天津市第四十七中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

这是一份天津市第四十七中学2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题，共7页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷（共二部分；满分40分）
一、单选题（5小题，每题5分，共25分）
1．电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用，下列说法正确的是（ ）
A．电磁炉利用变化的磁场使食物中的水分子形成涡流来对食物加热
B．当金属探测器在探测到金属时，会在探测器内部产生祸流，致使蜂鸣器发出蜂鸣声
C．微安表等磁电式仪表在运输时需要把正负接线柱短接，防止损坏，利用的电磁阻尼原理
D．变压器的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成主要是为了减小铁芯的电阻率，进而增大在铁芯中产生的涡流
2．一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向。则下列说法正确的是（ ）
A．第1s末和第5s末摆球位于同一位置 B．的时间内，摆球的回复力逐渐减小
C．时，摆球的位移为振幅的 D．时，摆球的速度方向与加速度方向相反
3．如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为（ ）
A．7.5V B． C．8V D．
4．两列简谐波以相同的速度相向传播，时刻的波形如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．两波相遇后可以产生稳定的干涉图样
B．质点K经过半个周期运动到时刻质点M的位置
C．时刻，质点L与质点Q的运动方向相反
D．两列波的振幅都是20cm
5．单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．时刻线框平面与中性面垂直
B．线框的感应电动势最大值为
C．从到过程中线框的平均感应电动势为
D．线框转一周外力所做的功为
二、多选题（3小题，每题5分，共15分，少选得3分，错选得0分）
6．如图表示两个相干波源、产生波在同一种均匀介质中相遇。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是（ ）
A．a点的振动加强，e点的振动介于加强点和减弱点之间
B．c、f两点的振动加强
C．经过任意长的时间后，加强点和减弱点的位置不变
D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰
7．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻波形如图所示，此时波刚好传到P点，时质点P第一次到达负方向最大位移处，则（ ）
A．此波波源的起振方向沿y轴负方向
B．该简谐横波波速为10m/s
C．该简谐横波频率为2.5Hz
D．该波在传播过程中遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显的衍射现象
8．如图所示，垂直纸面向外的正方形匀强磁场区域内，有一个位于纸面的、电阻均匀的正方形导体框abcd，现将导体框分别沿两个方向以v、4v的速度匀速拉出磁场，则导体框从两个方向移出磁场的过程中（ ）
A．导体框ad边两端电势差之比为 B．通过导体框截面的电荷量之比为
C．导体框中产生的焦耳热之比为 D．导体框中产生的感应电流方向相同
第Ⅱ卷（共二部分；满分60分）
三、实验题（5个空，每空2分，共10分）
9．在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下。若要计算当地的重力加速度值，应选用第________组实验数据。
（2）以上实验中，若完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得的摆线长（悬点到摆球上端的距离）为L，用刻度尺测得摆球的直径为d。用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式_________。
（3）实验中某同学发现测得的重力加速度的值总是偏大，下列原因中可能的是（ ）。
A．实验室处在高山上，距离海面太高
B．单摆所用的摆球质量太大了
C．实际测出n次全振动的时间t，误作为次全振动的时间
D．以摆线长作为摆长来计算
（4）甲同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图图象中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度_________。
（5）乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学做出的图象为（ ）
A．虚线①，不平行OM B．虚线②，平行OM
C．虚线③，平行OM D．虚线④，不平行OM
四、计算题（共3题，共50分）
10．实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。已知在时刻，处的质点向y轴正方向运动。
（1）判断该波的传播方向；
（2）求该波周期可能值的表达式及最大周期；
（3）若，求该波的波速大小。
11．如图甲为利用理想变压器的远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电机到升压变压器间两条输电线的总电阻为，两条远距离输电线的总电阻为。若发电机的输出电压如图乙所示，发电机的输出功率为78kW，用户端获得的电压有效值为220V。求：
（1）降压变压器原、副线圈匝数比；
（2）远距离输电线路损耗功率。
12．如图所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场，相距一段距离不重叠，磁场Ⅰ左边界在水平段导轨的最左端，磁感强度大小为B，方向竖直向上；磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B，方向竖直向下。质量均为m、电阻均为R的金属棒a和b垂直导轨放置在其上，金属棒b置于磁场Ⅱ的右边界CD处。现将金属棒a从弯曲导轨上某一高处由静止释放，使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
（1）若水平段导轨粗糙，两金属棒与水平段导轨间的最大摩擦力均为，将金属棒a从距水平面高度h处由静止释放。求：
①金属棒a刚进入磁场Ⅰ时，通过金属棒b的电流大小；
②若金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b能在导轨上保持静止，通过计算分析金属棒a释放时的高度h应满足的条件；
（2）若水平段导轨是光滑的，将金属棒a仍从高度h处由静止释放，使其进入磁场Ⅰ。设两磁场区域足够大，求金属棒a在磁场Ⅰ内运动过程中，金属棒b中可能产生焦耳热的最大值。
2023—2024天津市第四十七中学高二年级第二学期
期中考试 物理试卷答案
一．单选题
二．多选题
三．实验题
9．（1）2 （2） （3）C （4） （5）B
四．计算题
10．（1）在时刻，处的质点向y轴正方向运动，根据同侧法可知，该波沿x轴负方向传播。
（2）波的传播具有周期性，0时刻的波形沿x轴负方向至少平移四分之一波长得到0.06s时刻的波形，即至少经历时间为四分之一周期，设波的周期为T，时刻，则有
当时，T取最大值，则有
（3） ，

11．（1）发电机的输出功率为，由图乙知发电机的输出电压有效值为
则升压变压器原线圈上的电流
发电机到升压变压器间两条输电线的总电阻为，则升压变压器原线圈上的电压
根据变压器原理，升压变压器副线圈上的电压
升压变压器副线圈上的电流
远距离输电线的总电阻；远距离输电线中损失的电压
则降压变压器原线圈上的电压
用户端获得的电压有效值
降压变压器原、副线圈匝数比为
（2）远距离输电线路损耗功率
12．（1）①a棒从高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械能守恒，有

a棒刚进入磁场I时
此时通过a、b的感应电流大小为
②a棒刚进入磁场Ⅰ时，b棒受到的安培力大小
为使b棒保持静止必有
（2）由题意知当金属棒a进入磁场Ⅰ时，由左手定则判断知a棒向右做减速运动；b棒向左运动加速运动。二者产生的感应电动势相反，故当二者的感应电动势大小相等时闭合回路的电流为零，此后二者均匀速运动，故金属棒a、b均匀速运动时金属棒b中产生焦耳热最大，设此时a、b的速度大小分别为与，由以上分析有：
对金属棒a应用动量定理有：
对金属棒b应用动量定理有：
；
由功能关系得电路产生的总电热为：
故金属棒b中产生焦耳热最大值为
组别
摆球材料
摆长L/m
最大摆角
全振动次数N/次
1
铜
0.40
15°
20
2
铁
1.00
5°
50
3
铝
0.40
15°
10
4
木
1.00
5°
50
1．C
2．C
3．B
4．C
5．D
6．CD
7．BCD
8．BCD