精品解析：广东省惠州市龙门县高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

龙门县高级中学2023-2024学年第学期高二级期中考试 物理试卷 第一部分 选择题（共46分） 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向 B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C. 金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D. 金属线圈B有扩张的趋势，A有收缩的趋势 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，A正确，B错误； C．结合上述的分析可知，当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，C错误； D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，D错误。 故选A。 2. 如图所示的电路中，灯泡A1和A2的规格相同。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。下列说法正确的是（ ） A. 断开开关S后，A1灯闪亮后熄灭 B. 断开开关S的瞬间，A1灯电流反向 C. 断开开关后，电路中的电能来自于线圈储存的磁场能 D. 重新接通电路，A1和A2同时亮起，然后A1灯逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A B．断开开关S后，由于线圈产生自感电动势，流过A1的电流在原来的基础上减小，电流方向与原电流方向相同，故A1灯不会闪亮，而是逐渐熄灭，故AB错误； C．断开开关后，磁场能向电能转化，电路中的电能来自于线圈储存的磁场能，故C正确； D．重新接通电路，A2立刻亮起，由于线圈产生自感电动势，A1灯逐渐亮起，故D错误。 故选C。 3. 2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　） A. 图乙中线圈所处位置是中性面 B. 在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大 C. 在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 D. 在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 【答案】C 【解析】 【详解】AB．图乙中线圈所处位置与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，与中性面垂直，故AB错误； C．根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如图所示位置时端电势高于端电势，故C正确； D．线圈内部电流从b到a，根据左手定则可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。 故选C。 4. 如图（a）所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为，负载10kg时正常工作电流约为5A，电池容量低于20%时不能正常工作，此时需要用充电器对其进行充电，充电器的输入电压如图（b）所示.下列说法正确的是（ ） A. 充电器的输入电流频率为100Hz B. 充电器的输入电压瞬时表达式为 C. 机器人充满电后电池的电量为9×103C D. 机器人充满电后，负载10kg时大约可以持续正常工作4h 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知交变电压的周期为，则充电器的输入电流频率为 故A错误； B．由图可知周期为0.02s，则角频率为 充电器的输入电压的瞬时值表达式为 故B错误； CD．机器人充满电后电池的电量 电池容量低于20%时不能正常工作，则机器人充满电后，负载10kg时大约可以持续正常工作的时间为 故C错误，D正确。 故选D。 5. 随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　） A. 甲、乙波的频率都比可见光的频率大 B. 真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物 C. 真空中甲波的传播速度比乙波慢 D. 甲波的频率大于乙波的频率 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知甲、乙波的波长都比可见光的波长大，由 可知甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故A错误； B．波长越长的波越容易发生明显衍射现象，由图可知甲波波长大于乙波波长，所以真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物，故B正确； C．所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为，故C错误； D．由图可知甲波波长大于乙波波长，由 可知甲波的频率小于乙波的频率，故D错误。 故选B。 6. 如图甲，水平弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的图像。下列说法正确的是（　　） A. 振子从C点经过O点运动到B点为一次全振动 B. 图乙中的P点时刻，振子的速度沿正方向 C. 振子的振动方程为 D. 振子在前1.5 s内的位移大小为0.2 m 【答案】D 【解析】 【详解】A．振子从C点经过O点运动到B点为半次全振动，故A错误； B．图乙中的P点时刻，振子的速度沿负方向，故B错误； C．由图乙可知，振子的振幅为，周期为，则圆频率为 规定水平向右为正方向，初相为 则振子的振动方程为 故C错误； D．时刻，振子位于B点，时，振子位于C点，故位移大小为0.2 m，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，一组学生在玩“人浪”游戏。