高2021级2023年上期半期考试
物理试题
考试时间：90分钟 满分：100分
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)注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。
3.答主观题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将答题卡交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，每小题4分，共32分。每题只有一个选项符合题意。选对得4分，选错得0分。）
1.如图所示的磁场中有一个垂直于磁场中心磁感线放置的闭合圆环，现在将圆环从图示A位置水平向右移到B位置，从右向左看，感应电流方向和圆环变形趋势正确的是（ ）
A.逆时针，扩张趋势 B.逆时针，收缩趋势
C.顺时针，扩张趋势 D.顺时针，收缩趋势
2.电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。如图，含有直流、交流信号的音频信号通过电路后，扬声器发出的信号中（ ）
A.主要是直流信号
B.主要是交流信号
C.直流和交流信号一样强
D.直流和交流信号都没有
3.关于日光灯的工作原理下列说法正确的是( )
A.启动器触片接通时，产生瞬时高压
B.日光灯正常工作时，镇流器降压限流以保证日光灯正常工作
C.日光灯正常工作后取下启动器，日光灯不能正常工作
D.镇流器作用是将交流电变为直流电
4.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图1所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图2所示，下列说法正确的是（ ）
A.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
B.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
C.t2、t4时刻线圈位于中性面
D.t1到t3时间内平均感应电动势为0
5.如图所示的交变电流，每个周期的前三分之一周期按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，则该交变电流的电流有效值为（ ）
A.A B.A
C.A D.A
6.如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中AB的摆长相等.当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动.观察B、C、D摆的振动发现( )
A.C摆的频率最小
B.D摆的周期最大
C.B摆的摆角最大
D.B、C、D的摆角相同
7.如图所示，在倾角为α的斜面顶端固定一摆长为L的单摆，单摆在斜面上做小角度摆动，摆球经过平衡位置时的速度为v，则以下判断正确的是（ ）
A.单摆在斜面上摆动的周期为
B.摆球经过平衡位置时受到的回复力大小为
C.若小球带正电，并加一垂直斜面向下的匀强磁场，则单摆的振动周期将发生变化
D.若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强电场，则单摆的振动周期将减小
8.弹簧振子做简谐运动，若从平衡位置O开始计时，经过4s振子第一次经过P点，又经过了1s，振子第二次经过P点，则该简谐运动的周期可能为（ ）
A.5s B.6s C.7s D.8s
二、多选题（本大题共4小题，每小题4分，共16分。全选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分。）
9.图为某质点做简谐运动的图像，则由图线可知（ ）
A.=1.5s时质点的速度和加速度都与=0.5s时等大、反向
B.=2.5s时质点的速度与加速度同向
C.=3.5s时质点正处在动能向势能转化的过程之中
D.任意3s内质点路程为30cm
10.如图所示，理想自耦变压器，副线圈接有滑动变阻器R和定值电阻R1，Q是滑动变阻器R的滑动触头，原线圈两端接电压有效值恒定的交变电流，所有电表均为理想电表，则（ ）
A.保持P的位置不变，Q向右滑动R1消耗功率变小
B.保持P的位置不变，Q向右滑动两表示数都变小
C.保持Q的位置不变，P向下滑动R1消耗功率变大
D.保持Q的位置不变，P向上滑动两表示数都变大
11.如图所示，以平行虚线为边界的两个匀强磁场区域长度足够长，宽度皆为，磁感应强度大小皆为、方向相反。单匝正方形金属框边长为，电阻为，在初始位置时边恰好处于匀强磁场区的上边界上。现金属框以大小为的速度向下匀速通过磁场区，感应电流顺时针方向为正方向，安培力以向上为正方向，则下图中能定性反映金属框穿过磁场区时安培力与感应电流随时间变化关系的是（ ）
