2022-2023学年重庆市第二外国语学校高二下学期期中物理试题 （解析版）

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重庆第二外国语学校高2024级高二（下）半期质量检测物理试题（全卷共4大题  满分：100分  考试时间：90分钟）一、单选题：本大题共8小题，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题4分。1. 特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，不考虑其他因素的影响，则（　　）A.  B. C.  D. 【答案】B【解析】【详解】输电线上传输的功率满足则线路上损耗的功率为所以当输电电压提高一倍时，线路上的功率损耗变为故选B2. 可调磁控阻力健身车原理如图所示，通过拉杆可以控制磁铁与铝制飞轮之间的距离，健身时带动飞轮转动，可感受到车轮转动时的阻尼感。则（　　）A. 阻尼感是磁铁与车轮间摩擦所致B. 若拉杆位置不动，转速越小阻尼感越强C. 若飞轮转速不变，磁铁与飞轮距离越远阻尼感越强D. 若其他条件相同情况下，铜制的飞轮阻尼感更强【答案】D【解析】【详解】A．阻尼感是飞轮切割磁感线产生感应电流从而受到安培力所致，故A错误；B．若拉杆位置不动，转速越小，飞轮切割磁感线产生的感应电动势越小，即感应电流越小，所受安培力越小，阻尼感越弱，故B错误；C．若飞轮转速不变，磁铁与飞轮距离越远，磁铁在飞轮处产生的磁场强度越小，飞轮切割磁感线产生的感应电动势越小，即感应电流越小，所受安培力越小，阻尼感越弱，故C错误；D．铜的电阻率比铝的电阻率小，若其他条件相同情况下，铜制的飞轮电阻更小，切割磁感线时感应电流更大，所受安培力更大，则阻尼感更强，故D正确。故选D。3. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，A1与线圈L串联后接到电路中，A2与可变电阻R串联后接到电路中。先闭合开关S，调节R，使两个灯泡的亮度相同，再调节R1，使它们正常发光，然后断开开关S，下列说法正确的是（　　）A. 重新接通电路，A1、A2同时变亮B. 重新接通电路，A1逐渐变暗C. 接通电路，电路稳定后再次断开S，A1、A2逐渐熄灭D. 接通电路，电路稳定后再次断开S，A2闪亮一下再熄灭【答案】C【解析】【分析】根据题中物理情景描述可知，本题考查自感，根据电感线圈对电流作用的规律，运用电磁感应等，进行分析推断。【详解】A．重新接通电路，由于L有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，故A错误；B．由A分析可知A1逐渐变亮，故B错误；C．一段时间电路稳定后，再次断开S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C项正确；D．由C分析可知不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，故B错误。故选C。4. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　）A. 电容器正在放电 B. 振荡电流正在减小C. 电流流向沿a到b D. 电场能正在向磁场能转化【答案】B【解析】【详解】由图可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，电路中的电流沿顺时针方向，磁场能在向电场能转化，故B正确，ACD错误。故选B。5. 有主动降噪功能的耳机可以拾取噪声信号，经智能降噪处理器对不同的噪声精准运算，通过Hi-Fi扬声器播放与噪声相位相反、振幅相同的降噪声波，从而起到抵消噪声的作用。如图为噪声在某时刻的简谐波图像，则（　　）A. 此时刻质点P一定正从平衡位置向下振动B. 再经过一个周期质点P水平移动一个波长C. 降噪声波的振幅为10cmD. 降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为20cm【答案】C【解析】【详解】A．因不知道简谐波的传播方向，所以无法判断此时刻质点P的振动方向。故A错误；B．质点P在平衡位置附近振动，不随波动传播迁移，故B错误；C．由图可知降噪声波的振幅为10cm，故C正确；D．降噪声波与噪声相位相反、振幅相同，降噪声波和噪声叠加后，波的振幅变为0，故D错误。故选C。6. 一直径为d、电阻为r的均匀光滑金属圆环水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，如图所示。一根长为d、电阻为的金属棒ab始终在圆环上以速度v（方向与棒垂直）匀速平动，与圆环接触良好。当ab棒运动到圆环的直径位置时，ab棒中的电流为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【分析】ab棒在垂直切割磁感线，根据E=Bdv求出ab棒产生的感应电动势，分析电路结构，求出电路的总电阻，再根据闭合电路欧姆定律求ab棒中的电流。