2021-2022学年河南省八所名校高二（下）第四次联考物理试题（解析版）

河南省八所名校2021-2022学年高二下学期联考四物理试卷注意事项：1、本试卷分为第1卷（选择题）和第2卷（非选择题）两部分。2、本场考试90分钟，满分100分。3、答卷前考生务必将自己的姓名和考号填写在答题卡上，并使用2B铅笔填涂。4、考试结束后，将答题卡交回。一、选择题（每小题4分，共48分，1-8小题为单项选择题，9-12小题为多项选择题，漏选得2分，多选错选得0分）1.关于物理学史、以及原理，以下说法正确的是A.奥斯特心系“磁生电”，总结出了电磁感应定律B.洛伦兹力始终不做功，所以动生电动势的产生与洛伦兹力无关C.线圈的磁通量与线圈的匝数无关，线圈中产生的感应电动势也与线圈的匝数无关D.涡流跟平时说的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生【答案】D【解析】【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．导线切割磁感应线时产生的电动势叫动生电动势；涡流也是感应电流．【详解】法拉第心系“磁生电”，通过近十年的艰苦探索终于发现了“磁生电”的条件，故A错误；因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力，而向导体一端移动，动生电动势是洛仑兹力的分力对导体中自由电荷做功而引起的，故B错误；线圈的磁通量与线圈的匝数无关，而线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数成正比，故C错误；涡流跟平时说的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生，故D正确．所以D正确，ABC错误．【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．2.如图为演示自感现象的实验电路，电感线圈的自感系数较大，调节滑动变阻器R的阻值，且使得滑动变阻器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.接通开关S，灯、同时变亮B.接通开关S，灯逐渐变亮，立即变亮C.断开开关S，灯、立即熄灭D.断开开关S，灯逐渐熄灭，立即熄灭【答案】B【解析】【分析】【详解】AB．接通开关S，灯立即变亮，灯逐渐变亮，所以A错误；B正确；CD．断开开关S，电感线圈发生自感电动势阻碍电流减小，则灯、逐渐熄灭，所以CD错误；故选B。3.如图所示，在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P，现用力从四周拉弹簧线圈，使线圈包围的面积变大，则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中，正确的是（）A.磁通量增大，有感应电流产生B.磁通量增大，无感应电流产生C.磁通量减小，有感应电流产生D.磁通量减小，无感应电流产生【答案】C【解析】【详解】穿过线圈的磁通量分为两部分，一部分是磁铁外部的磁通量，一部分是磁铁内部的磁通量，磁通量之和为两部分之差，所以当线圈面积增大时，磁铁外部穿过线圈的磁通量增大，内部的磁通量不变，所以差减小，故磁通量减小，所以会产生感应电流。故选C4.如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线O竖直向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线O重合。从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（）

A.在圆盘内磁通量不变B.从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流C.在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动D.圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量【答案】B【解析】【详解】A．磁通量，其中S不变，B增大，故磁通量增大，故A错误；B．根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向竖直向下，由右手定则可知：自上而下看，圆盘会产生顺时针方向的涡旋电流，故B正确；C．根据楞次定律，接触弹簧之前，除重力外，下落过程中圆盘会受到向上的阻碍磁通量增大的力，故C错误；D．根据能量守恒定律可知，接触弹簧下落过程中，圆盘的重力势能转化为弹簧的弹性势能、圆盘的动能以及因涡流效应产生的内能，故D错误。故选B。5.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示；产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（）

A.时穿过线框的磁通量最小B.该线圈转动的角速度大小为πrad/sC.该交变电动势的瞬时值表达式为D.1s内，该交变电流的方向改变50次【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由图象知：t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，变化率最小，故A错误；B．该线圈转动的角速度大小为故B错误；C．当t=0时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为故C正确；D．周期为0.02s，在一个周期内电流的方向改变2次，故1s内电流改变次数为故D错误。故选C。6.如图甲所示为一自耦变压器，P2为副线圈的滑动触头，电压表与电流表均为理想交流电表，P1为滑动变阻器R的滑动触头，变压器的原线圈接有如图乙所示的交变电流，则下列说法正确的是（）

