1、高二物理 2021-04 阶考 第1页共 3 页树德中学高 2019 级高二下期 4 月阶段性测试物理试题一、单项选择题（每小题 4 分，共 28 分每小题只有一个选项符合题目要求）1电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是甲乙丙丁A甲图是某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B在乙图中，开关由闭合变为断开，则断开瞬间触头 C 马上离开触点C在丙图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小D丁是电容式话筒的电路原理图，声波的振动会在电路中产生恒定的电
2、流2一个长直密绕螺线管 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AtT/8 时刻，圆环有收缩的趋势Bt=T/4 时刻，圆环中感应电流最大Ct3T/8 时刻，圆环有收缩的趋势DtT/8 和 t3T/8 时刻，圆环内有相同的感应电流3一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的t-图像如图所示，将此交变电流与 4R的电阻连接，R 的功率为22(W)，不计线圈的电阻，下列说法正确的是A交变电流的频率 50HzBt=1s 时，线圈中的电流改变方向Ct=1s 时，线圈的磁通变化率为 4（v）D从 t=0.5s 到 t=1.5s 时
3、间内，通过电阻的电荷量为 2C4如图所示，水平弹簧振子以 O 为平衡位置，在 A、B之间做简谐运动，轻弹簧的劲度系数为 20N/m，振子的质量为 M，取水平向右为正方向，振子位移 x 随时间 t 的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是A振子的位移随时间的关系为mtx)210sin(05.0 B在 t=0.1s 到 t=0.2s 的时间内，振子加速度方向为正，速度逐渐增大，弹性势能逐渐增大C在 t=0.05s 到 t=0.55s 的时间内，振子的运动的路程大于 25cmD当振子运动到最大位移 B 处时，将一质量为 m 的物体轻放其上，以后 m 和振子 M 也无相对滑动，放上 m 后，m 做简谐运
4、动的回复力最大值为 1N5如图所示的电路中，L 为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2 是两个完全相同的灯泡，E 是一内阻不计的电源。t0 时刻，闭合开关 S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1 时刻断开开关 S，I1、I2 分别表示通过灯泡 D1 和 D2 的电流，规定图中箭头所示的方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流 I 随时间 t 变化关系的是ABCD.6 如 图 所 示，一 理 想 变 压 器 原 线 圈 匝 数 n1=1000 匝，副 线 圈 匝 数 n2=100 匝，将 原 线 圈 接 在)(100sin2100Vtu的交流电压上，副线圈接有阻值 R=5 的定值电
5、阻、理想电流表和理想电压表。现在 A、B 两点间接入不同的电子元件，下列说法正确的是A穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 0.1Wb/sB若在 A、B 两点间接入一可变电阻 R/，当 R/=5 时，定值电阻 R 消耗的功率最大C若在 A、B 两点间接入一理想二极管，为确保安全，二极管的反向耐压值至少为V210，1min 内定值电阻 R 产生的热量为 600JD若在 A、B 两点间接入一内阻 r=5 的电动机（正常工作），则电流表的示数为 1A7如图所示，两个宽度均为 L 的条形区域，存在着大小相等，方向相反且均垂直纸面的匀强磁场，以竖直虚线为分界线，其左侧有一个用金属丝制成的与纸面共面的直角三角形
6、线框 ABC，其底边 BC 长为 2L，并处于水平。现使线框以速度 v 水平匀速穿过匀强磁场区，则此过程中，线框中的电流随时间变化的图象正确的是（设逆时针电流方向为正方向，取时间 t0=L/v 作为计时单位）二多项选择题（每小题 4 分，共 32 分每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）8如图所示电路中，MN 端接电压有效值恒定为 U 的交流电源，现通过滑片 P 可改变副线圈的匝数，以下说法正确的是A若原副线圈接入电路的匝数比为 2:1，R1=R2=R，则此时 R2 两端电压为 0.4UB滑片位置不变，增大 R2 的阻值，
