山西省大同市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

这是一份山西省大同市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题，共10页。试卷主要包含了如图等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上相应的位置。
2.全部答案在答题卡上完成，答在本试卷上无效。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，将答案用0.5mm的黑色笔迹签字笔写在答题卡上。
4.本试卷共100分，考试时间75分钟。考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（ ）
A.一列机械波在不同介质中传播时，波长和频率都会发生变化
B.医生利用超声波发射与接受过程中频率的变化，对病人进行“彩超”体检，属于“共振”现象在医疗方面的应用
C.波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越小衍射现象越明显
D.两列波发生干涉时，振动加强点的位移可能大于振动减弱点的位移
2.如图所示，现有一根导线首尾相接构成闭合回路，两次分别拉成正方形和圆形线框，并分别将其放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。在相同时间内，两次通过闭合线框中横截面的电荷量分别为、，两次产生的热量分别为、，则（ ）
A.，B.，
C.，D.，
3.将较长的绳一端固定在墙上，另一端用手捏住以恒定振幅上下持续振动，产生的绳波沿绳自左向右传播，图示时刻，波形刚好传播到点。下列判断正确的是（ ）
A.手的起振方向向下
B.若增大手的振动频率，绳波的传播速度会变快
C.若减小手的振动频率、绳波的波长将增大
D.若停止手的振动，绳中波形立即消失
4.如图所示，两条足够长的水平光滑平行金属导轨的电阻忽略不计，其左端接有一小灯泡（电阻恒定），其额定功率为30W。一匀强磁场的方向竖直向下，一根与灯泡具有相同电阻的导体棒垂直于导轨放置，两端与导轨接触良好。导体棒在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，一段时间后导体棒做速度大小为10m/s的匀速直线运动，此时灯泡恰好正常发光，则拉力的大小为（ ）
B.3NC.6ND.9N
5.如图甲，电动车现在是许多人常用的代步工具，其中的主要零件有车架、电动机、控制器、蓄电池和充电器。把电动车的电动机拆下来，使其中的线圈转动，并外接上用电器，就变成发电机能对外供电，其原理如图乙所示。已知交流发电机线圈的面积为共100匝。该线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，以的角速度匀速转动，电阻和的阻值均为50Ω，线圈的电阻为5Ω，各电表均视为理想交流电表，若从图示位置开始计时，则（ ）
A.线圈中的电动势为B.电流表的示数为
C.电压表的示数为D.上消耗的电功率约为17W
6.一弹簧振子穿过光滑的水平细杆，下端装有一记录笔，在水平面内放置有一记录纸，当振子水平振动时，以速率水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像。记录笔与记录纸之间的摩擦和空气阻力都可忽略不计。、、、为纸上印迹的已知位置坐标，则以下说法正确的是（ ）
A.振子振动过程中速度最大时的纵坐标是
B.该弹簧振子的振动频率为
C.振子在振动过程中，若，则在时刻和时刻振子振动的速度一定相等
D.匀速拉动纸带的速率增大为原来的2倍，振子振动的周期变为原来的
7.如图所示为某型号电吹风的电路原理图，功能开关有a、b、c、d四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。P处于不同位置时，吹风机处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示，下列说法正确的是（ ）
A.b、c两个触点接触时电吹风吹热风
B.理想变压器原副线圈的匝数比为
C.风扇电机的内阻为55Ω
D.若在该电吹风处于吹热风状态时，小风扇突然被异物卡住，则短时间内电吹风总功率增大
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上正确答案，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。
8.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，到达B处时电压下降了。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用2200kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，到达B处时电压下降了。不考虑其他因素的影响，则（ ）
A.B.C.D.
