2021-2022学年浙江省湖州市三贤联盟高二下学期期中联考物理试题 （解析版）

2021学年第二学期湖州市三贤联盟期中联考

高二年级物理学科试题

第一部分：选择题

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

1. “垂钓绿湾春，春深杏花乱。潭清疑水浅，荷动知鱼散。”是唐代诗人储光羲的诗作《钓鱼湾》中的诗句，其中“潭清疑水浅”是由于发生了（　　）

A. 光的反射 B. 光的折射

C. 光的干涉 D. 光的衍射

【答案】B

【解析】

【详解】“潭清疑水浅”是诗人看到的水底是光从水中斜射入空气中时产生折射形成的虚像，属于光的折射，像的位置比实际位置要浅，所以看上去水底浅，ACD错误，B正确。

故选B。

2. 如图所示是电视机显像管原理示意图，为使电子束发生偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，如果要使电子束打在荧光屏O点上方的A点，则偏转磁场的方向为（　　）

A. 沿纸面向上

B. 沿纸面向下

C. 垂直纸面向里

D. 垂直纸面向外

【答案】D

【解析】

【详解】电子束以一定的速度向右运动，且向上偏转，由左手定则可知，偏转磁场方向应为垂直纸面向外，ABC错误，D正确。

故选D。

3. 课本中有以下图片，下列说法错误的是（　　）

A. 真空冶炼炉利用金属中涡流产生的热量使金属熔化

B. 使用电磁炉加热食物时可以使用陶瓷锅

C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的热损失

D. 用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用电磁感应工作的

【答案】B

【解析】

【详解】A．真空冶炼炉利用金属中涡流产生的热量使金属融化，故A正确，不符合题意；

B．使用电磁炉加热食物时，陶瓷锅内没有自由电荷，不能产生涡流，不会发热，故B错误，符合题意；

C．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯可以减小涡流，减小热损失，故C正确，不符合题意；

D．用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用电磁感应工作的，故D正确，不符合题意。

故选B。

4. 如图是一个正弦式交变电流的i-t图像，则该交流电（　　）

A. 有效值为10A B. 最大值为10A

C. 周期为 D. 频率为0.02Hz

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由图可知正弦式交流电的峰值为

由此可知，正弦式交流电的有效值为

A正确，B错误；

CD．由图可知正弦式交流电的周期为

由此可知，正弦式交流电的频率为

CD错误。

故选A。

5. 如图所示的四种光学现象，其中一种光学原理与其他几种不同的是（　　）

A. 光照射肥皂膜得到的图样 B. 光通过圆孔得到的图样

C. 泊松亮斑 D. 光照射针尖得到的图样

【答案】A

【解析】

【详解】A．光照射肥皂膜得到的图样，属于薄膜干涉现象；

B．光通过圆孔得到的图样，属于衍射现象；

C．泊松亮斑属于衍射现象；

D．光照射针尖得到的图样属于衍射现象。

本题选择光学原理与其他三种不同的，故选A。

6. 下列说法中正确的是（　　）

A. 通电导线处在磁场中，一定受到安培力的作用

B. 电荷在磁场中运动，一定受到洛伦兹力的作用

C. 只要穿过电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流

D. 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化

【答案】D

【解析】

【详解】A．当通电导线处在磁场中与磁感线平行时不受安培力的作用，故A错误；

B．当电荷速度方向与磁感线平行时不受洛伦兹力的作用，故B错误；

C．只有穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中才一定有感应电流，故C错误；

D．感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D正确。

故选D。

7. 某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落应急安全装置如图所示，在电梯挂厢上安装永久磁铁，并在电梯的井壁上铺设闭合线圈，这样可以在电梯突然坠落时减小对电梯内乘客的伤害。当电梯中的永久磁铁坠落至图示位置时（　　）

