2021-2022学年四川省凉山州西昌市高二下学期期中检测物理试题 （解析版）

西昌市2021—2022学年度下期期中检测

高二物理

本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，试题卷4页，答题卡2页。全卷满分为100分，考试时间为90分钟。

答题前考生务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置；选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，其他试题用0.5毫米签字笔书写在答题卡对应题框内，不得超越题框区域。考试结束后将答题卡收回。

第Ⅰ卷（选择题　共48分）

一、选择题（本题有12小题，每小题4分，共48分。1~8小题只有一个选项正确，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1. 关于涡流，下列说法中不正确的是（　　）

A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置

B. 家用电磁炉可以加热由铁质、铝质、甚至绝缘材料制成的各类锅体

C. 电磁阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动

D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

【答案】B

【解析】

【详解】A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置，选项A正确，不符合题意；

B．家用电磁炉锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故B错误，符合题意；

C．根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确，不符合题意；

D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流，选项D正确，不符合题意。

故选B。

2. 如图所示，a环是铝环，b环是塑料环，横梁水平静止，横梁可绕中间的支点转动。某同学在实验时，若用磁铁的一极靠近a环或b环，则可以观察到的现象是（　　）

A. 磁铁N极移近a环时，a环远离磁铁

B. 磁铁S极移近a环时，a环靠近磁铁

C. 磁铁N极移近b环时，b环靠近磁铁

D. 磁铁S极移近b环时，b环远离磁铁

【答案】A

【解析】

【详解】AB．a环是铝环且闭合，磁铁移近a环时，产生感应电流，环受力，根据楞次定律“来拒去留”可知，无论是磁铁N极移近a环还是磁铁S极移近a环时，a环都会远离磁铁，故A正确，B错误；

CD．b环是塑料环，磁铁移近b环时，环内不产生感应电流，因此环不受到磁场的作用，b环不动，故CD错误。

故选A。

3. 如图甲所示，绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，在圆环的正上方放置一个螺线管，在螺线管中通入如图乙所示的电流，设电流从螺线管a端流入为正，以下说法正确的是（　　）

A. 俯视来看第1s内圆环中有逆时针方向的感应电流

B. 第2s内和第3s内圆环中的感应电流方向相反

C. 1s末圆环对桌面的压力小于圆环的重力

D. 2s末圆环对桌面的压力等于圆环的重力

【答案】D

【解析】

【详解】A．第1s内圆环中的磁通量向上增大，根据楞次定律可知，俯视来看第1s内圆环中有顺时针方向的感应电流，故A错误；

B．第2s内圆环中的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，俯视来看第2s内圆环中有逆时针方向的感应电流，第3s内圆环中的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，俯视来看第3s内圆环中有逆时针方向的感应电流，故第2s内和第3s内圆环中的感应电流方向相同，故B错误；

C．1s末螺线管中电流的变化率为零，则圆环中磁通量变化率为零，感应电流为零，与螺线管的相互作用力为零，此时圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故C错误；

D．2s末螺线管中电流为零，产生的磁场为零，与圆环的相互作用力为零，此时圆环对桌面的压力等于圆环的重力，故D正确。

故选D。

4. 如图所示，图甲整个空间均有磁场，图乙磁场只分布在cd边左侧。匀强磁场磁感应强度均为B，单匝线圈abcd面积为S，均绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，则图甲和图乙两种转动方式产生的热功率之比为（　　）

A.  B.  C. 4∶1 D.

【答案】A

【解析】

【详解】设ab边长为L1、bc边长为L2，以图甲转动方式线圈产生的正弦感应电动势最大值为

热功率为

以图乙转动方式线圈产生的正弦感应电动势最大值为

这种方式下线圈在一个周期内只有半个周期切割磁感线，则热功率为

所以

故选A。

5. 如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，线圈L的直流电阻不计，灯泡L1与理想二极管D相连，下列说法中正确的是（　　）

