四川省成都市石室中学2022-2023学年高二物理下学期3月月考试题（Word版附答案）

成都石室中学2022-2023学年度下期高2024届3月月考

物  理  试  卷

（满分110分，考试时间100分钟）

第Ⅰ卷（52分）

一、单项选择题（共8个小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题意）

1．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（　　）

A．若图线I是在地球上完成的，则该摆摆长约为1m 

B．若图线Ⅱ是在月球上完成的，则该摆摆长约为1m

C．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1：l2＝25：4

D．若两次受迫振动摆长相同， 则两地的重力加速度比g1：g2＝25：4

2．如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴OO′匀速转动。已知线框电阻R，转动周期T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．时刻，线框平面位于中性面

B．感应电流的有效值为

C．到过程中，线框中平均感应电动势为零

D．线框转动半周，线框中产生的热量为

3．如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（　　）

A．线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向

B．线圈通过磁场区域的过程中，线圈中的感应电流先沿逆时针方向，后沿顺时针方向

C．该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同

D．该线圈所受安培力的方向与线圈运动速度的方向相反

4．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　）

A．发电机输出的电流I1=50A 

B．输电线上的电流I线=50A

C．降压变压器的匝数比 

D．用户得到的电流I4=455A

5．一个长直密绕螺线管N放在一个金属圆环M的中心，圆环轴线与螺线管轴线重合，如图甲所示。螺线管N通有如图乙所示的电流，下列说法正确的是（　　）

A．t=时刻，圆环有扩张的趋势

B．t=时刻，圆环有收缩的趋势

C．t=和t=时刻，圆环内有相同的感应电流

D．t=和t=时刻，圆环内有不同的感应电流

6．如图，空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场，一正方形闭合金属线框自磁场上方某处自由释放后穿过磁场，整个过程线框平面始终竖直．线框边长小于磁场区域上下宽度。若不计空气阻力，以线框刚进入磁场时为计时起点，下列描述线框所受安培力F随时间t变化的图像中，错误的是（　　）

7．如图所示，间距、足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，其左端接一阻值的定值电阻。直线MN垂直于导轨，在其左侧面积的圆形区域内存在垂直于导轨所在平面向里的磁场，磁感应强度B随时间的变化关系为，在其右侧（含边界MN）存在磁感应强度大小、方向垂直导轨所在平面向外的匀强磁场。时，某金属棒从MN处以的初速度开始水平向右运动，已知金属棒质量，与导轨之间的动摩擦因数，导轨、金属棒电阻不计且金属棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度，下列说法正确的是（　　）

A．时，闭合回路中有大小为5A的逆时针方向的电流

B．闭合回路中一直存在顺时针方向的电流

C．金属棒在运动过程中受到的安培力方向向左

D．金属棒最终将以1m/s的速度匀速运动

8．如图是一种电梯突然失控下落时的保护装置。在电梯后方墙壁上交替分布着方向相反的匀强磁场，每块磁场区域宽1.6m，高0.5m，大小均为0.5T。电梯后方固定一个100匝矩形线圈，线圈总电阻为8Ω，高度为1.5m，宽度略大于磁场。已知某次电梯运行试验中电梯总质量为2400kg，g取10m/s2，忽略摩擦阻力。当电梯失去其他保护，由静止从高处突然失控下落时，则

A．电梯下落速度达到2.5m/s时，线圈内产生的感应电流25A

B．电梯可达到的最大速度为15m/s

C．若电梯下落4.5m，达到最大速度的，此过程所用时间为1.2s

D．电梯匀加速下降

二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错得0分）

9．如图1所示的弹簧振子（以O点为平衡位置在B、C间振动），取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图2所示的振动曲线．由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是（　　）

A．t＝0时，振子处在B位置 

B． 如果振子的质量为0.5kg，弹簧的劲度系数20N/cm，则振子的最大加速度大小等400m/s2

C．t＝4s时振子对平衡位置的位移为10cm 

D．  t＝2.5s时振子对平衡位置的位移为5cm 

10．如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是(  )

A．向右加速运动 

B．向左加速运动

C．向右减速运动 

D．向左减速运动

11．在如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2:1，R1=8Ω，R2=1Ω，滑动变阻器R的最大阻值为10Ω，电压表和电流表均为理想交流电表，a、b两端交流电压的有效值恒为U0=8V。则在滑动变阻器滑片从最右向左滑动过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．电流表示数变小

B．R1的最大功率为W

C．滑动变阻器的最大功率为W

D．电压表示数的变化与电流表示数的变化的比值变小

12．如图所示，间距L=1m的两光滑金属导轨相互平行放置，水平导轨与倾斜导轨之间用绝缘材料平滑连接。倾斜轨道的倾角θ=37°，在倾斜轨道上端有一单刀双掷开关S，可连接E=9V，r=2Ω的电源或C=F的未充电的电容器。在倾斜导轨区域和直导轨CDGH矩形区域存在着相同的磁场，方向竖直向上，在水平导轨的右端连接了R2=10Ω的电阻。已知R1=10Ω，d=3m，将开关S与1相连，一质量m=0.1kg的金属导体棒ab恰好能静止在高h=3.6m的倾斜导轨上。不计其他一切电阻和阻力，取g=10m/s2。则：

