC.根据图像可知，单摆振动的周期关系：，所以周期之比为，频率为周期的反比，所以频率之比：；若甲乙在同一地点，则重力加速度相同，根据周期公式：，所以摆长之比为4：9，A错误BC正确 D.若在不同地点，摆长相同，根据得：重力加速度之比为：9：4，D正确 二、填空题（本题共2小题，共12分。其中第13题4分，第14题8分。）‎ ‎13.一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.28s质点第一次通过M点，再经0.1s第二次通过M点，则质点振动周期的可能为___________．‎ ‎【答案】1.32s或0.44s ‎【解析】‎ ‎【详解】如果质点第一次通过M点，继续最大位移处运动，则有：，所以周期等于：；如果质点第一次通过M点，向另一侧最大位移处运动，则有：，解得：‎ ‎14.在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g=_________.如果已知摆球直径为2.00 cm,用刻度尺的零刻线对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图(甲)所示,那么单摆摆长________.如果测定了50次全振动的时间如图(乙)中秒表所示,那么秒表读数是______ s.单摆的摆动周期是_______ s.‎ ‎【答案】 (1). (2). 87.40cm (3). 75.2 (4). 1.504‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据单摆周期公式：，解得：；根据图像可知，到摆球最低点读数为88.40cm，所以摆长为：；根据图像可知，秒表示数为：；因为是50次全振动，所以振动周期为：‎ 三、计算题（共4道题，每题10分）‎ ‎15.如图所示，一矩形线圈长L=0.5m、宽d=0.1m、质量为m=0.032kg、电阻R=0.2Ω的，从h1=5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。‎ ‎（1）求匀强磁场的磁感应强度B0。‎ ‎（2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.25s，求磁场区域的高度h2.‎ ‎【答案】（1）0.8T （2）2.7m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设线圈刚进入磁场时的速度为v0，则据机械能守恒定律可得：‎ ‎，刚进入磁场时，感应电动势：，感应电流：，安培力：，根据平衡条件可得，解得B0=0.8T ‎（2）因为线圈的下边进入磁场后先做匀速运动，用时t0=0.05s，所以线圈做加速运动的时间：t1=0.2s，根据几何关系：‎ ‎16.如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为n，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B0的磁场中，绕OO′轴以角速度ω0匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，求 ‎（1）通过电阻R的电荷量是多少？‎ ‎（2）外力做功是多少？‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）感应电动势：，感应电流：，通过的电量：‎ ‎（2）感应电动势的最大值： ，有效值为：，电场力做功，有：，根据角速度公式经过的时间：联立解得：‎ ‎17.发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器．发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，输电导线中的电功率损失为输入功率的4%.‎ ‎(1)求升压变压器输出电压和输电导线中的电流．‎ ‎(2)求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压．‎ ‎(3)计算降压变压器的输出功率．‎ ‎【答案】(1)6 250 V　16 A　(2)15.625 Ω　6 000 V(3)96 000 W ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，画出输电线路图．‎ ‎(1)对升压变压器，根据公式，有，根据功率方程：‎ ‎(2)损失功率：，代入数据解得：R＝15.625 Ω，根据电压关系：ΔU＝U2－U3＝I2R，所以：U3＝U2－I2R＝(6 250－16×15.625) V＝6 000 V.‎ ‎(3)根据功率关系：P4＝P1－ΔP＝0.96P1＝0.96×100 000 W＝96 000 W.‎ ‎18.如图所示，光滑的半球壳半径r，O点在球心的正下方，一小球在距O点很近的A点由静止释放，同时在O点正上方有一小球自由落下，若运动中阻力不计，为使两球在O点相碰，求小球应从多高处自由落下。　‎ ‎【答案】 (n=0、1、2、3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据单摆周期公式：，A球运动时间：，(n=0、1、2、3）；对自由下落的小球有：，‎