广东省广州市执信中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题

2022-2023学年度第二学期

高二级物理科期中考试试卷

命题人：    审题人：

本试卷分选择题和非选择题两部分，共7页，满分为100分。考试用时75分钟。

注意事项：

1、答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和学号填写在答题卡和答卷密封内相应的位置上，用2B铅笔将自己的学号填涂在答题卡上。

2、选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；不能答在试卷上。

3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔在答卷纸上作答，答案必须写在答卷纸各题目指定区域内的相应位置上，超出指定区域的答案无效；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。

4、考生必须保持答题卡的整洁和平整。

第一部分 选择题（共47分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．各种不同频率范围的电磁波按频率由大到小的排列顺序是（　　）

A．γ射线、紫外线、可见光、红外线

B．γ射线、红外线、紫外线、可见光

C．紫外线、可见光、红外线、γ射线

D．红外线、可见光、紫外线、γ射线

2．在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述不符合史实的是（　　）

A．奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，该效应揭示了电和磁之间存在联系

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说

C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，会出现感应电流

D．楞次在分析了许多实验事实后提出，感应电流应具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

3．一位游客在海珠湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（　　）

A．0.5s B．0.75s C．1.0s D．1.5s

4．平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波

A．频率是30Hz B．波速是1m/s C．波长是3m D．周期是0.1s

5．一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图甲、乙所示．其中甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同．则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为(   )

A．1∶   B．1∶2    C．1∶4    D．1∶1

6．在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框；在导线框右侧有一宽度为d(d>L)的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下．导线框以某一初速度向右运动．t＝0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，随后导线框进入并通过磁场区域．下列v­t图像中，可能正确描述上述过程的是(　　)

A． B． C． D．

7．如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为B0。使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为（  ）

A． B． C． D．

8．如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、cd以速度匀速滑动，滑动过程PQ始终与垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（　　）

A．PQ中电流先增大后减小    B．PQ两端电压先减小后增大

C．PQ上拉力的功率先减小后增大    D．线框消耗的电功率先减小后增大

二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

9．某简谐振子，自由振动时的振动图像如甲图中实线所示，而在某驱动力作用下作受迫振动时，稳定后的振动图像如甲图中虚线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的

A．a点   B．b点   C．c点   D．一定不是c点

10．如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点以此时刻为计时起点的振动图象。则（　　）

A．质点振动的周期T=0.2s

B．该波的波速v=20m/s

C．因一个周期质点运动0.8m，所以波长λ=0.8m

D．从该时刻起经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3m

11．如图所示，固定的竖直光滑U型金属导轨，间距为L，上端接有阻值为R的电阻，处在方向水平且垂直于导轨平面、磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m、电阻为r的导体棒与劲度系数为k的固定轻弹簧相连放在导轨上，导轨的电阻忽略不计．初始时刻，弹簧处于伸长状态，其伸长量为x1=，此时导体棒具有竖直向上的初速度v0．在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．则下列说法正确的是（              ）

A．初始时刻导体棒受到的安培力大小F =

B．初始时刻导体棒加速度的大小

C．导体棒往复运动，最终静止时弹簧处于压缩状态

D．导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻R上产生的焦耳热

第二部分 非选择题（共53分）

三、实验题（请将答案写在答卷的相应空格处，共13分.）

12．（6分）小明利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。

（1）下列说法正确的是______。

A．摆线要选择适当细些、长些，弹性小些的细线

B．质量大、体积小的摆球可以减小空气阻力带来的影响

C．单摆偏离平衡位置的角度越大越好

D．为了减小误差，摆球应从最高点开始计时

（2）为了更精确测量摆长，小明用10分度的游标卡尺测量摆球直径如图乙所示，摆球直径为______mm。利用刻度尺测得摆线长为97.10cm，则该单摆的摆长l＝______cm。若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图丙可知该次实验中50次全振动所用时间为______s。

