安徽省合肥市廬江縣2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題

20232024學(xué)年度第二學(xué)期第一次集體練習(xí)高二物理一、單選題（每題4分，8小題，共計(jì)32分）1.如圖所示質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子僅受洛倫茲力的作用，運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是（）A.M帶負(fù)電，N帶正電B.M的速率小于N的速率C.洛倫茲力對(duì)M、N做正功D.M在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比N長(zhǎng)【答案】A【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可知M帶負(fù)電，N帶正電，故A正確；B．根據(jù)可得由圖可知M的速率大于N的速率，故B錯(cuò)誤；C．洛倫茲力對(duì)M、N做不做功，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知M在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間與N相同，故D錯(cuò)誤。故選A。2.如圖所示，條形磁鐵放在水平桌面上，其正上方略偏右處固定一根直導(dǎo)線，導(dǎo)線和磁鐵垂直，并通以垂直紙面向外的電流，則（）A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小 B.磁鐵對(duì)桌面的壓力不變C.桌面受向左的摩擦力 D.桌面受向右的摩擦力【答案】C【解析】【詳解】在磁鐵外部，磁感線從N極指向S極，導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)向右斜向下，導(dǎo)線電流垂直于紙面向外，由左手定則可知，導(dǎo)線受到的安培力向右斜向上，由牛頓第三定律可知，導(dǎo)線對(duì)磁鐵的作用力向左斜向下，磁鐵保持靜止，故磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，磁鐵受到向右摩擦力。根據(jù)牛頓第三定律可知，桌面受向左的摩擦力。故選C。3.如圖所示為直流電動(dòng)機(jī)物理模型，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，均勻?qū)Ь€制成的正方形線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N，總電阻為R。兩固定磁極提供磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，閉合開關(guān)，下列說法正確的是（）A.要使線框順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)起來，左磁極就為N極B.滑動(dòng)變阻器電阻調(diào)為0，則閉合開關(guān)瞬間，線圈剛要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)軸平行的一根導(dǎo)線受到的安培力大小為C.要提高線框轉(zhuǎn)速，滑動(dòng)變阻器的觸片從左向右滑動(dòng)D.若將電源和磁極同時(shí)改變方向，線框仍做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)【答案】D【解析】【詳解】A．要使線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則線圈左端受到向上的安培力，線圈左端電流流向里面，則根據(jù)左手定則，磁場(chǎng)方向應(yīng)為從右往左，則左磁極就為S極，A錯(cuò)誤；B．電流大小為與轉(zhuǎn)軸平行的一根導(dǎo)線受到的安培力大小為B錯(cuò)誤；C．要提高線框轉(zhuǎn)速，則要增大電流，減小電阻，則要滑動(dòng)變阻器的觸片從右向左滑動(dòng)，C錯(cuò)誤；D．若將電源和磁極同時(shí)改變方向，則磁場(chǎng)方向與電流方向都改變了，線框受力方向不變，仍做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，D正確；故選D。4.水平桌面上固定一根絕緣長(zhǎng)直導(dǎo)線，矩形導(dǎo)線框abcd靠近長(zhǎng)直導(dǎo)線固定桌面上，如圖甲所示。當(dāng)長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流按圖乙的規(guī)律變化時(shí)（圖甲所示電流方向?yàn)槠湔较颍?，則（）A.，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda B.，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcdaC.，線框所受安培力方向一直向左 D.，線框所受安培力方向一直向右【答案】B【解析】【詳解】A．，穿過線圈的磁通量向里增加，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍dcba，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．，穿過線圈的磁通量向里減小，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，選項(xiàng)B正確；C．，穿過線圈的磁通量向外增加，根據(jù)楞次定律可知，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，根據(jù)左手定則，ad受安培力向右，bc受安培力向左，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向一直向右，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．，線框內(nèi)電流的方向?yàn)閍bcda，根據(jù)左手定則，ad受安培力向左，bc受安培力向右，因ad邊受安培力大于bc邊受的安培力，可知線框所受安培力方向向左，可知，線框所受安培力方向先向左后向右，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。5.在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一圓形導(dǎo)體環(huán)，導(dǎo)體環(huán)面積為，導(dǎo)體環(huán)的總電阻為。磁場(chǎng)向上為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化如乙圖所示，。下列說法正確的是（）A.時(shí)，導(dǎo)體環(huán)中電流為零B.第2s內(nèi)，導(dǎo)體環(huán)中電流俯視順時(shí)針方向C.第3s內(nèi)，導(dǎo)體環(huán)中電流的大小為0.1AD.第4s內(nèi)，通過導(dǎo)體環(huán)中某一截面的電荷量為零【答案】B【解析】【詳解】A．時(shí)，穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量變化率不為零，則導(dǎo)體環(huán)中感應(yīng)電流不為零，A錯(cuò)誤；B．第2s內(nèi)，向上穿過導(dǎo)體環(huán)的磁通量增大，根據(jù)楞次定律感應(yīng)磁場(chǎng)方向向下，由安培定則可知，導(dǎo)體環(huán)中電流為俯視順時(shí)針方向，B正確；C．