北京市丰台区2023-2024学年高二下学期期中练习物理试卷 B卷（原卷版+解析版）

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高二物理（B卷）
考试时间：90分钟
第Ⅰ卷（选择题 共60分）
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，选出最符合题意的一项。
1. 关于下面四位杰出物理学家所做的贡献，表述正确的是（ ）
A. 赫兹建立了电磁场理论
B. 法拉第发现了电流周围存在磁场
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并认为光是一种电磁波
D. 奥斯特发现了电磁感应现象
2. 如图所示，一个物体在水平地面上受到与水平方向成θ角的拉力F作用时间t后，加速向右运动，在这段时间内各力的冲量下列说法正确的是（ ）
A. 支持力的冲量大小为0
B. 合力冲量大小为Ft
C. 摩擦力的冲量大小为Ftcsθ
D. 合力的冲量方向水平向右
3. 玻璃杯从同一高度落下，落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量大
B. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的冲量大
C. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大
D. 玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大
4. 在匀强磁场中放置一金属圆环，磁场方向与圆环平面垂直。规定图甲所示磁场方向为正。当磁感应强度B随时间t按图乙所示的正弦规律变化时，下列说法正确的是（ ）
A. t1～t2内，圆环中感应电流方向沿顺时针方向
B. t2时刻，圆环中无感应电流
C. 圆环内感应电场不能激发新磁场
D. t1～t2时间内，圆环出现收缩趋势
5. 某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向右偏。在保持开关闭合的状态下，下列判断正确的是（ ）
A. 当线圈A拔出时，灵敏电流计指针向右偏
B. 当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向左偏
C. 当滑动变阻器的滑片匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转
D. 当滑动变阻器的滑片加速向N端滑动时，灵敏电流计的指针向左偏
6. 关于教材中的四幅插图，下列说法正确的是（ ）

A. 图甲，摇动手柄使磁铁转动，铝框不动
B. 图乙，真空冶炼炉可以接高电压的恒定电流
C. 图丙，铜盘转动时，穿过铜盘的磁通量不变，铜盘中没有感应电流
D. 图丁，微安表在运输时把正、负接线柱用导线连在一起，对电表起到了保护作用
7. 如图所示，A、B两个物块中间连接一根弹簧，使A物块靠墙放在光滑水平面上，物体A的质量是B的2倍，推动B物块使弹簧处于压缩状态，松手后的时间里下列说法正确的是（ ）
A. A、B两物块组成的系统动量不守恒
B. A、B两物块组成的系统机械能不守恒
C. A受的冲量等于B受的冲量
D. 弹簧的弹性势能最大值等于释放前弹簧的弹性势能
8. 如图所示为路面共振破碎机破碎旧水泥路面。破碎机有专用传感器感应路面的振动反馈，由电脑自动调节振动频率，激发锤头下水泥路面局部范围产生共振，从而将水泥路面击碎。结合你所学的知识判断下列说法正确的是（ ）
A. 破碎机工作时，锤头为路面提供能量补充，振幅会越来越大
B. 破碎机停止工作后，水泥路面振动的频率随着振幅减小而减小
C. 锤头振动频率越高，水泥路面的振动幅度越大，效果越好
D. 调节锤头的振动频率等于水泥路面的固有频率时，效果最好
9. 某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中，如图甲方示。现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷做简谐运动。以竖直向上为正方向作出木筷振动的图像，如图乙所示，不计水的阻力。则（ ）
A. 木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力提供
B. 从0.1~0.2s过程中木筷的动量逐渐变大
C. 木筷的位移时间关系式为
