内容正文:
四川省成都东部新区养马高级中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2、请将答案正确填写在答题卡上。
第I卷(选择题,共46分)
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,长直导线中通有恒定电流I,闭合矩形导线框的边平行于直导线,且与直导线在同一平面内。导线框沿与导线垂直的方向,从右向左匀速运动,跨过直导线过程中不接触直导线。则在此过程中导线框中感应电流的方向( )
A. 沿不变
B. 沿不变
C. 由先变为,再变为
D. 由先变为,再变为
2. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A. E、F两点场强不相同
B. A、D两点场强不同
C. B、O、C三点,O点场强最小
D. 从E点向O点运动的电子所受电场力逐渐减小
3. 坐标原点处的波源做简谐运动,它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,波源振动4s后波刚好传到x=12m处,波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中M点正沿y轴负方向振动
B. 波在介质中的速度大小为3m/s
C. 质点M的平衡位置在x=4m处
D. 该波的传播周期为4s
4. 如图所示,金属杆的质量为m,长为l,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面成角斜向上,结果静止于水平导轨上。已知重力加速度为g。关于金属杆所受力的大小,下列说法正确的是( )
A. 安培力大小为 B. 安培力大小为
C. 摩擦力大小为 D. 支持力大小为
5. 如图,一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖,,一条平行于边的光线从边上的点射入玻璃砖,经边折射后打到边上的点,已知,光在真空传播的速度为。下列说法错误的是( )
A. 入射光线在点处的折射角为
B. 玻璃砖折射率为
C. 在面上发生全反射,光不从面射出
D. 光从点入射到有光从玻璃砖射出所经历的最短时间为
6. 如图所示,圆形线圈的匝数,面积,处在垂直于纸面向里的匀强磁场中。磁感应强度大小随时间变化的规律为,定值电阻,线圈的电阻。下列说法正确的是( )
A. 通过电阻的电流方向为
B. 线圈产生的感应电动势为
C. 定值电阻两端的电压为
D. 通过电阻的电流为
7. 如图为一含有理想变压器的电路,其中定值电阻和的阻值均为,电流表和电压表均为理想交流电表。输入的电压随时间变化满足关系式,已知电路稳定工作时,定值电阻消耗的电功率为消耗电功率的4倍,则下列说法正确的是( )
A. 理想变压器原、副线圈的匝数之比为
B. 定值电阻内电流方向每秒变化50次
C. 电流表的示数为0.4A
D. 电压表的示数为16V
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 一电子(电荷量大小为e,质量为m)由静止释放,经U1的加速电压加速后,沿平行于板面方向进入匀强电场。如图所示,两板相距为d,板长为l,极板间的电压为U2。电子射出偏转电场时速度偏转角为θ,偏移的距离为y。则下列选项正确的是( )
