2023-2024学年广东省广州市第二中学高二（下）期中物理试卷（含答案）

2023-2024学年广东省广州市第二中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.单选题
A. 两个弹簧振子，的固有频率为，的固有频率为。若它们均在频率为的驱动力作用下做受迫振动，则： 的振幅较大，振动频率为
B. 的振幅较大，振动频率为
C. 的振幅较大，振动频率为
D. 的振幅较大，振动频率为
2.在广州走时准确的摆钟，随考察队带到北极黄河站，则这个摆钟( )
A. 变快了，重新校准应增大摆长 B. 变快了，重新校准应减小摆长
C. 变慢了，重新校准应减小摆长 D. 变慢了，重新校准应增大摆长
3.如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为，其输入电压如图所示，输电功率为，输电线总电阻为，则下列说法正确的是( )
A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为
B. 升压变压器副线圈的电压有效值为
C. 高压输电线上损失的电压为
D. 用电高峰期，用户端两端电压增大
4.在海滨浴场，某同学测得一波源位于处的海水水波视为简谐横波，某时刻沿轴正方向传播到处点，此时轴上处的质点已振动，质点离处，如图所示，取该时刻为。下列说法正确的是( )
A. 质点开始振动时的速度方向沿轴正方向
B. 该波的传播速度为
C. 经过，质点第一次到达波谷
D. 质点的振动方程为
5.图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为，磁场方向垂直纸面向里。是位于纸面内的直角梯形线圈，与间的距离也为。时刻，边与磁场区域边界重合如图。现令线圈以恒定的速度沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流随时间变化的图线可能是( )
A. B.
C. D.
6.如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移、受到的洛伦兹力力、加速度与机械能等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，轻弹簧下端固定在水平地面上，弹簧位于竖直方向，另一端静止于点，在点正上方点处，有一质量为的物块，物块从静止开始自由下落，物块落在弹簧上，压缩弹簧，到达点时，物块的速度为零，如果弹簧的形变始终未超过弹性限度，不计空气阻力，下列判断正确的是( )
A. 物块在点时动能最大
B. 从点经点到点，再由点经点到点的全过程中，物块的加速度的最大值大于
C. 从点经点到点，再由点经点到点的全过程中，物块做简谐运动
D. 如果将物块从点由静止释放，物块仍能到达点
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.蝙蝠具有一种回声定位的特殊本领，它们在喉部产生短促而高频的超声波，经鼻或嘴传出后被附近物体反射回来形成回声，听觉神经中枢对回声本身以及发出声与回声间的差异进行分析，从而确定前方猎物的位置、大小、形状、结构以及运动速度与方向，下列说法正确的是( )
A. 不同蝙蝠发出不同频率的超声波可能发生干涉
B. 蝙蝠发出的超声波进入水中后传播速度不变
C. 蝙蝠产生的超声波相比普通人的声音更不容易发生衍射
D. 蝙蝠听到回声的频率变高时，能判断出正在靠近的猎物
9.近场通信器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形线圈共匝，其边长分别为、和，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直线圈平面向里，磁感应强度增大率为，下列说法正确的是( )
A. 线圈中的感应电流方向为顺时针方向 B. 线圈中的感应电流方向为逆时针方向
C. 线圈产生的感应电动势大小最接近 D. 线圈产生的感应电动势大小最接近
10.如图，一列简谐横波沿轴传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知该简谐波的周期大于。关于该简谐波，下列说法错误的是( )
A. 时，处的质点加速度为零，处的质点速度最大
B. 波速可能为
C. 频率一定为
D. 时，处的质点一定处于波谷
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压，得到的实验数据如下表所示。
实验序号 原线圈匝数 副线圈匝数 原线圈电压 副线圈电压
根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，_____________。
该同学利用问中第组数据时的副线圈给一标有“；”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为，并不是，其原因主要是____________。
可拆变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片叠压而成。如图所示，原线圈接交流电源，副线圈接入小灯泡。第一次，缓缓移动铁芯横条使铁芯完全闭合；第二次，另取一块与变压器铁芯横条尺寸相同的普通铁块替换铁芯横条，重复上述实验。两次均观察到小灯泡由暗变亮。以下说法正确的是________。
A.第二次实验中小灯泡更亮些
B.用普通铁块和用铁芯横条相比，普通铁块更容易发热
C.无论用普通铁块还是用铁芯横条，流经小灯泡的电流均为交变电流
12.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到，只要测出多组单摆的摆长和运动周期，作出图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上图像是一条过坐标原点的直线。
某同学在家里做用单摆测量重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球如图，以下实验步骤中存在错误或不当的步骤是_______只填写相应的步骤前的字母即可。

