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2023-2024学年安徽省六安市叶集区皖西当代职业中专学校高二（下）期中考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年安徽省六安市叶集区皖西当代职业中专学校高二（下）期中考试物理试卷（含答案），共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示为某交流发电机原理示意图，则( )
A. 图示位置线圈中电流为零B. 图示位置穿过线圈的磁通量量大
C. 该发电机是利用电磁感应现象制成的D. 该发电机工作时把电能转化为机械能
2.两个滑块P和Q用弹簧相连，置于水平的光滑地面上，滑块P紧靠竖直的墙，用一外力推着Q使弹簧压缩后处于静止状态，如图所示。现突然撤掉推Q的外力，则在从释放Q到弹簧恢复到原长过程中，P、Q和弹簧组成的系统 ( )
A. 动量守恒，机械能守恒B. 动量不守恒，机械能守恒
C. 动量守恒，机械能不守恒D. 动量不守恒，机械能不守恒
3.如图为某一时刻LC振荡电路中电流与电容器极板带电情况的示意图，下列说法正确的是( )
A. 该时刻电容器处于充电状态
B. 该时刻线图中的磁场能正在增加
C. 若把线圈中的铁芯抽出，电磁振荡的周期将增大
D. 若减小电容器的板间距离，电磁振荡的频率将增大
4.两圆环A、B置于同一水平面内，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A带正电且转速增大并以如图所示的方向绕中心转动时，B中( )
A. 产生如图方向相反的电流
B. 产生如图方向的电流
C. 不产生电流
D. 以上说法都有可能正确
5.图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为2Ω，线圈转速为n，电路中电流的最大值Im，电压表示数为U则( )
A. n=50r/s U=2VB. n=50r/s U=3V
C. n=100r/s Im= 2AD. n=100r/s Im=2 2A
6.如图所示，在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，固定一长为L的导线弯成六分之一圆弧，O为圆心，两端点A、C连线竖直。若给导线通以由A到C电流强度大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向为( )
A. ILB，水平向左B. ILB，水平向右C. 3ILBπ，水平向右D. 3ILBπ，水平向左
7.如图所示，理想变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源，副线圈接有定值电阻。已知电压表示数为220V，电流表示数为0.20A，定值电阻阻值为44Ω，则原、副线圈的匝数比为( )
A. 1：5
B. 5：1
C. 1：25
D. 25：1
8.某电流和时间的关系图像如图所示(曲线部分为正弦波形的上半部分)，则该交变电流的有效值为()
A. 2 55I0B. 52I0C. I0D. 32I0
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A. t=1 s时物块的速率为1 m/sB. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD. t=4 s时物块的速度为零
10.如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a。一直角三角形导线框ABC(BC边的长度为a)从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流i、BC两端的电压UBC与线框移动的距离x的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某学校物理兴趣小组的同学用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，它由热敏电阻RT和继电器组成。如图甲所示，将热敏电阻RT安装在需要探测温度的地方，当测温区温度正常时，某一指示灯亮；当测温区温度达到或超过报警温度时，另一个指示灯亮。图甲中继电器的供电电源电动势E1=10V，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，线圈电阻为40Ω，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合。图乙是热敏电阻RT的阻值随温度变化的图像。
(1)当测温区温度升高时，继电器的磁性将__________(均选填“减小”、“不变”或“增大”)；
(2)如果要使报警电路在测温区温度超过40∘C报警，需要把可变电阻的阻值调节为__________Ω；当测温区温度超过40∘C时，指示灯____________亮(选填“A”或“B”)；
(3)若要设置报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是___________。
A.适当增大电源电动势E1 B.适当减小电源电动势E1
C.适当调大可变电阻R1的阻值 D.适当调小可变电阻R1的阻值
