2023-2024學(xué)年天津四十七中高二（下）期中物理試卷（含解析）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2023-2024學(xué)年天津四十七中高二（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共5小題，共25分。1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活及科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是(

)A.電磁爐利用變化的磁場(chǎng)使食物中的水分子形成渦流來對(duì)食物加熱

B.當(dāng)金屬探測(cè)器在探測(cè)到金屬時(shí)，會(huì)在探測(cè)器內(nèi)部產(chǎn)生渦流，致使蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲

C.微安表等磁電式儀表在運(yùn)輸時(shí)需要把正負(fù)接線柱短接，防止損壞，利用的電磁阻尼原理

D.變壓器的鐵芯通常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊合而成主要是為了減小鐵芯的電阻率，進(jìn)而增大在鐵芯中產(chǎn)生的渦流2.一單擺振動(dòng)過程中離開平衡位置的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，取向右為正方向．則下列說法正確的是(

)A.第1s末和第5s末擺球位于同一位置

B.0～1s的時(shí)間內(nèi)，擺球的回復(fù)力逐漸減小

C.t=3

3.如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象．每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為(

)A.7.5

V

B.8

V

C.215

V

D.34.兩列簡(jiǎn)諧波以相同的速度相向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示。下列說法正確的是(

)

A.兩波相遇后可以產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣

B.質(zhì)點(diǎn)K經(jīng)過半個(gè)周期運(yùn)動(dòng)到t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M的位置

C.t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)L與質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向相反5.單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線框的磁通量Φ與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是(

)

A.T2時(shí)刻線框平面與中性面垂直

B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為2πΦmT

C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為2π2二、多選題：本大題共3小題，共15分。6.如圖表示兩個(gè)相干波源S1、S2產(chǎn)生的波在同一種均勻介質(zhì)中相遇。圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波峰，虛線表示的是波谷，下列說法正確的是(

)A.a點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，e點(diǎn)的振動(dòng)介于加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)之間

B.c、f兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)

C.經(jīng)適任意長(zhǎng)的時(shí)間后，加強(qiáng)點(diǎn)和減弱點(diǎn)的位置不變

D.經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)將位于波峰7.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻波形如圖所示，此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn)，t=0.3s時(shí)質(zhì)點(diǎn)PA.此波波源的起振方向沿y軸負(fù)方向

B.該簡(jiǎn)諧橫波的波速為10m/s

C.該簡(jiǎn)諧橫波的頻率為2.5Hz

8.如圖所示，垂直紙面向外的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)位于紙面的、電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd，現(xiàn)將導(dǎo)體框分別沿兩個(gè)方向以v、4v的速度勻速拉出磁場(chǎng)，則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的過程中A.導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差之比為1：1

B.通過導(dǎo)體框截面的電荷量之比為1：1

C.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱之比為1：4

D.三、實(shí)驗(yàn)題：本大題共1小題，共10分。9.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：

(1)某同學(xué)分別選用四種材料不同、直徑相同的實(shí)心球做實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)如下。若要計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?，?yīng)選用第______組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。組別擺球材料擺長(zhǎng)L最大擺角全振動(dòng)次數(shù)N/1銅0.4015202鐵1.005503鋁0.4015104木1.00550(2)以上實(shí)驗(yàn)中，若完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，用毫米刻度尺測(cè)得的擺線長(zhǎng)(懸點(diǎn)到擺球上端的距離)為L(zhǎng)，用刻度尺測(cè)得擺球的直徑為d。用上述物理量的符號(hào)寫出測(cè)重力加速度的一般表達(dá)式g=______。

(3)實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)發(fā)現(xiàn)測(cè)得的重力加速度的值總是偏大，下列原因中可能的是______。

A.實(shí)驗(yàn)室處在高山上，距離海面太高

B.單擺所用的擺球質(zhì)量太大了

C.實(shí)際測(cè)出n次全振動(dòng)的時(shí)間t，誤作為(n+l)次全振動(dòng)的時(shí)間

D.以擺線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)來計(jì)算

(4)甲同學(xué)選擇了合理的實(shí)驗(yàn)裝置后，測(cè)量出幾組不同擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)值，畫出如圖T2?L圖象中的實(shí)線OM，并算出圖線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=______。

(5)乙同學(xué)也進(jìn)行了與甲同學(xué)同樣的實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)后他發(fā)現(xiàn)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)忘了加上擺球的半徑，則該同學(xué)做出的T2?L四、簡(jiǎn)答題：本大題共2小題，共30分。10.實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0和t2=0.06s時(shí)刻的波形圖。已知在t=0時(shí)刻，x=0.9m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)。