A. 闭合开关S的瞬间，L1逐渐变亮，L2立刻变亮

B. 闭合开关S稳定后，L1比L2更亮

C. 断开S的瞬间，L2会立即熄灭

D. 断开S的瞬间，a点的电势比b点低

【答案】C

【解析】

【详解】A．闭合开关S后，线圈自感只是阻碍流过L的电流增大，则两灯立刻亮，故A错误；

B．闭合开关S稳定后，因线圈L的直流电阻不计，所以L1与二极管被短路，导致灯泡L1不亮，而L2将更亮，故B错误；

CD．断开S的瞬间，L2会立刻熄灭，线圈L与灯泡L1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势高于b端，感应电流方向与二极管正方向相反，所以回路中没有电流，故D错误，C正确。

故选C。

6. 如图所示为一远距离输电示意图，发电机的输出电压U1和输电线的电阻r均不变，变压器均为理想变压器。随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，下列说法中正确的是（　　）

A. 变压器的输出电压U2减小

B. 变压器的输出电压U4增大

C. 输电线上电流I3增大

D. 输电线损耗的功率减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．升压变压器原副线圈的电压满足

由于发电机的输出电压U1和匝数比不变，故变压器的输出电压U2不变，故A错误；

C．随炎热夏季的来临，空调、冷风机等大功率电器使用增多，电流I4变大，降压变压器两侧电流满足

匝数比不变，可知I3变大，故C正确；

BD．I3变大，输电线损耗的电压

损耗的功率

均变大，降压变压器原线圈的电压

可知U3减小，进一步导致U4减小，故BD错误

故选C。

7. 甲图中的水平弹簧振子在内的振动图像如图乙所示，规定向右为正方向，下列说法中正确的是（　　）

A. t=0.5s时振子的回复力方向向正方向

B. t=2s时弹簧的长度最长

C. 2s~3s振子在做减速运动

D. 0.5s~2.5s振子运动的路程为16cm

【答案】D

【解析】

【详解】A．t=0.5s时振子在平衡位置右侧，则此时的回复力方向向负方向，选项A错误；

B．t=2s时振子的位移负向最大，则此时弹簧的长度最短，选项B错误；

C．2s~3s振子从左侧最大位置向平衡位置移动，则在做加速运动，选项C错误；

D．0.5s~2.5s，即经过半个周期，则振子运动的路程为2A=16cm，选项D正确。

故选D。

8. 工厂测机器转速可用一种振动式转速计，它是由十几个安装在同一支架上的钢片做成，每个钢片的固有频率都不相同。使用时，将振动式转速计固定在机器的某个位置，受机器转动的影响，钢片会跟着振动，通过比较钢片的振动情况可知机器的转速。下列说法正确的是（　　）

A. 机器工作时所有钢片的振动幅度都相同

B. 机器工作时所有钢片的振动频率都相同

C. 若机器的转速为，则稳定时固有频率为的那一个钢片振动幅度最小

D. 若机器转速增加则所有钢片的振动幅度都会增加

【答案】B

【解析】

【详解】A．每个钢片的固有频率都不相同，所以振幅不同，故A 错误；

B．所有钢片的振动频率都等于驱动力频率，故B正确；

C．转速为

则机器的驱动力频率数值与转速数值相等，为

所以钢片的固有频率相等，发生共振，振幅最大，故C错误；

D．机器转速增加则驱动力频率增大，由于钢片的固有频率未知，无法判断钢片振幅的变化情况，故D错误。

故选B。

9. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形图如图所示，此时波刚好传到P点，t=0.3s时质点P第一次到达负方向最大位移处，则（　　）

A. 此波波源的起振方向沿y轴负方向

B. 该简谐横波的波速为10m/s

C. 一观察者从处沿x轴向坐标原点运动时，接收到该波的频率为2.5Hz

D. 该波在传播过程中遇到尺寸为1m的障碍物会发生明显的衍射现象

【答案】BD

【解析】

【详解】A．简谐横波沿x轴正方向传播，由“上下坡”法可知，质点P开始振动时的运动方向沿y轴正方向，所以此波波源的起振方向沿y轴正方向，故A错误；

B．t=0.3s时，质点P第一次到达负方向最大位移处，由

可知周期为

由图可知波长为

所以波速为

故B正确；

C．波源振动频率为

由多普勒效应可知，沿x轴向坐标原点运动时，接收到该波的频率大于2.5Hz。

故C错误；

D．障碍物尺寸和波长相近或波长大于障碍物尺寸时，会发生明显的衍射现象，故D正确。

故选BD。

10. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=2m处的质点的振动图象如图1所示，在x=8m处的质点的振动图象如图2所示，下列说法正确的是（　　）

