2021-2022学年福建省福鼎市第六中学高二（下）5月物理试题（解析版）

2021－2022学年第二学期福鼎六中高二5月月考物理试卷一、单项选择题（每小题4分，共16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，线圈在匀强磁场中绕轴转动，产生一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.在t＝0.4s时电流改变方向B.在t＝0时该线圈位于中性面C.该交变电流的表达式为D.该交变电流的有效值为【答案】C【解析】【详解】AB．在t＝0和t=0.4s时电流最大，线圈平面均与中性面垂直，电流方向不变，故AB错误；C．该交变电流的表达式为故C正确；D．该交变电流的有效值为故D错误故选C。2.如图为演示自感现象的实验电路，、为相同的灯泡，电感线圈的自感系数较大，且使得滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈直流电阻相等，下列判断正确的是（）A.断开开关S，灯、逐渐熄灭B接通开关S，灯逐渐变亮，立即变亮C.接通开关S，灯立即变亮D.断开开关S，灯逐渐熄灭，闪一下逐渐熄灭【答案】A【解析】【详解】BC．接通开关S，L产生自感电动势阻碍通过其电流增大，所以通过A1的电流逐渐增大，A1逐渐变亮，而该自感电动势对通过A2的电流无影响，所以A2立即变亮，故BC错误；AD．因为R接入电路的阻值与线圈L的直流电阻相等，所以接通开关S后待电路稳定时，通过A1和A2的电流大小相等，断开开关S，此时A1、A2和L串联在同一回路中，L产生自感电动势阻碍回路中电流减小，因为A1和A2初始电流相等，所以通过A2的电流不会出现突然增大的情况下，即A2不会闪亮，两灯都逐渐熄灭，故A正确，D错误。故选A。3.如图所示，宽度为d的有界匀强磁场，方向垂直于纸面向里。在纸面所在平面内有一对角线长也为d的正方形闭合导线ABCD，沿AC方向垂直磁场边界匀速穿过该磁场区域。规定顺时针方向为感应电流的正方向，t＝0时C点恰好进入磁场，则从C点进入磁场开始到A点离开磁场为止，闭合导线中感应电流随时间的变化图像正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】线圈在进磁场的过程中，根据楞次定律可知，感应电流的方向为CBADC方向，即为负值，在出磁场的过程中，根据楞次定律知，感应电流的方向为ABCDA，即为正值，在线圈进入磁场一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，在线圈后半段进入磁场过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小；在线圈出磁场一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电流均匀增大，在线圈后半段出磁场的过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电流均匀减小；ABD错误，C正确。故选C。4.图中实线和虚线分别是x轴上传播的一列简谐横波t＝0和t＝0.03s时刻的波形图，x＝1.2m处的质点在t＝0.03s时刻向y轴正方向运动，则（）

A.各质点在0.03s内随波迁移0.9mB.该波的频率可能是100HzC.t＝0时，x＝1.4m处质点的加速度方向沿y轴正方向D.该波的波速可能是70m/s【答案】D【解析】【详解】A．各质点只在各自的平衡位置附近做简谐运动，而不随波迁移，故A错误；B．虚线是x轴上传播的一列简谐横波t=0.03s时刻的波形图，x=1.2m处的质点在t=0.03s时刻向y轴正方向运动，根据微平移法可知波向x轴正向传播。波向x正向传播，由实线传到虚线所用时间所以频率为因此频率不可能为100Hz，故B错误；C．时，处质点的位移为正，则加速度方向沿y轴负方向，故C错误；D．由图可知，，因此波速为当时故D正确。故选D。二、多项选择题（每题6分，少选得3分，选错不得分，共24分）5.如图一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（）A.玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率B.a、b在玻璃中的传播速度关系为C.在空气中传播遇到障碍物时，b光更容易发生衍射D.通过同一单狭缝发生衍射时，a光衍射产生的中央亮条纹的宽度比b光大【答案】AC【解析】【详解】A．根据光路可逆可知，a光的入射角大于b光，但折射角相等，根据可知，玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率，故A正确；B．由于，根据可知，a、b在玻璃中的传播速度关系为，故B错误；C．同一介质对光的折射率越大，光的频率就越大，所以a光的频率大于b光，根据可知，a光的波长小于b光，由于波长越长越容易发生衍射现象，因此在空气中传播遇到障碍物时，b光更容易发生衍射，故C正确；D．当通过同一单狭缝发生衍射时，波长越长，中央亮条纹越宽，由于a光的波长小于b光，因此a光衍射产生的中央亮条纹的宽度比b光小，故D错误。故选AC。6.如图所示，甲是质谱仪的示意图，丙是回旋加速器的原理图，乙是研究楞次定律的实验图，丁是研究磁流体发电机的图，下列说法正确的是（）

