2021-2022学年山东省济南市长清中学高二上学期阶段性质量检测（三）物理试题（Word版）

山东省济南市长清中学2021-2022学年高二上学期阶段性质量检测（三）物理试题

（试卷满分100分考试时间90分钟）

第I卷（选择题共40分）

一、单选题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个项符合题目要求。

1.一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（     ）

A．在0~8s时间内，F的冲量为0

B．在0~4s时间内，动量一直增加

C．在0~4s时间内，位移先增大后减小

D．在0~8s时间内，F做的功不为0

2. 传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（　　）

A．电容器的电容将减小

B．灵敏电流表指针向左偏转

C．点的电势比点的低

D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力不再变化

3. 如图所示，两平行光滑金属导轨MN、PQ间距为l，与电动势为E、内阻不计的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面的夹角为θ，回路其余电阻不计。为使ab棒静止，需在空间施加一匀强磁场，其磁感应强度的最小值及方向分别为（　　）

A．，水平向右             B．，垂直于回路平面向上

C．，竖直向下        D．，垂直于回路平面向下

4. 如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3∶1，A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回。两球刚好不发生第二次碰撞，则A、B两球的质量比为(　　)

A．1∶2      

B．2∶1       

C．1∶4        

D．4∶1

5、如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），从静止开始经电压U加速后，沿水平方向进入一垂直于纸面向外的匀强磁场B中，带电粒子经过半圆到A点，设OA＝y，则能正确反映y与U之间的函数关系的图像是（   ）

A.          B.              C.            D.

6. 如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面.一导线框abcdefa位于纸面内,框的邻边都相互垂直,bc边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域.以a→b→c→d→e→f为线框中的电动势E的正方向,以下四个E-t关系示意图中正确的是     (　　)

7．如图所示，在OA和OC两射线间存在着匀强磁场，∠AOC为30°，正负电子以相同的速度均从M点以垂直于OA的方向垂直射入匀强磁场，下列说法正确的是（      ）

A．若正电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为3∶1

B．若正电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为6∶1

C．若负电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为2∶1

D．若负电子不从OC边射出，正负电子在磁场中运动时间之比可能为1∶6

8．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻和的阻值分别是和，为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（    ）

A. 2 

B. 3             

C. 4   

D. 5

二、多选题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分；选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分。

9.如图所示，相距为d的两水平虚线分别是水平向里的匀强磁场的边界，磁场的磁感应强度为B，正方形线框abcd边长为L(L<d)、质量为m.将线框在磁场上方高h处由静止开始释放，当ab边进入磁场时速度为v0，cd边刚穿出磁场时速度也为v0.从ab边刚进入磁场到cd边刚穿出磁场的整个过程中(　　)

A．线框进入磁场和穿出磁场时感应电流方向相同

B．线框有一阶段的加速度为g

C．线框产生的热量为mg(d＋L)

D．线框先做匀减速运动再匀加速运动

10. 无限长通电直导线产生的磁场中某点的磁感应强度大小可用公式B=k(k是常数、I是导线中电流强度、r是该点到直导线的垂直距离)表示。如图所示的xOy坐标系内，坐标轴上有a、b、c、d四个点，各点到坐标原点O的距离均为L。在a处固定一条电流方向垂直坐标平面向里的通电直导线，在b处固定一条电流方向垂直坐标平面向外的通电直导线，两导线中的电流大小均为I，则以下判断正确的是

A.c、d两点的磁感应强度大小相等，方向相反

B.O点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向

C.d点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向

D.d点的磁感应强度大小为，方向沿y轴负方向

11．、如图所示,单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R,线框绕与边重合的竖直同定转轴以角速度ω匀速转动,从图示位置开始计时。下列说法正确的是(   )

A.当转过60°时,感应电动势的瞬时值为

B.当转过60°时,感应电流的瞬时值为

C.在转过60°的过程中,感应电动势的平均值为

D.在转过90°的过程中,感应电流的有效值为

12．如图所示，S为一离子源，MN为荧光屏，其长度为，S到MN的距离为SP=L，P为MN的中点，MN的左侧区域有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。某时刻离子源S一次性沿平行纸面的各个方向均匀地喷发大量的正离子（此后不再喷发），喷发的离子速率均相等、质量均为m、电荷量均为q。不计粒子重力，不考虑离子之间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）

A．若离子在磁场中做匀速圆周运动的半径为2L，则离子喷发时的速率为

B．速率为的离子，一定打不到荧光屏上

C．速率为的离子，能打中荧光屏的最短时间为

D．速率为的离子，能打到荧光屏MN上的范围为

第II卷（非选择题共60分）

三．实验题（本题共2个小题，，共14分）

13. (6分)某同学要测量某电阻阻值(大约在900Ω-1000Ω之间)，为了提高实验的精度，该同学根据实验室现有仪器进行了实验设计。

实验器材如下：

A.待测电阻Rx                             B.电源E(3V)

C.滑动变阻器R(0-50Ω)                     D.电压表V1(量程2V，内阻r1=2000Ω)

E.电压表V2(量程3V，内阻r2约为3KΩ)      F.电流表A1(量程1A，内阻rA1约为5Ω)

G.电流表A2(量程10mA，内阻rA2约为30Ω)   H.开关、导线若干

(1)实验设计的电路如图所示，根据现有仪器，a处电表应选用           ，b处电表应选用           (填器材前面的字母代号)；

(2)根据所选仪器补全电路，a表右端导线应接           处(填“M”或“N”)；

(3)实验测量并记录数据，a处所选电表示数为x，b处所选电表示数为y，则待测电阻阻值表达式Rx=           (用题目给出的物理量符号表示)。

14．(8分)图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位:直流电压1 V 挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。

