四川省內(nèi)江市第六中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期半期考試物理試卷(含答案)

這是一份四川省內(nèi)江市第六中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期半期考試物理試卷(含答案)，共23頁。試卷主要包含了單選題，多選題，填空題，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
四川省內(nèi)江市第六中學(xué)2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期半期考試物理試卷學(xué)校：___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題1、如圖所示電路為演示自感現(xiàn)象的實驗電路。實驗時，先閉合開關(guān)S，電路達(dá)到穩(wěn)定后，設(shè)通過線圈L的電流為，通過小燈泡的電流為，小燈泡均處于正常發(fā)光狀態(tài)。以下說法正確的是(   )A.S閉合瞬間，燈慢慢變亮，燈立即變亮B.S閉合瞬間，燈慢慢變亮，燈立即變亮C.S斷開瞬間，流經(jīng)小燈泡中的電流由逐漸減為零D.S斷開瞬間，流經(jīng)小燈泡中的電流由逐漸減為零2、一彈簧振子振幅為A，從最大位移處經(jīng)過時間第一次到達(dá)平衡位置，若振子從平衡位置處經(jīng)過時間時的加速度大小和動能分別為和，而振子位移為時的加速度大小和動能分別為和，則、和、的大小關(guān)系為(   )A.， B.， C.， D.，3、如圖所示是兩個理想單擺的振動圖像，縱軸表示擺球偏離平衡位置的位移。下列說法中正確的是(   )A.時，兩單擺的回復(fù)力最大B.乙擺球在第1s末和第3s末速度相同C.甲、乙兩個擺的擺長之比為1:2D.甲擺球位移隨時間變化的關(guān)系式為4、兩條平行虛線間存在一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小，方向與紙面垂直，邊長、總電阻的正方形導(dǎo)線框abcd位于紙面內(nèi)，cd邊距磁場邊界L，如圖所示，已知導(dǎo)線框一直向右做勻速直線運動，cd邊于時刻進(jìn)入磁場，以初始位置為計時起點，規(guī)定：電流沿順時針方向時的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向外時磁通量Φ為正。則以下關(guān)于線框中的感應(yīng)電動勢E、磁通量Φ、感應(yīng)電流I和安培力F隨時間變化的圖像中正確的是(   )A. B.C. D.5、如圖所示，相距為L的兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，整個導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場中；質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒由靜止釋放后沿導(dǎo)軌下滑，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌的電阻，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g；導(dǎo)體棒從靜止運動到最大速度的過程中，下列說法正確的是(   )A.導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流方向為B.導(dǎo)體棒的最大速度為C.導(dǎo)體棒所受重力做功與安培力做功之和等于導(dǎo)體棒增加的動能D.導(dǎo)體棒減少的重力勢能大于導(dǎo)體棒增加的動能與回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和6、如圖所示，在光滑絕緣水平面上，一矩形線圈以速度開始進(jìn)入磁場，離開磁場區(qū)域后速度為。已知磁場區(qū)域?qū)挾却笥诰€圈寬度，則線圈(   )A.進(jìn)、出磁場過程通過截面的電荷量不同 B.進(jìn)、出磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱相同C.線圈在磁場中勻速運動的速度為 D.進(jìn)、出磁場過程動量的變化量不同7、如圖所示，電阻不計的矩形線圈abcd處于磁感應(yīng)強度大小的勻強磁場中，線圈面積，匝數(shù)。線圈繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度。