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威远中学校2024级高二下期期中考试
物理试题
一、单选题（本题包括 7个小题，每小题 4分，共 28 分。每小题只有一个选项符合题意。）
1．下列说法正确的是（　　）
A．用手拉铁棒两端时，分子间只存在引力而不存在斥力
B．在天宫空间站的梦天实验室中，扩散现象不可能发生
C．花粉颗粒悬浮在液体中，颗粒越大撞击它的分子个数越多，布朗运动越明显
D．两分子间距离变化时，存在分子势能增大而分子间的作用力减小的过程
2.如图甲所示，一只小鸟从上往下落在细树枝上，随树枝小幅度上下振动（可视为竖直方向的简谐运动），某时刻开始计时，其振动位移x随时间t变化的规律如图乙所示。取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是（　　）
A．0时刻与t1时刻，小鸟的速度相同
B．t1时刻，小鸟的速度最小
C．t2时刻，小鸟受到的回复力最大
D．从t1到t2，小鸟的加速度逐渐减小
3.玻璃中有一个球形气泡。一束平行光射入气泡，下列光路图中正确的是( )
A. B. C. D.
4．在如图所示的电路中，是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是缓慢变亮
B．闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮
C．断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭
D．断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭
5．如图所示，100匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“，”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（　　）
A．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数变小
B．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为
C．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
D．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮
6．如图所示为一周期为T的理想LC振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘(图中未画出)恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为g。当电路中的开关闭合以后，则( )
A. 在最初的时间内，电流方向为顺时针
B. 灰尘将在两极板间做往复运动
C. 时，带电灰尘的加速度大小为2g
D. 增大电容器两极板间距，振荡电路向外辐射电磁波的能力变弱
7．在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向均垂直于纸面，一导线框位于纸面内，线框的邻边都相互垂直，边与磁场的边界P重合。导线框与磁场区域的尺寸如图。从t＝0时刻开始线框匀速横穿两个磁场区域。以为线框中电动势的正方向。用e表示回路的电动势，，则以下e-t示意图中正确的是（　　）
A．B．C． D．
二、多选题（本题包括 3个小题，每小题 6 分，共 18分。每小题 给出的四个选项中 ，有多个选项正确，全部选对的得 6 分 ，选对但不全的得 3分，有选错的得 0 分）
8．若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：①；②；③；④，其中正确的是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
9.位于和处的两个连续振动的波源都每隔4秒做一次全振动，形成两列分别沿x轴正方向传播的简谐横波和沿负方向传播的简谐横波，振幅均为。如图所示的波刚好传到M、N两点记为时刻，此时M、P、Q、N在x轴上的坐标分别为4cm、6cm、7cm、12cm。下列说法正确的是
A. 时，平衡位置在M处的质点刚好运动到P点
B. P处质点振动过程中的最大位移大小为4cm
C. 时，平衡位置在处的质点的位移为
D. 简谐横波第一次传播到Q点比简谐横波第一次传播到Q点早2s
10．如图所示是法拉第圆盘发电机，其圆盘的半径为，圆盘处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。圆盘左边有两条光滑平行足够长倾斜导轨，导轨间距为，其所在平面与水平面夹角为，导轨处于磁感应强度大小为，方向竖直向下的匀强磁场中。现用导线把两导轨分别与圆盘发电机中心和边缘的电刷连接，圆盘边缘和圆心之间的电阻为。在倾斜导轨上放置一根质量为，长度也为，电阻为的导体棒，其余电阻不计。当圆盘以角速度匀速转动时，棒刚好能静止在斜面上，则（　）
A．从上往下看，圆盘顺时针方向转动
B．间电势差
C．若圆盘停止转动，棒将沿导轨先匀加速下滑后匀速运动
D．若大小、方向均可改变，导体棒始终保持静止状态时，的最小值为
三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分；把答案填在答题纸相应的横线上）
11.杨氏双缝干涉实验被誉为史上“最美”的十大物理实验之一。在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。
(1)下列说法正确的是（　　）
A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄
B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄
C．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
D．去掉滤光片后，干涉现象消失
(2)双缝间距为d，毛玻璃光屏与双缝间的距离为L。从目镜中看到的干涉图样如图乙所示。使分划板的中心刻线对齐亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示，其读数为________mm。若两条亮纹中央间距为x，则所测光的波长为________（用所给物理量的字母表示）。
(3)若测量头中观察到的图样如图丁所示，波长的测量值________真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。
