天津市静海区第一中学2022-2023学年高二下学期3月学业能力调研物理试题含答案.pdf

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1、静海一中静海一中 2022-2023 第二学期高二物理（第二学期高二物理（3 月）月）学生学业能力调研试卷学生学业能力调研试卷第第卷：基础题（共卷：基础题（共 77 分）分）一、单项选择题：每小题一、单项选择题：每小题 3 分，共分，共 18 分。分。1.在匀强磁场中，一个 60 匝的闭合矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，穿过该线框的磁通量随时间成余弦函数变化的图像如图所示，下列说法正确的是（）A.在 t=510-3s 时，线框处于中性面位置B.在 t=1.510-2s 时，线框中感应电动势为零C.线框中产生的感应电动势有效值为 1502VD.线框中产生的感应电动势瞬时值的表达式为30

2、0 cos 100etV2.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 101，R0为定值电阻，R 是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压 u=200sin 100t（V），设理想交流电压表 V1、V2的示数分别是 U1、U2；理想交流电流表 A1、A2的示数分别是1I、2I。下列说法正确的是（）A.电压表 V2的示数 U2=20 VB.滑片 P 向 b 端滑动过程中，U2不变，2I变大C.滑片 P 向 b 端滑动过程中，U1变小，1I变大D.通过原、副线圈的交变电流频率之比为 1013.如图为电压互感器的示意图，把低压交流电压表接在副线圈上，可以测量高压输电线路的电压原、副线圈的匝数分别为 n1和

3、n2，下列说法正确的是A.n1应该用较粗的导线，n2可以用较细的导线B.如果电压表的读数为 Uv，则输电线路的电压为1V2nUnC.原线圈电流的频率高于副线圈电流的频率D.如果高压线路为直流输电线路，只要把交流电压表换成直流电压表就同样可以测量线路的电压4.如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为（）A.7.5 VB.215VC.8 VD.313V5.如图所示，一轻质弹簧固定在墙上，一个质量为 m 的木块以速度 v0从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用。设相互作用的过程中弹簧始终在

4、弹性限度范围内，那么，到弹簧恢复原长的过程中弹簧对木块冲量 I 的大小和弹簧对木块做的功 W 的大小分别是（）A.I=0，W=mv02B.I=mv0，202mvW C.I=2mv0，W=0D.I=2mv0，202mvW 6.A、B 两物体在光滑水平地面上沿一直线相向而行，A 质量为 5 kg，速度大小为 10 m/s，B 质量为 2 kg，速度大小为 5 m/s，两者相碰后，A 沿原方向运动，速度大小为 4 m/s，则 B 的速度大小为（）A.10m/sB.5m/sC.6m/sD.12m/s二、多项选择题：每小题二、多项选择题：每小题 4 分，共分，共 12 分。分。7.如图所示，交流发电机的

5、矩形线圈边长 abcd0.4 m，adbc0.2 m，线圈匝数 N100 匝，线圈电阻r1，线圈在磁感应强度 B0.2 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以100 rad/s 的角速度匀速转动，外接电阻 R9，从图示时刻开始计时，则（）A.该发电机产生的电动势瞬时值为 e160sin（100t）VB.从图示位置转过 30的过程中，通过电阻 R 的电荷量为 0.08 CC.t12s 时线圈中感应电动势最大D.交变电流的有效值是 82A8.有一条河流，河水流量为35m/s，落差为8m。现利用它来发电，水电站的总效率为 40%，发电机的输出电压为400V。水电站到用户之间要进行远距离高压输电，两地间输

6、电线的总电阻为4，升压变压器原副线圈匝数比为 18，用户所需要电压为220V，210m/sg，水的密度331 10 kg/m 水，下列说法正确的是（）A.发电站的输出功率为51.6 10 WB.远距离输电的效率约为 90%C.降压变压器原、副线圈匝数比为15011D.降压变压器原、副线圈匝数比为160119.在如图甲所示的电路中，螺线管匝数 n=1500 匝，横截面积 S=20cm2.螺线管导线电阻 r=1，R1=4，R2=5，C=30F。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度 B 按如图乙所示的规律变化。下列说法正确的（）A.闭合 S，稳定后电容器上极板带正电B.螺线管中产生的感应电动势