第3s內(nèi)，導(dǎo)體環(huán)中電流大小為C錯(cuò)誤；D．第3s內(nèi)與第4s內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流相同，則第4s內(nèi)，通過導(dǎo)體環(huán)中某一截面的電荷量為D錯(cuò)誤；故選B。6.一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動(dòng)?？砂延未?dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為，周期為。當(dāng)船位于最高點(diǎn)時(shí)，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過時(shí)，游客能舒服地登船。在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)間是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】把游船浮動(dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從船上升到最高點(diǎn)時(shí)計(jì)時(shí)，其振動(dòng)方程為代入得當(dāng)時(shí)，可解得故在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)間是s或共2s的時(shí)間。故選A。7.如圖甲所示，以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，彈簧振子在A、B兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，圖乙為這個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像，下列說法中錯(cuò)誤的是（）A.在t=0.2s時(shí)，小球的加速度為正向最大B.在t=0.1s與t=0.3s兩個(gè)時(shí)刻，小球在同一位置C.從t=0到t=0.2s時(shí)間內(nèi)，小球做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)D.在t=0.6s時(shí)，彈簧振子有最大的彈性勢(shì)能【答案】A【解析】【詳解】A．在t=0.2s時(shí)，小球的位移為正向最大值，由小球的加速度為負(fù)向最大，A錯(cuò)誤；B．在t=0.1s與t=0.3s兩個(gè)時(shí)刻，小球的位移相同，說明小球在同一位置，B正確；C．從t=0到t=0.2s時(shí)間內(nèi)，小球從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)，位移逐漸增大，加速度逐漸增大，加速度方向與速度方向相反，小球做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，C正確；D．在t=0.6s時(shí)，小球的位移為負(fù)最大值，即彈簧的形變量最大，彈簧振子的彈性勢(shì)能最大，D正確。故選A。8.如圖所示，先后以恒定的速度和把一個(gè)正方形金屬線框水平拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，且，則在先后兩種情況（）A.線框中電功率之比 B.線框中的感應(yīng)電流之比C.線框中產(chǎn)生的熱量之比 D.通過線框某截面的電荷量之比【答案】C【解析】【詳解】C．因?yàn)檎叫谓饘倬€框被勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，則有根據(jù)可得以及可知故A錯(cuò)誤；B．因?yàn)樗怨蔅錯(cuò)誤；C．線框中產(chǎn)生的熱量所以故C正確；D．根據(jù)可得故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題（每題5分，有多項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分，共10分）9.如圖為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，線圈的匝數(shù)、總電阻，線圈圍成的面積。線圈兩端與阻值的電阻相連，交流電壓表可視為理想電表。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，圖示位置矩形線圈與磁感線平行。則（）A.圖示位置，線圈中的電流最大，電流方向?yàn)锽.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，通過線圈的磁通量隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為C.電路中交流電壓表的示數(shù)為D.線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電荷量為【答案】ACD【解析】【詳解】A．圖示位置磁通量為零，電動(dòng)勢(shì)最大，電流最大，根據(jù)右手定則可知，線圈中電流方向?yàn)椋珹正確；B．從圖示位置開始計(jì)時(shí)，通過矩形線圈的磁通量隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為B錯(cuò)誤；C．電動(dòng)勢(shì)的最大值則電動(dòng)勢(shì)的有效值由閉合電路歐姆定律，可得電路中交流電壓表的示數(shù)C正確；D．線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電荷量D正確。故選ACD。10.如圖所示為一款近期火爆的玩具“彈簧小人”，由頭部、彈簧和底部組成，頭部的質(zhì)量為m，底部質(zhì)量為M，彈簧質(zhì)量不計(jì)。初始時(shí)，“彈簧小人”靜止于水平桌面上?，F(xiàn)用手緩慢輕壓頭部至適當(dāng)位置后由靜止釋放，頭部不停上下振動(dòng)，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，不計(jì)一切摩擦力和空氣阻力，重力加速度為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。則下列說法正確的是（）A.若剛釋放頭部時(shí)，頭部的加速度大小為，則頭部振動(dòng)的振幅為B.若剛釋放頭部時(shí)，頭部的加速度大小為，則用手緩慢輕壓頭部過程中，手對(duì)頭部做的功為C.若頭部在振動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)底部恰好不離開桌面，則頭部在最高點(diǎn)的加速度為D.若頭部在振動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)底部恰好不離開桌面，則剛釋放頭部時(shí)彈簧的壓縮量為【答案】BC【解析】【詳解】將彈簧小人簡(jiǎn)化如圖所示模型A．如圖a對(duì)應(yīng)彈簧小人靜止時(shí)，如圖b對(duì)應(yīng)剛釋放頭部時(shí)，如圖c對(duì)應(yīng)頭部到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)。對(duì)圖b中的頭部其中解得振幅故A錯(cuò)誤；B．將頭部從平衡位置按壓至最低點(diǎn)過程中，手對(duì)頭部的壓力與頭部的回復(fù)力大小相等，此過程中，手對(duì)頭部壓力的平均值為則手對(duì)頭部做功為故B正確；C．