襄阳五中2022-2023学年高二上学期12月考物理试题

第1 页，共2 页 襄阳五中12 月月考物理试题 选题人：余光 审题人：熊竞达 考试时长75 分钟 一、选择题（本大题共11 小题，其中1-7 为单项选择题，其余为多选，共44.0 分） 1. 下列图像中不属于交变电流的有 A. B. C. D. 2. 如图所示是一交变电流的𝑖−𝑡图像，则该交流电电流的 有效值为 A. 4 𝐴 B. 2√30 3 𝐴 C. 8 3 𝐴 D. 2√2𝐴 3. 图甲和乙是交流发电机的示意图，线圈𝐴𝐵𝐶𝐷在匀强磁场中匀速转动.下列说法中正确的是 A. 图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大 B. 图乙中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大 C. 图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零 D. 图乙中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零 4. 如图所示，线圈的自感系数𝐿和电容器的电容𝐶都很小(如𝐿= 1.0 mH， 𝐶= 200 pF)，则此电路的重要作用是 A. 阻直流通交流，输出交流 B. 阻交流通直流，输出直流 C. 阻低频通高频，输出高频交流 D. 阻高频通低频，输出低频交流和直流 5. 如图甲所示，线圈ab 中通有如图乙所示的电流， 电流从a 到b 为正方向，在0~t0这段时间内，用丝线 悬挂的铝环M 中产生感应电流，则 A. 从左向右看感应电流先逆时针后顺时针 B. 铝环受到的安培力一直向左 C. 铝环受到的安培力先向左后向右 D. 铝环始终有收缩趋势 6. 如图甲所示， 光滑的平行金属导轨固定在水平面内， 导轨间距为𝑙= 20 𝑐𝑚， 左端接有阻值为𝑅= 1 𝛺 的电阻，放在轨道上静止的一导体杆𝑀𝑁与两轨道垂直，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中， 磁场的 磁感应强度大小为𝐵= 0.5 𝑇.杆受到沿轨道方向的拉力𝐹做初速度为零的匀加速运动，测得力𝐹与时间𝑡 的关系如图乙所示．杆及两轨道的电阻均可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨 保持良好接触，则杆的加速度大小和质量分别为 A. 10 𝑚/𝑠2，0.5 𝑘𝑔 B. 20 𝑚/𝑠2，0.5 𝑘𝑔 C. 10 𝑚/𝑠2，0.1 𝑘𝑔 D. 20 𝑚/𝑠2，0.1 𝑘𝑔 7. 如图所示，间距为𝐿的两根平行金属导轨弯成“𝐿”形，竖直导轨面与水平导轨面均足够长，整个装 置处于竖直向上大小为𝐵的匀强磁场中。质量均为𝑚、阻值均为𝑅的导体棒𝑎𝑏、𝑐𝑑均垂直于导轨放置， 𝑎𝑏导体棒在竖直导轨的左侧。两导体棒与导轨间动摩擦因数均为𝜇，当导体棒𝑐𝑑在水平恒力作用下以 速度𝑣0沿水平导轨向右匀速运动时， 释放导体棒𝑎𝑏， 它在竖直导轨上匀加速下滑。 某时刻将导体棒𝑐𝑑所 受水平恒力撤去，经过一段时间，导体棒𝑐𝑑静止，此过程流经导体棒𝑐𝑑的电荷量为𝑞(导体棒𝑎𝑏、𝑐𝑑与 导轨间接触良好且接触点及金属导轨的电阻不计，已知重力加速度为𝑔)，则 下列判断错误的是 A. 导体棒𝑐𝑑受水平恒力作用时流经它的电流𝐼= 𝐵𝐿𝑣0 2𝑅 B. 导体棒𝑎𝑏匀加速下滑时的加速度大小𝑎= 𝑔−𝜇𝐵2𝐿2𝑣0 2𝑚𝑅 C. 导体棒𝑐𝑑在水平恒力撤去后它的位移为𝑠= 2𝑅𝑞 𝐵𝐿 D. 导体棒𝑐𝑑在水平恒力撤去后它产生的焦耳热为𝑄= 1 2 𝑚𝑣0 2 −2𝜇𝑚𝑔𝑅𝑞 𝐵𝐿 8. 