線圈的輸出端與理想變壓器原線圈相連，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比，副線圈通過電流表與定值電阻和滑動變阻器相連，的電阻為80Ω，的最大電阻為120Ω。電流表與電壓表均為理想電表。下列說法正確的是(   )A.當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大B.電阻中電流方向每秒變化100次C.改變滑動變阻器接入電路的阻值，滑動變阻器兩端電壓最大瞬時值為24VD.改變滑動變阻器接入電路的阻值，滑動變阻器中消耗的最大電功率為5W8、理想變壓器與三個阻值相同的定值電阻組成如圖所示的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:3，在間接入正弦式交變電流，則下列說法正確的是(   )A.兩端的電壓之比為10:1:3B.通過的電流之比為5:3:1C.間輸入功率與變壓器輸入功率之比為15:2D.間輸入電壓與變壓器輸入電壓之比為3:1二、多選題9、圖甲為一理想變壓器，原副線圈匝數(shù)比為2:1，R為滑動變阻器，A、V均為理想交流電表。若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，則(   )A.電壓表V的示數(shù)為B.該交變電流的方向每秒改變100次C.滑動變阻器滑片P向下滑動時，電壓表V示數(shù)增大D.滑動變阻器滑片P向下滑動時，電流表A示數(shù)減小10、如圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。其電源輸入電壓如圖乙所示，輸電線的總電阻為，降壓變壓器右側(cè)部分為一路燈控制電路的一部分，其中為一定值電阻，為光敏電阻（阻值隨光照強度的增大而減?。?，電壓表為理想交流電表。路燈控制電路兩端電壓超過一定值時接通路燈電路（圖甲中未畫出）。白天路燈未亮?xí)r，測量發(fā)現(xiàn)當(dāng)升壓變壓器的輸入功率為660kW，降壓變壓器副線圈的輸出功率為570kW，電壓表示數(shù)為380V，下列說法正確的是(   )A.路燈控制電路可以接在兩端B.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為50:1C.降壓變壓器副線圈輸出的交流電方向每秒鐘改變100次D.當(dāng)光線變暗時，電壓表的示數(shù)變大，輸電線消耗的功率增大11、如圖所示，兩條足夠長的平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中，兩導(dǎo)軌間距為L，左端間接一電阻R，質(zhì)量為m的金屬桿ab靜置于導(dǎo)軌，桿與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)為μ?，F(xiàn)給金屬桿一個水平向右的速度v，金屬桿運動一段距離x后靜止，運動過程中與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好。不計桿和導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g。則金屬桿ab在運動過程中(   )A.做加速度不斷減小減速直線運動 B.桿中的電流大小不變，方向從b流向aC.剛開始運動時加速度大小為 D.電阻R上產(chǎn)生的熱能為12、如圖所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，導(dǎo)軌間距為，上、下兩端分別接有阻值的電阻，虛線下方是垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度?，F(xiàn)將長度也為，質(zhì)量，電阻的金屬桿ab，自上方h處垂直導(dǎo)軌由靜止釋放。已知金屬桿始終與導(dǎo)軌保持良好接觸，重力加速度g取，則下列說法正確的是(   )A.當(dāng)時，金屬桿ab進(jìn)入磁場做勻速運動B.當(dāng)時，金屬桿ab進(jìn)入磁場瞬間加速度大小為C.無論h為多大，最終金屬桿ab速度均為D.無論h為多大，金屬桿ab穩(wěn)定運動時上端電阻R的功率均為三、填空題13、做簡諧運動的單擺，其擺長不變，若擺球的質(zhì)量增加為原來的倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的，則單擺振動的周期________，振幅__________(填寫“變大”，“不變”或者“變小”).14、如圖甲所示，電源的電動勢，電源內(nèi)電阻可忽略不計；G是內(nèi)阻為的靈敏電流表，定值電阻R上標(biāo)有“”的字樣，為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙所示。