学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地“下蹲、起立”，呈现类似波浪的效果。则（ ） A. “人浪”是纵波 B. 学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快 C. 当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动 D. “人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式 【答案】D 【解析】 【详解】A．学生“下蹲、起立”时身体的运动方向与“人浪”传播的方向垂直，则可知“人浪”是横波，故A错误； B．“人浪”传播的速度快慢与学生“下蹲、起立”的动作频率无直接关系，故B错误； C．学生只在自己所站位置“下蹲、起立”，并不会随波移动，故C错误； D．“人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式，故D正确。 故选D。 二、多选题（共3小题，每小题六分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得六分，选对不全得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为，已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器的匝数比 D. 升压变压器匝数比 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由功率 得发电机输出的电流 故A错误； B．由输电线上损失的功率 得 故B错误； D．由升压变压器的电流关系 ， 升压变压器匝数比 故D正确； C．升压变压器电压关系 解得 输电线上损失的电压 降压变压器的电压 由电压关系 解得 故C正确。 故选CD。 9. 如图所示为无线充电的原理图，在发射线圈中通入交变电流，通过电磁感应在接收线圈中产生感应电流，如果发射线圈中的电流频率为，发射线圈两端的电压为，发射线圈的匝数为，接收线圈中产生的感应电流的频率为，接收线圈两端的电压为，接收线圈的匝数为，不计两个线圈的电阻，则下列关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由于穿过接收线圈的磁通量小于发射线圈中的磁通量，因此有 故A错误，B正确； CD．感应产生的交流电的频率与发射线圈中的交流电的频率相等，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，闭合矩形线框电阻不计，外接电阻R=10Ω，在面积S=0.1m2的虚线区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。以下说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的感应电流的方向为从上到下 B. 通过电阻R的感应电流的方向为从下到上 C. 产生的感应电动势为5V D. 产生的感应电动势为1V 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向垂直于纸面向外，因此流经电阻R的电流方向为从下到上，故A错误，B正确； CD．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 故C错误，D正确。 故选BD。 第一部分 非选择题（共54分） 三、实验题（本题2小题，共18分） 11. 在“探究变压器原，副线圈电压与匝数的关系”的实验中， （1）下列器材需要的有___________。 A. 干电池组 B. 直流电压表 C. 多用电表 D. 学生电源 （2）在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变。仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图，当左侧线圈“0”“16”间接入9V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是___________。 A. 3.1V B. 2.0V C. 25V D. 1.8V （4）造成第（3）问的可能原因是___________ 【答案】（1）CD （2）减小 （3）BD （4）漏磁和涡流发热 【解析】 【小问1详解】 下列器材需要的有多用电表和学生电源，故选CD。 【小问2详解】 根据 保持原线圈的电压U1以及副线圈的匝数n2不变。仅增加原线圈的匝数n1，副线圈两端的电压U2将减小； 【小问3详解】 若为理想变压器，则当左侧线圈“0”“16”间接入9V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压 考虑到实际变压器的“铜损”和“ 铁损”，则次级电压小于2.25V，则可能为BD； 【小问4详解】 造成第（3）问的可能原因是变压器漏磁和涡流发热等因素； 12. “争先”物理兴趣小组正在进行“用单摆测量重力加速度”的实验，同学们的实验装置如图甲所示。 （1）小组的李同学用游标卡尺测量摆球直径，读数如图乙所示，则摆球的直径为_______。 （2）关于实验操作，下列说法正确的是_______。 A. 摆线要选择适当细些、长些、弹性好的细线 B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C. 为了方便测量单摆的周期，摆角应尽可能接近 D. 从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做40次全振动所用的时间，则单摆周期为 （3）兴趣小组的同学发现利用单摆周期公式计算得到的重力加速度值总是偏大，可能的原因是_______。 A. 摆球的质量偏大 B. 计数时误将41次记为40次 C. 单摆的摆角仅为 D. 测摆长时，摆线拉得过紧 （4）为了提高实验精度，在实验中多次改变摆长并测出相应的周期，从而绘制出图线，进一步计算得到图线的斜率为，则当地的重力加速度_______。 【答案】（1）1.060 （2）BD （3）D （4） 【解析】 【小问1详解】 20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知摆球的直径为 【小问2详解】 A．