重庆市万州第二高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷(含答案)

重庆市万州第二高级中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献。下列说法正确的是(   )

A.法拉第发现了电流磁效应，奥斯特发现了电磁感应现象

B.麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在

C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值

D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律

2、一列沿x轴传播的简谐横波，时刻的波形如图甲所示，其中某质点P的振动图像如图乙所示。则(   )

A.波沿x轴正方向传播，波速大小为60m/s

B.当时质点P的加速度方向指向y轴正向

C.在内，质点P运动的路程为12cm

D.在内，质点P一直向y轴负方向运动

3、如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称.导线通有大小相等、方向相反的电流I。已知通电长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数，I是导线中的电流，r为点到导线的距离。一带负电的小球（图中未画出）以初速度从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是(   )

A.小球先做加速运动后做减速运动 B.小球一直做匀速直线运动

C.小球对桌面的压力先增大后减小 D.小球对桌面的压力一直在增大

4、如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在线圈a的右上方固定一竖直螺线管b，螺线管与电源和滑动变阻器串联.若将滑动变阻器的滑片P向上滑动（线圈a始终静止），下列说法正确的是(   )

A.线圈a有缩小的趋势 

B.线圈a对水平桌面的压力将减小

C.线圈a受到水平向右的静摩擦力 

D.线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流

5、如图所示，水平面内存在两个磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于水平面的有界匀强磁场，磁场宽度均为a、在水平面内有一边长也为a的等边三角形金属框MNH，在外力作用下沿水平向右方向匀速通过这两个磁场区域。已知运动过程中金属框的MN边始终与磁场边界线垂直，若规定逆时针方向为电流的正方向，则从图示位置开始，线框中的感应电流i随线框移动距离x变化的图像中可能正确的是（   ）

A. B.

C. D.

6、图1为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与的电阻连接，发电机内总电阻，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图2是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则(   )

A.该电动势的瞬时值

B.R两端的电压瞬时值

C.时，R两端的电压瞬时值为零

D.通过R的电流i随时间t变化的规律是

7、如图所示，固定金属圆环半径为L，在金属圆环的四个面积均等区域中有两个区域分别存在方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场。长为L的导体棒OA一端与圆环中心O点重合，另一端与圆环接触良好，在圆环和O点之间接一定值电阻R，其它电阻不计。当导体棒以角速度绕O点在纸面内匀速转动时，回路中产生的交变电流的有效值为(   )

A. B. C. D.

二、多选题

8、如图甲，一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中，其图像如图乙所示,物块全程运动的时间为4.5s,关于带电物块及运动过程的说法正确的是(   )

A.该物块带正电

B.皮带轮的传动速度大小一定为1m/s

C.若已知皮带的长度,可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移

D.在2~4.5s内,物块与皮带仍可能有相对运动

9、如图所示，两水平虚线1、2之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导线框由虚线1上方无初速地释放，释放瞬间ab边与虚线平行且与虚线1的间距为h，导线框的质量为m、总电阻为r，重力加速度为g。已知cd边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导线框在整个下落过程中不会发生转动。则下列说法正确的是(   )

A.导线框的ab边与虚线1重合时，克服安培力做功的功率大小为

B.两虚线之间的距离为

C.导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为

D.导线框完全进入磁场后，做匀加速直线运动

10、如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨，固定在同一水平面上，其间距为，左端通过导线连接一个的定值电阻。整个导轨处在磁感应强度大小的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。质量、长度、电阻的均质金属杆垂直于导轨放置，且与导轨接触良好，在杆的中点施加一个垂直于金属杆的水平拉力F，使其由静止开始运动。金属杆运动后，拉力F的功率保持不变，当金属杆的速度稳定后，撤去拉力F。下列说法正确的是(   )

A.撤去拉力F前，金属杆稳定时的速度为16m/s

B.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，通过金属杆的电荷量为0.8C

C.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆前进的距离为1.6m

D.从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，金属杆上产生的热量为1.6J

三、实验题

11、某同学用图a所示装置测定重力加速度，小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。

（1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则______mm。

（2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1，若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期______。

（3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c，保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为，可得当地重力加速度______。

12、在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

（1）某同学以线状白炽灯为光源，对实验装置进行调节并观察了实验现象后，总结出以下几点，下列说法中正确的是________。

A.干涉条纹与双缝垂直

B.单缝和双缝应相互平行放置

C.若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样

D.想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以将单缝向双缝靠近

（2）将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为________mm。

（3）已知双缝间距d为，测得双缝到屏的距离L为0.600m，求所测光的波长为_________m。（结果保留三位有效数字）

（4）下图为上述实验装置示意图。S为单缝，为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来O点处的干涉条纹_________。（“向上移动”“向下移动”“仍在O点”）

