嘉陵一中高二下期第三次月考
物 理 试 卷
满分100分 考试时间：75分钟
一．单选题（8个小题，每题4分，共32分）
1．物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，最终还应用于生活，下列关于物理知识在生活中的应用，说法正确的是（ ）
A. LC振荡电路中，回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大
B. 变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场
C. 电磁波在真空中和介质中的传播速度相同
D. 可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪，射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症
2. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．甲图是水分子的分子势能随分子间距离变化的关系图像，B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力
B．乙图中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显
C．丙图是显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹
D．丁图曲线、、描述了氧气分子分别在℃、℃和℃时的速率分布，则
3. 如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻不为零，和是两个相同的小灯泡。闭合开关一段时间后两灯泡都发光，断开开关瞬间，灯泡闪亮一下后熄灭。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关一段时间后两灯泡亮度相同
B. 线圈的电阻必定小于小灯泡的电阻
C. 断开开关后小灯泡逐渐熄灭
D. 断开开关前后小灯泡的电流方向保持不变
4．弯曲管子内注有密度为的水，中间有空气，各管内液面高度差如图中所标，大气压强为，重力加速度为，图中点处的压强是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ ）
A．甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B．乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C．丙：无法判断带电粒子的电性，且粒子也可以从右侧沿直线匀速通过速度选择器
D．丁：若导体为金属，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
6. 如图所示，间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面，导轨左端与电源连接，电源电动势为，金属棒垂直于导轨放置，整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场，磁感应强度大小为。取，。若金属棒始终静止，则金属棒受到的摩擦力（ ）
A. 方向水平向右，大小为
B. 方向水平向左，大小为
C. 方向水平向右，大小为
D. 方向水平向左，大小为
7. 半径分别为l和2l的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为l、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值也为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 电容器的M板带正电
B. 电容器所带电荷量为CBωl2
C. 金属棒两端电压为Bωl2
D. 将金属棒转动角速度由ω变为2ω，金属棒运动一周通过R的电荷量变为原来的2倍
8．如图所示，一个匝数0，，的矩形线圈在磁感强度为
匀强磁场中以角速度的速度匀速转动，线圈从中性面起转，发出的交流电输入一个理想变压器原线圈，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，定值电阻的阻值为65Ω，电阻箱的初始阻值为10Ω，灯泡L阻值恒为10Ω。电流表为理想交流电流表，下列说法正确的是（ ）
A. 理想电流表的初始示数为6A
B. 逐渐增大的阻值，灯泡L逐渐变暗
C. 当时，副线圈功率达到最大
D.若将换为一个理想二极管，则灯泡两端电压的有效值为
二．多选题（4个小题，每题5分，选对不全得3分，选错一个得0分，共20分）
9．分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容。下列说法正确的是（ ）
A．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
B．相同质量，相同温度的氧气和氢气，它们的分子热运动总动能相等
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的原因
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
10. 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，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，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
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
11．如图所示，绝缘粗糙细直杆在处弯折为角，水平段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电圆环（可视为点电荷）从倾斜段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失且圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度随时间的变化图像可能正确的是（ ）
