广东省四校联考2023-2024学年高二下学期第一次联考物理试卷

试卷更新日期：2024-06-02 类型：期中考试

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1. 下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）

A、图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B、图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景，证明水浸润该材料 C、图丙是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 $T_{2} > T_{1}$ D、图丁中一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果

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2. 扬声器是语音和音乐的播放装置，在生活中无处不在。如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图像，下列判断正确的是（　　）

A、 $t = 1 \times 10^{- 3} s$ 时刻纸盆中心的位移最小 B、 $t = 2 \times 10^{- 3} s$ 时刻纸盆中心的加速度最小 C、在0~ $2 \times 10^{- 3} s$ 之间纸盆中心的速度方向不变 D、纸盆中心做简谐运动的方程为 $x = 1.0 \times 10^{- 4} \sin 50 π t$ （cm）

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3. 为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到迫使车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为“洗衣板”效应。如果某路面上减速带的间距为 $2m$ ，一辆固有频率为 $5Hz$ 的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（）

A、汽车的速度越小，颠簸得越厉害 B、汽车的速度越大，颠簸得越厉害 C、当汽车以 $10m/s$ 的速度行驶时颠簸得最厉害 D、当汽车以 $0 .4m/s$ 的速度行驶时颠簸得最厉害

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4. 下列关于仪器原理的说法中正确的是（　　）

A、甲图中，雷达测速应用了多普勒效应 B、乙图中，激光切割金属利用了激光相干性好的特点 C、丙图中，观看立体电影时，需配戴特制眼镜利用了光的衍射现象 D、丁图中，纤维内窥镜利用光导纤维进行光线与图像的传导应用了光的干涉现象

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5. 利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法，其中不正确的是（　　）

A、将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B、将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变 C、将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D、换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变宽

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6. 舞水袖是我国戏剧演员在舞台上表达感情时使用的一种夸张技法。某次表演中，演员抖动长袖一端，随之舞动的长袖上形成的简谐横波如图所示，其中实线为t₁=0时刻的波形图，虚线为t₂=0.3s时刻的波形图，波的周期T > 0.3s，关于该列简谐波，下列说法正确的是（）

A、周期一定为1.2 s B、频率可能为5 Hz C、若波沿x轴正方向传播，则波速可能为15 m/s D、若波沿x轴负方向传播，则波速一定为5 m/s

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7. 如图甲所示，一个匝数 $N = 100$ 的圆形导体线圈，总电阻 $r = 1.5 Ω$ ，在线圈内存在面积为 $0.3 m^{2}$ 且垂直线圈平面的匀强磁场区域，外电路中灯 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 的电阻始终为6Ω（可忽略温度对电阻影响），L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈。 $t = 0$ 时刻闭合开关S，同时控制线圈内的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙（取垂直线圈平面向外的磁场方向为正），则下列说法正确的是（　　）

A、0~8s通过灯L的电流方向始终为 $a \to b$ B、若 $t = 6 s$ 时断开开关，灯 $L_{1}$ 会立马熄灭 C、由于自感线圈的存在，灯 $L_{1}$ 的亮度始终比灯 $L_{2}$ 亮 D、2~4s内灯 $L_{1}$ 产生的热量为3J

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二、多选题：本大题共3小题，共12分。

8. 下列说法正确的是（　　）

A、由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B、由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直不变 C、由图丙可知，当分子间的距离 $r > r_{0}$ 时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D、由图丁可知，在r由 $r_{1}$ 变到 $r_{2}$ 的过程中分子力做正功

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9. 如图所示，两个小物块a、b静止在光滑水平面上，它们之间由一根细线连接且夹着一个处于压缩状态的轻弹簧。烧断细线后，被弹出的小物块a、b在同一直线上运动，且弹簧与它们分离，a、b的质量分别是2kg和4kg，则下列判断正确的是(　　)

A、小物块a与b的速率之比为1：2 B、弹簧对小物块a与b所做的功的大小之比为2：1 C、弹簧对小物块a与b的冲量大小之比为1：1 D、小物块a与b的动能之比为1：2

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10. 如图甲所示， $M$ 、 $N$ 为竖直放置且彼此平行的两块不带电平板，板间距离为 $d$ ，两板中央各有一个小孔 $O$ 、 $O^{'}$ 正对，在两板间有垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，取垂直纸面向里的磁场方向为正方向。有一正离子（受到的重力不计）在 $t = 0$ 时垂直于 $M$ 板从小孔 $O$ 射入磁场，且正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为 $T_{0}$ ，不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响。要使正离子从 $O^{'}$ 孔垂直于 $N$ 板射出磁场，正离子射入磁场时的速度大小 $v_{0}$ 的可能值为（　　）

