安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷（Word版附答案）

这是一份安徽师范大学附属中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试卷（Word版附答案），共9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(1-8题为单选题，每题4分，9-10题为多选题，每题5分，总分42分)
1.下列关于同一线圈中感应电动势大小的说法中，正确的是( )
A.线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势一定越大
B.线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大
C.线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大
D.线圈放在磁感应强度越强的地方，产生的感应电动势一定越大
2.如图所示，金属圆环静止在光滑水平桌面上，所处磁场方向如图。两匀强磁场的磁感应强度B1和B2大小相等、方向相反.金属圆环的直径与两磁场的边界重合。下列变化会使圆环向B1侧移动的是( )
A.同时增大B1减小B2 B.同时减小B1增大B2
C.B1不变，减小B2 D.同时以相同的变化率减小B1和B2
3.2024年4月3日7时58分，台湾省花莲县发生7.3级地震，全国多地震感强烈。已知地震波分三种：横波(S波)，波速=4.5km/s；纵波(P波)，波速=9km/s；面波(L波)，是由纵波与横波在地表相遇后激发产生的混合波，波速。某地震观测台记录到的该地震曲线，如图所示。下列说法正确的是( )
A.地震波传播不需要介质
B.地震曲线中a为横波(S波)
C.地震曲线中b的传播方向和振动方向一致
D.若在地震曲线上测得纵波(P波)与横波(S波)的时间差为6s，则地震观测台距震源约为54km
4.如图所示，N=100匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L=1m，电阻为R=20Ω。线圈处于磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO'以角速度=1rad/s匀速转动，ab边距轴。则( )
A.若从图示时刻开始计时，则感应电动势的表达式：V
B.感应电动势的有效值为：E=200V
C.从图示时刻开始转动90°的过程中，线圈中流过的电荷量为：q=0.10C
D.从图示时刻开始转动90°的过程中，线圈产生的焦耳热为：Q=100πJ
5.如图甲所示，单摆在竖直面内的A、C之间做简谐运动。小李同学利用传感器得到了单摆摆球在垂直摆线方向的关系图(如图乙)。为了进一步的研究单摆的特性，小李继续实验，先使摆球(视为质点)带负电(摆线是绝缘的)，然后分别将其放在水平向右的匀强电场和竖直向上的匀强电场中。对于此次研究，小李的猜想正确的是( )
A.由图像可得单摆摆动的周期为
B.摆球运动到最低点B时，回复力为零，所受合力为零
C.加上水平向右的匀强电场后，小球不再做简谐运动
D.加上竖直向上的匀强电场后，单摆周期变小
6、在某水平均匀介质中建立如图所示的三维直角坐标系，xOy平面水平。在x轴上的两个波源S1、S2的x坐标分别为、m，t=0时刻S1、S2同时开始振动，S1的振动方程为cm，S2的振动方程为cm，S1振动形成的波传播速度为2m/s，y轴上Р点的y坐标为y=4m，取=1.73，则下列说法不正确的是( )
A.P点的起振方向沿z轴正向
B.当S2振动形成的波传到Р点时，P点在平衡位置沿z轴负向运动
C.两列波在Р点叠加后，Р点离开平衡位置的最大位移为18cm
D.Y轴上，坐标原点О和P点之间，没有振动加强点
7.如图所示，宽度为3L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。磁场左侧有一个边长为L的正方形导体线框，其总电阻为R，线框所在平面与磁场方向垂直。线框以速度v向右匀速穿过磁场区域，则以下关于线框dc两点间的电势差Uac说法正确的是( )
A.线框进入磁场过程中
B.线框完全在磁场中匀速运动的过程中
C.线框完全在磁场中匀速运动的过程中
D.线框离开磁场过程中
8.如图所示，在竖直平面内，一原长为遵从胡克定律的轻质橡皮绳，穿过长度也为水平固定的光滑细圆筒，一端固定在O1处，另一端与套在光滑竖直杆上可视为质点的小球相连，小球的质量为m，杆与圆筒右端的水平距离为。现将小球沿杆缓慢推到a点后静止释放，小球始终在杆ac范围内运动，则( )
A.小球在ac间运动关于b点对称
B.小球在ac间运动的过程中机械能守恒
C.小球在a→c运动的过程中加速度大小等于g的位置有两个
D.小球在a→c运动的过程中受到杆的支持力先减小后增大
9.如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。则( )。
A.当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s
B.当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz
C.当转速减小为120r/min时，弹簧振子的振幅增大
D.当转速增大为360r/min时，弹簧振子的振幅增大
10.如图所示为远距离输电模拟原理图，变压器均为理想变压器，其中降压变压器的原线圈匝数=110匝，
副线圈匝数的调节范围为55~220匝，滑动变阻器Rx的调节范围为0~R0，发电机输出电压不变，两变压器间输电线的总电阻为R=R0，其余导线电阻不计。当滑片P1固定让Rx变化时，理想电压表V的示数变化为△U，理想电流表A的示数变化为△I，下列说法正确的是( )
A.滑片P1固定，Rx的触头向上滑动时，输电效率降低
B.滑片P1固定，
C.当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，滑动变阻器Rx消耗的功率先增大后减小
D.当Rx接入电阻为R0时，滑片P1由最下端向上滑动，输电线电阻R0消耗的功率一直增大
二、实验题(第11题6分，第12题10分，共16分)
11.某同学利用双线摆和光传感器测量当地的重力加速度，如图甲所示，A为激光笔，B为光传感器。
实验过程如下：
(1)用10分度的游标卡尺测量小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d=________mm。