A. 该安全装置使电梯停在空中

B. 线圈A、B中的感应电流方向相反

C. 只有线圈A在阻碍电梯下落

D. 只有线圈B在阻碍电梯下落

【答案】B

【解析】

【详解】A．电梯速度为零时，穿过两线圈的磁通量均没有变化，根据楞次定律可知，线圈对电梯均没有力的作用，该安全装置并不能使电梯停在空中，故A错误；

B．当电梯运动时，穿过两线圈的磁通量方向相同，一个增加一个减少，根据楞次定律可知，两线圈产生的感应磁场方向相反，根据安培定则可知，两线圈产生的感应电流方向相反，故B正确；

CD．由上知，两线圈均产生感应电流，感应电流产生的磁场，均阻碍电梯的运动，故CD错误。

故选B。

8. 小明同学借助光传感器分别用红光和绿光（其他条件不变）做“双缝干涉实验”和“单缝衍射实验”，得到下列四幅光照强度分布图线。其中红光单缝衍射光照强度分布图线是（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】单缝衍射图样中的中央明条纹最宽，双缝干涉图样中的各明条纹宽度相等，所以AB项为单缝衍射图样，CD项为双缝干涉图样。又因为红光比绿光波长长，所以其单缝衍射的中央明条纹比绿光的宽，故选B。

9. 一种用磁流体发电的装置如图所示。已知等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度喷射入磁感应强度为B的匀强磁场中（速度方向与磁场方向垂直），在磁场中有两块平行金属板A、B，板间距离为d，忽略粒子的重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A. 金属板A是电源的正极

B. 稳定后，发电机的电动势是Bdv

C. 其他条件不变，只增大磁感应强度，发电机的电动势减小

D. 其他条件不变，只增大等离子体的射入速度，发电机的电动势减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据左手定则可知，带正电的粒子向下偏转，则金属板B是电源的正极，故A错误；

B．稳定后，洛伦兹力与电场力平衡

发电机的电动势

故B正确；

CD．由上式可知，其他条件不变，只增大磁感应强度或只增大等离子体的射入速度，发电机的电动势增大，故CD错误。

故选B。

10. 在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环，导体环面积为S=0.1m2，导体环的总电阻为。规定导体环中电流的正方向如图甲所示，磁场向上为正。磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示，。则（　　）

A. t=1s时，导体环中电流为零

B. 第2s内，导体环中电流为负方向

C. 第3s内，导体环中电流为10-2A

D. 第4s内，通过导体环中某一截面的电荷量为10-3C

【答案】D

【解析】

【详解】A．t=1s时，磁感应强度的变化率不为零，所以导体环中磁通量的变化率不为零，电流不为零，故A错误；

B．第2s内，导体环中磁通量向上增大，根据楞次定律可知电流为正方向，故B错误；

C．第3s内，导体环产生的感应电动势大小为

导体环中的电流为

故C错误；

D．根据前面分析可推知第4s内，导体环中产生的感应电流仍为0.001A，所以通过导体环中某一截面的电荷量为

故D正确

故选D。

11. 每年夏季，我国多地会出现如图甲所示日晕现象。日晕是当日光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。如图乙所示是一束太阳光射到六角形冰晶时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光。已知光的频率越大，在同一种介质中的折射率就越大，则（  ）

A. a光的频率比b光大

B. 在冰晶中，b光的传播速度比a光小

C. 通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距比a光大

D. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光小

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图看出，太阳光射入六角形冰晶时，a光偏折角小于b光的偏折角，则六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，所以a光的频率比b光小，故A错误；

B．六角形冰晶对a光的折射率小于对b光的折射率，根据

可知在冰晶中，b光的传播速度比a光小，故B正确；

C．由于a光的频率比b光小，则a光波长大于b光波长，根据

可知，通过同一装置发生双缝干涉，b光的相邻亮条纹间距较小，故C错误；

D．根据

可知从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角较大，故D错误。

故选B。

12. 回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（　　）

A. 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大

B. 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短

C. 若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当减小才能正常工作

D. 不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器也能用于加速α粒子

【答案】B

【解析】

【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，质子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有

