2021-2022学年江苏省盐城市响水县第二中学高二（下）期中物理试题含解析

响水县第二中学2021—2022学年第二学期期中考试

高二年级物理试题

一、选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 扩散现象是永不停息的

B. 布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用

C. 气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力

D. 花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．扩散现象属于分子的无规则热运动，永远存在，A正确；

B．布朗运动是微小颗粒的运动，不属于微观粒子，B错误；

C．气体分子间距大于10r，分子力可忽略不计，C错误；

D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明水分子在做无规则运动，D错误。

故选A。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 太阳光下的油膜呈彩色，是光的衍射现象

B. 激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的干涉

C. 拍摄玻璃橱窗内物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰

D. 若红光与紫光从水中垂直水面射向空中，在逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光先消失

【答案】C

【解析】

【详解】A．太阳光下的油膜呈彩色，是光的干涉现象，故A错误；

B．激光信号在光导纤维中传输的过程是利用了光的全反射，故B错误；

C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片可以削弱反射光的干扰，故C正确；

D．光线发生全反射的临界角的正弦值与折射率的关系满足

水对红光的折射率比对紫光的折射率小，所以红光发生全发射的临界角比紫光发生全反射的临界角大，逐渐增大入射角的过程中，水面上红光比紫光后消失，故D错误。

故选C。

3. 如图所示为分子间作用力随分子间距离变化的图像。当分子间的距离从d点表示的距离变化到a点表示的距离的过程中，分子间的作用力及分子势能大小的变化是（　　）

A. 分子间的作用力先变大后变小，分子势能先变小后变大再变小

B. 分子间的作用力先变小后变大，分子势能先变小后变大再变小

C. 分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变大后变小

D. 分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变小后变大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】由图可知，分子间的作用力先变小后变大再变小；当分子间距离由由d增大到c的过程中，分子力表现为斥力，斥力做正功，分子势能减小，由c增大到a的过程中，分子力表现为引力，引力做负功，分子势能变大。故D正确；ABC错误。

故选D。

4. 某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为NA，则关于该气体在标准状态下的叙述中正确的是（　　）

A. 气体分子的质量为

B. 气体分子的体积为

C. 气体的密度为

D. 气体单位体积内的分子数为

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．每个气体分子的质量为摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值，即，故A正确；

B．由于分子间距的存在，每个气体分子的体积远小于，故B错误；

C．摩尔质量除以摩尔体积等于密度，该气体密度为，故C错误；

D．分子数密度等于物质的量乘以阿伏伽德罗常数再除以标准状态的体积V，即

故D错误。

故选A。

5. 如图1所示，细导线绕制的螺线管匝数匝，横截面积，导线电阻，电阻，点接地，磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的图象如图2所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　）

A. 通过电阻的电流方向是从到

B. 感应电流的大小保持不变为

C. 电阻的电压为6V

D. 点的电势为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据楞次定律可知，通过电阻的电流方向是从C到A，选项A错误；

B．感应电动势

感应电流的大小保持不变为

故B错误；

C．电阻的电压为

UR=IR=4.8V

选项C错误；

D．因

UCA=UR=4.8V

A点的电势为零，则点的电势为，选项D正确。

故选D。

6. 如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为10，电流表A可看做理想电流表。则下列说法正确的是（　　）

A. 线圈感应电动势的最大值为V

B. 1分钟内电流方向改变60次

C. t=1.0s时线圈处于中性面位置

D. t=0.5s时交流电流表示数为零

【答案】B

【解析】

【详解】A．线圈转动的角速度

线圈感应电动势的最大值

故A错误；

B．由图知，转动周期为2s，每转动一周电流方向改变2次，则1分钟内电流方向改变60次，故B正确；

C．时穿过线圈的磁通量最小，处于垂直中性面位置，故C错误；

D．交流电流表示数为有效值，示数不变且不为零，故D错误。

故选B。

7. 电阻、电容器与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示，现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过的电流方向和电容器极板的带电情况是（　　）

