辽宁省名校联盟2023-2024学年高二下学期4月联合考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份辽宁省名校联盟2023-2024学年高二下学期4月联合考试物理试卷（Word版附解析），共13页。

命题人：大连市赵玉友高中物理名师工作室 刘鸿博
审题人：庄河市高级中学 陈艳春 张慧芳 李辉
本试卷满分100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上．
2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．下列现象能说明光是横波的是（ ）
A．水中气泡因全反射显得明亮B．肥皂膜因干涉呈现彩色条纹
C．利用光的偏振呈现立体影像D．单色光因单缝衍射产生条纹
2．如图所示，匀强磁场中通电导线abc中bc边与磁场方向平行，ab边与磁场方向垂直，线段ab、bc长度相等，通电导线所受的安培力大小为F．现将通电导线以ab为轴逆时针（俯视看）旋转90°，整个过程通电导线一直处于磁场中，则旋转后导线abc所受到的安培力大小为（ ）
A．B．C．D．
3．为了减少汽车行驶中的振动，汽车的车体与车轮之间采用了电磁阻尼悬挂连接．图为电磁阻尼悬挂系统的简化原理图，车体上安装线圈1、2，分别与电阻构成回路．当车轮上、下振动时会带动磁体在线圈1、2之间上、下移动，磁体上端为N极，下列说法中正确的是（ ）
A．当车轮带动磁体上移时，通过电阻的电流从下往上
B．当车轮带动磁体下移时，通过电阻的电流从上往下
C．当车轮带动磁体上移时，线圈1对磁体有吸引作用
D．当车轮带动磁体下移时，线圈2对磁体有吸引作用
4．图甲为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，匝的线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示．已知线圈内阻，与线圈连接的定值电阻，其他部分的电阻不计．下列说法正确的是（ ）
A．图甲所示的线圈处于中性面位置
B．线圈中产生电动势的有效值为20πV
C．在0~0.1s内，通过电阻R的电荷量为0.8C
D．在0~0.1s内，电阻R产生的焦耳热为
5．为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示．一束激光由真空沿半圆柱体的径向射入与其在AB边的法线成θ角．CD为光学传感器，可以探测光的强度．从AB面反射到CD的光的光强随入射角θ变化的情况如图乙所示，已知，则下列说法正确的是（ ）
A．该新材料的折射率
B．图甲中若减小入射角θ，则反射光线和折射光线之间的夹角将减小
C．图甲中若减小入射角θ到0°，则光线将全部从AB界面透射出去
D．图甲中若入射角，则反射光线与折射光线所夹角度小于120°
6．如图所示，理想变压器的原线圈接在有效值为100V的正弦交流电源上，原、副线圈匝数比为2∶1，定值电阻的阻值分别为10Ω、20Ω、20Ω，电流表为理想交流电表．下列说法正确的是（ ）
A．的电功率为40WB．电流表示数为1A
C．副线圈两端电压为20VD．副线圈的输出功率为80W
7．喷墨打印机在打印纸张时，纸张以设定的速度匀速移动，打印喷头则随着墨盒一起沿着垂直纸张移动方向根据打印文件上的信息左右移动，如图甲所示．某次打印时，进行如下设置：纸张规格为A4纸（宽度21cm，长度29.7cm），纵向打印，打印速度为每分钟15张，启动打印机，打出一张如图乙所示的图像．不计切换纸张的间隔时间，根据所给信息可以得出打印墨盒左右移动的频率是（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示，在一块平板玻璃上放置一单侧凸形薄透镜，两者之间形成了厚度不均匀的空气膜，让一束单一波长的光垂直入射到该装置上，结果在上方观察到同心的圆环状干涉条纹，称为牛顿环，以下说法正确的是（ ）
A．干涉现象是由于凸透镜下表面反射光和平板玻璃上表面反射光叠加形成的
B．干涉现象是由于凸透镜上表面反射光和平板玻璃上表面反射光叠加形成的
C干涉条纹是内密外疏的
D．平涉条纹是内疏外密的
9．两个步调相同的相干波源上、下振动，波在水平方向上传播，形成了如图所示的干涉图样，其中实线表示波峰，虚线表示波谷．若两列波的振幅均为5cm，下列说法中正确的是（ ）
A．质点d始终保持静止不动
B．质点b振动始终加强，质点c振动始终减弱
C．图示时刻，b、c两质点竖直高度差为20cm
D．质点a过一段时间会移动到b点所在位置
10．如图所示，真空室内存在垂直于纸面向里的匀强磁场（未画出），磁感应强度的大小，磁场内有一块足够长的平面感光平板ab，板面与磁场方向平行，距板中央O点正下方处有一个点状的放射源S，它可以向纸面内各个方向发射速度的带正电的粒子，粒子的比荷，不计粒子重力及粒子间相互作用力，．下列说法正确的是（ ）
A．平板上被粒子打中的区域长度为16cm
B．平板上被粒子打中的区域长度为20cm
C．打在平板上的粒子运动的最长时间为
D．打在平板上的粒子运动的最短时间为
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）某同学设计了一个测定激光波长的实验装置如图甲所示，激光器发出的一束直径很小的红色激光进入一个一端装双缝、另一端装有感光片的遮光筒，感光片上出现一排等距的亮点．图乙中的黑点代表亮点的中心位置．
