精品解析：山东省实验中学2022-2023学年高二上学期月考物理试题

山东省实验中学2022-2023学年阶段性测试 高二物理试题 说明：本试卷满分100分。试题答案请用2B铅笔和0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题共8小题，共24分） 1. 一质量为2kg的物体，速度由向东3m/s变为向西3m/s，在这个过程中该物体的动量与动能的变化量分别是（　　） A. 0、0 B. 0、18J C. 12kgm/s、0 D. 12kgm/s、18J 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 电与磁紧密相连，有磁必有电，有电必有磁 B. 根据安培电流假说，当磁体内部分子电流取向不一致时，就会显示出磁性 C. 根据安培电流假说，不管是磁体的磁场还是电流的磁场都来源于电荷的运动 D. 由于地磁场很强，所以很小的磁针就能显示出地磁场的存在 3. 如图所示，KLMN是一个竖直的电阻为R的n匝矩形导线框，处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度匀速转动（俯视逆时针转动）。初始时线框与磁场方向的夹角为30°（图示位置），则（　　） A. 此时穿过线框的磁通量为 B. 此时线框中的感应电动势为 C. 线框连续转动产生的交流电流的有效值为 D. 从图示位置继续旋转180°的过程中，线框中的平均电流为0 4. 滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，某运动员（可视为质点）从雪坡上先后以初速度之比vl：v2=3：4沿水平方向飞出，不计空气阻力，则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中（ ） A. 运动员先后在空中飞行的时间相同 B. 运动员先后落在雪坡上的速度方向不同 C. 运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比为3:4 D. 运动员先后落在雪坡上动能的增加量之比为1:1 5. 如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里．在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为 A. B. C. D. 6. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是（ ） A. 只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流 B. 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C. 只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向上运动 D. 若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 7. 如图为列车制动系统的简化模型：固定在水平面上间距为l的两条平行光滑导轨，电阻忽略不计。列车可看作质量为m、边长为l、电阻为R的正方形金属框abcd，金属框与导轨良好接触。列车减速时，在前方导轨平面设置磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l。若某时刻列车处于无磁场区域的速度为，则列车（　　） A. cd边刚进入磁场时，c、d两点的电势差为 B. 穿过第一块有界磁场过程通过线框某横截面的总电量为 C. 穿过第一块有界磁场过程受安培力冲量大小为 D. ab边刚穿出第一块有界磁场时速度大小为 8. 一个半径为R的绝缘圆柱面，有2N＋1根长直铜导线紧紧贴在其表面，通有向下的电流，大小均为I，通电导线有两种放置方法，方法1：一根放置在AA′处，其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的右半侧，与圆柱的轴平行如图甲；方法2：方法1中若把其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的左半侧，与圆柱的轴平行如图乙，在这两种情况下，其余2N根在AA′产生的磁场分别为B1、B2，放置在AA′处的导线受安培力分别为F1、F2．已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度大小为B＝km (其中km为一常数)，甲、乙的俯视图分别为丙、丁．