摆线要选择适当细些、长些、弹性差的细线，故A错误； B．为了减小空气阻力的影响，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，故B正确； C．为了使单摆做简谐运动，摆角不能大于，故C错误； D．从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做40次全振动所用的时间，则单摆周期为，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 兴趣小组的同学发现利用单摆周期公式计算得到的重力加速度值总是偏大，根据单摆周期公式 可得 A．摆球的质量偏大不会影响重力加速度值的测量，故A错误； B．计数时误将41次记为40次，则周期测量值偏大，使得重力加速度值的测量偏小，故B错误； C．单摆的摆角仅为不会影响重力加速度值的测量，故C错误； D．测摆长时，摆线拉得过紧，则摆长测量值偏大，使得重力加速度值的测量偏大，故D正确。 故选D。 【小问4详解】 根据单摆周期公式 可得 可得图线的斜率为 可得当地的重力加速度为 四、解答题（共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不能得分。有值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在4 s内完成了20次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t＝0），经过0.05s振子有正向最大位移。 （1）求振子的振幅和周期； （2）在图中作出该振子的位移—时间图像； （3）写出振子的振动方程。 【答案】（1）10 cm，0.2 s；（2）；（3）y＝10 sin（10πt）cm 【解析】 【详解】（1）振幅为 周期为 T＝s＝0.2 s （2）振子在周期时具有正的最大位移，其位移—时间图像如图所示 （3）设振动方程为 y＝Asin（ωt＋φ） ω==10π φ=0 所以振动方程为 y＝10sin（10πt）cm 14. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，升压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求： （1）输电线上损失的功率； （2）发电机输出电压的有效值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）降压变压器的原、副线圈电压分别为得 由 得 （2）升压变压器原、副线圈电压为 由 得 15. 如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，垂直于纸面向里，区域的上、下边界的间距为h，磁场的磁感应强度大小为B，有一长度为L、宽度为、质量为m、电阻为R的单匝矩形线圈从磁场区域的上边界上方一定距离处由静止下落（下落过程中线圈上、下边保持水平），当线圈的下边进入磁场时，线圈恰好开始做匀速运动，当线圈上边穿出磁场时，线圈的加速度恰好为零，重力加速度为g，求： （1）线圈初始位置时，线圈下边界到磁场上边界的距离x； （2）线圈穿过磁场区域的整个过程中，线圈产生的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）线圈匀速进入磁场的过程中，回路中产生的感应电动势为 回路中通过的电流为 线圈受到竖直向上的安培力的大小为 由平衡条件，有 线圈进入磁场前做自由落体运动，有 解得 （2）线圈从开始进入磁场到线圈上边穿过磁场区域的整个过程中，由动能定理有 当线圈上边穿出磁场时，线圈的加速度恰好为零，有 依上题有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 龙门县高级中学2023-2024学年第学期高二级期中考试 物理试卷 第一部分 选择题（共46分） 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿逆时针方向 B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C. 金属线圈B对电梯轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D. 金属线圈B有扩张的趋势，A有收缩的趋势 2. 如图所示的电路中，灯泡A1和A2的规格相同。先闭合开关S，调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻R1，使它们都正常发光，然后断开开关S。下列说法正确的是（ ） A. 断开开关S后，A1灯闪亮后熄灭 B. 断开开关S的瞬间，A1灯电流反向 C. 断开开关后，电路中的电能来自于线圈储存的磁场能 D. 重新接通电路，A1和A2同时亮起，然后A1灯逐渐熄灭 3. 2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。南鲲号发电原理可作如下简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。如图乙，若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是（　　） A. 图乙中线圈所处位置是中性面 B. 在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大 C. 在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 D. 在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 4. 如图（a）所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为，负载10kg时正常工作电流约为5A，电池容量低于20%时不能正常工作，此时需要用充电器对其进行充电，充电器的输入电压如图（b）所示.下列说法正确的是（ ） A. 充电器的输入电流频率为100Hz B. 充电器的输入电压瞬时表达式为 C. 机器人充满电后电池的电量为9×103C D. 机器人充满电后，负载10kg时大约可以持续正常工作4h 5. 