新疆沙湾第一中学2021学年下学期高二期中考试物理试题(附答案)

沙湾一中2020-2021学年第二学期高二年级期中考卷
物 理
满分100分，时间100分钟
一、选择题：（1--10为单选，每道题3分，11—16为多选，选全对的3分，选对不全的2分，选错不得分）
1．我国家庭照明电路电压瞬时值可表示为（ ） A ．u ＝380 sin 3.14t V
B ．u ＝311 sin 314t V
C ．u ＝220 sin 314t V
D ．u ＝36 sin 0.02t V
2.玻璃茶杯从同一高度掉下，落在水泥地上易碎，落在海绵垫上不易碎，这是因为茶杯与水泥地撞击过程中（ ）
A 、茶杯动量较大
B 、茶杯动量变化较大
C 、茶杯所受冲量较大
D 、茶杯动量变化率较大
3 如图所示，一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上，斜面体质量为M ，顶端高
度为h .今有一质量为m 的小物体，沿光滑斜面下滑，当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时，斜面体在水平面上移动的距离是( ) A.mh
M ＋m B.Mh M ＋m C.mh cot αM ＋m
D.Mh cot αM ＋m
4．现有甲、乙两滑块，质量分别为3m 和m ，以相同的速率v 在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞．已知碰撞后，甲滑块静止不动，那么这次碰撞是
( )
A ．弹性碰撞
B ．非弹性碰撞
C ．完全非弹性碰撞
D ．条件不足，无法确定
5、如图所示，在一个左右延伸很远的上、下有界的匀强磁场上方有一闭合线圈，当闭合线圈从上方下落穿过磁场的过程中,线圈所受磁场力始终小于重力（ ）
A ．进入磁场时加速度可能小于g ，离开磁场时加速度可能大于g ，也可能小于g
B ．进入磁场时加速度大于g ，离开时小于g
C ．进入磁场和离开磁场，加速度都大于g
D ．进入磁场和离开磁场，加速度都小于g
6、质量为0.1kg 的小球，以10m ／s 的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上，而后以7m ／s 的速度被反向弹回，设撞击的时间为0.01s ，并取撞击前钢球速度的方向为正方向，则钢球受到的平均作用力为（ ）
A．30N B．－30N C．170N D．－170N
7、如图5所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220 V，50 Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。

若只将交变电压的频率改为60 Hz，则（）
A．三只灯泡亮度不变
B．三只灯泡都将变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗
D．a亮度不变，b变暗，c变亮
8、如图所示，一宽40 cm的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里。

一边长为20 cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v＝20 cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行，取它刚进入磁场的时刻为t＝0，下面所示图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是（）
9、如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表。

当滑动变阻器R的滑动头向下移动时()
A.灯L变亮
B.各个电表读数均变大
C.因为U1不变，所以P1不变
D.P1变大，且始终有P1＝P2
10、一个环形线圈放在磁场中，如图9-a所示，以磁感线垂直于线圈平面向外的方向为正方向，若磁感强度B随时间t的变化的关系如图9-b，那么在第2秒内线圈中的感应电流的大小和方向是（）
A. 大小恒定，顺时针方向
B. 逐渐减小，顺时针方向
C. 大小恒定，逆时针方向
D. 逐渐增加，逆时针方向
11、如右图所示，在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中，有一个矩形线圈abcd，线圈
平面与磁场垂直，O 1O 2与O 3O 4都是线圈的对称轴，应使线圈怎样运动才能使其中产生感应电流？（ ）
A ．向左或向右平动
B ．向上或向下平动
C ．绕O 1O 2转动
D ．绕O 3O 4转动
12、如图所示的电路中，L 1、L 2是完全相同的灯泡，线圈L 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R 相等。

下列说法正确的是（）
A ．闭合开关S 时，L 1先亮、L 2后亮，最后它们一样亮
B ．闭合开关S 时，L 1、L 2始终一样亮
C ．断开开关S 时，L 2立刻熄灭、L 1 过一会才熄灭
D ．断开开关S 时，L 2 、L 1 都要过一会才熄灭
13、一质量为2 kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动。

