广东省深圳市7校联考2023-2024学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版）

这是一份广东省深圳市7校联考2023-2024学年高二下学期4月期中物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 点电荷在电场中所受电场力的方向一定与电场线方向相同
B. 运动的点电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可能与磁感线方向相同
C. 运动的点电荷在磁感应强度不为零的磁场中受到的洛伦兹力一定不为零
D. 通电长直导线在磁感应强度不为零的地方受到的安培力可能为零
【答案】D
【解析】A．正点电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反，故A错误；
B．运动的点电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与磁场方向垂直，故B错误；
C．当电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力，故C错误；
D．通电长直导线在磁感应强度不为零的地方，当通电导线与磁场平行时不受安培力，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，物体B被钉牢在放于光滑水平地面的平板小车上，物体A以速率v沿水平粗糙车板向着B运动并发生碰撞。则（ ）
A. 对于A与B组成的系统动量守恒
B. 对于A、B与小车组成的系统动量守恒
C. 对于A与小车组成的系统动量守恒
D. 对于A、B与小车组成的系统动能守恒
【答案】B
【解析】A．对于A与B组成的系统，由于受到小车给它们的摩擦力作用，因此系统合外力不为零，故系统动量不守恒，故A错误；
B．对于A、B与小车组成的系统，摩擦力属于内力，系统合外力为零，因此系统动量守恒，故B正确；
C．对于A与小车组成的系统，受到B施加给小车的静摩擦力作用，因此系统动量不守恒，故C错误；
D．对于A、B与小车组成的系统由于克服阻力做功，动能不守恒，故D错误。
故选B。
3. 如图所示是某一交变电流的图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由电流有效值的定义可得
解得该交变电流的有效值为
4. 如图所示，M和N为两个完全一样的灯泡，L是一个理想电感线圈（电阻不计），R是一个定值电阻。当电键S突然闭合或断开时，下列判断正确的是（ ）
A. 电键突然闭合，N比M先亮
B. 电键闭合较长时间后，N比M亮
C. 电键突然断开，N比M先熄灭
D. 无论电键突然闭合还是断开，M和N的现象完全相同
【答案】A
【解析】AD．电键突然闭合，L产生感应电动势，M灯的电流逐渐增加，故M灯逐渐亮，N灯立即亮，所以N比M先亮，故A正确，D错误；
B．电键闭合较长时间后，电路处于稳定状态，因为L的电阻小于R的电阻，故M的电流大于N的电流，M比N亮，故B错误；
C．电键突然断开，L产生感应电动势，两个灯串联，电流相同，两灯同时熄灭，故C错误。
故选A。
5. 如图所示，两倾角为的光滑平行导轨，质量为m的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场。现导体棒中通有由a到b的恒定电流，使导体棒恰好保持静止。已知磁感应强度大小为B，导体棒中电流为I，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦，则此时平行导轨间距为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】磁场方向竖直向上，由左手定则可知，安培力水平向右，由力的平衡条件得
解得
6. 如图所示，光滑的水平面上有大小相同、质量不等的小球A、B，小球A以速度v0向右运动时与静止的小球B发生碰撞，碰后A球速度反向，大小为，B球的速率为，A、B两球的质量之比为（ ）
A. 3∶8B. 8∶3C. 2∶5D. 5∶2
【答案】C
【解析】以A、B两球组成的系统为研究对象，两球碰撞过程动量守恒，以A球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得
解得两球的质量之比
故C正确，故ABD错误。
故选C。
7. 单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化图象如图所示，则（ ）
A. 在t＝0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B. 在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
C. 在t＝2×10－2s时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大
D. 在t＝1×10－2s时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大
【答案】D
