安徽省滁州市九校聯(lián)考2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期4月期中物理試題

滁州市2023~2024學(xué)年第二學(xué)期高二期中考試物理試題考生注意：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時(shí)間75分鐘。2.答題前，考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項(xiàng)目填寫清楚。3.考生作答時(shí)，請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。4.本卷命題范圍：選擇性必修第一冊(cè)第一章至第三章第2節(jié)，選擇性必修第二冊(cè)。一、選擇題（本題共10小題，共42分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~8題中只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分，第9~10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1.關(guān)于傳感器，下列說法正確是（）A電飯鍋使用了光學(xué)傳感器對(duì)溫度進(jìn)行控制B.空調(diào)使用了聲音傳感器來進(jìn)行制冷工作C.電子秤利用了壓力傳感器來進(jìn)行稱量D.霍爾元件是把電學(xué)量轉(zhuǎn)化成磁學(xué)量進(jìn)行工作【答案】C【解析】【詳解】A．電飯鍋是通過溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制，故A錯(cuò)誤；B．空調(diào)是使用溫度傳感器來進(jìn)行制冷工作的，故B錯(cuò)誤；C．電子秤是利用壓力傳感器來進(jìn)行稱量的，故C正確；D．霍爾元件是把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量來進(jìn)行工作的，故D錯(cuò)誤。故選C。2.高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是能大大減少能耗，某發(fā)電廠輸出的電壓接在升壓變壓器的原線圈兩端，通過電阻一定的輸電線向遠(yuǎn)距離送電，然后通過降壓變壓器給用戶供電，若發(fā)電廠送電功率不變。下列說法正確的是（）A.輸電電壓加倍，輸電線上損耗的功率減半B.輸電電壓加倍，輸電線上損失的電壓加倍C.用戶增多，輸電線上損失的功率減少D.用戶增多，用戶獲得的電壓減小【答案】D【解析】【詳解】A．輸電線上輸送的功率一定，根據(jù)若輸電電壓加倍，輸電電流減半，則輸電線上損失的功率為原來的，故A錯(cuò)誤；B．輸電線上損失的電壓為若輸電電壓加倍，輸電電流減半，則輸電線上損失的電壓減半，故B錯(cuò)誤；C．若用戶增多，導(dǎo)致高壓輸電線上的電流變大，輸電線上損耗的電功率將增大，故C錯(cuò)誤；D．若用戶增多，導(dǎo)致高壓輸電線上的電流變大，輸電線上損失的電壓變大，則用戶獲得的電壓減小，故D正確。故選D。3.如圖所示，質(zhì)量為m，通電電流為I的金屬棒ab置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與寬為L的水平導(dǎo)軌平面夾角為θ，金屬棒與導(dǎo)軌垂直，磁場(chǎng)方向與金屬棒垂直，金屬棒ab處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）A.金屬棒受到的安培力大小為B.金屬棒受到的支持力大小為C.金屬棒受到的摩擦力大小為D.金屬棒受到的合力大小為mg【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，金屬棒ab與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，則金屬棒受到的安培力大小為故A錯(cuò)誤；BC．對(duì)金屬棒受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件有解得故B錯(cuò)誤，C正確；D．由于金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以金屬棒所受合力為零，故D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端系一質(zhì)量為m的書寫式激光筆，組成一彈簧振子，并將其懸掛于教室內(nèi)一體機(jī)白板的前方，使彈簧振子沿豎直方向上下自由振動(dòng)，白板以速率v水平向左勻速運(yùn)動(dòng)，激光筆在白板上留下書寫印跡，圖中相鄰豎直虛線的間隔均為（未標(biāo)出），印跡上P、Q兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為和。忽略一切阻力，重力加速度為g，則（）A.該彈簧振子的振幅為B.該彈簧振子的振動(dòng)周期為C.激光筆在留下P、Q兩點(diǎn)時(shí)所受的回復(fù)力相同D.激光筆在留下PQ段印跡的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增大了【答案】D【解析】【詳解】AB．白板做勻速運(yùn)動(dòng)，振子振動(dòng)的周期等于白板運(yùn)動(dòng)位移所用的時(shí)間，則周期振幅為故AB錯(cuò)誤；C．加速度是矢量，激光筆在留下兩點(diǎn)時(shí)加速度大小相等，方向相反，回復(fù)力大小相同，方向相反，故C錯(cuò)誤；D．在激光筆留下段印跡的過程中，由機(jī)械能守恒可知，重力勢(shì)能減小，故彈性勢(shì)能增加了，故D正確。故選D。5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，在和時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示。已知該波的周期。下列說法正確的是（）A.該波一定沿x軸正方向傳播B.波長為8cmC.的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)速度最大D.的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)距離平衡位置5cm【答案】C【解析】【詳解】A.無法判定波的傳播方向，故A錯(cuò)誤；B.由圖像可知波長故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)因?yàn)楣什ǖ闹芷诟鶕?jù)振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系知時(shí)，的質(zhì)點(diǎn)在波峰故此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置，振動(dòng)速度最大，故C正確；D．因?yàn)閺钠胶馕恢孟蛭灰谱畲筇庍\(yùn)動(dòng)時(shí)，速度越來越小，則的質(zhì)點(diǎn)在時(shí)距離平衡位置大于5cm，故D錯(cuò)誤。6.如圖所示為回旋加速器，兩半徑為R的D形盒間接有周期為T的交流電壓，前電壓為，后電壓為，在垂直于D形盒所在平面加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知，比荷為k的帶電粒子由D形盒邊緣的O點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過一段時(shí)間，粒子從回旋加速器的小孔引出，忽略粒子在狹縫間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及電場(chǎng)變化產(chǎn)生的磁場(chǎng)。下列說法正確的是（）A.帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為B.