(2)①测出两悬点(两悬点位于同一水平高度)间的距离s和小球静止时摆线与竖直方向夹角为θ(两摆线等长)。
②使悬线偏离竖直方向一个较小角度并将摆球由静止释放，同时启动光传感器，得到光照强度随时间变化的图像如图丙所示，则双线摆摆动的周期T=__________。
(3)根据上述数据可得当地重力加速度g=________(用d、θ、s、△t表示)。
12.为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。
(1)小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”。
①将条形磁铁按如图甲方式S极向上匀速抽离螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。
②楞次定律指出：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向_______(填“相同”或“相反”)。
③关于该实验，下列说法正确的是________。
A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转
B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小
C.将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转
D.将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转
(2)小宁同学用如图1所示的器材研究感应电流的方向。
①在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路。
②将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是_________。
A.向下拔出线圈A B.向上拔出线圈A
C.将滑动变阻器的滑片向左移动 D.将滑动变阻器的滑片向右移动
(3)小齐设计了一种延时继电器：如图2所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路(未画出)。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_________(填写“a到b或“b到a”)。
三、计算题(第13题10分，第14题14分，第15题18分，共42分)
13.一列简谐横波沿x轴传播，图1为t=0时刻的波形图，图2为质点b的振动图像，a、b质点的平衡位置分别为=2m、=18m。求：
(1)此横波的传播速度大小和t=0时刻a质点的振动方向；
(2)质点b从=0时刻之后t=25.5s内运动的路程。
14.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接。导轨右端接一个阻值为R的定值电阻，导轨平直部分左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，重力加速度为g。求：
(1)金属棒运动过程中通过金属棒的电荷量。
(2)金属棒运动过程中产生的焦耳热。
15.如图所示，光滑水平导轨A1B1A2B2间距L=1m，质量m1=0.25kg、电阻不计的金属棒ab垂直架在导轨上，ab棒以=1.6m/s向右匀速运动。下方电阻不计的光滑金属轨道C1MD1C2ND2间距也为L，正对A1B1A2B2放置，其中C1M、C2N为半径r=1.25m、圆心角θ=37°的圆弧，与水平轨道MD1、ND2，相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度d=0.5m，以О点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧0(1)导轨端点B1B2与C1C2间的竖直高度h；
(2)金属棒ab与金属线框碰撞后二者速度分别是多少；
(3)若闭合线框进入磁场B0区域时，立刻给线框施加一个水平向右的外力F，使线框匀速穿过磁场B0区域，线框穿过B0区域后立即撤去外力F，求碰撞后的过程中线框产生的焦耳热。
2023-2024学年度高中物理参考答案
一、选择题
二、实验题
11、(1)15.4mm；(2)2△t；(3)；
12、(1)②相反，③D；(2)①如图所示，②C；(3)b到a；
三、计算题
B
13、【答案】(i)2m/s，向下振动；(ii)6.8m
【详解】(i)根据波动图像可知该波的波长为=12m
根据振动图像可知该波的周期为T=6s
根据波长与波速的关系可知该波的波速为=4m/s，(4分)
根据波动图和振动图像可知
t=0时刻质点a向下振动。(2分)
(ii)据题可知
t=4T＋1.5s，(2分)
质点b从图1所示时刻之后t=25.5s内运动的路程为
x=(4×4×0.4＋1×0.4)m=6.8m。(2分)
14、【答案】(i)；(ii)
【详解】
(i)根据法拉第电磁感应定律，通过金属棒的电荷量为
，(6分)
(ii)根据动能定理则
则克服安培力所做的功为
，(4分)
电路中产生的焦耳热等于克服安培力做功，金属棒和电阻的阻值相等，所以产生的焦耳热相等，即
所以金属棒产生的焦耳热为
。(4分)
15、【答案】(i)0.072m；(ii)=-1m/s，=2m/s；(iii)J；
【详解】(i)由于导体棒恰好能从C1C2处沿切线进入圆弧轨道，设进入瞬间导体棒的速度为，有
，(1分)
解得=2m/s，=1.2m/s，(1分)
则：=0.072m。(2分)
(ii)设导体棒在与金属框碰撞前的速度为，由动能定理有
解得=3m/s，(2分)
金属棒和线框发生弹性碰撞，有
，
，(2分)
解得=-1m/s，=2m/s。(2分)
(iii)由题意分析可知，线框在进入磁场到出磁场过程中，始终只有一条边切割磁感线，则其电动势为
，(1分)
则线框内的电流为
，(1分)
线框进入磁场过程中所受安培力为
=0.5(N)，(1分)
线框进入过程所产生的焦耳热与线框克服安培力所做的功相同，为
=0.5J，(1分)
当ab棒通过磁场时有：
解得=0m/s，(2分)
当ab棒通过磁场时，线框产生的焦耳热为
=0.125J，(1分)
故线框产生的总焦耳热为
Q=Q1+Q2=0.625J。(1分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
D
A
D
B
D
C
BC
BCD