[物理]甘肃省武威市凉州区2023-2024学年高二下学期期中质量检测试卷(解析版)

这是一份[物理]甘肃省武威市凉州区2023-2024学年高二下学期期中质量检测试卷(解析版)，共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每小题3分，共36分）
1. 如图所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角a为45°。一束光线垂直于ab面射入棱镜，又从ac面射出。出射光线与入射光线之间的夹角为15°，则此棱镜材料的折射率是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】光路图如图所示
由几何关系得，入射角，折射角，根据光路是可逆的，将r看成入射角，i看成折射角，由折射定律得，此棱镜材料的折射率
故A正确，BCD错误。
故选A。
2. 如图所示是一竖立的肥皂薄膜的截面，一束单色平行光射向薄膜，在薄膜上产生干涉条纹，则下列说法错误的是（ ）
A. 干涉条纹的产生是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果
B. 观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，薄膜上的干涉条纹是水平的
C. 观察干涉条纹时，薄膜上的干涉条纹是水平的，若薄膜在竖直面内转过90度角，则条纹将变成竖直的
D. 用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距比用黄光照射时小
【答案】C
【解析】A．由于重力的作用，肥皂薄膜形成了上薄下厚的形状，干涉条纹是光在薄膜前后两表面反射形成的两列光波叠加的结果，故A说法正确；
BC．观察干涉条纹时，应在入射光的同一侧，转动薄膜，由于重力的作用，薄膜仍然呈现如图所示的形状，且薄膜干涉是等厚干涉，同一条纹对应的薄膜厚度相同，故条纹是水平的，B说法正确，C说法错误；
D．其他条件相同时，干涉条纹间距与光的波长成正比，由于黄光波长较长，故用黄光照射薄膜产生的干涉条纹间距较大，用绿光照射薄膜产生的干涉条纹间距较小，故D说法正确。
此题选择错误选项，故选C。
3. 把一根柔软的螺旋形弹簧竖直悬挂起来，使它下端刚好跟杯中的水银面接触，并使它组成如图所示的电路，当开关S接通后将看到的现象是（ ）
A. 弹簧向上收缩B. 弹簧被拉长
C. 弹簧上下跳动D. 弹簧仍静止不动
【答案】C
【解析】当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程．故弹簧上下振动．
A. 弹簧向上收缩与分析不符，故A错误．
B. 弹簧被拉长与分析不符，故B错误．
C. 弹簧上下跳动与分析相符，故C正确．
D. 弹簧仍静止不动与分析不符，故D错误．
4. 将一段长L＝0.2m、通有电流I＝2.5A的直导线放入磁感应强度为B的磁场中，则关于其所受安培力F的说法正确的是（ ）
A. 若B＝2T，则F可能为1N
B. 若F＝0，则B也一定为零
C. 若B＝4T，则F一定为2N
D. 当F为最大值时，通电导线一定与B平行
【答案】A
【解析】A、如果B＝2T，当直导线垂直于磁场时，则由公式可得安培力的大小为F＝BIL＝2×2.5×0.2N＝1N．若不垂直，则通电导线受到的安培力小于1N，故A正确；