A. 该波的传播速度可能为2m/s

B. x=2m处的质点在平衡位置向+y方向振动时，x=8m处的质点在波峰

C. 该波的波长可能为8m

D. 在0～4s内x=2m处和x=8m处的质点通过的路程均为6cm

【答案】BC

【解析】

【详解】C．简谐横波沿x轴正方向传播，由图可知，t=0时刻，x1=2m处质点位于波谷，x2=8m处在t=9s时刻才位于波谷，时间相差

所以

得到波长为

当n=0时，，选项C正确；

A．由图可知，该波的周期为12s，则该波的波速

当n=0时，；

当n=1时，。

可知该波的传播速度不可能为2m/s，选项A错误；

B．简谐横波沿x轴正方向传播，在x=2m处的质点在平衡位置向+y方向振动时（如t=3s时），x=8m处的质点在波峰，选项B正确；

D．由图可知，在0～4s内x=2m处质点通过的路程为6cm，而x=8m处的质点通过的路程为小于6cm，选项D错误。

故选BC。

11. 如图1所示，单边有界匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B。边长为L、电阻为R的匀质正方形金属线框abcd在外力作用下从磁场边界左侧沿纸面向右运动并进入磁场，线框ab边始终与磁场边界平行，线框进磁场过程线框中的电流随时间变化如图2所示，t0时刻刚好完全进入，则（　　）

A. 线框一定是变加速进入磁场

B. ab边进入磁场时的速度大小为

C. ab边进入磁场时ab边的电压为

D. 线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量为3I0t0

【答案】BC

【解析】

【详解】A．感应电流为

电流与速度成正比，由图2可知，电流随时间均匀增大，所以速度随时间均匀增大，做匀加速直线运动，故A错误；

B．ab边进入磁场时的，电流为，则此时的速度为

故B正确；

C．ab边切割磁感线，相当于电源，ab边的电压为路端电压，金属线框是匀质正方形，则ab边进入磁场时ab边的电压为

故C正确；

D．电流随时间均匀变化，电流平均值为

线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量为

故D错误。

故选BC。

12. 一交流电源电压，已知变压器原、副线圈匝数比为，灯泡的额定功率为16W，灯泡的额定功率为18W，排气扇电动机线圈的电阻为，电流表的示数为4A，用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（　　）

A. 电压表示数为20V

B. 流过灯泡的电流为40A

C. 排气扇电动机的热功率9W

D. 整个电路消耗的功率88W

【答案】CD

【解析】

【详解】A．副线圈电流为4A,由

得原线圈电流为

由

得两端电压为

原线圈两端电压为

由

得副线圈两端电压，即电压表示数为

故A错误；

B．副线圈电流为4A,由

得原线圈电流为

故B错误；

C．根据

灯泡电流为

电动机的电流为

电动机热功率为

故C正确；

D．整个电路的总功率为

故D正确

故选CD。

第Ⅱ卷　非选择题（共52分）

二、实验题（共16分，每空2分）

13. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为L，再用游标卡尺测量摆球的直径为D，某次测量游标卡尺的示数如图2所示。

回答下列问题：

（1）从图2可知，摆球的直径为D＝________ mm；

（2）某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为Δt，则该单摆的周期为______________；

（3）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出几组对应的l和T的数值，以l为横坐标、T2为纵坐标作出T2­l图像，但同学们不小心每次计算摆长都把小球半径忘记加入了，由此得到的T2­l图像是图3中的______（选填①、②、③），由图像可得当地重力加速度g＝________；由此得到的g值______。（选填“偏小”“不变”“偏大”）