   ①

解得

   ②

质子的最大动能为

   ③

由③式可知Ekm与交流电压U无关，只增大交流电压U，质子获得的最大动能不变，故A错误；

CD．质子每个运动周期内被加速两次，交流电源每个周期方向改变两次，所以交流电源的周期等于质子的运动周期，即

   ④

所以

    ⑤

由⑤式可知若磁感应强度B增大，交流电频率f必须适当增大才能正常工作，且由于α粒子和质子的比荷不同，所以不改变磁感应强度B和交流电频率f，该回旋加速器不能用于加速α粒子，故CD错误；

B．设质子在回旋加速器中加速的次数为n，根据动能定理有

   ⑥

解得

   ⑦

质子在回旋加速器中运行时间为

   ⑧

由⑧式可知若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短，故B正确。

故选B。

13. 如图所示为固定的长为L的水平绝缘管，内壁粗糙，管处在大小为B、方向垂直管向里的匀强磁场中。一质量为m、带电量为+q的小物块以水平向右的初速度v0进入绝缘管（管的内径略大于物块大小），则（　　）

A. 小物块离开绝缘管时的速度大小不可能为v0

B. 小物块离开绝缘管时的速度大小不可能为

C. 该过程摩擦力对小物块所做的功可能为

D. 该过程摩擦力对小物块所做的功不可能为

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据左手定则判断，小物块在绝缘管内运动时受到竖直向上的洛伦兹力，当速度满足

即

小物块在绝缘管中做匀速直线运动，以速度离开绝缘管，A错误；

BD．当小物块的速度满足

小物块受力如图所示

由此可知小物块做加速度减小的直线运动，当速度减为

若此时尚未滑出绝缘管，则之后将做匀速直线运动。若离开绝缘管时小物块匀速直线运动，则此过程中摩擦力对小物块所做的功为

BD错误；

C．小物块在绝缘管中的运动可能为匀速直线运动，或者先做加速度减小的减速运动再匀速，或者一直做加速度增大的减速运动且有可能减速为零，因此，摩擦力做的功可能是到之间的某一值，所以该过程摩擦力对小物块所做的功可能为，C正确。

故选C。

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只有一个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）

14. 下列关于光说法正确的是（　　）

A. 光的偏振现象说明光是一种横波

B. 立体电影是利用了光的衍射现象

C. 利用激光的相干性好可以进行精准的测距

D. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象

【答案】AD

【解析】

【详解】A．偏振时横波特有的现象，故A正确；

B．两只眼睛分别看到两个画面，它们是相互垂直的两束偏振光，产生立体感，故B错误；

C．利用激光的平行度好，可以在雷达上进行精准的测距，故C错误；

D．利用光的干涉现象观察是否出现凹凸条纹，若没有出现凹凸条纹，说明是平整的，故D正确。

故选AD。

15. 在如图所示的电路中，L是自感系数很大的线圈，现将开关断开，则有可能（　　）

A. 灯泡马上熄灭 B. 灯泡过一会儿再熄灭

C. 灯泡不会熄灭 D. 灯泡亮一下再熄灭

【答案】BD

【解析】

【详解】由题意可知，不能确定线圈的直流电阻与灯泡的电阻大小关系，则不能确定线圈支路的电流与灯泡电流大小关系；当开关断开，则灯泡中的原电流立即消失，但是线圈L由于自感要阻碍自身电流的减小，线圈L中的电流逐渐减小，由于线圈L与灯泡组成回路，线圈L中的电流要经过灯泡，所以灯泡中的电流突然变化且电流为反方向，然后逐渐减小到0，故灯泡可能闪亮一下再熄灭，也可能逐渐熄灭，故BD正确，AC错误；

故选BD。

16. 某个小水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为220V，在输电线上损失的功率为5kW（即用户得到的功率为95kW）。下列判断正确的是（　　）

