2021-2022学年湖南省邵东创新实验学校高二（下）期中物理试题含解析

邵东创新学校2022年上学期期中考试高二物理试卷

卷I（选择题）

一、选择题（本题共计9小题，每题4分，共计36分，）

1. 关于安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是：（ ）

A. 带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用

B. 放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用

C. 因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功

D. 因安培力垂直通电导线，故安培力对通电导线一定不做功

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A、若粒子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故A错误；

B、若导线与磁场方向平行，故安培力为零，故B错误；

C、因洛伦兹力总垂直于电荷运动方向，故洛伦兹力的瞬时功率为零，故洛伦兹力对运动电荷一定不做功，故C正确；

D、安培力垂直通电导线，导线的运动方向可以与速度平行，故安培力可以做正功、负功，故D错误；

2. 某同学观察到波长相同的水波通过两个宽度不同的狭缝时的现象，如下图所示，下列说法正确的是（）

A. 水波通过狭缝后波长变短

B. 这是水波的衍射现象，有些波不能发生衍射现象

C. 此现象可以说明，波长一定，缝越窄衍射现象越明显

D. 此现象可以说明，缝宽一定，波长越长衍射现象越明显

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】波衍射后不影响波的特性，即波长和频率不变，A错误；波的衍射是波特有的性质，故所有波都会发生衍射现象，B错误；从图中可知第1幅图衍射现象比较明显，所以波长一定，缝越窄衍射现象越明显，由于题中给出的是波长一定的情况，无法得出缝宽一定时衍射情况，故C正确D错误．

3. 如图所示，垂直纸面向外的匀强磁场中有一个电荷量的负离子，自A点经半个圆周运动到B点时，又突然吸收了若干个电子，接着沿半圆从B点运动到C点，已知小圆的直径是大圆的半径，O（或C）为大圆的圆心。电子的电荷量，负离子的质量远大于电子的质量，且不计其受到的重力，吸收电子的时间忽略不计，电子的动量忽略不计，由此可知负离子吸收的电子个数为（　　）

A. 2个 B. 10个 C. 100 D. 1000个

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】粒子带负电，在磁场中从A运动到B过程中，洛伦兹力提供向心力，有

可得

设吸收个电子后，运动半径为，同理可得

由几何关系得

代入数据联立解得

故选B。

4. 部队经过桥梁时，规定不许齐步走；登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是（　　）

A. 减轻对桥梁的压力，避免产生回声

B. 减少对桥梁、雪山的冲击力

C. 避免桥梁或雪山发生共振

D. 使桥梁受到的压力更不均匀，避免登山运动员耗散能量

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】部队过桥时如果齐步走，会给桥梁施加周期性的外力，容易使桥的振动幅度增大，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员登雪山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩。

故选C。

5. 如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后

A. 摆动周期为

B. 摆动的周期为

C. 摆球最高点与最低点的高度差为0.3h

D. 摆球最高点与最低点的高度差为0.25h

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：单摆的周期与摆球的质量无关，只决定于摆长和当地的重力加速度．所以AB错误．在a球向下摆的过程中，只有重力做功，机械能守恒．有：Mgh=Mv12

a、b两球碰撞过程时间极短，两球组成的系统动量守恒．所以有 Mv1-m•2v1=（M+m）v2

碰撞后摆动过程中，机械能守恒，所以有：

整理得：v2＝0．5v1，所以h'=0．25h．故C错误，D正确．故选D．

考点：动量守恒定律；能量守恒定律

【名师点睛】分析清楚物体运动的过程，分过程利用机械能守恒和动量守恒即可求得结果；单摆的周期是由单摆的摆长和当地的重力加速度的大小共同决定的，与摆球的质量和运动的速度无关．

6. 在电磁感应现象中，下列说法正确的是（　　）

A. 感应电流产生的磁场总是跟原来的磁场方向相反

B. 感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化

C. 闭合线框放在匀强磁场中做切割磁感线运动，一定产生感应电流

D. 闭合线框放在变化的磁场中一定能产生感应电流

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．感应电流产生的磁场可能跟原来的磁场方向相反，也可能相同，选项A错误；

B．根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化，选项B正确；

C．如果闭合线框全部在匀强磁场中做切割磁感线运动，只产生感应电动势，不产生感应电流，选项C错误；

D．闭合线框放在变化的磁场中，若穿过线圈的磁通量发生变化，则一定能产生感应电流，选项D错误。

故选B。

7. 如图所示，长为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球，在O点正下方处的P点固定一小钉子。现将小球拉至A点，使细线与竖直方向间夹角很小，然后由静止释放小球，小球在竖直平面内运动。点B（图中未标出）是小球能够到达的左方最高位置，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 点B在点A下方