四、计算题

13、如图所示，半圆玻璃砖的半径，折射率为，直径AB与屏幕垂直并接触于A点，激光a以入射角射向半圆玻璃砖的圆心O，结果在水平屏幕MN上出现了两个光斑。

（1）求两个光斑之间的距离；

（2）改变入射角，使屏MN上只剩一个光斑，求此光斑离A点的最长距离。

14、如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为、匝数的线圈的两端连接，线圈的轴线与水平向右、大小均匀变化的匀强磁场B2平行，开关K闭合后，质量为电阻值为的金属棒ab恰能保持静止，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。求：

（1）此时电路中的总电功率；

（2）匀强磁场的磁感应强度应增大还是减小？其变化率为多大；

（3）若断开开关K，金属棒ab从开始下落至达到最大速度的过程中，通过的电荷量，求此过程中产生的焦耳热。

15、如图所示，在xOy平面的区域内有沿y轴负方向的匀强电场，在的区域内有垂直于xOy平面向里的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的带电粒子从坐标为的P点以初速度沿x轴负方向开始运动，恰能从坐标原点O进入磁场，不计带电粒子重力。

（1）求匀强电场场强的大小；

（2）若带电粒子每隔相同的时间以相同的速度通过O点，则磁感应强度大小为多少?

（3）若带电粒子离开P点后只能通过O点两次，则磁感应强度大小为多少?

参考答案

1、答案：C

解析：A.奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，故A错误；

B.麦克斯韦预言了电磁波；赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；

C.库仑发现了点电荷相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值，故C正确；

D.洛伦兹发现磁场对运动电荷的作用规律；安培发现了磁场对电流的作用规律，故D错误。

故选C。

2、答案：B

解析：A.质点P在时刻向下振动，由上下坡法可知，波沿x轴负方向传播，大小为

故A项错误；

B.由图乙可得，当时质点P在y轴负方向，则加速度方向指向y轴正方向，故B项正确；

C.在时间内半个周期，质点P运动的路程为

故C项错误；

D.由图乙可得在时间内，质点P先向y轴负方向运动，后向y轴正方向运动，故D项错误。

故选B。

3、答案：B

解析：根据右手螺旋定则可知直线MN处的磁场方向垂直于MN向里，磁场大小先减小后增大，根据左手定则可知，带负电的小球受到的洛伦兹力方向在竖直向下，根据可知，其大小是先减小后增大，由此可知，小球将做匀速直线运动，小球对桌面的压力先减小后增大，故ACD错误，B正确。

故选B。

4、答案：B

解析：当滑动触头P向上移动时电阻增大，通过线圈b的电流减小，穿过线圈a的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈a中感应电流方向俯视为顺时针，根据“增缩减扩”可知，线圈a应有扩张的趋势，A、D错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a受到斜向右上的安培力，即线圈a对水平桌面的压力将减小，同时受到水平向左的静摩擦力，B正确、C错误.

5、答案：C

解析：在时，根据楞次定律可知流过线圈的感应电流为逆时针方向，即正方向，再根据法拉第电磁感应定律有

则

时

在时，根据楞次定律可知流过线圈的感应电流为逆时针方向，即正方向，再根据法拉第电磁感应定律有

则

时

时

在时，根据楞次定律可知流过线圈的感应电流为顺时针方向，即负方向，再根据法拉第电磁感应定律有

则

时

时

在时，根据楞次定律可知流过线圈的感应电流为顺时针方向，即负方向，再根据法拉第电磁感应定律有

则

时

时

在时，根据楞次定律可知流过线圈的感应电流为逆时针方向，即正方向，再根据法拉第电磁感应定律有

则

时

时

在时，根据楞次定律可知流过线圈的感应电流为逆时针方向，即正方向，再根据法拉第电磁感应定律有

则

时

时

综上分析ABD错误、C正确。

故选C。

6、答案：B

解析：C.由图像可知，时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，故C错误；

B.由图像可知

时刻

根据可知R两端的电压u随时间t变化的规律是

故B正确；

D.通过R的电流i随时间t变化的规律是

故D错误；

A.电动势的最大值

故A错误。

故选B。

7、答案：C

解析：导体棒切割磁感线产生的感应电动势为

根据题意导体棒在转动一周的时间T过程中只有一半的时间切割磁感线产生感应电流，所以有

解得

故选C。

8、答案：AD

解析：由图乙可知，物块做加速度逐渐减小的加速运动.物块的最大速度是1m/s。

A项：对物块进行受力分析可知，开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，设动摩擦因数为μ，沿斜面的方向：