11.如圖甲為利用理想變壓器的遠(yuǎn)距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：50，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n3：n4，發(fā)電機(jī)到升壓變壓器間兩條輸電線的總電阻為0.2Ω，兩條遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為200Ω。若發(fā)電機(jī)的輸出電壓如圖乙所示，發(fā)電機(jī)的輸出功率為78kW，用戶端獲得的電壓有效值為220V。求：

(1)降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比n3五、計(jì)算題：本大題共1小題，共20分。12.如圖所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，電阻不計(jì)．水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，相距一段距離不重疊，磁場(chǎng)Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下．質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場(chǎng)Ⅱ的右邊界CD處．現(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)．設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．

(1)若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為15mg，將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放．求：?金屬棒a剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)，通過金屬棒b的電流大小；?若金屬棒a在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止，通過計(jì)算分析金屬棒a釋放時(shí)的高度h應(yīng)滿足的條件；

(2)若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ.答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、電磁爐是通過鐵鍋產(chǎn)生渦流來加熱食物的，而不是食物形成渦流.A錯(cuò)誤；

B、金屬探測(cè)器利用電磁感應(yīng)的原理，利用有交流電通過的線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)能在金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦流，渦流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，倒過來影響原來的磁場(chǎng)，引發(fā)探測(cè)器發(fā)出鳴聲，故B錯(cuò)誤；

C、微安表在運(yùn)輸時(shí)需要把正負(fù)接線柱短接，鋁框做骨架，當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致鋁框的磁通量變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到安培阻力，起到電磁阻尼作用，使其很快停止擺動(dòng)，因此，利用電磁阻尼保護(hù)指針，故C正確；

D、變壓器的鐵芯通常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊合而成是為了增大電阻，減小渦流，不會(huì)改變電阻率，防止在鐵芯中產(chǎn)生過大渦流，故D錯(cuò)誤．

故選：C。

渦流會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生大量的熱量；金屬探測(cè)器利用電磁感應(yīng)的原理，利用有交流電通過的線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)能在金屬物體內(nèi)部能產(chǎn)生渦流，渦流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，倒過來影響原來的磁場(chǎng)；根據(jù)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，出現(xiàn)感應(yīng)電流，進(jìn)而受到安培阻力，阻礙指針的運(yùn)動(dòng)；變壓器的鐵芯用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊合而成是為了減小渦流。

本題考查電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用，學(xué)生需掌握渦流的原理及應(yīng)用，同時(shí)理解電磁阻尼的原理。2.【答案】C

【解析】解：A、第1s末和第5s末擺球位于關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩個(gè)位置，故A錯(cuò)誤；

B、0～1s的時(shí)間內(nèi)，位移x逐漸增大，由F=?kx知擺球的回復(fù)力逐漸增大，故B錯(cuò)誤；

C、設(shè)振幅為A，則t=3s時(shí)，擺球的位移為x=Asin34π=3.【答案】C

【解析】解：如圖所示，它不是正弦式電流，取一個(gè)周期進(jìn)行分段，

在0～1×10?2s是正弦式電流，則電壓的有效值等于62=32V。

在1×10?2s～3×10?2s4.【答案】C

【解析】解：A、兩列簡(jiǎn)諧波傳播速度大小相同，由題圖可知兩者的波長(zhǎng)不同，則兩者的頻率不同，故兩波相遇后不能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，故A錯(cuò)誤；

B、質(zhì)點(diǎn)在平衡位置附近沿y軸方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，不會(huì)隨波移動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)K不會(huì)運(yùn)動(dòng)到M的位置，故B錯(cuò)誤；

C、由同側(cè)法或平移法，結(jié)合波的傳播方向判斷，t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)L向+y方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)Q向?y方向運(yùn)動(dòng)，可知兩者的運(yùn)動(dòng)方向相反，故C正確；

D、由題圖可知兩列波的振幅都是10cm，故D錯(cuò)誤。

故選：C。5.【答案】C

【解析】解：A、由圖像得，T2時(shí)刻，磁通量最大，線框平面位于中性面，故A錯(cuò)誤；

B、角速度ω=2πT

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=BSω=Φmω=2πΦmT

故B錯(cuò)誤；

C、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=Em2=2πΦmT

6.【答案】CD【解析】解：AB、由圖可知：a點(diǎn)是波谷與波谷相遇點(diǎn)，c點(diǎn)是波峰和波峰的相遇點(diǎn)，a、c兩點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，e在ac連線上，處于振動(dòng)加強(qiáng)的區(qū)域，所以e點(diǎn)振動(dòng)加強(qiáng)。b、d兩點(diǎn)是波峰與波谷相遇點(diǎn)，則b、d兩點(diǎn)的振動(dòng)減弱，f點(diǎn)位于振動(dòng)減弱點(diǎn)的連線上，故f點(diǎn)的振動(dòng)也減弱，故AB錯(cuò)誤；