9.图甲为一列简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则（ ）
A.该简谐波沿着轴负方向传播
B.时，质点P的运动方向沿轴正方向
C.从到，该波沿轴正方向传播了10m
D.从起到P点第一次到达波峰，质点P通过的路程为
10.如图（a），在均匀介质中有、、P三个点，其中，。时，位于、处的两个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图（b）所示，振动方向与平面垂直，已知波长为4m。下列说法正确的是（ ）
A.这两列波的波速均为2m/s
B.时，P处的质点开始振动
C.时，P处的质点向轴正方向运动
D.当两列波均传播到P点后，P点并不振动
三、实验题：本题共2小题，共15分。
11.（6分）小明利用下面装置“探究影响感应电流方向的因素”实验，请回答下列问题：
（1）请将实物电路图用笔画线补齐。
（2）将线圈插入线圈中稳定不动，闭合开关时，线圈中感应电流的方向与线圈中电流的绕行方向______。（填“相同”或“相反”）
（3）在开关处于闭合状态下，将滑动变阻器滑片向右移动过程中，线圈中的感应电流的方向与线圈中电流的绕行方向______。（填“相同”或“相反”）
12.（9分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，
（1）以下做法正确的是______
A.测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长
B.测量周期时，从小球经过平衡位置开始计时，经历50次全振动总时间为，则周期为
C.摆动中出现了轻微的椭圆摆情形，王同学认为对实验结果没有影响而放弃了再次实验的机会
D.释放单摆时，应注意细线与竖直方向的夹角不能超过5°
（2）黄同学先测得摆线长为97.9cm，后用游标卡尺测得摆球直径（如图），读数为______cm；再测得单摆的周期为2s，最后算出当地的重力加速度g的值为______.（取9.86，结果保留两位小数）
（3）实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，刘同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径.具体做法如下：第一次量得悬线长，测得振动周期为；第二次量得悬线长，测得振动周期为，由此可推得重力加速度的表达式为______。
四、计算题：本题共3小题，共39分。
13.（10分）光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。我省光伏发电输出创历史新高，达到1080.9万千瓦，为我省脱贫致富、能源转型和绿色发展贡献了力量。光伏发电厂需将直流电转化为交流电后输送给用户。假设某小型电厂用如图的方式进行输电，已知，输电功率，输电线的总电阻，。若输电线上损失的功率为输电功率的5%，认为所用变压器都是理想变压器，求：
（1）输电线上的电流；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。
14.（14分）如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形，虚线是这列波在时刻的波形。
（1）求这列波的波长；
（2）若这列波的周期满足，求该波的波速大小；
（3）若该波的波速大小，请通过计算判断该波传播的方向
15.（15分）如图，半径的固定水平圆环导体内存在方向竖直向上，磁感应强度的匀强磁场，可绕圆心O转动的金属杆的P端与圆环接触良好。与水平面成24°角、间距的两平行光滑足够长直导轨和，其中导轨与金属环相连，与金属杆O端相连。平行导轨间存在垂直导轨平面的匀强磁场（未画出），初始时，一质量、长0.4m的金属棒垂直导轨放置并锁定。当杆以角速度顺时针匀速转动时，解除的锁定，刚好静止不动。已知重力加速度g取，，金属棒和金属杆的电阻之比为，它们的总电阻，其他导体电阻不计。
（1）求的大小和方向；
（2）若把金属杆锁定的同时，由静止释放，在其达到最大速度过程中，始终垂直于平行导轨并接触良好，通过的电荷量，求此过程运动的时间；
（3）求（2）中由静止释放至达到最大速度的过程中，金属棒产生的热量。
2023-2024学年第二学期高二年级期中教学质量监测
物理参考答案
1.D【解析】一列机械波在不同介质中传播时，频率不会发生变化，A项错误；医生利用超声波发射与接受过程中频率的变化，对病人进行“彩超”体检，属于波的多普勒效应在医疗方面的应用，B项错误；波长不同的机械波通过宽度一定的狭缝时，波长越长衍射现象越明显，C项错误；振动加强点的位移和振动减弱点的位移都在做周期性的变化，所以振动加强点的位移可能大于振动减弱点的位移，D项正确。