则(　　) A. B1、B2方向相同，大小相等，F1＝F2 B. B1、B2方向相同，大小不等，F1≠F2 C. B1、B2方向不相同，大小相等，F1＝F2 D. B1、B2方向不相同，大小不相等，F1≠F2 二、多项选择题（本题共4小题，共16分） 9. 如图所示，A、B两物块用轻质弹簧连接，质量分别为2m、m，初始时，A、B静置于倾角为θ的斜面上，此时弹簧处于原长，A、B与斜面间的动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），现给B一沿斜面向下的初速度，斜面足够长，在此后的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A、B组成的系统总是动量守恒 B. A、B、弹簧组成的系统机械能守恒 C. 当B第一次速度为零时，A的速度大小为 D. 弹簧的最大弹性势能为 10. 著名物理学家费曼设计了一个如图所示实验，用一轻绳悬挂一圆形轻质绝缘板，板的四周固定一些带正电的轻质小球，在圆形绝缘板正上方用支架（图中未画出）固定一个线圈，线圈与电源、开关构成回路，线圈与轻绳、圆板无接触。则下列说法正确的是（　　） A. 在闭合开关瞬间，圆板静止不动 B. 在闭合开关瞬间，圆板逆时针转动（自上而下看） C. 不管板上小球的电性如何，开关闭合瞬间，圆板转动方向相同 D. 开关断开瞬间与开关闭合瞬间圆板转动方向相反 11. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想器材），两互感器原、副线圈的匝数比分别为200:1和1:20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻r=20Ω，则下列说法正确的是（　　） A. 互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器 B. 线路上损耗的功率为320W C. 发电机输出的电功率为3520kW D. 用户使用的用电设备增多，降压变压器输出电压变大 12. 如图甲所示，在平行虚线MN、PQ间有垂直于纸面的交变磁场，两虚线间的距离为d，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，磁场变化的周期为T，一质量为m、电荷量为q的带电粒子在虚线MN上的A点以垂直于MN向右射入两虚线间，若磁场的磁感应强度，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T B. 粒子在时刻射入，粒子会从虚线PQ射出 C. 要使粒子在两虚线间能做一个完整的圆周运动，粒子的速度最大可以为 D. 要使粒子在两虚线间能做两个完整的圆周运动，粒子的速度最大可以为 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2小题，共15分） 13. 用如图甲所示装置验证动量守恒定律．实验中 (1)为了尽量减小实验误差，在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是________． A．使入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B．使入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C．使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D．使入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失 (2)若A球质量为m1＝50 g，两小球发生正碰前后的位移—时间(x－t)图象如图乙所示，则小球B的质量为m2＝________. (3)调节A球自由下落高度，让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰，碰后两球动量正好相等，则A、B两球的质量之比应满足________． 14. (1)某实验小组要对未知电阻进行测量。他们先用多用电表的欧姆挡进行粗测。先用“×10”挡测量电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针向右偏转角度过大，为了较准确地进行测量，应换到___（填“×1”或“×100”）挡。换挡后应先___________（填缺少的步骤），之后用表笔连接待测电阻进行测量，得到如图甲所示的表盘示数，由此可得该电阻的阻值是____Ω； (2)为准确测量该电阻阻值，备有以下器材： A.电源（电动势约为3V，内阻未知）； B.电压表（量程为3V，内阻可认为无穷大）； C.电阻箱（最大阻值99.9Ω）； D.开关（2个），导线若干。 