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山东省青岛西海岸新区第一高级中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题
一、单选题
1．2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（　　）
A．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化
B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在
D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
2．图甲为测量储罐中不导电液体高度的电路，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流如图乙所示。在平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，下列说法正确的是（　　）
A．储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率将变小
B．内电容器放电
C．内LC回路中电场能逐渐转化为磁场能
D．该振荡电流的有效值为
3．2022年35岁的梅西竭尽所能率领阿根廷队取得第二十二届世界杯足球赛冠军，如图是梅西在练习用头颠球。假设足球从静止开始自由下落45cm，被头竖直顶起，离开头部后足球上升的最大高度仍为45cm，足球与头部的接触时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，不计空气阻力，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）
A．头向上顶球的过程中，头对足球的冲量等于足球动量的变化量
B．头向上顶球的过程中，足球的动量变化量大小为2kg·m/s
C．头向上顶球的过程中，头部对足球的平均作用力大小为28N
D．从最高点下落至回到最高点的过程中，足球重力的冲量为零
4．无线充电是一种基于变压器原理的充电方式。如图发射线圈连接的交流电，发射线圈与接收线圈匝数之比为，若工作状态下，接收线圈内的磁通量约为发射线圈的60%，不计其它损耗，下列说法正确的是（　　）
A．发射线圈中的电流每秒钟方向变化50次
B．发射线圈与接收线圈中电流之比为
C．发射线圈与接收线圈中交变电流的周期之比为
D．接收线圈的输出电压有效值约为3V
5．如图甲所示的电路中，已知灯泡电阻不变且阻值为R。闭合开关S后，流过两个电流传感器的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）

A．线圈的直流电阻小于灯泡电阻R
B．断开开关S瞬间，灯泡先闪亮再熄灭
C．闭合开关S瞬间，线圈中的自感电动势和电流均为零
D．由图像中的数据和题干条件可以计算出电源电动势和内阻
6．如图甲所示，单匝矩形线圈垂直固定在匀强磁场中。规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。以逆时针方向为电流正方向，以向右方向为安培力正方向，下列关于段导线中的感应电流i和受到的安培力F随时间变化的图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图，在垂直纸面向里的足够大的匀强磁场中放置一硬质异形导线框oab，其中ab是半径为R的圆弧，直线段oa长为R且与圆弧段相切。该导线框在纸面内绕o点逆时针转动，则下列说法正确的是（　　）
A． B．感应电流方向b→a→o
C． D．
8．如图所示，质量均为m的a、b两个小球，用较长的弹性轻绳连接，现把a、b两球分别置于距地面高为H处的A、B两点（H足够大），间距为L，当a球自由下落的同时，b球以速度v0指向A点水平抛出，已知两球碰撞时无机械能的损失，弹性轻绳始终处于弹性形变范围内，空气阻力不计，重力加速度为g，下列说法不正确的是（　　）
A．整个运动过程中，两球始终处于同一高度
B．弹性轻绳伸长过程中，a、b两球系统动量守恒
C．两球从开始运动到第一次相碰，A球下落的高度
D．整个运动过程中，弹性轻绳的最大弹性势能
二、多选题
9．下列关于最新人教版高中物理教材选择性必修2中四幅插图的说法，正确的是（ ）
A．图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会反向转动
B．图乙是真空冶炼炉，当线圈接高频交流电时，被冶炼的金属中会产生大量热量，从而使金属融化
C．图丙是动圈式扬声器，它的工作利用了电磁感应原理
D．图丁是毫安表，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，利用电磁阻尼对电表起到了保护作用
10．一个理想的自耦变压器左端通过定值电阻和电流表接交变电源，电源电压随时间变化的关系为，右端接入如图所示电路，、为定值电阻，为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。的最大电阻也为5Ω，不计导线的电阻。研究发现当滑动变阻器的触头调至最上端时电流表示数、电压表示数。下列说法正确的是（　　）
A．滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表的示数减小
B．保持不变，当自耦变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大
C．电阻的阻值为20Ω
D．当滑动变阻器的触头调至最上端，电流表示数时，变压器原、副线圈的匝数比为4∶1
11．A、B两球沿一直线运动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前、后的位移随时间变化的图象，a、b分别为A、B两球碰前的位移随时间变化的图象，c为碰撞后两球共同运动的位移随时间变化的图象，若A球质量是m=2kg，则由图判断下列结论正确的是（　　）
A．碰撞前、后A球的动量变化量为6kg·m/s
B．碰撞时A球对B球所施加的冲量为－4N·s
C．A、B两球碰撞前的总动量为3kg·m/s
D．碰撞中A、B两球组成的系统损失的动能为10J
12．如图甲所示，足够长的光滑金属导轨内有垂直于导轨平面向里方向不变的匀强磁场，其磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示。导轨左端接有一个电阻值恒为R的灯泡。从0时刻开始，垂直于导轨的导体在水平外力F的作用下从导轨的左端沿导轨以速度v水平向右匀速运动。导体棒的长度为l，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导体棒与导轨的电阻均不计。在导体棒向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡亮度不变
B．灯泡逐渐变亮
C．在运动后的时刻，
D．在运动后的时刻，
三、实验题
13．如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。

