安徽省蚌埠第二中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试卷（Word版附解析）

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时间：75分钟 满分：100分
第Ⅰ卷 选择题（共46分）
注意：选择题的答案必须用2B铅笔涂在答题卡中相应位置，否则该大题不予记分。
一、选择题：（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全得3分，有选错得0分。）
1. 法拉第发现电磁感应现象，不仅推动了电磁理论的发展，而且推动了电磁技术的发展，引领人类进入了电气时代，下列哪一个器件工作时利用了电磁感应现象（ ）
A 电磁炉B. 回旋加速器C. 示波管D. 磁电式电流表
2. 图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同
B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
3. 如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC回路中将产生电磁振荡。从开关S断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）
A. LC振荡电路的周期为2×10-3s
B. 在1×10-3s时，电容器右极板带正电
C. 1×10-3s~2×10-3s时间内，电流在减小
D. 1×10-3s~2×10-3s时间内，自感电动势在增加
4. 一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.125s时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m。如图乙所示为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A. 该波波速为240m/s
B. 该波沿x轴正方向传播
C. 质点P的平衡位置位于x=3m处
D. 从t=0.125s开始，质点Q比质点N早回到平衡位置
5. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入正弦式交流电的电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是

A. 电压表的读数为31 V
B. 副线圈输出电压的频率为5 Hz
C. P向右移动时，原线圈的电流变大
D. P向右移动时，变压器的输入功率变小
6. 某同学利用如图所示装置测量某种单色光的波长。若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹中心到第n条暗条纹中心之间的距离为，下列说法正确的是（ ）
A. 中央亮纹最亮最宽
B. 测得单色光的波长
C. 将单缝向双缝靠近，干涉条纹变宽
D. 将屏向远离双缝的方向移动，可以增加从目镜中观察到的条纹个数
7. 如图甲所示，螺线管内有一平行于轴线磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内，当螺线管内的磁感应强度随时间按图乙所示规律变化时，下列选项中正确的是（ ）
A. 在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
B. 在时刻，金属圆环L内的磁通量最大
C. 在时间内，金属圆环L内有逆时针方向的感应电流
D. 在时间内，金属圆环L有扩张的趋势
8. 发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R，通过输电导线的电流为I，输电线末端的电压为U2，下面选项表示输电导线上损耗的功率是（ ）
A. B.
C. I2RD. I（U1－U2）
9. 如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，两个用相同材料、相同粗细的导线绕制的单匝闭合正方形线圈1和2，其边长，在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落，再逐渐完全进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈1、2落地时的速度大小分别为、，在磁场中运动时产生的热量分别为、，通过线圈截面的电荷量分别为、，不计空气阻力，则（ ）

