江西省抚州市资溪县第一中学2022-2023学年高二下学期5月期中考试物理试题及答案

江西省抚州市资溪县第一中学2022-2023学年高二下学期5月期中考试

物理试题

本卷共3大题，100分

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．下列说法正确的是（　　）

A．在电场中某点不放电荷，该点的电场强度不一定为零

B．奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说

C．在匀强磁场中，闭合导体回路的面积与穿过它的磁感应强度的乘积叫穿过这个平面的磁通量

D．自感现象是变压器工作的基础

2．如图所示，三根长直通电导线中的电流大小相同，通过b、d导线的电流方向垂直纸面向里，通过c导线的电流方向垂直纸面向外，a点为b、d两点连线的中点，ac垂直bd，且ab=ad=ac，则c导线受到的安培力方向（　　）

A．由a指向c B．由c指向a C．由a指向b D．由a指向d

3．如图所示，有一矩形闭合导体线圈，在范围足够大的匀强磁场中运动、下列图中能产生感应电流的是（　　）

A．水平运动 B．水平运动

C．绕轴转动 D．绕轴转动

4．某同学用“插针法”测量平行玻璃砖的折射率。如图所示，直线MN与PQ之间的距离等于玻璃砖的厚度，a、b、c、d为大头针的位置，下列说法中正确的是（　　）

A．该同学在插大头针c时，只要使其挡住b的像即可

B．若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响

C．入射角较大时，光可能会在玻璃砖下表面发生全反射

D．“插针法”实验只能用来测量平行玻璃砖的折射率

5．如图1所示，光滑的水平面上静置一斜面，一个小物块放置在距离水平面高处的光滑斜面上，小物块由静止释放，滑至斜面底部后与斜面分离，此时小物块相对地面的水平位移为。改变小物块在斜面上的高度，得到小物块的水平位移和高度的关系图像如图2所示，图中、为已知量。已知斜面与小物块的质量之比为，关于小物块下滑的过程，下列说法正确的是（　　）

A．斜面对小物块做正功

B．斜面倾角的正弦值为

C．斜面倾角的正弦值为

D．小滑块与斜面组成的系统动量守恒

6．以下四幅图中，正确标明了带电粒子所受洛伦兹力F方向的是（　　）

A． B．

C． D．

7．笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作：当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的（　　）

A．前表面的电势比后表面的低 B．前、后表面间的电压与无关

C．前、后表面间的电压与成正比 D．自由电子受到的洛伦兹力大小为

8．如图所示是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时的，电子钟是利用LC振荡电路来计时的，有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1min。造成这种现象的可能原因是（　　）

A．L不变，C变大了 B．L不变，C变小了

C．L变小了，C不变 D．L、C均减小了

9．一列简谐横波在t0=0.02s时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x=1m处的质点P的振动图象如图乙所示。已知质点Q的平衡位置x=1.5m处，质点M的平衡位置在x=1.75m处。下列说法正确的是（    ）

A．t0时刻后质点M比质点Q先到达平衡位置

B．从t0时刻起经过0.045s，质点Q的速度大于质点M的速度

C．从t0时刻起经过0.025s，质点M通过的路程为1m

D．t=0.05s时，质点Q的加速度大于质点M的加速度

10．如图所示是某同学自制的电流表原理图，质量为m的均匀金属杆MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧劲度系数为k，在边长为，的矩形区域abcd内均有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度，MN的长度大于ab，当MN中没有电流通过且处于静止时，MN与ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流大小，MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g，则（　　）

A．要使电流表正常工作，金属杆中电流方向应从N至M

B．当该电流表的示数为零时，弹簧的伸长量不为零

C．该电流表的量程是

D．该电流表的刻度在范围内是均匀的

11．如图所示，半径为的圆形空间内存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，一质量为、电荷量为的带正电粒子从左侧边界的点沿半径方向垂直射入磁场，粒子离开磁场时到P点的距离为圆形磁场半径的倍，不计粒子重力。则粒子射入磁场时的速度大小和粒子在磁场中的运动时间分别为（　　）