A. 输电线上通过的电流为25A

B. 升压变压器输出的电压为400V

C. 升压变压器的匝数比为1：16

D. 降压变压器的匝数比为190：11

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．根据

求得

A正确；

B．变压器不损耗能量，功率不变，根据

求得输出电压为

B错误；

C．根据可得

升压变压器的匝数比为1：16，C正确；

D．降压变压器输入端电压

又由可得

D正确．

故选ACD

第二部分：非选择题

三、实验探究题（本题共2小题，每空2分，共16分）

17. 小华同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。

（1）首先按图甲所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图乙所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是________（填字母）；

A．检查电流计测量电路的电流是否准确

B．检查干电池是否为新电池

C．判断电流计指针偏转方向与电流方向的关系

（2）再利用图丙所示的装置做实验。图丙中螺线管上的粗线是导线的绕行方向，若要观察到电流计指针向右偏转，则图丙中条形磁铁的运动情况是________（选填“向下插入”或“向上拔出”）。

【答案】    ①. C    ②. 向下插入

【解析】

【详解】（1）[1]由图甲可知，电流从电流计正接线柱流入，电流计的指针向右偏转，由图乙可知，电流从电流计负接线柱流入，电流计的指针向左偏转，因此，可以根据电流计指针的偏转方向判断电路中电流方向，故AB错误C正确。

故选C。

（2）[2]由图丙电流计可知，丙电路中的电流由电流计的正极流入电流计，根据楞次定律可知，图丙中条形磁铁的运动情况是向下插入。

18. 小亮同学利用如图丁所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验。

（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是________（填字母）；

（2）实验中将电源接在如图丁所示原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为________（填字母）。

A．1.5VB．5.0VC．7.0V

【答案】    ①. BD    ②. C

【解析】

【详解】(1)[1]实验中需要用到的是交流电源和交流电压表，不需要干电池和直流电压表。

故选BD。

(2)[2]若是理想变压器，有

依题意，有

联立，可得

考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。

故选C。

19. 小军同学利用如图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”实验。

(1)小军同学进行观察时，透过测量头观察到了干涉条纹，但条纹不清晰，为了使条纹清晰，小军同学应________（填字母）；

A．将毛玻璃换成透明玻璃

B．调节拨杆

C．调节测量头的位置

(2)若想增加从目镜中观察到的条纹数量，则小军同学应________（填字母）；

A．将透镜向靠近单缝的方向移动

B．使用间距更大的双缝

C．将光源向靠近透镜的方向移动

D．将毛玻璃向远离双缝的方向移动

(3)测量中，分划板中央刻线对齐某一条亮纹的中央时，游标卡尺的游尺位置如图乙所示，则游标卡尺读数为________cm。

(4)小军同学已测出该装置中双缝、毛玻璃之间的距离为L，又测出他记录的第1条亮条纹中央到第6条亮条纹中央的距离为∆x，若双缝间距为d，则计算该单色光波长的表达式为________（用题中所给字母表示）。

【答案】    ①. B    ②. B    ③. 1.07    ④.

【解析】

【详解】(1)[2] A．将毛玻璃换成透明玻璃后看不到条纹，A错误；

B．调节拨杆，使单缝和双缝平行，条纹更清晰，B正确；

C．调节测量头的位置，不能改变条纹的清晰程度，C错误。

故选B。

(2)[2] AC．将透镜向靠近单缝的方向移动，或者将光源向靠近透镜的方向移动，均不能增加从目镜中观察到的条纹数量，有可能看不到条纹，AC错误；

B根据

增加双缝之间的距离d，条纹间距Δx减小，可以增加从目镜中观察到的条纹数量，B正确；

D．根据

将毛玻璃向远离双缝的方向移动，L增大，条纹间距Δx增大，从目镜中观察到的条纹数量减少，D错误。

故选B。

(3)[3]游标卡尺读数为

(4)[4]根据题意得

解得

四、计算题（本题共4小题，共39分）

20. 半径为R的半圆柱形玻璃砖的截面如图所示，O为圆心。单色光A沿半径方向从a处射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，。平行于A的同种单色光B从最高点b射入玻璃砖后，折射到MN上的一点D（D点在图中未画出），光在真空中传播的速度为c，求：

