广西南宁市第二中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

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（时间75分钟共100分）
一、选择题（本题共10小题，共46分。在毎个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，选对得4分;第8-10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分,选对但不全得3分,有选锴或不选的得0分。)
1.在物理学的发展过程中,许多科学家做出了杰出的贡献。头于物理学发展史,下列说法正确的是
A.奥斯特发现了电流间的相互作用规律
B.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了麦克斯韦的这个预言
D.法拉第观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流
2.如图所示，将一根牙签搁在装有一定量水的玻璃杯甲的杯口处，另一只装有等量水的 同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中。下列说法中正确的是
A.波的衍射是该现象发生的主要原因
B.共振是该现象发生的主要原因
C.若换用两只不同的玻璃杯，也能发生这样的现象
D.若在乙杯中再注入一定量的水，也能发生这样的现象
3.声波是一种机械波,具有波的特性。下列关于声波的说法中正确的是
A.不同频率的声波在空气中相遇时不会受加
B.高频声波和低频声波相息时能发生干涉现象
C.不同频率的声波在空气中相遙时频率均会发生改变
D.相同条件下,低频声波比高频声波更容易发生衍射现象
4.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,(B)为理想交流电流表。线谈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿如图所示方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线国电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其它电阻,则
A.电流表(A)的示数为0.31 A
B.t=0.02 s时线圆平面与磁场方向垂直
C.线圈转动的角速度为50πrad/s
D.在Δt=1 s时间内,线圈中电流的方向改变50次
5.如图甲所示,绝缘的水平桌面上放置一金属圆环,在圆环的正上方放置一个螺线管，檫线管的轴线垂直穿过圆环的圆心。在蝘线管中通入如图乙所示的电流，且龟流从螺线管a端流入为正。以下说法正确的是
A.0∼15内圆环对察面的压力大于圆环的重力
B.1∼2 s内圆环面积有收缩的趋势
C.t=2s时圆㳅中的感应电流为0
D.从上往下看,0∼2s内圆环中的感应电流先沿逆时针方向,后沿顺时针方向
6.如图所示,在边长为2l的正三角形ABC区域内有垂直纸面向外的匀强嗞场,一边长为l的菱形单匝金属线框abcd的底这与BC在同一直线上,菱形线框的∠C=60∘。使线框保持恒定的速度沿平行于BC的方向匀速穿过磁场区域。以ab边刚进磁场时为t=0时刻,规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则下列威应电流i与时间t的关系图线可能正确的是
7.如图所示,理想变压器原线图的a、b两端接有输出电压恒定的正弦交变电源,副线求电路中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,电流表、电压表均为理想交流电表。已知滑动变阻器的总阻值小于R0,则下列说法正确的是
A.滑片P向上滑动,R0消耗的功率变大
B.滑片P向上滑动,电压表的示数变太,电流表的示数变小
C.滑片P向下滑动，R消耗的功率变小
D.滑片P向下滑动，电压表的示数变化ΔU和电流表的示数变化ΔI的比值变小
8.平衡位置位于坐标原点的波源M沿y轴方向做周期为2 s的简谐运动,产生的简谐波沿x轴传播。t=0时刻波的图像如图中实线所示,此时M恰好运动到正向最大位移处。下列说法正确的是
A.由波源M振动产生的简谐波与声波一样都是横波
B.t=0时刻质点P正沿y轴负向运动
C.在t=76 s时刻,质点P偏离平衡位置的位移为2.5 cm,且沿y轴正向运动
D.从t=0时刻开始,经过196s质点Q位于波峰
9.如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨固定在倾角θ=37∘的绝缘斜面上,底部用导线接有一阻值R=2Ω的定值电阻;两导轨间距为L=1 m,整个装置处于磁感应强度大小为B=2 T的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上。质量m=0.2 kg的金属棒ab置于导轨上,用与导轨平行的细线经定滑轮与质是为M=0.2 kg的小物块相连。金属棒ab在导轨间的电阻r=1Ω,导轨电阻不计。将金属棒ab由静止释放,在它匀速运动嗍,电阻R总共产生1.552 J的焦耳热。若金属棒与导轨垂直且与导轨接触良好,水物块一直未到达斜面底端所在的地面,不计空气阻力,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2,则下列说法正确的
A.金属棒ab匀速运动时的速度大小为0.0 m/s
B.金属棒ab沿导轨运动过程中,电阻R的最大电功率为0.36 W
C.金属棒ab从开始运动至达到最大速度过程,沿导轨运动的距离为2 m
D.从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程,流过电阻R的总电荷量为2C
10.如图所示,一根不计质量的弹筼竖直悬吊一个质㖏为M的铁块,在其下方吸附着一块质量为m的磁铁。已知弹筫的劲度系数为k,磁铁与铁块间的吸引力大小等于3mg,不计磁铁与其它物体间的作用并忽略阻力。已知磁铁与铁块在弹簧的作用下,恰好能够一起沿坚直方向作简谐运动，那么
A.磁铁与铁块处于平衡位置时弹簧的伸长量为M+mgk
B.弹簧弹性势能最大时,铁块加速度大小为g
C.磁铁与铁块运动到最高点时,弹筼弹力的大小等于M+mg
D.磁铁与铁块作简谐运动的振福为M+mgk
二、实验题（本题共2小题，共14分。）
11.(6分)在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中,(1)如图甲所示,当磁铁从线圈上方向下插入线图时,发现电流表指针偏转。若要探究线圈中产生感应电流的方向,必须先弄清 和 .