A 偏转电场中电场线竖直向上 B. 加速电场中左极板电势较低
C. D.
9. 如图所示,空间存在水平向右的匀强电场,一段长为L的绝缘细线,上端固定在O点,下端连接一质量为m、电荷量为q的带正电小球。现把小球拉到O点正下方,给小球一个垂直纸面向外的水平初速度,以后小球在重力、电场力和细线拉力共同作用下,恰好做匀速圆周运动,轨迹直径等于L。重力加速度为g。则( )
A. 电场强度的大小为 B. 小球运动过程中细线的拉力大小为
C. 小球运动速度大小为 D. 小球从开始运动半周的过程,电场力做的功为
10. 图甲为小型交流发动机原理图,矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻,外接的电阻,电流表和电压表均为理想交流电表。穿过线圈的磁通量随时间t按如图乙的余弦规律变化,则( )
A. 感应电动势的最大值为10V
B. 时,线圈处在中性面的位置
C. 1min内电阻R上产生的焦耳热为60J
D. 线圈从图示位置转过过程中通过电阻R的电荷量为
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题:本题共2小题,共14分。请在答题卷上相应位置作答。
11. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中,甲图为小明同学采用的实验电路以及获得的U-I图像。
(1)小明由该实验方案得到电池电动势的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,电池内阻的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
(2)小明同学用相同的实验器材又采用了如图乙的电路接法,获得的U-I图像如图乙所示,由图乙得到电源电动势为______V。
(3)结合甲、乙两次实验数据,可得到电池内阻真实值为_____Ω(保留两位有效数字),电流表内阻为______Ω(保留两位有效数字)。
12. 某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是______;
A. 实验前应将注射器的空气完全排出
B. 空气柱体积变化应尽可能的快些
C. 空气柱的压强随体积的减小而减小
D. 作出的图像可以直观反映出与V的关系
(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出______(选填“”或“”)图像。对图线进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条______线,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
(3)若根据实验数据画出的如图丙所示,请说出的物理意义______。
四、计算题:本题共3小题,依次为10分,14分,16分,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
13. 如图所示,粗细均匀的U形管,右端口封闭,左端口开口,右管中用水银封闭着长10cm的理想气体,当气体的温度为27℃时,两管水银面的高度差为5cm,外界大气压为75cmHg,若对封闭气体缓慢加热,为了使左、右两管中的水银面高度差仍为5cm,求:
(1)气体升高后的温度为多少?
(2)若不给气体加热,保持气体温度不变,使玻璃管始终保持竖直状态向下做自由落体运动,水银柱稳定时,左、右两管中水银液面高度差为多少?
14. 真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,MN、 PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)沿着与MN夹角θ为30°的方向射入磁场中,刚好没能从PQ边界射出磁场。求粒子:
(1)粒子射入磁场的速度大小v;
(2)在磁场中运动的时间t。
15. 如图所示,间距足够长的平行金属导轨水平固定放置,端连有一电阻,其余电阻均不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度。一质量的导体棒静置于导轨上并与导轨接触良好,棒以初速度沿导轨运动,经一段时间后停止。棒和导轨间的动摩擦因数为,此过程中通过电阻R的电量取。求:
(1)当棒的速度为时加速度的大小;
(2)电阻R上产生的热量;
(3)棒在此过程中运动的时间。
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四川省成都东部新区养马高级中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题
注意事项:
1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。
2、请将答案正确填写在答题卡上。
第I卷(选择题,共46分)
一、单选题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 如图所示,长直导线中通有恒定电流I,闭合矩形导线框的边平行于直导线,且与直导线在同一平面内。导线框沿与导线垂直的方向,从右向左匀速运动,跨过直导线过程中不接触直导线。则在此过程中导线框中感应电流的方向( )
A. 沿不变