A.甲图中，质谱仪可以用来测量带电粒子的比荷，也可以用来研究同位素B.乙图中，磁铁插入过程中，电流由b→G→aC.丙图中，回旋加速器是加速带电粒子装置，其加速电压越大，带电粒子最后获得的速度越大D.丁图中，将一束等离子体喷入磁场，A、B板间产生电势差，A板电势低【答案】AD【解析】【详解】A．甲图为质谱仪，用来测定带电粒子比荷的装置，也可用来研究电荷数相等而质量数不等的同位素，故A正确；B．乙图中磁铁插入过程中，穿过线圈向右的磁通量增大，由楞次定律可知，线圈中感应电流的磁场方向向左，根据右手螺旋定则可知电流由a通过电流计流向b，故B错误；C．根据可得，粒子的最大速度为可知最大速度与加速电压无关，只与磁场区域的半径有关，故C错误；D．丁图中，将一束等离子体喷入磁场，由左手定则得，正离子向下偏转，负离子向上偏转，A、B板间会产生电势差，且B板的电势高，A板的电势低，故D正确。故选AD。7.如图所示，两竖直平行虚线边界内，匀强电场方向竖直（平行纸面）向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带负电小球从P点以某一速度垂直边界进入，恰好沿水平方向做直线运动，若仅减小小球从P点进入的速度大小，则在小球进入的一小段时间内（）A.小球做匀变速曲线运动B.小球的电势能减小C.小球机械能减小D.小球的电势能和动能之和减小【答案】BD【解析】【详解】AB．当小球恰好沿水平方向做直线运动时，根据左手定则可知小球所受洛伦兹力竖直向下，根据平衡条件有若仅减小小球从P点进入的速度大小，则在小球进入的一小段时间内，其所受洛伦兹力减小，所以小球将向上偏转，电场力对小球做正功，重力对小球做负功，小球的电势能减小，又因为电场力大于重力，且洛伦兹力对小球不做功，所以小球动能增大，所受洛伦兹力增大，由此可知小球所受合外力是变力，小球做变加速曲线运动，故A错误，B正确；C．因为洛伦兹力对小球不做功，电场力做正功，所以小球的机械能增大，故C错误；D．根据能量守恒定律可知，小球动能、重力势能和电势能之和恒定，因为小球向上偏转，重力势能增大，所以小球的电势能和动能之和减小，故D正确。故选BD。8.如图所示，在竖直平面内有一上下边界均水平且方向垂直线框所在平面的匀强磁场，磁感应强度B＝2.5T。正方形单匝金属线框在磁场上方h＝0.45m处，质量为m＝0.1kg，边长为L＝0.4m，总阻值为R＝1Ω。现将线框由静止释放，下落过程中线框ab边始终与磁场边界平行，ab边刚好进入磁场和刚好离开磁场时的速度均为v＝2m/s，不计空气阻力，重力加速度取，则（）