【答案】    ①. 17.6    ②.     ③. ③    ④.     ⑤. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]摆球的直径为

（2）[2]该单摆的周期为

（3）[3]小球半径忘记加入，则单摆的实际周期公式为

当

l=0

时，图像交于纵轴正半轴，所以应该是图线③。

[4]由周期公式可得

斜率为

当地重力加速度为

[5]图线斜率不受影响，故由此得到的g值不变。

14. 压敏电阻由在压力作用下发生形变进而导致电阻率发生变化的材料组成，为了探究某压敏材料的特性，有人设计了如下的电路，其中电源电动势为E、内阻约为r，两个电流表量程相同，一个电流表内阻已知，另外一个电流表内阻较小但阻值未知。

（1）电路图中哪个电流表的内阻已知________（填“A1”或“A2”）。

（2）在某一个压力测试下，两个电流表A1和A2读数分别为I1和I2，则压敏电阻的阻值＝__________。

（3）经过测试获得压敏电阻的阻值和压力的关系图如图所示，以竖直向下为正方向，则阻值和压力的关系式是__________。

【答案】    ①. A1    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]需要求出压敏电阻的电压，可利用A1的示数乘以的内阻A1来求，故A1的内阻已知。

（2）[2]根据欧姆定律得

（3）[3]由图像可知，当时

斜率为

阻值和压力的关系式为

三、计算题（本大题3个小题，共计36分，解答应写出文字说明、计算过程或演算步骤，只写出结果的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 一列简谐横波在t＝0 s时的波形图如图（a）所示，O、P是介质中的两个质点。图（b）是质点P的振动图像。求：

（1）波速及波的传播方向；

（2）质点O的振动方程。

【答案】（1）18 cm/s，x轴负方向传播；（2）

【解析】

【详解】（1）由题图（a）可以看出，该波的波长为

λ＝36 cm

由题图（b）可以看出，周期为

T＝2 s

波速为

由题图（b）知，当t＝0s时，P点向上运动，结合题图（a）可得，波沿x轴负方向传播。

（2）设质点O的振动方程为

其中

t＝0s时有

可得

即

16. 如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。（π≈3.14）求：

 （1）感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电压表的示数；（结果保留3位有效数字）

（3）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。

【答案】（1）e＝314cos（100πt）V；（2）200V；（3）0.1 C

【解析】

【详解】（1）线圈的角速度

ω＝2πn＝100π rad/s

题图位置的感应电动势最大，其大小为

Em＝NBl1l2ω

代入数据得

Em＝314 V

感应电动势的瞬时值表达式为

e＝Emcos ωt＝314cos（100πt）V

（2）电动势的有效值

电压表示数为

（3） 由

，，

从t＝0时起线圈转过90°的过程中，Δt内流过电阻R的电荷量

代入数据得

q＝0.1 C

17. 如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距L＝0.2m，左端接有阻值R＝0.3Ω的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1.0T。一根质量m＝0.2kg、电阻r＝0.1Ω的金属棒ab垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移x＝9m时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度v=4m/s。当金属棒离开磁场时撤去外力F，接着金属棒沿弯曲轨道上升。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ＝0.1，导轨电阻不计，金属棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触，取g＝10 m/s2。求：

（1）金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h；

（2）金属棒在磁场中速度为2m/s时的加速度大小；

（3）金属棒在磁场区域运动过程中，金属棒上产生的焦耳热。

【答案】（1）0.8m；（2）1m/s2；（3）0.5J

【解析】

【详解】（1）对金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点的过程，根据机械能守恒定律得

解得

（2）当金属棒在磁场中以最大速度匀速运动时产生的感应电动势为

通过金属棒的电流为

根据平衡条件可得恒力F的大小为

当金属棒在磁场中速度为v′=2m/s时，同前面分析可得通过金属棒的电流为

设此时金属棒的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有

解得

a＝1m/s2

（3）根据功能关系可得金属棒在磁场区域运动过程中回路产生的总焦耳热为

根据焦耳定律可推知金属棒上产生的焦耳热为