①

物块运动后，又受到洛伦兹力的作用，加速度逐渐减小，由①式可知，物块的加速度逐渐减小，一定是逐渐减小，而开始时：，后来：，即洛伦兹力的方向是向上的.物块沿传送带向上运动，由左手定则可知，物块带正电，故A正确；

B、D项：物块向上运动的过程中，洛伦兹力越来越大，则受到的支持力越来越小，结合①式可知，物块的加速度也越来越小，当加速度等于0时，物块达到最大速度，此时：

②

由②可知，只要传送带的速度大于等于1m/s，则物块达到最大速度的条件与传送带的速度无关，所以传送带的速度可能是1m/s，有可能是大于1m/s，物块可能相对于传送带静止，有可能相对于传送带不静止.故B错误，D正确；

C项：由以上的分析可知，传送带的速度不能判断，所以若已知皮带的长度，也不能求出该过程中物块与皮带发生的相对位移.故C错误.

故选AD.

9、答案：AD

解析：A.设当导线框的边与虚线1重合时，速度为，根据

解得

则安培力为

克服安培力做功的功率为

A正确；

B.导线框刚全部进入磁场的过程中即边与虚线1重合时，由动能定理得

其中

则克服安培力做的功

设两虚线间的距离为，由题意可得当导线框的边与虚线2重合时，速度也为，由动能定理可得

解得

B错误；

C.导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为

C错误；

D.导线框完全进入磁场后，因无感应电流产生，导线框一定做匀加速直线运动，D正确。

故选AD。

10、答案：BC解析：A.对金属杆受力分析可知，当金属杆速度稳定时

根据法拉第电磁感应定律可得

由欧姆定律可得

由安培力公式

由公式

联立求解可得

故A错误；

BC.撤去拉力后，由动量定理可得

通过金属杆的电荷量

平均速度

解得

故BC正确；

D.由动能定理

则电阻产生的热量

解得

故D错误。

故选BC。

11、答案：（1）2.331/2.332（2）（3）

解析：（1）由图b可知。

（2）由题意可知

解得

（3）设A点以下的细线长度为，根据单摆周期公式得

化简得

图像的斜率为，则

解得

12、答案：（1）BC（2）13.870（3）（4）向上移动

解析：（1）A.干涉条纹与双缝平行，A错误；

B.单缝和双缝应相互平行放置，B正确；

C.若取下滤光片，光屏上可观察到白光的干涉图样，C正确；

D.想增加从目镜中观察到的条纹个数，则条纹间距

减小。可以将双缝的距离d增大，或将双缝到屏的距离L减小，或换用波长更小的光做该实验。单缝向双缝靠近，不会改变条纹间距，不会改变目镜中观察到的条纹个数，D错误。

故选BC。

（2）图乙中手轮上的示数为。

（3）图甲所示螺旋测微器示数

条纹间距

由得，所测光波长为

（4）实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹。如图所示，

对于中央亮纹来说，从单缝S经过到中央亮纹的路程差仍等于0

，

那么

则中央亮纹O的位置略向向上移动。

13、答案：（1）cm（2）

解析：（1）光路图如图所示

设折射角为γ，折射光线交MN于P点，反射光线从玻璃砖射出后交MN于Q点，根据折射定律有

解得

由几何关系可得两个光斑P、Q之间的距离

解得

（2）当入射角增大发生全反射时，屏MN上只剩一个光斑，此光斑离A点最远时，恰好发生全反射，入射角等于临界角，即

且，

代入数据解得

14、答案：（1）4W（2）增大，40T/s（3）1J

解析：（1）金属棒ab保持静止，根据平衡条件得

可得

则线圈产生的感应电动势为

（2）由楞次定律，逐渐增大。由电磁感应定律可知

解得

（3）断开开关K后，金属棒ab向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0（即合外力为0）时速度最大，此时恰能匀速下降，根据平衡条件得

金属棒ab中产生的感应电动势为

根据闭合电路欧姆定律得

联立解得金属棒最大速度为

在达到最大速度的过程中

据闭合电路欧姆定律可得

据法拉第电磁感应定律可得

联立解得

由能量守恒可得

又

解得

15、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）带电粒子在电场中做类平拋运动，如下图所示

水平方向上

竖直方向上

化简可得

（2）粒子运动轨迹如图所示

根据类平抛运动

可得

在磁场中，有

由几何关系得

联立解得

（3）带电粒子从O点进入磁场后做半径为的匀速圆周运动，设粒子连续两次进入磁场位置间的距离为s，由对称性和几何关系知

要使粒子经过O点，则需满足

由

解得