精品解析：江苏省扬州市高二下学期4月期中联考物理试题

第二学期高二期中联考

物理试题

分值：100分            时间：75分钟

一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。

1. 研究发现蓝光对视网膜危害程度最大，各类LED发光屏为了画面靓丽往往会提升蓝光强度。用防蓝光眼镜可减小蓝光的损害，关于防蓝光镜片制作原理可能正确的是（　　）

A. 用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤

B. 把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤

C. 在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤

D. 用折射率较大的材料做镜片，利用光的全反射将蓝光过滤

2. 一个矩形线框在匀强磁场中绕轴匀速转动，产生的正弦式交流电电动势随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 线框绕轴转动的角速度为10rad/s

B. 该图像是从线框处于中性面时开始计时的

C. 0-0.1s内，该交变电流的平均值为5V

D. 一个周期内电流方向改变1次

3. 汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　）

A. 制动过程中，导体不会发热

B. 制动力的大小与导体运动的速度无关

C. 改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力

D. 制动过程中导体获得的制动力逐渐减小

4. 如图所示电路中，灯泡A、B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列说法正确的是（　　）

A. 开关S由断开变为闭合时，A、B同时变亮，最后亮度相同

B. 开关S由断开变闭合时，B立即变亮，A逐渐变亮

C. 开关S由闭合变为断开时，B闪亮一下后熄灭，A逐渐熄灭

D. 开关S由闭合变为断开时，A闪亮一下后熄灭，B立即熄灭

5. 如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。规定导体环中电流逆时针方向（从上往下看）为正方向，磁场向上为正方向。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，导体环中感应电流随时间变化的图像可能正确的是（　　）

A.  B.

C  D.

6. 回旋加速器利用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在MN板间，带电粒子从处以速度沿电场线方向射入加速电场，经加速后进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A. 带电粒子每运动一周被加速两次

B. 粒子每运动一周半径增加量都相等

C. 增大板间电压，粒子最终获得的最大动能不变

D. 加速电场方向需要做周期性的变化

7. 如图是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的图像，则该交变电流的有效值为（    ）

A.  B. 5A C. 6A D.

8. 如图甲所示，abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为m，电阻为R，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到bc刚好运动到匀强磁场PQ边界的v—t图像，图乙中数据均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向

B. 金属线框的边长

C. MN和PQ之间的距离为

D. 磁场磁感应强度为

9. 在一块平板玻璃上放置一如图所示的平薄凸透镜，在两者之间形成厚度不均匀的空气膜，现让单色光竖直射向截面，在上方观察，观察到的是（　　）

A. 只能看到同颜色的平行反射光

B. 平行、等间距的明暗相间的直干涉条纹

C. 同心、等间距的明暗相间的圆环状干涉条纹

D. 同心、内疏外密的明暗相间的圆环状干涉条纹

10. 在一足够大的光滑水平面上存在非匀强磁场，磁场方向垂直水平面向上，磁场强度沿x轴方向均匀增大，沿y轴方向不变，其俯视图如图所示。现有一闭合的正方形金属线框（线框有电阻），质量为m，以大小为v0、方向沿其对角线且与x轴成45°角的速度开始运动，以下关于线框的说法中正确的是（　　）

A. 线框中的感应电流方向沿逆时针（俯视）方向

B. 线框最终将以一定的速度做匀速直线运动

C. 线框最终将静止于平面上的某个位置

D. 线框运动中产生的内能为

二、实验题：共计15分。

11. 几位同学分成两组准备用“插针法”测定半圆形玻璃砖的折射率，他们在平铺的白纸上画一个与玻璃砖半径相同的虚线圆，画一条过圆点的直线MN，将半圆形玻璃砖（图中实线部分）放入所画圆内，MN为分界面，如图所示。

（1）第一组的同学，垂直纸面插大头针P1、P2确定一条入射光线，并让入射光线过圆心O，如图1所示。

①在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住___________。另一同学认为，为了确定光在玻璃砖内的折射光线，还必须在P3后面插第四根大头针，你认为该同学的说法对吗？___________

