安徽师范大学附属中学 2023-2024 学年高二第二学期 4 月考
物 理 试 题
满分 100 分, 时长 75 分钟
一、单选题（本题包括 8小题,每小题 4分,共 32分）
1．一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个 T 形支架在
竖直方向振动，T 形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动。圆盘静止时，
让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示（以竖直向上为正方向）。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中，t=1s 到 t=2s 小球所受的回复力增加，且方向为 x 轴正向
B．乙图中，t=2s 到 t=3s 弹簧弹性势能一定减小
C．若圆盘以 0.5r/s 的转速匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为 4s
D．若圆盘以 0.5r/s 的转速匀速转动，欲使小球振幅增加，可使圆盘转速适当减小
2．如图所示，甲图为沿 x轴传播的一列简谐横波在
t 0.5s时刻的波动图像，乙图为参与波动的质点 P
的振动图像，则下列判断正确的是（ ）
A．该波的传播速率为 6m/s
B．该波的传播方向沿 x 轴负方向
C．该波在传播过程中若遇到 2m 的障碍物，能发
生明显衍射现象
D．经过 5s 时间，质点 P 沿波的传播方向运动 5m
1
3．一电阻接到如图甲所示电源上，在一个周期内产生的热量为 Q1；若该电阻接到图乙交流电源上（前 周
4
期为正弦曲线），在一个周期内产生的热量为 Q2。则 Q1︰Q2等于（ ）
A．2︰1 B．5︰2 C．10︰3 D．12︰5
4．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生
e 220 2 sin100 t(V)的正弦交变电流，线圈电阻不计，理想变压器的原、副
线圈匝数之比为20 :1，C 为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，R1、 R2 均
为定值电阻，其中R1 10Ω，开关 S开始是断开的，则以下说法中错误的是（ ）
A．线圈的转速为50r/s
B．交流电压表的示数为11V
C．电阻R1的功率等于12.1W
D．闭合开关 S 后，变压器副线圈中的电流发生变化
物理试卷(第 1 页，共 6 页)
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5．如图所示，在区域Ⅰ、Ⅱ中分别有磁感应强度大小相等、垂直纸面但方向相反、宽度均为a的匀强磁场
区域。高为a的正三角形线框 efg从图示位置沿 x轴正方向匀速穿过两磁场区域，以逆时针方向为电流的正
方向，下列图像中能正确描述线框 efg 中感应电流 I 与线框移动距离 x关系的是（ ）
A． B． C． D．
6．在如图所示的甲、乙、丙中除导体棒 ab 可动外，其余部
分均固定不动。甲图中的电容器 C 原来不带电，设导体棒、
导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦不
计。图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面（即
纸面）向下的匀强磁场中，导轨足够长，今给导体棒一个向
右的初速度 v0，导体棒的最终运动状态是（ ）
A．三种情况下，导体棒最终均静止
B．图甲、丙中导体棒最终将以不同的速度做匀速运动：图乙中导体棒最终静止
C．图甲、丙中，导体棒最终将以相同的速度做匀速运动
D．甲、乙两种情况下，通过电阻 R 的电荷量相同
7．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比 n1：n2=2：1，原
线圈电路中接入正弦交流电压u 220 2 sin 100 t V，电流表为
理想交流电表。已知 R1=8Ω，R2=R3，开关 S 闭合前、后电流表
示数之比为 3：4。下列说法正确的是（ ）
A．定值电阻 R2=1Ω
B．开关断开时，副线圈磁通量变化率的最大值为110 2Wb/s
C．开关 S 闭合时，原线圈的输入功率最大
D．开关断开时，电路中消耗的总功率为 1512.5W
8．如图所示，两列简谐横波分别沿 x 轴正方向和负方向传播。已知两波源分别位于 x=-0.2m 和 x=1.0m 处，
振幅均为 A=0.5cm，波速均为 v=0.1m/s。t=0 时刻，平衡位置处于 x=0.2m 和 x=0.6m 的 P、Q 两质点刚开始
振动。质点 M的平衡位置处于 x=0.4m 处，以下说法不正确的是（ ）
A．t=4s 时，x=0.5m 处质点的位移为-1cm
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B．t=0 时，质点 P 振动方向向上，质点 Q 振动方向向下
C．两列波相遇分开后，各自的振幅、周期均保持不变
D．t=3s 时，平衡位置处于 0.3~0.5m 之间的质点位移均为 0
二、多选题（本题包括 2小题,每小题 5分,共 10分）
9．如图所示，质量均为 m的两物体 A、B 用劲度系数为 k 的轻质弹簧拴接，物体 C
叠放在物体 B 上，系统处于静止状态。现将 C 瞬间取走，物体 A 恰好不离开地面。
1 2
已知弹性势能的表达式为Ep kx ，其中 x为弹簧的形变量，重力加速度为 g。以
2
下说法正确的是（ ）
A．物体 C 的质量为2m
B．物体 B 运动到最高点时的加速度大小为3g
m
C．物体 B 的最大速度大小为 2g
k
4mg
D．物体 B 上升的最大高度为
k