B. 沿不变
C. 由先变,再变为
D. 由先变为,再变为
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则得,载有恒定电流的直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直直面向外,右边的磁场方向垂直向里,当线圈向导线靠近时,则穿过线圈的磁通量变大,根据楞次定律,可知感应电流方向为adcba,当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合,穿过线圈的磁通量的变小,则感应电流方向为abcda,;当继续向左运动时,穿过磁通量变大,由楞次定律可知,感应电流方向为abcda,继续向左运动,远离导线时,线圈磁通量向外减小,感应电流方向为adcba。
故选D。
2. 电场线能直观、方便地反映电场的分布情况。图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线,图乙是场中的一些点;O是电荷连线的中点,E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,B、C和A、D也相对O对称。则( )
A. E、F两点场强不相同
B. A、D两点场强不同
C. B、O、C三点,O点场强最小
D. 从E点向O点运动的电子所受电场力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线,电场强度方向与等势线垂直,因此E、F两点电场强度方向相同,由于E、F是连线中垂线上相对O对称的两点,则其电场强度大小也相等,故A错误;
B.根据对称性可知,A、D两点处电场线疏密程度相同,则A、D两点电场强度大小相同,由题图甲看出,A、D两点电场强度方向相同,故B错误;
C.由题图甲看出,B、O、C三点比较,O点电场线最稀疏,电场强度最小,故C正确;
D.由题图甲可知,电子从E点向O点运动过程中,电场线逐渐变密,则电场强度逐渐增大,电子所受静电力逐渐增大,故D错误。
故选C。
3. 坐标原点处的波源做简谐运动,它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播,波源振动4s后波刚好传到x=12m处,波形图如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中M点正沿y轴负方向振动
B. 波在介质中的速度大小为3m/s
C. 质点M的平衡位置在x=4m处
D. 该波的传播周期为4s
【答案】B
【解析】
【详解】A.波沿x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,图中M点正沿y轴正方向振动,故A错误;
B.根据,故B正确;
C.横波上各质点在各自平衡位置附近来回振动,与波的传播方向垂直,质点M的平衡位置在x=4m处左边,故C错误;
D.由图可知,该波的波长为8m ,周期为
故D错误。
故选B。
4. 如图所示,金属杆的质量为m,长为l,通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨平面成角斜向上,结果静止于水平导轨上。已知重力加速度为g。关于金属杆所受力的大小,下列说法正确的是( )
A. 安培力大小为 B. 安培力大小为
C. 摩擦力大小为 D. 支持力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.金属杆电流方向与磁场方向垂直,安培力大小为
根据左手定则可判断,安培力与竖直方向夹角为斜向左上,故A错误,B正确;
C.根据水平方向平衡条件得
故C错误;
D.竖直方向,由平衡条件得
故D错误。
故选B。
5. 如图,一横截面为直角三角形ABC的玻璃砖,,一条平行于边的光线从边上的点射入玻璃砖,经边折射后打到边上的点,已知,光在真空传播的速度为。下列说法错误的是( )
A. 入射光线在点处的折射角为
B. 玻璃砖折射率为
C. 在面上发生全反射,光不从面射出
D. 光从点入射到有光从玻璃砖射出所经历的最短时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A.在Δ中,根据余弦定理
解得
所以Δ为等腰三角形,则
,
作出点法线,如图所示,根据几何关系可得光线在点入射角为
折射角为
故A正确,不符合题意;
B.根据光的折射定律,玻璃砖的折射率为
故B正确,不符合题意;
C.设发生全反射的临界角为,则
根据几何关系可得在面上的入射角为60°,由于
所以在面上发生全反射,光不从面射出,故C正确,不符合题意;
D.作出面上入射光线,如图所示,根据几何关系可得在面上的入射角为30°,由于
所以在面上不发生全反射,光最先从面射出,根据几何关系得
光在玻璃砖中的速度为
所以最短时间为
故D错误,符合题意。
故选D。
6. 如图所示,圆形线圈的匝数,面积,处在垂直于纸面向里的匀强磁场中。磁感应强度大小随时间变化的规律为,定值电阻,线圈的电阻。下列说法正确的是( )
A. 通过电阻的电流方向为
B. 线圈产生的感应电动势为
C. 定值电阻两端的电压为
D. 通过电阻的电流为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,由磁感应强度大小随时间变化的规律可知,穿过线圈的磁通量增加,由楞次定律可知,线圈中感应磁场的方向垂直纸面向外,由安培定则可知,线圈中感应电流为逆时针,则通过电阻的电流方向为,故A错误;