12. 如图所示，在绝缘的光滑水平面上有一垂直水平面向下的匀强磁场分布在宽为的区域内，磁感应强度为。有一个边长为的正方形均匀导线框，以初速度垂直磁场边界进入磁场，当导线框的边刚进入磁场时线框速度为。已知线框的质量为，下列说法正确的是（ ）
A. 边刚进入磁场时，间电压为
B.边刚进入磁场时，间的电压为
C. 边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动能的变化量为
D. 边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动量减少量的大小为
三．实验题（两个小，每空2分，共10分）
13．某实验小组利用如图装置探究一定质量的气体等温变化的规律
（1）在实验操作过程中，为保证温度不变，以下操作正确的是
A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢
C．实验时不要用手握住注射器 D．在注射器活塞一周涂润滑油
（2）在相同温度下，实验小组第一次密封了质量为的气体、第二次密封了质量为的气体，完成两次实验后，在同一坐标系中分别作出对应的压强与体积的关系图线如图，则根据 图像，可判断在等温情况下， （填“>”、“<”）
14.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器结构如图甲所示。
（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是 。（填字母）
A.整块不锈钢铁芯 B.绝缘的硅钢片叠成 C.整块硅钢铁芯 D.绝缘的铜片叠成。
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线细的线圈匝数 （填“多”或“少”）。
（3）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表:
根据测量数据可判断原线圈匝数为 匝。（填“200”或“400”）
四．解答题（14题10分，15题12分，16题16分，共计38分）
15. （10分）如图所示，研究员在研究带电粒子的受控轨迹时，设置了以下场景。空间中存在平面直角坐标系，其第一象限内存在方向沿y轴负向的匀强电场，电场强度为E；第四象限内有一条分界线ON与x轴正方向的夹角为45°，在x轴与ON间存在垂直纸面向外的匀强磁场。研究员将一带正电的粒子从y轴上距原点O距离为d的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经电场偏转后经x轴上D点（图中未画出）进入磁场，在磁场中运动一段时间后从ON上以垂直于y轴方向的速度射出。已知粒子的比荷为，不计粒子重力。求：
（1）D点到原点O的距离；
（2）磁场的磁感应强度B的大小；
16.（12分） 如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度，重力加速度取10m/s2。求：
（1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小；
（2）金属棒ab的位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热；
（3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。
17.（16分）如图，质量为、电阻为的均匀金属棒垂直架在水平面甲内间距为的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导轨与处于水平面乙的光滑水平导轨平滑连接而成（即图中半径和竖直），圆弧导轨半径为、对应圆心角为、间距为，水平导轨间距分别为和。质量也为、电阻为的均匀金属棒垂直架在间距为的导轨左端。导轨与、与均足够长，所有导轨的电阻都不计。电源电动势为、内阻不计。所有导轨部分均有竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出）。闭合开关S，金属棒立即获得水平向右的速度（未知，记为）做平抛运动，并在高度降低时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为，求：
（1）金属棒做平抛运动的初速度；
（2）金属棒做平抛运动恰好落在圆弧轨道上端时对圆弧轨道的压力；
（3）若圆弧导轨区域内无磁场，其他部分磁场不变，从金属棒刚落到圆弧轨道上端起至开始匀速运动止，这一过程中金属棒上产生的焦耳热。
嘉陵一中高二下期第三次月考物理试卷第1页，共3页嘉陵一中高二下期第三次月考
物 理 解 析 试 卷
满分100分 考试时间：75分钟
一．单选题（8个小题，每题4分，共32分）
1．物理学发展源于生活，沉于理论，归于实验，最终还应用于生活，下列关于物理知识在生活中的应用，说法正确的是（ A ）
A. LC振荡电路中，回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大
B. 变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场
C. 电磁波在真空中和介质中的传播速度相同
D. 可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪，射线可以摧毁病变的细胞，常用于治疗各种癌症
2. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ B ）
A．甲图是水分子的分子势能随分子间距离变化的关系图像，B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力
B．乙图中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显
C．丙图是显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹
D．丁图曲线、、描述了氧气分子分别在℃、℃和℃时的速率分布，则