②做出了入射光线、折射光线，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。如图所示，设AB的长度为a，AO的长度为b，CD的长度为m，DO的长度为n，则玻璃砖的折射率可表示为___________。实验中该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心逆时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；

（2）第二组的同学利用全反射知识求玻璃砖的折射率，用两根大头针确定一条从圆弧面射入玻璃砖圆心的光线，以圆心为轴转动玻璃砖，入射光线刚好发生全反射时记录光线与玻璃砖的位置如图2所示。E是入射光线与圆的交点，EF垂直于法线并交法线于F点，测得EF的长度为c，则要测玻璃砖的折射率还需要测的物理量是___________（写出物理量的名称并给一个字母表示该物理量的大小），这样测得玻璃砖的折射率可表示为___________。

三、计算题：本题共4小题，共45分。解答时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能得分。

12. 风能是21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源，风力发电是利用风能的主要方式。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，线圈的匝数为100、面积为0.5m2，若磁体转动的角速度为90rad/s。求：

（1）从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的表达式；

（2）风力发电机产生电动势的有效值。

13. 某校高二物理兴趣小组的同学设计了两种测匀强磁场磁感应强度的方法，根据所学知识完成下列问题。

（1）方法一是利用电流天平来测量，如图所示，电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为L，线圈下半部分处于匀强磁场内，磁场方向与线圈平面垂直。当线圈中通过图示方向的电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在右盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡。写出磁感应强度的表达式。

（2）方法二是利用磁传感器“霍尔元件”来测量，已知该霍尔元件长宽高分别为a、b、c，单位体积中自由载流子个数为n，载流子为电子，电量为e，把霍尔元件接入电路，如图所示，匀强磁场垂直于霍尔元件上下两面竖直向上，现测得电流为I，方向向左，现还需测出霍尔元件M、N两面的电压才能求出磁感应强度。

①测电压时电压表的正接线柱应该与哪个面相接？

②正确连接电压表后测出稳定时电压为U，写出磁感应强度的表达式。

14. 如图所示，PMN和P'M'N'是两条足够长、相距为L的平行金属导轨，MM'左侧圆弧轨道表面光滑，右侧水平轨道表面粗糙，并且MM'右侧空间存在一竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在左侧圆弧轨道上高为h处垂直导轨放置一导体棒AB，在右侧水平轨道上距AB棒足够远的地方，垂直导轨放置另一导体棒CD。已知AB棒和CD棒的长均为L，电阻均为R，质量分别为m和2m，AB棒与水平轨道间的动摩擦因数为μ，圆弧轨道与水平轨道平滑连接且电阻不计。现将AB棒由静止释放，让其沿轨道下滑并进入磁场区域，最终运动到距MM'为d处停下，此过程中CD棒因摩擦一直处于静止状态。重力加速度为g，求：

（1）AB棒刚进入磁场时AB棒两端的电压大小；

（2）整个过程中AB棒上产生的焦耳热Q；

（3）若水平轨道也光滑，则从AB棒开始运动到最终处于稳定状态的过程中，通过AB棒的电荷量q为多少？

15. 如图所示，y轴左侧区域存在沿y轴负方向匀强电场，场强大小为E，y轴右侧区域存在匀强磁场，第一象限磁场方向垂直纸面向外，第四象限磁场方向垂直纸面向里，且第四象限磁感应强度大小是第一象限的2倍。在第一象限垂直x轴放置粒子吸收屏，该屏距y轴的距离为L。某时刻电荷量为q，质量为m的带正电粒子在A点以水平向右的初速度射出，粒子恰好从O点进入磁场，一段时间后粒子垂直击中吸收屏。已知A点的坐标为，粒子的重力不计。

（1）求粒子从A点射出时的速度大小；

（2）求第一象限磁感应强度的最小值；

（3）求粒子击中吸收屏的纵坐标的可能值。