(1)图甲中的A端与________ (选填“红”或“黑”)色表笔相连接。

(2)根据题给条件可得R1+R2=____________ Ω,R4=____________ Ω。 

(3)某次测量时该多用电表指针位置如图所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为____________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为______________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为______________。(结果均保留3位有效数字) 

四、解答题（共46分）要有必要的文字叙述和解答过程，只有结果不给分。

15.（10分）如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，导轨的一端接有电动势E=3V内阻r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离L=0.4m，在导轨所在空间内分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。现把一个质量m=0.08kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒的电阻R=1.0Ω，导体棒恰好刚要滑动，金属导轨电阻不计，（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）ab棒受到的安培力；

（2）ab棒与导轨的动摩擦因数μ。

16．（10分）如图所示，在水平面上依次放置小物块A和C以及曲面劈B，其中A与C的质量相等均为m，曲面劈B的质量，曲面劈B的曲面下端与水平面相切，且曲面劈B足够高，各接触面均光滑．现让小物块C以水平速度向右运动，与A发生碰撞，碰撞后两个小物块粘在一起运动．求：

（1）碰撞过程中系统损失的机械能；

（2）最终曲面劈B获得的动能．

17．(12分)如图所示，质量m1＝0.1 kg，电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab横放在U形金属框架上．框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.相距0.4 m的MM′、NN′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R2＝0.1 Ω的MN垂直于MM′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.5 T．垂直于ab施加F＝2 N的水平恒力，ab从静止开始无摩擦地运动，始终与MM′、NN′保持良好接触．当ab运动到某处时，导体棒ab框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.求:

(1)框架开始运动时导体棒ab的加速度的大小；

(2)框架开始运动时ab速度v的大小；

(3)从ab开始运动到框架开始运动的过程中，MN上产生的热量Q＝0.1 J，求该过程通过导体棒ab电荷量的大小．

18．（14分）在空间建立直角坐标系xoy，以坐标原点O为圆心作两个半径分别为r和R的同心圆，小圆与两坐标轴分别交于M、P、两点，Q也是小圆上的一点；两圆将空间分隔成三个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。在区域Ⅰ内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，区域Ⅱ内也存在垂直于坐标平面的匀强磁场，区域Ⅲ内没有磁场。一个不计重力、带电量为+q、质量为m的粒子以速度v0从M点沿－y方向进入磁场，从P点进入区域Ⅱ，又从Q点再次回到区域Ⅰ。已知∠POQ＝60°，求：

（1）求区域Ⅰ和区域Ⅱ内磁场的磁感应强度；

（2）若要使粒子约束在磁场内，求大圆半径R的最小值；

（3）粒子在磁场中运动的周期。

高二年级上学期阶段性质量检测试题（三）

物理答案

13.   （6分）（1）E （1分）   D （1分）   （2）N  （2分）  （3） （2分）

14．（8分）  （1）黑 （1分） （2）160 （2分） 880（2分）  （3）1.48mA （1分） 

1.10×103 Ω（1分）   2.96 V（1分）

15.（1）0.4N，沿斜面向上；（2）0.125

16.（10分）【解析】（1）小物块C与A发生碰撞粘在一起，由动量守恒定律得      （1分）

解得                 （1分）

碰撞过程中系统损失的机械能为．     （2分）

解得                                  （1分）

（2）整体与B发生弹性碰撞，设最终整体的速度为，最终B的速度为，根据动量

守恒定律：             （1分）

由能量关系                 （2分）

解得                                        （1分）

曲面劈B获得的动能为              （1分）

17.（12分）解：（1）ab对框架的压力：F1＝m1g

框架受水平面的支持力：FN＝m2g+F1

由题意可知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到最大静摩擦力F为：F2＝μFN（1分）

框架开始运动时有：F安＝F2，

导体棒的加速度大小：             （1分）

代入数据解得：a＝14m/s2             （1分）

（2）ab中的感应电动势：E＝Blv          （1分）

MN中电流：          （1分）

MN受到的安培力为：F安＝BIl

框架开始运动时：F安＝F2，          （1分）

代入数据解得：v＝6m/s，          （1分）

（3）闭合回路中产生的总热：，          （1分）

由能量守恒定律得：          （1分）

代入数据解得：x＝1.1m，

通过导体棒的电量：，          （1分）

代入数据解得：q＝0.55C；          （1分）

18.【详解】

（1）设在区域Ⅰ内轨迹圆半径为r1=r------------------------------1分

由牛顿第二定律得

----------------------------------------------------------1分

则区域Ⅰ磁场的磁感应强度为

---------------------------------------------------------------1分

垂直纸面向里

----------------------------------------------------------------------1分

由牛顿第二定律得

---------------------------------------------------------------------------1分

所以

＝--------------------------------------------------------1分

方向与B1相反，即垂直xoy平面向外

（2）由几何关系得R＝2r2+r2＝3r2----------------------------------------1分

即R=-----------------------------------------------------------------------------------1分

（3）轨迹从M点到Q点对应圆心角θ=90°+60°=150°，要仍从M点沿y轴负方向射入，需满足：

150n=360m，m、n属于自然数，即取最小整数m=5，n=12，-----------------1分

其中区域Ⅰ做圆周运动周期

T1=--------------------------------------------------------------1分

区域Ⅰ做圆周运动周期

T2=----------------------------------------------------------------1分

---------------------------------------------------1分

---------------------------------------------------1分

粒子在磁场中运动的周期

T=12（t1+t2)=-------------------------------------------------1分