如图甲所示为某一理想变压器，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，𝑅0为定值电阻，𝑅为滑动 变阻器，图中各电表均为理想电表，𝑡= 0时刻滑片处于最下端，下列说法正确的是 A. 副线圈两端电压的变化频率为0.5𝐻𝑧 B. 在𝑡= 0时刻，电流表𝐴2的示数不为0 C. 滑片向上移动过程中，电压表𝑉 1和𝑉 2的示数不变，𝑉 3的示数变大 D. 滑片向上移动过程中，电流表𝐴1示数变小，滑动变阻器𝑅消耗的功率变大 9. 如图所示，在两光滑水平金属导轨上静止放置𝑎、𝑏两根导体棒，整个装置处于竖直向下的匀强磁场 中。用水平恒力𝐹拉动𝑎棒，在运动过程中，𝑎、𝑏棒始终与导轨接触良好，若不计导轨电阻，下列说法 正确的是 A. 拉力𝐹做的功等于𝑎、𝑏棒增加的动能与𝑎、𝑏棒中产生的焦耳热之和 B. 安培力对𝑏做的功等于𝑏棒增加的动能与𝑏棒中产生的焦耳热之和 C. 安培力对𝑎、𝑏棒做功的代数和的绝对值小于𝑎、𝑏棒中产生的焦耳热之和 D. 𝑎棒克服安培力做的功等于𝑏棒增加的动能与𝑎、𝑏棒中产生的焦耳热之和 10. 如图甲所示，𝑀𝑁、𝑃𝑂两条平行的光滑金属轨道与水平面成𝜃= 30°角固 定，间距为𝐿= 1 𝑚，质量为𝑚的金属杆𝑎𝑏水平放置在轨道上，其阻值忽略 不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为 𝐵= 0.5 𝑇。𝑃、𝑀间接有阻值为𝑅1的定值电阻，𝑄、𝑁间接电阻箱𝑅。现从静 止释放𝑎𝑏，改变电阻箱的阻值𝑅，测得最大速度为𝑣𝑚，得到 1 𝑣𝑚与1 𝑅的关系如 图乙所示。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度𝑔取10 𝑚/𝑠2，则 A. 金属杆中感应电流方向为𝑎指向𝑏 B. 金属杆所受的安培力沿轨道向上 C. 定值电阻的阻值为1 𝛺 D. 金属杆的质量为1 𝑘𝑔 11. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨，相距1𝑚水平放置。匀强磁场竖直向上穿过整个导轨 所在的空间， 磁感应强度𝐵= 0.4𝑇。 金属棒𝑎𝑏、 𝑐𝑑质量分别为0.1𝑘𝑔和0.2𝑘𝑔， 电阻分别为0.4𝛺和0.2𝛺， 并排垂直横跨在导轨上。若两棒同时以相同的速率3𝑚/𝑠沿着导轨开始运 动，𝑎𝑏向左𝑏𝑐向右运动，不计导轨电阻。下列说法正确的是 A. 𝑐𝑑棒的最终速度大小为1𝑚/𝑠 B. 两金属棒运动达到稳定的过程中，回路上释放出的焦耳热为1.2𝐽 C. 𝑎𝑏棒的最终速度大小为0 D. 金属棒从开始运动直至达到稳定，两棒间距离增加1.5𝑚 第2 页，共2 页 二、实验题（本大题共2 小题，共18.0 分） 12. （8 分）某实验小组设计了如图所示的电路测量电压表内阻及电源电动势。已知 、 为两个完 全相同的电压表，电压表量程为3 𝑉、内阻约为1.5 𝑘𝛺，电源电动势约为5 𝑉、内阻可忽略。 (1)首先按以下步骤进行操作： ⅰ.按原理图完成电路连接，把𝑅1、𝑅2均调至最大阻值； ⅱ.闭合开关𝑆，调节𝑅1、𝑅2，使 、 均有合适示数，示数分别为𝑈1、𝑈2，若𝑈2 = 1 3 𝑈1，且此时电 阻箱𝑅1的阻值为2800 𝛺； 根据以上步骤，可求得电压表的内阻𝑅𝑉为________𝛺。 (2)将𝑅2调至1000 𝛺并保持不变，调节𝑅1，记录多组对应的𝑈1、𝑈2，以𝑈1为纵坐标、𝑈2为横坐标描点 作图，在实验误差允许范围内得到一条倾斜直线，直线的纵截距为𝑏，结合步骤①中所得数据，求出 电源的电动势为________。 (3)若将𝑅1调至0并保持不变， 调节𝑅2， 并记录多组电压表示数𝑈1 = 𝑈2 = 𝑈及对应𝑅2的阻值， 可以以𝑅2为 横坐标、________为纵坐标，描点作图得到一条直线。若得到直线的斜率为𝑘，用𝑅𝑉表示电压表的内 阻，则电源的电动势为________。 