A． B． C． D．

二、实验题（共20分）

12．某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图所示，滑块A、B上各固定一宽度均为的相同挡光片，C、D为两个光电门传感器，它们与数字计时器相连（图中未画出）。

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺母，使气垫导轨水平。接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母，若滑块A放在气垫导轨上的任意位置都能保持静止，或者将滑块A移至气垫导轨左端并轻推滑块A，使滑块从左端分别通过光电门C、D的时间___________，则导轨水平。

（2）在滑块A、B间放入一个被压缩的轻小弹簧并用细线绑住。烧断细线，记录滑块A、B分别通过光电门C、D的挡光时间、。则滑块A被弹簧弹开后的速度大小为___________。

（3）实验中，还应测量的物理量是___________。

A．滑块A的质量以及滑块B的质量

B．烧断细线前滑块A、B与光电门C、D的距离、

C． 烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间、

（4）验证动量守恒定律的表达式是___________；烧断细线前弹簧的弹性势能___________。（均用题中相关物理量的字母表示）

13．小明利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示，将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1=3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响，图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。

（1）由图乙可知，当环境温度为40℃时，热敏电阻阻值为_____________Ω，当环境温度升高时，热敏电阻阻值将____________，继电器的磁性将____________（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）图甲中警铃的接线柱C应与接线柱__________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱____________相连（均选填“A”或“B”）。

（3）请计算说明，环境温度____________时，警铃报警。

三、计算题（共36分）

14．固定于地面的光滑四分之一圆轨道，半径R=1.8m。地面上紧靠轨道放置一质量M=100kg的平板车，平板车上表面与轨道末端相切。平板车与水平地面间的摩擦力不计。将质量为m=100kg的货物（可视为质点）从圆轨道顶端无初速滑下，最终货物与平板车达到共同速度一起向右运动，并与竖直墙壁发生碰撞。（设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变，但方向与原来相反，平板车足够长，g=10m/s2）求：

（1）货物到达圆轨道末端时对轨道压力的大小；

（2）竖直墙壁对平板车的冲量大小；

（3）整个过程，货物和平板车组成的系统因摩擦而产生的内能。

15．如图所示，在磁感应强度大小B=2.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ=37°角的足够长导电滑轨，轨道间距L=0.2m，电阻不计。一根质量m=0.55kg，电阻R=1.5Ω的金属杆ab垂直轨道锁定在轨道上，与轨道、电源构成接触良好的闭合电路，电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω。调节滑动变阻器滑片，使得理想电流表的示数为I=2.5A时，金属杆被释放后恰好不沿轨道下滑。最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2求：

（1）金属杆恰好不下滑时滑动变阻器接入电路的阻值R；

（2）金属杆与轨道间的动摩擦因数µ；

（3）调节滑动变阻器滑片，当电流表的读数为I1=2.0A时释放金属杆，释放瞬间金属杆的加速度大小。

16．回旋加速器原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在交流电源上，位于D1圆心处的离子源A能不断产生正离子，它们在两盒之间被电场加速，当正离子被加速到最大动能Ek后，再设法将其引出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小恒为U，磁场的磁感应强度为B，D形盒的半径为R，狭缝之间的距离为d。设正离子从离子源出发时的初速度为零。

(1)试计算上述正离子被第一次加速后进入D2中运动的轨道半径；

(2)计算正离子飞出时的最大动能；

(3)设该正离子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同，试证明当R>>d时，正离子在电场中加速的总时间相对于在D形盒中回旋的时间可忽略不计（正离子在电场中运动时，不考虑磁场的影响）。

1．A

A．电场中的电场强度只与场源电荷有关与试探电荷无关，则在电场中某点不放电荷，该点的电场强度不一定为零，A正确；

B．奥斯特发现了电流的磁效应，但分子电流假说是安培提出来的，B错误；

C．在匀强磁场中，只有线圈与磁场垂直时，磁通量才等于磁感应强度与线圈面积的乘积，且根据磁通量的概念可知穿过一个面的磁通量等于穿过该面的磁感线条数，C错误；

D．变压器采用的是互感现象，D错误。

故选A。

2．A

根据安培定则知，b导线在c点产生的磁场方向斜向左下，d导线在c点产生的磁场方向斜向左上。c导线受到b导线产生的磁场的作用力沿着bc连线斜向右下，受到d导线产生的磁场的作用下沿dc连线斜向左下，合力竖直向下。故A正确，BCD错误。