该组同学设计了如图乙所示的电路图，并进行了如下操作： 首先断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱，使电压表有一合适的示数U，记下此时电阻箱的阻值R1；接着闭合开关S2，调节电阻箱使电压表示数仍为U，记下此时电阻箱的阻值R2。由此测得电阻Rx=___； (3)测出电阻后该组同学发现此电路还可以测出电源电动势E和内阻r。闭合开关S1、S2，调节电阻箱R，读出多组电压表V和电阻箱R的数值，并作出图象如图丙所示。由此得出电源电动势E=___V、内阻r=___Ω（结果均保留两位有效数字）。 四、计算题（共4小题，共45分） 15. 如图甲所示，质量的足够长木板静止于光滑的水平面上，一滑块以速度从左端滑上长木板后它们运动的速度一时间图像如图乙所示。取 （1）求滑块的质量m； （2）若滑块与木板间的动摩擦因数，求滑块相对长木板滑动的距离s。 16. 如图所示，真空中有一半径r=1.0m的圆形磁场区域，圆心位于坐标原点，磁场的磁感应强度B=2.0×10-3T，方向垂直纸面向里，在x1=1.0m到x2=2.0m区域内有一竖直向下的E=2.0×103V/m的匀强电场．现将比荷为q/m=2.0×109C/kg的两带负电粒子从磁场边界A、C处以相同初速度竖直射入磁场，A处射入粒子恰能从磁场与电场相切的D处进入电场，OC连线与竖直轴夹角，不计粒子所受重力以及粒子间相互作用力，求： （1）粒子的速度v0大小； （2）两粒子射出电场时的间距y 17. 如图甲所示，平行导轨倾斜放置，导轨所在平面的倾角，导轨间距为L=1m，导轨下端连接有阻值为R=3Ω的定值电阻，垂直于导轨的虚线MN上方有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示（垂直轨道平面向上为正方向），一根导体棒长为1m，阻值Ω，质量m=1kg，将导体棒放在导轨上，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在0~1.5s内将导体棒锁定，s时刻解除锁定，并给导体棒施加一个垂直于导体棒、平行于导轨平面的外力，使导体棒沿导轨平面向下做匀加速运动当导体棒刚要离开磁场时，撤去作用力，撤去作用力的一瞬间，导体棒的加速度为零，时刻导体棒的位置离虚线MN的距离为m，重力加速度，，，求： （1）0~1.5s内通过定值电阻R的电量q； （2）0~1.5s内电阻R上产生的焦耳热Q； （3）拉力随时间变化的函数表达式（以为计时起点）。 18. 如图所示为某款弹射游戏示意图，光滑水平台面上有固定发射器、固定竖直光滑圆轨道、四分之一粗糙圆轨道AB（末端与平台面相切并可在平台上移动）。将发射器的弹簧压缩一定距离后释放，粗糙小球从O点弹出并从C点进入圆轨道绕转一周后继续在水平台面上向右运动，从A点沿AB向上运动。已知小球质量m=1kg，滑块AB的质量M=1kg，竖直光滑圆轨道半径m，四分之一圆轨道AB半径m，小球到达竖直圆轨道最高点C时对轨道的压力为F=50N，忽略空气阻力，小球可视为质点。取g=10m/s2，求： （1）小球被弹射前弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep； （2）若滑块AB固定，小球恰能到达滑块的最高点B，求小球离开弹簧到运动到B点过程中克服摩擦力做的功Wf； （3）若解除滑块AB的固定装置，换用同质量的光滑小球重复上述过程，求小球离开滑块后在空中运动到最高点时竖直位移和水平位移的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省实验中学2022-2023学年阶段性测试 高二物理试题 说明：本试卷满分100分。试题答案请用2B铅笔和0.5mm签字笔填涂到答题卡规定位置上，书写在试题上的答案无效。考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（共40分） 一、单项选择题（本题共8小题，共24分） 1. 一质量为2kg的物体，速度由向东3m/s变为向西3m/s，在这个过程中该物体的动量与动能的变化量分别是（　　） A. 0、0 B. 0、18J C. 12kgm/s、0 D. 12kgm/s、18J 【答案】C 【解析】 【分析】根据动量是矢量，动能是标量，分别按照矢量和标量的运算法则求解，先选取正方向，表示出初速度和末速度，再求动量的变化量。根据速度的大小，求动能的变化量。 【详解】解：规定向西为正，物体动量变化量为 方向向西。动能 故这个过程中，动能变化量为0，故C正确，ABD错误。 故选：C。 2. 下列说法中正确的是（　　） A. 电与磁紧密相连，有磁必有电，有电必有磁 B. 根据安培电流假说，当磁体内部分子电流取向不一致时，就会显示出磁性 C. 根据安培电流假说，不管是磁体的磁场还是电流的磁场都来源于电荷的运动 D. 