2018级高二上学期第三次阶段性考试物理试题第1版(万有引力+动量+磁场+电磁感应+交流电+传感器)

绝密★启用前 试卷类型：A
2018级高二上学期第三次阶段性考试
物理试题 2019.12
注意事项：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共X 页，共X 题，满分X 分，考试时间X 分钟。

答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。

写在本试卷上无效。

3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上的相应区域。

答案写在本试卷上和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后将答题卡交回。

第Ⅰ卷
一、选择题（ 共13小题，共39分，1-9为单项选择题，每小题3分；10-13为不定项选择题，每题3分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，漏选得2分，选错不得分）
1．如图，圆环形导体线圈a 平放在水平桌面上，在a 的正上方固定一竖直螺线管b ，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。

若将滑动变阻器的滑片P 向下滑动，下列说法中正确的是( )
A ．线圈a 中将产生俯视顺时针方向的感应电流
B ．穿过线圈a 的磁通量变小
C ．线圈a 有扩张的趋势
D ．线圈a 对水平桌面的压力F N 将增大
2．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b 。

当输入电压U 为灯泡额定电压的11倍时，两灯泡均能正常发光。

下列说法正确的是( ) A ．原、副线圈匝数比为10∶1 B ．原、副线圈匝数比为1∶10 C ．此时a 和b 的电功率之比为11∶1 D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶11
3．远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R ，输电线上的损耗功率为ΔP 。

变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )
A.2
2
211n P I R n ⎛⎫∆= ⎪⎝⎭
B ．I 2＝U 2
R
C ．I 1U 1＝I 22R
D ．I 1U 1＝I 2U 2
4．如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为θ，质量为m的物体以速度v从斜面底端冲上斜面，达到最高点后又滑回原处，所用时间为t.对于这一过程，下列判断正确的是()
A．斜面对物体的弹力的冲量为零
B．物体受到的重力的冲量大小为mg sin θ·t
C．物体受到的合力的冲量大小为零
D．物体动量的变化量大小为mg sin θ·t
5．我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱，飞船先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点343 km处P点火加速，由椭圆轨道变成高度为343 km的圆轨道2，在此圆轨道上飞船运行周期
约为90 min.下列判断正确的是()
A．飞船变轨前后的机械能相等
B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C．由于点火加速导致飞船在椭圆轨道1的周期大于在轨道2的周期
D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
6．如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则()
A．闭合开关S时，L A、L B同时达到最亮，且L B更亮一些
B．闭合开关S时，L A、L B均慢慢亮起来，且L A更亮一些
C．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B马上熄灭
D．断开开关S时，L A慢慢熄灭，L B闪亮一下后才慢慢熄灭
7．如图所示为有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B＝0.5 T，两边界间距s＝0.1 m。

一边长L ＝0.2 m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R＝0.4 Ω。

现使线框以v＝2 m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差U ab随时间t变化的图像是()
8．在匀强磁场中，
一矩形金属线框
绕与磁感线垂直
的转动轴匀速转动，如图甲所示。

产生的交变电动势随时间变化的规律如
图乙所示。

下列说法正确的是()
A．t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B．如果该线框只把转动角速度加倍，该交流电峰值变为44V
C．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22 2 cos(100πt)V
D ．当电动势的瞬时值为22 V 时，线框平面与中性面的夹角为45°
9．2017年7月9日，斯诺克世界杯在江苏无锡落下帷幕，由丁俊晖和梁文博组成的中国A 队在决赛中1比3落后的不利形势下成功逆转，最终以4比3击败英格兰队，帮助中国斯诺克台球队获得了世界杯三连冠．如图所示为丁俊晖正在准备击球，设在丁俊晖这一杆中，白色球(主球)和花色球碰撞前、后都在同一直线上运动，碰前白色球的动量p A ＝5 kg ·m/s ，花色球静止，白色球A 与花色球B 发生碰撞后，花色球B
的动量变为p ′B ＝4 kg ·m/s ，则两球质量m A 与m B 间的关系可能是( ) A ．m B ＝m A B ．m B ＝1
4m A
C ．m B ＝16
m A
D ．m B ＝6m A
10．在图甲、乙中两点电荷电荷量相等，丙、丁中通电导线电流大小相等，竖直虚线为两点电荷、两通电
导线的中垂线，O 为连线的中点．下列说法正确的是( )
A ．图甲和图丁中，在连线和中垂线上，O 点的场强和磁感应强度都最小
B ．图甲和图丁中，在连线和中垂线上，关于O 点对称的两点场强和磁感应强度都相等
C ．图乙和图丙中，在连线和中垂线上，O 点的场强和磁感应强度都最大
D ．图乙和图丙中，在连线和中垂线上，关于O 点对称的两点场强和磁感应强度都相等
11．中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果．如图所示，厚度为h 、宽度为d 的金属导体，通入如图所示电流，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上、下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是( )
A ．上表面的电势低于下表面的电势
B ．仅增大d 时，上、下表面的电势差增大
C ．仅增大d 时，上、下表面的电势差减小
D ．仅增大电流I 时，上、下表面的电势差减小
12．如图甲所示，abcd 是匝数为100匝、边长为10 cm 、总电阻为0.1 Ω的正方形闭合导线圈，放在与线圈平面垂直的图示匀强磁场中。

磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图乙所示。

则以下说法正确的是( ) A ．导线圈中产生的是交变电流
B ．在t ＝2.5 s 时导线圈产生的感应电动势为1 V
C ．在0～2 s 内通过导线横截面的电荷量为40 C
D ．在t ＝1 s 时，导线圈内电流的瞬时功率为10 W
13．有a 、b 、c 、d 四地球卫星，a 还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b 是近地轨道卫星，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，方向均与地球自转方向一致，各卫星排列位置如图所示，则( )
A ．卫星a 的向心加速度近似等于重力加速度g
B ．在相同时间内卫星b 转过的弧长最长
C ．卫星c 的速度一定比卫星d 的速度大
D ．卫星d 的角速度比卫星c 的角速度大 二、实验填空题（每空2分，共12分）
14．（6分）为了“验证动量守恒定律”．图甲所示的气垫导轨上放着两个滑块，滑块A 的质量为500 g ，滑块B 的质量为200 g ．每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器的频率均为50 Hz.调节设备使气垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两个滑块以不同的速度相向运动，碰撞后粘在一起继续运动．图乙为两条纸带上选取的计数点，每两个计数点之间还有四个点没有画出．
(1)判断气垫导轨是否处于水平，下列措施简单可行的是________(多选)． A ．将某个滑块轻放在气垫导轨上，看滑块是否静止 B ．让两个滑块相向运动，看是否在轨道的中点位置碰撞 C ．给某个滑块一个初速度，看滑块是否做匀速直线运动 D ．测量气垫导轨的两个支架是否一样高
(2)根据图乙提供的纸带，计算碰撞前两滑块的总动量大小p 1＝________ kg·m/s ；碰撞后两滑块的总动量大小为p 2＝________ kg·m/s.多次实验，若碰撞前后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证．(结果保留两位有效数字)
15．（6分）为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U -I 图线，如图乙所示。

(1)根据U -I 图线结合热敏电阻的特性，可知强光照射时对应的图线为 （填“a ”或“b ”） (2)若实验中所用电压表的内阻约为5 kΩ，毫安表的内阻约为100 Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，
A
B
此实验中________(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大。

若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用________(选填“内接”或“外接”)法进行实验，实验结果较为准确。

三、计算简答题（共有4小题，共49分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．（8分）一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度为v1＝7.9 km/s，g＝10 m/s2。

(1)这颗卫星运行的线速度为多大？
(2)质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力为多大？它对平台的压力有多大？
17．（12分）如图所示，两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ＝30°的斜面上，导轨电阻不计，间距L ＝0.4 m，导轨所在空间被分成区域Ⅰ和Ⅱ，两区域的边界与斜面的交线为MN。

Ⅰ中的匀强磁场方向垂直斜面向下，Ⅱ中的匀强磁场方向垂直斜面向上，两磁场的磁感应强度大小均为B＝0.5 T。

在区域Ⅰ中，将质量m1＝0.1 kg、电阻R1＝0.1 Ω的金属条ab放在导轨上，ab刚好不下滑。

然后，在区域Ⅱ中将质量m2＝0.4 kg、电阻R2＝0.1 Ω的光滑导体棒cd置于导轨上，由静止开始下滑。

cd在滑动过程中始终处于区域Ⅱ的磁场中，ab、cd始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2，问：
(1)cd下滑的过程中，ab中的电流方向；
(2)ab刚要向上滑动时，cd的速度v多大？
(3)从cd开始下滑到ab刚要向上滑动的过程中，cd滑动的距离
x＝3.8 m，此过程中ab上产生的热量Q是多少？
18．（14分）在如图所示的坐标系内，PQ 是垂直于x 轴的分界线，PQ 左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场，磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里，AC 边有一挡板可吸收电子，AC 长为d 。

PQ 右侧为偏转电场，两极板长度为1
2d ，间距为d 。

电场右侧的x 轴上有足够长的荧光屏。

现有速率不同的电子在纸面
内从坐标原点O 沿y 轴正方向射入磁场，电子能打在荧光屏上的最远处为M 点，M 到下极板右端的距离为1
2d ，电子电荷量为e ，质量为m ，不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应，求：
(1)电子通过磁场区域的时间； (2)偏转电场的电压U 。

19．（15分）如图所示，C 是放在光滑的水平面上的一块木板，木板的质量为3m ，在木板的上表面有两块质量均为m 的小木块A 和B ，它们与木板间的动摩擦因数均为μ。

