鐵人中學(xué)2023級(jí)高二下學(xué)期期中考試物理試題

鐵人中學(xué)2023級(jí)高二下學(xué)期期中考試物理試題考試時(shí)間：2025年5月第第頁(yè)鐵人中學(xué)2023級(jí)高二下學(xué)期期中考試物理試題試題說(shuō)明：1、本試題滿(mǎn)分100分，答題時(shí)間75分鐘。2、請(qǐng)將答案填寫(xiě)在答題卡上，考試結(jié)束后只交答題卡。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦交流電，其電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．線圈每秒鐘轉(zhuǎn)50圈B．時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大C．時(shí)，線圈平面與磁感線垂直D．時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化率為零2．分別用甲、乙兩種單色光在同一裝置上做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，甲、乙兩種單色光的干涉條紋在同一光屏上的位置關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲光波長(zhǎng)是乙光波長(zhǎng)的2倍B．遇到同樣的障礙物時(shí)甲光更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象C．甲、乙兩光從空氣射入水中，甲光在水中傳播的速度小D．甲、乙兩光從水中射入空氣時(shí)，甲光發(fā)生全反射的臨界角大3．如圖所示，矩形導(dǎo)體線框abcd繞固定軸MN逆時(shí)針（俯視）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，M、N分別為ad、bc的三等分點(diǎn)，轉(zhuǎn)軸右側(cè)空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，規(guī)定dcba方向?yàn)殡娏髡较?，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像正確的是（）A．B．C．D．4．如圖所示，水平桌面內(nèi)固定一金屬導(dǎo)線做成的心形擺件，該擺件由兩個(gè)半圓形導(dǎo)線和一個(gè)V形導(dǎo)線組成，其中為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形，M、N為兩部分導(dǎo)線連接點(diǎn)，空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從M、N點(diǎn)引出導(dǎo)線，向擺件中通以恒定電流I，擺件受到的安培力大小為（）A．B．C．D．不知上下兩部分的電阻大小關(guān)系，無(wú)法求解5．如圖所示的LC電路中，已充電的平行板電容器水平放置，S斷開(kāi)時(shí)，電容器極板間有一帶電塵埃恰好靜止，時(shí)，閉合S，時(shí)，塵埃恰好再次加速度為零，已知塵埃始終沒(méi)有碰到兩板，則（）A．時(shí)，電容器上極板帶負(fù)電荷B．時(shí)間內(nèi)，電路電流先增大再減小C．時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)能不斷增大D．時(shí)間內(nèi)，電流方向變化了1次6．如圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。大量質(zhì)量為m、電荷量為q的相同粒子從y軸上的點(diǎn)，以相同的速率在紙面內(nèi)沿不同方向先后射入磁場(chǎng)，設(shè)入射速度方向與y軸正方向的夾角為（）。當(dāng)時(shí)，粒子垂直x軸離開(kāi)磁場(chǎng)。不計(jì)粒子的重力。則（）A．粒子一定帶負(fù)電B．粒子入射速率為C．當(dāng)時(shí)，粒子也垂直x軸離開(kāi)磁場(chǎng)D．粒子離開(kāi)磁場(chǎng)的位置到O點(diǎn)的最大距離為7．電磁驅(qū)動(dòng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，比如交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和軍事領(lǐng)域的電磁炮等。如圖甲所示為一電磁驅(qū)動(dòng)模型，水平面內(nèi)平行金屬導(dǎo)軌、間距為，左端接阻值為的電阻，abcd為施加在軌道上某區(qū)域的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，，靠近邊有一質(zhì)量為的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，兩者保持良好接觸。某時(shí)刻起，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)較短的時(shí)間，導(dǎo)體棒也開(kāi)始向右加速運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像如圖乙所示。已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)起來(lái)后會(huì)受到恒定的阻力，速度時(shí)間圖像中的物理量均為已知量，導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻均不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)體棒所受阻力大小為B．導(dǎo)體棒所受阻力大小為C．導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為D．導(dǎo)體棒離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度為8．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈接理想電壓表和理想電流表。在原線圈兩端加上的交變電壓。下列說(shuō)法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為5VB．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向b端移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變小C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向b端移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)變大D．當(dāng)電流表的示數(shù)為1A時(shí)，變壓器的輸入功率為110W9．圖中為傳感器的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）A．干簧管是利用磁場(chǎng)來(lái)控制電路的通斷B．當(dāng)有煙霧進(jìn)入火災(zāi)報(bào)警器罩內(nèi)時(shí)，光電三極管上就會(huì)因煙霧的散射而有光的照射，表現(xiàn)出電阻的變化C．紅外測(cè)溫儀向人體發(fā)射紅外線，從而測(cè)量人體溫度D．電容式位移傳感器能把物體的位移這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電容這個(gè)電學(xué)量10．如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)I、Ⅱ的邊界P、Q、M水平，兩磁場(chǎng)的方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，磁場(chǎng)I的寬度為L(zhǎng)，磁場(chǎng)Ⅱ的寬度大于L。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框待abcd自距磁場(chǎng)邊界P上方L處自由下落，當(dāng)ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)線框的加速度為零；當(dāng)ab邊剛出磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)，線框的加速度也為零。