湖北省部分省级示范高中2022-2023学年高二下学期期中测试物理试题

高二物理试卷 第１ 页( 共６页) 湖北省部分省级示范高中２ ０ ２ ２ ~ ２ ０ ２ ３学年下学期期中测试 高二物理试卷 命题人: 武汉市汉铁高级中学 王全 审题人: 宋树强 一、 选择题: 本题共１ １分, 每小题４分, 共４ ４分.在每小题给出的四个选项中, 第１ ~ ７题只有一项 符合题目要求, 第８ ~ １ １题有多项符合题目要求.全部选对的得４分, 选对但不全的得２分, 有选 错的得０分. １ ． 了解物理规律的发现过程, 学会像科学家那样观察和思考, 往往比掌握知识本身更重要.以下符 合事实的是( ) A． 麦克斯韦从场的观点出发, 认为变化的磁场产生电场, 跟闭合电路是否存在无关 B ． 麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在, 还在实验中证实了电磁波的存在 C． 法拉第在对理论和实验资料进行严格分析以后总结得出了法拉第电磁感应定律 D． 俄国物理学家楞次在分析了许多实验事实后, 得到了关于感应电流方向的规律: 感应电流具有 这样的方向, 即感应电流的磁场总要阻止引起感应电流的磁通量的变化 ２ ． 电磁波在医院得到了广泛应用, 关于电磁波的某些特性, 下列说法错误的是( ) A． X 射线具有穿透性, 可以用来检测人体内部器官 B ． γ射线能破坏生命物质, 可用来治疗某些癌症 C． 红外线测温仪, 是利用了红外线波长较长的特性 D． 紫外线具有较高的能量, 足以破坏细胞核中的物质, 可以灭菌消毒 ３ ． 如图所示, C D E F 是金属框, 框内存在着垂直纸面向里的匀强磁场.当导体A B 向右移动时, 金 属框中C D、 E F 边的感应电流的方向为( ) A． C→D, E→F B ． D→ C, E→F C． C→D, F→E D． D→ C, F→E ４ ． 如图所示为交流发电机示意图, 线圈的A B 边连在金属滑环K 上, C D 边连在滑环L 上, 两个电 刷E、 F 分别压在两个滑环上, 线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.下列说 法正确的是( ) A． 当线圈平面转到中性面的瞬间, 穿过线圈的磁通量的变化率最大 B ． 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间, 穿过线圈的磁通量最小 C． 当线圈平面转到中性面的瞬间, 线圈中的感应电流最大 D． 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间, 线圈中的感应电动势最小 高二物理试卷 第２ 页( 共６页) ５ ． 在图( a ) 所示的交流电路中, 电源电压的有效值为２ ２ ０ V, R １、 R ２、 R ３均为定值电阻, 其中 R ２＝ １ ０ Ω, R ３＝ ５ Ω, 电流表、 电压表均为理想电表, 图中理想变压器原、 副线圈的匝数比为１ ０ ∶ １ . 已知电阻R ２中电流I ２随时间t变化的正弦曲线如图( b ) 所示.下列说法正确的是( ) A． 所用交流电的频率为０ ． ５ H z B ． 电压表的示数为１ ０ ０ V C． 电流表的示数为１ A D． 变压器传输的电功率为３ ０ W ６ ． 如图甲所示为科技小制作的风力发电机简易模型, 在风力的作用下, 风叶带动与其固定在一起的 永磁铁转动, 转速与风速成正比.某一风速时, 线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示, 则 ( ) A． t ＝ ０ ． ２ s时穿过线圈的磁通量为零 B ． 风速减半时电流的表达式为i＝ ０ ． ６ s i n ( ２ ０ π t ) A C． 磁铁转动的角速度为２ ０ πr a d / s D． 风速减半时线圈中电流的有效值为０ ． ６ A ７ ． 如图所示, 有两个相邻的有界匀强磁场区域, 磁感应强度的大小均为B, 磁场方向相反, 且与纸面 垂直, 两磁场边界均与x 轴垂直且宽度均为L, 在y 轴方向足够宽.现有一高和底均为L 的等 腰三角形导线框, 顶点a 在y 轴上, 从图示x＝０位 置开始, 在外力F 的作用下向右沿x 轴正方向匀速 穿过磁场区域.在运动过程中, 线框b c 边始终与磁 场的边界平行.