12.如图所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球B，让小球A从斜槽上G点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球B放在斜槽前端边缘位置，让小球A从G点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量小球的质量，为了防止碰撞后A球反弹，应保证A球的质量mA__B球质量mB(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)请由图乙读出碰撞前A球的水平射程OP为__cm。
(3)若两个小球在轨道末端碰撞过程动量守恒，则需验证的关系式为______________。
(用题中给出的字母表示)
(4)实验中造成误差的可能原因有_________。
A.用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度值
B.轨道不光滑
C.轨道末端不水平
D.轨道末端到地面的高度未测量
(5)若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68cm，ON=11.50cm，OP使用(2)中数据，并知小球的质量比为mA：mB=2：1，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差η=|p−p′|p×100%= %(结果保留一位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg，从离人眼睛ℎ=0.2m的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为Δt=0.05s，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)手机刚落到眼睛上时速度v的大小；
(2)手机对眼睛的作用力。
14.如图所示，间距为L=1m的水平导轨右端接有R=1Ω的定值电阻。虚线OO′与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为B=1T的匀强磁场。一质量m=0.9kg的金属棒垂直于导轨放置在距OO′右侧d=2m处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。t=0时，将金属棒由静止释放，在t1=2s时，金属棒恰好经过OO′边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦，求：
(1)金属棒进入磁场前的加速度大小a及重物的质量M；
(2)金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P；
(3)金属棒匀速运动时的速度v。
15.粒子分析仪由加速电场、偏转电场与磁场组成。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内存在着场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为+q的粒子从A−L,L点由静止释放，粒子从y轴上的B0,L点射入第一象限，经电场偏转后从x轴上的C2L,0射入第四象限，经磁场偏转后粒子从x轴上的D3L,0点返回第一象限，不计粒子的重力，求：
(1)粒子通过B点时的速率；
(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)粒子从A点运动到D点的时间。
参考答案
1.C
2.B
3.B
4.B
5.A
6.D
7.B
8.A
9.AB
10.BD
11.(1)增大；
(2)90；A；
(3)BC
12.(1)大于；(2) 8.60；(3) mAOP=mAOM+mBON；(4) AC；(5) 2。
13.解：(1)根据自由落体运动规律有v2=2gℎ，v=2m/s。
(2)手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向下为正方向，(mg−F)t=0−mv，
解得F=10N，
由牛顿第三定律可得，手机对眼睛作用力大小为10N，方向竖直向下、
14.(1) 0∼t1 时间内，根据运动学公式得
d=12at12
解得
a=1m/s2
对重物及金属棒整体分析，根据牛顿第二定律得
Mg=(M+m)a
解得
M=0.1kg
(2) t1 时刻，金属棒速度为
v1=at1=2m/s
金属棒刚进入磁场产生的电动势为
E1=BLv1=2V
感应电流为
I1=E1R=2A
电阻的热功率为
P=I12R=4W
(3)金属棒匀速运动时，根据平衡条件
F拉=FA
又
F拉=Mg
FA=BLBLvR=B2L2vR
联立解得
v=1m/s
15.(1)根据动能定理可知：qEL=12mv2，记得v= 2qELm;
(2)在第一象限电场中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，则有水平方向有：2L=vt，竖直方向有：L=vy2t，解得vy=v，所以vC= 2v=2 qELm，且与水平方向夹角45°，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系可知：R= 22L，根据牛顿第二定律可知：qvCB=mvC2R，可得：B=2 2mEqL;
(3)在第二象限电场中，根据v=Eqmt1，可得t1= 2mLqE，在第一象限电场中，2L=vt2，解得t2= 2mLqE，在磁场中，做匀速圆周运动的圆心角为90°，则t3=14×2πRvc= 2π8 mLqE，所以粒子从A点运动到D点的时间为t=t1+t2+t3=2 2+ 2π8 mLqE