A.当位于正中央时，电压表的示数为B.当位于正中央且时，电压表示数为0C.在触头向下缓慢移动的过程中，两理想电表的读数均增大D.当滑动变阻器的滑动触头向下移动时，变压器的输入功率增大【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．当P2位于正中央时，原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈电压的有效值为又由可知，副线圈输出电压的有效值为110V，因此电压表的读数为110V，故AB错误；C．在触头向下缓慢移动的过程中，副线圈匝数减小，根据可知U2减小，即电压表示数减小，再根据可知，电流表示数也减小，故C错误；D．由于触头不动，则U2不变，当滑动变阻器的滑动触头向下移动时，R减小，根据可知，变压器的输入功率P1增大，故D正确。故选D。7.下图为正弦电流和方波电流随时间的变化关系图像，关于甲、乙、丙、丁四幅图下列说法正确的是（）A.图甲中电流的最大值为2A，有效值为，周期为5sB.图乙中电流的最大值为5A，有效值为2.5A，周期为4sC.图丙中电流的最大值为2A，有效值为，周期为4sD.图丁中电流的最大值为4A，有效值为，周期为2s【答案】D【解析】【分析】【详解】A．图甲中电流的最大值为2A，有效值为周期为4s，故A错误；B．图乙中电流的最大值为5A，有效值为周期为2s，故B错误；C．图丙中电流的最大值为2A，根据电流的热效应可得解得有效值为周期为4s，故C错误；D．图丁中电流的最大值为4A，根据电流的热效应可得解得有效值为周期为2s，故D正确。故选D。8.如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒平行导轨向右的初速度。则（）

A.从开始运动到导体棒速度减为0的过程中，导体棒产生的焦耳热为B.从开始运动到导体棒速度减为0的过程中，导体棒的位移为C.从开始运动到导体棒速度减为0的过程中，通过电阻R的电荷量为D.以上说法均不正确【答案】C【解析】【分析】【详解】A．由能量守恒可知根据可知，导体棒产生的焦耳热为，故A错误；BCD．对导体棒由动量定理有则得由公式解得故BD错误，C正确。故选C。9.关于下列器材的原理和用途，正确的是（）A.变压器可以改变交变电压和频率B.电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速C.真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用【答案】D【解析】【详解】A．变压器可以改变交变电压和电流，不改变频率，故A错误；B．电子感应加速器是利用环形感应电场对电子进行加速，故B错误；C．真空冶炼炉的工作原理是炉内的金属导体内产生涡流使其熔化，故C错误；D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用，故D正确。故选D。10.如图所示是圆盘发电机的示意图；铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘接触。若铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路的总电阻为R，从左往右看，铜盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。则（）A.由于穿过铜盘的磁通量不变，故回路中无感应电流B.回路中感应电流方向不变，为C→R→D→CC.回路中有周期性变化的感应电流D.回路中感应电流大小不变，为【答案】D【解析】【详解】A．将圆盘看成由无数条幅向分布的导体棒组成的，圆盘在外力作用下这些导体棒切割磁感线，从而产生感应电动势，出现感应电流，故A错误；B．根据右手定则可知，电流从D点流出，流向C点，因此电流方向为从D向R再到C，即为D→R→C→D，故B错误；CD．根据法拉第电磁感应定律，则有所以产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变，感应电流大小为故C错误，D正确。故选D。11.如图所示，一个电阻值为R、匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路，线圈的半径为r1，在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图（b）所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为t0和B0，导线的电阻不计，在0至t1时间内，下列说法正确的是（）

A.R1中电流的方向由a到b通过R1B.电流的大小为C.线圈两端的电压大小为D.通过电阻R1的电荷量【答案】BD【解析】【分析】详解】AB．由图象分析可知，0至t1时间内有，由法拉第电磁感应定律有E=n=nS面积为S=πr22，由闭合电路欧姆定律有I1=联立以上各式解得，通过电阻R1上的电流大小为I1=由楞次定律可判断通过电阻R1上的电流方向为从b到a，故A错误，B正确；C．线圈两端的电压大小为U=I12R=故C错误；D．通过电阻R1上的电量为q=I1t1=故D正确。故选BD。12.如图所示，在竖直面内有垂直于竖直面向外、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场区域，磁场上下边界相距H。边长为l、电阻为R、质量为m的正方形导线框abcd从cd边距离磁场上边界l处由静止下落，cd边运动到磁场的下边界线框匀速穿出磁场。已知重力加速度为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.线框进入磁场的过程中产生的感应电流沿逆时针方向B.线框ab边离开磁场时，线框的速度大小为C.线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为D.线框穿过整个磁场区域的过程中，线框产生的焦耳热为mg（H+2l）【答案】BC【解析】分析】【详解】A．由楞次定律可知，感应电流沿顺时针方向，故A错误；B．线框匀速穿出磁场，则安培力与重力等大反向，即解得故B正确；C．线框进入磁场的过程中，通过线框导线横截面的电荷量为故C正确；D．线框离开磁场时具有一定的速度，即线框的重力势能并没有全部转化为焦耳热，故D错误。故选BC。二．实验题（16分）13.如图甲所示的实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳均接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，使电容器带电后与电源断开。

