福建省宁化第六中学2021-2022学年高二下学期物理期末练习卷（Word版含答案）

福建省宁化第六中学2021-2022学年下学期
高二物理期末练习卷（一）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．英国物理学家麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
B．变化的磁场一定会产生变化的电场
C．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，且其中红外线波长最大，紫外线波长最小
D．电磁波既有横波也有纵波，在真空中可以传播
2. 单色光通过四种元件产生的明暗条纹图样如图所示，以下说法正确的是（　　）
A. 甲、乙图为干涉图样，丙、丁图为衍射图样
B. 甲图中条纹间距越大，该色光的波长越大
C. 乙图中单缝越宽，中央亮纹越宽
D. 丙图中圆孔尺寸越大，图样现象越明显
3．如图是汽车上使用的电磁制动装置示意图。电磁制动是一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（　　）
A．制动过程中，导体不会产生热量
B．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用
C．制动力的大小与线圈中电流的大小无关
D．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大
4．如图所示，灯泡、的规格完全相同，线圈L的电阻不计，下列说法中正确的是（　　）
A．当闭合开关S时，立即亮，逐渐变亮，最后两灯一样亮
B．当闭合开关S时，和始终一样亮
C．当断开开关S时，两灯都立即熄灭
D．当断开开关S时，立即熄灭、过一会儿才熄灭
5．如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　）
A．甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压U
B．乙图可判断出A极板是发电机的负极
C．丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是v＝
D．丁图中若载流子带负电，稳定时C板电势高
6．如图所示一正方形线圈放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，时刻磁场的方向垂直线圈平面向里，则下列判断正确的是（　　）
A．时线圈中的电流方向发生变化
B．0~2s内线圈中磁通量的变化量为零
C．1~2s内线圈中电流方向为顺时针方向
D．在第3s末线圈中的感应电动势等于零
7. 远距离输电线路简化如图所示，图中标示了电压、电流和线圈匝数，其中输电线总电阻R，若电厂输送电功率不变。变压器均可视为理想变压器，则（　　）
A. B. 输电线损失的电功率为
C. 电厂输送的电功率为U2I2 D. 提高输送电压U2，则输电线电流I2增大
8．如图所示，一面积为S的正三角形金属框abc固定，M、N分别为ab和ac边的中点，直线MN上方有垂直于线框的匀强磁场，在时间t内，磁感应强度的大小由B均匀增加到3B，方向不变，在此过程中（　　）
A．穿过金属框的磁通量变化量为BS
B．N点电势比M点的高
C．金属框中的感应电动势为
D．金属框中的感应电动势为
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，全部选对得4分，通对但不全限2分，有选错或不答得0分）9．如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上的电荷量随时间的t变化规律如图乙所示，t=0.3s时的电流方向如图甲中标示，则（　　）
A．0.5s至1s时间内，电容器在放电
B．t=1s时，电路的电流为0
C．t=0.5s时，线圈的自感电动势最大
D．其他条件不变，增大电容器的电容，LC振荡电路周期减小
10．如图所示，一玻璃球体半径为R，O为球心，AB为水平直径，M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB。已知，光在真空中的传播速度为c，则（　　）
A．此玻璃的折射率为
B．光线从B到D需用的时间为
C．光线从B到D所用的时间为
D．若增大，光线不可能在DM段发生全反射现象
11．按照十八大“五位一体”的总体布局，全国各省市启动“263”专项行动，打响碧水蓝天保卫战。暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，水平放置，其长为 L、直径为 D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向上，在前后两个内侧面 a、c 固定有金属板作为电极，污水充满管道从左向右流经测量管时，a、c 两端电压为 U，显示仪器显示污水流量为 Q（单位时间内排出的污水体积）。则下列说法正确的是（　　）
A．a 侧电势比 c 侧电势高
B．若污水中正离子较多，则 a 侧电势比 c 侧电势高；若污水中负离子较多，则 a 侧电势比 c 侧电势低
C．污水流量 Q 与 U 成正比，与 D 无关
D．污水流量 Q 与 U 成正比，与 L 无关
12．如图所示，一块半圆柱形玻璃砖截面的圆心为O点，一束红光和一束蓝光在截面平面内从不同的方向射向O点，经折射后恰好都从圆弧上的P点射出玻璃砖，则下列说法正确的是（　　）
A．①光为红光，②光为蓝光
B．玻璃砖对①光的折射率大于对②光的折射率
C．分别让①、②光通过同一单缝，在同一光屏上①光的条纹宽度小于②光的条纹宽度
D．若玻璃砖绕过O点垂直纸面的轴逆时针缓慢转动的过程中，则②光先在MN界面发生全反射
三、填空实验题（本大题共4小题，共24分）
13．1834年俄国物理学家楞次对感应电流的许多实验事实进行分析研究，提出了著名的楞次定律。如图所示，螺线管的电阻可以忽略。竖直悬挂的线圈中心轴线与螺线管的轴线水平共线。现突然断开开关S，将发生的现象是∶线圈向__________摆动（填写“左”或“右”），并有___________趋势（填写“收缩”或“扩张”）；线圈中的感应电流为________时针（填写“顺”或“逆”）（从左向右看）。
14. 家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则该交流电的电压有效值为___________。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为___________。
15．在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图1），并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L。接通电源使光源正常工作，发出白光。
(1)组装仪器时，若将单缝和双缝均沿竖直方向分别固定在a处和b处，则_______。
