四川省成都市天府新区实外高级名校2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

试卷更新日期：2024-06-19 类型：期中考试

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一、单项选择题（本题共8小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共32分）

1. 关于产生感应电流的条件，下列说法中正确的是（　　）

A、只要闭合电路在磁场中运动，闭合电路中就一定有感应电流 B、只要闭合电路中磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流 C、只要导体做切割磁感线运动，就有感应电流产生 D、只要有磁感线穿过闭合电路，闭合电路中就有感应电流

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2. 如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到（）

A、拨至M端或N端，圆环都向左运动 B、拨至M端或N端，圆环都向右运动 C、拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动 D、拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动

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3. 题图为发射电磁波的LC振荡电路，某时刻电路中电流方向如图所示，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则下列说法正确的是（）

A、电容器正在放电 B、电流正在减小 C、线圈中的磁场能正在增大 D、电容器中的电场能正在减小

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4. 某同学用粗细均匀的金属丝弯成如图所示的图形，两个正方形的边长均为L，A、B两点之间的距离远小于L，在右侧正方形区域存在均匀增强的磁场，磁感应强度随时间的变化率 $\frac{Δ B}{Δ t} = k$ ，则A、B两点之间的电势差 $U_{A B}$ 为（）

A、 $\circ$ B、 $\frac{k L^{2}}{2}$ C、 $- k L^{2}$ D、 $- \frac{k L^{2}}{2}$

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5. 图甲是同种规格的电阻丝制成的闭合线圈，其中有垂直于线圈平面的匀强磁场，图乙为线圈中的磁感应强度B（取垂直线圈平面向内为正方向）随时间t变化的关系图像。则下列关于线圈中的感应电动势E、感应电流i、磁通量 $Φ$ 及线圈bc边所受的安培力F随时间变化的关系图像中正确的是（取顺时针方向为感应电流与感应电动势的正方向，水平向左为安培力的正方向）（）

A、 B、 C、 D、

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6. A和L是日光灯的灯管和镇流器，如果按图所示的电路连接，下列关于日光灯发光情况的叙述中，正确的是( )

A、只把S₁接通，S₂、S₃不接通，日光灯就能正常发光 B、把S₁和S₂接通后，S₃不接通，日光灯就能正常发光 C、S₃不接通，接通S₁和S₂后再断开S₂ ，日光灯就能正常发光 D、当日光灯正常发光后，再接通S₃ ，日光灯仍能正常发光

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7. 如图所示，理想变压器的原，副线圈匝数之比为5∶1，R₂=5Ω，现在电源输入电压如图乙所示的交流电，电流表和电压表均为理想电表，电流表A₂的示数为4A。下列说法正确的是（　　）

A、电压表V₁的示数是120V B、电阻R₁的值为275Ω C、电路消耗的总功率是80W D、若R₂的阻值增大，则电压表V₂的示数将增大

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8. 如图所示，一平行金属轨道平面与水平面成θ角，两道轨上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上。质量为m的金属杆ab ，从距离地面高度h处静止释放，下滑一段距离后达到最大速度v_m并刚好到达轨道底端，若运动过程中，金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，且轨道与金属杆的电阻均忽略不计，摩擦力恒为f。则从开始下滑到达到最大速度的过程中（　　）

A、金属杆做匀加速直线运动 B、电路产生的焦耳热等于 $m g h - \frac{1}{2} m v_{m}^{2} - f \frac{ℏ}{c o s θ}$ C、金属杆损失的机械能等于 $m g h - \frac{1}{2} m v_{m}^{2}$ D、金属杆所受安培力的冲量大小为 $m v_{m}$

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二、多项选择题（本题共3小题。每小题有两个正确选项，选对但不全得3分，全部选对得5分，不选或错选得0分，共15分）

9. “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜（FAST）。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　）

A、电磁波在任何介质中传播速度均为 $3 \times 1 0^{8} m / s$ B、红外线的波长比紫外线大 C、麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 D、赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论

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10. 如图所示，两根足够长、间距为L的光滑竖直平行金属导轨，导轨上端接有开关、电阻、电容器，其中电阻的阻值为R₁ ，电容器的电容为C（不会被击穿），金属棒MN水平放置，质量为m ，空间存在垂直轨道向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场，不计金属棒和导轨的电阻。闭合某一开关，让MN沿导轨由静止开始释放，金属棒MN和导轨始终接触良好，下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

A、只闭合开关S₁ ，金属棒MN做匀加速直线运动 B、只闭合开关S₂ ，金属棒MN做匀减速直线运动。 C、只闭合开关S₁ ，金属棒MN下降高度为h时速度为v ，则所用时间 $t = \frac{v}{g} + \frac{B^{2} L^{2} h}{m g R}$ D、只闭合开关S₂ ，通过金属棒MN的电流 $I = \frac{m g C B L}{m + C B^{2} L^{2}}$

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11. 某探究小组设计如图乙所示电路模拟远距离输电。 $T_{1}$ 、 $T_{2}$ 为理想变压器， $T_{1}$ 输入的电压如图甲所示。 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 是完全相同的灯泡，额定电压和功率分别为 $22 V$ 、 $60 W$ ； $R_{0}$ 是输电线的总电阻。滑动触头 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 处于图示位置时，只闭合 $S_{1}$ ， $L_{1}$ 恰好正常发光，若再闭合 $S_{2}$ ，则（　　）

