四川省什邡中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

这是一份四川省什邡中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题，共10页。试卷主要包含了1 m，竖直边长H＝0， 答案　25匝　0等内容，欢迎下载使用。

（考试时间：90分钟，总分100分）
单项选择题（1--8题为单选题，每题3分，共24分）
在同一介质内，两列机械波的波源振动情况如图所示，可以肯定的是( )
a波源的频率为b波源的频率的2倍
a波波长为b波波长的2倍
a、b两列波叠加能产生稳定的干涉
通过同一狭缝，b波的衍射效果比a波明显
2. 下表给出30℃时,声波在不同介质中的传播速度。显然当声波由空气进入纯水中时,波速增大,则下列说法中正确的是 ( )
A.频率增大,波长不变B. 频率和波长都不变
C.频率不变,波长增大D. 频率和波长都变大
3．如图所示是研究通电自感现象实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合开关，调节滑动变阻器R的滑动触头，使两个灯泡的亮度相同，调节滑动变阻器R1的滑动触头，使它们都正常发光，然后断开开关S。重新闭合开关S，则 ( )
A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮
B．闭合瞬间，均立刻变亮
C．断开开关后，A2闪一下再熄灭
D．断开开关后，A1、A2都逐渐变暗
4. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知( )
A．带电粒子在R点时的速度大于在Q点时的速度
B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小， 比在P点时的大
D．带电粒子在R点的加速度小于在Q点的加速度
5. 如图甲所示，一根电阻R＝4 Ω的导线绕成半径d＝2 m的圆，在圆内部分区域存在变化的匀强磁场，中间S形虚线是两个直径均为d的半圆，磁感应强度随时间变化如图乙所示(磁场垂直于纸面向外为正，电流逆时针方向为正)，关于圆环中的感应电流—时间图像，下列选项中正确的是（ ）
如图所示，变压器输入的交变电压u＝220eq \r(2)sin 100πt (V)，副线圈匝数可调，电阻
R＝100 Ω，L1、L2均是额定电压为20 V、额定功率为20 W的小灯泡，通过调节副线圈的匝数，使S闭合前后，L1均能正常发光，则S闭合前后副线圈的匝数之比为( )
A．1∶11 B．2∶1
C．3∶5 D．6∶11
如图所示，竖直放置的两个平行金属板间存在匀强电场，与两板上边缘等高处有两个质 量相同的带电小球，小球P从紧靠左极板处由静止开始释放，小球Q从两板正中央由静止开始释放，两小球最终都能运动到右极板上的同一位置，则从开始释放到运动到右极板的过程中，它们的( )
电荷量之比qP∶qQ＝2∶1
电势能减少量之比ΔEpP∶ΔEpQ＝2∶1
C. 运动时间tP>tQ
D．动能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝4∶1
8．如图所示，两条水平虚线之间有垂直于纸面向里、宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m、电阻为R的正方形线圈边长为L(LA．线圈可能一直做匀速运动
B．线圈可能先加速后减速
C．线圈的最小速度一定是eq \f(mgR,B2L2)
D．线圈的最小速度一定是eq \r(2gh－d＋L)
多项选择题（9--13题为多选题，每小题4分，共20分）
9. 一质量为m的带电小球在相互垂直的匀强电场、匀强磁场中做匀速圆周运动，匀强电场竖直向上，场强为E，匀强磁场水平且垂直纸面向里，磁感应强度为B，重力加速度为g，如图所示，下列说法正确的是( )
A．沿垂直纸面方向向里看，小球绕行方向为顺时针方向
B．小球一定带正电且小球的电荷量q＝eq \f(mg,E)
C．由于洛伦兹力不做功，故小球运动过程中机械能守恒
D．由于合外力做功等于零，故小球运动过程中动能不变
10．如图所示，纸面内AB两点之间连接有四段导线：ACB、ADB、AEB、AFB，四段导线的粗细相同、材料相同；匀强磁场垂直于纸面向内，现给AB两端加上恒定电压，则下列说法正确的是( )
A．四段导线受到的安培力的方向相同
B．四段导线受到的安培力的大小相等
C．ADB段受到的安培力最大
D．AEB段受到的安培力最小
11. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图乙所示，已知发电机线圈内阻为1 Ω，外接一只电阻为9 Ω的灯泡，则（ ）
A．电压表V的示数为20 V
B．电路中的电流方向每秒改变10次
C．灯泡实际消耗的功率为36 W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e＝20cs 5πt (V)