C、振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的區(qū)域位置是固定不變的，故C正確；

D、根據(jù)波動(dòng)規(guī)律可知，經(jīng)半個(gè)周期后，原來位于波峰的點(diǎn)將位于波谷，原來位于波谷的點(diǎn)將位于波峰，故D正確。

故選：CD。

7.【答案】BD【解析】解：A、分析波形圖可知，波剛好傳到P點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，故波源的起振方向沿y軸正方向，故A錯(cuò)誤。

B、t=0.3s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)負(fù)方向最大位移處，則振動(dòng)了34個(gè)周期，即T=0.4s，分析波形圖可知，波長(zhǎng)λ=4m，則波速v=λT=40.4m/s=10m/s，故B正確。

C8.【答案】BC【解析】解：A、設(shè)導(dǎo)體框的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，以速度v向上勻速拉出磁場(chǎng)時(shí)，由法拉第電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律可得，導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差為：U1=14E1=14BLv

以4v的速度向右勻速拉出磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體框ad邊兩端電勢(shì)差為：U2=34E2=34BL×4v=3BLv

則：U1：U2=1：12，故A錯(cuò)誤；

B、通過導(dǎo)體框截面的電荷量為：q=It

由閉合電路歐姆定律可得：I=ER

由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：E=ΔΦΔt

而磁通量的變化為：ΔΦ=BL2

聯(lián)立解得：q9.【答案】2

4π2(L+d2【解析】解：(1)擺球選擇質(zhì)量大一些體積小些，擺長(zhǎng)選擇1m左右的細(xì)線，單擺擺動(dòng)時(shí)最大擺角為5度，全振動(dòng)的次數(shù)為30次以上為宜，故選擇第2組數(shù)據(jù)。

(2)根據(jù)單擺的周期公式有：T=2πL+d2g，又T=tn，解得重力加速度g=4π2(L+d2)n2t2。

(3)根據(jù)單擺的周期公式T=2πLg得，g=4π2LT2。

A、實(shí)驗(yàn)室處在高山上，距離海面太高，重力加速度測(cè)量值偏小，故A錯(cuò)誤。

B、單擺擺球質(zhì)量太大不影響重力加速度的測(cè)量，故B錯(cuò)誤。

C、實(shí)際測(cè)出n次全振動(dòng)的時(shí)間t，誤作為(n+l)次全振動(dòng)的時(shí)間，則周期的測(cè)量值偏小，導(dǎo)致重力加速度測(cè)量值偏大，故C正確。

D、以擺線作為擺長(zhǎng)來計(jì)算，則擺長(zhǎng)的測(cè)量值偏小，導(dǎo)致重力加速度測(cè)量值偏小，故D錯(cuò)誤。

故選：C。

(4)根據(jù)單擺的周期公式T=10.【答案】解：(1)已知在t=0時(shí)刻，x=0.9m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波形平移法可知，該波沿x軸負(fù)方向傳播。

(2)波的傳播具有周期性，t1=0時(shí)刻的波形沿x軸負(fù)方向至少平移四分之一波長(zhǎng)得到t2=0.06s時(shí)刻的波形，即至少經(jīng)歷時(shí)間為四分之一周期，設(shè)波的周期為T，則有

(n+14)T=0.06s，(n=0,1,2…)

解得：T=0.244n+1s，(n=0,1,2…)

當(dāng)n=0時(shí)，T取最大值，且【解析】(1)已知在t=0時(shí)刻，x=0.9m處的質(zhì)點(diǎn)向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)波形平移法判斷該波的傳播方向；

(211.【答案】解：(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率為P=78kW，由圖乙知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值為：U=26022V=260V

則升壓變壓器原線圈上的電流：I1=PU=78×103260A=300A

發(fā)電機(jī)到升壓變壓器間兩條輸電線的總電阻為：r=0.2Ω，

則升壓變壓器原線圈上的電壓：U1=U?I1r=260V?300×0.2V=200【解析】(1)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，對(duì)于只有一個(gè)副線圈，電壓、電流與匝數(shù)關(guān)系為n1n2=U1U212.【答案】解：(1)①金屬棒在彎曲光滑導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)的過程中，機(jī)械能守恒，設(shè)其剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí)速度為v0，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，電路中的電流為I．

由機(jī)械能守恒mgh=12mv02，解得v0=2gh

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv0，對(duì)回路有：I=E2R

解得：I=BL2gh2R

②對(duì)金屬棒b：所受安培力F=2BIL

又因I=BL2gh2R

金屬棒b棒保持靜止的條件為F≤15mg

解得h≤gm2R250B4L4

(