赣州市第四中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)

这是一份赣州市第四中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列现象中，属于电磁感应现象的是( )
A.磁铁吸引铁钉
B.电流周围产生磁场
C.变化的磁场使闭合导体中产生感应电流
D.铁棒在磁场中被磁化
2．如图是网络信号在一段光纤中传播的示意图，则下列说法正确的是( )
A.纤芯的折射率应小于外包层的折射率，才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射
B.增大左端面的入射角θ，外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角随之增大
C.增大左端面的入射角θ，左端面的折射角随之增大
D.增大左端面的入射角θ，纤芯的折射率随之增大
3．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是( )
A.甲、丙B.乙、丁C.甲、乙D.丙、丁
4．如图所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是( )
A.若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B.若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向
C.若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势
D.若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势
5．如图所示为某种周期性变化的电流与时间关系的图像,其中前半周期为正弦曲线的一部分,后半周期是直线段,则该交流电的有效值为( )
A.B.C.D.
6．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则( )
A.时间内，导线框中电流的方向为abcda
B.时间内，导线框中电流越来越小
C.时间内，导线框中电流的方向始终为adcba
D.时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
7．如图,一理想变压器原线圈连接有效值恒定的交流电源,副线圈接有一只理想交流电流表和一个内阻为4Ω的交流电动机.当电动机以0.8m/s的速度匀速向上提升质量为100kg的重物时,交流电源的输入功率为1200W。取()则电流表的示数为( )
A.6AB.8AC.10AD.12A
二、多选题
8．在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是( )
A.从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等
B.从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等
C.不计空气阻力，三个球落地时，重力势能变化相等
D.如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等
9．如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，、是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关，对于这个电路，下列说法正确的是( )
A.刚闭合开关S的瞬间，通过、的电流大小相等
B.刚闭合开关S的瞬间，通过的电流小于通过的电流
C.闭合开关S到电路达到稳定，逐渐熄灭，比原来更亮
D.电路达到稳定后将开关S断开，立即熄灭，闪亮一下再熄灭
10．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接的交流电，电阻，D为理想二极管，则( )
A.二极管的反向耐压值应大于
B.电阻两端电压为25V
C.通过副线圈的电流为1A
D.原线圈的输入功率为50W
11．Iffe-Prichard磁阱常用来约束带电粒子的运动。如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，1、2、3、4直导线与平面的交点成边长为2a的正方形且关于x轴和y轴对称，各导线中电流方向已标出，已知通电无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比，设1导线在O点产生的磁感应强度为下列说法正确的是( )
A.直导线1、2之间的相互作用力为吸引力
B.直导线2受到直导线1、3、4的作用力合力方向背离O点
C.4根直导线在O点的磁感应强度大小为0
D.直导线1、2在O点的合磁场的磁感应强度大小为
三、实验题
12．物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞时动量变化的规律”实验，步骤如下：
用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g；
安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
向气垫导轨通入压缩空气；
把A、B两滑块放到导轨上，并给它们一个初速度，同时开始用闪光照相机拍照，闪光的时间间隔设定为。照片如图所示。该图像是闪光4次拍摄的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在刻度范围内；第一次闪光时，滑块B恰好通过处，滑块A恰好通过处；碰撞后有一个物体处于静止状态。
（1）以上情况说明碰后______（选填“A”或“B”）物体静止，滑块碰撞位置发生在______cm处。
（2）A、B两滑块碰撞时间发生在第一次闪光后______s。
（3）设向右为正方向，可计算出碰撞前两滑块的质量与速度乘积矢量之和是______，碰撞后两滑块的质量与速度乘积矢量之和是______。
（4）通过以上实验结果，说明物体在碰撞过程的规律是____________。
13．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.4mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝0.5m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第0条亮纹，此时分划板上的游标卡尺读数如图A所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时分划板上的游标卡尺读数如图B所示。根据以上实验测得
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为______mm，______mm；
（2）该单色光的波长______m（结果保留2位有效数字）；
（3）若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。
四、计算题
14．如图，是一直角三棱镜的横截面，，。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。
（1）棱镜的折射率n；
（2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值；
（3）光束在三棱镜中的传播时间t。
15．如图所示，在直角坐标系平面内，虚线OP与x轴问的夹角，OP与y轴所夹区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标为的M点沿x轴正方向进入磁场区域，并从OP上到O点的距离为的A点（图中未画出）离开磁场区域。粒子重力不计。求
(1)粒子的速度大小；
(2)粒子从M点运动到A点所用的时间t。
16．如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻，导轨的端点C、D用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为，比例系数。一电阻不计、质量的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直且接触良好。在时刻，金属杆紧靠在C、D端，在平行于导轨的外力F作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的右端滑动，求：
（1）在时，金属杆所受的安培力；
（2）在时间内，作用在金属杆上外力F的冲量的大小。
参考答案
1．答案：C
解析：A.磁铁吸引铁钉是磁场的性质，故A错误;
B.电流周围产生磁场属于电流的磁效应，故B错误;
C.变化的磁场使导体中产生感应电流，属于电磁感应现象，故C正确;
D.铁棒在磁场中被磁化是属于磁场的性质，故D错误。
2．答案：C
解析：A.纤芯的折射率应大于外包层的折射率，才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射，故A错误;
BD，根据全反射临界角公式
可知，全反射临界角由折射率决定，介质的折射率由介质本身性质有关，与入射角θ无关，增大左端面的入射角θ，纤芯的折射率不变，外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角不变，故BD错误;
C.根据折射率公式
折射角
可知增大左端面的入射角θ，纤芯的折射率不变，左端面的折射角随之增大，故C正确。
3．答案：B
解析：线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁通量最大，但感应电流最小，等于零;位于中性面垂直位置时，磁通量最小,但感应电流最大，B正确，ACD错误。
4．答案：A
解析：A.若圆环向右平动，由楞次定律知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A选项正确;
B.若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B选项错误;
CD.若圆环以ab为轴转动，在内，由右手定则知b点的电势高于a点的电势，在内，由右手定则知a点的电势高于b点的电势，以后a、b两点电势按此规律周期性变化，CD选项错误。
5．答案：A
解析：设交变电流的有效值为I,由电流的热效应,得,其中,解得,故选A.
