天津市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期4月期中物理試題【含答案解析】

2023～2024學(xué)年度第二學(xué)期期中重點(diǎn)校聯(lián)考高二物理第Ⅰ卷（共40分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共5小題，每小題5分，共25分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。）1.關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）A.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍也一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)B.利用紅外線的熱效應(yīng)能殺菌消毒，夜視儀利用了紫外成像技術(shù)C.在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制D.為了有效向外發(fā)射電磁波，振蕩電路不必采用開放電路，但要提高振蕩頻率【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍也產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)；周期性變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)周圍也一定產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．利用紫外線的化學(xué)效應(yīng)能殺菌消毒，夜視儀利用了紅外成像技術(shù)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制，選項(xiàng)C正確；D．為了有效向外發(fā)射電磁波，必須要提高振蕩電路得振蕩頻率，同時(shí)采用開放電路，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。2.在如圖所示的電路中，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是一個(gè)自感系數(shù)很大、直流電阻為零的自感線圈，則下列判斷正確的是（）A.S剛閉合瞬間，B燈先亮，A燈后亮B.S閉合后電路穩(wěn)定前，B燈逐漸變暗C.S閉合電路穩(wěn)定后，A燈和B燈亮度相同D.S閉合電路穩(wěn)定后，再斷開S時(shí)，A燈閃亮一下后熄滅【答案】D【解析】【詳解】A．開關(guān)S閉合的瞬間，兩燈同時(shí)獲得電壓，所以A、B同時(shí)發(fā)光，A錯(cuò)誤；BC．由于線圈的電阻可以忽略，燈A逐漸被短路，流過(guò)A燈的電流逐漸減小，A燈逐漸變暗，直至熄滅，而流過(guò)B的電流增大，所以B燈變亮，BC錯(cuò)誤；D．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅；流過(guò)線圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)電源，維持L中的電流逐漸減小，所以A燈突然閃亮一下再熄滅，故D正確。故選D。3.如圖所示，在水平桌面上有一金屬圓環(huán)，在它圓心正上方有一豎直放置的條形磁鐵，當(dāng)條形磁鐵下落時(shí)，金屬圓環(huán)中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針的感應(yīng)電流，可以判定（）A.條形磁鐵的S極朝下 B.環(huán)對(duì)桌面的壓力將減小C.環(huán)有面積擴(kuò)大趨勢(shì) D.磁鐵將受到豎直向下的電磁作用力【答案】A【解析】【詳解】A．當(dāng)條形磁鐵下落時(shí)，金屬圓環(huán)中將產(chǎn)生俯視順時(shí)針的感應(yīng)電流，感應(yīng)電流磁場(chǎng)向下，原磁場(chǎng)方向向上，可以判定條形磁鐵的S極朝下，選項(xiàng)A正確；BCD．磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律的推論可知，環(huán)有向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)且有面積縮小的趨勢(shì)，則環(huán)對(duì)桌面的壓力將增加，此時(shí)圓環(huán)受到向下的電磁作用力，則根據(jù)牛頓第三定律可知，磁鐵將受到豎直向上的電磁作用力，選項(xiàng)BCD錯(cuò)誤。故選A。4.甲、乙兩物體以相同的初動(dòng)量在水平面上（僅受摩擦力）做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到停止，其動(dòng)量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，已知甲、乙兩物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則在此過(guò)程中（）A.甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1：1B.甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為1：2C.甲、乙兩物體受到的摩擦力做功之比為1：2D.甲、乙兩物體受到的摩擦力做功之比為1：1【答案】C【解析】詳解】AB．根據(jù)動(dòng)量定理解得則p-t圖像的斜率質(zhì)量之比等于斜率之比，因甲乙圖像的斜率之比為2:1，則甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為2：1，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．由動(dòng)能定理，摩擦力做功等于動(dòng)能減小量，即等于初動(dòng)能之比，根據(jù)甲、乙兩物體受到摩擦力做功之比為1：2，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示為寬度為3L的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。磁場(chǎng)左側(cè)有一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)體線框，其總電阻為R，線框所在平面與磁場(chǎng)方向垂直。線框以速度v向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域，以線框cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎才嗔向左為正。則以下關(guān)于線框中的感應(yīng)電流I、ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差、安培力F和線框的發(fā)熱功率P隨時(shí)間變化的圖像正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意，線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，根據(jù)楞次定律可判斷電流沿逆時(shí)針?lè)较颍瑸檎?，由法拉第電磁感?yīng)定律和閉合回路歐姆定律有ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（a點(diǎn)電勢(shì)高）cd邊受到的安培力大小為方向向左，線框的發(fā)熱功率線框全部進(jìn)入磁場(chǎng)后，沒(méi)有感應(yīng)電流，所以線框不受安培力的作用，線框的發(fā)熱功率為零，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（a點(diǎn)電勢(shì)高）線框離開磁場(chǎng)的過(guò)程，電流沿順時(shí)針?lè)较颍娏鞔笮榫€框受安培力大小為方向向左，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差（a點(diǎn)電勢(shì)高）線框的發(fā)熱功率綜上所述可知A．