A. B. C. D.
10. 如图所示，绝缘水平面内固定有一间距d=lm、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC，导轨两端接有阻值分别为R1=3Ω和R2=6Ω的定值电阻.矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场I和Ⅱ。一质量m=0.2kg，电阻r=1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处，在方向水平向右、大小F0=2N的恒力作用下由静止开始运动，刚到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3m／s，导体棒ab进入磁场Ⅱ后，导体棒ab中通过的电流始终保持不变。导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计。则（ ）
A. 导体棒ab刚到达EF时的加速度大小为5m/s2
B. 两磁场边界EF和MN之间距离L为1m
C. 若在导体棒ab刚到达MN时将恒力撤去，导体棒ab继续滑行的距离为3m
D. 若在导体棒ab刚到达MN时将恒力撤去，导体棒ab继续滑行的过程中整个回路产生的焦耳热为3.6J
第Ⅱ卷 非选择题（共54分）
二、实验题空（每空2分，共16分）
11. 某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。
（1）在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O；在半圆形玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3；实验中要求三枚大头针的______（选填“针帽”或“针尖”）在同一视线上；
（2）图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。设AB的长度为l1，AO的长度为l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______，（选填l1、l2、l3或l4）则玻璃砖的折射率可表示为______；
（3）该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12. 小明在家里做“用单摆测定重力加速度”的实验。如图1，他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球，设计的实验步骤是：
A.将小石块用不可伸长的细线系好，结点为，细线的上端固定于点；
B.用刻度尺测量间细线的长度作为摆长；
C.将石块拉开一个大约角度，然后由静止释放；
D.从石块摆至某一位置处开始计时，测出30次全振动的总时间，由得出周期；
E.改变间细线的长度再做几次实验，记下相应的和；
F.根据公式，分别计算出每组和对应的重力加速度，然后取平均值作为重力加速度的测量结果。
（1）小石块摆动的过程中，充当回复力的是______。
A.重力 B.拉力
C.拉力沿水平方向的分力 D.重力沿圆弧切线方向的分力
（2）为使测量更加准确，步骤D中，小明应从______（选填“最大位移”或“平衡位置”）处开始计时。
（3）小明用的长作为摆长，的测量值比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）。
（4）小红利用小明测出的多组摆长和周期的值，作出图线如图2所示，并计算出图线的斜率为，由斜率求出重力加速度______（计算结果保留2位小数）。
三、计算题（本题包括3小题，共38分，写出必要的文字说明和解题过程。）
13. 在研究物理学问题时，为了更好地揭示和理解物理现象背后的规律，我们需要对研究对象进行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建构物理模型。谐振子模型是物理学中在研究振动问题时所涉及的一个重要模型。
（1） 如图1所示，在光滑水平面上两个物块A与B由弹簧连接（弹簧与A、B不分开）构成一个谐振子。初始时弹簧被压缩，同时释放A、B，此后A的v-t图像如图2所示（规定向右为正方向）。已知mA=0.1kg，mB=0.2kg，弹簧质量不计。
a. 在图2中画出B物块的v-t图像；
b. 求初始时弹簧的弹性势能Ep。
（2）双原子分子中两原子在其平衡位置附近振动时，这一系统可近似看作谐振子，其运动规律与（1）的情境相似。已知，两原子之间的势能EP随距离r变化的规律如图4所示，在r=r0点附近EP随r变化的规律可近似写作，式中和k均为常量。假设原子A固定不动，原子B振动的范围为，其中a远小于r0，请画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值。
14. 两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为，波源的振幅均为。图所示是两列波在0时刻的图象，此刻介质中平衡位置在和处的P、Q两质元刚开始振动。质元的平衡位置位于处。
(1)求两列波相遇的时刻；
(2)求到这段时间内质元运动的路程。
15. 如图所示，两根固定的光滑的金属导轨水平部分与倾斜部分平滑连接，两导轨间距为L=0.5m，导轨的倾斜部分与水平面成α=37°角。导轨的倾斜部分有一个匀强磁场区域abcd，磁场方向垂直于斜面向上，导轨的水平部分在距离斜面底端足够远处有两个匀强磁场区域，磁场方向竖直且相反，所有磁场的磁感应强度大小均为B=1T，每个磁场区沿导轨的长度均为L=0.5m，磁场左、右两侧边界均与导轨垂直。现有一质量为m=0.5kg，电阻为r=0.2Ω，边长也为L的正方形金属线框PQMN，从倾斜导轨上由静止释放，金属线框在MN边刚滑进磁场abcd时恰好做匀速直线运动，此后，金属线框从导轨的倾斜部分滑上水平部分。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）金属线框刚释放时MN边与ab的距离s；
（2）可调节cd边界到水平导轨的高度，使得线框刚进入水平磁场区时速度大小为8m/s，求线框在穿越水平磁场区域过程中的加速度的最大值；
（3）若导轨的水平部分有多个连续的长度均为L磁场，且相邻磁场方向相反，求在（2）的条件下，线框在水平导轨上从进入磁场到停止的位移和在两导轨上运动过程中线框内产生的焦耳热。