A. B.
C. D.
12.如图所示，金属圆盘置于垂直纸面向里的匀强磁场中，其中央和边缘各引出一根导线与套在铁芯上部的线圈A相连。套在铁芯下部的线圈B引出两根导线接在两根水平导轨上，导轨上有一根金属棒ab处在垂直于纸面向外的匀强磁场中。下列说法正确的是（ ）
A.圆盘逆时针匀速转动时，a点的电势高于b点的电势
B.圆盘顺时针加速转动时，ab棒将向左运动
C.圆盘顺时针减速转动时，a点的电势高于b点的电势
D.圆盘逆时针加速转动时，ab棒将受到向右的安培力
第II卷（非选择题）
三.实验题（共14分）
13.(6分)在“练习使用示波器”的实验中：
(1)某同学将衰减调节旋钮置于最右边的“”挡，扫描范围旋钮置于“外X”挡，“X输入”与“地”之间未接信号输入电压，他在示波器荧光屏上看到的图像可能是下图中的______
（2）用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如下图所示：经下列四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大。此组操作是________
A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮
B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮
C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮
D.调整水平位移旋钮和Y增益旋钮
（3）如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一自左向右的移动光斑，现要使它在水平方向出现一条直线的方法是
A.逆时针旋转辉度调节旋钮
B.顺时针旋转辉度调节旋钮
C.调节衰减旋钮
D.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮，增大扫描频率
14.（8分）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：
（1）从摆球经过平衡位置开始计时，测出n次全振动的时间为t，则单摆的周期为_____；用毫米刻度尺量出悬点到摆球的线长为l，用游标卡尺测出摆球直径为d，则单摆的摆长为______。
（2）某同学根据实验数据作出的图像如图所示。
①图像斜率表示的物理意义是______（用含字母的表达式表示），由图像求出的重力加速度______。（小数点后保留两位）
②造成图像不过坐标点的原因可能是______。
A.摆长测量偏大
B.摆长测量偏小
C.周期测量偏大
D.周期测量偏小
四.计算题（本大题共4小题，共38分，请写出必要的文字说明）
15.（8分）轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.2kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为8cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最高点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）小球运动到最高点时加速度的大小；
（3）写出小球相对平衡位置的位移随时间变化的正弦关系式。
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16.（8分）大型交流发电机采用的是旋转磁极式发电机，其原理图简化后如图甲所示，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为1800匝，内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴（沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻，电流表示数为80A。求：
（1）发电机产生的电动势的瞬时值表达式；
（2）交流电压表的示数；
（3）发电机线圈的电阻。
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17.（10分）利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统。有一台内阻为1Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电。如图所示，升压变压器匝数比为1：4，降压变压器匝数比为4：1，输电线的总电阻，全校共22个班，每班有“220V40W”灯6盏，若全部电灯正常发光，求：
(1)降压变压器的输入电压U3；
(2)输电线总电阻R两端的电压；
(3)发电机的总功率。
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18.（12分）如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α=37°，匀强磁场磁感应强度B=2.0 T，方向竖直向上，MP间接有阻值R=7.6Ω的电阻，质量m=0.5kg、电阻r=0.4Ω的金属杆ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆上滑的位移s=3.8m时达到稳定状态，对应过程的v-t图像如图乙所示，取g=10m/s2，导轨足够长。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）运动过程中a、b哪端电势高，并计算恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；
（3）由图中信息计算0~1s内，金属杆滑过的位移。
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2021级2023年上期半期考试物理试卷答案
一、选择题
1-5：ABBAB；6-8：CDB
9：BC；10：AD；11：AC；12：BD
二、实验题
13：（每空2分）（1）B （2）C （3）D
14：（1）每空1分：；
(2)每空2分①；；②B
三、解答题
15：（1）小球在平衡位置时弹簧伸长量8cm，则=25N/m （2分）
（2）由图乙可知，小球在最高点时，相对于平衡位置的位移大小为5cm，故此时弹簧伸长量为 （1分）则 （1分）
解得a=6.25m/s2（1分）
（3）由振动图像可知A=5cm；T=1.2s则 （1分）
小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为 (2分)
16：（1）发电机产生的电动势的最大值（1分）
又因为T=2s，则rad/s
由图可知，t=0时，线圈位于中性面垂面，因此发电机产生的电动势的瞬时值表达式为(V) （1分）
（2）由于，并联，总电阻 （1分）
因此副线圈两端的电压 （1分）
根据可知交流电压表的示数就是原线圈两端的电压 （1分）
（3）根据可得流过原线圈的电流 （1分）
电动势的有效值 （1分）
电源内,发电机线圈的电阻 （1分）
17：(1)降压变压器输出电压为220V，根据 （1分）
解得 （1分）
(2)降压变压器原、副线圈中功率相等 （1分）
降压变压器输入端电流 （1分）
导线上损失的电压 （1分）
(3)升压变压器输出电压 （1分）
由理想变压器公式解得 （1分）
其输入电流 （1分）
由闭合欧姆定律，有 （1分）
发电机的总功率 （1分）
18：（1）由右手定则可判断，金属杆中感应电流由a流向b，b相当于电源的正极，
故b端电势高 （1分）
当金属杆匀速运动时，由平衡条件得 （1分）
；； （1分）
由图乙可知
联立并代入数据解得 (1分)
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，由功能关系得
（2分）
两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为 （1分）
联立并代入数据解得 （1分）
（3）金属杆做加速度减小的加速运动，由动量定理有
（2分）
； （1分）
联立并代入数据解得 （1分）
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高二物理
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