鐵人中學2023級高二下學期期中考試物理試題考試時間：2025年5月第第頁鐵人中學2023級高二下學期期中考試物理試題試題說明：1、本試題滿分100分，答題時間75分鐘。2、請將答案填寫在答題卡上，考試結束后只交答題卡。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1．一臺手搖發電機的線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生正弦交流電，其電流隨時間變化的規律如圖所示。下列說法正確的是（）A．線圈每秒鐘轉50圈B．時，穿過線圈的磁通量最大C．時，線圈平面與磁感線垂直D．時，穿過線圈的磁通量變化率為零2．分別用甲、乙兩種單色光在同一裝置上做光的雙縫干涉實驗，甲、乙兩種單色光的干涉條紋在同一光屏上的位置關系如圖所示，下列說法正確的是（）A．甲光波長是乙光波長的2倍B．遇到同樣的障礙物時甲光更容易發生衍射現象C．甲、乙兩光從空氣射入水中，甲光在水中傳播的速度小D．甲、乙兩光從水中射入空氣時，甲光發生全反射的臨界角大3．如圖所示，矩形導體線框abcd繞固定軸MN逆時針（俯視）勻速轉動，M、N分別為ad、bc的三等分點，轉軸右側空間存在水平向右的勻強磁場，規定dcba方向為電流正方向，從圖示位置開始計時，則感應電流i隨時間t變化的圖像正確的是（）A．B．C．D．4．如圖所示，水平桌面內固定一金屬導線做成的心形擺件，該擺件由兩個半圓形導線和一個V形導線組成，其中為邊長為L的等邊三角形，M、N為兩部分導線連接點，空間存在磁感應強度大小為B、豎直向下的勻強磁場，從M、N點引出導線，向擺件中通以恒定電流I，擺件受到的安培力大小為（）A．B．C．D．不知上下兩部分的電阻大小關系，無法求解5．如圖所示的LC電路中，已充電的平行板電容器水平放置，S斷開時，電容器極板間有一帶電塵埃恰好靜止，時，閉合S，時，塵埃恰好再次加速度為零，已知塵埃始終沒有碰到兩板，則（）A．時，電容器上極板帶負電荷B．時間內，電路電流先增大再減小C．時間內，磁場能不斷增大D．時間內，電流方向變化了1次6．如圖，在平面直角坐標系xOy的第一象限內，存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。大量質量為m、電荷量為q的相同粒子從y軸上的點，以相同的速率在紙面內沿不同方向先后射入磁場，設入射速度方向與y軸正方向的夾角為（）。當時，粒子垂直x軸離開磁場。不計粒子的重力。則（）A．粒子一定帶負電B．粒子入射速率為C．當時，粒子也垂直x軸離開磁場D．粒子離開磁場的位置到O點的最大距離為7．電磁驅動在很多領域得到應用，比如交流感應電動機和軍事領域的電磁炮等。如圖甲所示為一電磁驅動模型，水平面內平行金屬導軌、間距為，左端接阻值為的電阻，abcd為施加在軌道上某區域的矩形勻強磁場，磁感應強度為，，靠近邊有一質量為的導體棒放置在導軌上，兩者保持良好接觸。某時刻起，矩形勻強磁場向右做勻加速直線運動，經較短的時間，導體棒也開始向右加速運動，其運動的速度時間圖像如圖乙所示。已知導體棒運動起來后會受到恒定的阻力，速度時間圖像中的物理量均為已知量，導軌和導體棒電阻均不計。下列說法正確的是（）A．導體棒所受阻力大小為B．導體棒所受阻力大小為C．導體棒離開磁場區域時的速度為D．導體棒離開磁場區域時的速度為8．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為，副線圈接理想電壓表和理想電流表。在原線圈兩端加上的交變電壓。下列說法正確的是（）A．電壓表的示數為5VB．當滑動變阻器的滑片P向b端移動時，電壓表的示數變小C．當滑動變阻器的滑片P向b端移動時，電流表的示數變大D．當電流表的示數為1A時，變壓器的輸入功率為110W9．圖中為傳感器的應用，下列說法正確的是（）A．干簧管是利用磁場來控制電路的通斷B．當有煙霧進入火災報警器罩內時，光電三極管上就會因煙霧的散射而有光的照射，表現出電阻的變化C．紅外測溫儀向人體發射紅外線，從而測量人體溫度D．電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉換成電容這個電學量10．如圖，勻強磁場I、Ⅱ的邊界P、Q、M水平，兩磁場的方向相反，磁感應強度大小均為B，磁場I的寬度為L，磁場Ⅱ的寬度大于L。邊長為L、質量為m、電阻為R的正方形金屬線框待abcd自距磁場邊界P上方L處自由下落，當ab邊剛進磁場Ⅱ時線框的加速度為零；當ab邊剛出磁場Ⅱ時，線框的加速度也為零。重力加速度大小為g，線框運動過程中，磁場始終與線框平面垂直，ab邊始終水平，下列說法正確的是（）A．當線框ab邊剛進磁場Ⅱ時，線框的速度大小為B．線框ab邊通過磁場I的過程中，通過線框截面的電荷量為C．磁場Ⅱ的寬度為D．線框通過磁場過程中，線框中產生的焦耳熱為二、實驗題：本題共2小題，共14分。11．（6分）如圖所示，某同學在“測量平行玻璃磚的折射率”實驗中，先在白紙上畫出三條直線：入射界面、入射光線和過點的法線，讓玻璃磚的一個面與直線重合，再沿玻璃磚另一面確定兩點以便作出直線。