黑龙江省大庆铁人中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

这是一份黑龙江省大庆铁人中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷，共4页。

试题说明：1、本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．一台手摇发电机的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦交流电，其电流随 时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．线圈每秒钟转50圈
B．时，穿过线圈的磁通量最大
C．时，线圈平面与磁感线垂直
D．时，穿过线圈的磁通量变化率为零
2．分别用甲、乙两种单色光在同一装置上做光的双缝干涉实验，甲、乙两种单色光的干涉条纹在同一光屏上的位置关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲光波长是乙光波长的2倍
B．遇到同样的障碍物时甲光更容易发生衍射现象
C．甲、乙两光从空气射入水中，甲光在水中传播的速度小
D．甲、乙两光从水中射入空气时，甲光发生全反射的临界角大
3．如图所示，矩形导体线框abcd绕固定轴MN逆时针（俯视）匀速转动，M、N分别为ad、bc的三等分点，转轴右侧空间存在水平向右的匀强磁场，规定dcba方向为电流正方向，从图示位置开始计时，则感应电流i随时间t变化的图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件，该摆件由两个半圆形导线和一个V形导线组成，其中为边长为L的等边三角形，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场，从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（ ）
A． B．
C． D．不知上下两部分的电阻大小关系，无法求解
5．如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器水平放置，S断开时，电容器极板间有一带电尘埃恰好静止，时，闭合 S，时，尘埃恰好再次加速度为零，已知尘埃始终没有碰到两板，则（ ）
A．时，电容器上极板带负电荷
B．时间内，电路电流先增大再减小
C．时间内，磁场能不断增大
D．时间内，电流方向变化了1次
6．如图，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为（）。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（ ）
A．粒子一定带负电
B．粒子入射速率为
C．当时，粒子也垂直x轴离开磁场
D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为
7．电磁驱动在很多领域得到应用，比如交流感应电动机和军事领域的电磁炮等。如图甲所示为一电磁驱动模型，水平面内平行金属导轨、间距为，左端接阻值为的电阻，abcd为施加在轨道上某区域的矩形匀强磁场，磁感应强度为，，靠近边有一质量为的导体棒放置在导轨上，两者保持良好接触。某时刻起，矩形匀强磁场向右做匀加速直线运动，经较短的时间，导体棒也开始向右加速运动，其运动的速度时间图像如图乙所示。已知导体棒运动起来后会受到恒定的阻力，速度时间图像中的物理量均为已知量，导轨和导体棒电阻均不计。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒所受阻力大小为
B．导体棒所受阻力大小为
C．导体棒离开磁场区域时的速度为
D．导体棒离开磁场区域时的速度为
8．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
9．图中为传感器的应用，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管是利用磁场来控制电路的通断
B．当有烟雾进入火灾报警器罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化
C．红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D．电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量
10．如图，匀强磁场I、Ⅱ的边界P、Q、M水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为B，磁场I的宽度为L，磁场Ⅱ的宽度大于L。边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框待abcd自距磁场边界P上方L处自由下落，当ab边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零；当ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为g，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂直，ab边始终水平，下列说法正确的是（ ）
A．当线框ab边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为
B．线框ab边通过磁场I的过程中，通过线框截面的电荷量为
C．磁场Ⅱ的宽度为
D．线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为
二、实验题：本题共2小题，共14分。
11．（6分）如图所示，某同学在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，先在白纸上画出三条直线：入射界面、入射光线和过点的法线，让玻璃砖的一个面与直线重合，再沿玻璃砖另一面确定两点以便作出直线。
(1)在上适当位置竖直插两枚大头针，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两枚大头针，使的像挡住的像，再插上大头针，让挡住 的像，插上大头针，让挡住和的像；
(2)连接、并延长与交于点，连接代表折射光线。为了便于计算折射率，以为圆心适当的半径画圆，与交于点，与交于点，过两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，则玻璃砖的折射率 ；
(3)若实验操作中，在插大头针前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，则测得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
12．（8分）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
②往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空：
(1)本实验的理想化假设是________。
A．考虑了各油酸分子间的间隙
B．将油膜看成单分子层油膜
C．将油酸分子看成球形
(2)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积 ；可求得油酸分子的直径为 （用、、、、表示）。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是因为________。
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
三、计算题(本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
13．（10分）我国自主研发的“南鲲”号发电装置已在珠海投入运行，其原理是利用海浪带动浪板摆动使发电线框转动，向外输出电能，如图（a）。某同学根据该原理自制了如图（b）所示的发电装置，装置在海浪作用下，线圈做匀速圆周运动，已知两永磁铁间可视为磁感应强度为的匀强磁场，线圈的匝数匝，面积，线圈转动的角速度为5π6 rad/s,将该发电装置连接到如图（c）所示的输电电路中，两个理想变压器、原、副线圈匝数比分别为n1:n2=1:2，n3:n4=2:1，发电装置内阻不计。
(1)求线圈中产生的交流电电动势的峰值；
(2)求交流电压表读数；
(3)若测得电流表读数为，负载电阻，求输电线路总阻值r。
14．（13分）在前沿科技中，需要对带电粒子的运动进行精确控制。如图，一粒子源能够发射速度大小为 的粒子，粒子的质量为、电荷量为，经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场，做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域，恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域。已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。
(1)求加速电压；
(2)求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小；
(3)若将粒子源、加速电场和辐射状电场沿轴负方向移动处，求粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间。
15．（17分）如图，光滑平行金属导轨、水平部分固定在水平平台上，圆弧部分在竖直面内，足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上，导轨间距均为L，点与点高度差为，水平距离也为，导轨、左端接阻值为R的定值电阻，水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，平行金属导轨、完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，两磁场的磁感应强度大小均为。质量为的导体棒放在金属导轨、上，质量为m的金属棒从距离导轨水平部分高度为处由静止释放，从处飞出后恰好落在P、Q端，并沿金属导轨、向右滑行，金属棒落到导轨、上时，竖直方向分速度完全损失，水平分速度不变，最终a、b两金属棒恰好不相碰，重力加速度大小为，不计导轨电阻，一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为R，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。求：
(1)导体棒a刚进入磁场时的加速度大小；
(2)平行金属导轨、水平部分长度d；
(3)通过导体棒b中的电量及整个过程金属棒a产生的焦耳热。