天津市北京师范大学天津附属中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

天津市北京师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷 一、单选题 1．下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　） A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属 C．丙是铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快 D．图丁是微安表的表头，运输时把两个正、负接线柱用导线连接，可以减小电表指针摆动角度 2．2017年10月20日，一架从墨尔本飞往布里斯班的飞机，飞到1 500 m高时正面撞到了一只兔子，当时这只兔子正被一只鹰抓着，两者撞到飞机当场殒命．设当时飞机正以720 km/h的速度飞行，撞到质量为2 kg的兔子，作用时间为0.1 s．则飞机受到兔子的平均撞击力约为(　　) A．1.44×103 N B．4.0×103 N C．8.0×103 N D．1.44×104 N 3．磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的有（    ） A．甲中回旋加速器加速带电粒子的最大速度与回旋加速器的加速电压有关 B．乙中不改变质谱仪各区域的电场和磁场时击中照相底片同一位置的粒子质量相同 C．丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图所示磁场时，M侧带负电荷 D．丁中的电磁流量计加上如图所示磁场，则N侧电势高，离子的流量与a、b无关 4．如图所示，空间内存在方向如图所示的水平匀强磁场，其感应强度大小为，通以恒定电流的形导线放置在该磁场中。已知边长为，与磁场方向垂直，边长为，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为（　　） A． B． C． D．0 5．如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是（　　） A．在0~时间内，电容器放电，电场能增大 B．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大 C．若仅增大电容器极板间距，振荡频率减小 D．在~时间内，电容器C的上极板带正电 6．如图所示，水平面上固定一倾角为的光滑斜面，斜面质量为，斜面上放置一根长质量为的直导线，空间中有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，当给直导线通以垂直纸面向外，大小为的电流时，通电直导线恰好保持静止，下列说法正确的是（重力加速度为）（　　）    A．通电直导线受到的安培力方向沿斜面向上 B．斜面对水平面的压力小于 C．通电直导线受到的安培力大小为 D．通电直导线的电流 7．如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像。下列说法中正确的是（　　）    A．在时，小球的加速度为正向最大 B．在与两个时刻，小球在O点的左右两侧 C．从到时间内，小球做加速度增大的减速运动 D．在时，弹簧振子有最小的弹性势能 8．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　） A．电流表的示数为10A B．线圈转动的角速度为50πrad/s C．0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D．0.02s时线圈中磁通量最大 9．如图所示，某小型水电站的发电机输出电压为220 V，正常情况下输出的总功率，为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电．输送电压为V，输电导线的总电阻为r=5 Ω，现要使额定电压为220 V的用电器正常工作，下列说法中正确的是 A．输电线上的电流为220 A B．降压变压器匝数比 C．用电器的额定功率 D．用电器上交流电的频率是50 Hz 二、多选题 10．图(a)为一列简谐横波在t＝0.20 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像．下列说法正确的是(　　) A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动 B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm 11．一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知x轴上和处质点的振动图像分别如图甲、图乙所示，则此列波的传播速率可能是（　　） A．6m/s B．2m/s C． D． 三、实验题 12．某实验小组用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。 (1)实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的____（选填选项前的字母）； A．长约1m的细线和直径约1cm的匀质铁球 B．长约1m的细线和直径约10cm的匀质木球 C．长约1m的橡皮绳和直径约1cm的匀质铁球 D．长约1m的橡皮绳和直径约10cm的匀质木球 (2)在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为l，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为 （用字母l、d表示）。将摆球拉离平衡位置小角度由静止释放，摆球通过平衡位置时开始计时并记数为“0”，再次回到平衡位置时记为“1”，……当记数数到“n”用时为t。则重力加速度可表示为 （用字母l、d、n、t等表示）； (3)某同学做实验时，测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，画出了图像，该图像对应下列图中的______图。 