山东省青岛第六十八中学2022-2023高二下学期期初定位测试物理试题（答案）

青岛第六十八中学2022-2023学年高二下学期期初定位测试物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将学校、姓名、准考证号、座号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
一、单项选择：本体共8小题，每小题3分，每个小题只有一个正确选项。
1．一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零；
B．t2时刻通过线圈的磁通量最大；
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；
D．每当e改变方向时，通过线圈的磁通量都为最大
2．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化图象如图乙所示，若外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈的角速度为100rad/s B．0.01s末穿过线圈的磁通量最大
C．通过线圈的最大电流为1.25A D．电压表的示数为87.5V
3．如图所示为马车模型，马车质量为m，马的拉力F与水平方向成角，在拉力F的作用下匀速前进了时间t，则在时间t内拉力、重力、阻力对物体的冲量大小分别为（ ）
A．Ft，0， B．，0，
C．Ft，mgt， D．，mgt，
4．质量为0.5kg的物体，运动速度为3m/s，它在一个变力作用下速度变为7m/s，方向和原来方向相反，则这段时间内动量的变化量为（ ）
A．5kg·m/s，方向与原运动方向相反
B．5kg·m/s，方向与原运动方向相同
C．2kg·m/s，方向与原运动方向相反
D．2kg·m/s，方向与原运动方向相同
5．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑，则（ ）
A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒
B．在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功
C．小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能不守恒，小球能回到槽高h处
D．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动
6．如图所示，长直导线MN和矩形线框abcd被固定在竖直平面内，线框的ad、bc两条边与导线MN平行。当导线MN中电流I逐渐增大时，下列说法正确的是（ ）
A．线框中感应电流沿abcda方向
B．线框整体受到的安培力方向水平向右
C．线框的ab、dc两条边不受安培力作用
D．线框的ad、bc两条边所受安培力大小相等、方向相反
7．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的正方形匀强磁场，钢环在A点由静止释放，向右摆到最高点B，不考虑空气及摩擦阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．铜环进入和离开磁场时受到水平向右的安培力
B．铜环进入和离开磁场时均产生顺时针方向的感应电流
C．铜环最终静止
D．A点高于B点
8．在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一闭合金属圆环，面积为S，电阻为R。规定圆环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按图乙变化时，下列说法正确的是（ ）
A．0～1s内感应电流的磁场在圆环圆心处的方向向上
B．1～2s内通过圆环的感应电流的方向与图甲所示方向相反
C．0～2s内线圈中产生的感应电动势为
D．2～4s内线圈中产生的焦耳热为
二、多选题：本体共4小题，每小题4分，每个小题有两个及以上正确选项。
9．如图1所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Φ随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝，总电阻为1Ω，与线圈连接的定值电阻R的阻值也为1Ω，电流表可看作理想交流电流表，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为2πrad/s
B．感应电动势的最大值为4πV
C．理想电流表的读数为πA
D．一个周期内电阻R产生的热量为
10．如图所示，质量为m、长度为L、电阻为R的直导体棒MN静止于电阻不计的光滑水平矩形导轨上，水平导轨的左端接有电动势为E、内阻不计的电源，整个装置处于一匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与轨道平面成θ角（斜向上）。现闭合开关S，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S后，导体棒向右运动
B．闭合开关S后，穿过闭合回路的磁通量减小
C．闭合开关S的瞬间，导体棒MN所受安培力的大小为
D．闭合开关S的瞬间，导体棒MN的加速度大小为
11．质量为、的两个物体在光滑水平面上正碰，碰撞时间不计，其图像如图，下列说法正确的是（ ）
A． B．
C．两物体的碰撞为弹性碰撞 D．两物体的碰撞为非弹性碰撞
12．如图所示是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片，平板S下方有强度为的匀强磁场，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用力，下列表述正确的是（ ）
A．质谱仪是分析同位素的重要工具
B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小
三、实验题：本题12分
13．如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。
A开始释放高度
B．小球抛出点距地面的高度
C．小球做平抛运动的射程