(1)在上適當位置豎直插兩枚大頭針，眼睛在另一側透過玻璃磚看兩枚大頭針，使的像擋住的像，再插上大頭針，讓擋住的像，插上大頭針，讓擋住和的像；(2)連接、并延長與交于點，連接代表折射光線。為了便于計算折射率，以為圓心適當的半徑畫圓，與交于點，與交于點，過兩點分別向法線作垂線和，并用刻度尺測出和的長度分別為和，則玻璃磚的折射率；(3)若實驗操作中，在插大頭針前，玻璃磚沿紙面向下平移了一小段距離，其他操作無誤，則測得的折射率與真實值相比（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。12．（8分）在“用油膜法估測油酸分子的大小”實驗中，有下列實驗步驟：①用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，記下量筒內每增加一定體積時的滴數，由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積；②往邊長約為的淺盤里倒入約深的水，待水面穩定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上；③用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形狀穩定；④將玻璃板放在淺盤上，然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上；⑤將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上，計算出油膜的面積，根據油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大小。完成下列填空：(1)本實驗的理想化假設是________。A．考慮了各油酸分子間的間隙B．將油膜看成單分子層油膜C．將油酸分子看成球形(2)實驗中，體積為的所用油酸酒精溶液中純油酸的體積為，用注射器和量筒測得滴上述溶液的體積為，把一滴該溶液滴入盛水的撒有痱子粉的淺盤中，待水面穩定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中每個小正方形的邊長為，則油酸薄膜的面積；可求得油酸分子的直徑為（用、、、、表示）。(3)某同學實驗中最終得到的油酸分子直徑數據偏小，可能是因為________。A．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格B．水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開C．用注射器和量筒測體積溶液滴數時多記錄了幾滴三、計算題(本題共3小題，共40分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不給分．有數字計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位．)13．（10分）我國自主研發的“南鯤”號發電裝置已在珠海投入運行，其原理是利用海浪帶動浪板擺動使發電線框轉動，向外輸出電能，如圖（a）。某同學根據該原理自制了如圖（b）所示的發電裝置，裝置在海浪作用下，線圈做勻速圓周運動，已知兩永磁鐵間可視為磁感應強度為的勻強磁場，線圈的匝數匝，面積，線圈轉動的角速度為5π6rad/s,將該發電裝置連接到如圖（c）所示的輸電電路中，兩個理想變壓器、原、副線圈匝數比分別為n1:n2=1:2，(1)求線圈中產生的交流電電動勢的峰值；(2)求交流電壓表讀數；(3)若測得電流表讀數為，負載電阻，求輸電線路總阻值r。14．（13分）在前沿科技中，需要對帶電粒子的運動進行精確控制。如圖，一粒子源能夠發射速度大小為的粒子，粒子的質量為、電荷量為，經加速電場加速后，以大小為的速度進入圓心為的輻射狀電場，做半徑為的勻速圓周運動，出輻射狀電場時速度方向恰好改變了90°，粒子出輻射狀電場再沿軸運動距離后進入方向垂直紙面向里、半徑為的圓形勻強磁場區域，恰好從平面直角坐標系中的點沿軸正方向射出勻強磁場區域。已知加速電場兩極板間距為，圓形勻強磁場區域的圓心在平面直角坐標系的坐標原點，不計粒子重力。(1)求加速電壓；(2)求圓形勻強磁場的磁感應強度的大小；(3)若將粒子源、加速電場和輻射狀電場沿軸負方向移動處，求粒子從進入加速電場到出勻強磁場經歷的時間。15．（17分）如圖，光滑平行金屬導軌、水平部分固定在水平平臺上，圓弧部分在豎直面內，足夠長的光滑平行金屬導軌、固定在水平面上，導軌間距均為L，點與點高度差為，水平距離也為，導軌、左端接阻值為R的定值電阻，水平部分處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，平行金屬導軌、完全處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中，兩磁場的磁感應強度大小均為。質量為的導體棒放在金屬導軌、上，質量為m的金屬棒從距離導軌水平部分高度為處