閉合開關(guān)S，當(dāng)的溫度等于120℃時，電流表示數(shù)。（1）電流表內(nèi)阻為____________Ω。（2）定值電阻R兩端電壓為2V時，熱敏電阻的溫度為____________℃。15、有一面積為的金屬環(huán)，電阻為0.1Ω，在環(huán)中的同心圓面上存在如圖（b）所示的變化的磁場，在0.1s到0.2s的時間內(nèi)環(huán)中流過的電荷量為_______C，在0.1s到0.3s的時間內(nèi)環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為_______J。四、計算題16、高考臨近，為保證高三工作正常開展，防止停電事故發(fā)生，某中學(xué)領(lǐng)導(dǎo)班子決定購買一臺應(yīng)急備用發(fā)電機，要求如下：一是保證全校88間教室所有日光燈能正常發(fā)光；二是為避免噪音干擾，發(fā)電機需遠(yuǎn)離教學(xué)區(qū)；三是盡量利用已有設(shè)備和線路。為此學(xué)校決定讓物理老師和興趣小組同學(xué)先進(jìn)行調(diào)查，得到以下數(shù)據(jù)：每間教室有日光燈10盞，每盞燈功率為40W，額定電壓均為220V；發(fā)電機安裝位置距離并網(wǎng)接口電阻約2Ω，其余部分電阻不計；學(xué)校已有升壓變壓器和降壓變壓器各一臺，升壓變壓器匝數(shù)比為，降壓變壓器的匝數(shù)比為，興趣小組同學(xué)畫出示意圖如圖所示。試求：（1）兩變壓器之間輸電線上的電流？（2）購買的發(fā)電機功率P應(yīng)不小于多少？17、如圖所示，傾角為α的斜面體（光滑且足夠長）固定在水平地面上，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的小球，開始時，小球靜止于O點。壓縮彈簧使其長度為時將小球由靜止開始釋放，重力加速度為g，彈簧彈性勢能的表達(dá)式，為彈簧形變量。（1）證明小球所做運動為簡諧運動；（2）小球振動到最低點時彈簧的彈性勢能。18、如圖1所示，在絕緣光滑水平桌面上，以O為原點、水平向右為正方向建立x軸，在區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強磁場。桌面上有一邊長、電阻的正方形線框abcd，當(dāng)平行于磁場邊界的cd邊進(jìn)入磁場時，在沿x方向的外力F作用下以的速度做勻速運動，直到ab邊進(jìn)入磁場時撤去外力。若以cd邊進(jìn)入磁場時作為計時起點，在內(nèi)磁感應(yīng)強度B的大小與時間t的關(guān)系如圖2所示，由圖2可知，0.5s時ab邊剛好進(jìn)入磁場，1.0s時cd邊開始出磁場，1.5s時線框剛好全部出磁場。已知在內(nèi)線框始終做勻速運動。（1）求外力F的大??；（2）在內(nèi)存在連續(xù)變化的磁場從而保證線框能勻速出磁場，求在這段時間內(nèi)磁感應(yīng)強度B的大小與時間t的關(guān)系；（3）求在內(nèi)流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q。19、如圖所示，兩根足夠長的光滑直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行固定在傾角的絕緣斜面上，兩導(dǎo)軌間距，導(dǎo)軌的電阻可忽略。M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量、電阻的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。整套裝置處于磁感應(yīng)強度的勻強磁場中，磁場方向垂直斜面向下。自圖示位置起，桿ab受到大小為（式中v為桿ab運動的速度，力F的單位為N）方向平行導(dǎo)軌沿斜面向下的拉力作用，由靜止開始運動，測得通過電阻R的電流隨時間均勻增大。g取，。（1）試判斷金屬桿ab在勻強磁場中做何種運動，并請寫出推理過程；（2）求電阻R的阻值；（3）已知金屬桿ab自靜止開始下滑的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為，求該過程需要的時間t和拉力F做的功W。