A．B．C．D． (4)若实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是________ A．实验室处在高山上，离海平面太高 B．单摆所用的摆球太重 C．测出n次全振动的时间为t，误作为（n＋1）次全振动的时间进行计算 D．以摆线长度作为摆长来计算 13．某同学用如图甲所示实验装置来“验证动量守恒定律”，实验原理如图乙所示。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让质量为的入射小球多次从斜轨上由静止释放，找到其平均落地点的位置，然后把质量为的被碰小球B静置于轨道的水平部分，再将入射小球从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，实验得到小球的落点的平均位置分别为、，测量、、分别为、、距O点的水平距离。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 。 A．入射小球每次可由不同位置自由滚下 B．两小球的质量关系必须 C．斜槽轨道必须光滑 D．斜槽轨道末端必须水平 （2）若测量数据近似满足关系式 （用、、、、表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。 四、解答题 14．如图所示，光滑曲面与粗糙平面平滑连接，滑块B静止在曲面的底端，滑块A由曲面上高H处由静止释放，滑到底端和滑块B发生碰撞后粘在一起在平面上滑行一段距离后停下。已知：A、B滑块的质量均为m，与平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。求： （1）A与B碰撞前瞬间，A的速度大小v0； （2）A与B碰撞后滑行的距离x。 15．如图所示，M和N为平行金属板，质量为m，电荷量为q的带电粒子从M由静止开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度v由C点射入圆形匀强磁场区域，经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径。已知磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力略不计。 （1）判断粒子的电性，并求M、N间的电压U； （2）求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r； （3）若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，求粒子在磁场中运动的时间t。 16．如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、间距，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成角，、两端接有的电阻。一金属棒垂直导轨放置，两端与导轨始终有良好接触，已知的质量，电阻，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。在平行于导轨向上的拉力作用下，以初速度沿导轨向上开始运动，可达到最大速度。运动过程中拉力的功率恒定不变，重力加速度。 （1）求金属棒速度最大时所受安培力的大小及拉力的功率； （2）开始运动后，经速度达到，此过程中电阻中产生的焦耳热为，求该过程中沿导轨的位移大小； （3）金属棒速度达到后，立即撤去拉力，棒回到出发点时速度大小，求该过程中棒运动的时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．D【详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，但线圈比磁铁转得慢，故A错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，故B错误； C．当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生的安培力将阻碍铜盘切割磁感线运动，则铜盘转动将变慢，故C错误； D．图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，可以减小电表指针摆动角度，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼的原理，故D正确。故选D。 2．B【详解】720 km/h＝200 m/s 根据动量定理Ft＝mv可得F＝N＝4×103 N故选项B正确． 3．D【详解】A．图甲中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有可得，最大动能为 可知，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故A错误； B．图乙中，在加速电场有在速度选择器中有 在偏转磁场中有解得 可知，乙中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中照相底片同一位置的粒子比荷相同，故B错误； C．图丙中，自由电荷为负电荷，由左手定则可知，负电荷向N板偏转，则N侧带负电荷，故C错误； D．丁中由左手定则可知，带正电的粒子向N板偏转，带负电的粒子向M板偏转，则N侧电势高，经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力的作用会向前后两个金属侧面偏转，在前后两个侧面之间产生电场，当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力相等时流量Q恒定流量即离子的流量与a、b无关，故D正确。故选D。 4．B【详解】因段与磁场方向平行，故不受安培力，段与磁场方向垂直，所受安培力大小为 即该导线受到的安培力大小为。故选B。 5．D【详解】A．在0~内，回路中的电流顺时针方向增大，则电容器正在放电，则电场能减小，故A错误； BC．由，可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小，由可知，若仅增大电容器的电容器极板间距，则电容减小，振荡频率增大，故BC错误； D．