《天津市靜海區(qū)第一中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期3月學(xué)業(yè)能力調(diào)研物理Word版含解析.docx》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

靜海一中2022-2023第二學(xué)期高二（3月）學(xué)生學(xué)業(yè)能力調(diào)研物理試卷第Ⅰ卷：基礎(chǔ)題（共77分）一、單項(xiàng)選擇題：每小題3分，共18分。1.在勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)60匝的閉合矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線框的磁通量隨時(shí)間成余弦函數(shù)變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是（　?。〢.在t=5×10-3s時(shí)，線框處于中性面位置B.在t=1.5×10-2s時(shí)，線框中感應(yīng)電動勢為零C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為150VD.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值的表達(dá)式為V【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)圖象可知，在t=5×10-3s時(shí)穿過線圈平面的磁通量為零，所以線圈平面平行于磁感線，位于與中性面垂直位置，故A錯(cuò)誤；B．在t=1.5×10-2s時(shí)穿過線圈平面的磁通量為零，所以線圈平面平行于磁感線，此時(shí)磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，故B錯(cuò)誤；C．感應(yīng)電動勢的最大值為所以線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為故C正確；D．根據(jù)圖像可知 在t=0時(shí)刻，線框從中性面開始轉(zhuǎn)動，則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值的表達(dá)式為故D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，R0為定值電阻，R是滑動變阻器，原線圈兩端的輸入電壓u=200sin100πt（V），設(shè)理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別是U1、U2；理想交流電流表A1、A2的示數(shù)分別是、。下列說法正確的是（　?。〢.電壓表V2的示數(shù)U2=20VB.滑片P向b端滑動過程中，U2不變，變大C.滑片P向b端滑動過程中，U1變小，變大D.通過原、副線圈的交變電流頻率之比為10∶1【答案】B【解析】【詳解】A．由u=200sin100πt（V）可知輸入電壓有效值為由，可得故A錯(cuò)誤；B．滑片P向b端滑動過程中，副線圈負(fù)載電阻減小，電壓由原線圈輸入電壓決定，不變，所以U2不變，則I2變大，故B正確；C．電壓由原線圈輸入電壓決定，副線圈的電阻變化不影響輸入電壓，所以U1不變，I1變大，故C錯(cuò)誤；D．變壓器不改變交變電流的頻率，通過原、副線圈的交變電流頻率相同，故D錯(cuò)誤。 故選B。3.如圖為電壓互感器的示意圖，把低壓交流電壓表接在副線圈上，可以測量高壓輸電線路的電壓．原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，下列說法正確的是A.n1應(yīng)該用較粗的導(dǎo)線，n2可以用較細(xì)的導(dǎo)線B.如果電壓表的讀數(shù)為Uv，則輸電線路的電壓為C.原線圈電流的頻率高于副線圈電流的頻率D.如果高壓線路為直流輸電線路，只要把交流電壓表換成直流電壓表就同樣可以測量線路電壓【答案】B【解析】【詳解】A.電壓互感器變壓器原副線圈的電流之比與匝數(shù)成反比,可知副線圈的電流大,所以應(yīng)該用較細(xì)的導(dǎo)線,可以用較粗的導(dǎo)線，故A錯(cuò)誤；B.電壓互感器變壓器的原副線圈的電壓之比與匝數(shù)成正比,如果電壓表的讀數(shù)為U,則輸電線路的電壓為：，故B正確；C.變壓器不改變交流電的頻率，原線圈電流的頻率等于副線圈電流的頻率，故C錯(cuò)誤；D.變壓器只改變交流電的電壓，不改變直流電的電壓，所以如果高壓線路為直流輸電線路，把交流電壓表換成直流電壓表，也不能可以測量線路的電壓．故D錯(cuò)誤故本題選B．4.如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象。每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得此交流電壓的有效值為（　?。?A.7.5VB.2VC.8VD.3V【答案】B【解析】【詳解】由電壓隨時(shí)間變化的圖象可知，它不是正弦式電流，因此有效值不是等于最大值除以,取一個(gè)周期進(jìn)行分析，在0~1s內(nèi)是正弦式電流，則電壓的有效值等于V。在1~3s內(nèi)是恒定電流，則有效值等于9V。則在0~3s內(nèi)，產(chǎn)生的熱量為解得故選B5.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定在墻上，一個(gè)質(zhì)量為m的木塊以速度v0從右側(cè)沿光滑水平面向左運(yùn)動并與彈簧發(fā)生相互作用。設(shè)相互作用的過程中彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，那么，到彈簧恢復(fù)原長的過程中彈簧對木塊沖量I的大小和彈簧對木塊做的功W的大小分別是（　?。