粒子的最大速度為C.若電壓加倍，則粒子離開回旋加速器時(shí)的動(dòng)能加倍D.若電壓加倍，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間不變【答案】B【解析】【詳解】A．忽略粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)間，則交變電場(chǎng)變化周期等于粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)周期，即帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為T。故A錯(cuò)誤；B．粒子在磁場(chǎng)中勻速圓周運(yùn)動(dòng)可知速度最大時(shí)圓周半徑達(dá)到最大，等于D形盒半徑R，則粒子被加速的最大速度為故B正確；C．由可知，粒子獲得的最大動(dòng)能與加速電壓無關(guān)。故C錯(cuò)誤。D．粒子每被加速一次，動(dòng)能增加qU0，所以粒子被加速的次數(shù)為若電壓加倍，則粒子被加速的次數(shù)會(huì)減半，粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間也會(huì)減半。故D錯(cuò)誤。故選B。7.2023年1月9日，香港玩具展正式開展，參展企業(yè)以各自優(yōu)質(zhì)新品接洽新老客戶，共商新一年的合作發(fā)展。如圖所示為參展的某個(gè)智能玩具內(nèi)的LC振蕩電路部分。已知線圈自感系數(shù)，電容器電容，以圖中電容開始放電時(shí)設(shè)為零時(shí)刻（取t=0），上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則（）A.LC振蕩電路的周期B.當(dāng)時(shí)，電容器上極板帶正電C.當(dāng)時(shí)，電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D.當(dāng)時(shí)，電場(chǎng)能正轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)周期公式可得故A正確；B．當(dāng)，即時(shí)，電容器反向充滿電，所以電容器上極板帶負(fù)電，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)時(shí)，即之間，電容器正在放電，所以電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)時(shí)，即介于之間，電容器正在充電，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，故D錯(cuò)誤。故選A。8.如圖所示，用一根粗細(xì)均勻的細(xì)銅導(dǎo)線做成一個(gè)半徑為r的閉合圓環(huán)，把圓環(huán)的一半置于均勻變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向始終垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化規(guī)律為B=B0+kt（B0不變，k為一恒量且滿足0<k<1T/s），a、b為圓環(huán)的一條直徑的兩端點(diǎn)，圓環(huán)的總電阻為R，則（）A.圓環(huán)中產(chǎn)生順時(shí)針方向的感應(yīng)電流B.圓環(huán)具有擴(kuò)張的趨勢(shì)C.a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差D.在t=0時(shí)，右半圓環(huán)受到的安培力大小為【答案】D【解析】【詳解】AB．由于磁場(chǎng)均勻增大，線圈中的磁通量變大，根據(jù)楞次定律可知線圈中電流為逆時(shí)針，同時(shí)為了阻礙磁通量的變化，線圈將有收縮的趨勢(shì)，AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得電動(dòng)勢(shì)為所以電流為ab兩端電壓為C錯(cuò)誤；D．根據(jù)安培力公式D正確。故選D。9.如圖所示，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻不計(jì)，a，b是兩個(gè)相同的小燈泡.閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，穩(wěn)定后，a、b兩燈泡正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)。下列說法正確的是（）A.開關(guān)S閉合瞬間，a燈逐漸亮，b燈立即亮B.開關(guān)S閉合瞬間，a燈、b燈都立即亮C.開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)，b燈立即熄滅，a燈逐漸熄滅D.開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)，a燈、b燈均逐漸熄滅【答案】AD【解析】【詳解】AB．開關(guān)S閉合瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，所以a燈逐漸亮起來，而b燈立即亮起來，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．開關(guān)S閉合電路穩(wěn)定后，再斷開開關(guān)，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流減小，且線圈與a、b兩燈構(gòu)成回路，所以a燈、b燈均逐漸熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。10.實(shí)驗(yàn)小組組裝一臺(tái)簡(jiǎn)易發(fā)電機(jī)，如圖所示，半徑為r=10cm的圓形線圈共計(jì)25匝，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈圍繞垂直磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n=50轉(zhuǎn)/秒，線圈電阻r0=5Ω，外接電阻R=15Ω，不計(jì)導(dǎo)線電阻，從線圈平面與磁場(chǎng)垂直開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是（）A.線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為B.t=0時(shí)產(chǎn)生的電流瞬時(shí)值最大C.使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2s內(nèi)外力做功為250JD.外電阻1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為750J【答案】AC【解析】【詳解】A．線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為故A正確；B．t=0時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為零，故B錯(cuò)誤；C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為所以線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)2s內(nèi)外力做功為故C正確；D．外電阻1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為故D錯(cuò)誤。故選AC。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共14分）11.