【解析】t=0时刻，线圈中磁通量最大，Φ的变化率达最小，感应电动势最小，故A错误；在0-2×10-2s时间内，磁通量变化不为零，线圈中感应电动势的平均值不为零，故B错误；在t =2×10-2s时刻，Φ的变化率为零，感应电动势为零，故C错误；在t =1×10-2s时刻，磁通量为零，但Φ的变化率达最大，感应电动势最大，故D正确；故选D．
8. 篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，通过篮球对地冲击力大小判断篮球的性能.某同学让一篮球从高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所用时间为，该篮球反弹时从离开地面至最高点所用时间为，篮球的质量，重力加速度取，不计空气阻力。则篮球对地面的平均作用力大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据自由落体运动位移—时间公式
可得篮球下落的时间为
根据自由落体运动速度—位移公式
可得篮球下落到地面的速度为
篮球离开地面上升过程可逆向看作自由落体运动，根据速度—时间公式，可得篮球离开地面时的速度为
篮球和地面接触的时间为
根据动量定理，取向上为正方向，可得
代入数据解得
9. 如图所示，下列线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】A．线圈沿垂直磁场的转轴转动，故可以产生交变电流，故A正确；
B．根据，可知产生的是恒定电流，不会产生交变电流，故B错误；
C．回路磁通量不变，没有感应电流，故C错误；
D．线圈沿垂直磁场的转轴转动，可以产生正弦式交流电，故D正确。
故选AD。
10. 用同一双缝干涉实验装置做甲、乙两种光的双缝干涉实验，获得的双缝干涉条纹分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲光的波长比乙光的波长短
B. 对同一种介质，甲光的折射率小于乙光的折射率
C. 从同种介质射向空气，甲光发生全反射的临界角大于乙光
D. 遇到同一障碍物，乙光比甲光更容易发生明显的衍射现象
【答案】BC
【解析】
详解】A．根据干涉条纹间距公式
可知甲、乙的L和d均相等，甲光的条纹间距大于乙光，则甲的波长长，故A错误；
B．甲、乙相比，甲光的波长长，折射率小，故B正确；
C．根据全反射临界角公式
甲光的折射率小，故甲光发生全反射的临界角更大，故C正确；
D．障碍物的尺寸与波长相当或者更小时，更容易发生衍射，因为甲的波长长，所以甲光更容易发生明显的衍射现象，故D错误。
11. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法中正确的是（ ）

A. 线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流
B. 穿过线圈a的磁通量变小
C. 线圈a有扩张的趋势
D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大
【答案】AD
【解析】B．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路电阻减小，螺线管中的电流将增大，使穿过线圈a的磁通量变大，故B错误；
ACD．根据右手螺旋定则可知通过线圈a的磁通量向下增大，由楞次定律可知，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，并且线圈a有缩小和远离螺线管的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将增大，故AD正确，C错误。
故选AD。
12. 如图所示，甲图是远距离输电的电路示意图，乙图是用电器两端的电压随时间变化的图像。已知降压变压器的原线圈与副线圈的匝数之比，输电线的总电阻，降压变压器的输出功率，发电机的输出电压为250 V，电路中的升压变压器和降压变压器均为理想变压器。则下列结论正确的是（ ）
A. 降压变压器原线圈中电流的频率为100 Hz
B. 流过输电线的电流大小为10 A
C. 发电机的输出功率为92 kW
D. 升压变压器原、副线圈的匝数之比
【答案】BD
【解析】本题考查电能的输送。A．由用电器两端的电压随时间变化的图像可知
故
变压器不改变电流的频率，故A错误；
B．由电功率可知，降压变压器输出电流
根据
解得流过输电线的电流大小
故B正确；
C．发电机的输出功率
故C错误：
D．流过升压变压器原线圈的电流
根据
解得
故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共2小题，共18分）
13. 某小组同学在做“用单摆测量重力加速度”的实验中，操作步骤如下：
（1）用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为_______mm。
（2）测单摆的振动周期时，以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球以后每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则___________；若摆线长为l，则重力加速度________。（均用题中所给物理量符号表示）