〢.I=0，W=mv02B.I=mv0，C.I=2mv0，W=0D.I=2mv0，【答案】C【解析】【詳解】 在木塊與彈簧接觸到將彈簧壓縮為最短的過程中，彈簧對木塊做負(fù)功，在彈簧將木塊彈出的過程中，彈簧對木塊做正功，且正功與負(fù)功的絕對值相等，故在整個(gè)相互作用的過程中彈簧對木塊做的總功W=0木塊將以-v0的速度被彈回，由動量定理可得，在整個(gè)相互作用的過程中彈簧對木塊沖量的大小故選C?！军c(diǎn)晴】解決本題關(guān)鍵將整個(gè)相互作用過程分為木塊與彈簧接觸到將彈簧壓縮為最短的過程和彈簧將木塊彈出的過程進(jìn)行分析，注意動量為矢量，有大小和方向。6.A、B兩物體在光滑水平地面上沿一直線相向而行，A質(zhì)量為5kg，速度大小為10m/s，B質(zhì)量為2kg，速度大小為5m/s，兩者相碰后，A沿原方向運(yùn)動，速度大小為4m/s，則B的速度大小為（）A.10m/sB.5m/sC.6m/sD.12m/s【答案】A【解析】【詳解】取A球的速度方向?yàn)檎较颍珹B的總動量大小為：根據(jù)動量守恒得：，解得：A．10m/s．故A符合題意．B．5m/s．故B不符合題意．C．6m/s．故C不符合題意．D．12m/s．故D不符合題意．二、多項(xiàng)選擇題：每小題4分，共12分。7.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長ab＝cd＝0.4m，ad＝bc＝0.2m，線圈匝數(shù)N＝100匝，線圈電阻r＝1Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸以ω＝100πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻R＝9Ω，從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，則（　?。?A.該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢瞬時(shí)值為e＝160πsin（100πt）VB.從圖示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量為0.08CC.t＝s時(shí)線圈中感應(yīng)電動勢最大D.交變電流的有效值是8πA【答案】BCD【解析】【詳解】A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢的瞬時(shí)值A(chǔ)錯(cuò)誤；B．從題圖所示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量為B正確；C．由題意可知則當(dāng)時(shí)，線圈恰好轉(zhuǎn)過25圈，線圈處于平行于磁感線的位置，此時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，C正確；D．交變電流的有效值是D正確。故選BCD。 8.有一條河流，河水流量為，落差為?，F(xiàn)利用它來發(fā)電，水電站的總效率為40%，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為。水電站到用戶之間要進(jìn)行遠(yuǎn)距離高壓輸電，兩地間輸電線的總電阻為，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為1∶8，用戶所需要電壓為，，水的密度，下列說法正確的是（　?。〢.發(fā)電站的輸出功率為B.遠(yuǎn)距離輸電的效率約為90%C.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為D.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為【答案】ABC【解析】【詳解】A．發(fā)電站的輸出功率解得故A正確；B．發(fā)電機(jī)的輸出電流升壓變壓器中故遠(yuǎn)距離輸電線中電流遠(yuǎn)距離輸電的效率故B正確；CD．降壓變壓器的輸入電壓為 其中，為升壓變壓器的輸出電壓降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比其中聯(lián)立解得故C正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。9.在如圖甲所示的電路中，螺線管匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm2.螺線管導(dǎo)線電阻r=1Ω，R1=4Ω，R2=5Ω，C=30。在一段時(shí)間內(nèi)，穿過螺線管的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。下列說法正確的（　?。〢.閉合S，穩(wěn)定后電容器上極板帶正電B.螺線管中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為1.2VC.閉合S，穩(wěn)定后電路中電流D.斷開S后，流經(jīng)R2的電量為1.8×10-5C【答案】BD【解析】【分析】 【詳解】A．據(jù)楞次定律，當(dāng)穿過螺線管的磁通量增加時(shí)，螺線管下部可以看成電源的正極，則電容器下極板帶正電，故A錯(cuò)誤；B．由法拉第電磁感應(yīng)定律可得，螺線管內(nèi)產(chǎn)生的電動勢為：故B正確；C．電流穩(wěn)定后，電流為：故C錯(cuò)誤；D．電鍵斷開后流經(jīng)電阻R2的電荷量為：=1.8×10-5C故D正確。故選BD。三、填空題：（1）-（4）每空2分，（5）5分，共13分。10.