F 随时间t 变化的图线如图所示，则( )
A.t ＝1 s 时物块的速率为1 m/s
B.t ＝2 s 时物块的动量大小为4 kg·m/s
C.t ＝3 s 时物块的动量大小为5 kg·m/s
D.t ＝4 s 时物块的速度为零
14、如图甲所示，在光滑水平面上的两小球发生正碰，小球的质量分别为m 1和m 2.图乙为它
们碰撞前后的x －t (位移－时间)图象．已知m 1＝0.1 kg.由此可以判断( ) A ．碰前m 2静止，m 1向右运动 B ．碰后m 2和m 1都向右运动 C ．m 2＝0.3 kg
D ．碰撞过程中系统损失了0.4 J 的机械能 15、先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电(如图
4)。

第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图5甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。

若甲、乙图中的U 0、T 所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是( )
A.第一次灯泡两端的电压有效值是
2
2U 0
B.第二次灯泡两端的电压有效值是3
2U 0
C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9
D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5
16、如图所示，在光滑的水平地面上静止放置一质量为M＝1.5 kg的木板A，木板上表面粗糙且固定一竖直挡板，挡板上连接一轻质弹簧，当弹簧处于原长时，在弹簧的左端轻放一质量为m＝0.9 kg的物块B，现有一颗质量为m0＝0.1 kg的子弹C以v0＝500 m/s的速度水平击中物块并嵌入其中，该过程作用时间极短，则在A、B、C相互作用的过程中，下列说法中正确的有()
A.A、B、C组成的系统动量守恒
B.A、B、C以及弹簧组成的系统机械能守恒
C.子弹击中物块B的瞬间对物块B产生的冲量为45 N·s
D.弹簧被压缩到最短时木板的速度为25 m/s
二、实验题(本题共2个小题，共14分)
17．(8)某同学利用气垫导轨上滑块间的碰撞来寻找物体相互作用过程中的“不变量”，实验装置如图16－1－13所示，实验过程如下(“＋、－”表示速度方向)：
图16－1－13
实验1使m1＝m2＝0.25 kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2一起运动．数据如表1.
表2
碰前碰后
滑块m1滑块m2滑块m1滑块m2速度
＋0.140 0 ＋0.069 ＋0.069 v/(m·s－1)
(1)碰前物体的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度的矢量和；
(2)碰前物体的动能________(填“等于”或“不等于”)碰后物体动能的和；
(3)碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量
m与速度v的乘积mv的矢量和．
实验2使2m1＝m2＝0.5 kg，让运动的m1碰静止的m2，碰后m1、m2分开．数据如表2
碰前碰后
滑块m1滑块m2滑块m1滑块m2速度
v/(m·s－1)
＋0.120 0 －0.024 ＋0.070
(1)碰前物体的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物体速度的矢量和；
(2)碰前物体的动能________(填“等于”或“不等于”)碰后物体动能的和；
(3)碰前物体的质量m与速度v的乘积mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物体的质量
m与速度v的乘积mv的矢量和．
(4)还进行了其他情景的实验，最终在实验中发现的“不变量”是________．
(5)在“探究碰撞中的不变量”实验中，关于实验结论的说明，正确的是________．
A．只需找到一种情景的“不变量”即可，结论对其他情景也同样适用
B．只找到一种情景的“不变量”还不够，其他情景未必适用
C．实验中要寻找的“不变量”必须在各种碰撞情况下都不改变
D．进行有限次实验找到的“不变量”，具有偶然性，结论还需要检验．
18、(6分）（1）下图是做探究电磁感应的产生条件实验的器材及示意图。

①在图中用实线代替导线把它们连成实验电路。

②由哪些操作可以使电流表的指针发生偏转
Ⅰ________________________________________
Ⅱ________________________________________
③假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管A向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向_______偏转。

（“左”、“右”）
三、计算论述题(本题共4道题，总分38分）
19(8分）如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 0Ω，外接电阻
R＝9 0Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝1
π
2 T，当线圈以600 r/min的转速绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时。

问：
(1)线圈中感应电动势的最大值是多少？
(2)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(3)电路中理想电压表和理想电流表的示数各是多少？
(4）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90º角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
20.（10分）如图，在一个光滑金属框架上垂直放置一根长l=0.4m的金属棒ab，其电阻r=0.1Ω．框架左端的电阻R=0.4Ω．垂直框面的匀强磁场的磁感强度B=0.1T．当
用外力使棒ab以速度v=5m／s右移时：
（1）ab棒中产生的感应电动势E为多大？
（2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；
（3）ab棒两端的电势差U ab多大？
（4）在电阻R上消耗的功率P R多大？
（5）在ab棒上消耗的发热功率P R多大？
21.（10分）一台发电机最大输出功率为4 000 kW，输出电压的有效值为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电。