參考答案1、答案：D解析：AB.S閉合瞬間，燈以及燈都會立即變亮，只是燈電流會逐漸變大，最后變得更亮，選項AB錯誤；CD.S斷開瞬間，中的電流會立刻變?yōu)榱?；而原來流?jīng)的電流也立刻變?yōu)榱?；由于自感線圈阻礙電流的減小，則流經(jīng)L的電流會通過燈泡重新組成新的回路，使得流經(jīng)小燈泡中的電流由逐漸減為零，選項C錯誤，D正確。故選D。2、答案：A解析：已知從最大位移處經(jīng)過時間第一次到達(dá)平衡位置，可知從平衡位置到第一次到達(dá)最大位移處的時間亦為，由平衡位置經(jīng)時間到達(dá)最大位移處的過程是加速度增大的減速運動過程，此過程的位移為A，所以振子從平衡位置處經(jīng)過時間通過的位移要大于，所以，。故選A。3、答案：D解析：A.時，兩單擺處于平衡位置，該位置的回復(fù)力為零，A錯誤；B.乙擺球在第1s末和第3s末速度大小相等方向相反，B錯誤；C.由單擺的周期公式可知得甲、乙兩個擺的擺長之比為C錯誤；D.由圖可知，甲擺的振幅為2cm，周期為4s，且零時刻位于平衡位置并開始向上運動，故甲擺球位移隨時間變化的關(guān)系式為D正確。故選D。4、答案：B解析：由題可知，線框速度解得則在0~1s線框在磁場外，線圈磁通量，感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流、安培力均為0。在1~2s線框進(jìn)入磁場，磁通量大小磁感線垂直紙面向外，則磁通量去正。感應(yīng)電動勢點d電勢高于點c點電勢，感應(yīng)電流瞬時針方向，則電動勢取正。感應(yīng)電流根據(jù)左手定則，線框受到向左的安培力，安培力大小為在2~3s線框開始離開磁場，穿過線框的磁感線仍向外，線框磁通量取正，磁通量減小感應(yīng)電流方向逆時針方向，則線框電動勢取負(fù)，但是切割磁感線速度不變，則大小不變。同樣，感應(yīng)電流大小也不變。安培力仍向左，大小也不變。在3~4s線框已經(jīng)全部離開磁場，線圈磁通量，感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流、安培力均為0。故選B。5、答案：D解析：A.由于導(dǎo)體棒向下運動切割磁場，所以根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體中電流的方向為。故A錯誤；B.當(dāng)導(dǎo)體棒所受安培力的大小與重力沿斜面的分力及摩擦力的合力大小相等時，導(dǎo)體棒的速度最大，設(shè)導(dǎo)體棒的最大速度為v，則速度最大時，由平衡條件可得根據(jù)電磁感應(yīng)定律及安培定則可得聯(lián)立可得故B錯誤；CD.根據(jù)能量守恒定則可知即導(dǎo)體棒所受重力做功與安培力做功及摩擦做功之和等于導(dǎo)體棒增加的動能。導(dǎo)體棒減少的重力勢能大于導(dǎo)體棒增加的動能與回路中產(chǎn)生的焦耳熱之和。故C錯誤，D正確。故選D。6、答案：C解析：AC.設(shè)線圈在磁場中勻速運動的速度v，線圈進(jìn)磁場過程，根據(jù)動量定理線圈出磁場過程，根據(jù)動量定理而由此可知線圈進(jìn)、出磁場過程通過截面的電荷量相同，由以上分析解得故A錯誤，C正確；B.根據(jù)能量守恒，線圈進(jìn)磁場過程，產(chǎn)生焦耳熱線圈出磁場過程，產(chǎn)生焦耳熱則即故B錯誤；D.由于則進(jìn)、出磁場過程動量的變化量相同，故D錯誤。故選C。7、答案：D解析：A.當(dāng)線圈平面與磁場方向垂直時，線圈處于中性面位置，感應(yīng)電動勢為0，故A錯誤；B.線圈轉(zhuǎn)動的頻率為則電阻中電流方向每秒變化次，故B錯誤；C.線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為根據(jù)理想變壓器的規(guī)律知解得兩端的電壓為則知當(dāng)最大時，其兩端電壓最大，最大瞬時值為故C錯誤；D.副線圈電壓的有效值為的功率為則當(dāng)時，消耗的功率最大，帶入數(shù)據(jù)解得最大值為故D正確。故選D。8、答案：A解析：理想變壓器原、副線圈的電壓比，理想變壓器原、副線圈的電流比，設(shè)流過副線圈的電流為，則流過原線圈的電流為，即，則流過的電流，則流過的電流，通過的電流之比為，由于三個電阻相等，因此兩端的電壓之比為，A正確，B錯誤；由于理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則間輸入功率與變壓器輸入功率之比為，C錯誤；間輸入電壓與變壓器輸入電壓之比為，D錯誤.9、答案：BD解析：A.原線圈中接入的正弦交流電的電壓有效值為由可得即電壓表的示數(shù)為10V，故A錯誤；B.由圖乙可知，周期為0.02s，一個周期內(nèi)電流方向改變2次，則該交變電流的方向每秒改變100次，故B正確；C.副線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓與匝數(shù)比決定，則滑動變阻器滑片P向下滑動時，電壓表V示數(shù)不變，故C錯誤；D.由于副線圈兩端電壓不變，滑動變阻器滑片P向下滑動時，滑動變阻器接入電路中的電阻變大，則副線圈中的電流變小，所以原線圈中的電流變小，即電流表示數(shù)減小，故D正確。