（1）玻璃砖的折射率；

（2）D点到O点的距离；

（3）光线B在玻璃中由b点传播至D点的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）临界角C＝45°，由公式可得

（2）由折射定律有

可得

，

由几何关系可得

（3）该单色光在玻璃中的传播速度v有

根据几何关系可知，光在玻璃中传播的路程s有

故传播时间t有

可得

21. 如图所示为交流发电机示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，图示位置线圈平面与磁感线平行。正方形线圈abcd绕垂直于磁场的轴逆时针方向匀速转动，角速度。已知，线圈匝数匝，线圈的电阻，灯泡电阻，其他电阻忽略不计。求：

（1）线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值；

（2）线圈转动过程中感应电流的最大值；

（3）从图示位置转动一周过程中，灯泡产生的热量。

【答案】（1）（2）；（3）J

【解析】

【详解】（1）当线圈与磁场垂直时，穿过线圈的磁通量最大，根据公式，代入数据可得

（2）根据题意可知，感应电动势最大值为

感应电流的最大值为

（3）电流的有效值为

又有

灯泡R上产生的焦耳热为

22. 如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨间距为L，导轨平面与水平面的夹角为。导轨顶端连接一个阻值为R的电阻。在MN下方存在方向垂直于导轨平面向上、大小为B的匀强磁场。质量为m的金属棒AB自MN上方某处由静止开始沿导轨下滑，刚进入磁场时的速度大小为v0。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻。

（1）求金属棒AB刚进入磁场时棒中感应电流I的大小和方向；

（2）求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；

（3）已知金属棒在磁场中下滑了距离x，求此过程中通过电阻的电荷量q。

【答案】（1），方向由B指向A；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）金属棒刚进磁场时感应电动势为

感应电流为

方向由B指向A。

（2）设金属棒在磁场中最大速率为vm，此时棒匀速运动，安培力与重力下滑分力平衡，则有

解得

（3）设金属棒进入磁场后下滑距离为x，则

解得

23. 如图甲所示，矩形区域，其中ab=2L，ad=L，P为ab边上的中点。一带电粒子（不计重力）以某一速度从P点垂直于ab边射入矩形区域。若该空间只存在方向平行矩形平面由a指向b、大小为E的匀强电场，该带电粒子恰能从c点飞出。如图乙所示，若该空间只存在方向垂直于矩形平面、大小为B的匀强磁场，该粒子恰能从d点飞出。

（1）判断带电粒子的带电性质（带正电还是负电）和图乙中磁感应强度的方向；

（2）求带电粒子的初速度的大小；

（3）若保持初速度不变，带电粒子在图甲所示电场中运动一段时间后撤去电场同时加上和图乙相同的磁场，最终带电粒子恰好垂直于边飞出区域。求带电粒子在电场中的运动时间t。（不考虑撤去电场加上磁场所引起的电磁辐射的影响）

【答案】（1）带正电，垂直矩形平面向外；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）若该空间只存在方向平行矩形平面由a指向b、大小为E的匀强电场，该带电粒子恰能从c点飞出，可知粒子受电场力的方向向上，所以粒子带正电；若该空间只存在方向垂直于矩形平面、大小为B的匀强磁场，该粒子恰能从d点飞出，可知粒子在P点受洛伦兹力的方向向下，由左手定则可知磁场垂直矩形平面向外。

（2）设带电粒子在磁场中运动半径为，由几何关系可知

洛仑兹力提供向心力

在电场中做类平抛运动

解得

（3）带电粒子前半段做类平抛运动，后半段做匀速圆周运动，如图所示

根据几何关系，有

即

其中

解得

将代入解得