精品解析：天津市四校联考2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024~2025学年度第二学期期末四校联考 高二物理 一、单项选择题（本题共8小题，每题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 雨后天空中出现彩虹，这是光的衍射现象 B. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 C. 电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关 D. 根据量子理论，在光电效应现象中增大入射光的照射强度光电子的最大初动能增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．彩虹是光的折射、反射和色散现象，与衍射无关，故A错误； B．检查平面平整度利用的是光的干涉，而非偏振，故B错误； C．电磁波在介质中的传播速度由介质性质和频率共同决定（存在色散现象），故C正确； D．光电子的最大初动能只与入射光频率有关，与光强无关，故D错误。 故选C 2. 东方超环是我国自主研发的世界首个全超导核聚变装置，俗称“人造小太阳”，是“人造小太阳”中的核聚变方程。下列说法正确的是（　　） A. 该核聚变过程放出能量，因此反应在常温下就能发生 B. X是电子，来自原子核内 C. 核聚变反应比核裂变反应产能效率更高 D. 该反应有质量亏损，所以质量数不守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．核聚变需高温高压条件，常温下无法发生，故A错误； B．根据质量数和电荷数守恒，X应为中子（），而非电子，故B错误； C．核聚变单位质量释放能量比核裂变多，效率更高，故C正确； D．质量亏损不改变质量数守恒，反应前后质量数总和相等，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是 （　　） A. 玻璃对b光的折射率比c大 B. 在玻璃中，b光的传播速度比c大 C. b光的光子能量比c小 D. 逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，两光的入射角r相同，但b光的折射角i更小，根据 可知b光的折射率比c光的更大，故A正确； B．根据 可知，因b光的折射率更大，故b光在玻璃中的传播速度比c光更小，故B错误； C．因b光的折射率更大，故b光的频率更大，根据 可知b光的能量更大，故C错误； D．由光疏介质进入光密介质不会发生全反射，故逐渐增大a光的入射角，b光不会发生全反射，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时增加，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A. 线圈1 B. 线圈2 C. 线圈3 D. 线圈4 【答案】D 【解析】 【详解】AC．结合安培定则和磁场的矢量叠加可分析出，线圈1、3内的磁通量为零，当导线中电流增大时，线圈1、3内的磁通量仍为零，故无感应电流产生，故AC错误； B．同理知线圈2内的磁场垂直纸面向外，当导线中电流增大时，线圈2内的磁通量垂直纸面向外增加，根据楞次定律可得线圈2中会产生顺时针方向的感应电流，故B错误； D．同理知线圈4内的磁场垂直纸面向里，当导线中电流增大时，线圈4内的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可得线圈4中会产生逆时针方向的感应电流，故D正确。 故选D。 5. 如图，L是自感系数很大、直流电阻不计的线圈，a、b是两个相同的小灯泡。开关S由断开到闭合（　　） A. a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭 B. a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭 C. a先亮b后亮，然后b逐渐变亮 D. b先亮a后亮，然后a逐渐变亮 【答案】A 【解析】 【详解】刚闭合开关S时，线圈会产生很大的自感电动势，阻碍电流通过线圈，故两灯同时获得电压，即同时亮，根据自感现象知，自感电动势并不能阻止电流的增加，即通过线圈的电流逐渐增加，所以通过的电流逐渐减小，故灯逐渐变暗，因为的电阻不计，故电路最终稳定时，线圈相当于导线，将灯短路，故灯熄灭，综合选项内容可知，A正确，BCD错误。 故选A。 6. 关于下列图片中所涉及的物理知识，描述正确的是（　　） A. 图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围空间一定产生变化的电场 B. 图乙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属 C. 由图丙可知当驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越大 D. 图丁为电压互感器，此装置可以用来测导线L1L2间的高电压 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场周围空间产生恒定的电场，故A错误； B．图乙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在金属中产生涡流，涡流产生的热量将金属熔化，从而冶炼金属，故B错误； C．由图丙可知，驱动力频率等于物体的固有频率时，受迫振动的振动幅度最大，故C错误； D．图丁为互感器并联接入电路，因此为电压互感器，此装置可以用来测导线L1L2间的高电压，故D正确。 故选D。 7. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图（a）所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，线圈匝数为10，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图（b）所示，则（　　） A. 电压表的示数为220V B. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J C. 