山西省太原市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

这是一份山西省太原市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

物 理 试 卷
(考试时间:下午4:30——6:00)
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前字母标号填入下表内相应位置。
1.关于交变电流，下列说法正确的是
A.手机电池提供的电流是交变电流
B.交变电流可能是按正余弦规律变化的
C.交变电流的大小一定随时间做周期性变化
D.家用照明电压的大小随时间做周期性变化，方向不变
2.关于简谐运动，下列说法正确的是
A.弹簧振子的回复力在半个周期内的功一定为0
B.弹簧振子的回复力在半个周期内的冲量一定为0
C.若物体做简谐运动，合外力与位移的关系符合 F合=−kx
D.物体所受合力大小与时间满足一次函数关系，物体一定做简谐运动
3.关于电磁感应，下列说法不正确的是
高二物理 第1页(共8页)题 号
一
二
三
四
总 分
得 分





题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答 案










A.图甲磁电式电表铝框骨架能起到电磁驱动的作用
B.图乙电流表运输时，把正负接线柱用导线连在一起，利用的是电磁阻尼原理
C.图丙阻尼摆片摆动中产生感应电流，很快停下来
D.图丁变压器硅钢片相互绝缘叠加能减小涡流
4.如图所示，绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，a带负电并绕中心O点顺时针转动，下列说法正确的是
A.当a顺时针加速转动时，b产生顺时针方向电流并有扩张趋势
B.当a顺时针减速转动时，b产生逆时针方向电流并有扩张趋势
C.当a顺时针匀加速转动时，b产生逆时针方向电流并有扩张趋势
D.当a顺时针匀速转动时，b不产生电流但有收缩趋势
5.如图所示电路中，线圈L电阻不计，D为理想二极管，下列说法正确的是
A. S闭合时，A不亮，B立即变亮
B.S闭合时，A立即变亮，B逐渐变亮
C. S断开时，A不亮，B立即熄灭
D.S断开时，A立即变亮，然后逐渐变暗至熄灭
6.如图所示为甲、乙弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是
A.两弹簧振子的初相位不同
B.甲系统的机械能比乙系统的大
C.甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比为2：1
D.t=2s时，甲具有负方向最大速度，乙具有正方向最大位移
7.男子蹦床比赛中，运动员某次下落从最高点到着网点用时0.8s，从着网点到最低点用时0.4s。运动员的质量为60kg，该过程中网对运动员的平均作用力约为
A.600N B.1200N C.1800N D.2400N
8.质量为m的物体静止在光滑水平面上，在水平恒力F的作用下，经时间t走过位移l，动量变为p、动能变为Eₖ。若上述过程中F不变，物体的质量变为2m，下列说法正确的是
A.经过时间t，物体动量变为p B.经过时间t，物体动能变为Eₖ
C.经过位移l，物体动量变为2p D.经过位移l，物体动能变为2Eₖ
9.总质量为M的喷气式飞机静止在跑道上，飞机一次性向后喷出质量为 △m的气体后，飞机在时间t内沿直线前进位移x。不计一切阻力，下列说法正确的是
A.喷出气体的速度为 Mxmt
B.在喷气过程中，飞机与喷出气体所组成的系统，动量和机械能均守恒
C.若喷出气体的速度变大但动量不变，飞机前进位移x的时间小于t
D.若喷出气体的质量不变但速度变大，飞机前进位移x的时间小于t
10.如图甲所示，可利用二极管将交变电流变为直流，a、b为正弦式交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端的电压如图乙所示，下列选项正确的是
A.交变电流的频率为100Hz
B.R两端电压的有效值为 502V
C.若电阻R=5Ω,1min内R产生的热量为 3×10⁴ J
D.一个标有“90V，50μF”的电容器并联在电阻R两端，电容器可以正常工作
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。
11.如图为某国产品牌手机磁吸式无线充电器，充电器的发射线圈接在 u=2202sin100πtV的正弦式交变电流电源上，手机接收线圈电压的有效值为10V，充电器正常工作时，手机接收到的功率为44W，若不考虑充电过程中能量的损失，下列说法正确的是
高二物理 第3页(共8页)题 号
11
12
13
14
15
答 案





