2021-2022学年浙江省杭州市西湖高级中学高二下学期期中考试物理试题 Word版

杭州市西湖高级中学2021-2022学年高二下学期期中考试物理试卷

一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 电磁理论的发展，使古代人“顺风耳”“千里眼”的梦想成为现实，“中国天眼”更是大大拓展了观察视野。在电磁理论中电场强度是一个重要的物理量，它的单位如用国际单位制中基本单位的符号表示，正确的是（　　）

A. B.  

C.  D.

2．如图所示，均匀绕制的螺线管水平放置，在其正中心的上方附近用绝缘绳水平吊起通电直导线A，A与螺线管垂直，A导线中的电流方向垂直纸面向里，开关S闭合，A受到通电螺线管磁场的作用力的方向是(　　)

A．竖直向上    B．竖直向下    C．水平向右     D．水平向左

3. 如图，两通电直导线a,b相互平行，b中电流向上。若两导线相互吸引，

 则a中电流在b导线处产生的磁场方向（　　）

A. 向左B. 垂直纸面向里C. 向右D. 垂直纸面向外

4.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是(     )

A.离子由加速器的中心附近进入加速器

B.离子由加速器的边缘进入加速器

C.离子从磁场中获得能量

D.加速电压的周期是粒子在磁场中运动周期的2倍

5. 某研究小组利用如图所示实验装置探究感应电流产生的条件。下列说法正确的是（　　）

A. 开关闭合瞬间，A线圈的磁通量不变

B. 开关断开瞬间，B线圈不能产生感应电流

C. 开关闭合后，滑动变阻器不动，B线圈不能产生感应电流

D. 开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片，B线圈不能产生感应电流

6.如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视作质点，P的质量为m，Q的质量为3m，Q与轻质弹簧相连。Q原来静止，P以一定初动能E向Q运动并与弹簧发生碰撞。在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于（   ）

A．E B．E 

C．E D．E

7. 如图是心脏除颤器，它是通过一个电容器放电时的脉冲电流作用于心脏，实施电击治疗，使患者心脏恢复正常跳动的仪器。心脏除颤器的电容器电容为，某次实施电击治疗，充电电压为时，患者没有反应，充电电压提高到，患者心脏复苏。关于电容器，下列说法正确的是（　　）

A. 放电结束，电容器的电容为零

B. 电容器放电过程，把其他形式能转化为电场能

C. 充电电压增大，电容器储存电荷的本领也增强

D. 充电电压为时，电容器存储的电荷量为0.16C

8. 根据高中物理所学知识，分析下列生活中的物理现象：①闻其声而不见其人；②夏天雷雨后路面上油膜呈现彩色；③当正在鸣笛的火车向着我们疾驰而来时，我们听到汽笛声的音调变高；④观众在看立体电影时要戴上特质的眼睛，这样看到电影画面的效果和眼睛直接观看物体的效果一样具有立体感；这些物理现象分别属于波的

A. 折射、干涉、多普勒效率、偏振

B. 干涉、衍射、偏振、多普勒效应

C. 衍射、偏振、折射、多普勒效应

D. 衍射、干涉、多普勒效应、偏振

9. 如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，且只在CD和EA上各发生一次反射， 两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是（计算结果可用三角函数表示）（　　）

A.B.

C. D.

10. 如图所示，房顶上固定一根长2.5m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球(可视为质点)。打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6m，不计空气阻力，g取10m/s2，则小球从最左端运动到最右端的最短时间为（　　）

A. 0.2πsB. 0.4πs 

C. 0.6πsD. 0.8πs

11. 将图中A是三个一样的强磁体，B、C和D均是一样的紫铜管，在紫铜管C和D上锯去一部分（白色区域），如图中的乙和丙图所示。现将强磁体释放，强磁体在B、C和D中下落的时间分别是t1、t2和t3，关于下落时间说法正确的是（　　）

A. t1=t2=t3B. t1>t2>t3

C. t1>t3>t2D. t1<t2<t3

12. 如图所示，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻可忽略不计，a、b、c是三个相同的小灯泡，下列说法正确的是（　　）

A.开关S闭合时，c灯立即亮，a、b灯逐渐亮

B.开关S闭合，电路稳定后，b、c灯亮，a灯不亮

C.开关S断开时，b、c灯立即熄灭，a灯逐渐熄灭

D.开关S断开时，c灯立即熄灭，a、b灯逐渐熄灭

13．有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图所示，其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．现为了使打在纸上的字迹扩大，下列措施可行的是(　　)

A．增大墨汁微粒所带的电荷量

B．增大墨汁微粒的质量

C．减小极板的长度

D．减小偏转板间的电压

二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分）

14. 从1822年至1831年的近十年时间里，英国科学家法拉第心系“磁生电”。在他的研究过程中有两个重要环节：（1）敏锐地觉察并提出“磁生电”闪光思想；（2）通过大量实验，将“磁生电”（产生感应电流）的情况概括为五种：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。结合你学过的相关知识，试判断下列说法正确的是（　　）

A. 环节（1）提出“磁生电”思想是受到了奥斯特的“电流磁效应”的启发

B. 环节（1）提出“磁生电”思想是为了对已经观察到的“磁生电”现象做出合理解释

C. 环节（2）中五种“磁生电”条件都可以概括为“穿过闭合导体回路的磁通量发生变化”

D. 环节（2）中“在磁场中运动的导体”这种情况不符合“穿过闭合导体回路的磁通量发

生变化”这一条件

15. 甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，甲波沿x轴正方向传播，乙波沿x轴负方向传播，时刻两列波的波形图如图所示。已知波速，下列说法正确的是（　　）