由于地磁场很强，所以很小的磁针就能显示出地磁场的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A. 有磁不一定有电（例如永久磁铁有磁场但无电流），但有电必有磁，故A错误； B. 安培电流假说认为，分子电流取向一致时显示磁性，取向不一致时磁性相互抵消，不显示磁性，故B错误； C. 安培电流假说指出，所有磁场（包括磁体和电流的磁场）均由电荷的运动产生，故C正确； D. 地磁场强度较弱（约30-60微特斯拉），磁针能显示地磁场是由于其灵敏度高，并非地磁场强，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，KLMN是一个竖直的电阻为R的n匝矩形导线框，处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，KL边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度匀速转动（俯视逆时针转动）。初始时线框与磁场方向的夹角为30°（图示位置），则（　　） A. 此时穿过线框的磁通量为 B. 此时线框中的感应电动势为 C. 线框连续转动产生的交流电流的有效值为 D. 从图示位置继续旋转180°的过程中，线框中的平均电流为0 【答案】C 【解析】 【详解】A．此时穿过线框的磁通量为，与线框匝数无关，故A错误； B．此时线框中的感应电动势为和切割磁感线产生的电动势之和：，故B错误； C．线框连续转动产生的交流电压的最大值为 电流最大值为 线框连续转动产生的交流电流的有效值为，故C正确； D．此时的磁通量为 从图示位置继续旋转180°时的磁通量为 平均电动势为 时间 平均电流，故D错误。 故选C。 4. 滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，某运动员（可视为质点）从雪坡上先后以初速度之比vl：v2=3：4沿水平方向飞出，不计空气阻力，则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中（ ） A. 运动员先后在空中飞行的时间相同 B. 运动员先后落在雪坡上的速度方向不同 C. 运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比为3:4 D. 运动员先后落在雪坡上动能的增加量之比为1:1 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据x=vt，，则 两次的初速度不同，则时间不同，选项A错误； B．速度方向与水平方向的夹角 可知.运动员先后落在雪坡上的速度方向相同，选项B错误； C．根据动量定理 则运动员先后落在雪坡上动量的变化量之比为3:4，选项C正确； D．根据动能定理： 则运动员先后落在雪坡上动能的增加量之比为9:16，选项D错误； 故选C. 5. 如图甲所示，梯形硬导线框abcd固定在磁场中，磁场方向与线框平面垂直，图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系，t=0时刻磁场方向垂直纸面向里．在0～5t0时间内，设垂直ab边向上为安培力的正方向，线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据欧姆定律求解感应电流，根据安培力公式F＝BIL求解安培力；根据楞次定律判断感应电流的方向，再由左手定则判定安培力的方向，即可求解． 【详解】0﹣2t0，感应电动势为：E1＝SS，为定值，3t0﹣5t0，感应电动势为：E2＝SS，也为定值，因此感应电流也为定值，那么安培力F＝BIL∝B，由于0﹣t0，B逐渐减小到零，故安培力逐渐减小到零，根据楞次定律，可知，线圈中感应电流方向顺时针，依据左手定则，可知，线框ab边受到安培力方向向上，即为正；同理，t0﹣2t0，安培力方向向下，为负，大小增大，而在2t0﹣3t0，没有安培力；在3t0﹣4t0，安培力方向向上，为正，大小减小；在4t0﹣5t0，安培力方向向下，为负，大小增大，故D正确，ABC错误． 6. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r．电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）．当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态．有关下列说法中正确的是（ ） A. 只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流 B. 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C. 