2021运城高中联合体高二下学期3月调研测试物理试题含答案

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运城市高中联合体2020~2021学年度3月份调研测试高二物理考生注意:1．本试卷满分100分，考试时间90分钟．2．答題前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．4．本卷命题范围：选修3-2第四、五章，选修3-4第十一章．一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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）1．电容对交变电流影响的下列说法中，错误的是（ ）A．交变电流能通过电容器B．电容器具有通交流、阻直流的作用C．电容器电容较小，它具有通高频、阻低频的作用D．电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越大2．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接一只电阻为的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）A．时线圈平面与中性面垂直 B．每秒钟内电流方向改变100次C．灯泡两端的电压为 D．线圈的转速为3．如图所示，一正四边形导线框恰好处于匀强磁场的边缘，如果将导线框以某一速度匀速向右拉出磁场，则在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．如果导线框的速度变为原来的2倍，则外力做的功变为原来的4倍B．如果导线框的速度变为原来的2倍，则电功率变为原来的2倍C．如果导线框的材料不变，而边长变为原来的2倍，则外力做的功变为原来的2倍D．如果导线框的材料不变，而边长变为原来的2倍，则电功率变为原来的2倍4．如图是演示自感现象的电路，与是完全相同的灯泡，电阻均为R，在开关断开，闭合时，两灯的亮度一样，现闭合待电路稳定后，突然断开的瞬间（ ）A．立即熄灭 B．先变亮，再逐渐熄灭C．有电流流过，方向向左 D．有电流流过，方向向左5．如图甲所示为远距离输电的示意图，图中的变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为，降压变压器所接用户可等效为图中的滑动变阻器，用户增加时相当于滑动触头向下滑动．已知用户的额定电压为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈所接电压如图乙所示，用户在正常情况下，消耗的总功率为，下列说法正确的是（ ）A．发电厂的输出功率为 B．升压变压器原、副线圈的匝数比为C．用户增加时，用户得到的电压增加 D．用户增加时，输电效率升高6．如图所示，面积为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势的图是（ ）A． B． C． D．7．如图所示，一理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为，负载电阻的阻值， eq \o\ac(○,V)是理想电压表．现将负载电阻的阻值减小为，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为，则（ ）A．此时原线圈两端电压的最大值约为 B．此时原线圈两端电压的最大值为C．原线圈两端原来的电压有效值约为 D．原线圈两端原来的电压有效值为8．家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的调节，比过去用变压器调压方便且体积较小．如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在台灯上的电压，即在正弦式电压的每一个周期中，前面的波形被截去，从而改变了台灯上的电压，那么现在台灯上电压的有效值为（ ）A． B． C． D．9．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有半径为r的光滑半圆形导体框，O为圆心，为一能绕O在框架上滑动的导体棒，之间连一电阻R，导体框架与导体棒的电阻均不计，使以角速度w逆时针匀速转动，则（ ）A．通过电阻R的电流方向由a经R到O B．导体棒O端电势低于C端的电势C．回路中的感应电动势大小为 D．回路中的感应电流大小为10．如图所示，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上，灯泡正常发光，则下列说法错误的是（ ）A．把电介质插入电容器，灯泡一定变亮B．把电容器两极板间距离增大，灯泡一定变亮C．把电容器两极板间距离减小，灯泡一定变亮D．使交流电频率增大，灯泡变暗11．如图所示，导轨位于竖直平面内，导轨间距离，两导轨与电阻R连接，其余电阻不计，水平虚线下方存在匀强磁场，磁感应强度，质量的导体棒垂直放置于导轨上，与导轨接触良好，将其由距虚线位置处由静止释放，经时间后进入磁场且恰好做匀速直线运动，运动后给导体棒施加一个竖直向上的恒力，并且此时由于磁感应强度发生变化使回路中不再有感应电流，导体棒再经过速度减为零，g取，则下列说法正确的是（ ）A．导体棒进入磁场做匀速直线运动的速度大小为B．导体棒静止释放的位置距虚线位置的距离为C．回路磁通量的最大值为D．整个过程中回路中产生的焦耳热为12．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比，正弦交流电压有效值为恒定，电路中四个电阻，理想电压表示数为U，则下列说法错误的是（ ）A．与的功率之比为1∶3 B．与的功率之比为1∶9C． D．二、实验题（本题共2小题，共12分）13．（4分）如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R．线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值________．线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量_________．14．