随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如下图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是（　　） A. 甲、乙波的频率都比可见光的频率大 B. 真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物 C. 真空中甲波的传播速度比乙波慢 D. 甲波的频率大于乙波的频率 6. 如图甲，水平弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的图像。下列说法正确的是（　　） A. 振子从C点经过O点运动到B点为一次全振动 B. 图乙中的P点时刻，振子的速度沿正方向 C. 振子的振动方程为 D. 振子在前1.5 s内的位移大小为0.2 m 7. 如图所示，一组学生在玩“人浪”游戏。学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地“下蹲、起立”，呈现类似波浪的效果。则（ ） A. “人浪”是纵波 B. 学生“下蹲、起立”的动作越频繁，“人浪”传播的速度一定越快 C. 当“人浪”向右传播时，学生随“人浪”向右移动 D. “人浪”传播的是“下蹲、起立”这种运动形式 二、多选题（共3小题，每小题六分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求，全部选对得六分，选对不全得3分，有选错或不答的得0分） 8. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为，已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器的匝数比 D. 升压变压器匝数比 9. 如图所示为无线充电的原理图，在发射线圈中通入交变电流，通过电磁感应在接收线圈中产生感应电流，如果发射线圈中的电流频率为，发射线圈两端的电压为，发射线圈的匝数为，接收线圈中产生的感应电流的频率为，接收线圈两端的电压为，接收线圈的匝数为，不计两个线圈的电阻，则下列关系正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 如图甲所示，闭合矩形线框电阻不计，外接电阻R=10Ω，在面积S=0.1m2的虚线区域内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。以下说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的感应电流的方向为从上到下 B. 通过电阻R的感应电流的方向为从下到上 C. 产生的感应电动势为5V D. 产生的感应电动势为1V 第一部分 非选择题（共54分） 三、实验题（本题2小题，共18分） 11. 在“探究变压器原，副线圈电压与匝数的关系”的实验中， （1）下列器材需要的有___________。 A. 干电池组 B. 直流电压表 C. 多用电表 D. 学生电源 （2）在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变。仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图，当左侧线圈“0”“16”间接入9V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是___________。 A. 3.1V B. 2.0V C. 25V D. 1.8V （4）造成第（3）问的可能原因是___________ 12. “争先”物理兴趣小组正在进行“用单摆测量重力加速度”的实验，同学们的实验装置如图甲所示。 （1）小组的李同学用游标卡尺测量摆球直径，读数如图乙所示，则摆球的直径为_______。 （2）关于实验操作，下列说法正确的是_______。 A. 摆线要选择适当细些、长些、弹性好的细线 B. 摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C. 为了方便测量单摆的周期，摆角应尽可能接近 D. 从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做40次全振动所用的时间，则单摆周期为 （3）兴趣小组的同学发现利用单摆周期公式计算得到的重力加速度值总是偏大，可能的原因是_______。 A. 摆球的质量偏大 B. 计数时误将41次记为40次 C. 单摆的摆角仅为 D. 测摆长时，摆线拉得过紧 （4）为了提高实验精度，在实验中多次改变摆长并测出相应的周期，从而绘制出图线，进一步计算得到图线的斜率为，则当地的重力加速度_______。 四、解答题（共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的不能得分。有值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在4 s内完成了20次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t＝0），经过0.05s振子有正向最大位移。 （1）求振子的振幅和周期； （2）在图中作出该振子的位移—时间图像； （3）写出振子的振动方程。 14. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，升压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求： （1）输电线上损失的功率； （2）发电机输出电压的有效值。 15. 如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，垂直于纸面向里，区域的上、下边界的间距为h，磁场的磁感应强度大小为B，有一长度为L、宽度为、质量为m、电阻为R的单匝矩形线圈从磁场区域的上边界上方一定距离处由静止下落（下落过程中线圈上、下边保持水平），当线圈的下边进入磁场时，线圈恰好开始做匀速运动，当线圈上边穿出磁场时，线圈的加速度恰好为零，重力加速度为g，求： （1）线圈初始位置时，线圈下边界到磁场上边界的距离x； （2）线圈穿过磁场区域的整个过程中，线圈产生的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $