2019-2020学年天津市静海区第一中学高二上学期期末学生学业能力调研物理试题 Word版

2019-2020学年天津市静海区第一中学高二上学期期末学生学业能力调研物理试题 Word版

静海一中2019-2020第一学期高二物理期末 学生学业能力调研试卷 考生注意：‎ 本试卷分第Ⅰ卷基础题（78分）和第Ⅱ卷提高题（18分）两部分，共100分。‎ 知 识 与 技 能 学习能力（学法）‎ 总分 内容 万有引力 磁场 电磁感应 交变电流 易混易错辨析 规律总结 信息筛选 ‎100‎ 分数 ‎20‎ ‎20‎ ‎35‎ ‎25‎ ‎19‎ ‎2‎ ‎5‎ 第Ⅰ卷选择题（共82分）‎ 一、单项选择题（共5题，每题5分，共25分）‎ ‎1．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关按如图所示连接。下列说法中正确的是（　　）‎ A．开关闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转 B．线圈A插入线圈B中后，开关闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转 ‎ C． 开关闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度 D．开关闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才会偏转 ‎2．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点．轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3，轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）‎ A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 ‎3．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是（ ）‎ A．5A B．‎5A ‎ C．3.5A D．‎‎3.5A ‎4．一正三角形导线框ABC（高度为a）从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域．两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a．图乙反映感应电流I与线框移动距离x的关系，以逆时针方向为电流的正方向．图象正确的是（　　）‎ A．B．C． D．‎ ‎5. （信息筛选题）磁电式电流表的构造如图（a）所示，在踹形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图（b）所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹赞被扭动，线图停止转动时满足NBIS＝kθ，式中N为线圈的匝数，S为线圈的面积，I为通过线圈的电流，B为磁感应强度，θ为线圈（指针）偏角，k是与螺旋弹簧有关的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知（　　）‎ A．线圈转动过程中受到的安培力的大小变大 ‎ B．该电流表的刻度是均匀的 ‎ C．若线圈中通以如图（b）所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动 ‎ D．更换k值更大的螺旋弹簧，可以增大电流表的灵敏度（灵敏度即）‎ 二、多项选择题（共3题，每题5分，共15分）‎ ‎6．如图是通过变压器降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。变压器可视为理想变压器，则开关S闭合后，以下说法正确的是（ ）‎ A．变压器的输入功率减小 ‎ B．电表V1示数与V2示数的比值不变 ‎ C．输电线的电阻R0消耗的功率增大 ‎ D．流过电阻R1的电流增大 ‎7.（易混易错）如图所示，abcd为水平放置的平行“匸”形光滑金属导轨，间距为l，导轨间有垂直与导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置，与导轨成θ角，单位长度的电阻为r，保持金属杆以速度v沿平行于cd 的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则下列说法中错误的是（　　）‎ A．电路中感应电动势的大小为 B．电路中感应电流的大小为 ‎ C．金属杆所受安培力的大小为 D．金属杆的热功率为 ‎8．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R．若用回旋加速器加速质子时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电频率为f．则下列说法正确的是（ ）‎ A．带电粒子在磁场中运动的周期和交变电流的周期相等 ‎ B．质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关 ‎ C．．只要R足够大，质子的速度可以被加速到任意值 ‎ D．不改变磁场的磁感应强度和交变电流的频率，该回旋加速器也能用于加速α粒子 三、填空题（每空2分，共12分）‎ ‎9．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则ab接　　（选填MN或PQ），Iab　　Icd．（选填“＞”或“＜”）‎ ‎ ‎ ‎ 9题图 10题图 11题图 ‎10．如图所示的电路，L1和L2是两个相同的小电珠，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在电键S刚接通时，　　灯最亮；S断开时，　　灯先熄灭．‎ ‎11．如图所示，理想变压器的原．副线圈匝数之比为n1：n2＝4：1‎ ‎，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等．a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB＝　；两电阻两端的电压之比UA：UB＝　　．