电路中的电流方向每秒钟改变50次 D. t=0时，感应电流为零，磁通量最小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图像知电动势的最大值 有效值 灯泡两端电压，故A错误； B．电流的有效值 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，故B正确； C．由图像知T=2×10−2s，一个周期内电流方向改变两次，可知1s内电流方向改变100次，故C错误； D．由图像知t=0时，感应电流为零，线圈处于与中性面平行的平面，磁通量最大，故D错误。 故选B。 8. 轻质细线吊着一质量为m=1kg、边长为L=0.2m、总电阻R=1Ω、匝数n=10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的方向为adcba B. 线圈中的感应电流大小为0.2A C. 6s时线圈受安培力的大小为 D. 0~2s时间内线圈中产生的热量为0.08J 【答案】C 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，在磁感应强度垂直纸面向里逐渐增大时，线圈中感应电流产生的磁场方向为垂直于纸面向外，即线圈中的电流方向为abcda，故A错误； B．由法拉第电磁感应定律，可知 由闭合电路欧姆定律可知，故B错误； C．由图可知，6s时线圈所处的磁感应强度为B=4T，由几何关系可知，线圈的有效长度为，受安培力的大小为，故C正确； D．由焦耳定律可知，0~2s时间内，通过线圈的热量为Q=I2Rt= 0.02J，故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分。全部选对得4分，选对不全得2分，有错误选项得0分） 9. 如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　） A. 0时刻弹簧弹力大小为 B. 弹簧劲度系数为 C. 时间段，回复力冲量为0 D. 时间段，小球动能与重力势能之和不变 【答案】AC 【解析】 【详解】B．小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有 可得劲度系数为 故B错误； A．0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为 故A正确； C．时间段，小球从从最高点振动到达最低点，回复力在前时间沿正方向，在后时间沿负方向，两段时间的回复力平均值大小相等，则由 可知回复力冲量为0，故C正确； D．时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 副线圈中的交流电频率为50Hz B. t=0.02s时电压表V1示数为0V C. 当R2所在处出现火警时，变压器原线圈的输入功率变小 D. 当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变小，电流表A的示数变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．变压器原副线圈中电流的频率均为，故A正确； B．原线圈电压的有效值为 则副线圈电压有效值即电压表V1的读数为，故B错误； CD．当R2所在处出现火警时，R2电阻减小，则次级电流变大，则R1两端的电压变大，副线圈的电压不变，则R2两端的电压减小，电压表V2的示数变小，副线圈消耗的功率变大，则变压器原线圈的输入功率变大，电流表A的读数变大，故C错误，D正确。 故选AD。 11. 氢原子的能级示意图如图所示，开始时有大量均处于基态的氢原子，用一束光子能量为E=12.75eV的单色光照射这些氢原子，并用发出的光线照射逸出功为2.29eV的钠，则下列分析正确的是（　　） A. 激发后的氢原子能发出3种不同频率的光 B. 发出的光线中有6种光子能使钠发生光电效应 C. 发出的光线中，能量为0.66eV的光子波长最长 D. 钠发出的光电子的最大初动能为10.46eV 【答案】CD 【解析】 【详解】A．用光子能量为12.75eV的光照射一群处于基态的氢原子，原子能量为 知原子跃迁到第4能级，根据知，最多发射6种不同波长的光子，故A错误； C．根据得，从n=4跃迁到n=3能级辐射的光子能量最小，波长最长，其能量为，故C正确； B．当光子能量大于钠的逸出功时，则可发生光电效应，经计算可知，能使钠发生光电效应的光线有四种，故B错误； D．钠发出的所有光电子中最大的初动能为Ek=12.75eV−2.29eV=10.46eV，故D正确。 故选CD。 12. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于：x=−0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。则（　　） A. P点开始振动的方向为+y方向 B. 当t=0.75s时两列波在M点相遇 C. 平衡位置在x=0.4m处的质点比平衡位置在x=0.7m处的质点先振动 D. 0~1s内，M点运动的路程为4cm 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由波的传播方向可以确定质点的振动方向，沿着波的传播方向看，“上坡下，下坡上”的方法可得出P点开始振动的方向为−y方向，故A错误； B．由题可知两列波的波速一样，到M点的时间为，故B正确； C．由于波速一样，所以由图可知x=−0.2m到x=0.4m的距离比x=1.2m到x=0.7m要远，故平衡位置在x=0.4m比平衡位置在x=0.7m处的质点后振动，故C错误； D．由 得出 两列波传到M点用了0.75s，两波到M点的起振方向都是向下，在经过，两波刚到达波谷，故M点路程为4cm，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每空2分，共12分） 13. （1）某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 ①该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（ ）。 A．