2.A【解析】设导线的总长度为、总电阻为，则正方形面积为，圆形面积为，故，又由，，故在相同时间内，均满足，，A项正确。
3.C【解析】波向右传播，结合同侧法可知，A点的起振方向向上，故手的起振方向向上，A错误；波速与波源的振动频率无关，B错误；波在同一介质中的传播速度恒定，由可知，频率减小，波长则增大，C正确；停止手的振动，绳中波形会继续向右传播，D错误。
4.C【解析】设小灯泡和导体棒的电阻均为，则对于处于匀速直线运动的导体棒，有，同时由于小灯泡正常发光，其额定功率，联立以上两式可得，。
5.D【解析】由于线圈从图示位置（即磁场方向平行于线圈平面）开始计时，所以，其中，故线圈中的电动势，故A选项错误；线圈产生的电动势的有效值为，由于线圈的电阻为，电流表的示数，其中，所以，故B选项错误；电压表的示数为，故C选项错误；电阻消耗的电功率为，故D选项正确。
6.C【解析】根据简谐振动对称性可知，平衡位置纵坐标为，即该振子速度最大的点位，故A错误；由图像可知，振子在一个周期内沿轴正方向的位移大小为，水平速度大小为，则振子的周期，频率，故B错误；由图可知，时间间隔为一个周期（即）的任意两个时刻，振子振动情况一定完全相同，故C正确；弹簧振子的周期只与弹簧振子本身有关，匀速拉动纸带的速率增大为原来的2倍，则一个周期内纸带沿轴负方向运动的位移增大为原来的2倍，弹簧振子的周期不变，故D错误。
7.D【解析】触片P同时接触b、c两个触点时电热丝没有接入电路，电吹风吹冷风，A项错误；根据变压器的电压之比等于匝数之比可得，B项正确；小风扇内部热功率，电流，则，得，C项错误；由于小风扇突然被异物卡住，其由非纯电阻元器件变为纯电阻元器件，通过其的电流变大，风扇的总功率增大，故电吹风的总功率也增大，D项正确。
8.BC【解析】设输电线的电阻为R，A处输送的电功率为P，由题意可知，当输电电压为U时，输电线中的电流，输电线上损耗的电功率，到达B处时，电压下降，当输电电压从550kV变成2200kV时，输电线上损耗的电功率，到达B处电压下降，故BC正确。
9.BCD【解析】由振动图像可知时质点Q沿轴正方向振动，利用“上坡下，下坡上”法判断波沿着轴正方向传播，A项错误；由波形图可以判断在时刻质点P的纵坐标为，且沿轴负方向振动，则由其振动图可知时刻，质点P的纵坐标也为，且沿轴正方向振动，B项正确；由得，则从到，该波沿轴正方向传播了10m，C项正确；综合以上情况，由P的振动图可知，从起到P点第一次到达波峰，质点P通过的路程为，D项正确。
10.BD【解析】由图（b）的振动图像可知，振动的周期为4s，故两列波的波速为，A错误；由图（a）可知，与P处距离最近的波源是波源，距离为3m，故开始振动后波源处的横波传播到P处所需的时间为，故时，P处的质点开始振动，B正确；波源产生的横波传播到P处所需的时间为，故时，仅波源处的横波传播到P处，此时P处的质点振动时间为，由振动图像可知此时P处的质点向轴负方向运动，C错误；由于P点到、两个波源的距离差为半波长的奇数倍，故在P点并不引起振动，D正确。
11.（6分）
（1）如图所示； （2）相反； （3）相同
【评分标准】：每空各2分。
12.（9分）
（1）BD
（2）2.16 9.76
（3）
【评分标准】：第三问3分，其余每空各2分。
13.（10分）
（1）由题意可得，输电线上损失的功率为输电功率的5%，即有（2分）
又（2分）
代入数据，解得（1分）
（2）由于输电线上损失的功率为输电功率的5%，可得（2分）
又
根据电流与线圈匝数的关系，有（2分）
解得（1分）
14.（14分）
（1）由图可知，波长为8m。
（2）由题意得，波的传播距离满足（2分）
当波沿轴正方向传播时，传播距离为（1分）
波速为（2分）
当波沿轴负方向传播时，传播距离为（1分）
波速为（2分）
（3）由题意，在内，波的传播距离为（2分）
由于（1分）
故波沿轴正方向传播。（1分）
15.（15分）
（1）当杆以角速度顺时针匀速转动时，解除的锁定，静止。设回路中感应电动势为，由右手定则知，通过的电流方向由，由左手定则，知方向垂直导轨平面向下，由
回路中电流（1分）
对，依据平衡有（2分）
解得（1分）
（2）设棒运动的最大速度为，由（2分）
代入数据，解得（1分）
对棒，依据动量定理，有（2分）
通过的电荷量为
结合以上两式并代入数据，得（1分）
（3）设从静止到最大速度，下滑的距离为，回路中产生的总热量为，由
（1分）
由以上两式，解得（1分）
由能量守恒，有（2分）
代入数据得
所以金属棒产生的热量（1分）正常工作时小风扇输出功率
50W
吹冷风时输入功率
55W
小风扇的额定电压
55V