四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高二下学期期中联考物理试卷（含答案）

四川省成都市蓉城名校2022-2023学年高二下学期期中联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列设备工作时利用了涡流的是(   )

A.日光灯 B.变压器 C.电磁灶 D.电动机

2、如图，L是自感系数很大的线圈，但其自身的直流电阻几乎为零，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是(   )

A.开关S闭合的瞬间，A灯比B灯先变亮

B.开关S闭合的瞬间，B灯慢慢变亮

C.开关S断开的瞬间，A灯会闪亮一下

D.开关S断开后，流过B灯的电流反向

3、无线充电是近年发展起来的新技术，它让手机摆脱了充电线的牵制。如图为某品牌的无线充电手机利用电磁感应的方式充电的原理简化图。当充电基座上的送电线圈通入交流电后，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流，从而为手机电池充电。下列关于无线充电的说法正确的是(   )

A.将送电线圈接到稳恒直流电源上也可为手机电池充电

B.受电线圈与送电线圈中交变电流的频率相同

C.送电线圈和受电线圈之间通过自感现象实现能量的传递

D.手机和充电基座没有通过充电线连接，故充电过程中没有能量损失

4、如图为一个单摆的共振曲线，下列说法正确的是(   )

A.该单摆的摆长约为10cm

B.该单摆的周期约为0.33s

C.当摆长减小时，该共振曲线的峰值将右移

D.当驱动力的频率增大时，该共振曲线的峰值将右移

5、水平放置的光滑平行导轨固定，导轨左侧接有定值电阻R，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，足够长的金属棒ab置于导轨上且接触良好。如图甲，当金属棒ab垂直于导轨以速度v向右匀速运动时，金属棒ab产生的感应电动势为。如图乙，保持磁感应强度不变，当金属棒ab倾斜放置，与导轨成，仍以速度v向右匀速运动时，金属棒ab产生的感应电动势为。不计导轨和金属棒ab的电阻，则通过金属棒ab的电流方向及和之比分别为(   )

A.， B.， C.， D.，

6、如图为两列频率相同、振幅均为A的横波相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是(   )

A.N点为振动减弱点

B.再过半个周期，M点将变为振动减弱点

C.随着时间推移，M点将沿MP连线向P点移动

D.M点为振动加强点，M点的位移大小一直为2A

7、如图为相距L的光滑平行导轨，圆弧部分竖直放置，平直部分固定于水平地面上，矩形MNPQ区域内（MQ足够长）存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场，导轨右端连接定值电阻R。一质量为m、长为L、电阻为r的金属棒ab从圆弧轨道上高h处由静止释放。金属棒ab与导轨始终接触良好，不计导轨电阻，重力加速度大小为g。从金属棒ab开始运动到停止运动的过程中，下列说法正确的是(   )

A.金属棒ab刚进入磁场时的速度大小为

B.金属棒ab刚进入磁场时，金属棒ab两端的电压为

C.金属棒ab进入磁场后做匀减速直线运动

D.金属棒ab克服安培力做的总功为

8、如图，固定在水平面上半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。金属杆一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，金属杆随轴以角速度ω顺时针匀速转动。相距为l的两光滑平行导轨分别与圆环的A点和电刷相连，一质量为m、长为l、电阻为R的金属棒ab垂直于倾斜导轨（倾角为θ）放置，倾斜导轨所在区域内存在垂直于导轨平面的匀强磁场（图中未画出），金属棒ab恰能保持静止。重力加速度大小为g，不计金属杆和导轨的电阻。下列说法正确的是(   )

A.金属棒a端的电势高于b端的电势

B.金属棒ab两端的电势差为

C.倾斜导轨区域内的匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直于导轨平面向下

D.若金属杆转动的角速度增大，则金属棒ab将沿倾斜导轨向下运动

二、多选题

9、关于在光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子，下列说法正确的是(   )

A.振子通过同一位置时，速度一定相同

B.振子通过同一位置时，加速度一定相同

C.振子在水平方向受到弹力和回复力作用

D.振子在运动过程中，回复力的方向始终指向平衡位置

10、如图为一列简谐横波在时刻的波形图，则再经过（T为该波的周期）的波形图可能为(   )

A. B.

C. D.

11、互感器主要与交流测量仪表配合使用，它也是一种变压器，常用的有电压互感器和电流互感器。如图，在电路中接入互感器A、B，原、副线圈的匝数比分别为、，甲、乙为交流电表。下列说法正确的是(   )

A.