尽量选择质量大、体积小的摆球 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C．用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度偏大 ②实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为______mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，可测得重力加速度g=_________m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）； ③在实验中，有三位同学作出的T2−L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（ ） A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 B．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 C．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L （2）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 ①为较方便地表示出玻璃砖的折射率，可以选择用刻度尺测量下列长度中的一部分：AB的长度为x1，CD的长度为x2，AO的长度为x3，DO的长度为x4，则玻璃砖的折射率可表示为n=______； ②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） ①. AD ②. 22.6 ③. 9.87 ④. C （2） ①. ②. 偏大 【解析】 【小问1详解】 ①[1]A．尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小阻力的影响，故A正确； B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为，故B错误； C．根据 可得 用悬线长度加摆球的直径作为摆长，则摆长偏大，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C错误； D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆则根据 解得 则测得的周期值偏小，根据 则导致测量的重力加速度偏大，故D正确。 故选AD。 ②[2]实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数为22mm+0.1mm×6=22.6mm； [3]小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，根据 可得 则重力加速度； ③[4]根据 可得 T2−L图像的斜率 AB．由图所示图像可知，对图线a与图线b的斜率相同，所以图线a对应的g值等于图线b对应的g值，图线c对应的g值大于图线b对应的g值，故AB错误； C．如果实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小，故出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次，故C正确； D．由图所示图像可知，对图线a，当L为零时，T不为零，所测摆长偏小，可能是把细线长度作为摆长L，也可能是把悬点到摆球上端的距离作为摆长，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 ①[1]玻璃砖的折射率可表示为 ②[2]若该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，折射光线将顺时针转动，而作图时仍以MN为边界，AD为法线，则入射角不变，折射角减小，由折射率公式可知，测得玻璃砖的折射率将偏大。 四、解答题（本题共3小题。第14题10分，第15题14分，第16题16分，共40分。） 14. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶9，降压变压器原、副线圈的匝数比比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率P=19kW，额定电压U4=380V，变压器均视为理想变压器。求： （1）升压变压器副线圈两端电压U2； （2）通过输电线上的电流I3； （3）输电线的总电阻r。 【答案】（1）2250V （2）10A （3）35Ω 【解析】 【小问1详解】 根据理想变压器两端电压与匝数的关系得 解得 【小问2详解】 根据理想变压器两端电压与匝数关系得 通过输电线上的电流为 解得， 【小问3详解】 输电线电势差 输电线的总电阻 解得 15. 如图甲所示，匝数N=100，电阻r=1Ω，面积的圆形金属线圈与粗糙倾斜金属导轨连接成一个回路，导轨宽度L=1m，倾角θ=37°，轨道上连有阻值的电阻，在线圈中存在垂直于线圈平面向上的均匀变化的磁场B1，B1变化规律如图乙所示，在倾斜导轨上存在垂直导轨平面向下大小恒定的磁场B2，且；在导轨上放置一根质量，阻值，与导轨等宽的金属棒ab，并锁定。现将开关S闭合，解除锁定后，发现金属棒恰好能在导轨上保持静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计。已知求： （1）流经金属棒的电流大小和方向； （2）金属棒和导轨间的动摩擦因数； （3）现将开关S断开，当金属棒向下滑0.4m时速度达到，求该过程中电阻R上产生热量。 【答案】（1），方向从到 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线圈中产生的感应电动势的大小 回路的总电流 又 流经金属棒的电流大小 根据楞次定律可知电流方向从到； 【小问2详解】 根据平衡条件 可得 【小问3详解】 由动能定理可知 由功能关系 电阻产生的热量为 解得 16. 2022年6月17日，我国第三艘航母“福建舰”正式下水，“福建舰”配备了目前世界上最先进的“电磁弹射”系统。“电磁弹射”系统的具体实现方案有多种，并且十分复杂。一种简化的物理模型如图所示，电源和一对足够长平行金属导轨M、N分别通过单刀双掷开关K与电容器相连。