只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，电压表示数变大，带电微粒向上运动 D. 若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 【答案】A 【解析】 【详解】A.只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，滑动变阻器的电压变大，电容器两端的电压增大，电容下极板带的电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故A正确； B.电路稳定时，电容相当于开关断开，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误； C.电路中有效总电阻不变，总电流不变，则电压表的示数不变．电容器两板间的电压变大，由 可知电场力变大，带点微粒向上运动，故C错误； D.若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，电场强度减小，故粒子将向下运动；故D错误． 7. 如图为列车制动系统的简化模型：固定在水平面上间距为l的两条平行光滑导轨，电阻忽略不计。列车可看作质量为m、边长为l、电阻为R的正方形金属框abcd，金属框与导轨良好接触。列车减速时，在前方导轨平面设置磁感应强度为B的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于l。若某时刻列车处于无磁场区域的速度为，则列车（　　） A. cd边刚进入磁场时，c、d两点的电势差为 B. 穿过第一块有界磁场过程通过线框某横截面的总电量为 C. 穿过第一块有界磁场过程受安培力冲量大小为 D. ab边刚穿出第一块有界磁场时速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．cd边刚进入磁场时，cd边切割磁感应线产生的感应电动势，c、d两点的电势差为，故A错误； B．设列车进入第一块有界磁场产生的感应电荷量为q1，根据电荷量的计算公式可得 同理可得列车离开第一块有界磁场产生的感应电荷量为 进入磁场和离开磁场时的感应电流方向相反，列车穿过第一块有界磁场产生的感应电荷量为，故B错误； CD．设列车完全进入第一块磁场时的速度为v1，列车进入第一块磁场的过程中，根据动量定理可得 即 设列车完全离开第一块磁场时的速度为v2，可得 联立解得 则穿过第一块有界磁场受安培力冲量大小，故C错误，D正确。 故选D。 8. 一个半径为R的绝缘圆柱面，有2N＋1根长直铜导线紧紧贴在其表面，通有向下的电流，大小均为I，通电导线有两种放置方法，方法1：一根放置在AA′处，其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的右半侧，与圆柱的轴平行如图甲；方法2：方法1中若把其余2N根均匀、对称的分布在圆柱的左半侧，与圆柱的轴平行如图乙，在这两种情况下，其余2N根在AA′产生的磁场分别为B1、B2，放置在AA′处的导线受安培力分别为F1、F2．已知通有电流i的长直导线在距其r处产生的磁感应强度大小为B＝km (其中km为一常数)，甲、乙的俯视图分别为丙、丁．则(　　) A. B1、B2方向相同，大小相等，F1＝F2 B. B1、B2方向相同，大小不等，F1≠F2 C. B1、B2方向不相同，大小相等，F1＝F2 D. B1、B2方向不相同，大小不相等，F1≠F2 【答案】A 【解析】 【详解】由安培定则知，两根对称通电长直导线在AA′处产生的磁感应强度如图所示，由磁场叠加得 方向竖直向上，则，方向相同，由F＝BIL知，放在AA′处的导线受到的安培力相等，选项A正确，BCD错误． 二、多项选择题（本题共4小题，共16分） 9. 如图所示，A、B两物块用轻质弹簧连接，质量分别为2m、m，初始时，A、B静置于倾角为θ的斜面上，此时弹簧处于原长，A、B与斜面间的动摩擦因数（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），现给B一沿斜面向下的初速度，斜面足够长，在此后的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A、B组成的系统总是动量守恒 B. A、B、弹簧组成的系统机械能守恒 C. 当B第一次速度为零时，A的速度大小为 D. 弹簧的最大弹性势能为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于，则从初始状态到B第一次速度减到零的过程中，A、B所受摩擦力沿斜面向上，总的摩擦力刚好和总的重力沿斜面向下的分力平衡，故系统动量守恒。但之后B所受摩擦力反向，系统所受外力之和不再为零，则动量不守恒，故A错误； B．