（8分）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置．（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，_________．（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据．这样的实验设计满足了物理实验中常用的控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内________．（3）得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图象，发现图象是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图象为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标．（4）根据改进后画出的图象得出的结论是：在误差允许的范围内______________________________．（5）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率____________（填“减半”“不变”或“加倍”）．三、计算题（共40分．作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15．（12分）如图甲，交流发电机与一理想变压器连接，给“，”的电饭煲和“，”的抽油烟机正常供电．交流发电机的两磁极间视为匀强磁场，内阻不计的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，产生的电动势如图乙所示．所有导线的电阻均不计，交流电流表是理想电表，求：（1）变压器原线两端电压的瞬时值表达式；（2）原副线圈的匝数之比；（3）电饭煲和油烟同时正常工作时电流表的示数．16．（14分）图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图2是线圈的主视图，导线和分别用它们的横截面来表示．已知长度为，长度为，线圈以恒定角速度逆时针转动．（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；（3）若线圈电阻不计，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．（其它电阻均不计）选做题：已学习选修3-4的学生选做第18题，未学习选修3-4的学生选做第17题．17．（14分）如图所示，间距的光滑平行金属导轨、水平固定放置，导轨足够长且电阻不计，端连有一电阻，导轨一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，其方向与导轨平面垂直，变化率处磁场的磁感应强度．一根质量、电阻的金属棒置于导轨上，导体棒在外力作用下从处以初速度沿导轨向右运动，运动过程中电阻R消耗的功率不变，导体棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求金属棒从运动到过程中：（1）安培力做的功；（2）外力的平均功率．18．（14分）如图所示，为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽最低点，，甲球从弧形槽的圆心处自由下落，乙球从A点由静止释放，重力加速度为g．问：（1）两球第1次到达C点的时间之比；（2）若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲，让其自由下落，同时将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C处相遇，则甲球下落的高度h是多少？运城市高中联合体2020~2021学年度3月份调研测试·高二物理参考答案、提示及评分细则1．D 2．B 3．D 4．D 5．B 6．A 7．A 8．C 9．CD 10．BD 11．ABD 12．ABD13． （每空2分）14．（1）5.665（5.663～5.667）（2分）（2）穿过线圈的磁通量的变化量（2分）（3）（1分）（4）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）（2分）（5）加倍（1分）解析：（1）螺旋测微器固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为．（2）在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同．（3）．因不变，E与成正比，横坐标应该是．（4）感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）．（5）匝数n加倍后，产生的感应电动势加倍，图象纵坐标加倍横坐标不变，所以新图象的斜率加倍．15．解：（1）由图可知，（1分） （1分） （1分）所以 （1分）（2） （1分） （1分） （2分）（3） （1分） （1分） （1分）由得 （1分）16．解：（1）电动势的峰值， （2分），（1分）则t时刻整个线圈中的感应电动势表达式 （2分）（2）当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为 （3分）（3）由闭合电路欧姆定律可知， （1分）这里的E为线圈产生的电动势有效值， （1分）则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为 （1分）其中， （1分）所以 （2分）17．解：（1）处金属棒切割产生感应电动势为 （1分）电流 （1分）安培力 （1分）在处， （1分）安培力 （1分）金属棒从运动到过程中安培力做的功 （2分）（2）时，导体棒速度 （2分）运动时间 （1分）由动能定理 （2分）解得 （2分）18．解：（1）甲球做自由落体运动，则，所以 （2分）乙球沿圆弧做简谐运动（由于，可以认为摆角），此运动与一个摆长为R的单摆运动模型相同，故此等效摆长为R，因此乙球第1次到达C处的时间为 （2分）所以 （2）（2）甲球从离弧形槽最低点h高处自由下落，到达C点的时间为 （2分）由于乙球运动存在周期性，所以乙球到达C点的时间为 （2分）由于甲、乙在C点相遇，故， （2分）联立解得 （2分）