（1）通过量出相邻光点的距离可以算出激光的波长．据资料介绍：如果双缝的缝间距离为d，双缝到感光片的距离为L，感光片上相邻两光点间的距离为，则光的波长．该同学测得，缝间距，用带10分度游标的卡尺测得感光片上第1到第4个光点的距离如图乙所示，该距离是______________mm，实验中激光的波长________m．（保留2位有效数字）
（2）如果实验时将红色激光换成绿色激光，屏上条纹间距将______________（填“变密”或“变疏”）．
12．（8分）在“利用单摆测重力加速度”的实验中，两名同学采用了不同类型的传感器来完成实验．一同学利用智能手机软件中的“磁传感器”功能，能实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大．现用智能手机、磁化小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置，来测量重力加速度，实验步骤如下：
①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住；
②打开夹子释放磁化小球，小球运动，取下夹子；
③运行软件，点开“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化；
④改变摆线长和夹子的位置，测量出每次实验的摆线长度L及相应的周期T．
根据以上实验过程，回答下列问题：
（1）图乙记录了实验中磁感应强度的变化情况，测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为t，则单摆周期T的测量值为______________．
（2）实验中得到多组摆线长度L及相应的周期T后，作出了图线，图线的斜率为k，在纵轴上的截距为c，由此得到当地重力加速度________，小球的半径________．
（3）另一同学利用了位移传感器，他将单摆固定在铁架台上，使其做小角度左右摆动，摆动路径如图丙中虚线所示，通过位移传感器得到了摆球位移随时间的变化曲线，如图丁所示，已知摆长，根据图丁中的信息可得，重力加速度________．（结果保留3位有效数字，取）
13．（10分）一半径为的半圆柱玻璃砖，上方有平行横截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成角的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的平面上．打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以恒定速度向右运动，当激光射到O点左侧M点（未画出）时，恰好在半圆柱玻璃砖的弧面发生全反射．不考虑激光在AB面上的反射，已知玻璃砖的折射率为．求：
（1）M点到O点的距离；
（2）半圆柱玻璃砖的弧面开始有激光射出持续的时间．
14．（12分）一列简谐横波沿x轴传播，在（实线）和（虚线）时刻的波形图如图所示．
（1）求这列波的波长、振幅并写出波速表达式；
（2）若波速，求处的质点从时刻开始到第一次返回平衡位置的时间及路程．
15．（18分）如图所示，间距为l且电阻不计的光滑平行金属导轨，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，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m、长度为l、阻值也为R的导体棒在水平外力作用下以速度向右做匀速直线运动，此时导体棒内自由电子沿杆定向移动的速率为．某时刻撤去外力，经过一段时间，当自由电子沿导体棒定向移动的速率变为时，再施加外力使其做匀速运动，设导体棒内做定向移动的自由电子总量保持不变，导体棒始终与导轨垂直且接触良好．求：
（1）导体棒以速度匀速运动时两端的电压大小；
（2）撤去外力这段时间电阻R上产生的焦耳热及导体棒运动的位移大小；
（3）撤去外力这段时间某个一直在导体棒内的自由电子沿杆定向移动的距离．
参考答案及解析
一、选择题
1．B 【解析】均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，A项错误；在真空中电磁波传播速度相同，C项错误；在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，D项错误．
2．D 【解析】根据单摆周期公式可知，单摆周期与摆球质量无关，与摆角α无关，A、B项错误；其他条件不变，将摆长增加为原来的2倍，则单摆的周期将变为，C项错误；其他条件不变，因为在赤道上的g比在两极的小，则单摆的周期将变大，D项正确．
3．D 【解析】回复力是一种效果力，实际上不存在，A项错误；M点运动到水面时是简谐运动的最低点，具有向上的最大加速度，B项错误；当鱼漂向下运动时，浮力对鱼漂做负功，鱼漂机械能减小，C项错误；由题意可知，M、N的中点到达水面时，鱼漂恰好位于平衡位置，此时鱼漂速度最大，D项正确．