13．（7分）现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，此传感器的电阻R随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。目前国际公认的酒驾标准是“0.2mg/mL≤酒精气体浓度<0.8mg/mL”，醉驾标准是“酒精气体浓度≥0.8 mg/mL”。提供的器材有：

A．二氧化锡半导体型酒精传感器Rx

B．直流电源（电动势为4V，内阻不计）

C．电压表（量程为3V，内阻非常大，作为浓度表使用）

D．电阻箱（最大阻值为999.9Ω）

E．定值电阻R1（阻值为50Ω）

F．定值电阻R2（阻值为10Ω）

G．单刀双挪开关一个，导线若干

(1)图乙是酒精测试仪电路图，请在图丙中完成实物连线______；

(2)电路中R应选用定值电阻___________（填R1或R2）；

(3)为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：

①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向___________（填“c”或“d”）端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_______________mg/mL；

②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为“酒精浓度”；

③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。

(4)某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现该表恰好显示为醉驾，则电压表的实际电压为_________V。

四、计算题（3小题，共40分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.）

14．（12分）如图所示，表面光滑的绝缘平板水平放置在磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中，磁场方向垂直于竖直面向里。平板上有一个质量为m=0.5kg、电荷量为q=0.2C的带电小球，初始时刻小球静止在绝缘平板上，与绝缘平板左侧边缘的距离为d=2m。在外力作用下，绝缘平板以速度v=5m/s竖直向上做匀速直线运动，一段时间后小球从绝缘平板的左侧飞出。取重力加速度g=10m/s2。

（1）指出小球的电性，并求出小球在绝缘平板上运动时的最大水平速度；

（2）求小球对绝缘平板的最大压力。

15．（12分）某同学设计了一种新型着陆装置。如图，该装置由船舱、间距为l的平行导轨、产生垂直船舱导轨平面的磁感应强度大小为B的匀强磁场的磁体和“∧”型刚性线框组成，“∧”型线框ab边可沿导轨滑动并接触良好。船舱、导轨和磁体固定在一起，总质量为m，整个装置竖直着陆到地球表面前瞬间的速度大小为，接触地面后线框速度立即变为零。经过减速，在导轨下方缓冲弹簧接触地面前船舱已可视为匀速。假设船舱可视作阻值为的定值电阻，“∧”型线框7条边的边长均为l，电阻均为r；地球表面的重力加速度为g。整个运动过程中只有ab边在磁场中，线框与地球表面绝缘，不计导轨电阻和摩擦阻力。

（1）求着陆装置接触到地面后瞬间线框ab边产生的电动势E；

（2）通过画等效电路图，求着陆装置接触到地面后瞬间流过ab的电流；

（3）求船舱匀速运动时的速度大小v。

16．（16分）如图所示，间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内，在水平面a1b1b2a2区域内和倾角的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度B1=0.4T、方向竖直向上和B2=1T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻R=0.3、质量m1=0.1kg、长为l的相同导体杆K、S、Q分别放置在导轨上，S杆的两端固定在b1、b2点，K、Q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于K杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质定滑轮自然下垂，绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。已知小环在t=0时从静止被释放，以a=6m/s2的加速度沿绳下滑，K杆保持静止，Q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力F作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦，绳不可伸长。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）小环所受摩擦力的大小；

（2）Q杆所受拉力的瞬时功率；

（3）t=0至1s内整个系统产生的总热量以及这段时间内经过S杆的电荷量。

参考答案：

1．A

【解析】在电磁波谱中，各电磁波按照频率从小到大的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、α射线、γ射线，所以选项A正确．

2．C

【解析】A．1820年，丹麦物理学家奥斯特在实验中观察到电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在联系，故A符合史实；

B．安培根据通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场的相似性，提出了分子电流假说，很好地解释了软铁磁化现象，故B符合史实；

C．法拉第在实验中观察到，在通有恒定电流的静止导线附近的固定导线圈中，不会出现感应电流，故C不符合史实；

D．楞次在分析了许多实验事实后提出楞次定律，即感应电流应具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D符合史实；