B. 点B在点A上方

C. 小球摆动的周期为

D. 小球摆动的周期为

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】AB．小球摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，可知两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，即点B与点A等高，故AB错误；

CD．小球从最低点到A点再到最低点的时间为

小球从最低点到B点再到最低点的时间为

则小球周期为

故C错误，D正确。

故选D。

8. 如图所示，、是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A，、、三点位于、连线的中垂线上，且，某时刻是两列波波峰的相遇点，是两列波波谷的相遇点，则（　　）

A. 处质点的振幅为

B. 处质点始终处于波谷

C. 处质点为振动减弱点

D. 处质点的位移不可能为零

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】、是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A，a、b、c三点到两个波源的路程差都为零，所以三个点都是振动加强点，他们的振幅都是，三个位置的质点都在不停地振动，不可能一直在波峰、波谷或平衡位置，所以a、b、三处质点的位移是不断变化的，故A正确，BCD错误。

故选A。

9. 某正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，现将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场，若第一次用时间拉出，通过导线截面的电荷量为，外力所做的功为；第二次用时间拉出，通过导线截面的电荷量为，外力所做的功为，则下列大小关系正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【9题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】设线框的长为，速度为，线框所受的安培力大小为

又

＝

则得

线框匀速运动，外力与安培力平衡，则外力的大小为

＝

外力做功为

可见，外力做功与所用时间成反比，则有

两种情况下，线框拉出磁场时穿过线框的磁通量的变化量相等，根据感应电荷量公式

可知通过导线截面的电量相等，即有

故ACD错误，B正确

故选B。

二、多选题（本题共计4小题，每题5分，共计20分，）

10. 如图是水平弹簧振子简谐运动的振动图像，由图像可知（　　）

A. 在时，振子的位移、速度和加速度方向相同

B. 在和时，振子有相同的加速度和速度

C. 在到时间内加速度、位移大小变小，速度增大

D. 在时，振子有最大的回复力和弹性势能

【10题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】A．在时，振子的位移的方向背离平衡位置，加速度方向指向平衡位置，二者方向相反，A错误；

B．在和时，振子的加速度方向相反，B错误；

C．在0.3s时加速度、位移都最大，速度等于零，在0.4s时加速度、位移都等于零，速度最大，所以在到时间内加速度、位移大小变小，速度增大，C正确；

D．在时，弹簧的形变量最大，则振子有最大的回复力和弹性势能，D正确。

故选CD。

11. 如图所示，平放在绝缘水平面的铁芯上分别绕有线圈、，每个线圈各接有两条光滑的平行金属导轨，金属棒MN、PQ均垂直于导轨放置，MN所在轨道之间有磁感应强度方向竖直向上、大小为的匀强磁场，PQ所在轨道之间有磁感应强度方向竖直向下、大小为的匀强磁场。关于金属棒MN、PQ的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 当MN在外界作用下向左加速运动时，PQ也向左加速运动

B. 当MN在外界作用下向右匀速运动时，PQ也向右匀速运动

C. 当MN在外界作用下向右减速运动时，PQ向右加速运动

D. 当MN在外界作用下向右加速运动时，PQ也向右加速运动

【11题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．当MN在外界作用下向左加速运动时，根据右手定则和右手螺旋定则可知，线圈、中的磁感应强度方向竖直向下，通过线圈、中的磁通量增加，根据楞次定律可知线圈中的感应电流方向，则PQ中的感应电流方向为由Q至P，由左手定则可知，PQ受到的安培力向左，根据牛顿第二定律可知，PQ也向左加速运动，故A正确；

CD．同理可知，当MN在外界作用下向右加速运动时，PQ也才向右加速运动，故C错误、D正确；

B．当MN在外界作用下向右匀速运动时，通过线圈、中的磁通量恒定，则PQ所在回路中不发生电磁感应，PQ静止不动，故B错误。

故选AD。

12. 在某理想变压器的副线圈上接有电阻R和两个相同的灯泡L1和L2，如图所示，开始时，开关S是接通的；那么，当开关S断开时下列说法正确的是（　　）

A. 原线圈中的电流减小 B. 电阻R上的电压增大

C. 通过灯泡L1的电流不变 D. 副线圈两端M、N间的电压不变

【12题答案】

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】因初级电压和匝数比不变，则副线圈两端M、N间的电压不变；当开关S断开时，次级电阻变大，则次级电流减小，则原线圈中的电流也减小，电阻R上的电压减小，灯泡L1两端电压变大，则通过灯泡L1的电流变大。

故选AD。

13. 如图甲所示，质量为m、电阻为R的单匝圆形线框用细线悬挂于A点，线圈半径为r，虚线MN过圆心O，细线承受最大拉力F0.从某时刻起，在MN上方加垂直纸面向里的匀强磁场、磁感应强度大小按图乙规律变化。在t0时刻、细线恰好被拉断、线圈向下运动，穿出磁场时的速度为v，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　）