输电线路总电阻R＝1 kΩ。

到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V，60 W)。

若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：
(1)T1和T2的变压比分别为多少？
(2)有多少盏灯泡可正常发光？
22、(10分）如图所示，质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5 m，
现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，求：
(1)物块在车面上滑行的时间t；
(2)要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过
多少．
沙湾一中2020-2021学年第二学期高二年级期中考卷物理
满分：100分时间：100分钟
一、单项选择题（每小题3分，共30分）
1.B
2.D
3.C
4.A
5.D
6.D
7.D
8.C
9.D 10.A
多项选择题（每小题3分，共18分）（选项不全得2分）
11.CD 12.AD 13.AB 14.AC 15.AD 16.AC
三、实验题(本题包括2道大题，共14分)
17.（共计8分，每空1分）
实验1：等于不等于等于
实验2：不等于不等于等于质量和速度的乘积BCD
18.（共计6分，每小题2分）
（1）电路连接如图（2分）
（2）开关闭合或断开
螺线管A向上拔出或插入（2分）
（3）右（2分）
三、论述计算题(本题包括4道大题，共38分)
19(.8分）
（解析(1)线圈转速n＝600 r/min＝10 r/s，
角速度ω＝2πn＝20π rad/s，（1分）
线圈产生的感应电动势最大值E m＝NBSω＝1002V，（1分）
(2)由此得到的感应电动势瞬时值表达式为 e ＝E m sin ωt ＝1002sin (20πt ) V 。

（ 1分） (3)E=E m /2=100v 对应的感应电流I ＝
r
R E
+＝1A 。

（ 1分） 由欧姆定律得u ＝I R ＝90V 。

（ 1分） (4)E －
＝N ΔΦ
Δt
（ 1分）
平均感应电流为I －
=
r R E +＝)
(r R t n +∆∆φ （ 1分） 故通过导线横截面的电荷量为
q ＝I －
Δt ＝)(r R nBS +=0.05π
2
05.0 C （ 1分）
20.（10分）
(1)感应电动势的大小E ＝BLv=0.2V （ 2分） (2)流过R 2的电流I ＝
r
R E
+=0.4A （ 2分）
棒受力平衡有F ＝F 安＝BIL ＝4 ×10-3N （ 1分）
(3)ab 棒两端的电势差:U ab =IR=0.16V （ 1分）
(4)在电阻R 上消耗的功率P R =I 2R=0.064w （ 2分）
(5)在ab 棒上消耗的发热功率P R =I 2r=0.016w （ 2分）
21.（10分） 解析
(2)T 1原线圈上的电流I 1＝
P 1
U 1
，可得I 1＝1 000 A （1分） 输电线路上消耗的功率为ΔP ＝I 22R ＝400 kW ，可得输电线上的电流为I 2＝20 A （2分） T 1的变压比为n 1n 2＝I 2I 1＝1
50 （1分）
T 1副线圈两端的电压为U 2＝
U 1n 2
n 1
＝200 kV （1分） 输电线上的电压损失为ΔU ＝I 2R ＝20 kV （1分） 所以，降压变压器T 2原线圈两端电压为
U 3＝U 2－ΔU ＝180 kV （1分） 故T 2的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9 000
11。

（1分）
(2)据降压变压器T 2的功率关系，有U 3I 2＝60n ，
解得n ＝6×104盏。

（2分）
22.（10）解析 (1)设物块与小车共同速度为v ，以水平向右为正方向，根据动量守恒定律有：m 2v 0＝(m 1＋m 2)v （2分）
设物块与车面间的滑动摩擦力大小为F ＝μm 2g ，，对物块由动量定理得： -μm 2gt =m 2(v-v 0) (2分） 代入数据得t ＝0.24 s. (1分）
要使物块恰好不从车面滑出，须使物块到达车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v ′，则m 2v 0′＝(m 1＋m 2)v ′(2分） 由功能关系有：
12m 2v 0′2＝1
2(m 1＋m 2)v ′2＋μm 2gL (2分） 代入数据解得v 0′＝5 m/s ， (1分）
故要使物块不从车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v 0′不超过5 m/s.。