1、高二物理 2022-04 阶考第 1页共 3 页树德中学高 2020 级高二下学期 4 月阶段性测试物理试题命题人：邓优一、单项选择题（每小题 3 分，共 18 分。每小题只有一个选项符合题目要求）1“人工肺 ecomo”呼吸机是治疗新冠肺炎重症的重要设备。一呼吸机接在电压随时间变化的规律为220 2 sin100 t(V)u的交流电源上，正常工作时电流为 2.5A，则A该交流电的周期为 50sB该交流电每秒内电流方向变化 50 次C该交流电电压的最大值为 220VD该呼吸机正常工作时的功率为 550W2.如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为 1：2，原线圈与固定电阻 R1 串联后，接入输出电
2、压有效值恒定的正弦交流电源。副线圈电路中负载电阻为可变电阻 R2，电流表、电压表均是理想电表。当 R2=2R1 时，电流表的读数为 1A，电压表的读数为 4V，则A电源输出电压为 8VB电源输出功率为 4WC当 R2=8时，变压器输出功率最大D当 R2=8时，电压表的读数为 3V3如图所示，匝数为 N 的矩形导线框以角速度 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO匀速转动，线框面积为 S 且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为 1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，1R、2R 为定值电阻，R 为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表1A、2A 的
3、示数分别为1I、2I；电压表1V、2V 的示数分别为1U、2U。不计线框电阻，下列说法正确的是A从图示位置开始，线框转过 180的过程中，通过线圈的电荷量为 0B矩形导线框从图示位置转过 90时，其磁通量的变化率为 NBSC交流电压表2V 的示数为 2 2NBSD若只将滑动变阻器的滑片向 d 端滑动，则11UI 变大4如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直的转轴自由转动转动手柄使磁铁绕竖直的转轴旋转，观察到铝框会随之转动对这个实验现象的描述和解释，下列说法中正确的是A铝框的转动方向与蹄形磁铁的转动方向一定是相同的B铝框的转动快慢与蹄形磁铁的转动快慢总是一致的C铝框转动到其
4、平面与磁场方向垂直的位置时，铝框中的感应电流最大D铝框转动到其平面与磁场方向平行的位置时，铝框两个竖直边受到的磁场力均为零5如图所示，线圈 L 的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2 是两个完全相同的小灯泡，开关 S 闭合和断开的过程中，灯 L1、L2 的亮度变化情况是(灯丝不会断)AS 闭合，L1 亮度不变，L2 亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S 断开，L2 立即熄灭，L1 逐渐变亮BS 闭合，L1 亮度不变，L2 很亮；S 断开，L1、L2 立即熄灭CS 闭合，L1、L2 同时亮，而后 L1 逐渐熄灭，L2 亮度不变；S 断开，L2 立即熄灭，L1 亮一下再熄灭DS 闭合，L
5、1、L2 同时亮，而后 L1 逐渐熄灭，L2 则逐渐变得更亮；S 断开，L2 立即熄灭，L1 亮一下再熄灭6如图所示，在竖直平面内有一半径为 L，圆心为 O 的半圆形光滑金属导轨CPD，处于磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向纸里（图中未画出），CD 水平，OP 竖直，O、D 间用电阻为 R的导线连接，一长为 L、质量为 m、电阻为 R 的均匀金属棒，能绕水平轴 O 在竖直平面内自由转动，棒与导轨始终接触良好，不计摩擦及其它电阻，重力加速度为 g。若棒从 CO 处静止释放，第一次到达OP 处时的角速度为，则下列说法正确的是A棒到达OD 处速度恰减为 0B棒第一次到达OP 处时，
6、棒两端电势差为24coBLUC棒第一次到达OP 处时，棒受到的安培力的功率为2428B LRD棒最终会停下，产生的总焦耳热为 mgL二、多项选择题（每小题 4 分，共 16 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）7如图甲所示，弹簧振子以点 O 为平衡位置，在 A、B 两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移 x 随时间 t 的变化如图乙所示下列说法正确的是A0.8st 时，振子的速度方向向左B0.4st 和1.2st 时，振子的加速度完全相同C0.4st 到0.8st 的时间内，振子的速度逐渐增大D0.8st 到
7、1.2st 的时间内，振子的加速度逐渐增大高二物理 2022-04 阶考第 2页共 3 页8t=0 时刻，位于 O 点的波源从平衡位置开始沿 y 轴方向做简谐运动，t=0.5s 时形成如图所示的一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波，此时振动恰好传播至质点 P（5m，0），则下列说法正确的是At=0.15s 时刻波源正在做加速运动B01.1s 时间内质点 P 经过的路程为 6mCt=1.3s 时刻质点 Q（10m，0）恰好处于波峰位置D波源的振动方程为2sin 5ytcm9如图所示，波源 O 沿 y 轴方向做简谐运动，所形成的横波沿 x 轴正方向在两种不同均匀介质传播，已知横坐标 x 表示在波的传
