湖南省三湘名校教育联盟2021-2022学年高二下学期期中考试 物理

三湘名校教育联盟·2022 年上学期高二期中考试试卷 物 理 本试卷共4 页，全卷满分100 分，考试时间75 分钟。 考生注意： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其它答案标号，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6 小题，每小题4 分，共24 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．电磁波已广泛应用于很多领域，下列关于电磁波的说法符合实际的是 A．电磁波不能发生衍射现象 B．常用的电视机遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机 C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同 2．图甲是小型交流发电机的示意图，线圈ABCD 绕水平轴 匀速转动， 为交流电流表。从图示位置 开始计时，线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。则 A．电流的频率是100Hz B．电流表的示数为20A C．电路中的电流方向每秒钟改变50 次 D．0.02s 时线圈位于中性面位置 3．小明在课后用铜丝自制了一个“心”形的线圈，他把一节干电池的正极朝上放在一个强磁铁上，强磁铁的 S 极朝上，N 极朝下，然后把制成的线圈如图所示放在电池上，顶端搁在电池的正极，下部分和磁铁接触， 忽略各接触面上的摩擦力，从上往下看，则 A．线圈做逆时针转动 B．线圈做顺时针转动 C．线圈不会转动 D．转动方向无法判断 4．如图所示，MON 为柱状扇形透明介质的横截面，扇形的半径为R、圆心为O，A 点在OM 上且O、A 两点 的距离为0.75R，P 为圆弧MN 上的点。一细束单色光以入射角 从A 点射入介质，折射光线恰好通过 P 点，已知 ， ， ，则介质对该光的折射率n 为 A． B． C． D． 5．如图所示，在匀强磁场中有一 金属圆环AOC，O 为圆心， 圆环的半径OA 和OC 与磁场边缘重合，磁 场方向垂直于 圆环面（纸面）向里，磁感应强度大小为 。使该环绕过圆心O，垂直于 圆面的轴以角 速度 匀速转过90°， 圆环中产生了感应电流，现使 圆环保持图中所示位置不变，让磁场的磁感应强度 大小随时间均匀变化。为了产生与 圆环转过90°过程中同样大小的电流，则磁感应强度随时间的变化率 的大小应为 A． B． C． D． 6．在图示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶4，定值电阻 、 的阻值分别为8Ω 和32Ω， a、b 两端接电压瞬时值 的交变电流。则 消耗的功率为 A．4W B．8W C．16W D．32W 二、多项选择题：本题共4 小题，每小题5 分，共20 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。 7．如图甲所示为一列简谐横波在： s 时的波形图，P 为平衡位置在 m 处的质点，图乙所示为质 点P 的振动图像，下列说法中正确的是 A．该波的传播速度为10m/s B．该波沿x 轴负方向传播 C． s 时，质点P 的速度为零，加速度最大 D．从 时刻开始计时，质点P 的振动方程为 8．电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场正交，如图所示。质量为m 的带电粒子在垂直于 磁场方向的竖直平面内，做半径为R 的匀速圆周运动，重力加速度为g，下列结论正确的是 A．粒子带负电，且 B．粒子速度大小 C．粒子沿逆时针方向转动 D．粒子的机械能守恒 9．如图所示，空间有一宽度为L 的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，abc 是由均匀电阻丝做成的等腰 直角三角形线框，bc 边上的高也为L。图示时刻，bc 边与磁场边界平行，a 点在磁场边界上。现使线框从图示位置匀速通过磁场区，速度方向始终与磁场边界垂直，若规定图示线框的 位置 ，感应电流i 沿 方向为正方向，线框受到的安培力F 方向向左为正，则下列图像 可能正确的是 A B C D 10．风力发电将风的动能转化为电能，某风力发电机的输出功率为10kw，输出电压为250V，用户得到的电 压为220V，输电线的电阻为20Ω，输电线路如图所示，若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变 压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是 A．用户得到的电功率为9.5kW B．通过输电线的电流为4A C．升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10 D．降压变压器原、副线圈的匝数之比为95∶11 三、非选择题：共56 分。 11．