广东省广州市番禺中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题(含答案)

广州市番禺中学2023-2024学年高二下学期期中
考试物理学科试题
本试卷满分100分，考试时间75分钟
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分,在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．下列电磁波中，波长最长的是（ ）
A ．无线电波
B ．红外线
C ．紫外线
D ．射线
2．某质点做简谐振动，其位移x 与时间t 的关系如图，则该质点（ ）
A ．振动频率为4Hz
B ．在A 点速度最大
C ．在B 点加速度最大
D ．在0~3s 内通过路程为12.0cm
3．小孩在果园里，摇动细高的果树的树干，想把果子摇下来，下列说法正确的是（ ）
A ．小孩用相同的频率摇不同的树干，树干的振动频率一定不同
B ．小孩用相同的频率摇不同的树干，树干的振动频率一定相同
C ．对同一棵树，小孩摇动的频率增大，树干振动的幅度一定增大
D ．对同一棵树，小孩摇动的频率减小，树干振动的幅度一定增大
4．用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为，输出功率为，原线圈的输入电压。

关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．5．如图所示是主动降噪耳机的降噪原理图。

在耳机内有专门用于收集环境噪声的麦克风，耳机收集环境噪声后通过电子线路产生与环境噪声相位相反的降噪声波，再与环境噪声叠加，从而实现降噪效果。

如图是理想的降
噪过程，实线对应环境噪声，虚线对应耳机产生的等幅反相降噪声波，则此图中的（ ）
γ1:2
8.8kW ()100V u t π=20A 100Hz
，50Hz ，20A 50Hz
，100Hz
，
A ．降噪过程属于多普勒效应
B ．降噪声波频率等于环境噪声频率
C ．降噪过程属于声波的干涉且P 点振动加强
D ．P 点空气经一个周期向外迁移距离为一个波长
6．电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是（ ）
A ．当天平示数为负时，两线圈电流方向相同
B ．当天平示数为正时，两线圈电流方向相同
C ．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力
D ．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力
7．如图所示，真空中竖直放置一根通电长直金属导线，电流方向向上。

是一根水平放置的内壁光滑绝缘管，端点分别在以为轴心、半径为R 的圆柱面上。

现使一个小球自a 端以速度射入管，小球半径略小于绝缘管半径且带正电，小球重力忽略不计，小球向b 运动过程中，下列说法正确的是（ ）A ．小球受到的洛伦兹力始终为零
B
．洛伦兹力对小球先做正功，后做负功
MN ab a b 、MN 0v ab
C．小球的速率先增大后减少
D．管壁对小球的弹力方向先竖直向上，后竖直向下
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分,在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。

若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（）
A．增加线圈的匝数B．取走线圈中的铁芯
C．提高交流电源的频率D．将金属杯换为瓷杯
9．某同学为了观察自感现象，用导线将带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E连成如图所示的电路。

闭合开关S，小灯泡发光，然后断开S，小灯泡并没有出现闪亮一下再熄灭的现象，经检查线路连接完好．发生这种现象可能的原因是（）
A．小灯泡的内阻偏大B．闭合S后通过线圈L的电流不够大
C．线圈的自感系数太大D．线圈的内阻较大
10．如图，两条光滑平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ，导轨电阻忽略不计。

虚线ab、cd均与导轨垂直，在ab与cd之间的区域存在垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

将两根相同的导体棒PQ、MN先后自导轨上同一位置由静止释放，两者始终与导轨垂直且接触良好。

已知PQ棒进入磁场时加速度恰好为零，PQ进入磁场开始计时，到MN离开磁场区域为止，流过PQ的电流随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答）
11．如图（a ），为用单摆测量重力加速度的实验装置，摆球在垂直纸面的平面内摆动，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻。

光敏电阻（光照增强时，其电阻变小）与自动记录仪相连，记录仪可以显示光敏电阻的随值R 随时间t 的变化图线。

将摆球拉离平衡位置一个较小角度释放，记录仪显示的R -t 图线如图（b ）所示。

请回答下面问题：
（1）实验前先用游标卡尺测出小球直径d ，如图（c ），则小球的直径d = mm ；
（2）该单摆的振动周期为 ；
（3）实验中用米尺测得摆线长为L ，则当地的重力加速度g = 。

（用测得物理量的符号表示）
12．热敏电阻按温度分为正温度系数电器（PTC ）和负温度系数电器（NTC ）两类。

正温度系数电阻（PTC ）在温度升高时电阻值增大，负温度系数电阻器（NTC ）在温度升高时电阻值减小，热敏电阻的这种特性，常常应用在控制电路中、如图1所示为这两种热敏电阻的图像。