系统存在摩擦力做功，机械能会转化为内能，因此机械能不守恒，故B错误； C．从初始状态到B第一次速度减到0的过程中，A、B组成的系统动量守恒，则有 解得当B第一次速度为零时，A的速度大小为，故C正确； D．当第一次A与B共速时，弹簧的弹性势能有最大值，设此时A、B的速度为，则由动量守恒定律有 解得 从初始状态到A、B共速过程，对A列动能定理方程有 由于，则 解得 同理对B列动能定理方程有 解得 则由功能关系可得弹簧的最大弹性势能为，故D正确。 故选CD。 10. 著名物理学家费曼设计了一个如图所示实验，用一轻绳悬挂一圆形轻质绝缘板，板的四周固定一些带正电的轻质小球，在圆形绝缘板正上方用支架（图中未画出）固定一个线圈，线圈与电源、开关构成回路，线圈与轻绳、圆板无接触。则下列说法正确的是（　　） A. 在闭合开关瞬间，圆板静止不动 B. 在闭合开关瞬间，圆板逆时针转动（自上而下看） C. 不管板上小球的电性如何，开关闭合瞬间，圆板转动方向相同 D. 开关断开瞬间与开关闭合瞬间圆板转动方向相反 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意，当闭合开关的瞬间，线圈的电流瞬间增大，线圈的磁通量增加，圆板的磁通量也增加，圆板发生电磁感应现象，根据楞次定律可知，圆板中会产生感应电场阻碍圆板磁通量的增加，所以由安培定则可判断圆板中感应电场方向为逆时针（自上而下看），而圆板四周固定的是带正电的小球，所以圆板逆时针转动（自上而下看），所以B正确，A错误； C．由于发生电磁感应现象，圆板中产生感应电场方向为逆时针（自上而下看），所以圆板的转动方向与带电小球的电性有关，如果是正电荷，逆时针转动（自上而下看），如果是负电荷，顺时针转动（自上而下看），所以C错误； D．如果是开关断开瞬间，圆板中的磁通量减少，根据楞次定律与安培定则可判断产生的感应电场方向为顺时针（自上而下看），与开关闭合瞬间转动方向相反，所以D正确。 故选BD。 11. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想器材），两互感器原、副线圈的匝数比分别为200:1和1:20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻r=20Ω，则下列说法正确的是（　　） A. 互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器 B. 线路上损耗的功率为320W C. 发电机输出的电功率为3520kW D. 用户使用的用电设备增多，降压变压器输出电压变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．互感器A的原线圈并联在升压变压器副线圈两端，是电压互感器，互感器B的原线圈串联在输电线电路中，是电流互感器，故A正确； B．电流表的示数为4A，电流互感器B原、副线圈的匝数比为1:20，根据 可知，输电线上的电流为 输电线路总电阻，则输电线路上损耗的功率为，故B错误； C．电压表的示数为220V，电压互感器A的原、副线圈的匝数比为200:1，根据 可知，升压变压器副线圈两端电压为U2=44000V 则升压变压器的输出功率为 则升压变压器的输入功率为3520kW，可知发电机输出的电功率为3520kW，故C正确； D．用户使用的用电设备增多，降压变压器副线圈回路的电流增大，则输电线上的电流增大，输电线上的电压降增大，降压变压器的输入电压U3变小，降压变压器输出电压U4变小，故D错误。 故选AC。 12. 如图甲所示，在平行虚线MN、PQ间有垂直于纸面的交变磁场，两虚线间的距离为d，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，磁场变化的周期为T，一质量为m、电荷量为q的带电粒子在虚线MN上的A点以垂直于MN向右射入两虚线间，若磁场的磁感应强度，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的周期也为T B. 粒子在时刻射入，粒子会从虚线PQ射出 C. 要使粒子在两虚线间能做一个完整的圆周运动，粒子的速度最大可以为 D. 要使粒子在两虚线间能做两个完整的圆周运动，粒子的速度最大可以为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 解得 运动周期 故A错误； B．粒子在时刻射入，在时间内，粒子沿直线向右运动，路程 在时间内，做一个完整的圆周运动，最后回到虚线上，做圆周运动过程中，有 解得 可知在时间内，粒子不会从虚线MN射出。在时间内，粒子又沿直线向右运动。之后不断重复时间内的运动，粒子最终会从虚线PQ射出。故B正确； C．如图 要使粒子在两虚线间能做一个完整的圆周运动，粒子的最大半径为 根据， 解得，故C正确； D．