13. （10 分）某同学用一个满偏电流为10𝑚𝐴、内阻为30𝛺的电流表，一只滑动变阻器和一节电动势为 1.5𝑉的干电池组装成一个欧姆表，如图(𝑎)所示： (1)甲、乙测试笔中，甲表笔应是______(选填“红”或“黑”)表笔。 (2)电流表5𝑚𝐴刻度处应标的电阻刻度为_______𝛺。 (3)经调零后，将甲、乙两表笔分别接图(𝑏)中的𝑎、𝑏两点，指针指在电流表刻度的4𝑚𝐴处，则电阻 𝑅𝑥=_____𝛺。(𝑎, 𝑏图中的电池相同) (4)若误将甲、乙两表笔分别接在了图中的𝑎、𝑐两点(图𝑏中电源内阻很小可忽略不计)，则𝑅𝑥的测量结 果偏_____(选填“大”或“小”)。 (5)再给电流表并联一个合适的定值电阻𝑅， 就可组装成一个中间刻度值为15𝛺的欧姆表， 则𝑅=____𝛺。 (保留2位有效数字) 三、计算题（本大题共3 小题，共38.0 分） 14. （12 分）如图所示，矩形闭合导线框𝐴𝐵𝐶𝐷处于磁感应强度大小为𝐵= √2 𝜋𝑇的水平匀强磁场中，绕 垂直于磁场的轴𝑂𝑂ˈ以角速度𝜔= 10𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠匀速转动，线框共10匝，面积𝑆= 0.5𝑚2，电阻𝑟= 1𝛺， 通过导线与一阻值𝑅= 24𝛺的定值电阻相连，所有电表均为理想交流电表。(计算结果可保留根号) (1)将图示时刻记为𝑡= 0，写出该正弦式交流电电动势的瞬时值表达式； (2)𝑡= 1 30 𝑠时，电压表、电流表的示数； (3)0～1 40 𝑠过程流过电阻𝑅的电荷量。 15. （12 分）如图所示，足够长的固定平行金属导轨𝑀𝑁、𝑃𝑄间距𝐿= 1𝑚，底端接有阻值𝑅= 1𝛺的电 阻，导轨倾角𝜃= 37°。一质量𝑚= 1𝑘𝑔的金属棒通过跨过轻质定滑轮的绝缘细线与质量𝑀= 1𝑘𝑔的重 锤相连，左端细线连接金属棒中点且与导轨平行，不计一切摩擦。金属棒电阻𝑟= 2𝛺(其他电阻均不计 )，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度的 大小𝐵= 2𝑇，已知重力加速度𝑔= 10𝑚/𝑠2，𝑠𝑖𝑛37° = 0.6。一开始将金属棒置于斜面底端，将重锤由 静止释放，当重锤下降高度为ℎ= 4.5𝑚时速度达到最大，求： (1)金属棒的最大速度𝑣； (2)重锤由静止到最大速度这个过程中，电阻𝑅产生的焦耳热𝑄 (3)金属棒达到最大速度后，磁感应强度发生变化使回路中不产生感应电流，则磁感应度随时间怎样变 化。 16. （14 分）如图所示，AD与𝐴1𝐷1为水平放置的无限长平行金属导轨，DC与𝐷1𝐶1为倾角为𝜃= 37°的 平行金属导轨， 两组导轨的间距均为𝑙= 1.5𝑚， 导轨电阻忽略不计。 质量为𝑚1 = 0.35kg、 电阻为𝑅1 = 1𝛺 的导体棒ab置于倾斜导轨上，质量为𝑚2 = 0.4kg、电阻为𝑅2 = 0.5𝛺的导体棒cd置于水平导轨上，轻质 细绳跨过光滑滑轮一端与cd的中点相连、另一端悬挂一轻质挂钩。导体棒ab、cd与导轨间的动摩擦因 数相同， 且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 整个装置处于竖直向上的匀强磁场中， 磁感应强度为𝐵= 2𝑇. 初始时刻，棒ab在倾斜导轨上恰好不下滑。(𝑔取10𝑚/𝑠2，sin37° = 0.6) (1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数𝜇； (2)在轻质挂钩上挂上物体𝑃，细绳处于拉伸状态，将物体𝑃与导体棒cd同时由静止释放，当𝑃的质量不 超过多大时，ab始终处于静止状态？(导体棒cd运动过程中，ab、cd一直与𝐷𝐷1平行，且没有与滑轮相 碰。) (3)若𝑃的质量取第(2)问中的最大值， 由静止释放开始计时， 当𝑡= 1𝑠时cd已经处于匀速直线运动状态， 求在这1𝑠内ab上产生的焦耳热为多少？