1.如图所示为某交流发电机原理示意图，则( )
A. 图示位置线圈中电流为零B. 图示位置穿过线圈的磁通量量大
C. 该发电机是利用电磁感应现象制成的D. 该发电机工作时把电能转化为机械能
2.两个滑块P和Q用弹簧相连，置于水平的光滑地面上，滑块P紧靠竖直的墙，用一外力推着Q使弹簧压缩后处于静止状态，如图所示。现突然撤掉推Q的外力，则在从释放Q到弹簧恢复到原长过程中，P、Q和弹簧组成的系统 ( )
A. 动量守恒，机械能守恒B. 动量不守恒，机械能守恒
C. 动量守恒，机械能不守恒D. 动量不守恒，机械能不守恒
3.如图为某一时刻LC振荡电路中电流与电容器极板带电情况的示意图，下列说法正确的是( )
A. 该时刻电容器处于充电状态
B. 该时刻线图中的磁场能正在增加
C. 若把线圈中的铁芯抽出，电磁振荡的周期将增大
D. 若减小电容器的板间距离，电磁振荡的频率将增大
4.两圆环A、B置于同一水平面内，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，当A带正电且转速增大并以如图所示的方向绕中心转动时，B中( )
A. 产生如图方向相反的电流
B. 产生如图方向的电流
C. 不产生电流
D. 以上说法都有可能正确
5.图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为2Ω，线圈转速为n，电路中电流的最大值Im，电压表示数为U则( )
A. n=50r/s U=2VB. n=50r/s U=3V
C. n=100r/s Im= 2AD. n=100r/s Im=2 2A
6.如图所示，在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，固定一长为L的导线弯成六分之一圆弧，O为圆心，两端点A、C连线竖直。若给导线通以由A到C电流强度大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向为( )
A. ILB，水平向左B. ILB，水平向右C. 3ILBπ，水平向右D. 3ILBπ，水平向左
7.如图所示，理想变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源，副线圈接有定值电阻。已知电压表示数为220V，电流表示数为0.20A，定值电阻阻值为44Ω，则原、副线圈的匝数比为( )
A. 1：5
B. 5：1
C. 1：25
D. 25：1
8.某电流和时间的关系图像如图所示(曲线部分为正弦波形的上半部分)，则该交变电流的有效值为()
A. 2 55I0B. 52I0C. I0D. 32I0
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.一质量为2 kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则( )
A. t=1 s时物块的速率为1 m/sB. t=2 s时物块的动量大小为4 kg·m/s
C. t=3 s时物块的动量大小为5 kg·m/sD. t=4 s时物块的速度为零
10.如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B，磁场在y轴方向足够宽，在x轴方向宽度为a。一直角三角形导线框ABC(BC边的长度为a)从图示位置向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为电流的正方向，在下图中感应电流i、BC两端的电压UBC与线框移动的距离x的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某学校物理兴趣小组的同学用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，它由热敏电阻RT和继电器组成。如图甲所示，将热敏电阻RT安装在需要探测温度的地方，当测温区温度正常时，某一指示灯亮；当测温区温度达到或超过报警温度时，另一个指示灯亮。图甲中继电器的供电电源电动势E1=10V，内阻不计，继电器线圈用漆包线绕成，线圈电阻为40Ω，当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合。图乙是热敏电阻RT的阻值随温度变化的图像。
(1)当测温区温度升高时，继电器的磁性将__________(均选填“减小”、“不变”或“增大”)；
(2)如果要使报警电路在测温区温度超过40∘C报警，需要把可变电阻的阻值调节为__________Ω；当测温区温度超过40∘C时，指示灯____________亮(选填“A”或“B”)；
(3)若要设置报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是___________。
A.适当增大电源电动势E1 B.适当减小电源电动势E1
C.适当调大可变电阻R1的阻值 D.适当调小可变电阻R1的阻值
12.如图所示，用“碰撞实验器材”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道末端碰撞前后的动量关系：先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球B，让小球A从斜槽上G点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球B放在斜槽前端边缘位置，让小球A从G点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。