10．如图所示，两竖直放置的平行导轨之间有矩形匀强磁场区域，导体棒 ab和 cd跨接在
两导轨上，可沿导轨无摩擦滑动但接触良好，并能始终保持与两导轨垂直，两导体棒有电
阻，两导轨电阻不计。现将 ab 和 cd 同时由静止释放，若 ab棒通过磁场的时间与进磁场之
前的运动时间相等，且 ab棒出磁场时，cd 棒刚好进磁场，ab 和 cd 均匀速穿过磁场区域。
下列说法正确的是（ ）
A．刚释放时，导体棒 ab 和 cd距磁场区域上边界的距离比为1: 4
B．导体棒 ab 和 cd的质量比为1: 4
C．导体棒 ab 和 cd分别穿过磁场过程中，ab棒上产生的热量比为1: 2
D．导体棒 ab 和 cd分别穿过磁场过程中，通过 ab棒的电荷量大小比为1: 2
三、实验题（本题包括 2小题,共 16分）
11．某同学用图 a 所示装置测定重力加速度，并验证机械能守恒定律。小球上安装有挡光部件，光电门安
装在小球平衡位置正下方。
(1)用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度 d，其读数如图 b，则 d mm；
(2)让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为 1 并同时开始计时，
以后光电门被遮挡一次计数增加 1。若计数器计数为 N 时，单摆运动时间为 t，则该单摆的周期T ；
(3)摆线长度大约 80cm，该同学只有一把量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上标记一点 A，使得悬点 O
到 A 点间的细线长度为 30cm，如图 c。保持 A 点以下的细线长度不变，通过改变 OA 间细线长度 l 以改变
摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期 T。测量多组数据后绘制T 2 l 图像，求得图像斜率为 k1 ，可得
当地重力加速度 g ；
(4)该同学用此装置继续实验，验证机械能守恒定律。如图 d，将小球拉到一定位置由静止释放，释放位置
距最低点高度为 h，开启传感器计时模式，测得小球摆下后第一次挡光时间为Δt，改变不同高度 h并测量
2 1
不同挡光时间Δt，测量多组数据后绘制 t 图像，发现图像是过原点的直线并求得图像斜率 k2 ，比较k2
h
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的值与 （写出含有 d、 k1 的表达式），若二者在误差范围内相等，则验证机械能是守恒的；
(5)对于本次实验，下列说法中正确的两项为________。
A．安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好
B．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差， k1 的测量值与理论值相比偏大
C．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差， k2 的测量值与理论值相比偏小
D．验证机械能守恒时细线偏离平衡位置的最大角度必须小于或等于5
12．某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。
（1）下列说法正确的是 。
A．变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能
C．理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失
D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零
（2）实验时，原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连
接低压交流电源10V 档，用交流电压表测得副线圈两端的电压为0.4V，这与其
他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明．显．偏．差．的原
因，最有可能的是( )
A．原线圈匝数太多，电阻过大 B．铁芯没有闭合，漏磁过多
C．副线圈匝数太少，增加实验误差 D．副线圈的电阻太小
（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之
间的电压为 3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为 。
A． 3V B．5.3V C． 6.0V D．6.2V
四、解答题（本题包括 3小题,共 42分）
13．(12 分)如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长L 100cm，匝数N 100匝，
线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO 匀速转动，转速n 100r / s；已知电动势最大
值Em 500 2V。
（1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小；
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（2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式；
（3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器T1升压后向远处输电，发电机的输出功率为 200kW，输电线
的总电阻为 4Ω，在用户端用降压变压器T2 把电压降为 220V，要求在输电线上损失的功率控制在 10kW，
n n1 3
则T1、T2 的原副线圈匝数比 和 分别为多少？ n2 n4
