2023-2024学年广东省广州市第二中学高二（下）期中物理试卷（含答案）

这是一份2023-2024学年广东省广州市第二中学高二（下）期中物理试卷（含答案），共11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。
1.单选题
A. B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f。若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则：( ) A.A的振幅较大，振动频率为f
B. B的振幅较大，振动频率为3f
C. A的振幅较大，振动频率为3f
D. B的振幅较大，振动频率为4f
2.在广州走时准确的摆钟，随考察队带到北极黄河站，则这个摆钟( )
A. 变快了，重新校准应增大摆长B. 变快了，重新校准应减小摆长
C. 变慢了，重新校准应减小摆长D. 变慢了，重新校准应增大摆长
3.如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10，其输入电压如图所示，输电功率为200kW，输电线总电阻为R线=8Ω，则下列说法正确的是( )
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B. 升压变压器副线圈的电压有效值为5000V
C. 高压输电线上损失的电压为320 2V
D. 用电高峰期，用户端两端电压增大
4.在海滨浴场，某同学测得一波源位于O处的海水水波(视为简谐横波)，某时刻沿x轴正方向传播到20cm处A点，此时x轴上10cm处的质点已振动0.2s，质点P离O处60cm，如图所示，取该时刻为t=0。下列说法正确的是( )
A. 质点P开始振动时的速度方向沿y轴正方向
B. 该波的传播速度为1m/s
C. 经过0.9s，质点P第一次到达波谷
D. 质点A的振动方程为x=4sin5πtcm
5.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的直角梯形线圈，ab与dc间的距离也为L。t=0时刻，ab边与磁场区域边界重合(如图)。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→d→c→b→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力力f洛、加速度a与机械能E机等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，轻弹簧下端固定在水平地面上，弹簧位于竖直方向，另一端静止于点B，在点B正上方点A处，有一质量为m的物块，物块从静止开始自由下落，物块落在弹簧上，压缩弹簧，到达点C时，物块的速度为零，如果弹簧的形变始终未超过弹性限度，不计空气阻力，下列判断正确的是( )
A. 物块在点B时动能最大
B. 从点A经点B到点C，再由点C经点B到点A的全过程中，物块的加速度的最大值大于g
C. 从点A经点B到点C，再由点C经点B到点A的全过程中，物块做简谐运动
D. 如果将物块从点B由静止释放，物块仍能到达点C
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们在喉部产生短促而高频的超声波，经鼻或嘴传出后被附近物体反射回来形成回声，听觉神经中枢对回声本身以及发出声与回声间的差异进行分析，从而确定前方猎物的位置、大小、形状、结构以及运动速度与方向，下列说法正确的是( )
A. 不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
B. 蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度不变
C. 蝙蝠产生的超声波相比普通人的声音更不容易发生衍射
D. 蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在靠近的猎物
9.近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3匝，其边长分别为1.0cm、1.2cm和1.4cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直线圈平面向里，磁感应强度增大率为103T/s，下列说法正确的是( )
A. 线圈中的感应电流方向为顺时针方向B. 线圈中的感应电流方向为逆时针方向
C. 线圈产生的感应电动势大小最接近0.30VD. 线圈产生的感应电动势大小最接近0.44V
10.如图，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该简谐波，下列说法错误的是( )
A. t=0时，x=1m处的质点加速度为零，x=2m处的质点速度最大
B. 波速可能为4m/s
C. 频率一定为1.5Hz
D. t=1s时，x=1m处的质点一定处于波谷
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
(1)该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示。
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，_____________。
(2)该同学利用(1)问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8V；0.3A”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00V，并不是8.36V，其原因主要是____________。
(3)可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是________。
A.第二次实验中小灯泡更亮些
B.用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C.无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
12.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=4π2lT2，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2−l图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2−l图像是一条过坐标原点的直线。
(1)某同学在家里做用单摆测量重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球(如图)，以下实验步骤中存在错误或不当的步骤是_______(只填写相应的步骤前的字母即可)。

A.将石块用细尼龙线系好，结点为N，将尼龙线的上端固定于O点
B.用刻度尺测量ON间尼龙线的长度L作为摆长
C.将石块拉开一个大约5°的角度，然后由静止释放
D.从石块摆到最低点时开始计时，当石块第30次到达最低点时结束计时，记录总时间为t，由T=t30得出周期
E.改变ON间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的L和T
F.求出多次实验中测得的L和T的平均值作为计算时使用的数据，代入公式g=2πT2l，求出重力加速度g
(2)该同学根据实验数据作出的T2−l图像如图所示：