7、电源输出功率变小CR1、R2 阻值不变，将滑片 P 向下滑动时，通过 R2 的交流电流频率变大DR1、R2 阻值不变，将滑片 P 向下滑动时，电阻 R1 两端电压变小高二物理 2021-04 阶考 第2页共 3 页9如图所示，一质量为 M 的木质框架放在水平桌面上，框架上悬挂一劲度系数为 k 的轻质弹簧，弹簧下端拴接一质量为 m 的铁球（铁球离框架下端足够远）。用手向下拉一小段距离后释放铁球，铁球便上下做简谐运动，框架保持静止，重力加速度为 g,下列说法正确的是A铁球在振动的过程中，速度相同时，弹簧的弹性势能一定相同B某四分之一个周期内，铁球所受合外力冲量大小可能为零C铁球从最低点向平衡位置运
8、动的过程中，回复力的功率一直增大D若弹簧振动过程的振幅可调，且保证木质框架不会离开桌面，则铁球的振幅最大是()Mm gk10如图所示，半径为 r1 m 的光滑金属圆环固定在水平面内，垂直于环面的匀强磁场的磁感应强度大小为 B2.0 T，一金属棒 OA 在外力作用下绕 O 轴以角速度2 rad/s 沿逆时针方向匀速转动，金属环和导线电阻均不计，金属棒 OA 的电阻 r01，电阻 R12，R23，R37.5，电容器的电容 C4 F。闭合开关 S，电路稳定后，下列说法正确的是A通过导体棒的电流大小为 0.4AB外力的功率为 1WC从断开开关 S 到电路稳定这一过程中通过电流表的电荷量为C6100.6
9、D从断开开关 S 到电路稳定这一过程中通过电流表的电荷量为C6104.611足够长的光滑平行金属导轨 PQ、MN 固定在水平地面上，其间距分别为 2L 和 L，导轨电阻不计，连接如图所示。金属棒 a、b 分别静止放置在导轨 PQ、MN 上且与导轨垂直，其质量分别为 2m 和 m，电阻分别为 2R 和 R。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，导轨 PQ 区域磁感应强度为 B，导轨 MN 区域磁感应强度为 2B。现给金属棒 b 一个向左的初速度 v0，金属棒 b 一直在窄轨 MN 上运动。下列说法正确的是A金属棒 a、b 最终做匀速直线运动，且速度比为 1:2B金属棒 a、b 系统动量守恒，最终 a
10、、b 速度均为03vC最终金属棒 a 产生的焦耳热为2029mvD最终通过金属棒 b 上的电荷量为023mvBL12如图，xOy 平面为光滑水平面，现有一长为 d 宽为 L 的单匝线框 MNPQ 在沿 x 轴正方向的外力 F 作用下，沿 x 轴正方向以速度 v 做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度 B=B0cos d x（式中 B0 为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为 R，t=0 时刻 MN 边恰好在 y 轴处，则下列说法正确的是A线框在运动的过程中合外力对其做功不为零Bt=d/3v 时，通过线圈的瞬时电流大小为0B LvRC在 t=0 t=d/v 的时间
11、内，线框中产生的电热2202B L vdQRD外力 F 与位移 x 变化的关系式为2204cos()B L vFxRd13如图所示，足够长“V”字形金属导轨固定在水平桌面上，其顶角为 74，导轨 POQ 光滑，OP=OQ，单位长度电阻为 1，平行导轨 PM 和 QN 粗糙且电阻不计，间距 L=0.6m，动摩擦因数为 0.2。以 O 点为原点，沿顶角 POQ 的角平分线向右建立一维坐标系 OX。空间存在垂直于导轨平面竖直向下 B=1T 的匀强磁场，一根长度 1m、质量为 1kg 的金属杆 CD 在图示水平外力 F 作用下从 O 点以速度 2m/s 匀速向右运动，运动中导体棒始终与 x 轴垂直且与
12、导轨接触良好，金属杆单位长度电阻为 1（不计接触电阻）已知 sin37=0.6，cos37=0.8，g 取 10m/s2，下列说法正确的是A杆通过 x=0.4m 处时，杆 C、D 两端的电势差大小为 1.55VB从 O 点运动到 x=0.4m 的过程中，杆上电流逐渐增大C从 O 点运动到 x=0.5m 的过程中，拉力 F 所做功为 0.335JD当杆通过 x=0.4m 时，撤去外力 F，同时使磁场随时间变化，从而保证杆中电流为 0，从撤去外力开始计时到杆运动到 x=1.3m 的过程中，磁感应强度随时间的变化规律为20.121.20.50.12tBTtt14如图所示，长直杆固定放置与水平面夹角=