12. 如图所示，分界线MN上下两侧有垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度分别为B1和B2，一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)从O点出发以一定的初速度v0沿纸面垂直MN向上射出，经时间t又回到出发点O，形成了图示心形图案，则( )
A．粒子一定带正电荷
B．MN上下两侧的磁场方向相反
C．MN上下两侧的磁感应强度的大小B1∶B2＝2∶1
D．时间t＝eq \f(2πm,qB2)
半径为a、右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R0。圆环水 平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示．则( )
A．θ＝0时，杆产生的感应电动势为2Bav
B．θ＝eq \f(π,3)时，杆产生的感应电动势为eq \r(3)Bav
C．θ＝0时，杆受的安培力大小为
D．θ＝eq \f(π,3)时，杆受的安培力大小为
三、实验题（14题8分，15题8分，共16分）
14.（8分）某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从摆球运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图所示)。
（1）该单摆在摆动过程中的周期为 T=________。
（2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=________。
（3）从图可知,摆球的直径为________mm
（4）实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的 ( )
A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间
C.以摆线长作为摆长来计算
D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
15．（8分）某研究小组收集了两个电学元件：电阻R0(约为2 kΩ)和手机中的锂电池(电动势E标称值为3.7 V，允许最大放电电流为100 mA)．实验室备有如下器材：
A．电压表V(量程3 V，电阻RV约为4.0 kΩ)
B．电流表A1(量程100 mA，电阻RA1约为5 Ω)
C．电流表A2(量程2 mA，电阻RA2约为50 Ω)
D．滑动变阻器R1(0～40 Ω，额定电流1 A)
E．电阻箱R2(0～999.9 Ω)
F．开关S一只、导线若干
（1）为了测量电阻R0的阻值，小明设计了一电路，与其对应的实物图如图，图中的电流表A应选 (选填“A1”或“A2”)，请将实物连线补充完整．
（2）为测量锂电池的电动势E和内阻r，小红设计了如图甲所示的电路图．根据测量数据作出eq \f(1,U)－eq \f(1,R2)图像，如图乙所示．若该图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该锂电池的电动势E＝ ，内阻r＝ .(用k、b表示)
四、计算题（16题8分，17题11分，18题10分，19题11分）
16．(8分)一列简谐横波由质点A向质点B传播．已知A、B两点相距4 m，这列波的波长大于2 m而小于20 m．图13表示在波的传播过程中A、B两质点的振动图象。
（1）写出质点A的振动方程；
（2）求该波的传播速度。
17.（11分）两平行板间有水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一根长为L，不可伸长的绝缘细绳，一端连着一个质量为m、带电荷量为q的小球，另一端固定于O点。把小球拉起直至细线与电场线平行，然后无初速度释放。已知小球摆到最低点另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ＝53°，重力加速度为g。(sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6)
（1）小球带什么电？
（2）求静电力F跟重力的比值。
（3）求小球到最低点的速度大小。
（4）求经过最低点时，细线对小球的拉力的大小。
18．(10分)小明同学设计了一个“电磁天平”，如图甲所示，等臂天平的左臂为挂盘，右臂挂有矩形线圈，两臂平衡．线圈的水平边长L＝0.1 m，竖直边长H＝0.3 m，匝数为N1.线圈的下边处于匀强磁场内，磁感应强度B0＝1.0 T，方向垂直线圈平面向里．线圈中通有可在0～2.0 A 范围内调节的电流I.挂盘放上待测物体后，调节线圈中电流使天平平衡，测出电流即可测得物体的质量．(重力加速度取g＝10 m/s2)
（1）为使“电磁天平”的量程达到0.5 kg，线圈的匝数N1至少为多少？
（2）进一步探究电磁感应现象，另选N2＝100匝、形状相同的线圈，总电阻R＝10 Ω.不接外电流，两臂平衡．如图乙所示，保持B0不变，在线圈上部另加垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B随时间均匀变大，磁场区域宽度d＝0.1 m．当挂盘中放质量为0.01 kg的物体时，天平平衡，求此时磁感应强度的变化率eq \f(ΔB,Δt).