B.根据题意,由法拉第电磁感应定律有,线圈产生的感应电动势为
故B正确;
CD.根据题意可知,线圈中磁感应强度均匀变化,则线圈产生恒定的电动势,由闭合回路欧姆定律可得,通过电阻的电流为
定值电阻两端的电压为
故CD错误。
故选B。
7. 如图为一含有理想变压器的电路,其中定值电阻和的阻值均为,电流表和电压表均为理想交流电表。输入的电压随时间变化满足关系式,已知电路稳定工作时,定值电阻消耗的电功率为消耗电功率的4倍,则下列说法正确的是( )
A. 理想变压器原、副线圈的匝数之比为
B. 定值电阻内的电流方向每秒变化50次
C. 电流表的示数为0.4A
D. 电压表的示数为16V
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据
因为定值电阻消耗的电功率为消耗电功率的4倍,且
则
则理想变压器原、副线圈的匝数之比为,故A错误;
B.根据输入电压的表达式可知
则交变电流的频率为
因为理想变压器不改变交变电流的频率,所以通过定值电阻的交变电流的频率也为50Hz,即电流方向每秒变化100次,故B错误;
CD.因为,
所以
理想变压器原副线圈电压与匝数关系
又因为,
联立解得,,
则电流表的示数为
电压表的示数为,故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多项符合题目要求。全部选对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
8. 一电子(电荷量大小为e,质量为m)由静止释放,经U1的加速电压加速后,沿平行于板面方向进入匀强电场。如图所示,两板相距为d,板长为l,极板间的电压为U2。电子射出偏转电场时速度偏转角为θ,偏移的距离为y。则下列选项正确的是( )
A. 偏转电场中电场线竖直向上 B. 加速电场中左极板电势较低
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题图可知电子在偏转电场中所受电场力竖直向上,所以偏转电场中电场线竖直向下,故A错误;
B.由题图可知电子在加速电场中所受电场力水平向右,所以加速电场的方向为水平向左,根据沿电场方向电势降低可知加速电场中左极板电势较低,故B正确;
CD.设电子经过加速后获得速度大小为v1,根据动能定理有
①
电子在偏转电场中的加速度大小为
②
电子在偏转电场中的运动时间为
③
根据运动学规律可得
④
根据类平抛运动规律的推论可得
⑤
联立①~⑤式解得
⑥
⑦
故C正确,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,空间存在水平向右的匀强电场,一段长为L的绝缘细线,上端固定在O点,下端连接一质量为m、电荷量为q的带正电小球。现把小球拉到O点正下方,给小球一个垂直纸面向外的水平初速度,以后小球在重力、电场力和细线拉力共同作用下,恰好做匀速圆周运动,轨迹直径等于L。重力加速度为g。则( )
A. 电场强度的大小为 B. 小球运动过程中细线的拉力大小为
C. 小球运动的速度大小为 D. 小球从开始运动半周的过程,电场力做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.把重力和电场力的合力看成等效重力,小球在等效重力场中做圆锥摆运动,如图所示
由于轨迹直径也等于L,可知圆锥摆的摆角,有
可得
故A正确;
B.又
对小球受力分析可知细线的拉力大小为
故B错误;
C.小球做匀速圆周运动,由牛顿第二定律有
其中
可得
故C错误;
D.小球从开始运动半周的过程,电场力做的功为
故D正确。
故选AD。
10. 图甲为小型交流发动机的原理图,矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数匝、电阻,外接的电阻,电流表和电压表均为理想交流电表。穿过线圈的磁通量随时间t按如图乙的余弦规律变化,则( )
A. 感应电动势的最大值为10V
B. 时,线圈处在中性面的位置
C. 1min内电阻R上产生的焦耳热为60J
D. 线圈从图示位置转过过程中通过电阻R的电荷量为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.线圈转动的角速度
感应电动势的最大值
A正确;
B.由图乙可知,在时,线圈的磁通量最大,恰好处在中性面的位置,B正确;
C.电动势的有效值
1min内电阻R上产生的焦耳热为
C错误;
D.线圈从图示位置转过过程中通过电阻R的电荷量
D错误。
故选AB。
第Ⅱ卷(非选择题,共54分)
三、实验题:本题共2小题,共14分。请在答题卷上相应位置作答。
11. 在“电池电动势和内阻的测量”实验中,甲图为小明同学采用的实验电路以及获得的U-I图像。
(1)小明由该实验方案得到电池电动势的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,电池内阻的测量值______(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
(2)小明同学用相同的实验器材又采用了如图乙的电路接法,获得的U-I图像如图乙所示,由图乙得到电源电动势为______V。