（3）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出图像如图乙所示，此图线斜率的物理意义是 。
A. gB. C. D.
【答案】（1）20.6 （2） （3）C
【解析】（1）摆球的直径为
（2）[1][2]以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用秒表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则摆球相邻两次从同一方向经过最低点的时间即为一个周期，则有
根据单摆周期公式
其中
联立解得
（3）根据单摆周期公式
化简可得
故此图线斜率的物理意义是
14. 如图甲所示是“验证动量守恒定律”的装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条。
（1）用螺旋测微器测量滑块上的遮光条宽度，测量结果如图乙所示，读数为 d=______mm。
（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道右端向左运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2 的时间。为使导轨水平，可调节 Q使轨道右端______（填“升高”或“降低”）一些。
（3）测出滑块A和遮光条的总质量为mA，滑块B和遮光条的总质量为mB，将滑块B静置于两光电门之间，将滑块A 静置于光电门1右侧，推动滑块A，使其获得水平向左的初速度，经过光电门1后与滑块 B 发生碰撞且被弹回，再次经过光电门1。光电门1先后记录的挡光时间分别为和，光电门2记录的挡光时间为，实验中两滑块的质量应满足 mA______mB（填“>”“<”或“=”）。
（4）滑块 A、B碰撞过程中，若表达式______成立，则可验证动量守恒定律成立；若表达式______成立，则此碰撞为弹性碰撞。（均用题中所给物理量字母符号表示）
【答案】（1）2.330或2.331或2.329 （2）升高 （3）< （4）
【解析】（1）[1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为
（2）[2]滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，说明滑块通过光电门1的速度大于通过光电门 2的速度，为使导轨水平，可调节Q使轨道右端升高一些。
（3）[3]要使滑块A与滑块B碰撞后反弹，则滑块A的质量应小于滑块B的质量，即两滑块的质量应该满足
（4）[4]根据光电门测速原理可知，滑块A碰撞前后的速度大小分别为
，
滑块B碰撞后的速度大小为
取向左为正方向，碰撞后滑块A发生了反弹，滑块A、B碰撞过程中，若动量守恒，则有
解得
[5]若碰撞为弹性碰撞，则有
解得
根据上述有
解得
三、计算题（本题共3小题，共34分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图所示，实线和虚线分别表示沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，已知在时刻，介质中x＝0.6m处的质点P沿y轴正方向运动。求：
（1）该波传播方向及最小波速；
（2）若T＞0.2s，则从时刻开始，介质中x＝0.1m处的质点Q第4次到达波谷所用的时间。
【答案】（1）沿x轴负方向，；（2）
【解析】（1）根据同侧法可知，波沿x轴负方向传播。由图可知，该波的波长为
λ＝0.8m
由题意可知
（，1，2，3…）
解得
（，1，2，3…）
当n＝0时，最大周期为T＝0.8s。则该波的最小波速为
（2）由题意可知，若T＞0.2s，则波速为v＝1m/s，质点Q第4次到达波谷，波传播的距离
则质点Q第4次到达波谷所用时间为
16. 如图所示，在的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸外，磁感应强度大小为B。一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度从O点射入磁场，入射方向在xOy平面内，与x轴正向的夹角为，粒子重力不计。求：
（1）该粒子在磁场中离x轴最远距离；
（2）该粒子在磁场中运动的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）粒子的运动轨迹如图所示

粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
由几何关系知在磁场中离x轴最远距离为
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则有
17. 如图所示，足够长的U形导体框架的宽度L＝0.5m，下端有一阻值为的电阻，导轨其余部分电阻忽略不计，其所在平面与水平面成角。有一磁感应强度大小为B＝0.8T的匀强磁场，方向垂直于导体框平面斜向上。一质量m＝0.4kg、电阻的导体棒MN垂直跨放在U形框架上，某时刻起将导体棒由静止释放。已知导体棒与框架间的动摩擦因数，，，重力加速度g取10，求：
（1）导体棒运动过程中的最大速度；
（2）导体棒速度大小v＝1.5m/s时的加速度大小；
（3）从导体棒开始下滑到速度刚达到最大时的过程中，导体棒沿斜面向下运动的位移为x＝10m，整个回路中产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）3J
【解析】（1）当导体棒匀速下滑时速度达到最大，其受力情况如图所示
设导体棒匀速下滑的速度为，由法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律，可得电流为
沿斜面方向，根据平衡条件可得
联立解得
（2）根据牛顿第二定律，可得
其中
解得
（3）整个过程中，由能量守恒有
解得
Q＝3J