（6 分）某物理学习小组做了以下关于电磁感应的实验，首先按甲图接线，当闭合S 时观察到电流表指 针向左偏，不通电时电流表指针停在正中央。然后按乙图所示将电流表与线圈B 连成一个闭合回路，将线圈 A、电池、滑动变阻器和电键S 串联成另一个闭合电路。 请完成下列问题：（下列各问均选填“向左偏”、“向右偏”或“不偏”） （1）乙图电路S 闭合后，将线圈A 竖直向下靠近线圈B 的过程中，电流表的指针将____________。 （2）乙图电路S 闭合后，线圈A 放在线圈B 正上方不动时，在突然断开S 时，电流表的指针将__________。 （3）乙图电路S 闭合后，线圈A 放在线圈B 正上方不动时，在滑动变阻器滑片向左滑动过程中，电流表的指 针将____________。 12．（8 分）在“验证动量守恒定律”的实验中： （1）某同学先采用如图甲所示的装置进行实验。把两个小球用等长且不可伸长的细线悬挂于同一点，让B 球 静止，拉起A 球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起。（小球的直径d 相等且远小于细线长度L） （ⅰ）实验中必须测量的物理量有____________（填选项前的字母）。 A．细线的长度L B．A 球质量 和B 球质量 C．释放时A 球被拉起的角度 D．碰后摆起的最大角度 E．当地的重力加速度g （ⅱ）利用上述测量的物理量，验证动量守恒定律的表达式为____________。 （2）某同学又用如图乙所示的装置做验证动量守恒定律的实验，下列说法中不符合本实验要求的是________ ____（填选项前的字母）。 A．斜槽轨道必须是光滑的 B．斜槽轨道末端的切线是水平的 C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置由静止释放 D．入射小球与被碰小球满足 ， （3）若该同学在用如图乙所示的装置的实验中，正确操作，认真测量，得出的落点情况如图丙所示，则入射 小球质量和被碰小球质量之比为____________。 13．（12 分）在边长为2a 的正△ABC 内存在垂直纸面向里的磁感强度为B 的匀强磁场，有一电荷量为q（ ）、质量为m 的粒子从距A 点 的D 点垂直AB 方向垂直进入磁场，如图所示，不计粒子重力，求： （1）若粒子能从AB 间射出，求粒子在磁场中运动的时间 ； （2）若粒子运动轨迹刚好与BC 边相切，求粒子的入射速度 及在磁场中运动的时间 。 14．（13 分）两根金属导轨MN 和PQ 平行固定在倾角 的绝缘斜面上，导轨下端接有定值电阻 ，其他部分电阻不计。布满整个斜面的匀强磁场垂直于斜面向上，磁感应强度为 T。质量为 kg、电阻为 的金属棒ab 由静止释放，沿导轨下滑，如图所示，设导轨足够长，导轨宽度 m，金属棒ab 下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，当金属棒下滑的高度为 m 时，恰好达到最 大速度 ，求此过程中：（答案用小数表示） （1）金属棒受到的摩擦阻力； （2）电阻R 中产生的热量； （3）通过电阻R 的电量。 15．（17 分）如图所示，小滑块A 位于长木板B 的左端，现让小滑块A 和长木板B 一起以相同速度 m/s 在光滑的水平面上滑向前方固定在地面上的木桩C。长木板B 与木桩C 每次碰撞时间极短，且每次碰撞 后B 以原速率弹回。相互作用过程中小滑块A 没有与木桩C 发生碰撞且小滑块A 始终在长木板B 上。已知 A、B 的质量分别为 kg、 kg，A、B 间动摩擦因数 ，重力加速度 。求： （1）B 与C 第二次碰前长木板B 的速度大小； （2）长木板B 的长度至少是多少？ （3）B 与C 第一次碰后到最终停止运动，B 运动的总路程。 高二物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A D C B BC AB AC AD 1．C 解析：任何波都能发生衍射现象，故A 选项错误；常用的遥控器是通过发出红外线脉冲信号来遥控的，故B 选项错误；根据多普勒效应可以判断遥远天体相对地球的运动速度，故C 选项正确；由相对论知光在真空中 的传播在不同的惯性参考系中数值不变，D 选项错误。 2．B 解析：由图可知，周期为 s，所以频率为 Hz，故A 错误；电流表的示数为有效值 A，故B 正确；线圈转一周，电流改变2 次，故1s 内改变的次数为 ，故C 错 误；0.02s 时线圈中的感应电流达到最大，线圈处于垂直中性面位置，故D 错误。 3．A 解析：“心”形的线圈，左半部分电流由上到下，磁场的方向有向右的分量，根据左手定则可知，安培力是 向外的；右半部分电流也是由上到下，磁场的方向有向左的分量，根据左手定则可知，安培力是向内的，则 从上往下看，线圈做逆时针转动，故A 正确。 4．D 解析：在△POA 中， ，解得 ，由折射定律得 ，故选D。 5．C 解析：设半径为r，线框的电阻为R，该线框绕过圆心O、垂直于 圆面的轴以角速度 匀速转动90° ，在线框中产生的感应电流 ，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90°过程中同样大小的电流，有 ，所以有 ， 故C 正确，ABD 错误。 6．