某同學(xué)用圖甲所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動量守恒定律，圖中CQ是斜槽，QR為水平槽，二者平滑相接，調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，使小球放在QR上時(shí)恰能保持靜止，實(shí)驗(yàn)時(shí)先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面上的記錄紙上，留下痕跡．重復(fù)上述操作10次，得到10個(gè)落點(diǎn)痕跡。然后把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡．重復(fù)這種操作10次。圖甲中O是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點(diǎn)，P為未放被碰球B時(shí)A球的平均落點(diǎn)，M為與B球碰后A球的平均落點(diǎn)，N為被碰球B的平均落點(diǎn)．若B球落點(diǎn)痕跡如圖乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，米尺的零刻度與O點(diǎn)對齊。（1）入射球A的質(zhì)量mA和被碰球B的質(zhì)量mB的關(guān)系是mA________mB（選填“>”“<”或“＝”）。（2）碰撞后B球的水平射程約為________cm。 （3）下列選項(xiàng)中，屬于本次實(shí)驗(yàn)必須測量的是________（填選項(xiàng)前的字母）。A．水平槽上未放B球時(shí)，測量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離B．A球與B球碰撞后，測量A球平均落點(diǎn)位置到O點(diǎn)的距離C．測量A球或B球的直徑D．測量A球和B球的質(zhì)量E．測量G點(diǎn)相對于水平槽面的高度（4）若系統(tǒng)動量守恒，則應(yīng)有關(guān)系式：___________。（5）分析該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因，并提出實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案_________？【答案】①.②.64.7③.A、B、D④.⑤.見解析【解析】【詳解】（1）[1]要使兩球碰后都向右運(yùn)動，A球質(zhì)量應(yīng)大于B球質(zhì)量，即（2）[2]將10個(gè)點(diǎn)圈在圓內(nèi)的最小圓的圓心為平均落點(diǎn)，可由米尺測得碰撞后B球的水平射程約為64.7cm；（3）[3]兩球從同一高度做平拋運(yùn)動，飛行的時(shí)間t相同，而水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動，故水平位移所以只要測出小球飛行的水平位移，就可以用水平位移的測量值代替平拋運(yùn)動的初速度，故需測出未放B球時(shí)A球飛行的水平距離OP和碰后A、B球飛行的水平距離OM和ON，及A、B兩球的質(zhì)量，故A、B、D正確；（4）[4]若動量守恒，需驗(yàn)證的關(guān)系式為將帶入后可得（5）[5]小球的碰撞時(shí)的方向不確定，導(dǎo)致落點(diǎn)出現(xiàn)誤差，使用“U ”型軌道，控制小球碰撞方向在同一水平線。四、辨析題（每小題2分，共14分）11.關(guān)于基本概念，判斷是否正確，對的表明√，不對的表明×，不對的改正。（1）運(yùn)動物體在任一時(shí)刻的動量方向一定是該時(shí)刻的速度方向。（）（2）物體的動能若不變，則動量一定不變。（）（3）電容器的擊穿電壓指的是有效值。（）（4）交變電流的有效值一定是峰值的0.707倍。（）（5）交流電壓表、交流電流表的測量值都是有效值。（）（6）輸電線上電功率的損失，與輸電線的電阻成正比，與輸電線電流的平方成正比。（）（7）由可知，輸電電壓越小，輸電線上電功率的損失就越小。（）【答案】①.正確②.錯(cuò)誤③.錯(cuò)誤④.錯(cuò)誤⑤.正確⑥.正確⑦.錯(cuò)誤【解析】【詳解】（1）運(yùn)動物體在任一時(shí)刻的動量方向一定是該時(shí)刻的速度方向，故正確。（2）物體的動能不變，若速度大小不變，方向改變，則動量一定改變，故錯(cuò)誤。（3）電容器的擊穿電壓指的是最大值，故錯(cuò)誤。（4）對于正弦交流電，交變電流的有效值一定是峰值的0.707倍。（5）交流電壓表、交流電流表的測量值都是有效值，故正確。（6）根據(jù)P=I2r輸電線上電功率的損失，與輸電線的電阻成正比，與輸電線電流的平方成正比，故正確。（7）由可知，輸電線上電壓的損失U越小，輸電線上電功率的損失就越小，故錯(cuò)誤。五、解答題：（本大題共1小題，共20分）12.如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，電阻為r=1，邊長為L=10cm的正方形線圈，共100匝，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度=2rad/s勻速轉(zhuǎn)動，磁場的邊界和線圈的中線重合。外路電阻R=4。時(shí)刻線圈平面與磁場垂直，求：（1）轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值；（2）由圖示位置轉(zhuǎn)過角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢 （3）由圖示位置轉(zhuǎn)過角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動勢；（4）交流電壓表的示數(shù)；（5）轉(zhuǎn)動一周外力做的功（6）周期內(nèi)通過R的電荷量為多少？