电源的电动势E=13.5V，内阻不计。两条足够长的导轨相距L=0.1m且水平放置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面且竖直向下，电容器的电容C=10F。现将一质量为m=0.2kg，电阻为r=0.1Ω的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内，分别与两导轨良好接触。将开关K置于a端让电容器充电，充电结束后，再将开关K置于b端，金属滑块会在电磁力的驱动下运动。在电容器放电过程中，金属滑块两端电压与电容器两极板间电压始终相等。不计导轨和电路其他部分的电阻，不计电容器充、放电过程中电磁辐射和导轨产生的磁场对滑块的作用，忽略金属滑块运动过程中的一切摩擦阻力。求： （1）充电完毕后电容器的电荷量； （2）在开关K置于b端的瞬间，金属滑块加速度的大小； （3）金属滑块的最大速度。 【答案】（1）135C （2）33.75m/s2 （3）30m/s 【解析】 【小问1详解】 由电容定义 解得 【小问2详解】 开关K置于b的瞬间，流过金属滑块的电流为 以金属滑块为研究对象，根据牛顿第二定律得 又 联立解得 【小问3详解】 设金属滑块加速运动到最大速度时两端电压为U，电容器放电过程中的电荷量变化为Δq，放电时间为Δt，流过金属滑块的平均电流为I。在金属块滑动过程中，由动量定理得 因为 由电容定义 电容器放电过程的电荷量变化为 且 金属滑块运动后速度最大时，其两端电压为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024~2025学年度第二学期期末四校联考 高二物理 一、单项选择题（本题共8小题，每题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意。） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 雨后天空中出现彩虹，这是光的衍射现象 B. 用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 C. 电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关 D. 根据量子理论，在光电效应现象中增大入射光的照射强度光电子的最大初动能增加 2. 东方超环是我国自主研发的世界首个全超导核聚变装置，俗称“人造小太阳”，是“人造小太阳”中的核聚变方程。下列说法正确的是（　　） A. 该核聚变过程放出能量，因此反应在常温下就能发生 B. X是电子，来自原子核内 C. 核聚变反应比核裂变反应产能效率更高 D. 该反应有质量亏损，所以质量数不守恒 3. 如图所示，真空中一束复色光a沿AO方向射入半圆形玻璃柱体横截面的顶端O，经玻璃折射成b、c两束光。下列说法正确的是 （　　） A. 玻璃对b光折射率比c大 B. 在玻璃中，b光的传播速度比c大 C. b光的光子能量比c小 D. 逐渐增大a光的入射角，b光先发生全反射 4. 如图所示，光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时增加，则会产生逆时针方向感应电流的是（　　） A. 线圈1 B. 线圈2 C. 线圈3 D. 线圈4 5. 如图，L是自感系数很大、直流电阻不计的线圈，a、b是两个相同的小灯泡。开关S由断开到闭合（　　） A. a、b同时亮后b逐渐变暗至熄灭 B. a、b同时亮后a逐渐变暗至熄灭 C. a先亮b后亮，然后b逐渐变亮 D. b先亮a后亮，然后a逐渐变亮 6. 关于下列图片中所涉及的物理知识，描述正确的是（　　） A. 图甲为关于麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场周围空间一定产生变化的电场 B. 图乙为真空冶炼炉，通入线圈的高频电流在线圈中产生热量，从而冶炼金属 C. 由图丙可知当驱动力的频率与物体的固有频率相差越大，受迫振动的振幅越大 D. 图丁为电压互感器，此装置可以用来测导线L1L2间的高电压 7. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图（a）所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，线圈匝数为10，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图（b）所示，则（　　） A. 电压表的示数为220V B. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J C. 电路中的电流方向每秒钟改变50次 D. t=0时，感应电流为零，磁通量最小 8. 轻质细线吊着一质量为m=1kg、边长为L=0.2m、总电阻R=1Ω、匝数n=10的正方形闭合线圈abcd，bd下方区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。不考虑线圈的形变和电阻的变化，整个过程细线未断且线圈始终处于静止状态，g取10m/s2，则下列判断正确的是（　　） A. 线圈中感应电流的方向为adcba B. 线圈中的感应电流大小为0.2A C. 6s时线圈受安培力的大小为 D. 0~2s时间内线圈中产生的热量为0.08J 二、多项选择题（本题共4小题，每题4分，共16分。全部选对得4分，选对不全得2分，有错误选项得0分） 9. 如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（　　） A. 0时刻弹簧弹力大小为 B. 弹簧劲度系数为 C. 时间段，回复力冲量为0 D. 时间段，小球动能与重力势能之和不变 10. 如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，其电阻随温度升高而减小，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 副线圈中的交流电频率为50Hz B. t=0.02s时电压表V1示数为0V C. 当R2所在处出现火警时，变压器原线圈的输入功率变小 D. 