故选A。

3．D

A．图中线圈水平运动，磁通量始终为零，没有发生变化，所以无感应电流产生，故A错误；

B．图中线圈水平运动，磁通量不变，故无感应电流产生，故B错误；

C．图中线圈绕轴转动，磁通量始终为零，没有发生变化，故无感应电流产生，故C错误；

D．图中线圈绕轴转动，磁通量不断变化，故有感应电流产生，选项D正确。

故选D。

4．B

A．由于实验中要确定的是通过a、b两点的光线的光路图，因此该同学在插大头针c时，要使其挡住a、b的像，A错误；

B．作出光路如图所示

若实验时玻璃砖向上平移微小距离，则作出的实验光路图沿bDCc，实际的光路沿bABC，由于MN与PQ、玻璃砖上下表面均平行，可知ABCD为平行四边形，则实际光路图与实验光路图的入射角和折射角相等，即若实验时玻璃砖向上平移微小距离，结果不受影响，B正确；

C．根据上述可知，下表面的入射角等于上表面的折射角，可知，下表面的入射角小于临界角，即入射角较大时，光不可能会在玻璃砖下表面发生全反射，C错误；

D．“插针法”实验是通过插针来确定光路图，从而确定入射角与折射角，也能用来测量其它玻璃砖的折射率，D错误。

故选B。

5．B

A．由于各个接触面都光滑，可知小物块和斜面组成的系统满足机械能守恒，小物块下滑过程对斜面的压力垂直于斜面左向下，使斜面向左运动，可知斜面的机械能增加，故小物块的机械能减少，斜面对小物块做负功，A错误；

D．小物块静止释放后，小物块竖直方向存在加速度，斜面竖直方面没有加速度，可知小物块和斜面组成的系统在竖直方向的合力不为零，故小滑块与斜面组成的系统动量不守恒，D错误；

BC．小滑块与斜面组成的系统在水平方向的合力为零，故系统满足水平方向动量守恒，假设小物块质量为，斜面的质量为，斜面倾角为，小物块和斜面在同一时刻的水平速度分别为和，则有

可得

即

又

联立可得

可知图像的斜率为

解得

又

联立解得

B正确，C错误。

故选B。

6．D

AB．由于带电粒子的速度方向与磁感应强度的方向平行，所以粒子不受洛伦兹力作用，故AB错误；

C．根据左手定则，四指指向正电荷运动的方向，磁感线垂直穿过手掌心，大拇指指向下，即洛伦兹力的方向向下，故C错误；

D．根据左手定则，四指指向正电荷运动的方向，磁感线垂直穿过手掌心，大拇指指向上，即洛伦兹力的方向向上，故D正确。

故选D。

7．D

由图知电流从左向右流动，因此电子的运动方向为从右向左，根据左手定则可知电子偏转到后面表，因此前表面的电势比后表面的高，故A错误，电子在运动过程中洛伦兹力和电场力平衡，有，故，故D正确，由则电压，故前后表面的电压与速度有关，与a成正比，故BC错误．

