安徽省十联考2022-2023学年高二下学期期中物理试题

试卷更新日期：2023-06-01 类型：期中考试

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一、单选题

1. 如图是电磁波发射电路中的 $L C$ 电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是（）

A、线圈中的磁场向上且正在增强 B、电容器中的电场向下且正在减弱 C、若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大 D、若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小

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2. 如图甲所示，粗细均匀绝缘导线弯成正方形线框a和内切圆形线框b，两线框在同一平面内，磁场方向垂直于线框所在平面，磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示，两线框产生感应电动势分别为 $E_{a}$ 和 $E_{b}$ ，感应电流大小分别为 $I_{a}$ 和 $I_{b}$ ，以下说法正确的是（　　）

A、 $E_{a} ： E_{b} = π ： 4$ B、 $E_{a} ： E_{b} = 2 ： π$ C、 $I_{a} ： I_{b} = 1 ： 1$ D、 $I_{a} ： I_{b} = 2 ： 1$

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3. 如图所示，理想变压器原线圈接入有效值恒定的正弦交流电，副线圈接入滑动变阻器 $R^{'}$ 和定值电阻R。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（　　）

A、电流表 $A_{1}$ 示数增大 B、电流表 $A_{2}$ 示数减小 C、原线圈输入功率先增大后减小 D、定值电阻R消耗的功率先减小后增大

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4. 如图1、2分别是甲、乙两种交流电的 $i - t$ 关系图像，则甲、乙两种交流电的有效值之比为（　　）

A、 $\sqrt{3} ： \sqrt{2}$ B、 $\sqrt{30} ： 6$ C、 $2 ： \sqrt{2}$ D、1：1

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5. 如图所示，水平面上放置光滑竖直圆弧轨道abc，b点为轨道最低点，弧abc对应的圆心角很小，第一次将小球放置在a点无初速度释放，小球到达最低点b所用时间为 $t_{1}$ ；然后在ab两点搭建光滑斜面，第二次将小球放置在a点无初速度释放，小球沿斜面到达最低点b所用时间为 $t_{2}$ ，小球可视为质点，则 $\frac{t_{1}}{t_{2}}$ 为（　　）

A、1 B、 $\frac{π}{4}$ C、 $\frac{4}{π}$ D、 $\frac{π}{2}$

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6. 如图所示，“品”字型线框abcdefgh高为2L，宽为3L，单位长度阻值相同，长度为L的线框对应电阻为R，线框在外力作用下以速度v匀速进入匀强磁场，磁感应强度大小为B，从ab边进磁场开始计时，线框电动势e、电流i、线框的热功率P、外力F随时间t变化规律如选项图所示，规定线框中电流顺时针方向为正，下列图像正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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7. 如图所示，在平面直角坐标系第一象限内某区域充满了垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小 $B = 2 T$ ，一群相同带电粒子从y轴的10cm~20cm范围内，以速度 $v = 20 m / s$ 沿x轴正方向进入第一象限，所有粒子均通过x轴上同一点而离开磁场，已知粒子电量 $q = 0.1 C$ ，质量 $m = 0.001 k g$ ，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是（　　）

A、该区域磁场的最小面积为 $(2 + π) \times 1 0^{- 2} (m^{2})$ B、粒子在磁场中运动最长时间为 $\frac{3 π}{400} s$ C、粒子在磁场中运动最短时间为 $\frac{π}{200} s$ D、粒子在磁场中动量变化量的最大值为 $4 \times 1 0^{- 2} k g \cdot m / s$

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二、多选题

8. 如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为 $L = 2 m$ ，左端连接电阻 $R = 3 Ω$ ，轨道平面内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化规律为 $B = 2 t (T)$ ，导体棒ab放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，导体棒质量 $m = 4 k g$ ，电阻为 $r = 1 Ω$ ，初始时导体棒位于导轨左端。在平行于导轨外力作用下，导体棒沿导轨以速度 $v = 2 m / s$ 向右做匀速运动，运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。设金属导轨足够长，不计导轨电阻和空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A、导体棒中感应电流I随时间t变化规律为 $I = 2 t (A)$ B、导体棒所受拉力F随时间t变化规律为 $F = 8 t^{2} (N)$ C、0~2s内通过电阻R的电量为8C D、 $t = 2 s$ 时外力的瞬时功率为128W

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9. 如图所示，水平面上固定着两根足够长的光滑平行导槽，质量为2m的U形管恰好能在两导槽之间自由滑动，一质量为m的小球沿水平方向，以初速度 $v_{0}$ 从U形管的一端射入，从另一端射出。已知小球的半径略小于管道半径，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）

A、该过程中，小球与U形管组成的系统机械能守恒 B、小球从U形管的另一端射出时，速度大小为 $\frac{2 v_{0}}{3}$ C、小球运动到U形管圆弧部分的最左端时，速度大小为 $\frac{\sqrt{7}}{3} v_{0}$ D、从小球射入至运动到U形管圆弧部分的最左端的过程中，平行导槽受到的冲量大小为 $\frac{\sqrt{6} m v_{0}}{3}$