A.发射线圈和接收线圈的匝数之比为22：1
B.手机接收线圈内交变电流的方向每秒钟变化50次
C.正常充电时，充电器发射线圈中输入电流的有效值为0.2A
D.接收线圈的工作原理是电磁感应现象，发射线圈的工作原理是电流的热效应
12.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为3：1，原线圈与灯泡 L₁串联，正弦式交变电流电源电压恒定，副线圈两端连接灯泡 L₂和 L₃。三个灯泡规格相同且都能发光，下列说法正确的是
A. L₃灯丝被烧断后,L₂变亮
B. L₂灯丝被烧断后,L₁变亮
C.都能发光时，三个灯泡的亮度不相同
D.L₃灯丝被烧断后，变压器输入功率不变
13.如图所示，发电机的输出功率为100kW、输出电压为250V，升压变压器匝数之比为1：20，输电导线总电阻R线上损失的功率为10kW，下列说法正确的是
A.升压变压器原线圈的电流为0.4A
B.输电导线总电阻R线为25Ω
C.降压变压器原线圈两端的电压为4500V
D.当用户的总功率减少时，输电导线上损失的功率增大
14.a、b为水平面内光滑金属圆环导轨，a环半径为2r，b环半径为r，长为r的金属杆MN沿半径方向跨在导轨上。MN在外力作用下以角速度ω顺时针转动，整个轨道平面区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，下列说法正确的是
A.金属杆N端的电势高于M端的电势
B.金属杆产生的电动势大小为 3Br2ω2
C.金属杆内通过的电流为恒定电流
D.金属杆所受外力的功率先增大后减小
高二物理 第4页(共8页)15.如图所示，光滑绝缘水平面上方有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小分别为 B₁=B、 B₂=3B。边长为a、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框，以初速度v垂直磁场从O点水平向右运动，当线框中线运动到磁场中线PQ处时，线框的速度变为 v3。下列选项正确的是
A.线框的速度为 v3时，线框的加速度为 16B2a2v3mR
B.线框的速度为 v3时，线框的电功率为 16B2a2v29R
C.线框从v运动到v₃的过程中，回路中产生的电能为 4mv29
D.线框从v运动到V₃的过程中，通过线框横截面的电荷量为 3Ba2R
三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。
16.(6分)某学习小组用单摆测量当地重力加速度的大小。
(1)下列选项正确的是 ；
A.实验中计时开始时，摆球位置应在最大位移处
B.对于甲、乙摆线上端的两种悬挂方式，选甲方式悬挂
C.对于长度不同的1m和30cm同种细线，选用1m的细线做摆线
D.若摆球第1次经过最低点到第51次经过最低点时间为t，单摆周期为 t50
(2)如图用游标卡尺测量小球的直径，直径d= mm，又测量悬挂点与小球上端之间的距离为79.51cm,单摆的摆长为 mm;
高二物理 第5页(共8页)(3)多次改变摆长L，测得对应的单摆周期T，绘制 T²−L图像，由图丙可得当地重力加速度的大小 g=(用字母 T₁,T₂和 L₁,L₂表示)。
(8分)某学习小组利用如图装置验证动量守恒定律。器材有：斜槽轨道(倾斜部分与平直部分平滑连接，平直轨道一侧固定有刻度尺)，材料相同、表面粗糙程度相同的滑块A、B。在水平轨道上放置滑块B，位置坐标记为x₀，将滑块A从斜槽轨道上P点由静止释放，滑块A滑下后与滑块B发生碰撞，碰后记录滑块A、B停下来的位置坐标 x2、x3；取走水平轨道上的滑块B，再将滑块A从P点由静止释放，记录滑块A停下的位置坐标x₁。
请回答下列问题：
(1)为完成该实验，还需要的实验器材有 ；
(2)第一次实验数据不理想，你认为下列哪些同学的说法有道理 ；
A.小刘认为：把水平轨道左侧略微垫高一点，使得滑块在水平轨道上做匀速直线运动
B.小李认为：测量位移时，A、B滑块都应该读右侧面所对的位置坐标
C.小王认为：读A、B滑块左侧面所对的位置坐标
D.小张认为：读滑块A右侧面的位置坐标，读滑块B左侧面的位置坐标
(3)某次实验中，滑块A的质量m₁大于滑块B的质量m₂，在误差允许的范围内，如果满足关 m₂,系式 ，则可以验证A、B碰撞动量守恒；如果还想验证A、B的碰撞是否为弹性碰撞，需要验证关系式 是否成立(选用字母/来表示)。
高二物理 第6页(共8页)四、计算题：本题包含4小题，共41分。解答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。
18.(8分)完全相同的甲、乙两辆超市手推车沿直线静置于水平地面，质量均为5kg。甲车获得 v₀=2m/s的初速度后，前进 L=1m与乙车碰撞并嵌套为一体，碰撞时间极短。车运动时受到的阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度g取 10m/s²。求:
(1)甲车与乙车碰撞前速度的大小；
(2)甲车与乙车碰撞后共同运动的最远距离。
19.(9分)如图所示，光滑水平面上有边界平行的匀强磁场区域，正方形导线框以垂直于边界的速度穿过磁场，磁场宽度大于线框边长。线框进入磁场前的速度为v₁，线框穿出磁场后 v₁,的速度为v₂。求：
(1)线框在进入磁场的过程中，加速度的变化情况；
(2)线框完全进入磁场后，在磁场中运动的速度。
高二物理 第7页(共8页)20.(11分)如图甲所示，倾角为θ的绝缘斜面内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于斜面向下，磁感应强度的大小为B，两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置在斜面上，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的定值电阻。质量为m、阻值为r的金属杆ab垂直导轨由静止释放，杆ab始终与导轨垂直，导轨电阻不计，重力加速度为g。求：
(1)通过电阻R的电流方向(请说明M→P或P→M);
(2)杆ab下滑后速度的最大值；
(3)若杆ab由静止滑到最大速度所用的时间为t，此过程中回路产生热量Q的大小。
21.(13分)如图所示，间距为L的平行光滑金属导轨CD-C'D'固定在同一水平面上，左侧与竖直平面内半径为r的 14光滑圆弧轨道 AC−A'C''相连，水平导轨与圆弧轨道相切， DD'接阻值为R的电阻，开关S断开。水平导轨内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，导体棒乙静止于 EE'处。导体棒甲从 AA'处由静止释放，甲棒进入磁场后与乙棒相遇时，两棒速度恰好相等。两棒质量均为m，电阻均为R，运动过程中始终与导轨垂直，水平导轨足够长且电阻不计，重力加速度大小为g。求：
(1)甲、乙相遇时，甲棒上产生的热量Q₁；
(2)乙棒的初始位置 EE'离磁场边界CC'的距离x；
(3)甲、乙相遇的瞬间闭合开关S，在之后的运动过程中，电阻R上产生的热量( Q₂。
高二物理 第8页(共8页)