A、 $\frac{π d}{3 T_{0}}$ B、 $\frac{π d}{2 T_{0}}$ C、 $\frac{π d}{5 T_{0}}$ D、 $\frac{π d}{4 T_{0}}$

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三、实验题：本大题共2小题，共18分。

11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
A．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。
B．往浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
C．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
D．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是。（填写步骤前的字母）
（2）将6mL的油酸溶于酒精中制成 $10^{4} mL$ 的油酸酒精溶液，用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL，用注射器把一滴这样的溶液滴入水中，最终在水中形成面积为 $120 {cm}^{2}$ 的单分子油膜，则该油酸分子的直径约为m（结果保留2位有效数字）。
（3）若油酸酒精溶液经过长时间放置，导致油酸酒精溶液的实际浓度增大，则实验测得的油酸分子直径会（选填“偏大”或“偏小”）。

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12. 某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器（如图），但变压器的铭牌已经污损无法看清参数。该同学利用高中所学知识来探究该变压器原﹑副线圈两端的电压与匝数之间的关系，操作步骤如下：
（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中1、2为输入端，3、4和5、6为两次级绕组输出端，用多用电表欧姆挡测量发现都导通。
（2）测量变压器的初级（原）两次级（副）线圈匝数分别为n₁、n₂和n₃：先在该变压器闭合铁芯上紧密缠绕n=80匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；然后在初级线圈（1、2端）上输入有效值为220V的交流电，若理想交流电压表的示数为4.0V，则初级线圈的匝数n₁=；把理想交流电压表分别接在3、4和5、6端，示数分别为12.0V、5V，则次级线圈的匝数n₂= ， n₃=。
（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数据可以推想其中较粗的铜线属于（填“初级线圈”或“次级线圈”）。
（4）考虑到变压器工作时有漏磁损失，实验中测得的原线圈匝数（填“大于”“等于”或“小于”）原线圈的实际匝数。

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四、计算题：本大题共3小题，共30分。

13. 竖直放置的水银气压计中混入了空气，上升到水银柱上方，使水银柱上方不再是真空，因而气压计的读数比实际的大气压小些。当实际大气压相当于768mm水银柱产生的压强时，该水银气压计的读数只有750mm，此时管里的水银面到管顶的距离为80mm。（假设温度保持不变）
（1）混入的空气在水银柱上方所产生的压强为多少；（单位用mmHg）
（2）当该气压计的读数为740mm水银柱时，实际的大气压是多少。（单位用mmHg）

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14. “水轮发电机”是将水的机械能转化为电能的发电设备，简化为如图装置。足够长水平“匚”形固定导体框架，宽度 $L = 1 m$ ，电阻不计，左端连接电阻 $R = 1.5 Ω$ 。金属棒ab质量 $m = 0.5 kg$ ，阻值 $r = 0.5 Ω$ ，与导轨间滑动摩擦因数 $μ = 0.2$ 。匀强磁场的磁感应强度 $B = 1 T$ ，方向垂直框架向上。现通过定滑轮用质量 $M = 0.5 kg$ 的重物由静止释放拉动金属棒。g取 $10 {m/s}^{2}$ ，求：
（1）通过金属棒的电流方向；
（2）金属棒能达到的最大速度；
（3）金属棒移动 $x = 0.5 m$ 的过程中通过电阻R的电量。

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15. 如图所示，空间站上某种离子推进器由离子源、间距为d的中间有小孔的两平行金属板M、N和边长为L的立方体构成，其后端面P为喷口。以金属板N的中心O为坐标原点，垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在场强为E、方向沿z轴正方向的匀强电场；立方体内存在匀强磁场，氙离子（ ${Xe}^{2 +}$ ）束从离子源小孔S射出，沿z方向匀速运动到M板，经电场加速进入磁场区域，最后从端面P射出，测得离子经电场加速后在金属板N中心点O处相对推进器的速度为v₀。已知单个离子的质量为m、电荷量为2e，忽略离子间的相互作用，且射出的离子总质量远小于推进器的质量。
（1）求离子从小孔S射出时相对推进器的速度大小v_S；
（2）若空间只存在沿x轴正方向磁场，为了使从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出，则磁感应强度B_x的最大值是多少？
（3）若空间同时存在沿x轴正方向和沿y轴正方向的磁场且磁感应强度大小均为B（未知），试回答下列问题：
①为了使从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出，则磁感应强度B的最大值是多少？
②设 $B = \frac{\sqrt{2} m v_{0}}{5 e L}$ ，单位时间从端面P射出的离子数为n，求离子束对推进器作用力沿z轴方向的分力大小。

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