2021-2022学年广东省梅州市大埔县实验中学高二（下）5月第二次段考物理试题（解析版）

实验中学2021-2022学年下学期第二次段考高二物理试题一、单项选择题：本题7小题，每小题4分，共28分。1.如图所示，2022年3月23日下午，神舟十三号乘组航天员在中国空间站成功上了“天宫课堂”第二课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（）A.牛顿根据电磁场理论预言了电磁波存在B.麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在C.电视机、收音机和手机接受的信号都属于电磁波D.电磁波不可以在真空中传播【答案】C【解析】【详解】A．麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波存在，故A错误；B．德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故B错误；C．电视机、收音机和手机接受的信号都属于电磁波，故C正确；D．电磁波可以在真空中传播，故D错误。故选C。2.学完电磁感应涡流的知识后，某个同学回家制作了一个简易加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（）

A.提高交流电源的频率B.减少线圈的匝数C.将金属杯换为陶瓷杯D.将交流电源换成电动势更大的直流电源【答案】A【解析】【详解】AB．由题意可知，本题中是涡流现象的应用，即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流，从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，故B错误，A正确；C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；D．将交流电源换成电动势更大的直流电源不会产生涡流，故D错误。故选A。3.如图所示，一端开口、另一端封闭的玻璃管内用水银柱封闭一定质量的气体，保持温度不变，把管子以封闭端为圆心，从开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，可用来说明气体状态变化的p-V图像是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】水平方向上有：，竖直方向上有：，开口向上的竖直位置逆时针缓慢转到水平位置的过程中，气体的压强增大，体积减小．故D正确；4.关于布朗运动，下列说法正确的是（）A.布朗运动就是分子的无规则运动B.布朗运动是液体分子的无规则运动C.温度越高，布朗运动越剧烈D.在0℃的环境中布朗运动消失【答案】C【解析】【详解】AB．布朗运动是指液体中悬浮颗粒无规则运动现象，不是分子的无规则运动，故AB错误；C．布朗运动是液体分子无规则运动碰撞悬浮颗粒引起的，温度越高液体分子运动得越剧烈，则布朗运动也越剧烈，故C正确；D．分子的运动永不停息，所以布朗运动不会消失，只有明显和不明显之分，故D错误。故选C。5.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环．规定如图2所示的电流i及磁场B方向为正方向．当用磁场传感器测得磁感应强度随时间变化如图所示2时，导体环中感应电流随时间变化的情况是（）

A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据法拉第电磁感应定律有：则感应电流，因此在面积、匝数不变的情况下，感应电流与磁场的变化率成正比，即与B-t图象中的斜率成正比，由图象可知：0～2s内，斜率为零，感应电流为零，2～4s内，斜率不变，故形成的感应电流不变，根据楞次定律可知感应电流方向逆时针即为正值；C正确，ABD错误。故选C。6.如图所示为某质点在0～4s内的振动图像，则（）A.质点振动的振幅是2m，质点振动的频率为4HzB.质点在4s末的位移为8mC.质点在4s内的路程为8mD.质点在t=1s到t=3s的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小【答案】C【解析】【详解】A．由图象可知，质点振动的振幅是2m，周期为4s，则频率为0.25Hz，A错误；B．质点4s末在平衡位置，所以位移为0m，B错误；C．由于质点振动的振幅是2m，质点在4s内刚好经历一个周期，路程为8m，C正确；D．质点在t=1s到t=3s的时间内，一直沿x轴负方向运动，速度先增大后减小，D错误。故选C。7.下列说法不正确的是（）

A.由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高B.由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大C.由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小D.由图丁可知，在由变到的过程中分子力做正功【答案】B【解析】【详解】A．当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A正确；B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由图乙可知，状态A与状态B的相等，则状态A与状态B的温度相同，由图线的特点可知，温度升高，增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；