A. 波的频率f=0.5Hz

B. t=0时刻，x=4m与x=8m处的两质点振动方向相反

C. 两列波波源的起振方向相同

D. 两列波叠加后，x=6m处为振动减弱点

16. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（　　）

A. 甲图是法拉第电磁感应实验装置，通过该实验他首先发现了电流的磁效应

B. 乙图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属

C. 丙图变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

D. 丁图金属探测器利用的是电磁感应原理，在被检测金属内部产生涡流

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

17.（6分）用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，它们的上端装有等宽的挡光片。

(1)实验前需要调节气垫导轨水平：取走滑块B，将滑块A置于光电门1的左侧，向右轻推一下滑块A，其通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，则应将气垫导轨（选填“左”或“右”）端适当垫高，直至滑块A通过两光电门的时间相等。

(2)(多选)滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为Δt1，A与B碰撞后A再次通过光电门1的时间为Δt2，滑块B通过光电门2的时间为Δt3。为完成该实验，还必须测量的物理量有(     )

A．挡光片的宽度d          B．滑块A的总质量m1

C．滑块B的总质量m2       D．光电门1到光电门2的间距L

(3)若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：

(用已知量和测量量表示)。

18.(1)（4分）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。

①按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹变疏。以下改动可实现这个效果的是______；

A．仅将凸透镜与滤光片的位置互换

B．仅将绿色滤芯光片换成红色的滤芯光片

C．仅将单缝靠近双缝移动少许

D．仅将单缝远离双缝移动少许

②用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图甲所示，分划板处于B位置时游标卡尺读数如图乙中所给出，则分划板在图中B位置时游标卡尺读数为XB=______；

③若已知分划板处于A位置时，刻度为11.1，该单色光的波长______m（结果保留2位有效数字）。

(2)（4分）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。

①（多选）下列哪些措施能够提高实验准确程度______．

A．选用两光学表面间距大的玻璃砖

B．选用两光学表面平行的玻璃砖

C．选用粗的大头针完成实验

D．插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图所示，其中实验操作正确的是______．

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于、点，再过、点作法线的垂线，垂足分别为、点，如图所示，则玻璃的折射率______．（用图中线段的字母表示）

19．（9分）如图，有界匀强磁场的磁感应强度B=2×10-3 T；磁场右边是宽度L=0.2 m、场强E=40 V/m,方向向左的匀强电场。一带电粒子电荷量q=-3.2×10-19 C，质量m=6.4×10-27 kg，以v=4×104 m/s的速度沿OO′垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出。(不计重力)求：

(1) 带电粒子在磁场中运动的轨道半径；

(2)带电粒子飞出电场时的动能Ek。

20.（12分）如图所示，是某种轨道玩具的结构示意图，弹射装置可以将小滑块以不同初速度弹出，经光滑水平轨道AB、光滑圆弧轨道BCB,、粗糙水平轨道B,D、冲上光滑斜面轨道DE，并从E点沿水平方向飞出，最终落在水平轨道上。已知弹射器的最大弹性势能，圆弧轨道半径，水平轨道长，斜面轨道点距离水平轨道的高度，若小滑块可视为质点，其质量，与水平轨道的摩擦因数，其它阻力均不计，轨道各部分平滑连接，小滑块从点飞离前始终未脱离轨道，取。

（1）求小滑块被弹出的最大速度；

（2）某次游戏中小滑块被弹出后，恰能够通过圆弧轨道最高点，求此次弹射弹射器的弹性势能；

（3）将小滑块以不同初速度弹出，若均能沿轨道从点水平飞出，求小滑块最终在水平轨道上的落点到点的水平距离与弹射时弹射器的弹性势能满足的关系。

21. （10分）质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子不计重力，在加速场中由静止加速后，该粒子沿着虚线匀速通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求：

（1）粒子的速度v的大小；

（2）速度选择器的电压U2；

（3）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。

22. （10分）如图所示，一质量为m=0.016kg、长L=0.5m、宽d=0.1m、电阻R=0.1Ω的矩形线圈，从h1=5m的高处由静止开始下落，然后进入匀强磁场，当下边进入磁场时，由于磁场力的作用，线圈正好作匀速运动。求：

（1）求匀强磁场的磁感应强度B。

（2）如果线圈的下边通过磁场所经历的时间t=0.15s，求磁场区域的高度h2.

（3）求线圈的下边刚离开磁场的瞬间，线圈的加速度的大小和方向。

（4）从线圈的下边进入磁场开始到线圈下边离开磁场的时间内，在线圈中产生的焦耳热是多少？

物理试卷答案

17．（4分）（1）左（2）BC    （3）=-

18 1【】    ①. B    ②. 15.6    ③. 6.0 × 10 - 718.2  AD    D   

19(1)0.4m     (2)7.68× 10 - 18J

20.【答案】（1）；（2）；（3）（）

【详解】（1）根据能量守恒有

解得

（2）小滑块恰能过点，则有

从A到过程根据能量守恒可得

解得

（3）小滑块从A到过程，根据能量守恒定律可得

由点抛出后有

联立解得

经分析，若能通过点均能够到达，故

即小滑块最终在水平轨道上的落点到点的水平距离与弹射时弹射器的弹性势能满足的关系（）

21.【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）粒子经加速电场加速，获得速度v，由动能定理得

解得

（2）在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛仑兹力平衡，由平衡条件得

即

解得

（3）在中作圆周运动，洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

22.【答案】(1)；(2)；(3)

【详解】

(1)由图2可知，则回路电流

安培力

所以外力

(2)匀速出磁场，电流为0，磁通量不变，时，，磁通量，则t时刻，磁通量

解得

(3)电荷量

电荷量

总电荷量