(1)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量小球的质量，为了防止碰撞后A球反弹，应保证A球的质量mA__B球质量mB(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)请由图乙读出碰撞前A球的水平射程OP为__cm。
(3)若两个小球在轨道末端碰撞过程动量守恒，则需验证的关系式为______________。
(用题中给出的字母表示)
(4)实验中造成误差的可能原因有_________。
A.用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度值
B.轨道不光滑
C.轨道末端不水平
D.轨道末端到地面的高度未测量
(5)若测得各落点痕迹到O点的距离：OM=2.68cm，ON=11.50cm，OP使用(2)中数据，并知小球的质量比为mA：mB=2：1，则系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差η=|p−p′|p×100%= %(结果保留一位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为m=0.2kg，从离人眼睛ℎ=0.2m的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为Δt=0.05s，取重力加速度g=10m/s2，求：
(1)手机刚落到眼睛上时速度v的大小；
(2)手机对眼睛的作用力。
14.如图所示，间距为L=1m的水平导轨右端接有R=1Ω的定值电阻。虚线OO′与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为B=1T的匀强磁场。一质量m=0.9kg的金属棒垂直于导轨放置在距OO′右侧d=2m处，一重物通过绕过轻质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。t=0时，将金属棒由静止释放，在t1=2s时，金属棒恰好经过OO′边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取10m/s2，不计一切摩擦，求：
(1)金属棒进入磁场前的加速度大小a及重物的质量M；
(2)金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P；
(3)金属棒匀速运动时的速度v。
15.粒子分析仪由加速电场、偏转电场与磁场组成。如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内存在着场强大小为E、沿x轴正方向的匀强电场，第四象限内存在着垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电量为+q的粒子从A−L,L点由静止释放，粒子从y轴上的B0,L点射入第一象限，经电场偏转后从x轴上的C2L,0射入第四象限，经磁场偏转后粒子从x轴上的D3L,0点返回第一象限，不计粒子的重力，求：
(1)粒子通过B点时的速率；
(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)粒子从A点运动到D点的时间。
参考答案
1.C
2.B
3.B
4.B
5.A
6.D
7.B
8.A
9.AB
10.BD
11.(1)增大；
(2)90；A；
(3)BC
12.(1)大于；(2) 8.60；(3) mAOP=mAOM+mBON；(4) AC；(5) 2。
13.解：(1)根据自由落体运动规律有v2=2gℎ，v=2m/s。
(2)手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向下为正方向，(mg−F)t=0−mv，
解得F=10N，
由牛顿第三定律可得，手机对眼睛作用力大小为10N，方向竖直向下、
14.(1) 0∼t1 时间内，根据运动学公式得
d=12at12
解得
a=1m/s2
对重物及金属棒整体分析，根据牛顿第二定律得
Mg=(M+m)a
解得
M=0.1kg
(2) t1 时刻，金属棒速度为
v1=at1=2m/s
金属棒刚进入磁场产生的电动势为
E1=BLv1=2V
感应电流为
I1=E1R=2A
电阻的热功率为
P=I12R=4W
(3)金属棒匀速运动时，根据平衡条件
F拉=FA
又
F拉=Mg
FA=BLBLvR=B2L2vR
联立解得
v=1m/s
15.(1)根据动能定理可知：qEL=12mv2，记得v= 2qELm;
(2)在第一象限电场中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，则有水平方向有：2L=vt，竖直方向有：L=vy2t，解得vy=v，所以vC= 2v=2 qELm，且与水平方向夹角45°，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系可知：R= 22L，根据牛顿第二定律可知：qvCB=mvC2R，可得：B=2 2mEqL;
(3)在第二象限电场中，根据v=Eqmt1，可得t1= 2mLqE，在第一象限电场中，2L=vt2，解得t2= 2mLqE，在磁场中，做匀速圆周运动的圆心角为90°，则t3=14×2πRvc= 2π8 mLqE，所以粒子从A点运动到D点的时间为t=t1+t2+t3=2 2+ 2π8 mLqE
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