天津市第四十七中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷（含答案）

天津市第四十七中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷
一、单选题
1．以下说法正确的是（　　）
A．所有电磁波在真空中的传播速度大小相同
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验捕捉到了电磁波
D．X射线可以摧毁病变的细胞，γ射线可以用于诊断病情
2．如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动的图像如图乙所示，取向上为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．频率为4Hz
B．振幅为4cm
C．1s~2s内弹簧的弹性势能增大
D．1s~2s内重力对振子做负功
3．如图甲所示，单匝圆形金属线圈处于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，取垂直纸面向里为磁场正方向，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．0~t1时间内，线圈中的感应电流逐渐增大
B．t1~t2时间内，线圈有缩小的趋势
C．0~t2时间内，t1时刻线圈的感应电动势最大
D．0~t1和t1~t2时间内，通过线圈任一横截面的电荷量相等
4．图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。其输电原理图如图乙所示，采用高压输电可减少输电线上电能的损耗，发电机组发出电压有效值一定的交流电，经理想变压器升压后向远方输电，再经理想变压器降压后输送给用户。假设输电线总电阻r保持不变，下列说法正确的是（　　）
A．输电电压U一定时，输电功率P加倍，则输电线损耗功率加倍
B．输电电压U一定时，输电功率P加倍，则输送给用户的功率也加倍
C．输电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线中的电流减半
D．输电功率P一定时，输电电压U加倍，则输电线损耗功率减半
5．如图所示，一列沿x轴负向传播的简谐横波在t=0时刻的部分波形图如图所示，此时质点A、B的位移相同，t=0.2s时，质点B（t=0）后）第一次回到平衡位置，t=0.7s时，质点A（t=0后）第一次到达波谷，下列说法正确的是（　　）
A．t=0时刻A、B两质点速度相同
B．波源的振动周期为1.2s
C．0~0.9s内，质点A通过的路程为90cm
D．平衡位置位于坐标原点的质点的振动方程为
二、多选题
6．关于以下四幅图说法正确的是（　　）
A．图甲，将开关断开时，灯泡A一定闪亮一下后再熄灭
B．图乙，断开开关S后，弹簧K不会立刻将衔铁D拉起而断电
C．图丙，真空冶炼炉接高频交流电源后能在炉体内产生涡流发热加热金属使金属熔化
D．图丁，电子沿逆时针方向运动，为了使电子加速，电磁线圈中的电流应该变大
7．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为5V
B．当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表的示数变小
C．当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电流表的示数变大
D．当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为110W
8．一列简谐横波在某均匀介质中的传播速度为，介质中两质点P、Q的振动图像如图所示，时刻P、Q间仅有一个波峰。下列说法正确的是（　　）
A．该波的波长为16m B．内Q的位移为
C．P位于平衡位置时，Q一定位于波峰 D．P、Q的平衡位置间距可能为12m
三、实验题
9．某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
(1)将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将 （选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
(2)将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将 （选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
10．某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)关于实验操作，下列说法正确的是______。
A．摆球的选择有钢质实心小球和玻璃实心小球两种，选用玻璃实心小球
B．图乙中摆线上端的三种悬挂方式，选C方式更好
C．当单摆的摆球经过最高点开始计时，便于看清摆球的位置
(2)若游标卡尺测量摆球的直径d如图丙所示，读数为 mm。
(3)若某次实验中测出单摆做n次全振动所用时间为t、摆线长为l，则当地的重力加速度g＝ （用题中物理量的符号表示）。
(4)某同学测量了多组实验数据作出了周期的平方与摆长（）的关系图像如图丁所示，图线不通过原点的可能原因是______。
A．L为悬点到摆球下端的距离
B．L为摆长
C．L为摆线长
四、解答题
11．如图所示，ab＝50cm．ad＝20cm，匝数为100匝的矩形线圈。线圈电阻r＝1．外电路电阻R＝9，磁感应强度B＝0.2T。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度50rad/s匀速转动。
（1）从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式；
（2）1min内R上消耗的电能；
（3）线圈由如图位置转过30°的过程中，通过R的电量为多少。
12．如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻为2R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求：
(1)金属棒进入磁场的瞬间，金属棒两端的电压；
(2)金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热；
(3)金属棒在磁场中运动的时间t．
13．如图(a)所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如图(b)所示．t＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放．在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l，在t＝tx时刻(tx未知)ab棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g.求：
图(a) 图(b)
(1)通过cd棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向；
(2)当ab棒在区域Ⅱ内运动时，cd棒消耗的电功率；
(3)ab棒开始下滑的位置离EF的距离；
(4)ab棒开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量．
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D D C B BD AC ABD
9．(1)右偏
(2)左偏
【详解】（1）在闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下；则将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，穿过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。
（2）将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，线圈A中的电流减小，穿过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计指针将左偏。
10．(1)B
(2)10.60
(3)
(4)A
【详解】（1）A．摆球的选择有钢质实心小球和玻璃实心小球两种，为了减小空气阻力的影响，应选用钢质实心小球，故A错误；
B．为了保证摆球摆动过程，摆长保持不变，图乙中摆线上端的三种悬挂方式，选C方式更好，故B正确；
C．为了减小误差，当单摆经过平衡位置开始计时，故C错误。
故选B。
（2）20分度游标卡尺的精确值为，由图丙可知摆球的直径为
（3）单摆摆长为
周期为
由单摆周期公式
联立解得
（4）测量摆长时，摆长应为悬点到小球球心的距离，此时图像过原点，如图1线
若测量摆长时误将悬点到小球下端的距离记为摆长L，则有
整理得
此时图像如图2线；故图丁图线不通过原点的可能原因是L为悬点到摆球下端的距离。
故选A。
11．（1）；（2）27000J；（3）0.1C
【详解】（1）线框从磁通量最小位置开始转动，因此感应电动势的瞬时值表达式为
（V）
（2）电动势有效值为
1min内R上消耗的电能为
（3）线圈由如图位置转过30°的过程中
通过R的电量为
12．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）金属棒沿弯曲部分下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得
得
导体棒切割磁感线产生的电动势
金属棒两端的电压
联立方程可解得
（2）金属棒运动全过程，由能量守恒有
其中，
故金属棒产生的焦耳热
（3）对金属棒在磁场中运动，由动量定理有
故金属棒在磁场中运动时间
13．(1)电流方向由d到c，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上；(2) (3) 　 (4)
【详解】(1)由右手定则可知通过cd棒电流的方向为d到c；再由左手定则可判断区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上．
(2)cd棒平衡，BIl＝mgsin θ，
得
cd棒消耗的电功率P＝I2R，
得
(3)ab棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，
cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得，
所以.
ab棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度
则ab棒开始下滑的位置离EF的距离
(4)ab棒在区域Ⅱ中运动的时间
ab棒从开始下滑至EF的总时间：
ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：
故本题答案是：
(1)电流方向由d到c，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上；(2) (3) 　 (4)