巴彦淖尔市第一中学2023-2024学年高二下学期第四次学业诊断检测物理试卷(含答案)

这是一份巴彦淖尔市第一中学2023-2024学年高二下学期第四次学业诊断检测物理试卷(含答案)，共18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。

一、单选题
1．关于简谐运动的理解，下列说法中错误的是( )
A.周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量
B.位移减小时，加速度减小，速度增大
C.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同
D.物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反，背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同
2．下列说法正确的是( )
A.闭合电路内只要有磁通量，就有感应电流产生
B.方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
C.我国电网中交变电流的周期是0.02s，1s内电流方向改变100次
D.理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比
3．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，则可判断( )
A.在B和D时刻线圈处于中性面位置
B.从0时刻到A时刻穿过线圈的磁通量变大
C.从0时刻到B时刻线圈转过的角度为2π
D.若从0时刻到B时刻历时0.02s，则交变电流的频率为50Hz
4．甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，由图可知( )
A.时，甲单摆的摆线拉力为0，乙的速度为0
B.时，甲、乙的速度方向相同
C.甲、乙两个单摆的摆长之比是
D.甲、乙两个单摆的振幅之比是
5．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈中有竖直方向的磁场，如图所示，两板间有一个质量为m、电荷量为的油滴恰好处于静止状态，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是( )
A.磁感应强度B向上增大B.磁感应强度B向下减小
C.D.
6．如图所示，匀强磁场的磁感应强度，单匝矩形线圈的面积，电阻不计，绕垂直于磁场的轴匀速转动.线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A为交流电流表.开关S开始时断开，调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为2:1时，副线圈电路中标有“6V、6W”的灯泡正常发光，电容器C的击穿电压为6V.以下判断正确的是( )
A.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电 动势随时间的变化规律为
B.电流表的示数为1A
C.若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移，减少副线圈的匝数
D.闭合开关S，电容器不会被击穿
7．如图所示是某一质点做简谐运动的振动图像，下列说法正确的是( )
A.质点振动的周期为7 s
B.1 s末质点受到的回复力改变方向
C.3 s时与7 s时质点速度相同
D.质点振动方程为
8．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，电流表和电压表均为理想交流电表。已知交流电源电压瞬时值表达式为。下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数为22V
B.通过滑动变阻器R的交流电的频率为100Hz
C.若将滑动变阻器的滑片下移，则电压表的示数变小
D.若将滑动变阻器的滑片上移，则消耗的功率变大
二、多选题
9．根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是变化的
B.变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是稳定的
C.周期性变化的电场（或磁场）产生的磁场（或电场）一定是周期性变化的
D.周期性变化的电场（或磁场）一定可以产生电磁波
10．如图甲所示，把一个筛子用四根弹簧支撑起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，其共振曲线如图乙所示。现在，在某电压下电动偏心轮转速是，为了使筛子的振幅增大，小恒、小乐同学查阅资料发现：增大电压可使偏心轮转速提高，增加筛子质量可增大筛子的固有周期。他们提出了四个备选方案，能实现增大振幅目的的可能是( )
A.提高输入电压B.降低输入电压C.减少筛子质量D.增加筛子质量
11．如图甲所示，两相距为L的光滑金属导轨水平放置，右端连接阻值为R的电阻，导轨间存在磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场。一质量为m的金属导体棒ab在水平拉力F作用下，从静止开始向左运动，金属棒的内阻为r，其余电阻不计，金属棒运动过程中始终与导轨垂直，并保持良好接触，其速度—时间图像如图乙所示，为已知量。则( )
A.时间内，拉力随时间变化的关系为
B.时间内，安培力的冲量为
C.与两段时间内，拉力做功相等
D.与两段时间内，回路产生的热量相等
12．如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的位移—时间（）图像如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，不计一切阻力，则有( )
A.0时刻弹簧弹力大小为
B.弹簧劲度系数为
C.时间段，回复力冲量为0
D.小球在运动过程中加速度的最大值为g
三、实验题
13．小雨同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）如图乙所示，R为光敏电阻，其阻值随着光照强度的加强而减小。金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向_______（填“左”或“右”）运动，并有_______（填“收缩”或“扩张”）的趋势。
14．用如图甲所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）为了减小测量误差，下列说法正确的是__________（选填字母代号）；
A.将钢球换成塑料球
B.当摆球经过平衡位置时开始计时
C.把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放
D.记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g
（2）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是__________（选填字母代号）；
A.把悬点到摆球下端的长度记为摆长
B.把摆线的长度记为摆长
C.摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动
D.实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次
（3）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出图线如图乙所示，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为，如图所示。由图可计算出重力加速度_______。
四、计算题
15．如图所示，长方形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，AB边长为l，AD边足够长，一质量为m，电荷量为的粒子从BC边上的О点以初速度垂直于BC方向射入磁场，粒子从A点离开磁场，速度方向与直线AB成30°角，不计粒子重力。求：
（1）OB的长度；
（2）磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子在磁场中经历的时间。
16．一个在地球上做简谐运动的单摆，其振动图象如图甲所示，今将此单摆移至某一行星上，其简谐运动图象如图乙所示。若已知该行星的质量为地球质量的4倍，取，地球表面重力加速度取，求：
（1）此单摆的摆长；
（2）该地球表面的重力加速度为行星表面重力加速度的多少倍；
（3）该行星的半径与地球半径之比为多少。
17．如图甲所示，两根足够长的直金属导轨平行放置在倾角为的绝缘斜面上.两导轨间距为0.5m，两点间接有阻值为的电阻.一根质量为的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦.