3. 如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻不为零，和是两个相同的小灯泡。闭合开关一段时间后两灯泡都发光，断开开关瞬间，灯泡闪亮一下后熄灭。下列说法正确的是（ B ）
A. 闭合开关一段时间后两灯泡亮度相同
B. 线圈的电阻必定小于小灯泡的电阻
C. 断开开关后小灯泡逐渐熄灭
D. 断开开关前后小灯泡的电流方向保持不变
4．弯曲管子内注有密度为的水，中间有空气，各管内液面高度差如图中所标，大气压强为，重力加速度为，图中点处的压强是（ A ）
A．
B．
C．
D．
解析：同一液体内部等高处的压强处处相等，由图中液面的高度关系可知，封闭气体的压强为，A点的压强为，故选A。
答案：A
5．如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ B ）
A．甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B．乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C．丙：无法判断带电粒子的电性，且粒子也可以从右侧沿直线匀速通过速度选择器
D．丁：若导体为金属，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
6. 如图所示，间距为且相互平行的导轨固定在水平绝缘桌面，导轨左端与电源连接，电源电动势为，金属棒垂直于导轨放置，整个回路的电阻为。整个空间中存在方向垂直于金属棒且与水平面成角斜向上方的匀强磁场，磁感应强度大小为。取，。若金属棒始终静止，则金属棒受到的摩擦力（ A ）
A. 方向水平向右，大小为
B. 方向水平向左，大小为
C. 方向水平向右，大小为
D. 方向水平向左，大小为
【答案】A
【解析】
【详解】根据左手定则可知，金属棒受到的安培力方向斜向左上方，对金属棒受力分析如图所示
根据平衡条件可得
联立解得
方向水平向右。
故选A。
7. 半径分别为l和2l的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为l、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值也为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ B ）
A. 电容器的M板带正电
B. 电容器所带电荷量为CBωl2
C. 金属棒两端电压为Bωl2
D. 将金属棒转动角速度由ω变为2ω，金属棒运动一周通过R的电荷量变为原来的2倍
8．如图所示，一个匝数0，，的矩形线圈在磁感强度为
匀强磁场中以角速度的速度匀速转动，线圈从中性面起转，发出的交流电输入一个理想变压器原线圈，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，定值电阻的阻值为65Ω，电阻箱的初始阻值为10Ω，灯泡L阻值恒为10Ω。电流表为理想交流电流表，下列说法正确的是（ C ）
A. 理想电流表的初始示数为6A
B. 逐渐增大的阻值，灯泡L逐渐变暗
C. 当时，副线圈功率达到最大
D.若将换为一个理想二极管，则灯泡两端电压的有效值为
【答案】C
【解析】
【详解】A．和灯泡L并联后的电阻为
变压器以及次级的等效电阻为
初级电流为
次级电流
由于电阻箱与灯泡电阻相等，电流表的示数为3A，故A错误；
B．逐渐增大的阻值，则等效电阻变大，则初级电流减小，两端电压减小，原线圈电压增大，副线圈电压增大，灯泡变亮，故B错误；
C．将等效为电源内阻，则当时，副线圈功率最大，即
解得
故C正确；
D．若将换为导线，根据
解得
将换为理想二极管，由于二极管有单向导电性，则灯泡L两端电压的有效值将减小，小于，故D错误。
故选C。
二．多选题（4个小题，每题5分，选对不全得3分，选错一个得0分，共20分）
9．分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容。下列说法正确的是（ CD ）
A．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
B．相同质量，相同温度的氧气和氢气，它们的分子热运动总动能相等
C．荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的原因
D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
10. 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，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ AC ）
A. 发电机输出的电流
B. 输电线上的电流
C. 降压变压器的匝数比
D. 用户得到的电流
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据电功率公式
发电机输出电流
A正确；
B．输电线上损失功率，由
可得
故B错误；
C．降压变压器原副线圈得到的功率为
P4=P-P线=95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
C正确；
D．用户得到的功率为，用户得到的电流
11．如图所示，绝缘粗糙细直杆在处弯折为角，水平段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电圆环（可视为点电荷）从倾斜段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失且圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度随时间的变化图像可能正确的是（ ACD ）
12. 如图所示，在绝缘的光滑水平面上有一垂直水平面向下的匀强磁场分布在宽为的区域内，磁感应强度为。有一个边长为的正方形均匀导线框，以初速度垂直磁场边界进入磁场，当导线框的边刚进入磁场时线框速度为。已知线框的质量为，下列说法正确的是（ AD ）
A. 边刚进入磁场时，间电压为
B.边刚进入磁场时，间的电压为
C. 边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动能的变化量为