图甲 图乙
19．（12分）如图所示，足够长平行导轨的间距为d、与水平面夹角为α，两个电阻R1=R2=2R，导体棒ab水平跨在导轨上，导体棒的质量为m、电阻为R，与导轨接触良好，其它电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B，导体棒从静止开始无摩擦滑动，重力加速度为g。
（1）求导体棒ab下滑的最大速度v；
（2）求导体棒以最大速度下滑时，ab棒上的热功率P；
（3）若导体棒从静止开始至最大速度过程中通过R1的电量为q，求这个过程中导体棒的位移x。
物 理 答 案
一、单项选择题（1--8题为单选题，每题3分，共24分）
二、多项选择题（9--13题为多选题，每小题4分，共20分）
三、实验题（14题6分，15题10分，共16分）
14.（8分）
（1） T=________ （2）g=________
（3）__5.980______mm （4）( BD )
15．（8分）(1)__A2____ 实物连线如图所示

（2）E＝ eq \f(1,b) ，内阻r＝ eq \f(k,b) .(用k、b表示)
四、计算题（16题8分，17题11分，18题10分，19题11分）
16.
17、解析：(1)小球带正电。
(2)从开始到最左端，根据动能定理得
mgLcs θ — FL(1＋sin θ)＝0
所以eq \f(F,mg)＝eq \f(1,3)。
(3)从开始到最低点，根据动能定理得
mgL－FL＝eq \f(1,2)mv2
解得v＝eq \f(2,3)eq \r(3gL)。
(4)在最低点由牛顿第二定律有
T－mg－qBv＝meq \f(v2,L)
解得T＝eq \f(7,3)mg＋eq \f(2qB\r(3gL),3)。
答案：(1)正电 (2)eq \f(1,3) (3)eq \f(2,3)eq \r(3gL)
(4)eq \f(7,3)mg＋eq \f(2qB\r(3gL),3)
18. 答案 (1)25匝 (2)0.1 T/s
解析 (1)“电磁天平”中的线圈受到安培力，
I＝2.0 A时线圈的匝数最少
F＝N1B0IL(1分)
由天平平衡可知：mg＝N1B0IL(2分)
代入数据解得：N1＝25匝．(1分)
(2)由法拉第电磁感应定律得：E＝N2eq \f(ΔΦ,Δt)＝N2eq \f(ΔB,Δt)Ld(2分)
由欧姆定律得：I′＝eq \f(E,R)(1分)
线圈受到的安培力F′＝N2B0I′L(1分)
由天平平衡可得：m′g＝F′(1分)
联立各式，代入数据可得eq \f(ΔB,Δt)＝0.1 T/s.(1分)
19．（11分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒切割磁感线产生的感应电动势E＝Bdv
感应电流
导体棒受到的安培力
导体棒匀速运动时速度最大，由平衡条件得
解得最大速度大小
（2）导体棒以最大速度下滑时感应电流为
导体棒以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率
（3）由法拉第电磁感应定律得
平均感应电流
通过回路的电荷量
解得导体棒下滑的距离
介 质
空气
纯水
盐水
橡胶
波速/(m·s-1)
332
1490
1531
30～50
介 质
软木
铜
铁
波速/(m·s-1)
480
3800
4900
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
C
D
A
C
D
A
D
题号
9
10
11
12
13
答案
BD
AC
BC
CD
ACD