‎ 四、计算题（12题14分、13题16分、14题18分，共48分）‎ ‎12（易混易错题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝‎10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，每分钟转3000转，外电路电阻R＝4Ω，求：‎ ‎（1）转动过程中感应电动势的最大值；‎ ‎（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；‎ ‎（3）由图示位置转过60°角的过程中通过R的电荷量q；‎ ‎（4）交流电压表的示数；‎ ‎（5）请说出几种使用交流电有效值的情况（至少说出四种）‎ ‎13．（规律方法总结）如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．PQ的质量为m，金属导轨足够长、电阻忽略不计。‎ ‎（1）请简要归纳出电磁感应电动势的两种方法。‎ ‎（2）若闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；‎ ‎（3）若断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q，求该过程安培力做的功W。‎ 第Ⅱ卷提高题（共18分）‎ ‎14．如图，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧I、II两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界（BC与L1重合），宽度相同，方向如图所示，区域I 的磁感应强度大小为B1．一电荷量为q、质量为m（重力不计）的带正电粒子从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域I后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域II．已知AB长度是BC长度的倍。‎ ‎（1）求带电粒子到达B点时的速度大小；‎ ‎（2）求磁场的宽度L；‎ ‎（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域II的磁感应强度B2的取值。‎ 静海一中2019-2020第一学期高二物理期末 学生学业能力调研试卷 三．填空题（每空2分，共12分）‎ ‎9、 10、 11、 ‎ 四、计算题（12题14分、13题16分、14题18分，共48分）‎ ‎12‎ ‎13.（1）（2分）‎ ‎(2) （6分）‎ ‎（2）（8分）‎ ‎14.（1）（6分）‎ ‎（2）（6分）‎ ‎（3）（6分）‎ 静海一中2019-2020第一学期高二物理（期末）‎ 学生学业能力调研试卷答案纸 一． 单选题 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ A D B C B 二．多选题 ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ BC ACD AB 三．填空题（每空2分，共12分）‎ ‎9、_MN_______＞‎ ‎10、　L‎1　‎L2　‎ ‎11、1：16　1：4　‎ 四、计算题（12题14分、13题16分、14题18分，共48分）‎ ‎12解：（1）根据Em＝NBùS，可得感应电动势的最大值：‎ Em＝100×0.5×0.12×2ðV＝3.14V；‎ ‎（2）由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式：‎ e＝Emcos2ðt（V）；‎ 当线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为：e＝1.57V；‎ ‎（3）根据法拉第电磁感应定律可得转60°角的过程中产生的平均感应电动势大小为：‎ ‎＝N＝N＝1.5V＝2.6V ,周期内线圈转过60°角，通过R的电量q电，由公式可得：‎ q＝t＝•＝8.66×10﹣‎2 C；‎ ‎（4）转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有：‎ U＝R＝×4V＝1.256V＝1.78V；‎ ‎（5）电表读数、计算焦耳热、热功率、用电器名牌标识 ‎13解：（1）设线圈中产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律可得E＝，‎ 则E＝k 设PQ与MN并联的电阻为R并，有：R并＝‎ 闭合S后，设线圈中的电流为I，根据闭合电路的欧姆定律可得：‎ I＝‎ 设PQ中的电流为IPQ，则IPQ＝I 设PQ受到的安培力为F安，有：F安＝BIPQl 保持PQ静止，根据平衡条件可得F＝F安，‎ 联立解得F＝，方向水平向右；‎ ‎（2）设PQ由静止开始到速度大小为v的过程中，PQ运动的位移为x，所用的时间为△t，回路中磁通量的变化为△Ö，‎ 平均感应电动势为 其中△Ö＝Blx，‎ PQ中的平均电流为 根据电流强度的定义式可得：‎ 根据动能定理可得Fx+W＝‎ 联立解得：W＝﹣。‎ 答：（1）闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加的水平恒力为，方向水平向右；‎ ‎（2）该过程安培力做的功为﹣。‎ ‎14解：（1）设带电粒子进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成è角，由类似平抛运动的速度方向与位移方向的关系有，‎ 则è＝30°，‎ 根据速度关系有；‎ ‎（2）设带电粒子在区域I中的轨道半径为r1，由牛顿第二定律得，‎ 轨迹如图1所示，由几何关系得L＝r1，‎ 解得 ‎（3）带电粒子在磁场中运动的速率一定，当带电粒子不从区域II右边界离开磁场时，带电粒子在磁场中运动的轨迹最长，运动时间最长。设区域II中对应最长时间的磁感应强度为B，轨迹半径为r2，轨迹如图2所示，同理得，‎ 根据几何关系有L＝r2（1+sinè），‎ 解得B＝1.5B1‎ 答：（1）带电粒子到达B点时的速度大小为；‎ ‎（2）磁场的宽度L为；‎ ‎（3）要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，区域II的磁感应强度B2的取值为1.5B1。‎