B.甲为电流表

C.B为电流互感器

D.互感器可以用来测量直流电路的电流和电压

12、如图，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向右。将一未封闭的金属线圈放在导线MN下方，并与导线MN在同一竖直平面内，a、b两点的电势分别为、。当导线MN中的电流逐渐增大时，下列说法正确的是(   )

A.  B.

C.线圈中无感应电流 D.线圈中产生逆时针方向的感应电流

13、如图，闭合单匝金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线，直线部分长度为0.4m，线框最高点离直线部分的距离为0.2m，线框电阻为1Ω。若线框从图示位置开始以2m/s的速度匀速进入足够大的磁感应强度大小为1T的匀强磁场（磁场方向垂直于纸面向里，线框直线部分始终与磁场右边界垂直），则从线框开始进入磁场到完全进入磁场的过程中，下列说法正确的是(   )

A.线框中感应电流沿顺时针方向

B.线框中电动势的最大值为4V

C.线框中电流随时间变化的关系式为

D.线框产生的焦耳热为0.016J

三、实验题

14、如图为“探究电磁感应现象”的实验装置，闭合开关的瞬间，观察到电流计的指针向左偏转。

（1）闭合开关前，为防止电流过大导致螺线管A损坏，滑动变阻器的滑片P应位于最________（填“左”或“右”）端。

（2）保持开关闭合，下列操作能使电流计的指针发生偏转的是________（填标号）。

A.将螺线管A从螺线管B中拔出

B.螺线管A与螺线管B保持相对静止向上运动

（3）保持开关闭合，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，则会观察到电流计的指针向________（填“左”或“右”）偏转。

15、某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。

（1）如图甲，用游标卡尺测量出摆球的直径，其直径为________mm。

（2）下列做法正确的是________（填标号）。

A.摆球应选择质量大并且体积小的球 

B.摆线应选择弹性大并且尽可能短的线

C.要使摆球自始至终在同一竖直平面内摆动 

D.将摆球从平衡位置拉开一个较大的角度后释放

（3）用刻度尺测量出摆线的长度，计算出单摆的摆长为l，从摆球通过平衡位置开始按下停表计时，测得摆球完成n次全振动所用的总时间为t，可得重力加速度大小g的计算式为________（用所给物理量的字母表示）。若摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则计算出的重力加速度g值________（填“偏大”或“偏小”）。

（4）另一位同学在做实验时，没有游标卡尺，无法准确测量出摆球的直径，在老师的指导下，他多次改变摆线的长度L，测量出对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制出图像如图乙所示，由图乙计算出重力加速度大小为________（保留3位有效数字，取）。

四、计算题

16、风力发电已经成为目前可再生能源中技术最成熟的发电方式之一。如图为风力发电机的结构简图，一矩形线圈在匀强磁场中以的角速度绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动，线圈的匝数为匝，面积为，内阻为，匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈外部与阻值为的电阻相接，时刻线圈平面与磁场方向垂直。求：

（1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）理想交流电压表V的示数。

17、如图甲为一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图，P是平衡位置为处的质点，Q是平衡位置为处的质点，如图乙为质点Q的振动图像。求：

（1）该波的波速及传播方向；

（2）从时刻起，质点P第一次位于波谷位置经过的时间。

18、如图，某小型水电站的发电机的输出电功率为，输电电压为，输电线的总电阻为，用户端需要的电压为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。求：

（1）输电线上损失的电功率；

（2）降压变压器原、副线圈的匝数比；

（3）此输电线路最多可以让用户端多少盏“”的灯泡正常发光。

19、如图，一匝数为匝、横截面积为、电阻为的线圈处于竖直向下的变化磁场中，磁感应强度大小随时间t的变化规律为。倾角为、间距为的粗糙平行导轨在磁感应强度大小为的匀强磁场中倾斜放置，磁场方向垂直于导轨平面向上。闭合开关S，一质量为、长为、电阻为的导体棒ab在倾斜导轨上恰好静止，定值电阻的阻值为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒ab与导轨始终接触良好，不计导轨电阻，导轨足够长，重力加速度大小取，，。求：