（1）影响平行板电容器电容的因素有________。A．两极板的正对面积B．两板间距离C．电介质的介电常数D．极板的材料（2）下列关于实验中使用静电计的说法正确的是有________。A．使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况B．使用静电计的目的是测量电容器电量的变化情况C．静电计可以用电压表替代D．静电计可以用电流表替代（3）某位同学用如图乙所示研究电容器电容与哪些因素有关。A、B为平行板电容器的金属板，G为静电计，开始时开关S闭合，静电计指针张开一定角度；若保持开关S闭合，将A、B两极板间距变大些，指针张开角度将________；若断开开关S后，将A、B两极板正对面积变小些，指针张开角度将________（以上均选填“变大”、“变小”或“不变”）【答案】①.ABC②.A③.不变④.变大【解析】【分析】【详解】（1）[1]根据可知影响平行板电容器电容的因素有：两极板的正对面积、两板间距离、电介质的介电常数。故选ABC。（2）[2]本实验电量不变，则用静电计是为了观察电压的变化。故选A。（3）[3]若保持开关S闭合，则两板间电压U一定，则指针张开角度将不变。[4]若断开开关S后，将A、B两极板正对面积变小些，根据而其电容C减小，两极板所带电荷量Q保持不变，根据将变大，指针张开角度将变大。14.思聪同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，由于手头上没有电流表，只有2个相同的理想电压表（量程可选），1个定值电阻（阻值），2个滑动变阻器，、，她设计了如图甲所示的测量电路，下面请你帮她完成该实验。（1）根据电路图选择适当的电表量程在图乙上完成实物连线______，要求闭合电键前滑动变阻器的阻值最大，其中滑动变阻器应选用______（填字母代号）。（2）正确选择器材、连接电路、闭合开关后词节滑动变阻器时，发现两电压表的读数有变化，但变化都非常小，发生该故障的原因可能是______。（3）排除故障、接好电路后闭合开关，调节滑动变阻器，记录电压表和测量的数据，并根据数据描绘图象如图丙所示，则电动势______，内电阻_____。【答案】①见解析②.③.断路或没接入电路④.1.50⑤.1.0【解析】【详解】（1）[1]根据实验原理图连接实物图如图所示[2]为使电路中电流较大，并且方便调节，故实验中应选用的滑动变阻器是阻值范围较小；（2）[3]闭合开关后词节滑动变阻器时，发现两电压表的读数有变化，但变化都非常小，说明整个电路的总电阻较大，且滑动变阻的调节相对于总电阻来说几乎不起作用，由此可知故障的原因是断路或没接入电路；（3）[4][5]根据闭合电路欧姆定律可得即由上述公式知图象与纵轴截距（如图）为电动势，则斜率大小则三、计算题（公42分）15.如图所示，有内阻的电源电动势，标有“8V，12W”的灯泡L恰好能正常发光，测得此时流经电源的电流为2A，电动机M的电阻，求：（1）电源的内阻；（2）电源的总功率；（3）通过电动机的电流；（4）电动机的输出功率。‍【答案】（1）；（2）18W；（3）0.5A；（4）3.75W【解析】【详解】（1）因为灯泡L恰好能正常发光，电路中的路端电压为U＝8V，由闭合电路欧姆定律有代入数据得电源的内阻（2）电源的总功率P=EI解得P=18W（3）通过灯泡的电流为通过电动机的电流为IM=I－IL=0.5A（4）电动机的热功率为P热==0.25W电动机的输出功率为P出=UIM-P热解得P出=3.75W16.如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径为R。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场。现有一质量m的带正电的物体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，已知静电力大小。带电体运动到半圆形轨道的D点时受到轨道给的弹力大小。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数为μ，取重力加速度g，不计空气阻力。求：（结果可以保留根号）（1）带电体运动到D