C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；D．图丁为分子势能图线，对应的分子势能最小，则对应分子间的平衡距离，当分子间的距离时，分子力表现为斥力，分子间距离由变到的过程中，分子力做正功，故D正确；说法不正确的故选B。二、多项选择题：本题有3小题，每题6分，共18分。每题多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1，输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（）A.升压变压器副线圈电压U2不变 B.降压变压器原线圈电压U3升高C.发电机的输出功率增大 D.输电线的电流不变【答案】AC【解析】【详解】A．发电机的输出电压U1不变，升压变压器匝数比不变，则副线圈电压U2不变，A正确；BD．当用电器增多时，功率增大，降压变压器输出电流增大，则降压变压器原线圈电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大、输电线上的电压损失增大，进一步导致降压变压器的输入电压U3减小，BD错误；C．用户开启的用电器增多，消耗的功率增大，发电机输出功率随之增大，C正确。故选AC。9.无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（）A.电容器正在放电 B.振荡电流正在增大C.电路中电流沿顺时针方向 D.磁场能正在向电场能转化【答案】CD【解析】【详解】根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上级板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化。故选CD。10.图示描述了一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中ab的延长线过原点，则下列说法正确的是（）A.气体从的过程，气体体积不变B.气体从的过程，气体体积先增大后减小C.气体从的过程，气体分子的数密度减小D.气体从的过程，气体分子数密度和分子的平均速率都减小【答案】AC【解析】【详解】A．的延长线过原点，由可知，发生得是等容变化，气体体积不变，故A正确；BC．气体从的过程，发生得是等压变化，温度升高，所以气体体积增大；是等温变化，压强减小，体积增大，分子数不变，所以气体分子的数密度减小，故B错误，C正确；D．气体从的过程，温度降低，所以气体分子的平均速率减小；各点与原点连线的斜率变大，体积变小，所以气体分子数密度增大，故D错误。故选AC。三、实验题：共2题，共14分11.某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压（1）下列操作正确的是___________A．原线圈接直流电压，电表用直流电压档B．原线圈接直流电压，电表用交流电压档C．原线圈接交流电压，电表用直流电压档D．原线圈接交流电压，电表用交流电压档（2）该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）【答案】①.D②.增大③.减小【解析】【分析】【详解】(1)[1]变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故ABC错误，D正确；(2)[2][3]根据变压比公式，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小；12.图为“研究电磁感应现象”的实验装置。（1）将图中所缺的导线补接完整________；（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计指针向右偏了一下，那么合上开关后可能出现的情况有：①将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________；②原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，灵敏电流计指针________（“向左偏”还是“向右偏”）；（3）在做“研究电磁感应现象”实验时，如果副线圈两端不接任何元件，则副线圈电路中将________。A．因电路不闭合，无电磁感应现象B．有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势C．不能用楞次定律判断感应电动势方向D．可以用楞次定律判断感应电动势方向【答案】①.②.向右偏③.向左偏④.BD【解析】【分析】【详解】(1)[1]电路图为(2)①[2]电键闭合时，电流表指针右偏，表明在磁场方向不变的情况下，增大磁通量，电流表右偏，所以将原线圈迅速插入副线圈时，磁通量增大，灵敏电流计指针将向右偏。②[3]原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器的阻值调大时，螺线管中电流减小，磁场减弱，磁通量减小，灵敏电流计指针将向左偏。(3)[4]在副线圈中磁通量发生变化时，即使副线圈不闭合，副线圈中也有电磁感应现象，但无感应电流，只有感应电动势，同样可以利用楞次定律判断感应电动势方向。故选BD。四、解答题：共3题，共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。13.一根长为0.30m的直导线，垂直于某匀强磁场方向放置，当导线中通有1.5A的电流时，导线受到的安培力大小为0.18N，则：（1）磁场的磁感应强度为多大？（2）当导线中的电流增大为2.5A时，导线受到的安培力为多大？此时磁场的磁感应强度为多大？【答案】（1）0.4T；（2）0.30N，0.4T【解析】【详解】（1）磁场的磁感应强度为（2）导线受到的安培力为此时磁感应强度仍为0.4T。14.为力争2060年前实现碳中和的目标，我国将大力发展风力发电。如图所示为一台小型风力发电机的示意图，匝数为100匝的线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图所示。已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。（1）写出线圈的感应电动势的瞬时值表达式；（2）交流电压表的读数为多少；（3）增大发电机的电动势峰值值就是高效利用能源的方式之一，请你提出两条能增大感应电动势峰值的措施。【答案】（1）；（2）5.4V；（3）见解析【解析】【详解】（1）由图乙可知，感应电动势的最大值，周期，则则电动势的瞬时值表达式为（2）由图甲，根据闭合电路欧姆定律得瞬时电流表达式为则电流有效值为（3）由电动势的最大值公式可以增加线圈匝数、增加磁感应强度、增加线圈面积、提高转速、提高角速度、增加磁通量的最大值等方式来增大感应电动势峰值；15.如图所示，一矩形金属框架与水平面成角θ=37°，宽L=0.4m,上端连接电阻R0，R0=1.0Ω，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，匀强磁场方向垂直于金属框架平面向上，磁感应强B=1.0T，金属杆ab质量m=0.1kg，电阻r=1.0Ω，与框架间动摩擦因数μ=0.5，所有接触良好。杆由静止开始下滑，到速度刚好达到最大的过程中，电阻R0产生的热量Q0=1J。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）当金属棒的速度是2m/s时，金属棒的加速度；（2）流过R0的最大电流；（3）从ab杆开始释放到