D. 时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力
10. 在如图所示的电路中，A、B为两个完全相同的灯泡，L为自感系数很大的线圈、R为定值电阻。假设电源的内阻和线圈的直流电阻可忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S的瞬间，灯泡A、B同时亮
B. 闭合开关S，待稳定后，灯泡A、B亮度相同
C. 闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，灯泡A、B中的电流大小不同
D. 闭合开关S，待电路稳定后再断开开关S瞬间，灯泡B中的电流方向为从右向左
11. 如图所示，把两个线圈A和B分别套在同一个闭合铁芯上，A线圈连接到交流电源的两端，B线圈连接到小灯泡上。接通电源后，小灯泡发光。下列说法正确的是（ ）
A. A线圈中的电流通过铁芯流到了B线圈中
B. 仅增大交流电源的电压，小灯泡亮度会降低
C. 仅增大A线圈的匝数，小灯泡亮度会降低
D. 仅增大B线圈的匝数，小灯泡亮度会降低
12. 如图所示，甲、乙两人静止在水平冰面上，甲推乙后，两人向相反方向沿直线做减速运动直至停下来。已知甲的质量大于乙的质量，两人与冰面间的动摩擦因数相同，两人之间的相互作用力远大于地面的摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 甲推乙的过程中，甲和乙组成的系统机械能守恒
B. 两人停止运动前的任意时刻，甲的速度总是大于乙的速度
C. 两人停止运动前的任意时刻，甲的动量总是大于乙的动量
D. 减速过程中，地面摩擦力对甲的冲量等于对乙的冲量
13. 无线充电技术的发展使人们可以利用无线充电板为手机充电，如图所示为充电原理图。充电板的送电线圈接电源，对充电板供电，通过线圈的互感使手机内的受电线圈产生电流对手机电池充电。若时间0~t0内送电线圈产生的磁场垂直于受电线圈平面向上，其磁感应强度均匀增加。下列说法正确的是（ ）
A. 送电线圈可以接稳恒电源给手机充电
B. 时间0~t0内，送电线圈中的电流为顺时针方向（俯视）
C. 时间0~t0内，c点电势低于d点电势
D. 时间0~t0内，受电线圈内的感应电流均匀增加
14. 静止在光滑水平面上的物块，某时刻开始受到一个水平拉力，大小如图所示，此后物块运动的动量随时间变化的图像，正确的是（ ）
A. B. C. D.
第Ⅱ卷（非选择题 共58分）
二、实验填空题（共18分）
15. 用如图所示的装置验证“动量守恒定律”。实验时先让A球从斜槽上某一固定位置由静止释放，P点为A球落点的平均位置；再把半径相同的B球放在水平轨道末端，将A球仍从原位置由静止释放，M、N分别为A、B两球碰撞后落点的平均位置。O点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，O、M、P、N位于同一水平面上。
（1）除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材有________（选填选项前的字母）。
A. 天平B. 刻度尺C. 秒表D. 圆规
（2）实验中能够把速度的测量转化为位移的测量的必要操作是________
A. 安装轨道时，轨道末端必须水平B. 每次必须从同一个高度静止释放小球
C. 实验中两个小球的质量应满足m₁ > m₂D. 轨道应当尽量光滑
（3）某次实验中得出落点情况如图2所示，若测量数据近似满足关系式_____________（用m1、m2、OM、OP、ON）则说明两小球碰撞过程中动量守恒。若忽略实验中的测量误差，带入上式可判断入射小球质量和被碰小球质量之比为________。
16. 某同学用如图1所示的装置进行“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。
（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10cm 左右的细绳B. 长度为 100cm 左右的细绳
C. 直径为1.8cm 的钢球D. 直径为 1.8cm 的木球
E. 最小刻度为1mm 的米尺F. 秒表、铁架台
（2）用游标卡尺测量摆球直径，如图2所示，可知摆球的直径d为______________mm。
（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，在实验过程中以下操作正确的是________