重力加速度大小為g，線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，磁場(chǎng)始終與線框平面垂直，ab邊始終水平，下列說(shuō)法正確的是（）A．當(dāng)線框ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)Ⅱ時(shí)，線框的速度大小為B．線框ab邊通過(guò)磁場(chǎng)I的過(guò)程中，通過(guò)線框截面的電荷量為C．磁場(chǎng)Ⅱ的寬度為D．線框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共14分。11．（6分）如圖所示，某同學(xué)在“測(cè)量平行玻璃磚的折射率”實(shí)驗(yàn)中，先在白紙上畫(huà)出三條直線：入射界面、入射光線和過(guò)點(diǎn)的法線，讓玻璃磚的一個(gè)面與直線重合，再沿玻璃磚另一面確定兩點(diǎn)以便作出直線。(1)在上適當(dāng)位置豎直插兩枚大頭針，眼睛在另一側(cè)透過(guò)玻璃磚看兩枚大頭針，使的像擋住的像，再插上大頭針，讓擋住的像，插上大頭針，讓擋住和的像；(2)連接、并延長(zhǎng)與交于點(diǎn)，連接代表折射光線。為了便于計(jì)算折射率，以為圓心適當(dāng)?shù)陌霃疆?huà)圓，與交于點(diǎn)，與交于點(diǎn)，過(guò)兩點(diǎn)分別向法線作垂線和，并用刻度尺測(cè)出和的長(zhǎng)度分別為和，則玻璃磚的折射率；(3)若實(shí)驗(yàn)操作中，在插大頭針前，玻璃磚沿紙面向下平移了一小段距離，其他操作無(wú)誤，則測(cè)得的折射率與真實(shí)值相比（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。12．（8分）在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中，有下列實(shí)驗(yàn)步驟：①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內(nèi)每增加一定體積時(shí)的滴數(shù)，由此計(jì)算出一滴油酸酒精溶液的體積；②往邊長(zhǎng)約為的淺盤(pán)里倒入約深的水，待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；③用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩(wěn)定；④將玻璃板放在淺盤(pán)上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上；⑤將畫(huà)有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算出油膜的面積，根據(jù)油酸的體積和面積計(jì)算出油酸分子直徑的大小。完成下列填空：(1)本實(shí)驗(yàn)的理想化假設(shè)是________。A．考慮了各油酸分子間的間隙B．將油膜看成單分子層油膜C．將油酸分子看成球形(2)實(shí)驗(yàn)中，體積為的所用油酸酒精溶液中純油酸的體積為，用注射器和量筒測(cè)得滴上述溶液的體積為，把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤(pán)中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中每個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為，則油酸薄膜的面積；可求得油酸分子的直徑為（用、、、、表示）。(3)某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏小，可能是因?yàn)開(kāi)_______。A．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格B．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒(méi)有充分展開(kāi)C．用注射器和量筒測(cè)體積溶液滴數(shù)時(shí)多記錄了幾滴三、計(jì)算題(本題共3小題，共40分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不給分．有數(shù)字計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位．)13．（10分）我國(guó)自主研發(fā)的“南鯤”號(hào)發(fā)電裝置已在珠海投入運(yùn)行，其原理是利用海浪帶動(dòng)浪板擺動(dòng)使發(fā)電線框轉(zhuǎn)動(dòng)，向外輸出電能，如圖（a）。某同學(xué)根據(jù)該原理自制了如圖（b）所示的發(fā)電裝置，裝置在海浪作用下，線圈做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知兩永磁鐵間可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈的匝數(shù)匝，面積，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為5π6rad/s,將該發(fā)電裝置連接到如圖（c）所示的輸電電路中，兩個(gè)理想變壓器、原、副線圈匝數(shù)比分別為n1:n2=1:2，(1)求線圈中產(chǎn)生的交流電電動(dòng)勢(shì)的峰值；(2)求交流電壓表讀數(shù)；(3)若測(cè)得電流表讀數(shù)為，負(fù)載電阻，求輸電線路總阻值r。14．（13分）在前沿科技中，需要對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確控制。如圖，一粒子源能夠發(fā)射速度大小為的粒子，粒子的質(zhì)量為、電荷量為，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以大小為的速度進(jìn)入圓心為的輻射狀電場(chǎng)，做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，出輻射狀電場(chǎng)時(shí)速度方向恰好改變了90°，粒子出輻射狀電場(chǎng)再沿軸運(yùn)動(dòng)距離后進(jìn)入方向垂直紙面向里、半徑為的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，恰好從平面直角坐標(biāo)系中的點(diǎn)沿軸正方向射出勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。已知加速電場(chǎng)兩極板間距為，圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的圓心在平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)，不計(jì)粒子重力。(1)求加速電壓；(2)求圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?3)若將粒子源、加速電場(chǎng)和輻射狀電場(chǎng)沿軸負(fù)方向移動(dòng)處，求粒子從進(jìn)入加速電場(chǎng)到出勻強(qiáng)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間。15．（17分）如圖，光滑平行金屬導(dǎo)軌、水平部分固定在水平平臺(tái)上，圓弧部分在豎直面內(nèi)，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌、固定在水平面上，導(dǎo)軌間距均為L(zhǎng)，點(diǎn)與點(diǎn)高度差為，水平距離也為，導(dǎo)軌、左端接阻值為R的定值電阻，水平部分處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，平行金屬導(dǎo)軌、完全處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為。質(zhì)量為的導(dǎo)體棒放在金屬導(dǎo)軌、上，質(zhì)量為m的金屬棒從距離導(dǎo)軌水平部分高度為處