2021-2022学年山东省烟台招远市第二中学高二（下）4月月考物理试题（解析版）

高考资源网（），您身边的高考专家PAGE欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。高考资源网（），您身边的高考专家欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。2021-2022学年山东省烟台招远市第二中学高二（下）4月月考物理试题注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂：非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.如图所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以转动的铜盘（不计各种摩擦），现让铜盘转动．下面对观察到的现象描述及解释正确的是：A.铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去B.铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去C.铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下D.铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快【1题答案】【答案】C【解析】【详解】因为铜盘转动会切割磁感线，就有感应电动势，有感应电流，就会受到反向安培力，铜盘最终会停下来。故选C2.某发电厂原来用的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到输电。若输电的电功率都是P，输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A.根据公式，提高电压后输电线上的电流增为原米的30倍B.根据公式，提高电压后输电线路上的电压不变C.根据公式，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的900倍D.根据公式，提高电压后输电线上的功率损耗减少为原来的【2题答案】【答案】D【解析】【详解】A．输送电功率都为P，故由可得，当电压升高为原来的30倍后电流变为原来的，故A错误；B．提高电压后输电线上的电流变为原来的，根据欧姆定律得输电线路上的两端电压变小，故B错误；CD．电线上的损耗功率，因为I变为原来的，故损耗功率变为原来的，故C错误，D正确。故选D。3.通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，则该电流表的示数为（）A. B. C. D.【3题答案】【答案】A【解析】【详解】电流表读数为有效值，设该交流电电流有效值为I，周期为T，根据有效值的定义可知解得则该电流表的示数为5A。故选A。4.某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置，下列说法正确的是（）

A.当电梯突然坠落时，该安全装置可使电梯停在空中B.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，闭合线圈A、B中的电流方向相反C.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈A在阻碍电梯下落D.当电梯坠落至永久磁铁在图示位置时，只有闭合线圈B在阻碍电梯下落【4题答案】【答案】B【解析】【详解】A．若电梯突然坠落，闭合线圈A、B内的磁通量发生变化，将在线圈中产生感应电流，感应电流会阻碍永久磁铁的相对运动，可起到应急避险作用，但不能阻止永久磁铁的运动，故A错误；B．当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上向下看是逆时针方向，闭合线圈B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上向下看是顺时针方向，可知闭合线圈A与B中感应电流方向相反，故B正确；CD．结合A项分析可知，当电梯坠落至永久磁铁在题图所示位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故CD错误。故选B。5.某同学想对比电感线圈和小灯泡对电路的影响，他设计了如图甲所示的电路，电路两端电压恒定，A1、A2为完全相同的电流传感器。先闭合开关K得到如图乙所示的图像，等电路稳定后，断开开关（断开开关的实验数据未画出）。下列关于该实验的说法正确的是（）

A.闭合开关时，自感线圈中电流为零，其自感电动势也为零B.乙图中的曲线表示电流传感器A2测得的数据C.断开开关时，小灯泡会明显闪亮后逐渐熄灭D.时刻小灯泡与线圈的电阻相等【5题答案】【答案】D【解析】【详解】A．闭合开关时，其线圈自感电动势等于电源电动势，则自感线圈中电流为零，故A错误；B．中电流等于自感线圈中电流，自感线圈中电流从零开始逐渐增大，最后趋于稳定，故中数据应为乙图中b曲线，故B错误；C．断开开关前，两支路中电流相等，刚断开开关时，通电线圈的电流不变，故灯泡不会发生明显闪亮，而是逐渐熄灭，故C错误；D．时刻，两支路中电压相等，电流相等，则电阻相等，即小灯泡与线圈的电阻相等，故D正确。故选D。6.如图甲所示，一个边长为、电阻为的正方形导体框处在匀强磁场中，磁场方向与导体框所在平面垂直，导体框中的磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。时，导体框中的磁场方向垂直于纸面向里，则导体框中（）A.末时的感应电流为零 B.内的磁通量变化量为零C.内的感应电流强度为 D.内的感应电流方向保持不变【6题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．末时磁通量为零，但是磁通量的变化率不为零，则感应电流不为零，选项A错误；B．内B的值从+B0S变化到了-B0S，则磁通量变化量为2B0S，选项B错误；C．内的感应电动势感应电流强度为选项C正确；D．根据楞次定律可知，内的感应电流方向为顺时针方向；内的感应电流方向为逆时针方向；内电流方向不同，选项D错误。故选C。7.如图所示，间距为的两平行光滑竖直金属导轨、足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直。导轨的上端P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行。开关K闭合后，质量为、电阻值为的金属棒恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。下列说法正确的是（）