故選BD。10、答案：ABC解析：A.依題意，光照強度減小時光敏電阻的阻值增大，則流過光敏電阻所在電路的電流將減小，若路燈控制電路接在定值電阻兩端，則其兩端電壓會隨之減小。與題意不符；若路燈控制電路接在兩端，當(dāng)光線變暗時，阻值變大，兩端電壓增大，控制電路接通，符合題意；光線變暗時，降壓變壓器副線圈總電阻增大，副線圈功率增大，降壓變壓器輸入功率增大，輸電線上功率損失減小，輸電線上的電流減小，降壓變壓器的輸入電壓增大，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)變大。故A正確；D錯誤；B.依題意，輸電線上損失的功率為又解得設(shè)降壓變壓器的輸入電壓為，輸出電壓為，則有又聯(lián)立，可得故B正確；C.根據(jù)圖像可知交流電的周期為0.02s，則交流電的頻率為變壓器不改變交流電的頻率，所以降壓變壓器副線圈輸出的交流電方向每秒鐘改變100次。故C正確。故選ABC。11、答案：AD解析：AB.給金屬桿一個水平向右的速度v，金屬桿運動一段距離x后靜止，對金屬桿應(yīng)用右手定則分析可得電流方向是b到a，受安培力方向向左，根據(jù)牛頓第二定律所以隨速度減小，桿中電流減小，安培力減小，即桿做的是加速度減小的減速直線運動，故A正確，B錯誤；C.剛開始運動時解得C錯誤；D.對金屬棒應(yīng)用動能定理克服安培力的功等于轉(zhuǎn)化給回路的電能即電阻產(chǎn)生的熱能，解得故D正確。故選AD。12、答案：AC解析：AC.回路中兩個電阻R并聯(lián)，再與r串聯(lián)，回路中的總電阻，進(jìn)入磁場前，ab自由下落，進(jìn)入磁場的速度剛剛進(jìn)入磁場時的安培力當(dāng)安培力等于重力時，金屬桿勻速下落，解得故AC正確；B.當(dāng)時，根據(jù)牛頓第二定律解得故B項錯誤；D.穩(wěn)定運動時ab勻速，因此安培力的功率等于重力的功率此時金屬桿的電功率與兩端電阻功率相等，所以電阻R的功率為0.5W，故D項錯誤。故選AC。13、答案：不變；變小解析：由單擺的周期公式可知，單擺擺長不變，則周期不變。擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的2/3，由于振動過程中機械能守恒，有：根據(jù)此式可知，速度變小，則高度減小，所以小球偏離平衡位置的最大距離變小，即振幅減小。14、答案：（1）500（2）20解析：（1）當(dāng)的溫度等于120℃時，由圖可知由閉合電路歐姆定律其中解得電流表內(nèi)阻（2）定值電阻R兩端電壓為2V時，則解得熱敏電阻由圖可知對應(yīng)的溫度為20℃。15、答案：0.01；解析：由b圖得0到0.2s內(nèi)由法拉第電磁感應(yīng)定律可得0到0.2s內(nèi)感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流為所以，0.1s到0.2s的時間內(nèi)通過圓環(huán)橫截面的電荷量而根據(jù)b圖可得0.2s到0.3s的時間內(nèi)磁感應(yīng)強度不變，感應(yīng)電動勢為0，感應(yīng)電流為0，所以0.1s到0.3s的時間內(nèi)環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為16、答案：（1）（2）解析：（1）對降壓變壓器有其中解得降壓變壓器原線圈兩端電壓所有日光燈正常發(fā)光時消耗功率為所以兩變壓器之間輸電線上的電流為（2）輸電線上的損耗所以發(fā)電機功率17、答案：（1）見解析（2）解析：（1）設(shè)小球在斜面上平衡時，設(shè)彈簧伸長量為，有當(dāng)小球離開平衡位置向下的位移為x時，彈簧伸長量為，小球所受合力為聯(lián)立以上各式可得可知小球作簡諧運動；（2）小球作簡諧運動的振幅為小球振動最低點時伸長量為彈性勢能18、答案：（1）0.0625N（2）（3）0.5C解析：（1）由圖可知，在時，磁感強度為大小為，回路電流線框所受安培力由于線框勻速運動解得外力（2）線框勻速離開磁場，線框中的感應(yīng)電流為0，磁通量不變時，即在時，磁感強度大小為，此時的磁通量為因此在t時刻，磁通量解得（3）根據(jù)而因此在時間內(nèi)，電荷量在時間內(nèi)，電荷量在時間，線框無感應(yīng)電流，所以總電荷量19、答案：（1）金屬桿做勻加速運動（2）0.3Ω；（3）0.5s，3.3J解析：（1）通過R的電流由題意，通過R的電流I隨時間均勻增大，則知桿ab的速度v隨時間均勻增大，桿的加速度為恒量，故金屬桿做勻加速運動。（2）桿所受的安培力大小為對桿，根據(jù)牛頓第二定律有將代入得因勻加速運動的加速度a與v無關(guān)，所以，得（3）由得所需時間此時ab桿的速度為電路中總的焦耳熱為由能量守恒定律得解得