8、播方向上各质点的平衡位置，介质和的分界面在 x=3m 处。t=0 时波源刚开始从平衡位置沿 y 轴正方向运动，t=2s 时 x=3m 处的质点刚开始振动且波源刚好第 4 次回到平衡位置，t=5s时 x=6m 处的质点刚开始振动且波源刚好第 10 次回到平衡位置，不计波传播过程中的能量损失，则A波从介质进入介质中波长不变B波在介质和中的波速之比为 3:2Ct=3s 时 x=4m 处的质点刚好第一次到达波峰Dt=6.5s 时在 x=0 与 x=6m 之间的波峰数目与波谷数目相等10在炎热酷暑的时候，大量的电器高负荷工作，一些没有更新升级输电设备的老旧社区，由于输电线老化，线损提高，入户电压降低，远
9、达不到电器正常工作的需要，因此出现了一种“稳压源”的家用升压设备，其原理就是根据入户电压与电器工作电压，智能调节变压器原副线圈匝数比的机器，现某用户工作情况如图所示，忽略变压器电阻。下列说法正确的是A现入户电压1150VU，若要稳压源输出电压2225VU，则需调节12:2:3nn B空调制冷启动时，热水器实际功率不变C空调制冷停止时，导线电阻耗能升高D在用电器正常工作时，若入户电压1U 减小，则需要更大的入户电流，从而输电线路损耗更大三、实验题（本题共 2 小题，共 18 分）11（8 分）在“用单摆测量重力加速度”实验中：（1）实验小组用游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图甲所示，读出
10、小球直径为 d=_cm（2）该同学利用秒表测量单摆做 30 次全振动的周期时，秒表示数如图乙所示，读数为_s（3）为了减小实验误差，下列做法正确的是：（）A在摆球运动的过程中，必须保证悬点固定B摆线偏离平衡位置的角度不能太大C用精度更高的游标卡尺测量摆球的直径D计时的起止位置，应该选在摆球运动到最高点处（4）改变摆长，多次测量，做出 T2-L 图像，可以求出重力加速度 g。已知三个小组做出的 T2-L 图线的示意图如图中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，图线b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b，下列分析正确的是()A出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下
11、端的距离记为摆长 LB出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次C图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值D利用图线 a 的斜率求当地的重力加速度，结果会比真实值偏小12（10 分）某同学欲将电流表（量程 0100mA，内阻为 2.5 ）改装为两用电表，即“1”挡的欧姆表及量程为 012V 的电压表，实验室可提供的器材有：A一节全新的 5 号干电池（1.5E=V，内阻不计）B滑动变阻器1R（030 ）C滑动变阻器2R（03 ）D定值电阻3R（117.5 ）E.定值电阻4R（120 ）H.单刀双掷开关 S，一对表笔及若干导线（1）图中 A 为_（填“红”或“黑”）表
12、笔，测量电压时应将开关 S 扳向_（填“1”或“2”）。（2）滑动变阻器应选用_（填“1R”或“2R”），定值电阻 R 应选_（填“3R”或“4R”）。（3）在正确选用器材的情况下，改装后电流表 75mA 处在欧姆挡刻度盘上应标为_（填写具体数值）。高二物理 2022-04 阶考第 3页共 3 页四、解答题（本题共 4 小题，共 48 分。请写出必要的文字说明与演算步骤，注意答题规范）13（10 分）如图，一列简谐横波沿 x 轴传播，实线为 tl=0 时刻的波形图，虚线为 t2=0.05 s 时的波形图。（1）若波沿 x 轴正方向传播且 2Tt2t13T(T 为波的周期)，求波速的大小。（2）
13、若波速 v=260m/s，则从 tl=0 时刻起 x=2 m 处的质点第三次运动到波谷所需的时间。14（12 分）三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程。枢纽控制的流域面积为 1106km2，占长江流域面积的 56%，坝址处年平均流量 Q=4.511011m3。水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面。在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组 26 台，总装机容量即 26台发电机组同时工作时的总发电功率 P=1.82107kW。年平均发电量约为 W=8.401010kWh，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区供电紧张的局面。阅读上述资料，解答下列问题。
14、（水的密度=1.0103kg/m3，重力加速度 g 取 10m/s2）(1)若三峡电站上、下游水位差按 H=100m 计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式并计算出效率的数值；（保留两位有效数字）(2)若 26 台发电机组全部发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间 t 为多少天？（保留三位有效数字）(3)将该电站的电能输送到华中地区，输电功率 P1=4.5106kW，采用超高压输电，输电电压 U=500kV，而发电机输出的电压约为 U0=18kV，要使输电线上损耗的功率为输送电功率的 5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数之比和输电线路的总电阻。（结果用分数