6．答案：A
解析：AC.由图可知，内，线圈中磁通量的变化率相同，故0到时间内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba方向，故A正确，C错误;
B.从0到时间内，线圈中磁通量的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小时恒定不变:导线电流大小恒定，故B错误;
D.从到时间内，磁场的变化率不变，则电路中电流大小时恒定不变，故由可知，F与B成正比即增大，则时间内，导线框ab边受到的安培力大小不是恒定不变的，故D错误。
7．答案：C
解析：根据
代入数据
解得
即该理想交流电流表的示数为10A，故C正确。
8．答案：AC
解析：AC.小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，下落高度一样，所以重力做功相等，故重力势能变化相等，故AC正确;
B.三个小球重力做功相同，落地的时间不同竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，所以运动过程中，三个小球重力做功的平均功率不同，下抛平均功率最大，故B错误;
D.考虑空气阻力，三小球下落高度相同，故重力做功一样，重力势能变化相等，故D错误。
9．答案：ACD
解析：AB.开关S刚闭合瞬间，由于自感线圈相当于断路，所以两灯是串联，电流相等，故B错误，A正确;
C.稳定后，线圈相当于导线把灯短路，熄灭，回路中总电阻减小，电流增大，比S刚闭合时亮，故C正确;
D.S闭合稳定后再断开开关，立即熄灭，但由于线圈的自感作用，L相当于电源，与组成回路，闪亮一下然后过一会再熄灭，故D正确。
10．答案：AD
解析：A.原、副线圈的匝数比
则副线圈两端最大电压为，二极管的反向耐压值应大于，故A正确;
BC.由表达式知原线圈电压有效值为220V，副线圈两端电压为50V，由于二极管的单向导电性，使得电压表的示数小于50V，根据电流热效应副线圈电流为，故B错误，C错误;
D.副线圈消耗的功率为
原线圈的输入功率为50W，故D正确。
11．答案：BC
解析：A.反向电流相互排斥，直导线1、2之间的相互作用力为排斥力，故A错误;
B.根据安培定则可知，直导线1、3在2点的合磁感应强度方向与y轴负方向夹向右下，根据
可知
4在2点的磁感应强度方向与y轴正方向夹向左上，
根据矢量合成可知，2点合磁场方向与y轴负方向夹向右下，再根据左手定则可以判断，直导线2受到直导线1、3、4的作用力合力方向背离O点，B正确;
C.根据对称性可知，4根直导线在O点的磁感应强度大小为0，C正确;
D.直导线1、2在O点的合磁场的磁感应强度大小为，故D错误。
12．答案：（1）A；60（2）0.1（3）－0.2；－0.2（4）见解析
解析：（1）由图可知，A只有两个位置有照片，则说明A碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后A静止，故碰撞发生在处。
（2）碰撞后B向左做匀速运动，设其速度为，所以
碰撞到第二次闪光时B向左运动10cm，时间为，有
第一次闪光到发生碰撞时间为t，有
得
（3）设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小为
A的速度
则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和
碰撞后，A静止，B速度为
则碰撞后两滑块的动量
（4）以上实验结果说明在碰撞过程中两物体的质量与速度的乘积之和保持不变。
13．答案：（1）11.1；15.6（2）（3）变小（4）变小
解析：游标尺为十等分的，其精确度为0.1mm，则A位置游标卡尺的读数为
B位置游标卡尺的读数为
（2）由于A处定为第0条亮纹，B处定为第6条亮纹，则相邻亮条纹间距为
根据得
（3）根据知，当增大双缝的间距d，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小。
（4）当频率变高时，则波长变小，根据知，干涉条纹的间距变小。
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于，又由于光恰好在E点发生全反射，可得临界角
根据全反射临界角与介质折射率的关系得
解得棱镜的折射率
（2）由几何关系可知，光线在D点的折射角
由折射定律得
解得
（3）已知，E点为AC的中点，即
由几何关系可得
光束在棱镜中经过的路程为
光在棱镜中的传播速度
光束在三棱镜中的传播时间
解得
15．答案：（1）（2）
解析：（1）粒子的运动轨迹如图所示
由几何关系可知，粒子轨迹圆弧的半径为
根据牛顿第二定律有
解得
（2）轨迹圆弧对应的圆心角为
经分析可知
解得
16．答案：（1）0.12N（2）
解析：（1）金属杆做匀加速直线运动，在t时刻，金属杆与初始位置的距离为
此时杆的速度为
这时，杆与导轨构成的回路的面积为
回路中的感应电动势为
其中有
回路中的总电阻
联立可得回路中的感应电流为
金属杆所受的安培力为
代入解得
方向水平向左。
（2）因为安培力为
可得图像中，图线与坐标轴所围成的面积大小即为安培力的冲量，即
在5.0s时间内，由动量定理
解得