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10. 如图所示，三个半径均为R圆形区域I、II、III，圆形区域两两相切，圆心分别为 $O_{1}$ 、 $O_{2}$ 、 $O_{3}$ ，区域I、III内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为 $B_{0}$ ，一粒子以速度 $v_{0}$ 沿 $O_{1} O_{3}$ 方向从区域I边界进入磁场，通过三个区域后沿 $O_{1} O_{3}$ 方向从区域III边界射出，已知粒子电量为q，质量为m，不考虑重力，则以下说法正确的是（　　）

A、区域II磁场方向垂直纸面向里 B、区域II磁感应强度大小为 $3 B_{0}$ C、粒子从进入磁场到离开磁场所用时间为 $\frac{8 π m}{9 q B_{0}}$ D、粒子在区域II中速度变化量为 $v_{0}$

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三、实验题

11. 如图（1）所示，实验小组通过拉力传感器探究直线电流周围磁感应强度大小规律，将直导线ab直线固定，通过开关接上直流电源，选取一小段长度为L的直导线cd接入电路，并在中点处与拉力传感器相连，拉力传感器接入计算机中，测出直导线ab中通过大的电流强度为 $I_{1}$ ，直导线cd中通过小的电流强度为 $I_{2}$ ，将导线cd围绕中点O垂直纸面缓慢旋转90°过程中，得到拉力传感器读数随转过角度变化关系如图（2）所示；若将导线cd沿纸平面缓慢向右移动距离x时，得到拉力传感器读数随距离倒数变化关系如图（3）所示，不考虑导线cd所产生的磁场。

(1)、初始时导线cd所在位置的磁感应强度大小为；

(2)、导线cd旋转90°时，O点磁感应强度方向；

(3)、直线电流产生磁场的磁感应强度大小与离导线距离x成（填“正比”或“反比”）。

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12. 实验小组利用如图（1）所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验，考虑到摆长和周期的测量对实验结果的影响，对实验进行了改进，在细线上端固定拉力传感器，传感器连接计算机，用天平测出小球质量为m，将小球拉偏平衡位置一定夹角（角度很小）无初速度释放，待小球稳定后，通过拉力传感器测出其读数随时间变化图像如图（2）所示，不考虑空气阻力。

(1)、下列操作可以减小误差影响的是____；

A、小球应选重而小的钢球 B、小球的摆动平面必须为竖直面 C、摆球从平衡位置拉开任意角度后释放

(2)、单摆的周期为；

(3)、当地重力加速度为；单摆的摆长为；小球摆动的最大偏角的余弦值为。（用 $F_{0}$ ， $m$ ， $t_{0}$ 表示）

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四、解答题

13. 导轨a、b由半径为 $r = 0.4 m$ 的四分之一光滑圆弧平行导轨与水平导轨组成，其右端与水平导轨c、d良好衔接，导轨a、b部分宽度为 $L_{1} = 2 m$ ，导轨c、d部分宽度为 $L_{2} = 1 m$ ，金属棒P和Q质量分别为 $M = 2 k g$ 和 $m = 1 k g$ ，电阻大小均为 $R = 1 Ω$ ， Q棒静止在c、d导轨上并被锁定，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为 $B = 1 T$ 。现将P棒从圆弧导轨圆心等高处无初速释放，经过 $t = 1 s$ 时间P棒到达轨道最低点，此时P棒对导轨压力为其重力的两倍，同时Q棒解除锁定，两棒运动过程始终保持平行，水平导轨均足够长，且P棒始终在ab上运动，Q棒始终在cd上运动，全属棒与轨道接触良好，不考虑一切摩擦，经过足够长时间后，重力加速度为g取 $10 m / s^{2}$ （结果可用分数表示），求：

(1)、解除锁定前通过棒的电量；

(2)、解除锁定前P棒所受安培力和支持力的合力冲量大小；

(3)、两金属棒最终速度大小。

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14. 如图所示，在平面内x轴与MN边界之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域的宽度为d，x轴下方和MN边界上方的空间有两个匀强电场，场强大小相等，方向与y抽平行， $t = 0$ 时刻，质量为m、电荷量为 $+ q$ 的粒子从P点沿x轴正方向射入电场，从x轴上Q点进入磁场，进入磁场时速度大小为v，方向与x轴正方向夹角为60°，然后垂直于MN边界进入上方电场，Q点坐标为 $(d ， 0)$ ，粒子重力不计，求：

(1)、匀强电场的场强大小E；

(2)、匀强磁场的磁感应强度大小B；

(3)、粒子经过x轴的横坐标。

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15. 如图所示，质量为 $m_{2} = 2 k g$ 的木板B静止在光滑水平地面上，其右端d处（d大小可调节）用锁扣固定滑块C，质量 $m_{1} = 4 k g$ 的小滑块A（可视为质点）静止于木板左端，现水平向右迅速敲击小滑块A，打击冲量大小 $I = 24 N \cdot s$ 使小滑块向右运动。已知滑块与木板间动摩擦因数为 $μ = 0.4$ ，整个过程中滑块A始终未滑离木板B，木板与右侧滑块C碰撞中没有机械能损失且碰撞时间极短可忽略，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。

(1)、多次碰撞后小滑块A未滑离木板B，求木板的最短长度；

(2)、若 $d = 4 m$ ，多次碰撞后滑块A和木板B最终均静止，求整个过程中木板B的总路程。

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