如图 要使粒子在两虚线间能做两个完整的圆周运动，则粒子在两虚线间的运动满足 结合解得，故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2小题，共15分） 13. 用如图甲所示装置验证动量守恒定律．实验中 (1)为了尽量减小实验误差，在安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是________． A．使入射球与被碰小球碰后均能从同一高度飞出 B．使入射球与被碰小球碰后能同时飞出 C．使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向 D．使入射球与被碰小球碰撞时的动能不损失 (2)若A球质量为m1＝50 g，两小球发生正碰前后的位移—时间(x－t)图象如图乙所示，则小球B的质量为m2＝________. (3)调节A球自由下落高度，让A球以一定速度v与静止的B球发生正碰，碰后两球动量正好相等，则A、B两球的质量之比应满足________． 【答案】 ①. C ②. 20g ③. 【解析】 【详解】（1）[1]．安装斜槽轨道时，应让斜槽末端保持水平，这样做的目的是使入射球与被碰小球离开斜槽末端时的速度为水平方向，故选C. （2）[2]．由图乙所示图象可知： v2=0m/s， 由图求出碰后m2和m1的速度分别为： v2′==5m/s， 两物体碰撞过程系统动量守恒，以m1的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得： m1v1=m2v2′+m1v1′ 代入解得： m2=20g； （3）[3]．设碰撞后两者的动量都为P，由于题意可知，碰撞前后总动量为2P，根据动量和动能的关系有： P2=2mEK， 碰撞过程动能不增加，有： 解得： 因为要用质量较大的球碰质量较小的球，故 【点睛】本题考查了实验器材的选择原理，要减小空气阻力的影响；在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，因此实验中关键是斜槽末端槽口的切线保持水平及固定后的斜槽要竖直． 14. (1)某实验小组要对未知电阻进行测量。他们先用多用电表的欧姆挡进行粗测。先用“×10”挡测量电阻Rx时，操作步骤正确，发现表头指针向右偏转角度过大，为了较准确地进行测量，应换到___（填“×1”或“×100”）挡。换挡后应先___________（填缺少的步骤），之后用表笔连接待测电阻进行测量，得到如图甲所示的表盘示数，由此可得该电阻的阻值是____Ω； (2)为准确测量该电阻阻值，备有以下器材： A.电源（电动势约为3V，内阻未知）； B.电压表（量程为3V，内阻可认为无穷大）； C.电阻箱（最大阻值99.9Ω）； D.开关（2个），导线若干。 该组同学设计了如图乙所示的电路图，并进行了如下操作： 首先断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱，使电压表有一合适的示数U，记下此时电阻箱的阻值R1；接着闭合开关S2，调节电阻箱使电压表示数仍为U，记下此时电阻箱的阻值R2。由此测得电阻Rx=___； (3)测出电阻后该组同学发现此电路还可以测出电源电动势E和内阻r。闭合开关S1、S2，调节电阻箱R，读出多组电压表V和电阻箱R的数值，并作出图象如图丙所示。由此得出电源电动势E=___V、内阻r=___Ω（结果均保留两位有效数字）。 【答案】 ①. ×1 ②. 欧姆调零 ③. 14（或14.0均给分） ④. R2-R1 ⑤. 2.0 ⑥. 4.0 【解析】 【详解】(1)[1][2][3]先用“×10”挡测量电阻时，操作步骤正确，发现表头指针向右偏转角度过大，读数较小，说明选挡倍率太大，为了较准确地进行测量，应换到倍率较小的“×1”挡，换挡后要重新进行欧姆调零，之后用表笔连接电阻测量，由表盘所指可以读出阻值为 (2)[4]为准确测量该电阻阻值，该同学用图乙测量，并进行了如下操作：先断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱，使电压表有一合适的示数U，记下此时电阻箱的阻值R1；接着闭合开关S2，调节电阻箱使电压表示数仍为U，记下此时电阻箱的阻值R2，由于电压表两次示数均为U不变，所以两次跟电压表并联的总电阻相等，所以 (3)[5][6]测出电阻后该组同学发现此电路还可以测出电源电动势E和内阻r。闭合开关S1，S2，调节电阻箱R，读出多组电压表V和电阻箱R的数值，根据欧姆定律有 变形后有 结合图象可以知道纵截距 所以 斜率 所以 四、计算题（共4小题，共45分） 15. 如图甲所示，质量的足够长木板静止于光滑的水平面上，一滑块以速度从左端滑上长木板后它们运动的速度一时间图像如图乙所示。