15、表示）15（13 分）如图甲所示，两根完全相同的光滑导轨固定在水平面上，每根导轨均由两段与水平面成=300的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值 R1=R2=2，导轨间距 L=0.6m。在右侧导轨所在斜面的矩形区域 M1M2P1P2 内分布有垂直斜面向上的磁场，磁场上下边界 M1P1、M2P2 的距离 d=0.2m。磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。t=0 时刻，在右侧导轨斜面上与 M1P1 距离s=0.1m 处，有一根阻值 r=2的金属棒 ab 垂直于导轨由静止释放，恰好匀速通过整个磁场区域，重力加速度 g 取 10m/s2，导轨电阻不计。求：（1）金属棒 a
16、b 在磁场中运动的速度大小 v；（2）在 t1=0.1s 时刻和 t2=0.25s 时刻电阻 R1 的电功率之比；（3）金属棒 ab 从静止释放到不再进入磁场区域的过程中，电阻 R2 产生的总热量 Q 总。16（13 分）为实现火箭回收再利用，有效节约太空飞行成本，设计师在返回火箭的底盘安装了 4 台电磁缓冲装置，工作原理是利用电磁阻尼作用减缓地面对火箭的反冲力。电磁缓冲装置的主要部件有两部分：缓冲滑块，外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈 abcd；火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道 MN、PQ，缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。当缓冲滑块接触地面时，滑
17、块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为0v，软着陆要求的速度不能超过 v；4 台电磁缓冲装置结构相同，如图所示，为其中一台电磁缓冲装置的结构简图，线圈的 ab 边和 cd 边电阻均为 R；ad 边和 bc 边电阻忽略不计；ab 边长为 L，火箭主体质量为 m，磁感应强度大小为 B，重力加速度为 g，一切摩擦阻力不计。求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，流过线圈 ab 边的电流大小和方向；（2）为了着陆速度不超过 v，磁感强度 B 的最小值（假设缓冲轨道足够长，线圈足够高
18、）；（3）若火箭主体的速度大小从0v 减到 v 的过程中，经历的时间为 t，求该过程中每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热。高二物理 2022-04 阶考第 4页共 3 页树德中学高 2020 级高二下学期 4 月阶段性测试物理试题答案1D2.C 3C4A5D6C7.ACD8.AC9BD10AD11（每空 2 分）（1）2.18（2）67.5（3）AB（4）B12（每空 2 分）（1）红1（2）1R3R（3）513.（10 分）（1）波沿 x 轴正向传播，由图像可知：=4m；在t 时间内：213()4ttnT因为 2Tt2-t13T，则 n=2，此时110.054 T（2 分）解得155Ts，220
19、/vm sT（3 分）（2）若波速 v=260m/s，则在t=0.05s 内传播的距离为11334xv tm 则波沿 x 轴负向传播，此时周期为165Tsv（2 分）则从 tl=0 时刻起 x=2 m 处的质点第三次运动到波谷所需的时间192s4260tTT（3 分）14.（10 分）(1)电站能量转化的效率WWWgQH电机所以有1033118.40 10103600100%67%1.0 104.51 1010 100（3 分）(2)依据WPt可知每台发电机组平均年发电时间1078.40 101.82 1024WtP192 天（2 分）(3)升压变压器原、副线圈的匝数之比0129=250Unn
20、U（2 分）由 P1=UI代入数据得 I=9.0103A又 P 损=I2R=5%P1可得 R25/9（4 分）15（13 分）由题意可知，在金属棒 ab 静止释放到进入磁场的过程中，由动能定理可得：代入数据解得：v=1m/s（2 分）（2）棒从释放到运动至的时间为：故在 t1=0.1s 时，棒还没进入磁场，由法拉第电磁感应定律可得感应电动势为：此时，R2 与金属棒并联后再与 R1 串联，故有：R 总=3，所以，,则电功率为：由图乙可知，t=0.2s 后磁场保持不变，故 ab 经过磁场的时间为：，故在 t2=0.25s 时 ab 还在磁场中运动，此时电动势为：此时 R1 与 R2 并联，总电阻为
21、：，得 R1 两端电压为：，此时电阻率为：故在 t1=0.1s 时刻和 t2=0.25s 时刻电阻 R1 的电功率之比为：；（5 分）（3）设 ab 的质量为 m，ab 在磁场中运动时，通过 ab 的电流为：a b 受到的安培力为：又联立解得：（1 分）在时间里，R2 两端的电压，故产生的热量为：，（2 分）a b 最终将在下方的轨道区域内往返运动，到处的速度为零，由功能关系可得在后，整个电路最终产生的热量为：由电路关系可得 R2 产生的热量（2 分）故 R2 产生的总热量为：（1 分）16（13 分）（1）由题意缓冲滑块刚停止运动时，ab 边产生的电动势为0EBLv且总电阻为 2R，所以流过
22、线圈 ab 边的电流为022BLvEIRR（2 分）由右手定则知方向从 b 到 a（1 分）（2）线圈 ab 边受到的安培力为22 2B L vFBILR则对火箭整体受力有4Fmgma当加速度为零时速度最小，由题意为了着陆速度不超过 v，则应满足2242BL vmgR小即磁感强度 B 的最小值为22mgRBL v小（4 分）（3）火箭主体的速度大小从0v 减到 v 的过程中，由动量定理得22042B L vmgttmvmvR 其中vth所以解得下落高度为022()2mgtmvmvRhB L（3 分）由能量守恒定律得22011422Qmghmvmv整理得每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热为2220022()1()88gtvv m gRQm vvB L（3 分）