B 解析：由题意可知a、b 两端电压的有效值为 ，设通过电流表的电流为I，则变压器副线圈两端的 电压 ，原线圈 ，原线圈电流为 ，又 ， 联立并代入数据解得 ，所以 消耗的功率为 ，故选项B 正确。 7．BC 解析：由题图甲可知，该波的波长为 m，由由题图乙可知，质点P 的振动周期为 s，由 可得 m/s，故A 错误；由题图乙可知，当 s 时，质点P 正从平衡位置向y 轴负方向运动，根据 “上下坡法”可知，该波一定沿x 轴负方向传播，故B 正确；由题图乙可知，当 s 时，质点P 正处于 波谷，所以此时质点P 的速度大小为零，加速度最大，故C 正确；由图可知，振幅为10cm，角速度为： ，分析P 点振动可知，初相位为0，所以振动方程为 ，故D 错误。 8．AB 解析：带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，有 ，可得电荷量 ，根据电场强度方向和电 场力方向判断出粒子带负电，故A 正确；由左手定则可判断粒子沿顺时针方向运动，故C 错误；带电粒子在 竖直平面内做匀速圆周运动，有 ，根据牛顿第二定律 ，解得 ，故B 正确；由 于电场力做功，故机械能不守恒，故D 错误。 9．AC 解析：进入磁场的过程中，线框切割磁感线的有效长度 ，回路中的感应电流 ，随 时间均匀增加，根据楞次定律，电流方向为正；出磁场时，由于前后感应电动势抵消，电流也均匀增加，根 据楞次定律，电流方向为负，因此A 正确、B 错误；进入磁场时，线框所受安培力 ，方 向向左，出磁场时与入磁场时完全相同，方向也向左，因此C 正确，D 错误。 10．AD 解析：用户得到的电功率即降压变压器的输出功率 kW 故A 正确；输电线损失的功率 ，通过输电线的电流 ，升压变压器 的输出电压 ，可得升压变压器原、副线圈的匝数之比 ，故B、C 错误；输电 线上的电压损失 ，降压变压器原线圈两端的电压 ，可得降压变 压器原、副线圈的匝数之比 ，故D 正确。 11．答案：（1）向右偏 （2）向左偏 （3）向右偏（每空2 分） 解析：（1）将线圈A 竖直向下靠近线圈B 的过程中，线圈B 中磁场的方向为向上，磁通量增大，根据楞次 定律可得感应电流的磁场方向为向下，感应电流从“-”接线柱流入电表，所以指针向右偏； （2）若突然断开S，线圈B 磁通量减小，原磁场方向向上，根据增反减同可得：感应电流磁场向上，感应电 流从“+”接线柱流入电表，所以指针向左偏； （3）在滑动变阻器滑片向左滑动过程中，电阻减小，电流增大，B 线圈的磁通量增大，同理可得：指针向右 偏。 12．答案：（1）BCD （2）AD （3）3：2（每空2 分） 解析：（1）A 球静止释放到两球碰撞前，根据机械能守恒定律有 ，两球碰撞后 到一起运动到最高点，根据机械能守恒定律有 ，碰撞中的不变量 满足 ，验证动量守恒定律的表达式为 ，需测 量的物理量为A 球的质量 和B 球的质量 以及释放时A 球被拉起的角度 和碰后摆起的最大角度 ， 故选BCD； （2）A．“验证动量守恒定律”的实验中是通过平拋运动的基本规律求解碰撞前后的速度，只要小球离开轨 道后做平抛运动对斜槽是否光滑没有要求，故A 错误，符合题意； B．要保证每次小球都做平抛运动则轨道的末端必须水平，故B 正确，不符合题意； C．要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C 正确，不符合题意； D．为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求 ， ，故D 错误，符合题意。故选 AD。 （3）设落地时间为t，则有 ， ， ，而动量守恒的表达式为 ， 即 ，代入数据可得 。 13． 解析：（1）设粒子速率为 时，粒子从AB 边穿出磁场，其轨迹为一个半圆 由洛伦兹力充当向心力： （2 分） 由周期公式得： （2 分） 粒子在磁场中运动的时间为 （1 分） 联立解得 （1 分） （2）当粒子速率为 时，其圆轨迹正好与BC 边相切于F 点，与AC 相交于G 点，可知A 点即为粒子轨迹的 圆心， 则 （1 分） 又由 （2 分） 解得 （1 分） 粒子在磁场中运动的时间为 （1 分） 解得 （1 分） 14．解析：（1）当金属棒速度恰好达到最大速度时，加速度为零，则 （1 分） 根据法拉第电磁感应定律： （1 分） 由闭合电路欧姆定律： （1 分） 解得 （1 分） （2）下滑过程，根据能量守恒 （2 分） 解得电路中产生的总电热为 （1 分） 此过程中电阻R 中产生的热量 （2 分） （3）设通过电阻R 的电量为q，由 ， （2 分） 得 （2 分） 15．解析：（1）第一次碰后动量守恒 （2 分） 解得 （1 分） （2）全过程能量守恒 （2 分） 可得 （2 分） （3）第1 次碰后到第2 次碰前： （1 分） 解得 （1 分） 第2 次碰后到第3 次碰前： （1 分） 解得 （1 分） 所以 、 、 …… 为等比数列，公比为 （1 分） B 与C 第一次碰后向左运动的的最大距离 ，对长木板，由动能定理 （1 分） B 与C 第二次碰后向左运动的的最大距离 ，对长木板，由动能定理 （1 分） B 与C 第三次碰后向左运动的的最大距离 ，对长木板，由动能定理 （1 分） ， ， …， 为等比数列，公比为 ，求和可得 （2 分）