2022-2023学年重庆市第十一中学高二下学期半期考试物理试题 （解析版）

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高2024级高二下期半期考试物理试卷考试时间：75分钟    满分：100分一、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. 下列关于电磁波的说法正确的是（　　）A. 麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在B. 电磁波在真空和介质中的传播速度相同C. 常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机D. 电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失【答案】A【解析】【详解】A．麦克斯韦从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确；B．电磁波在真空和介质中的传播速度不相同，故B错误；C．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故C错误；D．电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波不会消失，故D错误。故选A。2. 如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，如果a是绿光，则（　　）A. b可能是蓝光B. b可能是黄光C. 在该透明材料中，b光的传播速度小于a光的传播速度D. 入射角i足够大时，a将不能从透明材料下表面射出【答案】B【解析】【详解】AB．不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大，相同入射角入射的光，折射率大的折射角小故a是绿光，b可能是黄光，故A错误，B正确；C．由公式可知故C错误；D．在光的折射现象中，光路是可逆的，所以光从长方体透明材料上方以多大角度入射，就会从其下面以多大角度射出，故D错误。故选B。3. 与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声。如图所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成。磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场。当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号。下列说法中正确的是（　　）A. 若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作B. 换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作C. 琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化D. 拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号【答案】D【解析】【详解】A．若失去磁性则无法产生电磁感应，因此吉他不能正常工作，故A错误；B．电吉他不可以使用尼龙线做琴弦．若是尼龙线则不能构成回路，不会产生电磁感应现象，故B错误；C．琴弦振动时，线圈中产生感应电流的大小和方向均是变化的，若是恒定，则声音全是一种调，所以电流方向不可能不发生变化；而根据右手定则可知，电流方向一定是变化的．故C错误；D．电吉他是属于磁生电的应用，是根据电磁感应原理工作的．拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号，故D正确。故选D。4. 如图所示电路中，线圈的直流电阻小于灯泡的电阻，开关S闭合，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图像是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】当闭合电键，因为线圈阻碍作用，所以电流i1会慢慢增大，灯泡A这一支路立即就有电流，当电键断开，A这一支路电流立即消失，因为线圈阻碍电流的减小，所以通过线圈的电流不会立即消失，会从原来的大小慢慢减小，而且A和L构成回路，通过线圈的电流也流过A灯，所以i2变成反向，且逐渐减小，因线圈的直流电阻小于灯泡的电阻，故i1>i2故选D。5. 如图甲所示，小明在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁感应铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）A. 在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0B. 在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度C. 强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上D. 在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量大于其动能的增加量【答案】B【解析】【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确，不符合题意；B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误，符合题意；C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C正确，不符合题意；D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D正确，不符合题意。