A. 从a到b，上极板带正电

B 从a到b，下极板带正电

C. 从b到a，上极板带负电

D. 从b到a，下极板带负电

【答案】C

【解析】

【详解】当磁铁N极向下运动时，导致向下穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈产生的感应磁场方向与原磁场方向相反，再由安培定则可知感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过的电流方向由b到a，线圈对电容器充电，使得下极板带正电，上极板带负电，C正确，ABD错误；

故选C。

8. 一列简谐横波沿x轴负方向传播，图（a）是t=1s时的波形图，图（b）是波中某质点振动位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间作为起点）。则图（b）可能是图（a）中哪个质点的振动图线（　　）

A. x=0处的质点 B. x=1m处的质点

C. x=2m处的质点 D. x=3m处的质点

【答案】A

【解析】

【详解】当t=1s时，由图（b）振动图线可知，质点在t=1s时处于平衡位置，正要沿y轴负方向运动，由图（a）波动图线向x轴负方向传播，可判断x=0处和x=4m处的质点在平衡位置，且正沿y轴负方向运动。

故选A

9. 如图所示电路中，小灯泡、电阻R和自感线圈L的电阻都相等。下列对小灯泡发光的描述正确的是（　　）

A. 闭合S，小灯泡立刻发光，且亮度保持不变

B. 闭合S，小灯泡立刻发光，然后逐渐变暗，最后熄灭

C. 断开S，小灯泡逐渐变暗，最后熄灭

D. 断开S，小灯泡先变得更亮，然后逐渐变暗，最后熄灭

【答案】C

【解析】

【详解】AB．闭合S后，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以小灯泡逐渐变亮，故AB错误；

CD．闭合开关S时灯泡和自感线圈串联，电流大小相等，断开S后，线圈相当于电源，从原电流大小开始逐渐减小，所以灯泡不会变得更亮，而是逐渐变暗，最后熄灭，故C正确，D错误。

故选C。

10. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，加速电压为，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，两板间距离为d，c为偏转分离器，磁感应强度为，有一个质量为、电荷量为e的正粒子（不计重力），从静止开始，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（　　）

A. 粒子加速器加速后的速度为

B. 速度选择器两板间的电压为

C. 粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径为

D. 粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径为

【答案】B

【解析】

【详解】A．有动能定理

可得粒子加速器加速后的速度为

故A错误；

B．该粒子恰能通过速度选择器，则有

可得

故B正确；

CD．粒子在偏转分离器中有

可得

故CD错误。

故选B。

二、非选择题（11题15分、12题8分、13题10分、14题12分、15题15分。）

11. （1）在利用如图所示装置验证动量守恒的实验中，不需要的仪器有___________

A.交流电源     B.天平     C.刻度尺     D.圆规

（2）下列关于实验的要求错误的是___________

A.必须保证轨道末端水平    B.必须保证两球直径相等

C.必须保证两球质量相等    D.必须借助重锤线找到O点位置

（3）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有___________

A.A、B两点间的高度差          B.B点离地面的高度

C.小球A和小球B的质量、     D.小球A和小球B的半径r

（4）要验证动量守恒，可根据___________；

（5）经测定，，，小智同学做了多次测量，他取，，画出图像，该图像接近___________

A. B. C.

【答案】    ①. A    ②. C    ③. C    ④.     ⑤. B

【解析】

【详解】（1）[1]A．验证动量守恒的实验中，不需要电源，故A项错误，符合题意；

B．验证动量守恒的实验中，需要用天平测量小球的质量，故B正确，不符合题意；

C．验证动量守恒的实验中，需要用刻度尺测量线段OM、OP、ON的长度，故C正确，不符合题意；

D．验证动量守恒的实验中，需要用圆规找物体的平均落点，故D正确，不符合题意。

故选A。

（2）[2]A．实验中，要保证小球具有水平的速度，必须保证轨道末端水平，故A正确，不符合题意；

B．实验中，要保证小球发生一维碰撞，必须保证两球直径相等，故B正确，不符合题意；

C．A球的质量应大于B球的质量，防止碰撞时，A球被弹回，故C错误，符合题意；

D．必须借助重锤线找到O点位置，故D正确，不符合题意。

故选C。

（3）[3]实验中，每次释放小球A，从同一位置静止释放，则小球到达轨道末端速度相等，设A球与B球碰撞前的速度为,碰撞后A球的速度为，B球的速度为，验证碰撞过程动量守恒，则需验证