圖c狀態(tài)時(shí)底部恰不離開桌面，則其他狀態(tài)時(shí)底部也不離開桌面。設(shè)此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為，頭部的加速度為，對(duì)M對(duì)m解得由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，頭部在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)的加速度大小相等、方向相反，故C正確；D．圖b中m的加速度大小也為設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為，對(duì)m解得故D錯(cuò)誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題（兩小題，共計(jì)14分）11.用圖示裝置完成“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”：（1）用游標(biāo)尺上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑，結(jié)果如圖甲所示，可讀出擺球的直徑為______cm；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置激光光源與光敏電阻，如圖乙所示，光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t的變化圖線如圖丙所示，則該單擺的周期為______。（3）若把該裝置放到正在勻加速上升的電梯中，用完全相同的操作重新完成實(shí)驗(yàn)，圖像中將______（選填“變大”“不變”或“變小”），圖像中將______（選填“變大”“不變”或“變小”）。【答案】①.1.87②.2t0③.變?、?變小【解析】【詳解】（1）[1]擺球的直徑為d=1.8×10mm+0.1mm×7=18.7mm=1.87cm（2）[2]由圖可知，該單擺的周期為T=2t0（3）[3]若把該裝置放到正在勻加速上升的電梯中，則等效重力加速度變?yōu)間＇=g+a>g則用完全相同的操作重新完成實(shí)驗(yàn)，則擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度變大，則遮光時(shí)間變短，即圖像中將變小，單擺的周期變小，可知圖像中將變小。12.有一臺(tái)內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給一學(xué)校照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為4Ω。全校共有22個(gè)班，每班有“220V40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則降壓變壓器的輸出功率為___________，輸電線損失的功率為_____________?！敬鸢浮竣?5280W②.144W【解析】【詳解】[1]要保證全部電燈正常發(fā)光，則降壓變壓器的輸出功率為[2]全部電燈正常發(fā)光，則降壓變壓器輸出電壓為根據(jù)匝數(shù)比可知降壓變壓器輸入電壓為輸入功率所以輸電線上的電流為輸電線上損失的電壓為輸電線上損失的功率為四、解答題（3小題，共計(jì)44分）13.如圖甲，O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，將力傳感器接在擺球與O點(diǎn)之間?，F(xiàn)將擺球拉到A點(diǎn)，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的A、C之間來回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置。圖乙表示細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，圖中t=0為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，g取10m/s2。（1）求單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng)；（2）求擺球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度?！敬鸢浮浚?）s，0.4m；（2）0.283m/s【解析】【詳解】（1）小球在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過最低點(diǎn)，由圖乙可知該單擺的周期由單擺的周期公式解得（2）在最高點(diǎn)A，沿著擺線的方向根據(jù)平衡條件有在最低點(diǎn)B，由牛頓第二定律有從A到B，機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得聯(lián)立三式解得14.如圖所示，傾角為的足夠長(zhǎng)的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一擋板，質(zhì)量為m的木塊甲緊靠擋板放置，輕質(zhì)彈簧一端與木塊甲相連，另一端與質(zhì)量為m的木塊乙相連，彈簧勁度系數(shù)為k。開始時(shí)兩木塊均靜止，用沿斜面向下的力緩慢推物體乙，到某一位置后撤去該力，將該時(shí)刻記為。此后木塊乙在斜面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，此時(shí)木塊甲恰要離開擋板。已知重力加速度為g．求：（1）木塊乙做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T；（2）時(shí)刻木塊甲對(duì)擋板壓力F的大??；（3）木塊乙與最高點(diǎn)距離為的時(shí)刻t?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）或，其中【解析】【詳解】（1）木塊乙從最低點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)間為半個(gè)周期，因此可知乙做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為（2）設(shè)木塊乙原來靜止時(shí)，彈簧的壓縮量為，對(duì)乙根據(jù)平衡條件有運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量為，對(duì)甲根據(jù)平衡條件有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振幅時(shí)刻，擋板對(duì)甲的支持力解得根據(jù)牛頓第三定律，甲對(duì)擋板的壓力大?。?）以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，以沿斜面向下為軸的正方向，則簡(jiǎn)諧振動(dòng)的方程為當(dāng)?shù)谝淮螘r(shí)，；當(dāng)?shù)诙螘r(shí)，，考慮到簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期性，則有或，其中15.如圖所示，有一對(duì)平行金屬板，兩板相距d，電壓為U，兩板之間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里。平行金屬板右側(cè)圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓心為O，半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度大