当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变小，电流表A的示数变大 11. 氢原子的能级示意图如图所示，开始时有大量均处于基态的氢原子，用一束光子能量为E=12.75eV的单色光照射这些氢原子，并用发出的光线照射逸出功为2.29eV的钠，则下列分析正确的是（　　） A. 激发后的氢原子能发出3种不同频率的光 B. 发出光线中有6种光子能使钠发生光电效应 C. 发出的光线中，能量为0.66eV的光子波长最长 D. 钠发出的光电子的最大初动能为10.46eV 12. 两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于：x=−0.2m和x=1.2m处，两列波的波速均为0.4m/s，波源的振幅均为2cm。图示为t=0时刻两列波的图像，此刻平衡位置在x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=0.5m处。则（　　） A. P点开始振动的方向为+y方向 B. 当t=0.75s时两列波在M点相遇 C. 平衡位置在x=0.4m处的质点比平衡位置在x=0.7m处的质点先振动 D. 0~1s内，M点运动的路程为4cm 三、实验题（每空2分，共12分） 13. （1）某实验小组的同学们利用单摆来测量某地的重力加速度，按如图甲安装好实验仪器。 ①该小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（ ）。 A．尽量选择质量大、体积小的摆球 B．测量摆球通过最低点100次时间t，则单摆周期为 C．用悬线长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏小 D．利用图甲测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度偏大 ②实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为______mm；小组同学通过改变摆线的长度，获得了多组摆长L和对应的单摆周期T的数据，作出T2−L图像如图丙所示，可测得重力加速度g=_________m/s2（π2=9.87，结果保留三位有效数字）； ③在实验中，有三位同学作出的T2−L图线分别如图丁中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线a和c，下列分析正确的是（ ） A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 B．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 C．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 D．出现图线a原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L （2）如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中M为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。 ①为较方便地表示出玻璃砖的折射率，可以选择用刻度尺测量下列长度中的一部分：AB的长度为x1，CD的长度为x2，AO的长度为x3，DO的长度为x4，则玻璃砖的折射率可表示为n=______； ②该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 四、解答题（本题共3小题。第14题10分，第15题14分，第16题16分，共40分。） 14. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶9，降压变压器原、副线圈的匝数比比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率P=19kW，额定电压U4=380V，变压器均视为理想变压器。求： （1）升压变压器副线圈两端电压U2； （2）通过输电线上的电流I3； （3）输电线的总电阻r。 15. 如图甲所示，匝数N=100，电阻r=1Ω，面积的圆形金属线圈与粗糙倾斜金属导轨连接成一个回路，导轨宽度L=1m，倾角θ=37°，轨道上连有阻值的电阻，在线圈中存在垂直于线圈平面向上的均匀变化的磁场B1，B1变化规律如图乙所示，在倾斜导轨上存在垂直导轨平面向下大小恒定的磁场B2，且；在导轨上放置一根质量，阻值，与导轨等宽的金属棒ab，并锁定。现将开关S闭合，解除锁定后，发现金属棒恰好能在导轨上保持静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻不计。已知求： （1）流经金属棒的电流大小和方向； （2）金属棒和导轨间的动摩擦因数； （3）现将开关S断开，当金属棒向下滑0.4m时速度达到，求该过程中电阻R上产生热量。 16. 2022年6月17日，我国第三艘航母“福建舰”正式下水，“福建舰”配备了目前世界上最先进的“电磁弹射”系统。“电磁弹射”系统的具体实现方案有多种，并且十分复杂。一种简化的物理模型如图所示，电源和一对足够长平行金属导轨M、N分别通过单刀双掷开关K与电容器相连。电源的电动势E=13.5V，内阻不计。两条足够长的导轨相距L=0.1m且水平放置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面且竖直向下，电容器的电容C=10F。现将一质量为m=0.2kg，电阻为r=0.1Ω的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内，分别与两导轨良好接触。将开关K置于a端让电容器充电，充电结束后，再将开关K置于b端，金属滑块会在电磁力的驱动下运动。在电容器放电过程中，金属滑块两端电压与电容器两极板间电压始终相等。不计导轨和电路其他部分的电阻，不计电容器充、放电过程中电磁辐射和导轨产生的磁场对滑块的作用，忽略金属滑块运动过程中的一切摩擦阻力。求： （1）充电完毕后电容器的电荷量； （2）在开关K置于b端的瞬间，金属滑块加速度的大小； （3）金属滑块的最大速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$