由于小球做平抛运动下落高度相同，则运动时间相等，设运动时间为，则有

即

则除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有小球A和小球B的质量、，故ABD错误，C正确。

故选C。

（4）[4]由（3）中分析可知，只需验证

就可验证碰撞过程中动量守恒。

（5）[5]由（3）分析可知

整理得

即

则画出图像，该图像接近B图像。故AC错误，B正确。

故选B。

12. 如图所示为一横截面为直角三角形ABC的玻璃棱镜，其中∠A=30°，D点在AC边上，A、D间距为L，AB=2L。一条光线平行于AB边从D点射入棱镜，经AB边反射后垂直BC边射出，已知真空中的光速为c，求：

（1）通过计算说明光束能否在AB面上发生全反射；

（2）光束在三棱镜中传播的时间。

【答案】（1）能；（2）

【解析】

【详解】光路如图所示

（1）因为光线垂直边射出，可知，光线在点发生反射，根据光的反射定律有，根据几何关系可知，光线平行于边从点射入棱镜，入射角，由折射定律有

根据几何关系可得光束在界面上的入射角大于临界角，因此光线能在面上发生全反射。

（2）为等腰三角形，由几何关系有

又

则

光线在棱镜中传播的路程为

光线在棱镜中传播的速度

光线在棱镜中传播的时间为

13. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损耗，使用2kV高压输电，最后用户得到“220V；9.5kW”的电能，求：

（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；

（2）输电线路导线电阻R；

【答案】（1）；（2）20

【解析】

【详解】（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比

（2）由P损＝IR，输送电流取决于输送电压及输送功率

I2＝

所以

R＝＝＝＝20

14. 如图所示，一个质量为m=1.5×10-4kg的小滑块，带有q=5×10-4C的电荷量，放置在倾角α=37°的光滑绝缘斜面上，斜面固定且置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，将脱离斜面（sin37°=0.6，c0837°=0.8，g取10m/s2）。求：

（1）小滑块带何种电荷；

（2）小滑块离开斜面时的瞬时速度多大；

（3）该斜面长度至少多长。

【答案】（1）带负电荷；（2）4.8m/s；（3）1.92m

【解析】

【分析】

【详解】（1）小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F。若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F的方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷。

（2）小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有

当FN=0时，小滑块开始脱离斜面，此时有

得

（3）下滑过程中，只有重力做功，由动能定理得

斜面的长度至少应为

15. 光滑平行导轨水平放置，导轨间距离L=0.1m，导轨左端通过开关与一恒流源相连，恒流源使电路中的电流始终保持，右端与半径为的两段光滑圆弧导轨相接，c、d为圆弧轨道最低点。空间有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度B=1T，当闭合开关S后，一根质量，长度略大于导轨间距的导体棒ab从静止开始，向右沿直线运动了0.5m的距离后进入了圆弧轨道，导轨电阻不计，。求：

（1）匀强磁场的方向及导体棒所受安培力大小；

（2）导体棒ab运动到cd位置时，对导轨的压力大小；

（3）导体棒ab最终能离开导轨竖直向上运动，求导体棒能到达的最大高度。

【答案】（1）匀强磁场方向竖直向下，0.2N；（2）；（3）0.28m

【解析】

详解】（1）安培力

根据左手定则知匀强磁场方向竖直向下；

（2）根据动能定理

解得

根据牛顿第二定律

根据牛顿第三定律得

（3）根据动能定理

解得