時(shí)間內(nèi)，電流為，時(shí)間內(nèi)，電流為0，時(shí)間內(nèi)，電流為，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)間內(nèi)，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，時(shí)間內(nèi)，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，時(shí)間內(nèi)，ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，故B錯(cuò)誤；C．時(shí)間內(nèi)，cd邊受到的安培力，時(shí)間內(nèi)，cd邊受到的安培力0，時(shí)間內(nèi)，cd邊受到的安培力，故C正確；D．時(shí)間內(nèi)，線框的發(fā)熱功率，時(shí)間內(nèi)，線框的發(fā)熱功率0，時(shí)間內(nèi)，線框的發(fā)熱功率，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分。）6.如圖所示，一自耦變壓器接在有效值不變的交流電源上，、為理想電壓表。下列說(shuō)法正確的是（）A.若滑片P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，示數(shù)不變，示數(shù)變小B.若滑片P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大C.若滑片F(xiàn)不動(dòng)，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，示數(shù)不變，示數(shù)變大D.若滑片F(xiàn)不動(dòng)，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大【答案】AD【解析】【詳解】AB．初級(jí)電壓不變，則示數(shù)不變，若滑片P不動(dòng)，滑片F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，次級(jí)電壓因n2減小，則次級(jí)電壓減小，則示數(shù)變?。粺襞輧啥穗妷簻p小，則燈泡消耗的功率變小，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；CD．初級(jí)電壓不變，則示數(shù)不變，若滑片F(xiàn)不動(dòng)，次級(jí)電壓不變，滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，R電阻變小，則次級(jí)電流變大，燈泡兩端電壓變大，則燈泡消耗的功率變大，變阻器R兩端電壓減小，即示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。7.電磁現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）A.甲圖中，線圈B閉合，開關(guān)S斷開時(shí)，觸頭C與工作電路將立即斷開B.乙圖中，用外力順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)R的電流方向?yàn)橛蒩向bC.丙圖中，將一銅圓盤水平放置，圓盤可繞中心軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，小磁針會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)小磁針，圓盤也會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)D.丁圖中，給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱【答案】BC【解析】【詳解】A．甲圖中，線圈B閉合，開關(guān)S斷開時(shí)，在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得鐵芯的磁性慢慢消失，則觸頭C與工作電路過(guò)一會(huì)才斷開，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．乙圖中，用外力順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)右手定則可知，通過(guò)R的電流方向?yàn)橛蒩向b，選項(xiàng)B正確；C．丙圖中，將一銅圓盤水平放置，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤或小磁針，都產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律的推論，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因安培力的作用，另個(gè)物體也會(huì)跟著同向轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于電磁驅(qū)動(dòng)，故C正確；D．丁圖中，給電磁爐接通交變電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。8.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，其輸入電壓如圖所示，輸電功率為200kW，輸電線總電阻為，則下列說(shuō)法正確的是（）A.降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為100HzB.升壓變壓器副線圈的電壓有效值為10000VC.高壓輸電線上損失的功率為6400WD.深夜用戶的用電器減少，輸電線上損失的功率將變小【答案】CD【解析】【詳解】A．因升壓變壓器初級(jí)輸入交流電的頻率為可知降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．升壓變壓器初級(jí)電壓有效值為副線圈的電壓有效值為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．高壓輸電線上損失的功率為選項(xiàng)C正確；D．深夜用戶用電器減少，則變壓器的輸入功率減小，輸電線上的電流減小，根據(jù)可知，輸電線上損失的功率將變小，選項(xiàng)D正確。故選CD。第Ⅱ卷（共60分）三、填空題（本題共2小題，每空2分，共12分。）9.某興趣小組在探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和影響感應(yīng)電流方向的因素（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知：當(dāng)電流從圖a中電流計(jì)的右側(cè)正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)；則當(dāng)磁體__________（選填“向上”或“向下”）運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。（2）為進(jìn)一步探究影響感應(yīng)電流方向的因素，該小組設(shè)計(jì)了如圖b的電路。若圖b電路連接正確，在閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移至最__________（選填“左”或“右”）端。（3）若圖b電路連接正確，開關(guān)閉合瞬間，指針向左偏轉(zhuǎn)，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時(shí)，觀察到電流計(jì)指針__________。