A.cd边刚进入磁场时克服安培力做功的功率为9WB.匀强磁场区域的高度为0.75mC.穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为1.3JD.线框通过磁场上边界所用时间为0.3s【答案】ACD【解析】【详解】A．cd边刚进入磁场时的速度大小为根据功能关系可知，此时cd边克服安培力做功的功率等于线框消耗的电功率，即故A正确；B．由题意，根据线框进出磁场过程的对称性可知cd边刚出磁场时线框的速度大小为v1，从ab边刚进入磁场到cd边刚出磁场的过程中，线框中磁通量不变，感应电流为零，此过程线框自由下落，设匀强磁场区域的高度为H，根据运动学规律可得解得故B错误；C．根据功能关系可得穿过磁场的过程中线框电阻产生的焦耳热为故C正确；D．设线框通过磁场上边界所用时间为t，根据动量定理有根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可得此过程中通过线框的平均电流为联立以上两式解得故D正确。故选ACD。三、填空题（本题共2小题，每空2分，共8分）9.如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，则线圈中的感应电流方向为______，（选填“顺时针方向”或“逆时针方向”），4s末线圈中感应电流的大小为______A。

【答案】①.逆时针方向②.0.02【解析】【详解】[1]由乙图可知，线圈内的磁通量均匀增加，根据楞次定律可知，产生感应电流的磁场与原磁场方向相反，由右手定则可知，线圈中将产生逆时针方向的感应电流；[2]根据图像，可得前内线圈磁通量的变化量为由法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势大小为由闭合电路欧姆定律，可得4s末线圈中感应电流的大小10.如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离d＝0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B＝2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m＝1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重物块G相连。已知ab棒与导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力，电源的电动势E＝10V、内阻r＝0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计。当滑动变阻器R＝0.9Ω时，ab棒处于静止状态且仅受四个力作用，则重物块的质量______kg，当ab棒将要由静止开始向右滑动时滑动变阻器R′＝______Ω。（g取10m/s2）

【答案】①.1②.1.15【解析】【详解】[1]当滑动变阻器R＝0.9Ω时，通过ab的电流为此时ab棒处于静止状态且仅受四个力作用，即ab棒此时受到重力、支持力、绳的拉力和安培力，不受摩擦力，则绳的拉力和安培力平衡，设重物块的质量为M，则解得[2]当ab棒将要由静止开始向右滑动时，ab棒所受最大静摩擦力方向向左，根据平衡条件有解得此时通过ab的电流为根据闭合电路欧姆定律有解得四、实验题（本题共2小题，每空2分，共22分）11.某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，作出的光路图及测出的相关角度如图所示。

（1）下列那些操作有助于减小测量误差______。A．选用较粗的大头针，以便大头针的像能看得清晰B．玻璃砖的前后两个侧面务必平行C．选用两光学表面间距小的玻璃砖D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些（2）实验中该同学在插这枚针的时候不小心插得偏右的了一点，此操作会导致折射率的测量值______。（填“偏大”、“不变”或“偏小”）（3）该同学测得，及平行玻璃砖两光学表面间距D（真空中光速为c），则光通过平行玻璃砖的时间______。（用所测得的物理量表示）（4）另一同学在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面和。因不慎碰动了玻璃砖，使它向方向平移了一点（如图所示），以后的操作都正确无误，并仍以和为折射面画出了光路图，这样测出的折射率n的值将_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

【答案】①.D②.偏小③.④.不变【解析】【详解】（1）[1]A．选用较粗的大头针，对确定光线的方向会产生更大的误差，故A错误；B．即使玻璃砖的前后两个侧面不平行，但只要操作正确，也不会产生误差，故B错误；C．应选用两光学表面间距大一点的玻璃砖，因为这样偏折现象更加明显，有助于减小误差，故C错误；D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，因为这样可减小确定光线方向时产生的误差，故D正确。故选D。（2）[2]这枚针插得偏右一点，此操作会导致出射光在玻璃砖上的出射点左移，从而导致折射角的测量值偏大，根据可知，折射率的测量值将偏小；（3）[3]由几何知识可得，光在玻璃砖中传播的距离为光在玻璃砖中速度为联立可得，光通过平行玻璃砖的时间（4）[4]用插针法“测定玻璃砖折射率”的实验原理是折射定律如图所示