在~内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，故D正确。 故选D。 6．D【详解】A．由左手定则可知，通电直导线受到的安培力方向水平向右，选项A错误； B．对整体分析可知，竖直方向受重力和地面的支持力，可知斜面对水平面的压力等于，选项B错误； C．通电直导线受到的安培力大小为 选项C错误； D．由平衡可知 可得通电直导线的电流选项D正确。故选D。 7．C【详解】A．在时，小球的位移为正向最大，根据 可知小球的加速度为负向最大，A错误； B．在与两个时刻，小球的位移相同，即小球在O点的同一侧，B错误； C．从到时间内，小球远离平衡位置朝正方向运动，做加速度增大的减速运动，C正确； D．在时，小于处于负向最大位移处，弹簧振子有最大的弹性势能，D错误。故选C。 8．A【详解】A．电流变示数为交流电有效值，即10A，A正确；B．根据 B错误； CD．由图可知，0.01s时线圈转动，线圈平面与磁场方向平行；0.02s时感应电流瞬时值最大，线圈中磁通量为0，CD错误。故选A。 9．C【详解】A．由交流电瞬时值表达式V 频率为100 Hz，则有效值为1100 V，输电线上的电流 故A错误； B．降压变压器的输入电压 降压变压器匝数比故B错误； C．用电器的额定功率故C正确； D．变压器不改变交流电的频率，所以用电器上交流电的频率是100 Hz，故D错误．故选C. 10．AB 【详解】A.根据图b可知t＝0.10 s时刻质点Q向y轴负方向运动，A正确． B.根据图像可得：波长，周期，波速，t＝0.20 s时刻质点Q向y轴正方向运动，所以波向x轴正向传播，在t＝0.25 s时，经过0.05s，波右传播了距离；所以在t＝0.25 s时，质点P的运动情况和t＝0.20 s时刻x=-1m处的质点相同，即过了平衡位置向波谷振动，加速度与y轴正方向相同，B正确． C．由B分析知，波向x轴正向传播，波速，从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了，故C错误． D. t＝0.10 s时，，则此时P和t＝0.20 s时刻x=5m处的质点运动情况相同，经过了波谷向平衡位置运动．则从t＝0.10 s到t＝0.25 s，经过0.15s，即，因为t＝0.10 s时，P不在波峰、波谷或平衡位置，所以通过的路程不是，D错误． 11．AC【详解】简谐横波沿x轴正方向传播，则 可得波长为 此列波的传播速度为 当时，传播速度为 当时，传播速度为 当时，传播速度为故选AC。 12．(1)A(2) （或）(3)C(4)C 【详解】（1）单摆的摆线要求质量轻，伸长可以忽略，长在1m左右，单摆的摆球要求质量大体积小，即密度大的，符合要求的故A； （2）[1]单摆的摆长[2]根据周期公式根据计时规律有解得（或） （3）根据周期公式可得 测量摆线长l后，忘记测量摆球直径，图像为一次函数的线性关系，ABD错误，C正确；故选C。 （4）A．实验室处在高山上离海平面太高，其重力加速度较海平面小，用海平面处的重力加速度求出的周期偏小，故A错误； B．单摆的周期与摆球的质量无关，故B错误； C．测量周期时，误将摆球n次全振动的时间记为（n+1）次全振动的时间，会导致测得的周期偏小，重力加速度偏大，故C正确； D．将摆线长作为摆长来计算，会导致测得的摆长偏小，重力加速度偏小，故D错误。故选C。 13． BD/DB 【详解】（1）[1]AC．实验中小球每次从相同位置滚下，重力做功和摩擦力做功都不变，根据动能定理可知小球到达轨道末端速度相同，故AC错误； B．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球质量应大于被碰小球的质量，故B正确。 D．离开轨道小球做平抛运动，小球应有水平初速度，所以斜槽轨道末端必须水平，故D正确。 故选BD。 （2）[2]设碰撞前小球A的速度为，碰撞后小球A的速度为，小球B的速度为，两球碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得 小球离开轨道后做平抛运动，小球做平抛运动抛出点的高度相等，小球做平抛运动的时间相等，则即 14．（1）；（2）【详解】（1）滑块A在光滑曲面上下滑过程，取水平面为参考平面，由机械能守恒定律得可得 （2）设滑块A与滑块B碰撞后瞬间速度为v，滑块A与滑块B碰撞过程，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得可得 碰后两滑块滑行过程，根据动能定理得联立解得 15．（1）正电，；（2）；（3） 【详解】（1）带电粒子在磁场中运动，根据左手定则可知粒子带正电。粒子在电场中运动由动能定理可知 解得 （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力提供向心力，有解得 （3）设粒子运动轨道圆弧对应的圆心角为，如图 依题意粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，由几何关系，得 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，有 带电粒子在磁场中运动的时间联立各式解得 16．（1），；（2）；（3） 【详解】 （1）在棒运动过程中，由于拉力功率恒定，棒做加速度逐渐减小的加速运动，加速度为零时，速度达到最大，设此时拉力大小为，安培力大小为，由平衡条件得 此时棒产生的感应电动势为 设回路中感应电流为，根据闭合电路欧姆定律得 棒受到的安培力大小为拉力的功率 联立以上各式解得，（2）ab棒从到的过程中，由动能定理得 电阻中产生的焦耳热为 因，则金属棒产生的焦耳热也为 则此过程中克服安培力做功解得 （3）设撤去拉力后，金属棒上滑的位移大小为，所用时间为，下滑时所用时间为。撤去拉力后，金属棒上滑的过程，取沿导轨向上为正方向，由动量定理得 此过程中通过金属棒的电荷量为解得 金属棒下滑的过程，取沿导轨向下为正方向，由动量定理得 此过程中通过金属棒的电荷量为 所求的棒运动的时间联立解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$