广东省清远市四校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，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、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（ ）
A. 图甲中雷达利用了X射线探测飞机
B. 图乙中电磁炉加热食物是利用电磁波中的微波加热
C. 图丙中漏电保护开关利用电磁感应原理
D. 图丁中手持式金属探测器利用了红外线进行探测的
【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲中雷达利用无线电波的反射探测飞机，故A错误；
B．图乙中电磁炉加热食物是利用涡流加热，故B错误；
C．图丙中漏电保护开关利用电磁感应原理，故C正确；
D．图丁中手持式金属探测器利用了涡流探测，故D错误。
故选C。
2. 无线话筒是一个将声信号转化为电信号并发射出去的装置，其内部电路中有一部分是LC振荡电路。若话筒使用时，某时刻话筒中LC振荡电路中的磁场方向如图所示，且电流正在增大，则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在充电
B. 电容器下板带负电
C. 从上往下看，线圈中的电流沿顺时针方向
D. 磁场能正在转化为电场能
【答案】B
【解析】
【详解】C．根据安培定则可知，从俯视的视角观察线圈，线圈中的电流沿逆时针方向，故C错误；
ABD．电流正在增大，则电容器正在放电，电场能正在转化为磁场能，电容器下板带负电，故AD错误，B正确。
故选B。
3. 相距18 m的甲、乙两条船停在湖中，某时刻开始波源以0.2 Hz的频率上下振动，形成的水波可视为简谐横波，波源和甲、乙两船的相对位置如图所示，通过观察发现当甲船位于波谷时，乙船位于波峰，且两船之间还有一个波峰。下列说法正确的是（ ）

A. 这列波的速度为2.4 m/s
B. 这列波的波长为15 m
C. 这列波的周期为0.5 s
D. 一段时间后甲船靠近乙船
【答案】A
【解析】
【详解】B．当甲船位于波谷时，乙船位于波峰，且两船之间还有一个波峰，即两船之间的距离等于1.5个波长，得
λ=12 m
故B错误；
A．这列波的速度
故A正确；
C．这列波的周期
故C错误；
D．甲、乙两船上下振动，不随波迁移，即甲、乙两船不会靠近，故D错误。
故选A。
4. 如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和B，线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合回路。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关S时，线圈B中产生图示方向的感应电流
B. 断开开关S的瞬间，线圈B中产生图示方向的感应电流
C. 断开开关S时，主要是线圈A具有延时作用
D. 断开开关S的瞬间，弹簧K立即将衔铁D拉起
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题意可知，当S接通后，线圈A中产生磁场，穿过线圈B的磁通量要增加，根据楞次定律，增反减同，结合右手螺旋定则可知，B中产生与图示方向相反的感应电流；同理，断开开关S的瞬间，线圈B中产生图示方向的感应电流，故A错误，B正确；
CD．将S断开，导致穿过线圈B的磁通量减小变慢，根据楞次定律可知，线圈B产生有延时释放D的作用，故CD错误。
故选B。
5. 我国古代有一种利用共振原理的古琴调弦技术，将一小纸人放在需要调整音准的弦上，然后拨动另一个音调准确的古琴上对应的琴弦，小纸人跳动越明显代表音调越准确，调准音调后，下列说法错误的是（ ）
A. 拨动其他音调的琴弦，小纸人跳动不明显
B. 敲击对应音调的音叉，也可以让小纸人跳动明显
C. 拨动对应音调的琴弦力量越大，小纸人跳动幅度越大
D. 调弦过程中琴弦的机械能将全部转化为纸人的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A．小纸人跳动明显，表明小纸人所在弦发生了共振，振幅最大，古琴上对应的琴弦与小纸人所在琴弦的固有频率相等，而拨动其他音调的琴弦，由于频率与小纸人所在弦的固有频率不相等，没有发生共振，故小纸人跳动不明显，A正确；
B．敲击对应音调的音叉，其振动频率等于小纸人所在弦的固有频率，小纸人所在弦的发生共振，纸人跳动明显，B正确；
C．拨动对应音调的琴弦力量越大，对应的能量越大，小纸人跳动幅度越大，C正确；
D．调弦过程中琴弦的振动导致其它弦也发生受迫振动，因此调弦过程中琴弦的机械能只有部分转化为纸人的机械能，D错误；
故选D。
6. 如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，已知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的（ ）
A. 频率为B. 周期为
C. 有效值为D. 最大值为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．变压器不改变周期和频率，所以周期为
频率为
故AB错误；
CD．C，D端输出电流的最大值为，由
可得A、B端输入电流的最大值为
A、B端输入电流的有效值为
故C正确，D错误。
故选C。
7. 在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图甲所示，线圈作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压如图乙所示，线圈接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器，则（ ）