A、 $T_{2}$ 的输出电压不变 B、输电过程中的能量损耗增大 C、若要 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 保持正常发光，可适当将 $P_{1}$ 向上移动 D、若要 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 保持正常发光，则 $P_{1}$ 端输入电流的有效值一定大于 $0.31 A$

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三、实验题（本题共2小题。12题6分，13题8分）

12. 某实验小组利用传感器来探究弹力与弹簧伸长的关系。如图甲所示，先将轻弹簧上端通过力传感器固定在水平的长木板A上，下端自由下垂，将距离传感器轻轻靠近轻弹簧下端。当力传感器示数为零时，距离传感器的示数为x₀；然后再将轻弹簧下端与距离传感器固定，下面连接轻质木板B，距离传感器可以测量出其到力传感器的距离x ，木板B下面用轻细绳挂住一小桶C。

(1)、逐渐往小桶C内添加细沙，记录相应的力传感器的示数F和距离传感器的示数x。作出 $F - x$ 图像如图乙所示。由图及相关信息可知，弹簧的劲度系数k=N/m。

(2)、将该弹簧应用到电子秤上，如图丙所示（两根弹簧）。闭合开关S，称不同物体的质量时，滑片P上下滑动，通过电子显示器得到示数。弹簧处于自然伸长状态时，滑片P位于R的最上端，通过验证可知，电子显示器的示数I与物体质量m的关系为 $m = a k - \frac{b k}{I}$ （a、b均为常数，k为轻弹簧的劲度系数），则滑动变阻器R的长度L= ，电源电动势E=。（保护电阻和滑动变阻器最大阻值均为R₀ ，电源内阻不计，已知当地重力加速度为g）

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13. 某同学用激光笔和透明长方体玻璃砖测量玻璃的折射率，实验过程如下：

(1)、将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界

(2)、①激光笔发出的激光从玻璃砖上的 $M$ 点水平入射，到达 $e f$ 面上的 $O$ 点后反射到 $N$ 点射出．用大头针在白纸上标记 $O$ 点、 $M$ 点和激光笔出光孔 $Q$ 的位置
②移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作 $Q M$ 连线的延长线与 $e f$ 面的边界交于 $P$ 点，如图（a）所示
③用刻度尺测量 $P M$ 和 $O M$ 的长度 $d_{1}$ 和 $d_{2}$ ． $P M$ 的示数如图（b）所示， $d_{1}$ 为 $c m$ 。测得 $d_{2}$ 为 $3.40 c m$

(3)、利用所测量的物理量，写出玻璃砖折射率的表达式 $n =$ ；由测得的数据可得折射率 $n$ 为（结果保留3位有效数字）

(4)、相对误差的计算式为 $δ = \frac{测量值 - 真实值}{真实值} \times 100 %$ 。为了减小 $d_{1} 、 d_{2}$ 测量的相对误差，实验中激光在 $M$ 点入射时应尽量使入射角。

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四、计算题（本题共两小题14题10分，15题12分，16题17分）

14. 如图所示，线圈abcd的面积是0.05m² ，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω。匀强磁场的磁感应强度为 $B = \frac{1}{π} T$ ，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：

(1)、转动中感应电动势的最大值；

(2)、写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式；

(3)、电路中交流电压表示数。

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15. 如图所示，ABCD是某种透明材料的截面，AB面为平面CD面是半径为R的圆弧面， $O_{1} O_{2}$ 为对称轴。一束单色光从O点斜射到AB面上，折射后照射到圆弧面上E点，刚好发生全反射。已知单色光在AB面上入射角 $α$ 的正弦值为 $s i n α = \frac{\sqrt{3}}{3}$ ， $D O_{2} ⊥ C O_{2}$ ，透明材料对该单色光的折射率为 $n = \frac{2 \sqrt{3}}{3}$ ，光在真空中传播速度为c，求：

(1)、 $O_{1} O_{2}$ 与 $O_{2} E$ 的夹角 $θ$ 大小；

(2)、光在透明材料中传播的时间（不考虑光在BC面的反射）（结果可以用根号表示）。

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16. 如图所示，平行光滑金属导轨AA₁和CC₁与水平地面之间的夹角均为θ ，两导轨间距为L ， A 、C两点间连接有阻值为R的电阻，一根质量为m电阻为r直导体棒EF跨在导轨上，两端与导轨接触良好。在边界ab和cd之间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ， ab和 cd与导轨垂直。将导体棒EF从图示位置由静止释放，EF进入磁场就开始匀速运动，穿过磁场过程中电阻R产生的热量为Q。整个运动过程中，导体棒EF与导轨始终垂直且接触良好。除R和r之外，其余电阻不计，取重力加速度为g。

(1)、求导体棒EF刚进入磁场时的速率；

(2)、求磁场区域的宽度s；

(3)、将磁感应强度变为 $\frac{B}{2}$ ，仍让导体棒EF从图示位置由静止释放，若导体棒EF刚到达cd时和刚离开cd时的加速度大小之比为1：2，求导体棒通过磁场的时间。

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