4．C 【解析】因为是无缝空心铝管，所以磁体下落时会产生电磁感应，故会出现涡流，根据楞次定律可知会产生阻力，阻碍磁体的下落．开始时，速度较小，阻力小于重力，合力向下，当速度逐渐增大时，磁体所受阻力也增大，加速度减小．因为磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上，所以小球的运动时间一定比自由落体时的时间长，A、B项错误．磁体可能没有达到最大速度就穿过了铝管，一直做加速运动，C项正确．由于一直存在阻力做负功，所以磁体的机械能一直减小，D项错误．
5．C 【解析】流过霍尔元件的电流I不是由霍尔电压产生的，A项错误；由，联立解得，在打开显示屏的过程中，穿过霍尔元件竖直方向的磁场减弱，则元件前、后表面间的电压变小，B项错误；由图乙可知，电子所受洛伦兹力方向向里，则前表面的电势比后表面的电势高，C项正确；若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，闭合屏幕时仍然能熄屏，D项错误．
6．A 【解析】根据题意，设原、副线圈的电压分别为、，电流分别为，则变压器的等效电阻为，等效电路如图所示，
结合图乙可知，电源输出电压的有效值为，当时，等效电阻为，则电源的输出功率为，原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，电流表读数，A项正确，B项错误；滑片P向下移动时，减小，减小，减小，减小，则电流表读数减小，C项错误；滑片P向上移动时，增大，增大，增大，减小，增大，减小，电流表读数增大，设电阻的电流为，由可知，减小，即流过的电流减小，D项错误．
7．B 【解析】设初始正方形边长为L，金属杆单位长度电阻为，运动后，1杆产生的感应电动势为，方向为顺时针，2杆产生的感应电动势为，方向为逆时针，，故回路中电流方向为逆时针，A项错误；回路中总电阻，不变，总电流随时间均匀增加，B项正确；分别沿x轴正向和y轴负向移动金属杆1、2，移动过程保持金属杆围成的矩形周长不变，则初始时刻回路面积最大，在移动过程中穿过闭合回路的磁通量减小，根据楞次定律可知，电流方向为逆时针，C项错误；穿过闭合回路的磁通量随时间并非均匀变化，回路中总电阻保持不变，则回路电流并非定值，则通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加，D项错误．
8．AB 【解析】系统只有重力做功，故机械能守恒，A项正确；小球越靠近平衡位置，速度越大，故前运动的路程小于，B项正确；时刻小球位于平衡位置，动能最大，C项错误；时刻小球位于平衡位置，此时弹性势能不是最大，D项错误．
9．BD 【解析】将P、Q看成整体，P在A点时弹簧处于原长，由，根据对称性，Q到达最低点的加速度与初始位置大小相等，由，解得，A项错误；P在O点时弹簧伸长量为，由对称性可知，当Q的速度为零时，P从O点向右运动也为，则绳断瞬间，对P有，所以，B项正确；绳断后，P将以弹簧原长A点为平衡位置，做振幅为的简谐运动，回到A点速度最大，C项错误；从绳断到P第一次回到位置A时所用的时间为，D项正确．
10．BCD 【解析】设板间距离为d，则板长为，带电粒子在板间做类平抛运动，由，根据类平抛运动的运动规律得，联立解得，A项错误；设粒子出电场时速度与水平方向夹角为α，则有，故，则出电场时粒子的速度为，B项正确；粒子出电场后做匀速直线运动，接着进入磁场，根据牛顿第二定律，洛伦兹力提供匀速圆周运动所需的向心力，解得，已知圆形磁场区域半径为，则,粒子沿半径方向射入磁场，
故粒子将沿半径方向射出磁场，由几何关系可得，故粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向的夹角为60°，C项正确；如图所示，
由题意和几何关系可知，最长距离为磁场区域圆的直径，，D项正确．
二、非选择题
11．（1） （2）① ②b （3）偏大
【解析】（1）由单摆周期公式，联立可得．
（2）振幅；b位置为平衡位置，速度最大，作为起止点误差更小．
（3）由可得，T偏小，k偏大．
12．（1）②a电阻箱
④6
（3）偏高
【解析】（1）由表格数据，应先将电阻箱调到相应阻值，所以将开关拨到a端；表盘标注后，应将热敏电阻接入电路，将开关拨到b端．
（2）由闭合电路欧姆定律，可得．
（3）干电池用久了，E变小，r变大，会导致U变小，读出的温度偏高．
13．（1） （2）方向竖直向下
【解析】（1）由图乙可知，单摆的周期为
由单摆的周期公式
解得
（2）由牛顿第二定律可得
可得
由牛顿第三定律可知，手机对秋千的压力为，方向竖直向下
14．（1） （2）
【解析】（1）由题意知
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
得，所以
（2）粒子在平行板间的运动时间
由牛顿第二定律可得
时间内粒子在竖直方向的位移
时间内粒子在竖直方向的位移
可得
15．（1）1N （2）0.1C 0.2m （3）
【解析】（1）对b棒由动能定理可得
b棒刚进入磁场时，感应电动势．
回路中的电流
安培力
联立可得
（2）对a、b棒由动量守恒定律可得
对b棒由动量定理可得
电荷量
解得
由（1）问可得
可得
（3）当棒运动达到稳定后有
当棒运动达到稳定后有
当棒运动达到稳定后有
可得
则
故回路中产生的焦耳热
解得
说明：可以允许多种方法作答．只要方法科学，步骤正确就可以得满分．