线框中感应电动势E 大小、 线框所 受安培力F安大小、 感应电流i 大小、 外力F 大小这 四个量分别与线框顶点a 移动的位移x 的关系图像中正确的是( ) 高二物理试卷 第３ 页( 共６页) ８ ． 如图所示是研究自感通电实验的电路图, L １、 L ２是两个规格相同的小灯泡, 闭合电键调节电阻 R, 使两个灯泡的亮度相同, 调节可变电阻R １, 使它们都正常发光, 然后断开电键S ． 重新闭合电 键S , 则( ) A． 闭合瞬间, L １立刻变亮, L ２逐渐变亮 B ． 闭合瞬间, L ２立刻变亮, L １逐渐变亮 C． 稳定后, L 和R 两端电势差一定相同 D． 稳定后, L １和L ２两端电势差不相同 ９ ． 如图所示, 甲分子固定于坐标原点, 乙分子位于横轴上, 甲、 乙两分子间引力、 斥力及分子势能的 大小变化情况分别如图中三条曲线所示, A、 B、 C、 D 为横轴上四个特殊的位置, E 为两虚线a、 b 的交点, 现把乙分子从A 处由静止释放, 则由图像可知( ) A． 虚线a 为分子间斥力变化图线, 交点E 的横坐标代表乙分 子到达该点时分子力为零 B ． 乙分子从A 到B 的运动过程中一直做加速运动 C． 实线c 为分子势能的变化图线, 乙分子到达C 点时分子势能 最小 D． 虚线b 为分子间引力变化图线, 表明分子间引力随距离增大 而减小 １ ０ ． 如图甲所示, 电阻不计且间距L＝ １ m 的光滑平行金属导轨竖直放置, 上端接一阻值R＝ ０ ． ５ Ω 的电阻, 虚线O O ′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场, 现将质量m＝ ０ ． １ k g 、 电阻不计的金 属杆a b 从O O ′上方某处由静止释放, 金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平． 已知杆a b 进入磁场时的速度v ０＝ １ m / s , 下落０ ． ３ m 的过程中加速度a 与下落距离h 的关系图 像如图乙所示, g 取１ ０ m / s ２, 则( ) A． 匀强磁场的磁感应强度为１ T B ． 杆a b 下落０ ． ３ m 时金属杆的速度为０ ． ５ m / s C． 杆a b 下落０ ． ３ m 的过程中通过R 的电荷量为０ ． ５ C D． 杆a b 下落０ ． ３ m 的过程中R 上产生的热量为０ ． ２ J 高二物理试卷 第４ 页( 共６页) １ １ ． 如图所示, 在磁感应强度为B 竖直向下的匀强磁场中, 水平固定放置有一成３ ７ °角的金属导轨, 导轨平面垂直于磁场方向.在外力F 作用下金属杆MN 以速度v 从导轨的O 点处开始无摩擦 地匀速滑动, 速度v 的方向与O x 方向平行, 金属杆与导轨单位长度的电阻为r, 金属杆与导轨 接触良好( 即无接触电阻) .已知s i n ３ ７ ° ＝ ０ ． ６ , c o s ３ ７ ° ＝ ０ ． ８ , 下列说法正确的是( ) A． t时刻感应电动势的表达式为ε＝Bv ２ t B ． 金属杆中感应电流的大小为B v ４ r C． 经过时间t后金属杆与导轨产生的焦耳热为 ３ B ２ v ３ t ２ １ ６ r D． t时刻外力F 的瞬时功率为 ３ B ２ v ３ t １ ６ r 二、 非选择题: 本题共５各小题, 共５ ６分 １ ２ ． ( ８分) 某实验小组进行“ 用油膜法估测分子的大小” 实验探究: ( １ ) 在该实验中, 下列说法正确的是: ( ) A． 油膜法估测分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法 B ． 油膜法估测分子直径大小的实验方法有利于培养学生的模型构建意识 C． 油膜法估测分子直径大小的实验将油膜看成单分子层油膜, 且不考虑各油酸分子之间的 间隙, 测量没有意义 ( ２ ) 某同学做“ 用油膜法估测油酸分子的大小” 实验时, 已知体积为v 的油酸酒精溶液中有纯油酸体积为v ０.用注射器测得N 滴这样 的溶液的体积为v １.把１滴这样的油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘 里, 等油膜形状稳定后, 把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮 廓, 如图所示.已测图中正方形小方格的边长为L, 通过右图可知 油膜大约占有n ０个小格.由此可得, １滴油酸酒精溶液中含有的 纯油酸的体积V纯＝ , 油膜的面积s＝ , 由此可以估算出油酸分子 的直径d＝ .