四川省树德中学2021-2022学年高二下学期4月阶段性测试 物理 PDF版含答案（可编辑）

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50s B．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220V D．该呼吸机正常工作时的功率为550W 2.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8V B．电源输出功率为4W C．当R2=8Ω时，变压器输出功率最大 D．当R2=8Ω时，电压表的读数为3V 3．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， 1 R 、 2 R 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 1 A 、 2 A 的示数分别为 1 I 、 2 I ；电压表 1 V 、 2 V 的示数分别为 1 U 、 2 U 。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0 B．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为NBS C．交流电压表 2 V 的示数为2 2NBS D．若只将滑动变阻器的滑片向d 端滑动，则 1 1 U I 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) A．S 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 B．S 闭合，L1 亮度不变，L2 很亮；S 断开，L1、L2 立即熄灭 C．S 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 D．S 闭合，L1、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0 B．棒第一次到达OP 处时，棒两端电势差为 2 4 co BL U   C．棒第一次到达OP 处时，棒受到的安培力的功率为 2 4 2 8 B L R  D．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 A． 0.8s t  时，振子的速度方向向左 B． 0.4s t  和 1.2s t  时，振子的加速度完全相同 C． 0.4s t  到 0.8s t  的时间内，振子的速度逐渐增大 D． 0.8s t  到 1.2s t  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 8．t=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 A．t=0.15s 时刻波源正在做加速运动 B．0~1.1s 时间内质点P 经过的路程为6m C．t=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 5 y t   cm 9．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 表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，介质Ⅰ和Ⅱ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Ⅰ进入介质Ⅱ中波长不变 B．波在介质Ⅰ和Ⅱ中的波速之比为3 : 2 C．t=3s 时x=4m 处的质点刚好第一次到达波峰 D．t=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 1 150V U  ，若要稳压源输出电压 2 225V U  ，则需调节 1 2 : 2 : 3 n n  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 1 U 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端的距离记为摆长L B．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0~100mA，内阻为2.5 Ω ）改装 为两用电表， 即“ 1 ”挡的欧姆表及量程为0~12V 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（ 1.5 E= V，内阻不计） B．滑动变阻器 1 R （0~30 Ω ） C．滑动变阻器 2 R （0~3 Ω ） D．定值电阻 3 R （117.5 Ω ） E.定值电阻 4 R （120 Ω ） 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“ 1 R ”或“ 2 R ”），定值电阻R 应选___________（填“ 3 R ”或“ 4 R ”） 。 （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2T<t2—t1<3T (T 为波的周期)，求波速的大小。 （2）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1×106km2， 占长江流域面积的56%， 坝址处年平均流量Q=4.51×1011m3。 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=1.82×107kW。年平均发电量约为W=8.40×1010kW·h，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。（水的密度 ρ=1.0×103kg/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η的公式 并计算出效率η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=4.5×106kW，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θ=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=2Ω，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=2Ω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ab 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：①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；②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 0 v ，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）； （3）若火箭主体的速度大小从 0 v 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 1．D 2. C 3．C 4．A 5．D 6．C 7.ACD 8. AC 9．BD 10．AD 11．（每空2 分）（1）2.18 （2）67.5 （3）AB （4）B 12．（每空2 分）（1）红 1 （2） 1 R 3 R （3）5 13. （10 分）（1）波沿x 轴正向传播，由图像可知：λ=4m；在∆t 时间内：2 1 3 ( ) 4 t t n T    因为2T<t2-t1<3T，则n=2，此时11 0.05 4 T  （2 分）解得 1 55 T s  ， 220 / v m s T    （3 分） （2）若波速v=260m/s，则在∆t=0.05s 内传播的距离为 1 13 3 4 x v t m      则波沿x 轴负向传播，此时周期为 1 65 T s v    （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 1 9 2 s 4 260 t T T    （3 分） 14.（10 分）(1)电站能量转化的效率 W W W gQH     电 机 所以有 10 3 3 11 8.40 10 10 3600 100% 67% 1.0 10 4.51 10 10 100             （3 分） (2)依据 W P t  可知每台发电机组平均年发电时间 10 7 8.40 10 1.82 10 24 W t P      ≈192 天（2 分） (3)升压变压器原、副线圈的匝数之比 0 1 2 9 = = 250 U n n U （2 分） 由P1=UI 代入数据得I=9.0×103A 又P 损=I2R=5%P1 可得R≈25/9Ω（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=3Ω， 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： ，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 0 E BLv  且总电阻为2R ，所以流过线圈ab 边的电流为 0 2 2 BLv E I R R   （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 2 2 ' 2 B L v F BIL R   则对火箭整体受力有4F mg ma   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 2 2 4 2 B L v mg R   小 即磁感强度B 的最小值为 2 2 mgR B L v  小 （4 分） （3）火箭主体的速度大小从 0 v 减到v 的过程中，由动量定理得 2 2 0 4 2 B L v mgt t mv mv R    其中vt h  所以解得下落高度为 0 2 2 ( ) 2 mgt mv mv R h B L    （3 分） 由能量守恒定律得 2 2 0 1 1 4 2 2 Q mgh mv mv    整理得每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热为 2 2 2 0 0 2 2 ( ) 1 ( ) 8 8 gt v v m gR Q m v v B L     （3 分）