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河南省罗山县高级中学高二下期自我提升测试题（一）
物 理
（考试时间：75分钟，分值：100分）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10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.以下图片源于课本，对其描述正确的是( )

A. 图甲的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热
B. 图乙为双量程电流表，接“公共端、”时量程较小
C. 图丙中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动时，铝框会反向转动
D. 图丁中，油罐车车尾拖着一根落地的铁链是利用尖端放电原理将静电导走
2.如图所示，弹簧振子在、间做简谐振动，为平衡位置，，若振子从第一次运动到的时间是，则下列说法正确的是( )
A. 振幅是
B. 振动周期是
C. 经过一次全振动，振子通过的路程是
D. 从开始经过，振子通过的路程是
3.某物理兴趣小组在研究磁电式电流表原理和构造时，发现磁电式电流表主要由磁体、极靴、线圈、螺旋弹簧组成。进一步研究发现极靴中间有一个铁制圆柱，而线圈则绕在铝制框架上，指针也固定在框架上。下列四位同学对磁电式电流表的原理和构造的讨论正确的是( )
A. 张同学认为线圈转动时所受安培力不变，磁场为匀强磁场
B. 徐同学认为是螺旋弹簧的弹力使线圈和指针发生偏转
C. 孔同学认为减小线圈匝数可以增大电流表的灵敏度
D. 朱同学认为铝质框架转动时能起到电磁阻尼的效果
4.“女排精神”广为传颂，家喻户晓，各行各业的人们在女排精神的激励下，为中华民族的腾飞顽强拼搏，如图所示，一排球以的速度竖直砸向手臂，与手臂接触后以的速度竖直向上离开，已知排球的质量是，重力加速度取，则此过程中手臂对球的平均作用力大小为( )
A. B. C. D.
5.如图甲，矩形导线框一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度随时间变化的图像如图乙，设磁场垂直纸面向里为正方向，线圈中感应电流顺时针为正方向，边受到的安培力水平向右为正方向，则关于、随变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，光滑水平桌面上固定着彼此绝缘、相互垂直放置的两根长直导线、，其中通有大小相等、方向如图的恒定电流。两导线交叉所形成的个区域内放置着个相同的圆形金属线圈、、、，每个线圈距两导线的距离均相等。下列说法正确的是( )
A. 穿过线圈和线圈的磁通量为零
B. 若导线不固定，会沿逆时针方向转动
C. 当导线中的电流随时间增大，线圈中产生沿顺时针方向的感应电流
D. 当导线、中的电流以相同变化率增大，线圈、会分别沿对角线运动，靠近导线交叉点
7.如图所示，水力采煤时，用水枪在高压下喷出强力的水柱冲击煤层，设水柱横截面积为，水速为，水的密度，假设水柱射在煤层的表面上，冲击煤层后水的速度变为零，求水柱对煤层的平均冲击力大小是( )