①由图像求出的重力加速度g=_______m/s2(取π2=9.87)。
②由于图像没有能通过坐标原点，求出的重力加速度g值与当地真实值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；若利用g=4π2lT2，采用公式法计算，则求出重力加速度g值与当地真实值相比_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，因其身姿摇曳、技法神韵倍受人们喜欢。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为简谐横波，图乙为该简谐横波在t=0时刻的波形图，图丙为图乙中P点的振动图像。袖子足够长且忽略传播时振幅的衰减。求：
(1)该水袖舞形成的简谐波波速大小v，并判断波的传播方向；
(2)经t=1.2 s质点P运动的路程s。
14.如图，在边长为L的正方体区域的右侧面，以中心O为原点建立直角坐标系xOy，x轴平行于正方体底面。该正方体区域内加有方向均沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场和磁感强度大小为B的匀强磁场，若电量为q、质量为m的正离子以某一速度正对O点并垂直右侧面射入该区域，则正离子在电磁场作用下发生偏转。
(1)若正离子从右侧面坐标为x0,y0的P点射出，求正离子通过该区域过程的动能增量；
(2)若撤去电场只保留磁场，试判断入射速度v=5qBL3m的正离子能否从右侧面射出。
①若能，求出射点坐标；若不能，请说明理由。
②求出正离子在磁场中运动的时间。
15.如图甲所示，质量m=2kg的导体棒ab垂直放在相距为L=2m的足够长的平行光滑金属导轨上，导体棒在电路中电阻为R=0.5Ω，导轨平面与水平面的夹角θ=37∘，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。图乙的平行金属板长度为l=20cm，间距为d=6cm，带负电的粒子沿板方向以速度v0=1×104m/s进入金属板。不计粒子重力和粒子间的相互作用。(金属导轨电阻不计，sin37∘=0.6,cs37∘=0.8，g取10m/s2)
(1)开关S接1时，导轨与E=6V，内阻r=0.5Ω的电源连接。此时导体棒恰好静止在导轨上，求磁感应强度B的大小；
(2)开关S接2时，导轨与定值电阻R0=2Ω连接。静止释放导体棒，当导体棒运动状态稳定时，将平行金属板接到R0的两端，所有粒子恰好均能被金属板的下板收集，求粒子的比荷；
(3)在(2)中，若导体棒从静止释放至达到最大速度，此过程时间为2312s，求此过程中电阻R0产生的热量Q。
参考答案
1.B
2.A
3.C
4.C
5.A
6.B
7.B
8.CD
9.BD
10.ABC
11.(1)变压器原、副线圈的电压比等于匝数比
(2)副线圈有电阻，副线圈分压
(3)BC


12. BDF 9.87 不变 偏小
13.解：(1)根据图乙可知λ=0.6m，根据图丙可知T=0.8s，则简谐波的波速为v=λT，得v=0.75m/s；
由丙图可知质点P处于平衡位置并将要向上运动，再由乙图P点用“同侧法”判断波的传播方向是x轴正方向。
(2)经t=1.2s质点P振动的路程为s=tT·4A，代入数据可得s= 1.2m。
14.
(1)由题可知，整个过程中电场力做功，洛伦兹力不做功，故正离子通过该区域过程的动能增量为
ΔEk=Eqx0
(2)①正离子在磁场中做圆周运动，故
Bqv=mv2r
解得
r=mvBq=53L
因为正离子轨道半径大于 L ，故能从右侧面射出，轨迹如图所示
根据几何关系可得
(r−y1)2+L2=r2
解得出射点纵坐标为
y1=13L
故出射点坐标为 0,13L 。
②如图所示，设圆轨迹的圆心角为 α ，由几何关系得
sinα=Lr=35
解得
α=37∘
由
Bqv=mv2r
T=2πrv
可得
T=2πmqB
正离子在磁场中运动的时间为
t=37∘360∘T=37πm180qB

15.(1)开关S接1时，导体棒中的电流
I=ER+r
导体棒静止时受沿斜面向上的安培力，则
BIL=mgsinθ
解得
B=1T
(2)开关S接2时，导轨与定值电阻 R0=2Ω 连接，静止释放导体棒，当导体棒运动状态稳定时
mgsinθ=BI′L
两金属板间的电压
U=I′R0
若使得所有粒子恰好均能被金属板的下板收集，则
d=12at2
l=v0t
a=Uqdm
联立解得
qm=1.5×106C/kg
(3)导体棒从静止释放至达到最大速度时
I′=BLvmR0+R
解得
vm=7.5m/s ①
由动量定理
mgsinθΔt−BILΔt=mvm−0 ②
此过程中流过R0的电荷量
q=IΔt=ER+R0Δt=ΔΦR+R0=BLxR+R0 ③
由①②③解得
x=5m
由能量关系
mgxsinθ=12mvm2+Q总
串联电路中，电流处处相等，产热量之比为电阻值比，所以
Q总=R0+RR0Q
解得
Q=3J
实验序号
原线圈匝数n1
副线圈匝数n2
原线圈电压U1(V)
副线圈电压U2(V)
1
400
200
4.22
2.10
2
400
800
4.22
8.36
3
400
1600
4.22
16.83