7、为 1.2VC.闭合 S，稳定后电路中电流0.24AI D.断开 S 后，流经 R2的电量为 1.810-5C三、填空题三、填空题：（1）-（4）每空）每空 2 分分，（5）5 分，共分，共 13 分。分。10.某同学用图甲所示装置通过半径相同的 A、B 两球的碰撞来验证动量守恒定律，图中 CQ 是斜槽，QR为水平槽，二者平滑相接，调节实验装置，使小球放在 QR 上时恰能保持静止，实验时先使 A 球从斜槽上某一固定位置 G 由静止开始滚下，落到位于水平地面上的记录纸上，留下痕迹重复上述操作 10 次，得到10 个落点痕迹。然后把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让 A 球仍从位置 G 由静

8、止开始滚下，和 B球碰撞后，A、B 球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹重复这种操作 10 次。图甲中 O 是水平槽末端 R在记录纸上的垂直投影点，P 为未放被碰球 B 时 A 球的平均落点，M 为与 B 球碰后 A 球的平均落点，N 为被碰球 B 的平均落点若 B 球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于 OP，米尺的零刻度与 O点对齐。（1）入射球 A 的质量 mA和被碰球 B 的质量 mB的关系是 mA_mB（选填“”“”“”或“”）。（2）碰撞后 B 球的水平射程约为_cm。（3）下列选项中，属于本次实验必须测量的是_（填选项前的字母）。A水平槽上未放 B 球时，测量 A 球平均

9、落点位置到 O 点的距离BA 球与 B 球碰撞后，测量 A 球平均落点位置到 O 点的距离C测量 A 球或 B 球的直径D测量 A 球和 B 球的质量E测量 G 点相对于水平槽面的高度（4）若系统动量守恒，则应有关系式：_。（5）分析该实验产生误差的原因，并提出实验改进方案_？【答案】.64.7.A、B、D.AOPAOMBONm xm xm x.见解析【解析】【详解】（1）1要使两球碰后都向右运动，A 球质量应大于 B 球质量，即ABmm（2）2将 10 个点圈在圆内的最小圆的圆心为平均落点，可由米尺测得碰撞后 B 球的水平射程约为 64.7 cm；（3）3两球从同一高度做平抛运动，飞行的时间

10、 t 相同，而水平方向为匀速直线运动，故水平位移xvt所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移的测量值代替平抛运动的初速度，故需测出未放 B 球时 A 球飞行的水平距离 OP 和碰后 A、B 球飞行的水平距离 OM 和 ON，及A、B 两球的质量，故 A、B、D 正确；（4）4若动量守恒，需验证的关系式为AAAABBm vm vm v将OPAxvtOMAxvtONBxvt带入后可得AOPAOMBONm xm xm x（5）5小球的碰撞时的方向不确定，导致落点出现误差，使用“U”型轨道，控制小球碰撞方向在同一水平线。四、辨析题（每小题四、辨析题（每小题 2 分，共分，共 14 分）分）1

11、1.关于基本概念，判断是否正确，对的表明，不对的表明，不对的改正。（1）运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向。（）（2）物体的动能若不变，则动量一定不变。（）（3）电容器的击穿电压指的是有效值。（）（4）交变电流的有效值一定是峰值的 0.707 倍。（）（5）交流电压表、交流电流表的测量值都是有效值。（）（6）输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比。（）（7）由2UPr可知，输电电压越小，输电线上电功率的损失就越小。（）【答案】.正确.错误.错误.错误.正确.正确.错误【解析】【详解】（1）运动物体在任一时刻的动量方向一定是该时刻的速度方向，故正确。

12、（2）物体的动能不变，若速度大小不变，方向改变，则动量一定改变，故错误。（3）电容器的击穿电压指的是最大值，故错误。（4）对于正弦交流电，交变电流的有效值一定是峰值的 0.707 倍。（5）交流电压表、交流电流表的测量值都是有效值，故正确。（6）根据P=I2r输电线上电功率的损失，与输电线的电阻成正比，与输电线电流的平方成正比，故正确。（7）由2UPr可知，输电线上电压的损失 U 越小，输电线上电功率的损失就越小，故错误。五、解答题五、解答题：（本大题共（本大题共 1 小题，共小题，共 20 分）分）12.如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B=0.5T，电阻为 r=1，边长为 L=10cm 的正

13、方形线圈，共 100 匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度=2rad/s 匀速转动，磁场的边界和线圈的中线重合。外路电阻 R=4。0t时刻线圈平面与磁场垂直，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值；（2）由图示位置转过90角的过程中产生的平均感应电动势（3）由图示位置转过60角时的瞬时感应电动势；（4）交流电压表的示数；（5）转动一周外力做的功（6）16周期内通过 R 的电荷量为多少？（7）通过分析以上问题，总结交变电流的平均值和有效值的使用情况？【答案】（1）V2；（2）1V；（3）3V4；（4）2V5；（5）2J40；（6）0.025C；（7）见解析【解析】【详解】（1）转动过程中感应