（7）通過分析以上問題，總結(jié)交變電流的平均值和有效值的使用情況？【答案】（1）；（2）1V；（3）；（4）；（5）；（6）0.025C；（7）見解析【解析】【詳解】（1）轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值（2）由圖示位置轉(zhuǎn)過角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢解得（3）線圈從與磁場垂直位置開始轉(zhuǎn)動，當(dāng)時(shí)，（4）交流電壓表的示數(shù) （5）轉(zhuǎn)動一周外力做的功（6）周期內(nèi)通過R的電荷量為（7）交流電的有效值是從電流產(chǎn)生焦耳熱相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效；交流電的平均值是從電流通過導(dǎo)線橫截面的電量相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效。第Ⅱ卷提高題（共23分）13.如圖所示，足夠長光滑導(dǎo)軌傾斜放置，與水平面夾角=37°，導(dǎo)軌間距L=0.4m，其下端連接一個(gè)定值電阻R=3，兩導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T。一質(zhì)量為m=0.04kg，電阻r=1的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，現(xiàn)將導(dǎo)體棒由靜止釋放，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）導(dǎo)體棒下滑的最大加速度是多少；（2）根據(jù)第（1）的分析，請寫出何時(shí)加速度最大；（3）導(dǎo)體棒下滑的最大速度是多少；（4）變加速運(yùn)動的動態(tài)分析是高中物理的常見模型，請歸納該類題目中最大速度的臨界條件（5）當(dāng)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑時(shí)ab兩端的電壓Uab；【答案】（1）6m/s2；（2）v0=0時(shí)，加速度最大；（3）6m/s；（4）a=0時(shí)，速度最大；（5）?1.8V【解析】【詳解】（1）由題意可知，導(dǎo)體棒由靜止釋放時(shí)，初速度v0 是零，此時(shí)導(dǎo)體棒沿斜面方向只受重力沿斜面向下的分力，當(dāng)導(dǎo)體棒運(yùn)動起來后，速度不是零，閉合回路中就有感應(yīng)電流，由左手定則可知，導(dǎo)體棒就會受到沿斜面向上的安培力，導(dǎo)體棒沿斜面方向受到的合力小于重力沿斜面向下的分力，因此當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v0是零時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度最大。由牛頓第二定律可得解得（2）根據(jù)第（1）的分析，當(dāng)導(dǎo)體棒由靜止釋放時(shí)，即v0=0時(shí)，加速度最大。（3）導(dǎo)體棒由靜止釋放時(shí)，開始沿斜面向下做加速運(yùn)動，隨速度增大，導(dǎo)體棒受沿斜面向上的安培力增大，導(dǎo)體棒沿斜面向下的加速度減小，速度繼續(xù)增大，當(dāng)安培力大小等于導(dǎo)體棒的重力沿斜面向下的分力時(shí)，導(dǎo)體棒的加速度是零，導(dǎo)體棒的速度達(dá)到最大，由電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律，則有由安培力公式，可得代入數(shù)據(jù)解得（4）由小題（3）的解析可知，該類題目中最大速度的臨界條件是導(dǎo)體棒沿斜面方向受力合力是零，則加速度是零，即a=0。（5）當(dāng)導(dǎo)體棒穩(wěn)定下滑時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動，由電磁感應(yīng)定律和閉合電路的歐姆定律，則有因?qū)w棒相當(dāng)于電源，內(nèi)電路電流從a到b，外電路電流從b經(jīng)電阻R到a，可知b端的電勢高，所以有14.某高校設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生對手機(jī)進(jìn)行了防摔設(shè)計(jì)，防摔設(shè)計(jì)是這樣的：在屏幕的四個(gè)角落設(shè)置了由彈性塑料、聚合物及超薄金屬片組成的保護(hù)器，一旦手機(jī)內(nèi)的加速度計(jì)、陀螺儀及位移傳感器感知到手機(jī)掉落，保護(hù)器會自動彈出，對手機(jī)起到很好的保護(hù)作用?？傎|(zhì)量為160g的該種型號手機(jī)從距離地面1.25m高的口袋中被無意間帶出，之后的運(yùn)動可以看作自由落體運(yùn)動，平摔在地面上（不反彈），保護(hù)器撞擊地面的時(shí)間為0.5s，不計(jì)空氣阻力，g＝10m/s2，試求：（1）手機(jī)落地前瞬間的速度大??； （2）手機(jī)從開始掉落到落地前的過程中重力的沖量大小；（3）手機(jī)對地面的平均作用力。【答案】（1）5m/s；（2）0.8N·s；（3）3.2N，方向豎直向下【解析】【詳解】（1）由運(yùn)動學(xué)公式v2＝2gh，可得手機(jī)落地前瞬間速度為（2）手機(jī)做自由落體運(yùn)動，由，可得手機(jī)從開始掉落到落地的時(shí)間為根據(jù)I＝Ft，得手機(jī)從開始掉落到落地前過程中重力的沖量大小（3）設(shè)向上方向?yàn)檎较?，對手機(jī)由動量定理得解得由牛頓第三定律可知手機(jī)對地面的平均作用力大小為，方向豎直向下。