8．BCD

钟走得偏快了是因为钟的LC振荡电路频率变大，周期变短，根据

可知B、C、D正确，A错误。

故选BCD。

9．BD

A．由图乙可知t0时刻质点P向下运动，故波形向右传播，质点M向上运动，故t0时刻后质点Q比质点M先到达平衡位置，故A错误；

B．由图乙可知周期T为0.02s，则有

故从t0时刻起经过0.045s，质点Q在平衡位置，而质点M在平衡位置上方，故质点Q的速度大于质点M的速度，故B正确；

C．周期T为0.02s，则有

即从t0时刻起经过0.025s，由于质点M不在平衡位置开始运动，故路程不是5A，即不为1m，故C错误；

D．t=0.05s时，即经过2.5T后，Q在负的最大位移位置，而M点在平衡位置下方，故Q的位移大于M的位移，故Q的加速度大于M的加速度，故D正确。

故选BD。

10．BCD

A．要使电流表正常工作，金属杆应向下移动，所受的安培力应向下，由左手定则知金属杆中的电流方向应从M至N，故A错误；

B．当该电流表的示数为零时，MN与ab边重合，弹簧的弹力与杆的重力平衡，弹簧处于伸长状态，故B正确；

C．设当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为，由平衡条件得

解得

当电流为I时，安培力为

静止时弹簧伸长量的增加量为，根据胡克定律，得

故该电流表的刻度是均匀；当

、

则有

得

故CD正确。

故选BCD。

11．AC

根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示

由几何关系可得

解得

则有

设带正电粒子在磁场做圆周运动的半径为，则有

解得

由牛顿第二定律有

解得

带正电粒子在磁场做圆周运动的周期为

则运动时间为

故选AC。

12．     相等          A         

（1）[1]将滑块A移至气垫导轨左端并轻推滑块A，使滑块从左端分别通过光电门C、D的时间相等，可认为滑块A做匀速运动，则导轨水平。

（2）[2]滑块A被弹簧弹开后的速度大小为

（3）[3]滑块 A、B经过光电门时的速度分别为

，

烧断细线后系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得

实验中，还应测量的物理量是：滑块A的质量以及滑块B的质量。

故选A。

（4）[4][5]以向左为正方向，由动量守恒定律得

则有

故验证动量守恒定律的表达式为

烧断细线后弹簧弹性势能转化为滑块的动能，由能量守恒定律可知，烧断细线前弹簧的弹性势能

13．     70；     减小；     增大；     B；     A；     大于等于80℃时

（1）[1][2][3]分析乙图，找到热敏电阻40℃对应的阻值为70Ω，并且分析图像发现：温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据欧姆定律，电路中电流就会增大，电磁铁的磁性就会增大；

（2）[4][5]由题中“当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，所以警铃的接线柱C应与接线柱B连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连；

（3）[6]当线圈中的电流

时，继电器的衔铁将被吸合，警铃报警；

∴控制电路的总电阻

∴热敏电阻

由图乙可知，此时

所以，当温度

时，警铃报警。

14．（1）3000N；（2）600N·s；（3）1800J

（1）货物从圆轨道顶端无初速滑下，机械能守恒

mgR=

解得

v=6m/s

根据牛顿第二定律得

-mg=m

解得

=3000N

根据牛顿第三定律可知货物对轨道的压力为3000N；

（2）由动量守恒

mv=(m+M）v

解得

v3m/s

与墙碰撞后速度

v=-v-3m/s

冲量为

Mv-Mv=-600N·s

即大小为600N·s；

（3）平板车与墙壁碰后，货物和平板车动量守恒，设最终共同速度为v

Mv-mv=(M+m）v

解得

v=0

所以整个过程，货物和平板车组成的系统因摩擦而产生的内能为

Q=mgR=1800J

15．（1）2.8Ω；（2）0.5；（3）0.4m/s2

（1）由闭合电路欧姆定律可得

解得

（2）金属感恰好不沿轨道下滑时，在摩擦力为最大静摩擦力的条件下，金属杆所受的合外力为零，受力分析如下图所示，可得

解得

（3）由牛顿第二定律可得

解得

16．(1)；(2)；(3)见解析

(1)设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为v1，根据动能定理可得

解得

洛伦兹力充当向心力，则有

解得

(2)离子射出时加速器时

解得

离子动能为

(3)在电场中运动可以看做连续的匀加速直线运动，设离子射出时速度为v。

根据平均速度公式可得在电场中运动时间为

离子在D形盒中运动的周期为

粒子在磁场中回旋的时间为

有

=

当d<<R时，t1<<t2，即电场中运动时间可以忽略