(2)为弄清灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系,可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡含有直流电源，他应选用多用电表的 挡（选填“欧姆”、“直流电流"、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”)对灵敏电流计进行测试。由实验可知,当电流从正接线柱流入电流计时,指针向右摆动。
(3)若线图绕向如图乙所示,实验中该同学将条形磁铁N报朝下从线眝上方向下插入线圈，则在以上过程中,电流计的指针向 (选填“左”或“右”)摆动。
12.在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中,
(1)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,应当选用以下哪些器材
A.长度为10 cm左右的细绳
B.长度为100 cm左右的细绳
C.直径为1.8 cm的小钢球
D.直径为1.8 cm的小木球
E.最小刻度为1 mm的米尺
F.秒表、铁架台、夹子
(2)安装好实验装置后,先用游标卡尺测量摆球直径d,测量的示数如图1所示,则摆球直径d=cm。
(3)摆球摆动稳定后，当它到达 (填“最低点”或“最高点”)时启动秒表开始计时,并记录此后摆球再次经过最低点的次数nn=1、2、3⋯,当n=60时刚好停表。停止计时的秒表如图2所示,其读数为 s,则此次振动,单摆的周期为 s(保留两位小数)。
图2
(4)计算重力加速度的测量值,如果测量值小于真实值,可能原因是 .
A.将摆球经过最低点的次数n计少了
B.计时开始时,秒表启动稍晚
C.将摆线长当成了摆长
D.将摆线长与球的直径之和当成了提长
(5)某同学在做“用单㩇测定重力加速度”的实验时,在把撰球悬挂好后用米尺量出悬点到小球上端的绳长L;然后开始做之后的一系列的操作,并作出L−T2的图像,其他操作测量都无误,则作出的图线是图3中的 (选填“1”、“2”或者“3”)。如果图线斜率都为k,截距如图中标注,则当地的重力加速度大小
g= (用题中所给字母表示)
三、计算题（本题共3小题，共40分。)
13.(10分)如图所示,用一小型交流发电机向远处用户供电,发电机线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO’匀速转动。已知发电机线图abcd的匝数为N=100,面积为S=0.03 m2,线圈匀速转动的角速度为ω=100πrad/s,匀强磁场的磁感应强度大小为B=2πT。输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。已知输电导线的总电阻为R=10Ω,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为n3:n4=10:1。若用户区标有“220 V8.8 kW”的电动机恰能正常工作,用户区输电导线的电阻可以忽略,发电机线圈电阻不可忽略。求:
(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值Em；（计算结果可以保留根号）
(2)输电线路上损耗的电功率ΔP;
(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为n1:n2=1:8,求升压变压器原线䀞两端的电压U1。
14.(12分)粗细均匀的一根木笑,下端绕几圈铁丝,坚直浮在截面积较大的装有水的杯中，如图甲所示。把木筷向下缩慢按压4 cm（未碰到杯底）后放手,木筷就在水中上下振动,测得其振动周期T=0.5 s。以木筷静止时其下端所在位置为原点,坚直向上为正方向建立一维坐标系O−x。若水筷受到的阻力可忽略不计,从某时刻开始计时,其振动图像(偏离平衡位置的位移x随时间t变化的图像）如图乙所示。
(1)请证明木筷的振动为简谐运动;
(2)写出木筷偏离平衡位置的位移x随时间l变化的关系式。（要求写出推理过程)
15.(18分)如图所示,两根足侈长且光滑的平行金属导轨由四分之一圆弧部分A1B1、A2B2与水平部分B1C1、B2C2构成,圆弧部分半径为r,导轨间距为L。导轨的水平部分处于坚直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。弹性导体棒a、b的长度也为L,质量均为m,电阻均为R0最初导体棒b垂直于导轨静止在水平导轨中某位置,现将导体搼a垂直于导轨从圆弧顶端A1A2处由静止释放。整个运动过程中导体棒与导轨保持垂直且接触良好,导轨电阻不计。
(1)求导体棒a刚滑入水平导轨时,导体棒b的加速度大小a;
（2)若导体棒a、b不会发生碰撞,求两棒运动全过程通过回路的电荷量q,及导体棒a产生的焦耳热Qa。
(3)若初始时导体棒b距B1B2为Δx=3 m,已知B=1 T,L=0.5 m,R=1Ω,r=5 cm,m=1 kg,重力加速度g取10 m/s2,求最后a棒速度稳定时两导体棒间的距离Δx′。