A.将石块用细尼龙线系好，结点为，将尼龙线的上端固定于点
B.用刻度尺测量间尼龙线的长度作为摆长
C.将石块拉开一个大约的角度，然后由静止释放
D.从石块摆到最低点时开始计时，当石块第次到达最低点时结束计时，记录总时间为，由得出周期
E.改变间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的和
F.求出多次实验中测得的和的平均值作为计算时使用的数据，代入公式，求出重力加速度
该同学根据实验数据作出的图像如图所示：

由图像求出的重力加速度_______取。
由于图像没有能通过坐标原点，求出的重力加速度值与当地真实值相比_______选填“偏大”“偏小”或“不变”；若利用，采用公式法计算，则求出重力加速度值与当地真实值相比_______选填“偏大”“偏小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，因其身姿摇曳、技法神韵倍受人们喜欢。某次表演中演员甩出水袖的波浪可简化为简谐横波，图乙为该简谐横波在时刻的波形图，图丙为图乙中点的振动图像。袖子足够长且忽略传播时振幅的衰减。求：
该水袖舞形成的简谐波波速大小，并判断波的传播方向；
经质点运动的路程。
14.如图，在边长为的正方体区域的右侧面，以中心为原点建立直角坐标系，轴平行于正方体底面。该正方体区域内加有方向均沿轴正方向、电场强度大小为的匀强电场和磁感强度大小为的匀强磁场，若电量为、质量为的正离子以某一速度正对点并垂直右侧面射入该区域，则正离子在电磁场作用下发生偏转。
若正离子从右侧面坐标为的点射出，求正离子通过该区域过程的动能增量；
若撤去电场只保留磁场，试判断入射速度的正离子能否从右侧面射出。
若能，求出射点坐标；若不能，请说明理由。
求出正离子在磁场中运动的时间。
15.如图甲所示，质量的导体棒垂直放在相距为的足够长的平行光滑金属导轨上，导体棒在电路中电阻为，导轨平面与水平面的夹角，并处于磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。图乙的平行金属板长度为，间距为，带负电的粒子沿板方向以速度进入金属板。不计粒子重力和粒子间的相互作用。金属导轨电阻不计，，取
开关接时，导轨与，内阻的电源连接。此时导体棒恰好静止在导轨上，求磁感应强度的大小；
开关接时，导轨与定值电阻连接。静止释放导体棒，当导体棒运动状态稳定时，将平行金属板接到的两端，所有粒子恰好均能被金属板的下板收集，求粒子的比荷；
在中，若导体棒从静止释放至达到最大速度，此过程时间为，求此过程中电阻产生的热量。
参考答案
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11.变压器原、副线圈的电压比等于匝数比
副线圈有电阻，副线圈分压


12. 不变 偏小
13.解：根据图乙可知，根据图丙可知，则简谐波的波速为，得；
由丙图可知质点处于平衡位置并将要向上运动，再由乙图点用“同侧法”判断波的传播方向是轴正方向。
经质点振动的路程为，代入数据可得。
14.
由题可知，整个过程中电场力做功，洛伦兹力不做功，故正离子通过该区域过程的动能增量为
正离子在磁场中做圆周运动，故
解得
因为正离子轨道半径大于 ，故能从右侧面射出，轨迹如图所示
根据几何关系可得
解得出射点纵坐标为
故出射点坐标为 。
如图所示，设圆轨迹的圆心角为 ，由几何关系得
解得
由
可得
正离子在磁场中运动的时间为

15.开关接时，导体棒中的电流
导体棒静止时受沿斜面向上的安培力，则
解得
开关接时，导轨与定值电阻 连接，静止释放导体棒，当导体棒运动状态稳定时
两金属板间的电压
若使得所有粒子恰好均能被金属板的下板收集，则
联立解得
导体棒从静止释放至达到最大速度时
解得

由动量定理

此过程中流过的电荷量

由解得
由能量关系
串联电路中，电流处处相等，产热量之比为电阻值比，所以
解得

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