（1）线圈中的感应电动势大小E；

（2）导体棒ab与倾斜导轨间的动摩擦因数μ；

（3）断开开关S，从导体棒ab开始运动至达到最大速度的过程中，电阻上产生的焦耳热为9J，求此过程中通过电阻的电荷量q。

参考答案

1、答案：C

解析：A.日光灯利用自感现象启动，故A错误；

B.变压器利用了电磁感应，故B错误；

C.电磁灶利用了涡流，故C正确；

D.电动机利用了通电线圈在磁场中受力转动，故D错误。

故选C。

2、答案：D

解析：AB.开关S闭合瞬间，灯泡B与电源直接相连因此立即发光，而灯泡A因为自感线圈的阻碍作用缓慢变亮，AB错误；

C.电路稳定时A、B中电流相等，开关S断开瞬间，灯泡A、B与线圈L构成闭合回路，A中电流不会增加，因此A不会闪亮，C错误；

D.开关断开瞬间，灯泡A、B与线圈L构成闭合回路，回路中的电流逐渐减小，则电流的方向向左流过B灯，即B灯电流反向，D正确。

故选D。

3、答案：B

解析：A.如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，A错误；

B.无线充电中发射线圈由于接交流电会产生变化的磁场，接收线圈上会因为变化的磁场产生感应电流进行充电，利用了电磁感应原理，不改变电流频率，B正确；

C.无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，C错误；

D.充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，故存在能量损失，D错误。

故选B。

4、答案：C

解析：B.由共振曲线可知，该单摆的周期为

选项B错误；

A.根据

可得

选项A错误；

C.当摆长减小时，固有周期减小，固有频率变大，则该共振曲线的峰值将右移，选项C正确；

D.共振曲线的峰值由固有频率决定，当驱动力的频率增大时，该共振曲线的峰值位置不动，选项D错误。

故选C。

5、答案：C

解析：设导轨间的距离为L，如图甲所示，金属棒ab产生的感应电动势为

根据右手定则可知通过金属棒ab的电流方向；

如图乙所示，金属棒ab产生的感应电动势为

根据右手定则可知通过金属棒ab的电流方向；

和之比

故选C。

6、答案：A

解析：A.N点为波峰与波谷相遇，振动减弱，A正确；

B.由于两列波的频率相同，所以M点始终为振动加强点，B错误；

C.质点不会随波迁移，C错误；

D.M点为振动加强点，位移在2A到-2A之间变化，D错误。

故选A。

7、答案：D

解析：A.金属棒ab从释放到刚进入磁场时，根据动能定理有

解得

故A错误；

B.金属棒ab刚进入磁场时，根据法拉第电磁感应定律有

金属棒ab两端的电压为

解得

故B错误；

C.金属棒ab进入磁场后，受安培力提供加速度，有

可知金属棒ab做变速直线运动，故C错误；

D.根据能量守恒定律可知金属棒ab克服安培力做的总功为，故D正确；

故选D。

8、答案：C

解析：A.根据右手定则，可知，通过金属棒的感应电流方向由，可知金属棒a端的电势低于b端的电势，A错误；

B.感应电动势为

由于金属杆和导轨的电阻不计，则金属棒ab两端的电势差为

B错误；

C.感应电流

对金属棒分析有

解得

根据右手定则，金属杆中的电流方向由外指向圆心，可知，金属棒中的电流方向为，根据平衡条件，金属棒所受安培力方向沿斜面向上，根据左手定则可知，倾斜导轨区域内的匀强磁场的磁感应强度方向垂直于导轨平面向下，C正确；

D.根据上述，若金属杆转动的角速度增大，感应电动势增大，感应电流增大，金属棒所受安培力增大，则金属棒ab将沿倾斜导轨向上运动，D错误。

故选C。

9、答案：BD

解析：A.振子通过同一位置时，速度大小相同，方向不一定相同，故A错误；

B.振子通过同一位置时，位移相同，回复力相同，加速度一定相同，故B正确；

C.弹簧振子做简谐运动，合力总是指向平衡位置，又称回复力，回复力是按照力的作用效果命名的，故C错误；

D.振子在运动过程中，回复力的方向始终指向平衡位置，故D正确。

故选BD。

10、答案：AC

解析：A.经过，波传播的距离为，若波沿x轴负方向传播，将原波形向左平移，得到图中波形，A正确；

B.该图中的波形是将原波形平移波长的整数倍得到的，B错误；

C.经过，波传播的距离为，若波沿x轴正方向传播，将原波形向右平移，得到图中波形，C正确；

D.该图中的波形是将原波形平移半波长的奇数倍得到的，D错误。

故选AC。

11、答案：AB

解析：ABC.A与电路串联，为电流互感器，初级匝数小于初级匝数；B与电路并联，为电压互感器，初级匝数大于次级匝数，即，选项AB正确，C错误；

D.互感器只能测量交流电路的电压和电流，不可以用来测量直流电路的电流和电压，选项D错误。

故选AB。

12、答案：BC

解析：AB.当导线MN中的电流逐渐增大时，金属线圈内垂直纸面向里的磁通量逐渐增大，由法拉第电磁感应定律可知，金属线圈中会产生感应电动势，再由楞次定律和安培定则可判断，A错误，B正确；