( 用题中字母进行表示) １ ３ ． ( ８分) 现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统, 要求当热敏电阻的温度达到或超过５ ０ ℃时, 系统报警.某小组设计了如图所示电路图, 实验提供的器材参数如下: 热敏电阻, 报警器( 内阻 很小, 流过的电流超过I c时就会报警) , 电阻箱( 最大阻值为９ ９ ９ ． ９ Ω) , 直流电源( 输出电压为U, 内阻不计) , 滑动变阻器R １( 最大阻值为１ ０ ０ ０ Ω) , 滑动变阻器R ２( 最大阻值为２ ０ ０ ０ Ω) . 在室温下对系统进行调节.已知U 约为１ ５ V, I c约为１ ０ mA; 流过报警器的电流超过 ２ ０ mA 时, 报警器可能损坏; 该热敏电阻的阻值随温度升高而减小, 在５ ０ ℃时阻值为３ ５ ０ ． ０ Ω. 高二物理试卷 第５ 页( 共６页) ( １ ) 为完成电路设计要求, 应选用滑动变阻器是 ( 填“ R １” 或“ R ２” ) . ( ２ ) 该小组进行调节此报警系统: ①闭合开关前, 应将滑动变阻器的滑片应置于 ( 填“ a” 或“ b” ) 端附近; ②电路接通前, 需将电阻箱调到一固定的阻值, 根据实验要求, 这一阻值为 Ω; ③闭合开关, 将开关向 ( 填“ c” 或“ d” ) 端闭合, 缓慢移动滑动变阻器的滑片, 直至报警 器开始报警. ④保持滑动变阻器滑片的位置不变, 将开关向另一端闭合, 报警系统调节完成, 可正常使用. １ ４ ． ( １ ０分) 如图所示, 一正方形线圈a b c d, 边长为L, 匝数为N, 电阻为r.线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴O O ′以图示的角速度ω 匀速转动, 外电路电阻为R.求: ( １ ) 以图示时刻开始计时, 求线圈转动的感应电动势? ( ２ ) 当线圈平面与磁感线夹角为６ ０ °时的感应电动势为多大? ( ３ ) 图中理想电流表和理想电压表的示数各是多少? １ ５ ． ( １ ４分) 如图甲所示, 游乐园中的过山车虽然惊险刺激, 但也有多种措施保证了它的安全运行. 其中磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式.磁场很强的钕磁 铁安装在轨道上, 刹车金属框安装在过山车底部. 其简化模型如图所示, 将刹车金属框看作为一个边长为L, 总电阻为R 的单匝正方形线框, 则过山车返回水平站台前的运动可以简化如下: 线框沿着光滑斜面下滑s 后, 下边框进入匀强 磁场时线框开始减速, 下边框出磁场, 线框刚好开始做匀速直线运动.已知斜面与水平面的夹 角为θ, 过山车的总质量为m, 磁场区上下边界间的距离也为L, 磁感应强度大小为B, 方向垂直 斜面向上, 重力加速度为g.求 高二物理试卷 第６ 页( 共６页) ( １ ) 线框刚进入磁场上边界时, 从斜面上方俯视线框求感应电流的方向和此时感应电流的大小? ( ２ ) 线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热? １ ６ ． ( １ ６分) 如图所示, P QMN 与C D E F 为两根足够长的固定平行金属导轨, 导轨间距为L.P Q、 MN、 C D、 E F 为相同的弧形导轨; QM 、 D E 为足够长的水平导轨; 导轨的水平部分QM 和D E 处于竖直向上的匀强磁场中, 磁感应强度为B. a、 b 为材料相同、 长都为L 的导体棒, 跨接在导 轨上.已知a 棒的质量为３ m、 电阻为R, b 棒的质量为m、 电阻为３ R, 其他电阻不计.金属棒a 和b 都从距水平面高度为h 的弧形导轨上由静止释放, 分别通过D Q、 EM 同时进入匀强磁场 中, a、 b 棒在水平导轨上运动时不会相碰.若金属棒a、 b 与导轨接触良好, 且不计导轨的电阻 和棒与导轨间的摩擦.金属棒a、 b 进入磁场后, 先离开磁场的金属棒在离开磁场前已匀速运 动, 求: ( １ ) a、 b 棒刚到达水平面的速度大小, 先离开磁场的导体棒是哪根导体棒, 并求导体棒匀速运动 的速度大小? ( ２ ) 从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热多大? ( ３ ) 从b 棒速度减为零至两棒达共速过程中二者的位移差是多大?