A. 细线断裂前瞬间线框中的电功率为

B. 细线断裂后瞬间线框加速度大小

C. 线框离开磁场的过程中线圈中产生的焦耳热为

D. 线框穿出磁场过程中通过导线横截面的电荷量为

【13题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由法拉第的电磁感应定律可知，感应电动势为

细线断裂前线框中的电功率为

A正确；

B．设细线断裂前瞬间线框受到的安培力为F，由楞次定律可判断F的方向向下，所以有

当细线断裂瞬间，线框受到的拉力消失，加速度为

B错误；

C．线框下落过程中，重力做正功，安培力做负功，且安培力做功转化为焦耳热Q，所以

C错误；

D．穿过磁场过程中，平均电动势为

平均感应电流为

通过导线横截面的电荷量为

联立可得

而线框穿出磁场的过程中

所以可得

D正确。

故选AD。

卷II（非选择题）

三、实验探究题（本题共计1小题，共计9分）

14. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量当地的重力加速度。

①为了使测量误差尽量小，下列说法中正确的是___________；

A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D．为了使单摆的周期大一些，应使摆线相距平衡位置有较大的角度

②该实验小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图乙所示，读出小球直径为d=________cm；

③该同学用米尺测出悬线的长度为L，让小球在竖直平面内摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数为1、2、3……。当数到40时，停止计时，测得时间为t。改变悬线长度，多次测量，利用计算机作了t2-L图线如图丙所示。根据图丙可以得出当地的重力加速度g=___________m/s2（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）

【14题答案】

【答案】    ①. BC    ②. 0.810    ③. 9.80

【解析】

【分析】

【详解】①[1]A．为减小空气阻力对实验的影响，减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径较小的摆球，故A错误；

B．为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故B正确；

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故C正确；

D．单摆最大摆角应小于5°，摆长一定情况下，摆的振幅尽量小些，故D错误。

故选BC。

②[2]由图示游标卡尺可知，其精确度为0.05mm，所以小球直径为

d=8mm+2×0.05mm=8.10mm=0.810cm

③[3]摆线长度与摆球半径之和单摆摆长，其周期为

由单摆周期公式可得

解得

t2-L图线的斜率

解得重力加速度为

四、解答题（本题共计3小题，共计35分）

15. 如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R，AB是一直径，现有一束圆环形平行细光沿AB方向射向球体（AB直径为圆环光线的中心轴线），所有光线经折射后恰好经过B点而在右侧光屏MN上形成一圆亮环，已知光屏到B点的距离为L=2R，透明球体的折射率，光在真空中的传播速度为c，求：

（1）圆环形平行细光在入射前的半径r；

（2）光从入射点传播到光屏所用时间。

【15题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）如图所示，设细光的入射角为，由几何关系可得

由折射定律可得

解得

圆环形平行细光在入射前的半径为

（2）光在介质中的传播速度为

光在介质中传播的时间为

光从B点进入空气中的折射角也为

光从B到MN的时间为

所以光从入射点传播到光屏所用时间为

16. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图所示，质点P在波峰，质点Q在平衡位置．再过0.2s，质点Q第1次到达波峰．求：

(1)求这列波的传播速度；

(2)写出质点P的位移随时间变化的振动方程

(3求出t=.2s时P点的位移和经过的路程．

【16题答案】

【答案】(1)30m/s；(2)m；(3)-0.2m,1.2m；

【解析】

【详解】（1）波沿x轴正方向传播，根据再过0.2s，质点Q第一次到达波峰，可知=0.2s，解得T=0.8s，即波速30m/s．

（2）初始时刻，质点P处于波峰位置，设质点P的振动位移随时间变化的关系为 其中的 则质点P的振动位移随时间变化的关系为m．

（3）当t=1.2s时，经过，到达波谷位置，所以位移x=-0.2m，通过路程s=6A=1.2m

17. CD、EF是两条水平放置的电阻可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示。导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨始终接触良好，且动摩擦因数为μ，求：

(1)导体棒刚进入磁场时，导体棒两端的电压U；

(2)整个过程中，流过电阻R的电荷量q；

(3)整个过程中，电阻R中产生的焦耳热Q。

【17题答案】

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【分析】

【详解】(1)对导体棒，下滑过程中，由动能定理有

导体棒进入磁场时产生的电动势为

E=BLv  

导体棒两端的电压为路端电压

U=IR 

解得

(2)对导体棒在磁场中运动的全过程

流过R的电荷量

解得

(3)由能量守恒定律可知整个电路中产生的焦耳热为

电阻R中产生的焦耳热为

解得