【详解】当ab棒运动到圆环的直径位置时，产生感应电动势大小为E=Bdvab棒相当于电源，两个金属半圆环并联后，再与ab棒串联，则电路的总电阻为ab棒中的电流为故选B。【点睛】本题考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律的综合应用，关键要明确电路的结构，知道ab棒相当于电源，外电路是两个金属半圆环并联。7. 如图所示，一运动员在清澈的水池里沿直线以0.5m/s的速度游泳，已知水深为m，不考虑水面波动对视线的影响。t=0时刻他看到自己正下方的水底有一小石块，t=6s时他恰好看不到小石块了（眼睛在水面之上），下列说法正确的是（　　）A. 6s后，运动员会再次看到水底的小石块B. 水的折射率n=C. 水的折射率n=D. 水的折射率n=【答案】C【解析】【详解】A．t=6s时恰好看不到小石块，则知光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，6s后，入射角大于临界角，光线仍发生全反射，所以不会看到小石块，故A错误；BCD．由题意可得，t=6s时光路如下图所示t=6s时通过的位移为x=vt=0.5×6m=3m根据全反射临界角公式可得则水的折射率为故C正确，BD错误。故选C。8. 如图甲所示，电阻不计且间距L=1m光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R=2Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场。现将质量m=0.1kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放，金属杆ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，已知金属杆ab进入磁场时的速度v0=1m/s，下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示，已知：当下落高度h=0.3m时，a恰好减小为0，g取10m/s2，则（　　）A. 匀强磁场的磁感应强度为2TB. 金属杆ab下落0.3m时的速度为1m/sC. 金属杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2JD. 金属杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.30C【答案】A【解析】【分析】【详解】A．进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b。由左手定则知，杆ab所受的安培力竖直向上。由乙图知，刚进入磁场时，金属杆ab的加速度大小方向竖直向上。由牛顿第二定律得设杆刚进入磁场时的速度为v0，则有联立得代入数据，解得故A正确；B．通过a−h图象知h=0.3m，a=0，表明金属杆受到的重力与安培力平衡，有解得即杆ab下落0.3m时金属杆的速度为0.5m/s，故B错误；C．从开始到下落0.3m的过程中，由能的转化和守恒定律有代入数值有故C错误；D．金属杆自由下落的高度ab下落0.3m的过程中，通过R的电荷量故D错误。故选A。二、多选题：本大题共4小题，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s。下列说法正确的是（　　）A. 从图示时刻开始，质点b比质点a先回到平衡位置B. 从图示时刻开始，经0.01s时间x＝2m处质点通过的路程为0.4mC. 若该波波源从x＝0处沿x轴正方向运动，则在x＝2000m处接收到的波的频率将小于50HzD. 若该波传播过程中遇到宽约为3m的障碍物，则能发生明显的衍射现象【答案】BD【解析】【详解】A．根据“上坡下，下坡上”知，题图所示时刻质点b向y轴负方向振动，故质点a比质点b先回到平衡位置，故A错误；B．根据题图知波长为4m，由T＝＝0.02s经过0.01s=所以经0.01s质点的路程为两个振幅，即为0.4m，故B正确；C．波的频率为＝50Hz由于波源从x=0处沿x轴正方向运动，在靠近接收者，所以在x=2000m处接收到的波的频率将大于50Hz，故C错误；D．波发生明显衍射条件是障碍物或孔的尺寸接近或小于波长，根据题意可知，障碍物的尺寸小于波的波长，所以波能发生明显的衍射现象，故D正确。故选BD。10. 如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化：如图乙所示，导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心的金属轴以角速度逆时针匀速转动（俯视）。圆环上接有三根金属辐条、、，辐条互成角。在圆环左半部分张角也为角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为的匀强磁场，在转轴与圆环的边缘之间通过电刷、与一个灯（二极管）相连。