A. B. C. D.
8.(多选)某同学利用如图所示电路模拟远距离输电。图中交流电源电压为6 V,定值电阻. ,小灯泡L 、L 的规格均为“6 V 1.8 W”,理想变压器 T 、T 原副线圈的匝数比分别为1：3 和3：1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ，两电路都稳定工作时， ( )
A. L 与L 一样亮
B. L 比L 更亮
C. R 上消耗的功率比R 的大
D. R 上消耗的功率比 R 的小
9.质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移时间图像如图所示，由图像可判断以下说法正确的是( )
A. 碰后两物体的运动方向相同 B. 碰后的速度大小为
C. 两物体的质量之比 D. 两物体的碰撞是弹性碰撞
10.如图所示，边长为的正方形区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面所在平面向外。边中点有一粒子源，可平行纸面向磁场内任意方向发射质量为、电荷量为的带电粒子，粒子速度大小均为，不计粒子重力以及粒子间的相互作用。已知垂直边射入的粒子恰好从边中点射出磁场，下列说法中正确的是( )
A. 粒子带负电
B. 磁场的磁感应强度大小为
C. 从点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为
D. 有粒子从点射出磁场
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：干电池（电流不超过0.5A），电阻箱（最大阻值为99.99Ω），电流表A（量程为300μA、内阻），阻值分别为2Ω、200Ω、5.5kΩ、19.5kΩ的定值电阻各一个，电键一个，导线若干。该同学根据提供的器材、设计了如图甲所示的电路。
(1)电路中应选用阻值为 的定值电阻；应选用阻值为 的定值电阻；
(2)请将图乙中的实物电路连接完整 。
(3)闭合电键后，多次调节电阻箱的阻值。记录电阻箱接入电路的阻值，并记录对应电流表的值。以为纵坐标，为横坐标，将测得的数值在坐标纸上描点，如图丙所示，请根据描出的点绘制图线 。根据图线求得电源电动势 V，内阻 Ω。（结果均保留三位有效数字）
12.（10分）小明同学利用图甲的实验装置验证动量守恒定律．在长木板上安装光电门Ⅰ和Ⅱ，、为材料相同、带有等宽遮光条的滑块，、的质量分别为，让滑块与静止的滑块在斜面上发生碰撞，碰撞时间极短，然后通过光电门对滑块进行测速，进而验证动量守恒定律并判断碰撞是否为弹性碰撞，请完成下列填空：
用游标卡尺测量遮光条的宽度时，游标卡尺的示数如图乙所示，则 。
将长木板一端垫高，调整长木板与水平面的夹角，轻推滑块直到经过两光电门的时间相同。
某次实验中，滑块通过光电门Ⅰ时的挡光时间为，则滑块过光电门Ⅰ的速度为 用相应的物理量符号表示，滑块、碰撞后通过光电门Ⅱ的挡光时间分别为。
若要验证动量守恒定律，需要验证 与 在误差允许范围内相等即可验证动量守恒定律用和表示．
判断是否为弹性碰撞可由碰后、两滑块的速度之比判断．若 用和表示，则可认为滑块与的碰撞为弹性碰撞．
13.（10分）如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度大小为，当线圈以300 r/mim的转速匀速转动时。求：
（1）转动过程中感应电动势的最大值和有效值；（2）电路中交流电流表的示数；
（3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值；
（4）图示位置穿过线圈磁通量的变化率。
14.（16分）如图所示，左端为四分之一光滑圆弧的长木板静止放置在光滑的水平面上，圆弧与长木板水平部分相切于点，圆弧的半径为，长木板的质量为，在长木板右端固定一轻弹簧，轻弹簧的自由端位于长木板点的上方，其中，且段光滑，段均匀粗糙，小物块可视为质点与长木板间的动摩擦因素为，点右侧光滑，质量为的小物块由点上方处静止下落，沿切线下落进入圆弧，重力加速度为。求：
小物块 到达圆弧最低点 时，小物块与长木板的速度大小分别为多少；