如圖所示為某同學(xué)做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)前根據(jù)單擺周期公式推導(dǎo)出重力加速度的表達(dá)式，四位同學(xué)對(duì)表達(dá)式有不同的觀點(diǎn)。同學(xué)甲認(rèn)為，T一定時(shí)，g與l成正比；同學(xué)乙認(rèn)為，l一定時(shí)，g與成正比；同學(xué)丙認(rèn)為，l變化時(shí)，是不變的；同學(xué)丁認(rèn)為，l變化時(shí)，l與比值是定值。其中觀點(diǎn)正確的是______（選填“甲”“乙”“丙”或“丁”）。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)擺線與懸點(diǎn)連接處用鐵架夾住擺線，用米尺測(cè)得擺線長度和擺球直徑，用秒表測(cè)得100次全振動(dòng)時(shí)間。下表是某次記錄的一組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?zhí)羁眨ňＡ羧挥行?shù)字）。次數(shù)擺線長度（cm）擺球直徑（cm）100次全振動(dòng)時(shí)間（s）擺長L（cm）重力加速度199.002.00200.0____________（3）若該同學(xué)在加速上升的電梯中做此實(shí)驗(yàn)，則所測(cè)得的重力加速度數(shù)值______（填“偏大”或“偏小”）?！敬鸢浮浚?）?。?）①.100②.9.86（3）偏大【解析】【小問1詳解】根據(jù)解得g是當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋cT、l無關(guān)，所以甲、乙同學(xué)錯(cuò)誤；擺長l變化時(shí)，會(huì)隨之變化，丙同學(xué)錯(cuò)誤；l變化時(shí)，l與比值是定值，丁同學(xué)正確?！拘?詳解】[1]擺長等于擺線長度加擺球半徑，即[2]由單擺公式解得【小問3詳解】若該同學(xué)在加速上升的電梯中做此實(shí)驗(yàn)，則所測(cè)得的重力加速度數(shù)值偏大。12.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)通過測(cè)量通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的安培力，來測(cè)量磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側(cè)邊豎直且等長，E為直流電源，R為電阻箱，A為電流表，S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線，不計(jì)一切摩擦阻力。（1）在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖______。（2）完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的填空。①按圖接線；②保持開關(guān)S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙，使D處于平衡狀態(tài)，然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1；③閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R的阻值使電流大小適當(dāng)，在托盤內(nèi)繼續(xù)加入適量細(xì)沙，D重新處于平衡狀態(tài)；然后讀出______，并用天平稱出細(xì)沙總質(zhì)量m2；④用米尺測(cè)量D的底邊長度l。（3）用測(cè)量的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，可以得出B=______。（4）根據(jù)以上操作可知磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向______?！敬鸢浮浚?）（2）電流表的示數(shù)I（3）（4）外【解析】【小問1詳解】【小問2詳解】使D重新處于平衡狀態(tài)；然后讀出電流表的示數(shù)I，用天平稱出細(xì)沙的質(zhì)量m2?！拘?詳解】根據(jù)平衡條件有解得【小問4詳解】閉合開關(guān)后，繼續(xù)添加沙子才能平衡，可知安培力的方向向下，根據(jù)左手定則可得，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。三、計(jì)算題（本題共3小題，共計(jì)44分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.如圖所示，在范圍足夠大、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度，有一水平放置的光滑金屬框架，寬度為，框架上放置一質(zhì)量為、接入電路的阻值為的金屬桿和一阻值為的定值電阻，金屬桿長度也為且與框架垂直并接觸良好，框架電阻不計(jì)．若cd桿在水平外力的作用下以恒定速度向右沿框架做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并計(jì)時(shí)開始．求：（1）在內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和水平外力分別是多少？（2）在內(nèi)通過電阻R的電荷量是多少？（3）后撤去外力F，從開始到金屬桿靜止時(shí)，全過程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？【答案】（1），0.25N；（2）1C；（3）1J【解析】【詳解】（1）金屬桿2s內(nèi)的位移x＝vt＝8m由法拉第電磁感應(yīng)定律得E=電流因金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)外力F滿足（2）通過電阻R的電荷量（3）根據(jù)能量守恒可得因此金屬桿產(chǎn)生的焦耳熱14.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系中，在區(qū)域存在著沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在區(qū)域內(nèi)，存在著沿方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且，在空間內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，一質(zhì)量，電量的帶電粒子，從y軸上M點(diǎn)，以速度沿x軸正方向飛入，第一次通過x軸上N點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸正方向夾角為30°，不計(jì)粒子重力，求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度大小及N點(diǎn)坐標(biāo)；（2）粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑；（2）粒子前兩次穿過x軸的時(shí)間間隔?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）粒子飛出做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有，在N點(diǎn)進(jìn)行速度分解有解得，即N點(diǎn)坐標(biāo)為。（2）結(jié)合上述可知，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，則有解得（3）由于可知，粒子將垂直于分界線進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中做雙向勻變速直線運(yùn)動(dòng)，之后返回磁場(chǎng)，