取 （1）求滑块的质量m； （2）若滑块与木板间的动摩擦因数，求滑块相对长木板滑动的距离s。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由图乙可知，滑块滑上木板左端的速度大小为 滑块和木板相对静止时的速度大小为 对滑块和木板组成的系统，由动量守恒定律有 解得 （2）在滑块相对木板滑动的过程中，根据能量守恒定律有 解得 16. 如图所示，真空中有一半径r=1.0m的圆形磁场区域，圆心位于坐标原点，磁场的磁感应强度B=2.0×10-3T，方向垂直纸面向里，在x1=1.0m到x2=2.0m区域内有一竖直向下的E=2.0×103V/m的匀强电场．现将比荷为q/m=2.0×109C/kg的两带负电粒子从磁场边界A、C处以相同初速度竖直射入磁场，A处射入粒子恰能从磁场与电场相切的D处进入电场，OC连线与竖直轴夹角，不计粒子所受重力以及粒子间相互作用力，求： （1）粒子的速度v0大小； （2）两粒子射出电场时的间距y 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）A点沿半径方向射入出射点反向延长成过圆心O，由几何关系得 根据洛伦兹力提供向心力，，解得：． （2）从C点射入的粒子，由数学知识可得也从D点射出，出射方向与轴夹角斜向下，从A点射入的粒子，从D点沿轴射入．对从A射入的粒子：水平：，竖直方向：，根据牛顿第二定律：联立解得：；对C处射入的粒子：， ，，所以间距：． 17. 如图甲所示，平行导轨倾斜放置，导轨所在平面的倾角，导轨间距为L=1m，导轨下端连接有阻值为R=3Ω的定值电阻，垂直于导轨的虚线MN上方有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示（垂直轨道平面向上为正方向），一根导体棒长为1m，阻值Ω，质量m=1kg，将导体棒放在导轨上，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，在0~1.5s内将导体棒锁定，s时刻解除锁定，并给导体棒施加一个垂直于导体棒、平行于导轨平面的外力，使导体棒沿导轨平面向下做匀加速运动当导体棒刚要离开磁场时，撤去作用力，撤去作用力的一瞬间，导体棒的加速度为零，时刻导体棒的位置离虚线MN的距离为m，重力加速度，，，求： （1）0~1.5s内通过定值电阻R的电量q； （2）0~1.5s内电阻R上产生的焦耳热Q； （3）拉力随时间变化的函数表达式（以为计时起点）。 【答案】（1）0.6C （2）0.72J （3）N（1.5ss） 【解析】 【小问1详解】 在0∼1.5s内，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为 由闭合电路欧姆定律可得电路中电流为 通过电阻的电量为 【小问2详解】 电阻R上产生的焦耳热为 【小问3详解】 设撤去作用力的一瞬间导体棒的速度为，有 联立解得 根据平衡条件可得 解得 在磁场中的加速度为a，根据速度位移关系可得 设导体棒在磁场中运动的时间为，根据位移时间关系可得 求得在磁场中运动的时间为s 导体棒在磁场中运动时的某一位置，由牛顿第二定律 根据速度时间关系可得 因此N（） 18. 如图所示为某款弹射游戏示意图，光滑水平台面上有固定发射器、固定竖直光滑圆轨道、四分之一粗糙圆轨道AB（末端与平台面相切并可在平台上移动）。将发射器的弹簧压缩一定距离后释放，粗糙小球从O点弹出并从C点进入圆轨道绕转一周后继续在水平台面上向右运动，从A点沿AB向上运动。已知小球质量m=1kg，滑块AB的质量M=1kg，竖直光滑圆轨道半径m，四分之一圆轨道AB半径m，小球到达竖直圆轨道最高点C时对轨道的压力为F=50N，忽略空气阻力，小球可视为质点。取g=10m/s2，求： （1）小球被弹射前弹簧被压缩到最短时的弹性势能Ep； （2）若滑块AB固定，小球恰能到达滑块的最高点B，求小球离开弹簧到运动到B点过程中克服摩擦力做的功Wf； （3）若解除滑块AB的固定装置，换用同质量的光滑小球重复上述过程，求小球离开滑块后在空中运动到最高点时竖直位移和水平位移的比值。 【答案】（1）50J （2）33J （3） 【解析】 【小问1详解】 小球运动到C点时，由牛顿第二定律得 从O到C的过程中，由机械能守恒得 联立并代入数据得J 【小问2详解】 小球恰运动到B点速度为零，从O到B过程中，由能量守恒及转化关系得克服摩擦力的功为 解得J 【小问3详解】 小球运动到A点的速度满足 小球与AB作用过程中，水平方向动量守恒，取水平向右为正方向，由系统水平动量守恒得 小球与AB作用过程中，由机械能守恒得 此后小球做斜上抛运动，到达最高点时速度最小，则有，， 联立得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $