上海市复旦大学附属中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷(等级考)(原卷版+解析版)
展开(满分100分, 时间60分钟)
考生注意:
1. 试卷满分100分, 考试时间60分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写姓名、报名号。作答必须写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
4.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5. 本试卷中, 重力加速度取10m/s²。
电磁炉
电磁炉的原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流,致使锅体本身快速发热,从而加热锅内食物。
1. 适合做电磁炉锅具的材料是( )
A. 铁B. 瓷器C. 玻璃D. 紫砂
2. 电磁炉在工作中会产生电磁波,___________预言了电磁波的存在,___________在首次在实验中发现了电磁波。
3. 小家同学制作了一个简易装置来研究电磁炉工作原理。如图所示,将一根电线缠绕在铁芯外部,接通交流电源,过了一会儿, 放置在铁芯上方的多匝线圈开始发热。下述可以增大线圈热功率的办法是( )
A. 增大交流电源的频率
B. 减小上方线圈的匝数以减小电阻
C. 将交流电源换成电动势更大的直流电源
D. 将线圈内的铁芯取走
4. 电磁炉使用交变电流供电。发电厂发出的交变电流通过变压器进入家庭电路。如图的电路中也包含理想变压器,电流表和电压表均为理想电表,电阻R₁、R₂和R₃的阻值分别为1Ω、2Ω和6Ω,在a、b 两端接电压有效值为U的交流电源,开关 S 由断开变为闭合时,连接在副线圈的负载电阻消耗的电功率不变。则( )
A. 电流表示数变小
B. 电压表示数变大
C. 整个电路消耗的功率变小
D. 变压器原、副线圈匝数比为1:2
5. 某发电厂发出的交流电电压为 U1,功率为 P。远距离输电线路的总电阻为r。现采用电压达 U₂的特高压输电技术进行输电,变电站理想升压变压器输入和输出线圈的匝数比为___________;输电线上损失的功率为___________。
6. 电磁炉在工作中会向外辐射电磁波,振荡电路也会产生电磁波。如图甲所示,线圈L的直流电阻不计,闭合开关S,待电路达到稳定状态后断开开关 S,LC 回路中将产生电磁振荡。从开关 S 断开计时,线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A. LC 振荡电路的周期为sB. 在时,电容器右极板带正电
C. 间内,电流在减小D. 时间内,自感电动势在增加
7. 理论上,只要电路中有振荡电路,就能向外辐射电磁波,但是直接利用LC 回路向外辐射电磁波的效率是很低的,因此我们可以采用___________、___________等方法有效地将电磁波发射出去。
智能手机
智能手机具有独立的操作系统,大多采用大容量电池、电容式触摸屏,并可安装第三方程序,功能强大实用性高。
8. (多选)现在的智能手机的降噪技术是利用降噪麦克风采样环境噪声,经过数据处理后发出降噪声波,这个过程在噪声到达人耳之前完成,从而在听觉上抵消噪声。图乙是原理简化图,图丙是理想情况下的降噪过程,实线表示环境噪声,虚线表示降噪系统产生的降噪声波,则( )
A. 降噪过程应用了声波的衍射原理,使噪声无法从外面进入耳麦
B. 降噪过程应用的是声波的干涉原理,P点振动减弱
C. 降噪声波与环境噪声声波的传播速度大小相等
D. 质点P经过一个周期向外迁移的距离为一个波长
9. 某手机采用的是光学指纹识别,如图甲,手指按压指纹识别区时,与镜片接触会破坏接触区域的全反射,使得反射光线明暗分布,图像传感器通过识别光线的强弱对指纹进行识别。若镜片的折射率为,实验测得人手指折射率在1.50~1.56之间,以下说法中正确的是( )
A. 手指未按压指纹识别区时,光线在镜片的上表面不能发生全发射
B. 手指未按压时,入射角越小,光线在镜片上表面越容易发生全反射
C. 手指按压指纹识别区时,光线在与镜片接触处不能发生全反射
D. 当光线垂直入射镜片下表面时,仍然可以实现指纹识别功能
10. 如图所示,在手机充电时打入电话,手机开始振动,其频率,离手机一段距离的充电线A位置也在振动,其频率。和的大小关系以及你判断的依据最合理的是( )
A. ,共振现象的规律B. ,共振现象的规律
C. ,机械波的传播规律D. ,机械波的传播规律
11. 如图,手机进行无线充电时,受电线圈内磁场磁感应强度随时间按图乙正弦规律变化,其中。已知受电线圈的匝数为匝,所围面积为,电阻。现在受电线圈的c,d两端接一阻值的小灯泡。求:
(1)从上往下俯视,当送电线圈中的电流逆时针增大时,受电线圈中的电流方向为___________
(2)受电线圈中产生感应电动势的最大值为___________
(3)在1分钟内,电阻R上产生热量为___________
(4)从到半个周期内,通过小灯泡的电荷量为___________。(结果保留π)
12. (多选)用手机可以拍照和计时,并用于计算动量的变化情况。小望同学练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm,被重新顶起,离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4kg,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为
B. 头部对足球的平均作用力为足球重力的8倍
C. 足球下落到与头部刚接触时动量大小为
D. 足球与头部作用过程中动量变化量大小为
漂亮的水晶球
在菁英计划期间,小步来到“中国水晶之都”——连云港,临行前在当地商场购买了一个介质分布均匀的透明水晶球,如图所示。
13. 在阳光的照射下,水晶球晶莹剔透、闪闪发光,小步准备用手中的相机记录下这美丽的景象。以下说法正确的是( )
A. 为减少光在照相机镜面处的反射,使景物更清晰,可以在照相机镜头前装上偏振片
B. 照相机的增透膜厚度通常为入射光在增透膜中波长的一半
C. 水晶球在阳光下显得格外明亮,因为一部分光从空气射入水晶球时发生了全反射
D. 单色光从空气射入水晶球中,光的波长变短
14. “雨色映日而为虹……背日喷乎水,成虹霓之状。”虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次全反射后出射形成的。小步用水晶球模拟了虹和霓的形成,如图所示,两束平行白光照射到水晶球后,在水平的白色桌面上会形成 MN 和 PQ 两条彩色光带,下列说法正确的是( )
A. 从M到N之间光带的颜色顺序和从P到Q之间光带的颜色顺序相同
B. 在水晶球中,a光的传播速度大于b光的传播速度
C. 在同一介质中,以相同入射角从介质射入空气,若b光发生全反射,a光一定也能发生全反射
D. 将a光和b光分别照射同一狭缝,b光通过狭缝时的衍射现象更明显
15. 在运输过程中,水晶球遭到磕碰,表面出现凹槽,于是小步决定将其切割打磨成半圆柱形并用实验测定该水晶的折射率,如图所示。O点为圆心,用一束红色激光从C点对准圆心O射入该水晶,保持入射光方向和O点位置不变,让水晶绕O点顺时针缓慢旋转,当转过41°角时,折射光线消失。则
(1)水晶对红色激光的折射率n=___________(保留3位有效数字);
(2)若换绿色激光重复上述实验,则折射光线消失时,水晶转过角度___________41°。
A. 大于 B. 等于 C. 小于
16. (多选)另一部分,小步将其加工打磨成了水晶砖,并将水晶砖放置在玻璃茶几上,一端夹入薄片,如图4-1所示。用激光笔照射,可以观察到如图4-2 所示的干涉条纹,这说明( )
A. 玻璃茶几的上表面A处向上凸起B. 水晶砖的下表面 B处向下凸起
C. 玻璃茶几的上表面A处向下凹陷D. 水晶砖的下表面B处向上凹陷
17. (多选)小步选择用激光进行实验,主要是是利用了激光的( )
A. 亮度高B. 平行度好C. 单色性好D. 波动性好
月球探测工程
我国已先后成功实施四次月球探测任务,计划在2030年前实现首次登陆月球。已知,月球表面重力加速度为g月。
18. 嫦娥号登陆月球时,沿图中虚线方向做匀减速直线运动靠近月球表面,则发动机的喷气方向可能为( )
A. B.
C. D.
19. 嫦娥号在竖直下降登月过程中,在距月球表面高度为h处以相对月球的速度 v 开始做匀减速直线运动,加速度大小为 a,下降至距月球表面高度为___________处相对月球速度为零。质量为 M的嫦娥号在保持悬停的过程中,发动机不断竖直向下喷出相对其速度为 u的气体。在一次短促的喷射过程中(嫦娥号质量不变),单位时间内需消耗燃料的质量为___________。
20. 未来,嫦娥号可以搭载三维成像微波高度计,利用天线1和2同时向月球表面发射微波,然后通过接收回波和信号处理,从而确定月球表面的高度值,如图(a)。图(b)为高度计所获得微波的___________条纹图样,两列天线发射的微波需满足的条件是___________、___________、___________。
21. 未来,航天工作者可以在月球基地进行物理实验。如图(a)所示,弹簧振子沿轴线AB自由振动,一垂直于 AB 的弹性长绳与振子相连,沿绳方向为x轴,沿弹簧轴线方向为y轴。
(1)弹簧振子振动后,某时刻记为 t=0 时刻,振子位移 y 随时间 t 变化的关系式为绳上产生一列沿 x轴正方向传播的简谐横波,则 t=T时的波形图为( )
A. B.
C. D.
(2)如图(b)所示,实线为t0时刻绳子的波形,虚线为t0+0.2s时刻绳子的波形,P为 处的质点。绳波的传播速度可能为___________m/s。在t0+1.0s时刻,质点 P所处位置的坐标为___________
22. 在月球上进行的机械波实验中,两列简谐横波在某一均匀介质中相向传播,波源M(0m,0cm)产生的波沿x轴正方向传播, 波源N(9m,0cm)产生的波沿x轴负方向传播。t=0时刻某一波源先开始振动,t=0.2s时MN间的波形图如图所示。此时平衡位置位于x=2m和x=8m的两个质点都处于波峰位置。下列说法正确的是( )
A. 波源M先振动且起振方向向下
B. 沿x轴负方向传播的N波波速为10m/s
C. 再经过0.2s, x=6m的质点纵坐标为5cm
D. 两列波可以发生稳定的干涉现象
物质是由分子组成的,人类无法直接观察分子的运动,通过分析各种宏观现象来获得分子运动和相互作用的信息。分子的运动也对应着能量的转化和守恒。
23. 关于分子热运动和布朗运动,下列说法中正确的是( )
A. 布朗运动是指在显微镜下看到的液体分子的无规则运动
B. 布朗运动间接地反映了分子在永不停息地做无规则运动
C. 当物体温度达到0℃时,物体分子的热运动就会停止
D. 悬浮颗粒越大,某一瞬间与它碰撞的液体分子越多,布朗运动越显著
24. 下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A. 从图A中可以看出任意一个分子在100℃时的速率一定比0℃时要大
B. 微粒的运动就是物质分子的无规则热运动,即布朗运动
C. 当两个相邻的分子间距离为r₀时,它们之间相互作用的引力和斥力的合力为零
D. 实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
25. 标准状况下,水蒸气的摩尔体积,,水的摩尔质量M =18g/ml, 水的密度,请进行下列估算:(结果均保留1位有效数字)
(1)水蒸气分子的平均间距约为___________
(2)水分子的直径约为___________
26. 右图是一个测量分子速率分布的装置。圆筒绕其中心匀速转动,侧面开有狭缝N,内侧贴有记录薄膜,M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的某指定温度的银原子蒸气穿过屏上s缝后进入狭缝N,在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。一段时间后,展开的薄膜上银原子的分布最接近下图中的( )
A. B.
C. D.
27. 假定某一温度下,气体分子运动的平均速率为v,气体分子质量为m,那么一个分子垂直碰撞器壁前后的动量改变量大小约为___________(碰撞可视为弹性碰撞);设时间内有 N个这样的分子碰撞器壁一次,被碰撞器壁的总面积为,那么这些分子对器壁产生的压强为___________。
28. 如图所示,两条足够长的平行金属导轨间距,与水平面的夹角,处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为,电阻均为,长度均为。将棒固定,由静止释放棒,当棒达到最大速度时,棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计,运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度取。
(1)求棒的最大速度大小;
(2)求从释放到达到最大速度时,棒的位移大小;
(3)若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力,并将棒的固定解除,让棒同时由静止开始运动,求当棒速度时,棒的速度大小和加速度大小。
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