13、30，杆上 O 点以上部分粗糙，O 点以下部分（含 O 点）光滑。轻弹簧穿过长杆，下端与挡板相连，弹簧原长时上端恰好在 O 点，质量为 m 的带孔小球穿过长杆，与弹簧上端连接。小球与杆粗糙部分的动摩擦因数=33，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现将小球拉到图示 a 位置由静止释放，一段时间后观察到小球振动时弹簧上端的最低位置始终在 b 点，O 点与 a、b 间距均为 L。重力加速度为 g，不计空气阻力，则下列说法正确的是A小球在 a 点加速度大小是在 b 点加速度大小的 2 倍B小球在 a 点加速度大小是在 b 点加速度大小的 3 倍C整个运动过程小球在直杆粗糙部分运动的路程为 2LD若增加小球质
14、量，仍从 a 位置静止释放，则小球最终运动的最低点仍在 b 点15两根足够长的平行金属导轨固定在倾斜角为的斜面上，导轨电阻不计，间距为 0.1m，在导轨 ef 和gh 之间有宽度为 d、方向垂直轨道平面向下的匀强磁场 I，gh 线上方有垂直于轨道平面向上、磁感应强度大小为 B2=1T 的匀强磁场 II。两根质量均为 0.1kg、电阻均为 0.2的导体棒间隔为 d 如图垂直导轨放置，导体棒 a 与 gh 间距为 d。现同时静止释放两根导体棒，发现当 a 棒刚进入磁场时立即开始匀速运动，b 棒刚要出磁场时沿斜面向下的加速度为 31 m/s2。不计一切摩擦，两棒在下滑过程中，与导轨始终接触良好，已知
15、 sin0.1，g=10m/s2.下列说法正确的是A磁场的磁感应强度 B1=1TB题中 d=1mC从静止释放到 b 棒离开磁场 I 的过程中，b 棒产生的焦耳热为 2 J9Db 棒离开磁场 I 时，a 棒与 ef 的距离为 21772 m高二物理 2021-04 阶考 第3页共 3 页三、计算题（本题共 3 小题，共 40 分请写出必要的文字说明与演算步骤，注意答题规范）16（12 分）某小型交流发电机的示意图，如图所示在匀强磁场的磁感应强度 B 2T，边长 L10 cm的正方形线圈 abcd 共 N=100 匝，线圈总电阻 r1，线圈绕垂直于磁感线的轴 OO匀速转动，转速 n3000 r/m
16、in，外电路电阻 R4.求：(1)从图示位置开始计时，该发电机感应电动势的瞬时值表达式(2)线圈由图示位置转过 60角时，ab 边受到的安培力大小 F 和交流电压表的读数(3)若某发电厂发电机两端的电压为 220 V，输出功率为 44 kW，输电导线的总电阻为 0.5，如果用原、副线圈匝数比为 110 的理想升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为 101 的理想降压变压器降压供给用户，求：用户得到的电功率17（13 分）如图甲所示，两条相距l=2m 的足够长的光滑平行金属导轨固定在与一水平面成=30的斜平面内，其上端接一阻值为 R=0.2的电阻，在两导轨间 OO下方区域内有垂直导轨
17、平面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B=0.5T。现使电阻为 r=0.8、质量为 m=0.2kg 的金属棒 ab 自 OO位置静止释放，沿导轨向下运动距离 d=1m 后速度不再变化（运动过程中，棒 ab 始终与导轨垂直，且与导轨保持良好接触，忽略空气阻力，导轨电阻不计，重力加速度 g=10m/s2。）(1)求棒 ab 静止开始沿导轨向下运动 d=1m 的过程中,棒 ab 产生的焦耳热(2)棒 ab 从静止释放经过时间 0t 沿着导轨下滑了 2d，求：t0 时刻 ab重力做功的瞬时功率 P（用 t0 表示结果）(3)如图乙所示，在 OO上方区域加一面积为 S=0.05m2 的垂直于导轨平面向里的磁
18、场 B，现让棒 ab 从 OO上方某一位置处静止释放沿导轨向下运动，自棒 ab 运动到 OO位置时开始计时，B随时间t 的变化关系为 B=2t，棒 ab 以速度0v=0.5m/s 进入 OO下方磁场后立即施加一垂直于棒且沿导轨平面向上的外力使其保持匀速运动。求：在t 时刻电阻 R 消耗的电功率。18（15 分）如图所示，PN、OQ 为平行绝缘的固定光滑水平轨道，PN、OQ 间距为 L0=1m一轻质弹簧一端固定在轨道的左边 NO，另一端固定在质量为 m=1kg 的静止绝缘杆 ij 上ef、hg 与轨道围成的区域有方向垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 B=0.5T，ef 与 hg 之间