A.磁场均匀减小B.磁场的变化率为C.金属棒中的电流为D.断开K之后，金属棒下滑的最大速度为【7题答案】【答案】B【解析】【详解】A．金属棒ab保持静止，受到的安培力与重力平衡，则知金属杆ab受到的安培力方向竖直向上，由左手定则判断可知，金属棒中电流方向由a→b，线圈中感应电流方向由M→P，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，由楞次定律判断可知，磁场B2均匀增大，故A错误；C．金属棒ab保持静止，根据平衡条件得解得金属棒中的电流故C错误；B．根据闭合电路欧姆定律得线圈产生的感应电动势为根据法拉第电磁感应定律得解得故B正确；D．断开K之后，金属棒ab先向下做加速运动，后做匀速运动，速度达到最大，由平衡条件得解得金属棒ab下滑的最大速度为故D错误。故选B。8.如图所示，空间直角坐标系的xOz平面是光滑水平面，空间中有沿z轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有两块平行的薄金属板，彼此闻距为d，构成一个电容为C的电容器，电容器的下极板放在xOz平面上；在两板之间焊接一根垂直于两板的电阻不计的金属杆MN，已知两板和杆MN的总质量为m，若对杆MN施加一个沿x轴正方向的恒力F，两金属板和杆开始运动后，则（）

A.金属杆MN中存在沿N到到M方向的感应电流B.两金属板间的电压始终保持不变C.两金属板和杆做加速度大小为的匀加速直线运动D.单位时间内电容器增加的电荷量为【8题答案】【答案】D【解析】【详解】A．由右手定则可知，充电电流方向为：由M流向N，故A错误；BCD．设此装置匀加速平移的加速度为a，则时间t后速度MN切割磁感线产生电动势即电容器两板电压U随时间增大而增大，电容器所带电量MN间此时有稳定的充电电流方向向下，根据左手定则可知，MN受到向左的安培力以整个装置为研究对象，由牛顿第二定律得即解得方向沿+x方向，则单位时间内电容器增加的电荷量为故BC错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.小明家中电源电压是的交变电压，他想给一个标有“、”的灯泡供电，他家中有一个原、副线圈匝数比为的理想变压器，为使灯泡正常工作，小明设计了两个方案：一是在原线圈中串联一个电阻；二是在副线圈中串联一个电阻（图中均未画出）。当灯泡正常工作时，下列说法正确的是（）

A.副线圈两端的电压方向每秒钟改变100次B.与的阻值之比为1∶1C.与的功率之比为1∶1D.两个方案中，原线圈电流的有效值均为【9题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．由可知周期为0.02s,副线圈两端的周期也为0.02s，电压方向每秒钟改变100次，A正确；B．在原线圈中串联一个电阻时，副线圈电压为，根据可得，变压器输入端电压为200V，电源电压有效值为220V，上的电压为，根据得，原线圈上电流，在副线圈中串联一个电阻时，电源电压有效值为220V，根据可得，变压器输入端电压为22V，“、”的灯泡正常发光，可知电阻的电压B错误；C．根据B项计算数据与的功率之比为1∶1，C正确；D．根据B项计算数据可知，在原线圈中串联一个电阻时，原线圈电流的有效值为，在副线圈中串联一个电阻时，原线圈电流的有效值为，D错误．故选AC。10.如图1所示，理想变压器的原线圈接有保险丝FU，其熔断电流为6A，副线圈接有阻值为R0=10Ω的定值电阻、铭牌上标有“100V50W”字样的灯泡以及最大阻值为400Ω的滑动变阻器R．现在原线圈的ab间接如图2所示的交流电源，当滑动变阻器的滑片处在中点时，灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是[Failedtodownloadimage:/QBM/2019/5/14/2203504528637952/2206250994016256/STEM/b3bbd78d-3d0a-4df0-9fab-febe33d2b5dc.png]