小物块 到达圆弧最低点时，长木板向左移动的距离多大；
运动过程中轻弹簧的弹性势能的最大值。
15.（18分）如图所示，间距的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，弯曲部分导轨在最低点、处的切线水平并与足够长的水平导轨平滑相接，的右侧有磁感应强度、方向竖直向下的匀强磁场。让质量的导体棒从弯曲导轨上距水平面高度为处由静止释放，质量的导体棒开始时静止于水平导轨上某处。已知导轨各处光滑，两导体棒接入回路的电阻均为，始终都与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻忽略不计，重力加速度，假设、棒没有发生碰撞且最终共速，求：
棒刚进入磁场时棒所受安培力的大小
从棒进入磁场到、棒共速的过程中，棒上产生的焦耳热及通过棒的电荷量
为保证两棒不碰撞，棒最初静止时距的最小距离。
高二年级物理学科周末自我提升测试题（一）答案
1.【答案】B 【解析】A.图甲的加热原理是利用高频电流在金属中产生涡流，从而产生大量的热来熔化金属的，选项A错误；
B.图乙为双量程电流表，接“公共端、 ”时所并联的电阻较大，分流较小，则量程较小，选项B正确；
C.图丙中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同向转动，选项C错误；
D.图丁中，油罐车车尾下方拖着一根落地的软铁条，是利用铁的导电性将运输中产生的静电导走，从而避免危险，故D错误。
故选B。
2.【答案】D 【解析】A.弹簧振子在、间做简谐振动，为平衡位置，则振幅为故A错误；
B.振子从第一次运动到的时间是，则 ，解得，故B错误；
C.经过一次全振动，振子通过的路程是，故C错误；
D.从开始经过，即，振子通过的路程是，故D正确。
故选D。
3.【答案】D 【解析】A.根据磁电式电流表的原理可知线圈附近磁场大小相等方向不同不是匀强磁场，，A错误；
B.线圈在安培力作用下偏转，B错误；
C.相同电流情况下，线圈匝数越多安培力越大，旋转角度越大即灵敏度越大：，C错误；
D.铝框作为骨架起到电磁阻尼的作用可以让指针快速稳定。D正确。
4.【答案】D 【解析】由动量定理
代入数据解得 。故选D。
5.【答案】D 【解析】由图乙可知，在内，磁感应强度方向为正向垂直纸面向里且均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知，产生恒定的感应电流，根据楞次定律可知，感应电流的方向为逆时针负方向；同理，在内，感应电流恒定，沿顺时针方向正方向，在内，感应电流恒定，沿逆时针方向负方向，故AB错误；
在内，边的电流方向为，根据左手定则可知，安培力的方向为水平向右正方向，根据安培力公式 ，其中恒定不变，随着均匀增大，则随着均匀增大；同理，内，安培力水平向左且均匀减小，内安培力水平向右且均匀增大，内安培力水平向左且均匀减小，故C错误，D正确。
故选D。
6.【答案】A 【解析】A、根据安培定则，在线圈磁场方向垂直纸面向外，在线圈磁场方向垂直纸面向里，磁通量为零；同理磁通量也为零，A正确；
B、在上半部分磁场方向垂直纸面向外，由左手定则，安培力向右，下半部分安培力向左，故顺时针转动，B错误；
C、当导线中的电流随时间增大，线圈中磁通量向里增大，根据楞次定律，产生逆时针方向感应电流，C错误；
D、中磁场向外增大，产生顺时针方向电流，中磁场向里增大，产生逆时针方向电流，根据楞次定律，均远离导线交叉点运动，D错误。
7.【答案】A 【解析】设 时间内水枪射出水的质量为 ，则有
以这小段水柱为研究对象，选取初速度的方向为正方向，设煤层对水柱的平均作用力为 ，根据动量定理，则有
联立解得
根据牛顿第三定律可知，水柱对煤层平均作用力的大小等于煤层对水柱平均作用力的大小，即水柱对煤层平均作用力的大小为 。
故选A。
8.【答案】BC 电源电压为 由 知， 20Ω，设k=3，若开关接c、d端，升压变压器副线圈两端电压 根据等效电阻法，把降压变压器原副线圈和L 看成一个整体，其阻值 ，输电线上的电流 可得输电线上损耗的电功率为 消耗的电功率为 若开关接a、b端，则L 消耗的功率 输电线上损耗的电功率为 可知L 比L 更亮，R 上消耗的功率比R 的大。故选B、C。