12．在“探究感应电流方向及规律”实验的基础上，请协助甲、乙、丙三位同学完成进一步的探究，并解答问题：
(1)正确连接电路后，甲同学将线圈放入线圈中，闭合开关时，发现电流表指针向右偏；开关保持闭合，待电流表指针稳定后，迅速将线圈从线圈中拔出，这时电流表指针___________偏转。（选填“向左”或“向右”或“不”）
(2)乙同学为了让实验现象更直观，利用发光二极管（LED）设计了如图2所示的“楞次定律演示仪”。正确连接实验器材，将条形磁铁从图示位置快速向下移动一小段距离，出现的现象是（　　）
A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯不发光、黄灯短暂发光
C．红灯、黄灯均不发光 D．两灯交替短暂发光
(3)丙同学设计“汽车电磁减震器”。如图3（a），减震器是强磁体，其截面是“”形，俯视图如图3（b）所示，柱状的内芯与外环之间有磁场。匝数为100、半径为25cm的线圈ab固定在减震器内芯的外面并连接能量回收装置，减震器内芯可在线圈内上下自由移动。汽车运动过程中，内芯上下振动，线圈ab中产生感应电流，既起电磁阻尼作用，减轻驾乘人员颠簸感，又收集振动产生的能量，降低汽车油耗。强磁体磁场方向沿径向，线圈处磁感应强度大小为0.5T；若内芯在某段时间内上下振动图像如图3（c），已知其振动过程中的最大速度为πm/s，则线圈产生的最大感应电动势为___________V（计算结果保留三位有效数字，π2取10），电动势的表达式e=___________V。
四、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13.（10分）如图所示，直角梯形ABCDE是某光学元件的横截面，PQ光源发出垂直于CD平行的单色光。，。PD光线从D点进入透镜，又从B点离开透镜，光在空气中通过PD的时间，恰好等于光在透镜中通过DB的时间。空气中的光速为c。
求该三棱镜对单色光的折射率n；（5分）
求经过CD中点M的单色光在透镜中传播的时间t。（5分）
14．（12分）某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，升压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求：
（1）输电线上损失的功率；（7分）
（2）发电机输出电压的有效值。（5分）
15．（16分）如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径也为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求
（1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小；（4分）
（2）金属环刚开始运动时的加速度大小；（5分）
（3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。（7分）
威远中学校2024级高二下期期中考试
物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B B A C C AC BD AD
11．(1)AC (2)9.15 (3)大于
【详解】（1）A．将屏移近双缝，L变小，根据干涉条纹间距公式可知，条纹间距变窄，故A正确；B．若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故B错误；C．根据干涉条纹间距公式将滤光片由蓝色的换成红色的，波长变大，则干涉条纹间距变宽，故C正确；D．去掉滤光片后，干涉屏上出现彩色的干涉条纹，故D错误。故选AC。
（2）[1]由于游标尺为20分度，其精确度为0.05mm，所以游标卡尺的示数为[2]若A、B两条亮纹中央间距为x，则条纹间距为根据干涉条纹间距公式解得（3）条纹与分划板中心刻线不平行时，实际值为条纹与分划板中心竖直刻线间的夹角，则有根据干涉条纹间距公式可知波长的测量值大于实际值。
12．(1)向左 (2)B (3) 250
【详解】（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针向右偏转，若开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转；
（2）条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下增大，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由上到下，则红光二极管截止，黄光二极管导通，则红灯不发光、黄灯短暂发光。故选B。
（3）[1]线圈产生的最大感应电动势为
[2]电动势的表达式
13.【答案】解：由题意得，光通过 PD 的时间恰好等于光在透镜中通过 DB 的时间， ， ，
可得三棱镜中的光速 ，（3分）
根据 ，可得 ；（2分）
全反射入射角满足 ，全反射角为 ，发现所有光线都可以在 BC 发生全反射，（2分）
根据几何关系得光在透镜中的路程为 2l ，（1分）
传播时间 。（2分）
14．（1）；（2）
【详解】（1）降压变压器的原、副线圈电压分别为得
(1分)
（1分）
由得（2分）
（1分）
（2分）
（2）升压变压器原、副线圈电压为
（2分）
由得（3分）
15.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ab由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有
解得（2分）
则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为（2分）
根据题意可知，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由几何关系可得，每段圆弧的电阻为可知，整个回路的总电阻为（1分）
ab刚越过MP时，通过ab的感应电流为（1分）
对金属环由牛顿第二定律有（1分）
解得（2分）
（3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则有当金属棒ab和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为，
由动量守恒定律有解得（1分）
对金属棒，由动量定理有则有（2分）
设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有（2分）
联立解得（l分)
则金属环圆心初始位置到MP的最小距离（1分）

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