A．磁感应强度B的大小为1T

B．将开关S掷向2后，ab棒滑到MN处的速度为4m/s

C．将开关S掷向2后，ab棒通过CDGH磁场区域过程中

R2上产生的焦耳热为1.63J

D．将开关S掷向2后，ab杆在倾斜导轨上做加速度减小的加速运动

第Ⅱ卷（58分）

三、实验探究题（本题共2小题，共14分；把答案填在答题纸相应的横线上）

13．小明利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。

（1）下列说法正确的是______。

A．摆线要选择适当细些、长些，弹性小些的细线

B．质量大、体积小的摆球可以减小空气阻力带来的影响

C．单摆偏离平衡位置的角度越大越好

D．为了减小误差，摆球应从最高点开始计时

（2）为了更精确测量摆长，小明用10分度的游标卡尺测量摆球直径如图乙所示，摆球直径为______mm。利用刻度尺测得摆线长为97.10cm，则该单摆的摆长l＝______cm。若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图丙可知该次实验中50次全振动所用时间为______s。

（3）通过改变摆长，小明测出多组摆长l和周期T的数据，作出图线如图丁所示，则由图中数据计算重力加速度的表达式g＝______（用、、、表示）。

14．某实验小组准备用铜片和锌片作为2个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度几乎相同的苹果，成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E和内阻r，电路原理如下图所示。实验室可供器材如下：

电压表V（0~3V，内阻约3kΩ；0~15V，内阻约15kΩ）；

电流表A（0~0.6A，内阻约0.125Ω；0~3A，内阻约0．025Ω）；

微安表G（量程200μA；内阻约1000Ω）；

滑动变阻器（额定电流2A，最大阻值100Ω），电阻箱（最大阻99999Ω），开关、导线若干。

（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为1V，内阻约为几kΩ，经过分析后发现方案A不合适，你认为方案A不合适的原因是_______（多选题）

A．滑动变阻器起不到调节的作用          B．电流表几乎没有示数

C．电流表分压明显导致测量误差偏大       D．电压表示数达不到量程的三分之一

（2）实验小组根据方案B进行实验，根据数据作出图像，已知图像的斜率为k，纵轴截距为b，微安表内阻为，可求得被测电池的电动势______，内电阻______．

（3）改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如图所示。

分析以上数据可知电极插入越深入，水果电池内阻越_____，电极间距越大，水果电池内阻越_____。

四、计算题（本题共4小题，共44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，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

15．（6分）如图所示，表面光滑、半径为R的圆弧形轨道AP与水平地面平滑连接，AP弧长为s，sR。半径为r的小球从A点静止释放，运动到最低点P时速度大小为v，重力加速度为g，求小球从A运动到P的时间

16．（12分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距L=1m，上端连接一个阻值R=3Ω的电阻，导轨平面与水平面夹角θ=37°，长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．已知金属棒ab的质量m=0.5kg，阻值r=1Ω，与金属导轨间的动摩擦因数μ=0.5，磁场的磁感应强度B=1T，重力加速度g=10m/s2，导轨电阻不计。金属棒ab从静止开始运动，若金属棒下滑距离为s=10m时速度已达到最大（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）金属棒达到的最大速度；

（2）金属棒由静止开始下滑位移为s的过程中，电阻R上产生的焦耳热。

17．（12分）两根平行的导电轨道MN、PQ右端置于水平面上，左端与水平面成37°角，整个轨道处于竖直向上的匀强磁场中，导体棒ab与左侧轨道垂直放置，导体棒cd与右侧轨道垂直放置，如图甲所示，已知轨道间距L=1m，匀强磁场的磁感应强度B=1T，两导体棒的质量均为m=1kg，电阻Rab=2Rcd=10Ω，导体棒ab与轨道之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒cd与轨道之间无摩擦力，导电轨道的电阻不计，当导体棒cd受到外力F（图中未画出）作用，在水平面内按图乙所示正弦规律往复运动（规定cd棒向右运动为正方向）时，导体棒ab始终保持静止状态，求：

（1）导体棒cd两端电压Ucd随时间t变化的规律；

（2）0～5s内外力F做的功W；

18．（14分）所示，两根足够长的平行金属光滑导轨，固定在倾角的斜面上，导轨电阻不计，与间距为，与间距为L。在与区域有方向垂直斜面向下的匀强磁场，在与区域有方向垂直斜面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。在与区域中，将质量为m，电阻为R，长度为的导体棒b放在导轨上，且被两立柱c、d挡住，与区域中将质量为m，电阻为R，长度为L的导体棒a置于导轨上，由静止开始下滑，经时间t，b刚好离开立柱，a、b始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度为g。求：

（1）t时刻a棒的速度大小v；

（2）在时间t内a棒产生的电能；

（3）a棒中电流的最大值。

成都石室中学2022-2023学年度下期高2024届3月月考

物理参考答案

13. AB    20.6     98.13     99.7    

14. ABD               小     大

15.【解答】解：因为AP弧长为s，且s＜＜R，故可认为小球做单摆运动，根据单摆的周期公式可得T＝2

由题意可知，摆长为L＝R﹣r

小球从A运动到P的时间为四分之一个周期，即有t

16【答案】（1）；（2）

【详解】（1）根据受力分析可知，金属棒达到最大速度时据闭合电路欧姆定律得据法拉第电磁感应定律代入数据得

（2）整个系统总能量守恒电阻R、r串联，电阻R上产生的焦耳热代入数据得

17.【答案】（1）；（2）24J；

【详解】(1)导体棒cd运动所产生的感应电动势

回路中的电流所以导体棒cd两端的电压

(2)由(1)问知，导体棒中的电流是正弦式交流电，其有效值，5s内整个回路所产生的热量导体棒cd增加的动能为

所以，在这5s内外力F做的功

18. 【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）a棒产生的感应电动势由闭合电路欧姆定律分析b受力  解得

（2）在时间t内，对a棒，由动量定理又；解得

（3）由闭合电路欧姆定律，a棒中的电流满足

对b棒，由牛顿第二定律

对a棒，由牛顿第二定律

显然，当电流最大时，最大，有即  解得