A.不偏轉(zhuǎn) B.向左偏轉(zhuǎn) C.向右偏轉(zhuǎn)【答案】（1）向上（2）左（3）C【解析】【小問(wèn)1詳解】通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知：當(dāng)電流從圖a中電流計(jì)的右側(cè)正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)；則當(dāng)磁體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量向下減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流從電流計(jì)的右側(cè)正接線柱流入，則電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)?！拘?wèn)2詳解】為了保證電路安全，在閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器接入電路阻值應(yīng)最大，則滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移至最左端。【小問(wèn)3詳解】開關(guān)閉合瞬間，指針向左偏轉(zhuǎn)，穿過(guò)與電流計(jì)構(gòu)成回路線圈的磁通量增加；則將鐵芯從線圈P中快速抽出時(shí)，則穿過(guò)與電流計(jì)構(gòu)成回路線圈的磁通量減少，觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)。故選C。10.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置完成了碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行如下的操作：a.將斜槽固定在水平桌面上，并調(diào)整斜槽末端水平；b.在水平地面依次鋪有復(fù)寫紙和白紙；c.先讓入射球多次從斜槽上的某位置由靜止釋放，然后把被碰小球靜置于軌道的末端，再將入射小球從斜槽上同一位置由靜止釋放，與小球相撞，多次重復(fù)此步驟，用最小圓圈法分別找到小球的平均落點(diǎn)M、P、N（P點(diǎn)是小球單獨(dú)拋出時(shí)的落點(diǎn)），圖中的點(diǎn)為小球的拋出點(diǎn)在水平地面上的投影點(diǎn)。（1）關(guān)于對(duì)本實(shí)驗(yàn)的理解，下列需測(cè)量的物理量有（）A.測(cè)量拋出點(diǎn)到水平面的高度B.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑C.用天平測(cè)量?jī)汕虻馁|(zhì)量和（2）如果OM、OP、ON的長(zhǎng)度分別為、、，若兩球碰撞的過(guò)程中動(dòng)量守恒，則關(guān)系式________（用、、、、表示）成立。（3）該小組的同學(xué)在進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，有的同學(xué)提出在斜槽的右側(cè)放置一豎直的擋板，如圖乙所示，為拋出點(diǎn)在豎直擋板的投影點(diǎn)，、、的長(zhǎng)度分別為、、，若碰撞過(guò)程中兩球的動(dòng)量守恒，需驗(yàn)證的關(guān)系式為________（用、、、、表示）。【答案】（1）C（2）（3）【解析】【小問(wèn)1詳解】A．由于每個(gè)小球離開斜槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，所以小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，在求小球的初速度時(shí)，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可約掉，因此無(wú)需測(cè)量拋出點(diǎn)到水平面的高度，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．該實(shí)驗(yàn)中兩球從同一點(diǎn)拋出，水平位移對(duì)應(yīng)小球在拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)處的球心之間的水平距離，豎直位移對(duì)應(yīng)小球在拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)之間的豎直高度，不需要測(cè)量A球或B球的直徑，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的關(guān)系是兩球碰后均做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)間相同，則要驗(yàn)證的關(guān)系式是則實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量A球和B球的質(zhì)量和，故C項(xiàng)正確。故選C。【小問(wèn)2詳解】若兩球碰撞動(dòng)量守恒，有由于兩球碰后均做平拋運(yùn)動(dòng)，落地時(shí)間相同，則要驗(yàn)證的關(guān)系式是，即【小問(wèn)3詳解】由于小球離開斜槽后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有水平方向有整理有若碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，由整理有四、計(jì)算題（本題共3小題，共48分，11題14分，12題16分，13題18分）11.如圖甲所示，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩上端固定，下端系在一質(zhì)量，邊長(zhǎng)的單匝正方形金屬框的D點(diǎn)上。金屬框的一條對(duì)角線水平，其下方有方向垂直于金屬框所在平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻靜強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。已知構(gòu)成金屬框的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的阻值為。重力加速度g取。求：（1）0～0.4s內(nèi)，金屬線框中感應(yīng)電流的大小；（2）時(shí)，細(xì)繩拉力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得整個(gè)回路的總電阻為根據(jù)歐姆定律可得回路中的感應(yīng)電流為解得（2）設(shè)細(xì)繩的拉力大小為F，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得由題目圖乙可知時(shí)解得12.如圖所示，甲、乙兩小孩各乘一輛冰車在水平冰面上游戲。甲和他的冰車總質(zhì)量共為M，乙和他的冰車總質(zhì)量也為M，游戲時(shí)，甲推著一個(gè)質(zhì)量為m的箱子和他一起以的速度滑行，乙以同樣大小的速度迎面滑來(lái)。為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處，乙迅速抓住。不計(jì)冰面摩擦：（1）若甲將箱子以速度v推出，甲的速度變?yōu)槎嗌?；?）設(shè)乙抓住迎面滑來(lái)的速度為v的箱子后反向運(yùn)動(dòng)，乙抓住箱子后的速度變?yōu)槎嗌?；?）若甲、乙分別和他冰車總質(zhì)量均為，箱子質(zhì)量，，為使甲、乙最后不相撞，則箱子被推出的速度至少多大（計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3