(3)结合甲、乙两次实验数据,可得到电池内阻真实值_____Ω(保留两位有效数字),电流表内阻为______Ω(保留两位有效数字)。
【答案】 ①. 等于 ②. 大于 ③. 1.47 ④. 2.0 ⑤. 0.20
【解析】
【详解】(1)[1][2]由该实验方案可知,若将安培表和电源等效为新的电源,则
得到电池电动势的测量值等于真实值,电池内阻的测量值大于真实值。
(2)[3]根据
U=E-Ir
由图乙得图线在纵轴上的截距等于电动势,则电源电动势为
E=1.47V
(3)[4][5]由甲图可知电动势真实值为
E=1.54V
图乙中短路时
解得
r=2.0Ω
RA=0.20Ω
12. 某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
(1)关于该实验,下列说法正确的是______;
A. 实验前应将注射器的空气完全排出
B. 空气柱体积变化应尽可能的快些
C. 空气柱的压强随体积的减小而减小
D. 作出的图像可以直观反映出与V的关系
(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出______(选填“”或“”)图像。对图线进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条______线,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
(3)若根据实验数据画出的如图丙所示,请说出的物理意义______。
【答案】(1)D (2) ①. ②. 过原点的倾斜直线
(3)注射器前端与橡胶塞连接处的气体
【解析】
【小问1详解】
A.实验是以注射器内的空气为研究对象,所以实验前不能将注射器的空气完全排出,故A错误;
B.空气柱的体积变化不能太快,要缓慢移动注射器保证气体温度不变,故B错误;
C.气体发生等温变化,空气柱的压强随体积的减小而增大,故C错误;
D.图像是一条倾斜的直线,作出图像可以直观反映出与的关系,故D正确。
故选D。
【小问2详解】
根据可得
为了能直观地判断气体压强与气体体积的函数关系,应作出图像;对图线进行分析,如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
【小问3详解】
另一小组根据实验数据作出图像如题图丙所示,若他们的实验操作无误,造成图像不过原点的原因可能是试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积,结合实验器材可知,是注射器前端与橡胶塞连接处的气体。
四、计算题:本题共3小题,依次为10分,14分,16分,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分。
13. 如图所示,粗细均匀的U形管,右端口封闭,左端口开口,右管中用水银封闭着长10cm的理想气体,当气体的温度为27℃时,两管水银面的高度差为5cm,外界大气压为75cmHg,若对封闭气体缓慢加热,为了使左、右两管中的水银面高度差仍为5cm,求:
(1)气体升高后的温度为多少?
(2)若不给气体加热,保持气体温度不变,使玻璃管始终保持竖直状态向下做自由落体运动,水银柱稳定时,左、右两管中水银液面高度差为多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)开始时,气体的压强为
升温后,气体的压强
根据理想气体状态方程
,,
解得
(2)若保持温度不变,使玻璃管始终保持竖直状态向下做自由落体运动,则管中水银处于完全失重状态,则封闭气体压强
设气柱的长为,则
解得
则左、右两管中水银液面高度差为
14. 真空区域有宽度为l、磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向如图所示,MN、 PQ是磁场的边界。质量为m、电荷量为q的带负电粒子(不计重力)沿着与MN夹角θ为30°的方向射入磁场中,刚好没能从PQ边界射出磁场。求粒子:
(1)粒子射入磁场的速度大小v;
(2)在磁场中运动的时间t。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)设粒子在磁场中运动半径为r。洛伦兹力提供圆周运动向心力
Bqv=m
几何关系
cos30°=
联立得
v=
(2)圆心角为
运动时间
T=
得
t=
15. 如图所示,间距足够长的平行金属导轨水平固定放置,端连有一电阻,其余电阻均不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度。一质量的导体棒静置于导轨上并与导轨接触良好,棒以初速度沿导轨运动,经一段时间后停止。棒和导轨间的动摩擦因数为,此过程中通过电阻R的电量取。求:
(1)当棒的速度为时加速度的大小;
(2)电阻R上产生的热量;
(3)棒在此过程中运动的时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当棒的速度为时,根据牛顿第二定律得
而感应电动势
电流
安培力
联立解得
(2)(3)棒切割磁感线产生感应电流,设向右运动的距离为,则平均感应电动势为
平均感应电流为
通过电阻的电量
联立解得棒运动的距离
对棒根据动量定理得
而
联立解得
根据能量守恒定律有
带入数据解得
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