（2）图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先将入射球多次从斜轨上MO置由静止释放，找到其平均落地点的位置 EMBED Equation.DSMT4 ，测量平抛射程 EMBED Equation.DSMT4 。然后，把被碰小球 EMBED Equation.DSMT4 静止于轨道的水平部分，再将入射小球 EMBED Equation.DSMT4 从斜轨上 EMBED Equation.DSMT4 位置由静止释放，与小球 EMBED Equation.DSMT4 相撞，并多次重复。
接下来要完成的必要步骤是__________。（填选项前的符号）
A．用天平测量两个小球的质量 EMBED Equation.DSMT4 、 EMBED Equation.DSMT4
B．小球 EMBED Equation.DSMT4 开始释放高度
C．测量抛出点距地面的高度 EMBED Equation.DSMT4
D．分别找到 EMBED Equation.DSMT4 、 EMBED Equation.DSMT4 相碰后平均落地点的位置、
E．测量平抛射程、
（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为__________[用（2）中测量的量表示]。
14．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针向________偏转（填“左”或“右”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出的过程中，灵敏电流计的指针向________偏转（填“左”或“右”）；
（3）闭合开关稳定后，断开开关瞬间，灵敏电流计的指针向________偏转（填“左”或“右”）。
四、计算题：15题8分，16题10分，17题12分18题18分
15．如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20Ω，线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度ω=100πrad/s．线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接．计算时π取3．
（1）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；
（2）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；
（3）求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量．
16．如图，xOy为平面直角坐标系，在y轴与直线间存在垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、带电量为q的正粒子，从y轴上坐标为的P点，以某一速度垂直于y轴射入磁场，经过直线上坐标为的M点射出磁场，之后再经过x轴上的N点（图中未标出），不计带电粒子的重力，求：
（1）带电粒子射入磁场的速度；
（2）带电粒子从P点运动到N点所用时间。
17．据报道，我国华中科技大学的科学家创造了脉冲平顶磁场，磁感应强度超过60T的世界纪录，脉冲平顶磁场兼具稳态和脉冲两种磁场的优点，能够实现更高的强度且在一段时间保持很高的稳定度。如图甲所示，在磁场中有一匝数n=10的线圈，线圈平面垂直于磁场，线圈的面积为，电阻为R=60Ω．如图乙为该磁场磁感应强度的变化规律，设磁场方向向上为正，求：
（1）时，线圈中的感应电动势大小；
（2）在过程中，通过线圈横截面的电荷量；
（3）在过程中，线圈产生的热量。
18．如图所示，一质量为的物块静止放置在长、高的固定斜面的底端，物块与斜面间的动摩擦因数：短时间内给物块一个沿斜面向上的恒力使物块滑向斜面顶端，已知该恒力对物块的冲量，．求：
（1）物块到达斜面顶端的速度随恒力作用时间变化的规律．
（2）物块到达斜面顶端时速度的最大值．
高二物理参考答案
一、单项选择：本体共8小题，每小题3分，每个小题只有一个正确选项。
1．D 2．C 3．C 4．A 5．D 6．B 7．D 8．D
二、多选题：每小题4分，每个小题有两个及以上正确选项，选项正确得4分，对而不全得2分，错选不得分。
9．BD 10．AC 11．BD 12．AC
三、实验题：两小题共12分
13．答案（1）C（2分）
（2）ADE（2分）
（3）（2分）
14．答案：左；右；右。
四、计算题：15题8分，16题10分，17题12分18题18分
15．解：解：（1）线圈产生感应电动势的最大值
解得：
感应电动势随时间变化的表达式
（2）线圈中感应电动势的有效值
电流的有效值
交流发电机的输出功率即为电阻的热功率
（3）根据法拉第电磁感应定律有：
根据欧姆定律得：
又：
联立解得：
答：（1）从线圈经过中性面开始计时，线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为；
（2）此发电机在上述工作状态下的输出功率是；
（3）从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻的电荷量是0.10C．
16．解：（1）带电粒子运动轨迹如图，假设带电粒子运动半径为，由几何关系可知
，①
由②
求得③
（2）带电粒子的周期④
从P到M，⑤
由几何关系求得⑥
从M到N，⑦
所以，从P到N用的时间为⑧
17．解：（1）由图乙可知，在时间内，磁感应强度的变化率。
根据法拉第电磁感应定律可得
（2）在时间内，线圈中的电流为
在时间内，通过线圈的磁感应强度不发生变化，则不发生电磁感应现象，线圈中的电流为零。所以在过程中，通过线圈横截面的电荷量为
（3）由图乙可知在时间内，磁感应强度的变化率的大小相等。则线圈中的电流也相等。根据可得，在过程中，线圈产生的热量为
18．【答案】（1）见解析（2）8m/s
【解析】（1）设斜面的倾角为，恒力F作用的时间为t，物块获得的速度为，通过的位移为，撤去恒力后物块在斜面上滑动的位移为，滑动的加速度大小为，到顶端的速度为，在恒力作用的阶段，由动量定理，有
①
②
由得
③
撤去后的滑动过程，由牛顿第二定律，有
④
⑤
联立①②③④⑤式，并代入数据得
⑥
（2）由⑥式可得时有最大值，且．

山东省青岛第六十八中学2022-2023高二下学期期初定位测试物理试题（答案）