实线表示玻璃砖向上平移后实际的光路图，虚线表示作图光路图，由图可看出，画图时的入射角、折射角与实际的入射角、折射角相等，由折射定律可知，测出的折射率没有变化，即测出的n值将不变。12.在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，用图甲装置测量红光的波长：

（1）图甲中标示的器材“A”应为______；（2）关于本实验下列说法正确的是______；A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致B．若想增加从目镜中观察到的条纹个数应将屏向远离双缝方向移动C．使用间距更小的双缝会使条纹间距变小（3）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图所示，则在这种情况下测量干涉条纹的间距时，测量值______实际值；（填“大于”“小于”或“等于”）

（4）若单缝到双缝距离为s，双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，实验中在像屏上得到的干涉图样如图所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为、，则入射的单色光波长的计算表达式为______。

【答案】①.滤光片②.A③.大于④.【解析】【详解】（1）[1]在透镜与单缝之间的器材应是滤光片，用以获得不同波长的光。（2）[2]A．若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮，可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致，故A正确；B．若想增加从目镜中观察到的条纹个数，即减小条纹间距，根据可知应将屏向靠近双缝方向移动，故B错误；C．根据可知使用间距更小的双缝会使条纹间距变大，故C错误。故选A。（3）[3]如图所示，如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，根据几何关系可知，分划板中心刻线从一个亮条纹中心移动到一下个亮条纹中心的过程中，刻线移动的距离将大于相邻亮条纹间距。

（4）[4]由题意可知相邻亮条纹间距为根据可得13.某同学做“利用单摆测量当地的重力加速度g”的实验。（1）该小组的一同学先用游标卡尺测得金属小球直径，如图甲所示，则由图可得小球直径d＝______cm。

（2）若实验测得重力加速度g大于当地实际重力加速度，则可能的原因有______。A．误将L当成摆长B．摆球的质量偏大C．夹子的悬点松了D．开始计时时，秒表按下过晚（3）某同学做实验时，测量摆线长后，忘记测量摆球直径，画出了图像，该图像对应下列图中的______图。A．B．C．D．【答案】①.1.98②.D③.C【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的分度值为0.1mm，故小球直径的读数为（2）[2]设单摆绳子的长度为L，则摆长根据可得A．误将L当成摆长，摆长偏小，故测得重力加速度偏小，故A错误；B．重力加速度与质量无关，故B错误；C．夹子悬点松了，导致实际摆长比测量摆长长，因此测得重力加速度偏小，故C错误；D．开始计时时，秒表按下过晚，测得的周期偏小，因此测得重力加速度偏大，故D正确。故选D。（3）[3]根据整理得可知与成正比关系，实验时某同学测量摆线长后，忘记测量摆球直径，则摆长没有加小球的半径，故此时与成一次线性关系，当时，大于零，故选C。五、解答题（第14题8分，第15题10分，第16题12分）14.某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的输出电压为，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为R＝10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为，要求在输电线上损失的功率控制在，请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：（1）输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？（2）两个变压器的匝数比各应等于多少？【答案】（1），；（2），【解析】【详解】（1）由解得输电线上通过的电流是输电线损失的电压为由可得升压变压器输出的电压是（2）升压变压器的匝数比为降压变压器输入电压为降压变压器的匝数比为15.如图所示，足够长光滑平行金属导轨倾斜放置，倾角为37°，宽度为0.5m，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为1.5Ω。导体棒MN垂直于导轨放置，质量为0.5kg，电阻为0.5Ω，两端与导轨接触良好。在整个导轨间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为2T。将导体棒由静止释放，运动4m后，小灯泡开始稳定发光，（重力加速度g取，，），求：（1）导体棒速度为1m/s时棒的