（1）将图中所缺的导线补接完整
（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：
a．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将 （填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”）．
b．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将 （填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”）．
c．如题图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是 ；通过线圈截面电量的大小关系是 。（均填“大于”“小于”或“等于”）
14．某同学用光电门和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验。
(1)实验时，先接通气源，然后在导轨上放一个装有遮光条的滑块，如图甲所示。将滑块向左弹出，使滑块向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应调高 （选填“P”或“Q”），直至滑块通过光电门1的时间与通过光电门2的时间相等。
(2)将滑块A、B放置在图乙所示的位置，A、B均静止。给滑块A一瞬间冲量，使滑块A运动并与静止的滑块B发生碰撞，碰后两滑块不粘连。与光电门1相连的计时器显示的遮光时间为t1，与光电门2相连的计时器先、后显示两次遮光时间分别为t2和t3。若已知滑块A、B的质量分别为km、m（含遮光条），遮光条宽度均为d（很窄）。滑块A刚开始运动时受到的冲量大小为 ，滑块A、B碰撞过程中满足表达式 ，则说明A和B碰撞过程中动量守恒。（用题中已知和测量的物理量表示）。
(3)若两滑块发生的是弹性碰撞，则下列等式成立的是。
A．
B．
C．
D．
四、解答题
15．如图所示，处于匀强磁场中的正方形线圈abcd，边长，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，理想电压表的示数为40V。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）线圈由图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量。
16．城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。尤其在大风天气极易引发高空坠物，严重威胁着人们的生命安全。
（1）若质量为m的花盆从高为h的居民楼的花架上无初速坠下，撞击地面后花盆碎片的速度均变为零，撞击时间为t，不计空气阻力，重力加速度为g。求：
a.花盆落地前瞬间的速度大小v；
b.花盆撞击地面过程中，地面对花盆的平均冲击力的大小F；
（2）某竖直面内的户外广告牌的迎风面积为S，所能承受的最大风力为Fm。假设风吹到广告牌速度立刻减为零，已知空气密度为ρ。求：广告牌能承受的垂直迎风面方向的最大风速vm的大小。
17．风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中，线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5：1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电，该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求
（1）输电线的总电阻R；
（2）升压变压器原、副线圈匝数比∶；
（3）发电机线圈绕轴的转速n。
18．如图，光滑金属轨道abcd和a′b′c′d′平行放置于水平面上，间距为L=0.5m，其中点b、c和b′、c′之间用光滑绝缘材料连接，bb′左侧某位置放置导体棒MN，电阻为R1=0.4 ，质量为m1=20g，并被锁定；cc′右侧某位置放置导体棒PQ，电阻为R2=0.1 ，质量为m2=20g，也被锁定，导体棒MN和PQ都与轨道垂直，整个水平轨道处于竖直向下磁感应强度B=2T的匀强磁场中。半径r=40cm的金属圆环，O点为圆环中心，也处于竖直向下磁感应强度B=2T的匀强磁场中，电阻为R3=0.1 的金属棒OA，在外力作用下，沿图示方向（俯视为顺时针）绕过O点的竖直轴以角速度ω=10rad/s匀速转动，A端与金属圆环良好接触，金属圆环与导轨a′b′用导线连接，O点用导线与导轨ab连接。不计所有导轨、连接导线、金属环和接触的电阻。问：
（1）导体棒OA两端的电势差UOA和MN棒所受安培力的大小和方向；
（2）若仅解除MN棒的锁定，MN棒获得v=2m/s的速度通过绝缘区域进入cc′右侧的区域，此后不与PQ相撞，则MN棒进入cc′后产生的最大热量Q1和最后静止位置与cc′的距离d为多少；
（3）若同时解除MN和PQ棒的锁定，MN棒获得v=2m/s的速度通过绝缘区域进入cc′后的足够大区域，此后不与PQ相撞，经足够长时间后MN棒产生的热量Q2。
参考答案
1．A
2．C
3．C
4．D
5．D
6．B
7．D
8．B
9．BD
10．BD
11．BD
12．BC
13． 向右偏转一下 向左偏转一下 大于 等于
14．(1)Q
(2)
(3)B
15．（1）；（2）
【详解】（1）设电动势的有效值为E，则有
根据正弦交流电最大值与有效值的关系
解得
线圈中感应电动势的最大值
解得
（2）线圈从图示位置转过300，线圈的磁通量变化大小
通过电阻R的电荷量
又
，
解得
16．（1）a.，b.；（2）
【详解】（1）根据自由落体运动规律可得
所以
花盆撞击地面过程中，根据动量定理可得
解得
（2）假设Δt时间内风的质量为
由动量定理可得
联立解得
17．（1）；（2）；（3）27r/s
【详解】（1）降压变压器两端的电功率相等，即
W
用电户的电流为
根据电流之比与线圈匝数之比的关系有
输电线损耗的功率占发电机输出功率的 则
解得
（2）根据电压之比与线圈匝数之比的关系有
，
其中
解得
（3）升压变压器原、副线圈的电流满足
发电机的总电压为
V
根据最大值的计算公式有
其中
解得
r/s
18．（1）-1.28V，3.2N，方向水平向右；（2）0.032J，0.02m；（3）0.016J
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有
要根据闭合电路欧姆定律有
导体棒OA两端的电势差为
MN棒所受安培力的大小为
方向：水平向右
（2）根据能量守恒有
故
根据动量定理有
解得
（3）根据动量守恒有
解得
根据能量守恒有
故

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