（1）当通过ab的电量达到0.2C时，ab下落了多大高度？
（2）若此时ab正好到达最大速度，此速度多大？
（3）以上过程产生了多少热量？
参考答案
1．答案：C
解析：A.周期是做完一次全振动所用的时间，频率是单位时间内完成全振动的次数，都是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量，故A正确;
B.位移减小时，回复力减小，则加速度减小，物体向平衡位置运动，速度增大，故B正确;
CD.回复力与位移方向相反，则加速度与位移方向相反。但位移与速度方向可能相反也可能相同，当物体运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反，当物体的运动方向背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，故C错误，D正确。
故选C。
2．答案：C
解析：A.闭合电路内只要有磁通量，如果磁通量不发生变化，则无感应电流产生，故A错误；
B.方向随时间变化的电流是交变电流，故B错误；
C.交流电的周期为0.02s，则1s内有50个周期；在一个周期内交流电的方向改变两次，故1s内电流的方向改变100次，故C正确；
D.变压器改变的是电压的大小，不改变电流的频率，故D错误。
故选C。
3．答案：A
解析：A.在B和D时刻感应电流为零，说明穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面位置，故A正确；
B.从0时刻到A时刻，感应电流越来越大，说明磁通量变化率越来越大，远离中性面，说明穿过线圈的磁通量越来越小，故B错误；
C.从0时刻到B时刻，线圈转动半个周期，则转过的角度为π，故C错误；
D.从0时刻到B时刻，线圈转动半个周期，历时0.02s，则周期为0.04s，则频率为25Hz，故D错误。
故选A。
4．答案：C
解析：A、时，甲在平衡位置，回复力为0，绳子拉力大于重力;乙在最高点，速度为0，故A错误;
B、图像斜率代表速度，时，甲、乙的速度方向相反，故B错误;
C、根据单摆的周期公式，解得单摆的摆长为，由图可知甲、乙两个单摆的周期之比为1:2，所以摆长之比为1:4，故C正确;
D、根据图像可知，甲、乙两个单摆的振幅之比是2:1，故D错误。
故选:C。
5．答案：C
解析：AB.电荷量的油滴恰好静止金属板间，受到电场力与重力，由平衡条件可知，油滴受到的电场力竖直向上，则金属板上板带负电，下板带正电，即线圈上端为等效电源的负极，线圈下端为等效电源的正极，若磁感应强度B竖直向上，根据楞次定律得知，B正在减弱，若B竖直向下，根据楞次定律得知，B正在增大，AB错误；
CD.油滴能保持平衡，则有
根据法拉第电磁感应定律有
解得
C正确，D错误。
故选C。
6．答案：C
解析：A、灯泡正常发光，故变压器的输出电压为6V，根据变压比公式，解得：；则矩形线圈产生电动势的有效值为12V；矩形线圈产生电动势的最大值为，根据公式，解得：，故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律；故A错误.
B、小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：；根据变流比公式：，解得：；故B错误.
C、若矩形线圈转速增大，根据公式，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，根据，应将P适当上移；故C正确.
D、电容器的击穿电压为交流电的最大值，故能击穿电容器，故D错误.
故选C.