A.原线圈两端输入的交变电压为u=22sin100πt(V)B.理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5C.若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，灯泡变亮D.若持续向下移动滑动变阻器的滑片，变压器的输入功率变大，可能会使熔断器熔断【10题答案】【答案】BD【解析】【详解】由题图2可知，交变电压的最大值为22V，周期为T=2×10－2s，所以角速度为ω==100π(rad/s)，则原线圈两端的交变电压为u=22sin100πt(V)，选项A错误；灯泡正常发光时的电阻为RL==200Ω，电流为IL==0.5A，当滑动变阻器的滑片处在中点时接入电路的电阻为200Ω，根据并联电路的特点可知，通过电阻R0的电流为I0=1A，所以变压器的输出电压为U2=UL＋I0R0=110V，则有，选项B正确；若将滑动变阻器的滑片向下移动少许，接入电路的电阻变小，则副线圈中的电流变大，电阻R0两端的电压增大，所以灯泡两端的电压减小，亮度变暗，选项C错误；若持续向下移动滑动变阻器的滑片，副线圈中的电流会持续增大，由P出=U2I2可知输出功率变大，又P入=P出，所以输入功率变大，原线圈中的电流I1也增大，因此可能超过熔断电流6A，熔断器可能会熔断，选项D正确．11.如图为模拟远距离输电的实验电路图，两理想变压器的匝数，四根模拟输电线的电阻、、、的阻值均为R，、为相同的理想交流电流表，、为相同的小灯泡，灯丝电阻，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时（）A.、两灯泡的亮度相同B.表的示数小于表的示数C.两端的电压小于两端的电压D.消耗的功率大于消耗的功率【11题答案】【答案】BC【解析】【详解】在远距离输电的过程中，在输电线路相同时，通过升压变压器，使输送的电压升高，从而减小了输电电流，减小了在输送过程中损耗的功率，到达用户时再用降压变压器将电压降为低电压，从而用户得到的功率增加，因此比更亮；表的示数小于表的示数，两端的电压小于两端的电压；消耗的功率小于消耗的功率。故选BC。12.如图甲所示，有两个相邻的有界匀强磁场区域，磁感应强度的大小均为B，磁场方向相反，且与纸面垂直，两磁场边界均与x轴垂直且宽度均为L，在y轴方向足够宽。现有一高和底均为L的等腰三角形导线框，顶点a在y轴上，从图示x=0位置开始，在外力F的作用下向右沿x轴正方向匀速穿过磁场区域。在运动过程中，线框bc边始终与磁场的边界平行。线框中感应电动势E大小、线框所受安培力F安大小、感应电流i大小、外力F大小这四个量分别与线框顶点a移动的位移x的关系图像中正确的是（）A. B. C. D.【12题答案】【答案】B【解析】【详解】线框从开始进入到全部进入第一个磁场时，因切割的有效长度均匀减小，故由E=BLv可知，电动势也均匀减小；由闭合电路欧姆定律得，感应电流也均匀减小；匀速运动，外力F与安培力大小相等外力F与安培力不是均匀减小，不是线性关系，故B正确，ACD错误。故选B。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某同学做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。（1）下列器材中，实验需要用到的有___________A．干电池B．学生电源C．可拆变压器及导线D．直流电压表E．多用电表（2）在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），该实验采用的物理方法是___________。【13题答案】【答案】①.BCE②.减小③.控制变量法【解析】【详解】（1）[1]变压器的原理为交流互感，不需要干电池，需要学生电源提供交流电，需要用到的低压交流电流表和电压表可用多用电表代替，另外还需要可拆变压器及导线。故选BCE。（2）[2][3]在实验中，其同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，根据原副线圈电压之比等于匝数之比可得副线圈两端的电压将减小。研究的过程采用的是控制变量法。14.某实验小组探究影响感应电流方向的因素。所利用的器材有灵敏电流计、线圈、条形磁铁、一节干电池、开关、导线若干。实验步骤如下：(1)按图甲连接电路，闭合开关，通过观察得到灵敏电流计___________方向和___________方向的关系；(2)记下线圈绕向，将线圈和灵敏电流计连接成如图乙所示的闭合回路；(3)把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，然后从线圈中拔出，每次记下电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出___________方向，从而确定___________方向；(4)将实验结果汇总进行分析。由于线圈的横截面积不变，因此磁场的变化就体现了磁通量的变化，该小组发现，当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场与磁体的磁场方向相同，阻碍磁通量的减小；(5)总结概括。感应电流具有这样的方向，即___________。【14题答案】【答案】①.流入的电流②.指针偏转③.感应电流④.感应电流的磁场⑤.感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]按图甲连接电路，闭合开关，通过观察得到灵敏电流计流入的电流方向和指针偏转方向的关系；(3)[3][4]把条形磁铁N极（或S极）向下插入线圈中，然后从线圈中拔出，每次记下电流计中指针偏转方向，然后根据步骤(1)的结论，判定出感应电流的方向，从而确定感应电流的磁场方向；(5)[5]总结概括。感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。15.如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1=20cm，ad边长l2=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。求：（1）线圈转一圈外力做的功；（2）从图示位置转过90°过程中流过电阻R的电荷量。【15题答案】【答案】（1）98.6J；（2）0.1C【解析】【分析】【详解】（1），所以由角速度与转速关系感应电动势最大值为电动势有效值线圈匀速转动的周期线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即代入数据，解得（2）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量16.如图所示，理想变压器原线圈匝数比为，阻值为的电阻接在原线圈回路中，阻值为的电阻接在副线圈回路中，原线圈一侧接在电压恒为的正弦交流电源上。求（1）电阻和消耗的功率之比；（2）变压器副线圈两端的电压。

【16题答案】【答案】（1）；（2）180V【解析】【详解】（1）设原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，根据理想变压器原、副线圈输入功率和输出功率相等又得又得电阻和消耗的功率之比（2）设电阻R1两端电压为U3U0=U1+U3得变压器副线圈两端的电压17.如图甲所示，两条平行的长直导轨、处于同一水平面内，两导轨间距，左端连接阻值的电阻，导轨所在的空间存在方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场。一根质量为的导体棒垂直跨放在导轨上，与导轨间的动摩擦因数。从时刻开始，通过一小型电动机对棒施加一个水平向右的牵引力，使棒从静止开始沿导轨向右运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好。若电动机的输出功率保持恒定，棒运动的图像如图乙所示，图中内的图线是曲线，的图线是直