CD.根据感应电流产生的条件可知，线圈不闭合，故线圈中不产生感应电流，C正确，D错误。

故选BC。

13、答案：CD

解析：A.根据楞次定律，线框中感应电流沿逆时针方向，故A错误；

B.线框中电动势的最大值为

故B错误；

C.闭合单匝金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线，则有效切割长度按正弦规律变化，根据

可知线框中产生正弦式电流

线框中电流随时间变化的关系式为

故C正确；

D.线框产生的焦耳热为

故D正确。

故选CD。

14、答案：（1）右（2）A（3）左

解析：（1）闭合开关前，为防止电流过大导致螺线管A损坏，滑动变阻器接入电路阻值应最大，则滑动变阻器的滑片P应位于最右端。

（2）A.将螺线管A从螺线管B中拔出，则螺线管B中磁通量减少，螺线管B产生感应电动势，回路产生感应电流，电流计的指针发生偏转，故A正确；

B.螺线管A与螺线管B保持相对静止向上运动，则螺线管B中磁通量保持不变，回路没有感应电流，电流计的指针不发生偏转，故B错误。

故选A。

（3）根据题意：闭合开关的瞬间，观察到电流计的指针向左偏转，可知螺线管B中磁通量增加时，电流计的指针向左偏转；保持开关闭合，若将滑动变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路阻值变小，螺线管A中电流变大，则螺线管B中磁通量增加，则会观察到电流计的指针向左偏转。

15、答案：（1）20.50（2）AC（3）；偏小（4）9.86

解析：（1）用游标卡尺测量出摆球的直径为。

（2）A.摆球应选择质量大并且体积小的球，以减小阻力的影响，选项A正确；

B.摆线应选择弹性小并且长度适当的细线，选项B错误；

C.要使摆球自始至终在同一竖直平面内摆动，不能成圆锥摆，选项C正确；

D.摆角不超过5°，不宜过大，否则就不是简谐振动，选项D错误。

故选AC。

（3）单摆振动的周期

根据

可得

若摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则摆长变长，而计算时仍用原来的摆长，则计算出的重力加速度g值偏小；

（4）根据

解得

可得

解得

16、答案：（1）（2）552V

解析：（1）感应电动势的最大值为

时刻线圈位于中性面，所以感应电动势按正弦规律变化

（2）感应电动势的有效值为

理想交流电压表V的示数为

17、答案：（1）6m/s，沿x轴正方向传播（2）0.75s

解析：（1）由图甲可知，波的波长为，由图乙可知，波的周期为

波速为

解得

由图乙可知，在时刻，质点Q向上振动，故该波沿x轴正方向传播

（2）质点P第一次位于波谷位置经过的时间为

解得

18、答案：（1）720W（2）（3）1188

解析：（1）升压变压器为理想变压器，有

输电线上的电流为

解得

输电线上损失的电功率为

解得

（2）降压变压器原线圈两端的电压为

解得

降压变压器原、副线圈的匝数比为

解得

（3）由题意有

其中

解得

19、答案：（1）75V（2）0.5（3）6C

解析：（1）由法拉第电磁感应定律有

解得

（2）由楞次定律可知，导体棒ab中电流由b到a，由左手定则可知，导体棒ab受到的安培力沿倾斜导轨向上，导体棒ab与电阻并联

由闭合电路欧姆定律可知，导体棒ab两端的电压为

导体棒ab中的电流为

导体棒ab受到的安培力大小为

故导体棒ab受到的摩擦力f沿倾斜导轨向下，即

解得

（3）从导体棒ab开始运动至达到最大速度的过程中，设导体棒ab的最大速度为，导体棒ab下滑的距离为x，导体棒ab达到最大速度时有

解得

由能量守恒定律有

由焦耳定律有

联立解得

根据

解得