A. 电源输出电压的频率为
B. 适当增加原线圈的匝数，小灯泡变暗
C. 在小灯泡旁边并接一个电阻，电源的输出功率减小
D. 将线圈改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电源输出的电压的图像可读出正弦交流电的周期，则频率为
故A错误；
B．变压器的输入电压为不变，增大原线圈匝数，根据可知，副线圈的输出电压变小，即小灯泡获得的电压变小，故灯泡的功率变小而变暗，故B正确；
C．在小灯泡旁边并接一个电阻，则负载总电阻变小，而副线圈的输出电压不变，故变压器的输出功率变大，则电源的输出功率变大，故C错误；
D．将线圈改接在学生电源的直流输出端，变压器上的磁通量不变，不能利用互感产生感应电动势，则副线圈无电流，灯泡不能发光，故D错误；
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示是我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。常导磁吸式（EMS）利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁，在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起，轨道磁铁受列车速度影响，速度大磁性强，轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时，通过精确控制车身线圈中的电流I，形成稳定的吸引力，使车体与轨道之间始终保持10mm的悬浮气隙，如图所示。下列选项正确的是（ ）
A. 车身悬浮时受到竖直方向安培力大于重力
B. 当悬浮间隙小于10mm时，应增大电流I使之回复
C. 车体满载时悬浮较空载所需的电流I较小
D. 列车高速时更容易悬浮
【答案】BD
【解析】
【详解】A．车身悬浮时受到的安培力大小等于重力，故A错误；
B．当悬浮间隙小于10mm时，应增大电流，从而增大向上的安培力，使之回复，故B正确；
C．车体满载时会使车重增加，要增大安培悬浮力稳定悬浮，根据
F=BIL
应增大电流，故C错误；
D．轨道磁铁受列车速度影响，速度大，磁性强，根据
F=BIL
列车高速时B更强，安培力增大，更容易磁悬浮，故D正确。
故选BD。
9. 一个质点以O点为平衡位置，在A、B间做简谐运动，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 该质点的振动方程为
B. 末质点的速度方向向右
C. 质点做加速运动
D. 时质点的位置在O与B之间
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图乙知，质点振动的振幅为，周期为
则可知
代入得
故该质点的振动方程为
且当时，，代入可得
故该质点的振动方程为
A正确；
B．由题知向右为正方向，根据振动图像得末质点经过平衡位置向负的最大位移振动，所以此时速度方向从O指向A，方向向左，B错误；
C．质点由平衡位置向负的最大位移振动，此过程速度的方向与所受回复力的方向相反，故质点在做减速运动，C错误；
D．质点在平衡位置和正的最大位移处之间，所以在O与B之间，D正确；
故选AD。
10. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。校园艺术节上有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在水平光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，时间内小车向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（ ）
A. 小车速度越大，电流表示数越大
B. 在到时间内，小车做匀加速直线运动
C. 该装置不适宜判断小车向右减速的运动状态
D. 在到时间内，小车做匀加速直线运动
【答案】CD
【解析】
【详解】A．电流表示数越大，说明压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，故电流大小和压敏电阻压力大小有关，所以电流大小和向右的加速度有关，A错误；
B．分析图乙中电流随时间的变化关系可以得出，在时间段，电流增大，表明图甲中压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，所以可判断小车在向右做加速度均匀增大的加速运动，B错误；
C．若小车向右做减速的运动，故压敏电阻不会受到压力，压力都作用在挡板上，故该装置不适宜判断小车向右减速的运动状态，C正确；
D．在到时间内，电流不变，表明图甲中压敏电阻的阻值不变，所以小车做匀加速直线运动，D正确；
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学在做“用单摆测量重力加速度的大小”实验时，用游标卡尺测量小球直径，读数如图甲所示。
（1）游标卡尺读数为____mm；
（2）该同学根据多次测量数据作出单摆长与周期的图线（如图乙所示），根据图线求出重力加速____（保留3位有效数字）。
（3）实验时某同学测得的g值偏大，其可能的原因是 。
A. 摆球的质量太大
B. 测摆长时，仅测了线长，未加小球半径
C. 测周期时，把n次全振动误记为次
D. 摆球上端未固定牢固，振动中出现松动（摆长变长）
【答案】（1）9.8 （2）9.87 （3）C
【解析】
【小问1详解】
10分度的游标卡尺的精度为，游标刻度对准第8个刻度，则读数为