不符合史实的故选C。

3．C

【解析】把船浮动简化成竖直方向的简谐运动，假设t=0时刻船上升到最高点，其振动方程为

y=10cm时，解得

在一个周期内的时刻为

，

其中满足题意要求的时间范围是、，所以在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是

故选C。

4．B

【解析】A．木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此其频率为

f=0.5Hz

故A错误；

C．又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以

sAB=

解得波长为

λ==2m

故C错误；

BD．周期为

T=s=2s

根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为

v==m/s=1m/s

故B正确，D错误。

故选B。

5．A

【解析】甲图中的磁场只在轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，

如图甲，电流表测得是有效值，所以

乙图中的磁场布满整个空间，线框中产生的感应电流如图乙，

所以

则，即A正确．

故选A。

6．D

【解析】线框进入磁场时，由右手定则和左手点则可知线框受到向左的安培力，由于，则安培力减小，故线框做加速度减小的减速运动；同理可知线框离开磁场时，线框也受到向左的安培力，做加速度减小的减速运动；线框完全进入磁场后，线框中没有感应电流，不再受安培力作用，线框做匀速运动，本题选D．

7．C

【解析】设半圆弧的半径为L，导线框的电阻为R，当从静止开始绕过圆心O以角速度ω匀速转动时，根据转动切割感应电动势公式得：线框中产生的感应电动势大小为

由欧姆定律得感应电流为

当线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得

又

根据欧姆定律得感应电流为

由题设知

于是得

解得，故选C。

8．C

【解析】设PQ左侧电阻为，则右侧电路的电阻为，所以外电路的总电阻为

在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电路电阻先增大后减小。

A．PQ中电流

先减小后增大，故A项错误；

B．PQ中电流先减小后增大，内电压先减小后增大，PQ两端电压(电源的路端电压)先增大后减小，故B错误；

C．PQ做匀速运动，拉力等于安培力，即

拉力的功率

先减小后增大，故C项正确；

D．外电路的电阻

当PQ运动到中间位置时，外电路的电阻最大为，小于电源内阻．

当内外电路电阻越接近，电源的输出功率越大；当内外电路电阻相等时，电源的输出功率最大。电源输出功率与外电阻的关系如图。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中，外电阻与电源内阻的大小关系是先接近再远离所以线框消耗的电功率(电源输出功率)先增大后减小，故D项错误。

故选C。

9．AD

【解析】自由振动时的振动图象如图甲中的实线所示，设周期为T1；而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的虚线所示，设周期为T2；显然T1＜T2；根据，有f1＞f2；图乙中c点是发生共振，驱动力频率等于固有频率f1；当受迫振动时，驱动力频率为f2＜f1，故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a点。

故选AD。

10．ABD

【解析】AB．由图甲读出波长

λ=4m

由图乙读出周期

T=0.2s

则波速为

故AB正确；

C．质点P在一个周期质点运动的路程为

s=4A=4×0.2m=0.8m

横波的波长等于振动在一个周期内传播的距离，不等于质点P在一个周期内通过的路程，故C错误；

D．由图乙可知质点P在t=0时刻向下振动，结合甲图知简谐波没x轴正方向传播，从该时刻起经过0.15 s，波沿x轴正方向传播的距离

x=vt=20×0.15=3m

故D正确。

故选ABD。

11．BC

【解析】A．导体棒的初速度为v0，初始时刻产生的感应电动势为E，由法拉第电磁感应定律得

E=BLv0

设初始时刻回路中产生的电流为I，由闭合电路的欧姆定律得

设初始时刻导体棒受到的安培力为F，由安培力公式得

F=BIL

联立上式得

F=

故A错误；

B．初始时刻，弹簧处于伸长状态，棒受到重力、向下的安培力和弹簧的弹力，所以

ma=mg+kx+F

得：

a=

故B正确；

C．从初始时刻到最终导体棒静止的过程中，导体棒减少的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，另一部分通过克服安培力做功转化为电路中的电能；当导体棒静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，所以弹簧处于压缩状态，故C正确；

D．导体棒直到最终静止时，棒受到重力和弹簧的弹力，受力平衡，则

mg=kx2

得：

x2=

由于x1=x2，所以弹簧的弹性势能不变，由能的转化和守恒定律得

mg(x1+x2)+Ek=Q

解得系统产生的总热量

Q=

R上产生的热量要小于系统产生的总热量，故D错误.