19、的距离为 S=0.68mabcd为质量全部集中在 ad 边的刚性矩形线圈，其质量为 M=2kg，电阻为 R=0.1，ab 边长为 L=0.5m，线圈平放在水平轨道上现垂直线圈 ad 边施一水平恒力 F=2N，让其从静止开始运动ad 边刚进入磁场线圈即做匀速运动，在 bc 边还没出磁场时线圈又已做匀速运动，且在 bc 边刚出磁场时撤去 F接着 ad 边与 ij杆相碰后粘在一起运动（永不分开），求：(1)线圈在整个运动过程中的最大速度mv(2)线圈由静止到 bc 边第一次通过 gh 的过程中所用的总时间 t 和线圈回路产生的热量 Q1(3)若弹簧为自然长度时，杆 ij 与 hg 之间距离稍大于 L
20、，当线圈运动方式稳定后，弹簧的最大弹性势能为EP=16J，则线圈从静止到稳定运动的过程中线圈中产生的总电热 Q0=？高二物理 2021-04 阶考 第4页共 3 页树德中学高 2019 级高二下期 4 月阶段性测试物理试题答案1C2C3D4C5B6C7D8AB9BD10BD11BC12BC13A C14AC15ACD16.（共 12 分）解：(1)（3 分）.从图示位置开始计时有：e=Emcost由:Em=NBS,=2n=100rad/s,Em=NBS=100 2 V所以：e=1002 cos(100t)V(不代单位扣 1 分)(2).（6 分）线圈由图示位置转过 60角时:E 有=Em/2=
21、100VI 有=E 有/(R+r)=20A交流电压表的读数为端压且为有效值：U=I 有R=80V（3 分）ab 边受到的安培力大小:F=NBLi，i=Imcos60，Im=202 A，解得：i=102 A,F=200/(N)（3 分）(3).（3 分）依题知道：输电导线得电流为 I1=P/U1U1=2200VI1=20AP 损=I12R=200W用户得到的电能为：P 用=(44kW-200W）=43.8kW17.（共 13 分）解：(1)（5 分）、对闭合回路：mBlvIRr由平衡条件可知：sinmgBIl 解得：m2 2sin()mgRrvB l解得：mv=1.0m/s由功能关系：2m1si
22、n2mgdmvQ 解 得:24 4232 si()sinn2m gRrQmgdB l解得：Q=0.9J棒 ab 产生的焦耳热为 Qab=rQrR=0.72J(2)（4 分）由动量定理可知:0(sin)0mgBIl tmv 即:0sin-0mgtBlqmv又:12dBlqrRrR解得2 20sin2()B l dvgtm Rr解得：052.5vtab 重力做功的瞬时功率:P=mgsin30v解得：P=(5t0-2.5)W(3)（4 分）因为：0Blv tktS 由法拉第电磁感应定律可得:0EBlvkSt，EIRr，2PI R解得：20RBlvkSPRRr 解得：电流 I=0.6A，P=0.072
23、W18.（共 15 分）解：（1）（3 分）因受力平衡：20()BLvFFR进入磁场时的速度:200.8/()FRvm sBL1 分磁场内线圈运动的加速度：a=F/M=1m/s2线圈的最大速度：222()mvva SL解得：1/mvm s2 分（2）（7 分）因线圈进入磁场时速度与线圈出磁场时的速度相等为 V线圈匀加速的时间为:Ft1=Mv-0解得:t1=0.8s线圈匀速进入磁场的时间为:t2=L/v=0.625s线圈在磁场中匀加速运动的时间：Ft3=Mvm-Mv解得:t3=0.2s（2 分）线圈出磁场的时间：由动量定理：Ft4-I 安=Mv-MvmI 安=B I t L=BqLq=/R=BLL0/R解得：t4=0.425s（2 分）所以：t 总=t1+t2+t3+t4=2.05s（1 分）产生的热量Q1=WF=F（S+L）解得：Q1=2.36J（2 分）（3）、（5 分）线圈与杆相碰，根据动量守恒定律有()MvmM v解得1.6/3vm s（1 分）碰撞损失的能量为：2211()22EMvmM v解得：0.643EJ（1 分）经分析线圈最终稳定振动:由能量守恒有：Q2=212PMvEE=0.26J（2 分）所以：Q0=Q1+Q2=2.62J（1 分）
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