【小问2详解】
根据单摆的周期公式知
可得
故图像的斜率为
代入得
【小问3详解】
A．根据公式知
可知，重力加速度偏大，可能是周期偏小或者摆长偏大，与质量无关，A错误；
B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径，摆长测量值偏小，重力加速偏小，B错误；
C．把n次全振动误记为次，导致周期测量值偏小，重力加速度偏大，C正确；
D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松动，摆长变长，摆长测量值偏小，重力加速度偏小，D错误；
故选C。
12. 电子秤是人们生活中常用的一种称量工具。某同学根据所学知识制作了一台简易电子秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为3 V），滑动变阻器的滑片为P，最大阻值为，该同学用刻度尺测得滑动变阻器滑片能滑动范围的长度为。
请回答下列问题。
（1）该同学先利用图乙所示电路测定电子秤里两节纽扣电池（如图丙）的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据，作出的图像如图丁所示，可知这两节纽扣电池串联后的电动势为_____V，内阻为______Ω。
（2）该同学想得到电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系，设计了如下实验：
①调节图甲中滑片P的位置，使电压表的示数恰好为零；
②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑片P恰好滑到滑动变阻器的b端，然后调节电阻箱，直到电压表达到满偏，实验过程中弹簧一直处于弹性限度内，则此时电阻箱的读数为_______Ω；
③已知所用的弹簧的劲度系数为，重力加速度为，则该电子秤所能称量的最大质量为______kg。
（3）结合上面实验内容，可得电压表的示数U与被测物体质量m之间的关系式为______。（用题目中给出的物理量符号表示）
【答案】 ①. 4 ②. 0.5 ③. 3.5 ④. 4 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1][2]对图乙所示电路，根据闭合电路欧姆定律可得
即
图象与纵轴交点的纵坐标等于电源电动势，图线斜率的绝对值等于电源内阻，由题图丁可知，电源电动势为
内阻为
（2）②[3]电压表达到满偏时滑动变阻器接入电路的阻值为
根据欧姆定律可得
解得
③[4]滑片P滑到滑动变阻器的b端，弹簧的形变量增加了2 cm，由平衡条件有
则该电子秤所能称量的最大质量为
（3）[5]根据闭合电路欧姆定律和力的平衡有
解得
13. 发电机输出功率，输出电压，用原、副线圈匝数比为变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为，到达用户后再用降压变压器降为，求：
（1）输电线上损失的电功率是多少？
（2）降压变压器原、副线圈匝数比是多少？
【答案】（1）2.0×103W；（2）95:11
【解析】
【详解】设升压变压器的输出电压为，输入电压为，输入电流为I；降压变压器的输出电压为，输入电压为
（1）根据公式可得
则输出电流
则损失的电功率
（2）输电线上的电压降
降压变压器的输入电压为
则降压变压器的变压比
14. 可测速的跑步机如图甲所示，其测速原理如图乙所示。该机底面固定有间距、长度的平行金属导轨。电极间充满磁感应强度、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有理想电压表和的电阻。绝缘橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终仅有一根金属条，每根金属条的电阻均为并与导轨接触良好。若橡胶带以速度匀速运动，求：
（1）金属条产生的电动势和电压表的示数；
（2）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做功。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）设感应电动势为，由法拉第电磁感应定律知
代入得
设电压表电压为，则电压表示数为
代入得
（2）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功为
每根金属棒在磁场运动时间为
电路中电流为
代入得
15. 滑板运动是青少年喜欢的运动。如图所示，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上，某时刻小孩将冰块以相对冰面3m/s的速度向斜面体推去，冰块平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度（h小于斜面体的高度），已知小孩与滑板的总质量，冰块的质量，小孩与滑板始终无相对运动。（取）
（1）求刚推开冰块时，小孩与滑板速度；
（2）求斜面体的质量；
（3）通过计算判断，冰块与斜面体分离后能否追上小孩？
【答案】（1）0.75m/s，方向向右；（2）20kg；（3）能
【解析】
【详解】（1）对于冰块、小孩与滑板组成的系统， 根据动量守恒定律
得小孩与滑板速度
方向向右。
（2）对于冰块和斜面体组成的系统，根据动量守恒定律，可得
m2v2=( m2+M)v ①
根据系统的机械能守恒，可得
②
联立①②两式并代入数据，解得
M=20kg ③
（3）设冰块与斜面分离后的速度分别为和，根据动量守恒定律，可得
④
根据机械能守恒定律，可得
⑤
联立③④⑤得
=-1m/s
由于
冰块与斜面体分离后能追上小孩。