A. 摆球应尽量选质量大体积小且质量分布均匀的
B. 摆长一定的情况下，摆角应大一些，以便于观察
C. 单摆摆动稳定后，在摆球经过最低点时开始计时
D. 用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期
（4）甲同学利用打算利用实验中测得数据直接代入公式求解本地的重力加速度，他在实验中测得：摆线长为L，摆球的直径为d，单摆完成N次全振动的时间为t，则他要将L、d、N、t代入的公式为g=_________________________。
（5）北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长l的关系，通过网络交流将两地的实验数据在同一张坐标纸上绘制了T2-l图像，如图所示。其中用北京的同学所测实验数据绘制的图像是图线__________（选填“A”或“B”）
（6）广州的同学还绘制了不同摆长的单摆的振动图像，如图所示。由图可知两单摆摆长之比为____________
三、论述、计算题（本题共4小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）
17. 如图所示，光滑水平面上有竖直向下的有界匀强磁场，磁感应强度大小B = 0.1T。边长L = 0.1 m的正方形金属线框abcd，在水平外力F作用下以水平向右的速度v = 4 m/s匀速进入磁场区域。已知线框的电阻R = 0.4 Ω，线框运动过程中ab、cd两边始终与磁场边界平行。在线框进入磁场过程中，求：
（1）线框中电流I的大小；
（2）cd两点间的电势差Ucd；
（3）外力F的大小；
（4）线框中产生的焦耳热Q。
18. 如图所示，竖直平面内半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道下端与水平桌面相切。质量均为m=0.1kg的小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体沿桌面滑动。g取10m/s2。求：
（1）碰撞前瞬间A速度大小；
（2）碰撞后瞬间A与B整体速度的大小；
（3）A与B碰撞过程中损失的机械能；
（4）碰撞过程中A对B的冲量I的大小。
19. 交流发电机可分为“旋转电枢式”和“旋转磁极式”两种。通过旋转，使线圈磁通量发生变化，磁通量的变化规律决定了该线圈产生的感应电动势的规律。
（1）如图为旋转电枢式发电机的示意图。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B。线圈ABCD的面积为S，匝数为N（图中只画出了其中的一匝线圈），线圈的总电阻为r。线圈绕轴OOʹ匀速转动，角速度为ω。线圈通过滑环和电刷与外电路阻值为R的定值电阻连接。
a.从图示位置开始计时，写出线圈中电流瞬时值的表达式；
b. 求线圈转动过程中电阻R的发热功率。
（2）旋转电枢式发电机的线圈必须经过裸露的滑环和电刷来保持与外电路的连接，电压高时可能发生火花放电，因此发电站常采用“旋转磁极式”发电机。若（1）问中线圈和外电路不变，通过旋转磁极的方式，使线圈的磁通量随时间发生变化，规律为
a. 根据磁通量变化的规律在下图方框中画出Φ-t图像（将可知的量在图上标出）
b. 若已知线圈匝数n=100，求t=0.2s时线圈的磁通量Φ和电动势的瞬时值；
c. 线圈磁通量从零增至最大的过程，求通过电阻R的电荷量q（不知道具体数值的已知量可以用字母表示）
20. 构建物理模型是一种研究物理问题的科学思维方法。
（1）如图所示，一个质量m=100g的小球以水平初速度v0=1m/s砸向竖直墙壁，
撞击时间Δt=1×10-3s，不计空气阻力。
①若小球碰后水平速度减为0，求墙壁对小球的冲量I1和小球受到的平均作用力F1；
②若小球碰后以速度v=0.8m/s水平反弹，求墙壁对小球的冲量I2和小球受到的平均作用力F2。
（2）用高压水枪冲洗物体时，在物体表面将产生一定的压力。若水从枪口喷出时的速度大小v，近距离垂直喷射到物体表面，水枪出水口直径d，忽略水从枪口喷出后的发散效应，水喷射到物体表面时速度在短时间内变为零。由于水柱前端的水与物体表面相互作用时间很短，因此在分析水对物体表面的作用力时可忽略这部分水所受的重力。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，请利用以上已知条件求：
①单位时间水枪喷出水质量m；
②墙壁受到的平均冲击力F。