一题多解在远距离输电过程中通过提高输电电压，可减小输电线路中的电流，进而减小输电过程的电能损失、电压损失，故L 获得的电压大于L 获得的电压，由 可知L 的功率大于L 的功率，即L 的亮度大于L 的亮度，A错误，B正确；通过R 的电流小于通过R 的电流，故由P=l R 可知R 消耗的功率小于 R 消耗的功率，C正确，D错误。
9.【答案】BC 【解析】A、图象的斜率表示速度，根据图象可知，碰撞后速度方向相反，故A错误；
B、图象的斜率表示速度，根据图象可知，碰撞后的速度大小为：，故B正确；
C、图象的斜率表示速度，根据图象可知，碰撞后的速度大小为：，
碰撞前的速度大小为：，碰撞前的速度为零；
取碰撞前的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得：，解得两物体的质量之比：：，故C正确；
D、碰撞前系统的动能为：，
碰撞后系统的动能为：，系统能量有损失，发生的是非弹性碰撞，故D错误。
10.【答案】BC 【解析】A.根据左手定则可知粒子带正电，故A错误；
B.洛伦兹力提供向心力可得，垂直边射入的粒子恰好从边中点射出磁场，则运动半径为
联立解得磁场的磁感应强度为， 故B正确；
C.从点射出磁场的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示
则从点射出磁场的粒子在磁场中的运动时间为
故C正确；
D.离子的运动半径为，之间距离大于，即大于轨迹直径，所以没有粒子从点射出磁场，故D错误。
故选BC。
11．【答案】(1) 5.5kΩ 2Ω
(2)
(3)
【详解】（1）[1]电流表与定值电阻串联后，可以改装成电压表测量路端电压，当电阻大小为时，改装后的电压表量程为，对于测量1.5V的干电池来说量程适合。
[2]定值电阻在电路中的目的是保护电路，防止电流过大，所以只能选择大小的电阻，若选择会使得测量时的最大电流过小。
（3）[1]利用平滑的曲线使数据均匀分布在线的两侧，如答案所示。
[2][3]根据实验电路图，可以写出闭合电路欧姆定律的形式
可以转化成
通过计算图像的斜率和截距，可知截距，斜率
代入数据可得，内阻
12.【答案】
【解析】游标的零刻线与主尺 刻度线对齐，游标的第个小格与主尺 刻度线对齐，该游标尺为分度游标卡尺，所以。
根据速度定义式可知滑块 经过光电门时的速度为。
碰撞后、两滑块的速度分别为 ，碰前的动量为；
碰后系统动量为 。若，即，即可验证动量守恒定律。
若两滑块的碰撞为弹性碰撞，则需满足动量守恒与机械能守恒，则，，
解得，，所以。
13.答案：（1）100 V；（2）（3）（4）0
解析：（1）由题意知交流电的频率为故角速度为
则电动势的最大值为感应电动势的有效值为。
（2）线圈电阻为，外接电阻，根据闭合电路欧姆定律，可得交流电流表的示数为。
（3）线圈由图示位置转过的过程中磁通量的变化量
则这段时间内交变电动势的平均值为。
（4）题图所示位置为中性面，从图示位置开始，穿过线圈的磁通量表达式为，故图示位置穿过线圈的磁通量最大，其磁通量的变化率为零。
14.【答案】解：小物块从静止开始到最低点的过程中，两物体构成的系统水平方向上动量守恒，
根据动量守恒定律，根据能量守恒定律，
联立得，；
据水平方向上动量守恒定律，
在这个过程中，小物块的水平位移为，长木板的位移为，则有，得，长木板向左移动的距离；
(3)从小物块静止开始下落到弹簧压缩到最短的过程中，系统水平方向上动量守恒，根据能量守恒定律，得。
15.【答案】设棒刚进入磁场的速度为，根据动能定理得，
此时的棒产生的感应电动势，感应电流，
棒受到的安培力的大小，联立解得；
设、棒共速时速度为，根据动量守恒定律得，
根据能量守恒定律得，由于电阻相等，解得，
设从棒进入磁场到、棒共速的总时间为，对棒进行分析，由动量定理得，
通过棒横截面的电荷量，解得；
设棒最初静止时距的最小距离为，
对棒进行分析，根据动量定理得，根据闭合电路欧姆定律有，
电动势的平均值，联立解得

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