7．答案：D
解析：
8．答案：C
解析：A.交流电源电压有效值为

电源电压没有全部加在原线圈两端，因此电压表示数不是22V，A错误；
B.通过滑动变阻器R的交流电的频率与电源的频率相同，都为50Hz，B错误；
C.设原线圈电流为，则电阻两端电压为，原线圈两端电压为，设电压表示数为，电流表示数为，根据理想变压器公式得
解得
对于变压器左边电路有
由上式可得若将滑动变阻器的滑片下移，则R减小，电流表的示数变大，也变大，根据
得电压表示数变小，C正确；
D.根据以上分析得若将滑动变阻器的滑片上移，则R增大，电流表的示数变小，也变小，消耗的功率变小，D错误。
故选C。
9．答案：CD
解析：均匀变化的电场（或磁场）产生稳定的磁场（或电场）；周期性变化的电场（或磁场）产生周期性变化的磁场（或电场），周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系着形成统一的电磁场，电磁场传播出去就形成了电磁波，故CD正确，AB错误。
故选CD。
10．答案：AD
解析：根据题意可知，筛子的驱动力频率为
由图乙可知，筛子的固有频率为
则要想增大振幅，可以提高驱动力频率或减小筛子的固有频率。
AB.由题意可知，增大电压可使偏心轮转速提高，筛子的驱动力频率增大，故B错误A正确;
CD.由题意可知，增加筛子质量可增大筛子的固有周期，即减小筛子的固有频率，故C错误D正确.
故选AD.
11．答案：AD
解析：A.时间内，根据乙图，金属导体棒的加速度为
该段时间内，任意时刻的速度为
则有
根据牛顿第二定律，有
联立可得
故A正确；
B.时间内，安培力的冲量为
联立，可得
故B错误；
C.与两段时间内，加速度大小相同，有
，
可知，这两段时间内，虽然位移相同，但拉力不相等。故做功不相等，故C错误；
D.与两段时间内，根据图线对称性可知，金属棒切割速度对称，感应电动势对称，产生热量相等，有
故D正确。
故选AD。
12．答案：AD
解析：AB.取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，而时刻弹簧弹力为0，位移大小为A.有，可得劲度系数为，0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力为，故A正确，B错误:
C.时间段，振子从平衡位置沿负方向振动到最大位移处再回到平衡位置，位移一直为负，故回复力一直沿正向，由，可知回复力冲量不为0，故C错误;
D.时刻运动到负的位移最大处，加速度最大，此时弹力为零，只受重力作用，则加速度为g，故D正确。
故选AD。
13．答案：（1）向左偏转（2）顺时针；右；扩张
解析：（1）闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，说明穿过线圈B的磁通量增加时电流计指针向左偏转;闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻变小，通过线圈A中的电流变大，穿过线圈B的磁通量增加，此时灵敏电流计指针也应向左偏转。
（2）图乙可知，根据右手螺旋定则可判断螺线管磁场方向向右;当光照减弱时，光敏电阻的阻值增加，回路中电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，根据楞次定律可知产生向右的感应磁场，再由右手螺旋定则可知从左向右看，金属环A中感应电流方向沿顺时针;因穿过金属环A的磁通量减小，据楞次定律，感应电流的磁场方向与原电流磁场方向相同，故金属环A与螺线管相互吸引，则金属环A将向右运动，根据“增缩减扩”可知，金属环A有扩张趋势。
14．答案：（1）B（2）BC（3）
解析：（1）A.实验中为了减小阻力的影响，应选择密度大的材质小球，故A错误;
B.为了减小测量误差，应从摆球经过平衡位置时开始计时，故B正确;
C.小球做单摆运动应满足摆角小于5°，故C错误;
D.应记录多次全振动的时间求出平均值作为周期，再根据公式计算重力加速度g，故D错误。
故选B。
（2）A.把悬点到摆球下端的长度记为摆长，则l偏大，由可知g偏大，故A不符合题意,
B.把摆线的长度记为摆长，则l偏小，由可知g偏小，故B符合题意
C.摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动，则实际摆长变大，计算所用的摆长偏小，则由可知g偏小，故C符合题意;
D、实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次，则T偏小，由可知g偏大，故D不符合题意。
故选BC。
（3）若摆球重心在球心以上处，则
得
由图像可得
解得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子运动轨迹如图
根据几何关系
解得粒子在磁场中运动的半径为2l，所以
（2）粒子在磁场中做圆周运动有
解得
（3）粒子在磁场中经历的时间
解得
16．答案：（1）1m（2）（3）4
解析：（1）由题图知，单摆在地球表面上的振动周期，根据
有
近似计算时可取，g取，代入数据解得
（2）由题图知，单摆在某行星振动周期，而
得
所以地球表面的重力加速度是行星表面重力加速度的4倍。
（3）根据
得
17．答案：（1）0.2m（2）1m/s（3）0.075J
解析：（1）设通过ab的电量达到0.2C时，ab下滑的距离为s.根据
得
下落的高度为：
（2）设最大速度为v，则有：
代入数据解得：
（3）由能量守恒定律得产生的热量为：
代入数据解得：
选项
分析
正误
A
由题图可知，质点振动的周期为8 s
×
B
1 s末前后质点受到的回复力都沿y轴负方向
×
C
由图像的斜率表示速度可知，3 s时与7 s时质点速度大小相同，方向相反
×
D
，设质点振动方程为，将时，代入解得，可得
√