D. 边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动量减少量的大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．ab边刚进入磁场时，产生的感应电动势为
设线框的电阻为R，则边上的电压为
故A正确；
B．边刚进入磁场时，回路中电流为0，a、b间的电压为，故B错误；
CD．线框进入磁场时，安培力的冲量为
由于进入磁场与离开磁场的过程中，线框磁通量的变化大小相同，所以安培力的冲量大小相等；又根据动量定理有
所以边从进入磁场与离开磁场的过程，线框动量大小的减小量为，边离开磁场时速度变为零，边从进入磁场到离开磁场的过程中，线框动能的变化量为，故C错误、D正确。
故选AD
三．实验题（两个小，每空2分，共10分）
13．某实验小组利用如图装置探究一定质量的气体等温变化的规律
（1）在实验操作过程中，为保证温度不变，以下操作正确的是 BC
A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢
C．实验时不要用手握住注射器 D．在注射器活塞一周涂润滑油
（2）在相同温度下，实验小组第一次密封了质量为的气体、第二次密封了质量为的气体，完成两次实验后，在同一坐标系中分别作出对应的压强与体积的关系图线如图，则根据 图像，可判断在等温情况下， > （填“>”、“<”）
14.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器结构如图甲所示。
（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是 B 。（填字母）
A.整块不锈钢铁芯 B.绝缘的硅钢片叠成 C.整块硅钢铁芯 D.绝缘的铜片叠成。
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线细的线圈匝数 多 （填“多”或“少”）。
（3）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表:
根据测量数据可判断原线圈匝数为 400 匝。（填“200”或“400”）
四．解答题（14题10分，15题12分，16题16分，共计38分）
15. （10分）如图所示，研究员在研究带电粒子的受控轨迹时，设置了以下场景。空间中存在平面直角坐标系，其第一象限内存在方向沿y轴负向的匀强电场，电场强度为E；第四象限内有一条分界线ON与x轴正方向的夹角为45°，在x轴与ON间存在垂直纸面向外的匀强磁场。研究员将一带正电的粒子从y轴上距原点O距离为d的P点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经电场偏转后经x轴上D点（图中未画出）进入磁场，在磁场中运动一段时间后从ON上以垂直于y轴方向的速度射出。已知粒子的比荷为，不计粒子重力。求：
（1）D点到原点O的距离；
（2）磁场的磁感应强度B的大小；
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，则有
，，
联立可得
（2）粒子离开电场时与x轴夹角设为，则有
可知。经过x轴D点时的速度大小为
粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，则有
粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
联立可得
可得
16.（12分） 如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度，重力加速度取10m/s2。求：
（1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小；
（2）金属棒ab的位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热；
（3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒ab的速度为v=2m/s时，产生的电动势为
根据右手定则可知，电动势方向从b指向a。回路中的电流为
电流方向从N流向Q，对NQ棒受力分析，由平衡条件可知
解得
（2）金属棒ab的位移为10m过程中，由能量守恒定律可得
可得NQ棒上产生的焦耳热为
（3）对ab棒分析，由动量定理可得
又因为
，
联立解得
17.（16分）如图，质量为、电阻为的均匀金属棒垂直架在水平面甲内间距为的两光滑金属导轨的右边缘处。下方的导轨由光滑圆弧导轨与处于水平面乙的光滑水平导轨平滑连接而成（即图中半径和竖直），圆弧导轨半径为、对应圆心角为、间距为，水平导轨间距分别为和。质量也为、电阻为的均匀金属棒垂直架在间距为的导轨左端。导轨与、与均足够长，所有导轨的电阻都不计。电源电动势为、内阻不计。所有导轨部分均有竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出）。闭合开关S，金属棒立即获得水平向右的速度（未知，记为）做平抛运动，并在高度降低时恰好沿圆弧轨道上端的切线方向落在圆弧轨道上端，接着沿圆弧轨道下滑。已知重力加速度为，求：
（1）金属棒做平抛运动的初速度；
（2）金属棒做平抛运动恰好落在圆弧轨道上端时对圆弧轨道的压力；
（3）若圆弧导轨区域内无磁场，其他部分磁场不变，从金属棒刚落到圆弧轨道上端起至开始匀速运动止，这一过程中金属棒上产生的焦耳热。
答案】（1）；（2） ；（3）
【详解】（1）金属棒ab进入圆弧轨道时，分解速度有
平抛运动中，竖直方向上有
解得
（2）根据ab棒在圆轨道上端的受力分析，由牛顿第二定律可得
其中
ab棒进入圆弧轨道时切割磁感线产生感应电动势为
所以ab棒与cd棒构成的回路内电流为
此时ab棒所受安培力大小为
联立解得对圆弧轨道压力为
由牛顿第三定律，对圆弧轨道压力为
（3）若圆弧导轨区域内无磁场，金属棒ab滑至水平轨道时，有
解得
最终匀速运动时，电路中无电流，所以棒ab和棒cd产生的感应电动势相等，即
此过程中，对棒ab由动量定理得
对棒cd由动量定理得
联立以上三式解得
，
该过程中整个回路产生的总焦耳热为
金属棒ab上产生的焦耳热为
解得
嘉陵一中高二下期第三次月考物理试卷第1页，共3页