最初木板静止，A 、B 两木块同时以相向的水平初速度v 0和2v 0滑上长木板，木板足够长，A 、B 始终未滑离木板也未发生碰撞。

求： (1)木块B 的最小速度是多少？
(2)木块A 从刚开始运动到A 、B 、C 速度刚好相等的过程中，木块A 所发生的位移是多少？
(3)为保证A 、B 始终未发生碰撞，木板C 的最短长度是多少？
2018级高二上学期第三次阶段性考试物理答案
一、选择题（ 共15小题，共45分，1-10为单项选择题，每小题3分；11-15为不定项选择题，每题3分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，漏选得2分，选错不得分）
14．答案 (1)AC (2)0.28 0.28 15．答案：(1)b (2)强光照射时 外接
三、计算简答题（共有4小题，共41分；解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16. 解析：(1)卫星近地运行时，有G Mm R 2＝m v 12
R ………………（2分）
卫星离地面的高度为R 时，有()
2
2
2
22v Mm
G
m R
R = ………………（1分） 由以上两式得v 2＝
v 12
＝2×7.92 km/s ≈5.6 km/s 。

………………（1分）
(2)卫星离地面的高度为R 时，有()
2
2Mm
G
ma R = ………………（1分）
靠近地面时，有GMm
R
2＝mg
解得a ＝1
4g ＝2.5 m/s 2。

………………（1分）
在卫星内，仪器的重力等于地球对它的吸引力，则
G ′＝mg ′＝ma ＝1×2.45 N ＝2.5 N ………………（1分）
由于卫星内仪器的重力完全用于提供做圆周运动的向心力，仪器处于完全失重状态，所以仪器对平台的压力为零。

………………（1分） 17.解析：(1) ab 中电流方向为由a 流向b 。

………………（2分） (2)开始放置时ab 所受摩擦力为最大静摩擦力， 设为F max
F max ＝m 1g sin θ ………………（1分） 设ab 刚要上滑时，cd 棒的感应电动势为E ， E ＝BL v ………………（1分） I ＝
E
R 1＋R 2
………………（1分） 设ab 所受安培力为F 安，
F 安＝BIL ………………（1分） 由平衡条件有
F 安＝m 1g sin θ＋F max ………………（1分） 综合上式，代入数据解得
v ＝5 m/s 。

………………（1分） (3)设cd 棒运动过程中在电路中产生的总热量为Q 总，由能量守恒定律
m 2gx sin θ＝Q 总＋1
2m 2v 2 ………………（2分）
又Q ＝R 1
R 1＋R 2Q 总 ………………（1分）
解得Q ＝1.3 J 。

………………（1分） 18. 解析：(1)电子在磁场中运动，由牛顿第二定律得 evB ＝m v 2
r ………………（1分）
解得r ＝mv
eB ………………（1分）
电子在磁场区域运动周期为
T ＝2πr v ＝2πm eB ………………（1分）
通过磁场区域的时间为
t 1＝90°360°T ＝πm 2eB 。

………………（1分）
(2)由几何知识得电子在磁场中运动的最大半径 r ＝d ………………（1分） 解得电子进入电场的最大速度
v ＝eBd m ………………（1分）
通过电场的时间t 2＝d
2v ， ………………（1分）
电子离开电场后做匀速直线运动到达M 点，如图所示
y 1y 2＝14d 12d ＝1
2
， ………………（2分） 又y 1＋y 2＝d ………………（1分） 解得y 1＝1
3d ………………（1分）
又2
1212
y at =
………………（1分）
U
e
ma d
= ………………（1分） 代入数据解得U ＝8eB 2d
2
3m ………………（1分）
19. 解析 (1)三者共速时，B 的速度最小。

取向右为正方向，根据动量守恒定律： m ·2v 0－mv 0＝5mv ， ………………（2分） 解得B 的最小速度：
v ＝v 0
5 ………………（2分）
(2)A 向左减速的过程，根据动能定理有 －μmgx 1＝0－1
2mv 20， ………………（1分）
向左的位移为x 1＝v 20
2μg ………………（1分）
A 、C 一起向右加速的过程，根据动能定理有 μmgx 2＝12×4m ⎝⎛⎭⎫v 052， ………………（1分） 向右的位移为x 2＝2v 20
25μg ………………（1分）
取向左为正方向，整个过程A 发生的位移为 x ＝x 1－x 2＝21v 20
50μg ………………（1分）
(3)设B 在木板C 上划过的距离是x B ，对总过程根据能量守恒得：
()2
221001
1125222
B mgx mgx m v mv mv μμ+=+-……
（3分） 得：2
1910B v x g
μ= ………………（1分）
则木板C 的最短长度为： L= x 1+x B ………………（1分）
得：20
125v L g
μ= ………………（1分）。