14．(14 分如图甲所示，在 xOy平面内的均匀介质中两波源 S1、S2 分别位于 x 轴上 x1 0、x2 14m处，两波
源均从 t 0时刻开始沿 y 轴方向做简谐运动，波源 S1 的振动图像如图乙所示，波源 S2 的振动方程是
y 3sin( t)cm，质点 P 位于 x轴上 xP 4m处，在 t 2.0s时，质点 P 开始振动。求：
（1）这两列波的波长 ；
（2）两列波刚开始相遇的时刻，质点 P 的位移 y ；
（3）从 t 0开始经5.5s， x 7m处的质点通过的路程 s。
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15．(16 分如图所示，倾角为 30o、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有一系列间距均为d 0.4m
的水平虚线（图中仅画出部分），虚线 1、2 间存在垂直斜面向下的匀强磁场，从虚线 2 向下每间隔d 在两
虚线间存在垂直斜面向下的与虚线 1、2 间相同的
匀强磁场，磁感应强度大小为B 1T。一质量为
m 0.4kg、电阻值为R 0.8Ω、边长为d 的正方形
线框从虚线 1 上方某位置由静止释放，cd 边始终与
虚线平行，当线框的 cd 边刚好到达虚线 1 时，线框
的加速度大小为a 3m / s2，方向沿斜面向下，重力
加速度取 g 10m / s2。整个过程中线框始终没有发
生转动。求：
（1）线框释放瞬间， cd 边到虚线 1 的间距；
（2）线框的最大速度；
（3）若从释放到线框的速度达到最大，所用的时间为 t 5s，则此过程中线框中产生的焦耳热Q为多少
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{#{QQABBQAEogigAIAAARgCQQ2gCAKQkBECAIoOREAEsAAByAFABAA=}#}高二下物理参考答案：
一、单选题
1．D 2．C 3．C 4．C 5．B 6．B 7．A 8．B
二、多选题
9．ACD 10．AC
三、实验题
2t 4
2
d 2k
11．(1)2.329/2.330/2.331 (2) (3) (4) 1 (5)AC
N 1 k 8 21
12． BC 或 CB B D
三、解答题
13．（1）线圈转动的角速度 2 n 200 rad / s
2
由 Em NBS 得B T
40
（2）线圈与中性面位置垂直，则感应电动势随时间变化的函数表达式
e Em cos t 500 2 cos200 t V
（3）输电线上的电流
P损 PI线 50A T1的输入电流 I1 4 0 0 A
r U线 1
n1 I2 1 n
则T 原、副线圈匝数比 T U
2 4000V
1 1副线圈两端电压 2 T2 原线圈两端电压n2 I1 8 n1
n U 190
U3 U2 I2r
3 3
线 3800V则T2 原、副线圈匝数比 n4 U4 11
14．（1）波源 S1离质点 P 较近，波源 S1 先传播至质点 P ，两列波在同一均匀介质中传播，波
x 4
速相等，波速为v P m/s 2m/s 波源 S1 的周期为2s，波源 S2 的周期为
t 2
2 2
T s 2s
这两列波的波长为 1 2 vT 2 2m 4m
（2）两列波刚开始相遇的时刻，有 x1 vt1 vt1 14m
解得 t1 3.5s
两列波刚开始相遇的时刻，波源 S2 未传播至质点 P ，波源 S1 已传播至质点 P ，质点 P 振动时
3
间为 t1 t1 t 1.5s T
4
此时质点 P 处于波峰位置，质点 P 的位移为 y A1 4cm
（3）波源 S1、 S2 传播至 x 7m处的质点的时间为 x2 vt2 7m
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解得 t2 3.5s
由于波源 S S1、 2 起振方向相反， x 7m处的质点到波源 S1 、 S2 的波程差为零，则 x 7m处
的质点为振动减弱点，振幅为 A A1 A2 4 3 cm 1cm
t3 5.5s时， x 7m处的质点振动时间为 t2 t3 t2 2s T
从 t 0开始经5.5s， x 7m处的质点通过的路程为 s 4A 4cm
15．（1）设线框的 cd 边到虚线 1 时的速度为v0 ，则由法拉第电磁感应定律得E Bdv0
E
由闭合电路欧姆定律得 I 又F BId
R
由牛顿第二定律得mgsin F ma
代入数据解得v0 4m / s
1 2
线框从释放到 cd 边与虚线 1 重合的过程，由机械能守恒定律得mgssin mv0
2
解得 s 1.6m
（2）线框的速度最大时，线框的合力为零，由力的平衡条件得F mgsin 安 又F BId安
Bdv
又由 I m 代入数据解得vm 10m / s
R
（3）进入磁场前，设线框的加速度为a0，则由牛顿第二定律得mgsin30
ma0
2
解得 a0 5m / s
v0
线框从释放到 cd 边与虚线 1 重合的时间为 t1 0 . 8 s
a0
所以线框在磁场中运动的时间为 t2 t t1 4.2s
由题意可知，线框在沿斜面下滑的过程中，始终受到安培力的作用，设线框从刚进入磁场开
B2d 2v
始经 t 时间速度变化为 v ，线框的速度为v，此时有F
安
R
2 2
t 时间内，由动量定理得mgsin30
B L v
Δt Δt m Δv
R
设线框在 t2 时间内沿斜面体下滑的距离为 x .对上式两边求和得
B2L2v
Σ mgsin30 Δt Σ Δt Σm Δv
R
B2L2
整理得mgt2sin30
x m v m v0
R
代入数据解得 x 30m
1 1
由能量守恒定律得mgxsin30
Q mv2 2 m mv0
2 2
解得Q 43.2J
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