14、电动势的最大值m0.1 0.1100 0.52 VV222SEnB（2）由图示位置转过90角的过程中产生的平均感应电动势124BSEnnTt21sT解得1VE（3）线圈从与磁场垂直位置开始转动msinsin22EEtt，当6Tt 时，3V4E（4）交流电压表的示数m2V52ERURr（5）转动一周外力做的功2m2()2J40EWQTRr（6）16周期内通过 R 的电荷量为11cos60220.025CBSBSqnnRrRr（7）交流电的有效值是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效；交流电的平均值是从电流通过导线横截面的电量相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效。第第卷提高题（

15、共卷提高题（共 23 分）分）13.如图所示，足够长光滑导轨倾斜放置，与水平面夹角=37，导轨间距 L=0.4m，其下端连接一个定值电阻 R=3，两导轨间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。一质量为 m=0.04kg，电阻 r=1的导体棒 ab 垂直于导轨放置，现将导体棒由静止释放，取重力加速度 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）导体棒下滑的最大加速度是多少；（2）根据第（1）的分析，请写出何时加速度最大；（3）导体棒下滑的最大速度是多少；（4）变加速运动的动态分析是高中物理的常见模型，请归纳该类题目中最大速度的临界条件（5）当导体棒稳定下滑

16、时 ab 两端的电压 Uab；【答案】（1）6m/s2；（2）v0=0 时，加速度最大；（3）6m/s；（4）a=0 时，速度最大；（5）1.8V【解析】【详解】（1）由题意可知，导体棒由静止释放时，初速度 v0是零，此时导体棒沿斜面方向只受重力沿斜面向下的分力，当导体棒运动起来后，速度不是零，闭合回路中就有感应电流，由左手定则可知，导体棒就会受到沿斜面向上的安培力，导体棒沿斜面方向受到的合力小于重力沿斜面向下的分力，因此当导体棒的速度 v0是零时，导体棒的加速度最大。由牛顿第二定律可得sinmgma解得22sin10 sin37 m s6m smgam（2）根据第（1）的分析，当导体棒由静止

17、释放时，即 v0=0 时，加速度最大。（3）导体棒由静止释放时，开始沿斜面向下做加速运动，随速度的增大，导体棒受沿斜面向上的安培力增大，导体棒沿斜面向下的加速度减小，速度继续增大，当安培力大小等于导体棒的重力沿斜面向下的分力时，导体棒的加速度是零，导体棒的速度达到最大，由电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，则有mEBLvmBLvEIRrRr由安培力公式，可得22msinB L vFBILmgRr代入数据解得m6m sv（4）由小题（3）的解析可知，该类题目中最大速度的临界条件是导体棒沿斜面方向受力合力是零，则加速度是零，即 a=0。（5）当导体棒稳定下滑时，导体棒做匀速直线运动，由电磁感应定律和

18、闭合电路的欧姆定律，则有mEBLvmR1 0.4 63V1.8V3 1BLvEURRRrRr因导体棒相当于电源，内电路电流从 a 到 b，外电路电流从 b 经电阻 R 到 a，可知 b 端的电势高，所以有R1.8VabUU 14.某高校设计专业学生对手机进行了防摔设计，防摔设计是这样的：在屏幕的四个角落设置了由弹性塑料、聚合物及超薄金属片组成的保护器，一旦手机内的加速度计、陀螺仪及位移传感器感知到手机掉落，保护器会自动弹出，对手机起到很好的保护作用。总质量为 160g的该种型号手机从距离地面 1.25m 高的口袋中被无意间带出，之后的运动可以看作自由落体运动，平摔在地面上（不反弹），保护器撞击

19、地面的时间为 0.5s，不计空气阻力，g10m/s2，试求：（1）手机落地前瞬间的速度大小；（2）手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小；（3）手机对地面的平均作用力。【答案】（1）5m/s；（2）0.8Ns；（3）3.2N，方向竖直向下【解析】【详解】（1）由运动学公式 v22gh，可得手机落地前瞬间速度为22 10 1.25m/s5m/svgh（2）手机做自由落体运动，由212hgt，可得手机从开始掉落到落地的时间为22 1.25s0.5s10htg根据 IFt，得手机从开始掉落到落地前的过程中重力的冲量大小0.16 10 0.5N s 0.8N sI mgt=（3）设向上方向为正方向，对手机由动量定理得0Fmg tmv 解得3.2NmvFmgt由牛顿第三定律可知手机对地面的平均作用力大小为3.2N，方向竖直向下。