B、如果F＝0，直导线可能与磁场平行，则B不一定为零，故B错误；
C、如果B＝4 T，若垂直放置时，则安培力大小为F＝BIL＝4×2.5×0.2N＝2N．不垂直时安培力小于2N，故C错误；
D、如果F有最大值，通电导线一定与B垂直，故D错误，
故选A．
5. 下列关于磁感应强度的说法正确的是（ ）
A. 一小段通电导体放在磁场A处，受到的磁场力比B处的大，说明A处的磁感应强度比B处的磁感应强度大
B. 由可知，某处的磁感应强度的大小与放入该处的通电导线所受磁场力F成正比，与导线的I、L成反比
C. 一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零
D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向
【答案】D
【解析】A．安培力的大小不仅与B、I、L的大小有关系，还与B与I的夹角有关系，故A错误；
B．公式只是一个计算式，磁感强度是磁场本身的性质，与放不放电流元没有关系，故B错误；
C．当电流与磁场方向平行时所受安培力为零，但磁场不一定为零，故C错误；
D．人们规定小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向，故D正确。
故选D。
6. 一个闭合线圈放在变化的磁场中，线圈产生的感应电动势为E。若仅将线圈匝数增加为原来的4倍，则线圈产生的感应电动势变为（ ）
A. 4EB. 2EC. D.
【答案】A
【解析】根据法拉第电磁感应定律：
E=n，
可知仅将磁通量的变化率增加为原来的4倍时，线圈中的感应电动势变为4E，故BCD错误，A正确。
故选A。
7. 如图所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合线圈，则流过表的感应电流方向是（ ）
A. 始终由a流向b
B. 先由a流向b，再由b流向a
C. 始终由b流向a
D. 先由b流向a，再由a流向b
【答案】B
【解析】条形磁铁从左向右进入螺线管的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在增加，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向左，由安培定则知，感应电流的方向a→G→b；条形磁铁从左向右离开螺线管的过程中，原磁场方向向右，且磁通量在减少，根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，所以感应电流的磁场向右，由安培定则知，感应电流的方向b→G→a，故ACD错误，B正确．
8. 为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格，可采取的措施有（ ）
A. 提高输送功率
B. 应用超导体材料做输电线
C. 提高高压输电的电压
D. 减小输电导线的横截面积
【答案】C
【解析】AC．输电线路中损耗的功率为
P＝I2r
可见，要减少远距离输电的损耗，一方面可以减小输电电流，即提高高压输电的电压，提高输送功率，输电损耗也相应增加，故A错误，C正确；
BD．另一方面可以减小输电线的电阻，如增加输电导线的横截面积，或换用导电性能好的材料，但目前超导材料还没有进入大规模实用阶段，故BD错误。
故选C。
9. 关于交流电电压、电流的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）
A. 用电器铭牌上标明的电压为交流电电压的最大值
B. 电容器能否被击穿取决于交流电电压的最大值
C. 保险丝的熔断电流为交流电电流的最大值
D. 交流电电压有效值与最大值满足的关系为
【答案】B
【解析】A．用电器铭牌上标明的电压为交流电电压的有效值，A错误；
B．电容器能否被击穿取决于交流电电压的最大值，B正确；
C．保险丝的熔断电流为交流电电流的有效值，C错误；
D．只有在正弦交流电中，交流电电压的有效值与最大值满足的关系才为
D错误。
故选B。
10. 下列说法中正确的是（ ）
A. 光是一种概率波，物质波也是概率波
B. 麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在
C. 某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率和波长都将改变
D. 紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时也一定有电子向外发射
【答案】A
【解析】A．光是一种概率波，物质波也是概率波，A正确；
B．麦克斯韦预言了电磁波的，赫兹首次通过实验证实了电磁波的存在，B错误；
C．某单色光从一种介质进入到另一种介质，其频率由波源决定，不会改变，但波长将改变，C错误；
D．入射光的频率大于金属的极限频率时，才能发生光电效应，红光的频率小于紫光的频率，故紫光照射某金属时有电子向外发射，红光照射该金属时不一定有电子向外发射，D错误。
故选A。
11. 下列有关电磁场理论的说法中正确的是（ ）
A. 任何磁场都能在空间产生电场
B. 变化的磁场一定能产生变化的电场
C. 非均匀变化的电场能产生变化的磁场
D. 在电磁场中，变化的电场和变化的磁场是分立的
【答案】C
【解析】ABC．根据麦克斯韦电磁场理论，稳定的磁场不产生电场，变化的磁场产生电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，反之也对，所以选项A、B错误，选项C正确；
D．电磁场的电场和磁场是不可分割的整体，选项D错误。
12. 街道旁的路灯江海里的航标灯都要求夜晚亮白天关闭利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的（ ）
A. 压敏性B. 光敏性
C. 热敏性D. 三特性都利用了
【答案】B
【解析】根据题意可知灯要求夜晚亮白天熄，说明电路和光照有关，所以这是利用了半导体的光敏性，压敏性与压力有关，热敏性与温度有关，均不符合题意，ACD错误，B正确。
二、多选题（每小题4分，共12分，每题少选得2分，错选不得分）
13. 如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（ ）
A 微粒一定带负电B. 微粒可能做匀变速运动
C. 微粒的电势能一定增加D. 微粒的机械能一定增加
【答案】AD
【解析】
AB．如图所示，根据做直线运动的条件和受力情况可以知道，微粒一定带负电，因为洛伦兹力与速度有关，所以只能做匀速直线运动，所以A正确，B错误.
C．因为电场力向左，对微粒做正功，电势能一定减小，故C错误.
D．因为洛伦兹力不做功，由能量守恒可以知道，电势能减小，机械能一定增加，所以D正确.
14. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A. 原、副线圈匝数比为9:1
B. 原、副线圈匝数比为1:9
C. 此时a和b的电功率之比为9:1
D. 此时a和b的电功率之比为1:9
【答案】AD
【解析】考查了理想变压器，电功率的计算AB．设灯泡的额定电压为，两灯均能正常发光，所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误；
CD．根据公式可得，由于由于小灯泡两端电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确；
15. 如图所示为某水电站的输电原理图。升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，则（ ）
A. n1n2C. n3>n4D. n3【答案】AC
【解析】AB．根据
解得
n1A正确，B错误；
CD．根据
解得
n4C正确，D错误。
故选AC。
三、实验题（每空2分，共10分）
16. 为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．已知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．
（1）将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）．
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为____________（填：“顺时针”或“逆时针”）．
【答案】（1）顺时针 （2）逆时针
【解析】（1）由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈绕向如图所示，为顺时针．
（2）由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈绕向为逆时针．
17. 在“插针法测定玻璃砖的折射率”的实验中，取一块半圆形玻璃砖，O为圆心，如图所示，点P1、P2、P3、P4依次分别为四个插针位置，其中O、P1、P2三点在同一直线上
（1）下列实验操作不正确的是_____
A.大头针应竖直插在纸面上
B.直线OP2与MN的夹角不宜过小
C.在插大头针P4时，只需让P4挡住P3
D.大头针P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大些
（2）在某次测量中，测得∠P1OF＝，∠P4OE＝，则该玻璃砖的折射率为_____
（3）实验时，由于大头针P1、P2离界面MN较近，导致在MN另一侧无论怎样移动视线都无法观察到大头针P1、P2的像（其他操作均正确），其原因是______.
【答案】（1）C （2） （3）在MN界面发生了全反射
【解析】（1）[1]A．大头针都应垂直的插在纸面上，四根大头针相互平行，便于确定出射光线方向，故A正确；
B．入射角应尽量大些，可减小入射角的相对误差，故B正确；
C．插针时应使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P1、P2、P3的像，故C错误；
D．为了减小实验的相对误差，大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，这样由于相同视觉距离误差，引起的角度误差小些，故D正确。
故选C；
（2）[2]测得∠P1OF=，∠P4OE=，根据光的折射定律
（3）[3]由题，光线从玻璃进入空气时入射角为γ，折射角为i；根据光路可逆性，当光线从空气射向玻璃砖时，入射角为i，则折射角为γ，故玻璃的折射率为，在无论怎么调整观察位置，都不能从MN线下侧观察到P1、P2的像，说明在MN界面发生了全反射，是入射角γ大于或等于临界角C。
四、解答题（18小题12分，19，20小题各15分，共42分）
18. 如图所示，有一匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。有一段长L=1m的导线垂直磁场方向放置，当导线中通以I=8A的垂直直面向里的电流时。

（1）判断导线所受安培力的方向是竖直向上还是竖直向下。
（2）求导线所受到的安培力F的大小。
【答案】（1）竖直向下；（2）4N
【解析】（1）根据左手定则可知，导线所受安培力的方向是竖直向下。
（2）根据
解得
F=4N
19. 有一交流发电机，内阻不计，产生的电动势随时间变化的规律如图所示。将阻值为R=5Ω的电阻接到发电机上。求：
（1）写出感应电动势的瞬时值表达式；
（2）已知发电机线圈面积S=10cm2，总匝数n=20匝，求匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）电阻消耗的电功率P 。
【答案】（1） e =5sin 50πt（V）；（2） 1.6T；（3） 2.5 W。
【解析】（1）线圈转动的角速度为
电动势的瞬时值为
代入数据得
（2）感应电动势的最大值为：
代入数据解得B=1.6T；
（3）根据欧姆定律有
电阻消耗的电功率为
联立代入数据解得P=2.5 W。
答; （1）感应电动势的瞬时值表达式；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小B=1.6T；
（3）电阻消耗的电功率P=2.5 W 。
20. 用某种材料做成的直角三棱镜，如图所示，一束光线从面的中点P平行于底边射入棱镜，经面反射后垂直于边射出，已知长为a，真空中光速为c，则：
（1）请做出这束光线在三棱镜内的光路图；
（2）请求出该材料对光的折射率；
（3）请求出该光在三棱镜中的传播时间。
【答案】（1）光路图见解析；（2）；（3）
【解析】（1）画出光路如图：
（2）由几何关系可知，光线在P点的入射角i=60°，折射角为r=30°
则折射率

（3）光线在玻璃中的速度


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