故选BC．

12．     AB     20.6     98.13     99.7    

【解析】（1）AB．为了减小实验误差，摆线选择细些的、弹性小的、并且适当长一些，摆球选择质量大，体积小的，可以减小空气阻力带来的影响，故AB正确；

C．为了减小实验误差，保证摆球尽量做单摆运动，摆角不超过5度，故C错误；

D．为了减小测量误差，测量周期时应从小球经过最低位置时开始计时，故D错误。

故选AB。

（2）摆球直径

d=2cm+6×0.1mm=20.6mm

该单摆的摆长

该次实验中50次全振动所用时间为

t=1min+39.7s=99.7s

13．          R2     c     0.2     2V

【解析】(1)实物连续如图所示

(2)在乙图中，根据闭合电路欧姆定律，电压表的读数为

因为电压表的量程为3V，所以

根据图甲

解得

故选R2。

(3)为便于识别，按照下列步骤调节此测试仪：

①电路接通前，先将电阻箱调为30.0Ω，然后开关向c端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为0.2mg/mL；

(4)某同学将调适好的酒精测试仪靠近酒精瓶口，发现该表恰好显示为醉驾，根据规定，醉驾时的酒精气体浓度为0.8 mg/mL，根据图乙查得与0.8 mg/mL对应的电阻值是

10Ω，则电压表的实际电压为

所以，电压表的电压等于2V。

14．（1）小球带正电；4m/s（2）6.6N

【解析】（1）小球带正电，受力分析可知，刚开始小球受到竖直方向上的重力和平板的支持力，接着随着平板一起以5m/s的速度竖直向上做匀速直线运动，小球一段时间后从平板左侧飞出，因此所以它水平方向受到的洛仑兹力方向向左，由左手定则可判断它带正电；

在水平方向洛伦兹分力的作用下小球水平方向也有速度，水平方向的分速度产生的洛伦兹力，根据左手定则判断，方向是向下的，由于平板的支持力的作用，此时竖直方向仍是重力、竖直方向的洛伦兹力以及支持力是一组平衡力；

由f洛x=qvyB可知，小球受到的合力是水平向左的洛伦兹分力，其大小为f洛x=2N

根据牛顿第二定律F=ma，小球水平方向的加速度为a=4m/s2，当小球即将脱离平板时，水平速度最大；

设它向左运动即将脱离平板时的速度大小为，则

=4m/s

（2）小球向左运动即将脱离平板时的速度最大，此时，小球对平板的压力最大，设为F，则竖直方向二力平衡得

解得

15．（1）；（2）；（3）

【解析】（1）导体切割磁感线，电动势

（2）等效电路图如图

外电路并联总电阻

电流

（3）匀速运动时ab受到安培力

匀速条件

得

16．(1)0.2N；(2) 2W；(3)5J；C

【解析】(1)设小环受到的摩擦力大小为Ff，由牛顿第二定律，有

代入数据，得Ff =0.2 N。

(2)设通过K杆的电流为I1，K杆受力平衡，有

设回路总电流为I，总电阻为R总，有

I=2I1

设Q杆下滑速度大小为v，产生的感应电动势为E，有

；

；

；F=0.4N

拉力的瞬时功率为

联立以上方程，代入数据得P= 2W。

(3)由(2)可知Q杆匀速运动的速度为5m/s；拉力F=0.4N

t=0至1s内，Q杆匀速直线运动过程中的位移为s=vt=5m

设拉力F做功为W，由动能定理有：

代入数据解得：W安＝5J

由功能关系可得，安培力做的功全部转化为系统电热能，即Q热=5J

根据公式；；可得