除灯电阻外，其他电阻不计。下列说法中正确的是（　　）A. 若棒进入磁场中，点电势小于点电势B. 金属辐条在磁场中旋转产生的是正弦式交变电流C. 若导电圆环顺时针转动（俯视），也能看到灯发光D. 角速度比较大时，能看到灯更亮【答案】AD【解析】【详解】A．由右手定则可知切割磁感线产生的感应电流在OP辐条上从P流向O，OP为电源时O为正极，P为负极，所以点电势小于点电势，故A正确；B．金属辐条在磁场中旋转产生的感应电流大小和方向都恒定为直流电，故B错误；C．导电圆环顺时针转动（俯视）产生的感应电流与逆时针转动时产生的感应电流方向相反。逆时针转动时二极管发光，由二极管的单向导电性可知顺时针转动时二极管不发光，故C错误；D．假设辐条长度为L，辐条切割磁感线产生的感应电动势大小为    可知角速度比较大时，感应电动势比较大，感应电流比较大，则灯更亮，故D正确。故选AD。11. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的交流电的图像如图线b所示。下列说法正确的是（ ）A. 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量都为零B. 线圈产生a、b两次交流电的转速之比为2:3C. 交流电a的瞬时值表达式为u=10sin5πt VD. 交流电b的最大值为【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．在图中t=0时刻电压等于零，此时线圈与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量都最大，A错误；B．根据解得线圈产生a、b两次交流电的转速之比为B错误；C．根据解得u=10sin5πt VC正确；D．根据解得所以解得 D正确。故选CD。12. 如图甲为手机无线充电工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为40匝，电阻r＝2Ω，在它的c、d两端接一阻值R＝6Ω的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化规律如图乙所示，磁场向上穿过线圈时磁通量为正，则（　　）A. 时间内，感应电流的方向为B. 电压表的示数为6VC. 无线充电1min，电阻R上接收电能为720JD. 到时间内，通过电阻R的电荷为【答案】AC【解析】【详解】A．由图乙可知，时间内，受电线圈中磁通量方向向上增大，则根据楞次定律判断可知，感应电流方向为，故A正确；B．由图乙可知在受电线圈中产生感应电动势的最大值为则受电线圈中产生感应电动势的有效值为根据闭合电路欧姆定律可得，受电线圈中的感应电流为则电压表的示数为故B错误；C．无线充电1min，电阻R上接收电能为故C正确；D．由图乙可知，在到时间内，受电线圈磁通量的变化量为则在到时间内，通过电阻R的电荷为故D错误。故选AC。三、实验题（共14分，每空2分）13. 如图1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，使挡住的像，连接O和。图中为分界面，虚线半圆与实线半圆对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，均垂直于法线并分别交法线于A、D点。（1）图1所示设的长度为a，的长度为b，的长度为m，的长度为n，则玻璃砖的折射率可表示为___________。（2）同班小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜来做实验，两者的面是平行放置的，如图2所示。插针、的连线垂直于面，若操作正确的话，则在图乙中右边的插针应该是___________（填“、”“、”“、”或“、”）；（3）如图3所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行。已知真空中的光速为c，则玻璃砖的折射率为___________。【答案】    ①.     ②. 、    ③. 【解析】【详解】（1）[1]根据折射定律可得玻璃砖的折射率为（2）[2]由题意，光线在第一个AC面的折射角与第二个AC面的入射角大小相等，根据几何关系以及对称性可知出射光线与、的连线平行，作出光路图如图所示可知在图乙中右边的插针应该是P5、P6。（3）[3]如图所示当光线从P点垂直界面入射后，其入射角恰好等于全反射临界角，即当入射角时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行，根据折射定律以及对称性可知又根据折射定律有解得14. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。A控制变量法     B.等效替代法     C.演绎法     D.理想实验法（2）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是___________。A.整块硅钢铁芯     B.整块不锈钢铁芯     C.绝缘的铜片叠成     D.绝缘的硅钢片叠成（3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________（填“多”或“少”）。（4）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为___________。（填字母）A.     B.     C.【答案】    ①. A    ②. D    ③. 少    ④. C【解析】【详解】（1）[1] 当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压U1一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1、n2的关系。故选A。（2）[2] 观察变压器的铁芯，由于涡流在导体中会产生热量，所以它的结构是绝缘的硅钢片叠成，故D正确，ABC错误。故选D。（3）[3] 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据，可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。（4）[4] 若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系：。若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原、副线圈的匝数比为2︰1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为U1=2×3V=6V考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V，故C正确，AB错误。故选C。四、解答题：本大题共4小题，共38分，每一道题都必须给出必要的文字说明和解答过程。15. 如图所示，发电机输出功率，输出电压，用户需要的电压，输电线总电阻为，其余导线电阻不计，两个变压器为理想变压器。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：（1）发电机的输送电流是多少？（2）升压变压器原副线圈的匝数比？【答案】（1）；（2）1∶10【解析】【详解】（1）根据，得发电机的输出电流（2）输电线上损失功率解得则16. 一个玻璃圆柱体的横截面如图所示，其半径为，圆心为。柱面内侧处的单色点光源发出的一束光与直径的夹角为，从点射出，出射光线与平行。已知该玻璃的折射率，光在真空中的传播速度为。（1）求夹角的值；（2）当，求从发出的光线经多次全反射回到点的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）如图所示有图中几何关系可知根据折射定律可得解得（2）设光线在璃圆柱体发生全反射临界角为，则有当时，从发出的光线经多次全反射回到点的光路图如图所示从发出的光线经多次全反射回到点的时间为又联立解得17. 一列简谐波的波源在图中的坐标原点处，经过，振动从原点向右传播，此时波的图像如图，质点P离原点的距离为。则：（1）判断质点P起振时的速度方向；（2）求波的传播速度和周期；（3）由图示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，求这段时间内波源在振动过程中通过的路程。【答案】（1）沿y轴负方向；（2），；（3）【解析】【详解】（1）振动从原点向右传播，由题图可知，处质点的起振方向沿y轴负方向，则质点P起振时的速度方向沿y轴负方向。（2）经过，振动从原点向右传播一个波长，所以周期为T=振动从原点向右传播，得波速（3）由图可知，振幅由题图所示时刻开始计时，至质点P第一次到达波峰，这段时间内波形平移了则所需时间则波源通过的路程为18. 世界首条高温超导高速磁悬浮样车在中国下线，我国技术已达世界领先水平。超导磁悬浮列车可以简化为如图所示模型：在水平面上固定两根相距L的平行直导轨，导轨间有大小均为B宽度都为L的匀强磁场，相邻磁场区域的磁场方向相反。整个磁场以速度v水平向右匀速运动，边长为L的单匝正方形线圈abcd悬浮在导轨上方，在磁场力作用下向右运动，并逐渐达到最大速度。匀速运动一段时间后超导磁悬浮列车开始制动，所有磁场立即静止，经位移x停下来。设线圈的电阻为R，质量为m，运动过程中受阻力大小恒为f。求：（1）线圈运动的最大速度（提示：动生电动势的切割速度为。）；（2）制动过程线圈产生的焦耳热Q；（3）从开始制动到停下来所用的时间t。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）线圈达到最大速度时，产生的电动势回路中的电流线圈受到的安培力速度最大时，线圈收到的安培力与阻力相等，则有联立可得（2）线圈制动过程，有动能定理有：又由功能关系有联立可得（3）减速过程由动量定理有又有，，联立可得