故选B。6. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接入图乙所示的正弦脉冲电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是（　　）A. 图乙中电压的有效值为220V B. 电压表的示数为C. R处温度升高时电流表示数变小 D. R处温度升高时电阻消耗的电功率减小【答案】B【解析】【详解】A．图乙中电压的最大值，则有解得，电压的有效值为故A错误；B．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：1，所以电压表的示数为，故B正确；CD．R处温度升高时，电压表示数不变，阻值减小，副线圈电流I2增大，则输出功率增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈电流增大，即电流表示数增大，根据知，电阻R0消耗的电功率增大，故CD错误。故选B7. 两个固定的同心金属圆环中间部分存在与圆面垂直的磁感强度为B的匀强磁场如图所示，一长度为的金属棒MN，处在如图所示位置时与两圆的交点分别为，其中将金属棒平均分成了四等份，已知大圆环的总电阻为，小圆环和金属棒的总电阻均为，当金属棒以速度v经过如图所示位置时，下列说法正确的是（　　）A. 金属棒产生总感应电动势为B. 金属棒产生的总感应电动势为C. 金属棒MP上产生的感应电流大小为D. 金属棒MP上产生的感应电流大小为【答案】C【解析】【详解】AB．金属棒中产生的总感应电动势等于两段产生的感应电动势之和总感应电动势故AB错误；CD．整个电路的等效电路图如图所示，其中则总电阻金属棒MP上产生的感应电流故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。8. 图（a）、图（b）分别表示两种电压的波形，其中图（a）所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（　　）A. 图（a）表示交流，图（b）表示直流B. 两种电压的有效值相等C. 两种电压的频率相等，都为50HzD. 图（a）所示电压的瞬时值表达式为【答案】CD【解析】【详解】A．两题图中电流方向都随时间周期性变化，因此都是交流，A错误；B．对比两图可知，对应相同时刻，题图（a）电压始终大于或等于题图（b）电压，因此题图（a）电压有效值大于题图（b）电压有效值，B错误；C．从题图中可知，两种电压的周期相同为因此频率相同，为C正确；D．从题图（a）可知其中所以电压的瞬时值表达式为D正确；故选CD。9. 将一根绝缘细导线绕成如图所示的线圈，再将线圈和小灯泡构成闭合回路，线圈内部存在一方向垂直纸面向里的均匀磁场，已知小灯泡的电阻为R，细导线的电阻为r，矩形的面积为，小圆的面积为，磁感应强度大小随时间变化的规律为，和k均为大于零的常量，下列说法正确的是（　　）A. 通过灯泡的电流由a流向bB. 闭合回路中的感应电动势为C. 通过小灯泡的电流大小为D. 小灯泡两端的电压为【答案】AC【解析】【详解】A．由磁感应强度的变化规律可知，闭合回路中的磁感应强度向内，磁通量增加，由楞次定律可知，通过小灯泡的电流由a流向b，A正确；B．矩形线圈产生的感应电动势为小圆线圈产生的感应电动势为由楞次定律可知，两部分线圈产生的感应电动势方向相同，所以总电动势为B错误；C．通过小灯泡的电流大小为C正确；D．通过小灯泡的电流是恒定电流，小灯泡两端的电压为D错误。故选AC。10. 如图所示，倾角的足够长平行金属导轨宽度为，其上端连接电阻，等高的两点P、Q上方导轨光滑，其空间内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，P、Q两点下方导轨不光滑，空间无磁场。质量为3kg、电阻为的金属棒b放置在P、Q位置，将质量为1kg、电阻为的金属棒a从P、Q上方某位置由静止释放，当a棒匀速运动时与静止的b棒发生弹性碰撞，碰撞后a棒运动到达最高点。两棒与不光滑导轨间的动摩擦因数，重力加速度，，，金属棒与导轨接触良好，其他电阻不计。以下说法正确的是（　　）A. a棒匀速运动速度大小为4m/s B. b棒运动的位移大小6mC. a棒沿导轨向上运动到最高点所用时间为0.25s D. 两棒不会发生两次碰撞【答案】ACD【解析】【详解】A．a棒匀速运动，由平衡条件得又有解得故A正确；B．两棒发生弹性碰撞，动量守恒定律和能量守恒定律，有得b棒沿斜面向下做减速运动，b棒运动位移大小为，由动能定理解得故B错误；C．碰撞后a棒沿斜面向上运动到最高点所用时间t，其位移由动量定理有通过a棒电量得故C正确；D．a棒再次到达P、Q位置时速度一定小于，a棒不用下降时速度已经为零，两棒一定不可能发生第二次碰撞，故D正确。故选ACD。三、非选择题：共57分。11. 甲图中游标卡尺的读数为__________，乙图中电流表（量程）读数为__________A，将该电流表改装为量程后，在某一次测量中，发现指针偏转情况和乙图相同，此时读数为__________A。【答案】    ①.     ②.     ③. 【解析】【详解】[1][2][3]游标卡尺读数为。量程为时，精度为0.01A，读数为。量程为时，精度为0.02A，读数为0.40A。12. 某实验小组的同学欲描绘一个标有“6V，3W”字样的灯泡L的伏安特性曲线，实验室提供的器材如下：A．电压表V（量程为，内阻为）；B．电流表A（量程为，内阻为）；C．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）；D．滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为）；E．定值电阻（阻值为）；F．定值电阻（阻值为）；G．电源（电动势为，内阻不计）；H．开关S、导线若干。（1）实验小组同学设计了如图甲所示的电路，为了调节方便，测量准确，滑动变阻器应选用____________（填“C”或“D”）；闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于____________（填“a”或“b”）端。（2）如图甲所示的电路中，电压表V的量程过小，应选用定值电阻____________（填“E”或“F”）与其串联进行改装。（3）调节滑动变阻器，记录电流表A与电压表V（改装后）的示数，通过实验数据描绘出灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。由图乙可知，随着灯泡L两端的电压增大，其电阻____________（填“增大”“减小”或“不变”）。（4）另取两个相同的上述灯泡L，连接成如图丙所示的电路，已知电源的电动势为、内阻为，定值电阻的阻值为，则电路中一个灯泡L消耗的电功率约为____________W（保留2位有效数字）。【答案】    ①. C    ②. a    ③. F    ④. 增大    ⑤. 0.57##0.58##0.59##0.60##0.61##0.62##0.63【解析】【详解】（1）[1]滑动变阻器分压式接法的电路中，滑动变阻器应选用最大阻值小于待测电阻阻值的滑动变阻器，方便电路的调节，测量效率高，实验误差小，故选用C；[2]为保护电表，闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片置于a端，使电流表和电压表的示数均为零；（2）[3]若选用定值电阻，则改装后电压表的量程为小于灯泡L的额定电压，不满足实验要求；同理，若选用定值电阻，则改装后的电压表的量程为满足实验要求，故定值电阻应选用F；（3）[4]根据欧姆定律可知，图像上的点与原点连线的斜率表示电阻的倒数，故随着灯泡L两端的电压增大，其电阻增大；（4）[5]设并联部分电路（即灯泡L）两端的电压为U，流过一个灯泡L的电流为I，由闭合电路欧姆定律有代入数据得在图乙中画出此图线如答图3所示此图线与伏安特性曲线的交点坐标即为此时通过灯泡L的电流和灯泡L两端的电压，则一个灯泡L消耗的电功率约为13. 如图所示，一个小型发电站的输电示意图，该线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场的轴匀速转动。已知输电线的总电阻，升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区只有1100只标有“220V、20W”灯泡，恰能同时正常发光（变压器均为理想变压器）。求：（1）输电线的电流；（2）发电机的输出电压和输出功率。
 【答案】（1）10A；（2）280V，22400W【解析】【详解】（1）依题意得：用户端总电流为根据理想变压器的电流与数关系可得代入数据得A（2）根据变压器特点可知根据功率公式可知输电线损失的功率根据能量守恒可知W代入数据得根据理想变压器的电流与匝数关系可得
 根据功率公式可知14. 如图，一玻璃砖的横截面为一圆心为O、半径为R的半圆，直径AB与水平地面垂直并接触于A点，OM 水平。一束激光从玻璃砖圆弧面BM射向圆心O，逐渐增大激光的入射角i，发现水平地面上的两个光斑逐渐靠近，当地面上刚好只有一个光斑时，此光斑距A点的距离为。（i）求玻璃砖的折射率n；（ii） 若该束激光以60o的入射角从右侧斜向下射向AB上的N点，已知ON间的距离为，不考虑激光在AMB弧面上的反射，求此时地面上两个光斑之间的距离x。【答案】（i）n=；（ii）【解析】【详解】（i）刚好只有一个光斑时，光线在O点发生全反射，如图，由几何关系可知可得而因此折射率（ii）光路图如图所示，图中已标出各个角度反射光线射到地面上的P点到O点的距离折射光线，根据可得折射角折射光线射到圆周上的C点时，再次发生折射，此时的入射角为，根据正弦定理可知入射角因此OC恰好水平，根据折射定律可知可得射出玻璃砖后的折射角因此Q到A的距离故两个光斑之间的距离15. 如图甲所示，在水平面内，固定放置着间距为，电阻不计的两平行金属直导轨，其间连接有阻值为的电阻，电阻两端连接示波器（内阻可视为无穷大），可动态显示电阻两端的电压。两导轨间存在的磁场满足的条件如下： （单位：特斯拉），其方向垂直导轨平面向下。一根质量、电阻的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。棒在外力作用下从负半轴（单位：m）处从静止开始沿导轨向右运动，时刻恰好运动到处（未知），并在外力作用下继续往轴正半轴运动，整个过程中观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示，时间内为周期的正弦曲线，示数最大值为0.3V，以后示数恒为0.3V。（提示：简谐振动满足，周期，为运动物体的质量）求：（1）金属棒整个运动过程中的最大速度；（2）金属棒从运动到过程中金属棒产生的焦耳热；（3）金属棒从运动到过程中外力的平均功率。【答案】（1）；（2）；（3）0.765W【解析】【详解】（1）运动的导体棒充当电源，则导体棒切割磁感线根据题意可知，在时刻导体棒恰好运动到处时，此时，（2）回复力与偏离平衡位置的距离成正比，由图像可知到点为平衡位置，根据动能定理又根据，联立以上各式得金属棒产生的焦耳热为（3）在到范围内，安培力大小为可知安培力随位置线性变化，即代入数据得在处，导体棒速度为根据动能定理可知又因为，解得对全过程列动能定理，有故金属棒从运动到过程中外力的平均功率为