U I
（1）如图1中曲线Ⅰ所示，说明该热敏电阻是 热敏电阻。

（填“PTC”或“NTC”）
（2）某同学搭建一套基于某热敏电阻的火灾报警系统，其电路图如图2所示。

请根据此电路图将如图3所示的实物图连接完整 。

（3）已知热敏电阻的阻值随温度的变化规律如图4所示。

电源电动势为E =10V ，内阻不计，通过报警器的电流达到I =10mA 就会报警。

若要求环境温度达到60℃时，该装置能自动报警，则应先将开关S 与电阻箱连接，将其阻值设置为 kΩ，然后将滑动变阻器的阻值从最大逐渐减小，直至报警器开始报警，此时= kΩ，之后保持阻值不变，将开关与热敏电阻连接即可。

若要使该装置在更低的温度下报警，只需将滑动变阻器的阻值 （填“调大”或者“调小”）即可。

（结果保留1
位小数）
2R 1R 1R 1R S T R
四、解答题
13．在电视剧《西游记》中，孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉，中医悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。

如示意图所示，假设在0点脉搏跳动产生了一列沿x 轴正方向传播简谐横波。

在时，波传播到轴上的质点B ，在它的左边质点A 位于正的最大位移处，在时，质点A 第一次出现在负的最大位移处，求：
（1）该波的周期；
（2）波速大小；
（3）0-1s 时间内，质点E 通过的路程。

14．如图所示是列车进站时利用电磁阻尼辅助刹车的示意图，在车身下方固定一单匝矩形线框abcd ，ab 边长为L ，bc 边长为d ，在站台轨道上存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的有界矩形匀强磁场MNPQ ，MN 边界与ab 平行，NP 长为d 。

若ab 边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度大小为，cd 边刚离开磁场时列车刚好停止运动。

已知线框总电阻为R ，列车的总质量为m ，摩擦阻力大小恒定为kmg ，不计空气阻力，重力加速度为g 。

求：
（1）线框ab 边刚进入磁场时列车加速度a 的大小；
（2）线框从进入到离开磁场过程中，线框产生的焦耳热Q ；
（3）线框进入磁场过程中，通过线框横截面的电荷量q ，cd 边刚进入磁场时列车速度为0.5v 0，求线框进入磁场所需时间Δt 。

15．在芯片制作过程中，对离子注入的位置精度要求极高，通过如图所示的装置可实现离子的高精度注入。

立方体区域的边长为L ，以O 点为原点，、和分别为x 轴、y 轴和z 轴的正方向建立空间坐标系。

在平面的左侧有一对平行金属板M 、N ，板M 、N 与面平行，板间距离为d ，M 、N 两板间加有电压，板间同时存在沿x 轴负方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。

在板中间的P 点有一离子发射源，能沿平行y 轴正方向发射质量为m 、电荷量为、速率不同的离子，立方体的面为一薄挡板，仅在其中心D 处开有一小孔供离子（可视为单个离子）进入，D 点与P 点等高，P 、D 连线垂直挡板。

立方体的面为水平放置的薄硅片，E 、F 分别为和的中点。

当板M 、N 间的电压大小为
且
0=t 0.2s t =T v 0v 1111ABCO A B C O -OA OC 1OO O xyz -xOz xOy 0B (0)q q +>11AOO A ABFE AO BC 0U
立方体内匀强磁场的方向沿方向时，由D 点进入的离子恰好注入到硅片边上，且速度与边垂直。

不计离子间的相互作用力、离子的重力和离子碰撞后的反弹。

（1）由D 点进入的离子速度大小；
（2）立方体内匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）通过调整板M 、N 间电压，可以控制离子在y 轴方向上的注入；通过改变立方体内磁场的方向，可以控制离子在x 轴方向上的注入。

假设板M 、N 间的电压大小为，立方体内的磁场磁感应强度大小不变、方向始终垂直于y 轴，为保证进入立方体的离子均能注入硅片且硅片的全部区域都有离子注入，求的取值范围。

参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．C
5．B
6．A
7．D
8．AC
9．BD
10．AD
11． 11.70 2t 0
1OA AB AB 0v 0U λλ220()
2
d L t π+
12． PTC 0.6 0.4 调小13．（1）；（2）；（3）20cm
14．（1
）；（2）；（3）15．（1）；（2）
3
0.4s 5m/s 2
20B L v kg mR
+20122mv kmgd -022mv BqL t kmg -∆=000U v dB =B =λ≤≤。