A．可观察到水平方向的干涉条纹
B．可观察到竖直方向的干涉条纹
C．看不到干涉现象
(2)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中_______。
A．观察不到干涉条纹
B．可观察到明暗相间的白条纹
C．可观察到彩色条纹
(3)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图2所示，毛玻璃屏上的分划板刻线在图2中A、B位置时，游标尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=________。分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图3所示，则其读数为________mm。
16．学习了传感器之后，某物理兴趣小组找到了一个热敏电阻R，想利用热敏电阻的阻值随温度升高而减小的特点来制作一个简易的温度计。兴趣小组查到了该热敏电阻的阻值随温度变化的一些信息如图甲所示。他们准备的实验器材如下：干电池（电动势为1.5V，内阻不计），毫安表（量程为10mA、内阻RA为40Ω），滑动变阻器R1，开关、导线若干。
（1）若直接将干电池、开关、毫安表、热敏电阻R串接成一个电路作为测温装置，则该电路能测得的最高温度为___________℃。
（2）现在该兴趣小组想让测温范围大一些，使该电路能测得的最高温度为100℃，他们又设计了如图乙所示的电路图，并进行了如下操作：
a.将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器R1，使毫安表指针满偏；
b.保持滑动变阻器R1接入电路的电阻不变，他们在实验室中找来了一瓶水，把热敏电阻R放入水中，一段时间后闭合开关，发现毫安表的示数为8.0mA，则测得水的温度为___________℃。（结果保留两位有效数字）
c.毫安表的电流值I（单位：A）和温度t（单位：℃）的关系式为_______________。
d.根据关系式将毫安表刻度盘上的电流值改写为温度值。
四、计算题（本大题3小题，共36分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，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）
17．如图所示为四分之一圆柱形玻璃砖的横截面，O为圆心，OM为水平半径，半径为R=0.6m。现有一束平行光以i=60°的入射角射向OM平面，光线进入玻璃砖的折射角为r=30°。求：
（1）圆柱形玻璃砖对光的折射率；（计算结果保留根式）
（2）若光线经OM折射后直接从MN圆弧射出，求相对应的入射光束在OM上的宽度。（不计多次反射，结果保留两位有效数字）
18.如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中以角速度匀速转动。已知线圈面积，匝数匝，线圈内阻，外接电阻R = 15Ω，匀强磁场的磁感应强度。若线圈从图示位置开始计时，求：
（1）线圈中感应电动势瞬时值e的表达式；
（2）电路中理想电压表的示数；
（3）转过90°的过程中，通过电阻的电荷量（结果可用表示）。
19．如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距L=1.0m，与水平面之间的夹角α＝37°，匀强磁场磁感应强度B=2.0T，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值R=1.6Ω的电阻，质量m=0.5kg，电阻r=0.4Ω的金属杆ab垂直导轨放置。现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属杆沿导轨向上的位移s=3.8m时达到稳定状态，对应过程的v－t图像如图乙所示。取g=10m/s2，导轨足够长。（，）求：
（1）恒力F的大小；
（2）从金属杆ab开始运动到刚达到稳定状态的过程，金属杆上产生的焦耳热Qr；
（3）0~1s内金属杆ab运动的位移x。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故A错误；
B．均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误；
C．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，且其中红外线波长最大，紫外线波长最小，故C正确；
D．电磁波是横波，不是纵波，故D错误。
2．B
3．D
【详解】
A.电磁制动的原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，电流流过电阻时会产生热量,A 错误；
B.如果改变线圈中的电流方向，铁芯产生的磁感线的方向变为反向，此时产生的涡流方向也相反，根据安培力的公式，电流和所处的磁场方向同时反向，安培力方向不变，故还是使导体受到阻碍运动的制动力,B 错误；
C. 线圈中电流越大，则产生的磁场越强，则转盘转动产生的涡流越强，则制动器对转盘的制动力越大，C 错误；
D. 线圈电流一定时，导体运动的速度越大，转盘转动产生的涡流越强，制动力就越大,D 正确。
4．A
【详解】
AB．由于线圈的自感现象，总是阻碍电路的变化。当闭合开关S时，因为线圈与A1串联，A1逐渐变亮，而A2不受线圈影响，立即变亮。两个灯泡规格相同，并联，所以最终两灯一样亮，A正确，B错误；
CD．当断开开关S后，A1，A2和线圈L组成了一个闭合的回路，线圈此时具有维持自身电流的作用，整个回路中短时间内存有电流，然后慢慢变为零，所以A1、A2过一会才熄灭，C、D错误；
5．B
【详解】
A．甲图中粒子速度最大时，根据洛伦兹力提供向心力
解得
v＝
故最大动能
Ekm＝mv2＝
与加速电压无关，故A错误；
B．由左手定则知正离子向下偏转，所以下极板带正电，A板是发电机的负极，B板是发电机的正极，故B正确；
C．电场的方向与B的方向垂直，带电粒子进入复合场，受电场力和洛伦兹力，且二力是平衡力，即
qE＝qvB
所以
v＝
不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以无法判断粒子的电性，故C错误；
D．若载流子带负电，载流子的运动方向与电流方向相反，由左手定则可知，负粒子向C端偏转，所以稳定时C板电势低，故D错误。
6．C
【详解】
A．根据楞次定律及安培定律可知，在0~2s内，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，电流方向不变，A错误；
B．0~2s内线圈中磁通量的变化量不为零，B错误；
C．根据楞次定律及安培定律可知，在0~2s内，线圈中产生的感应电流为顺时针方向，C正确；
D．根据楞次定律及安培定律可知，在2~4s内，线圈中产生的感应电流为逆时针方向，感应电动势不为零，D错误；
7.C
8.C
【详解】
A．由几何关系知三角形aMN的面积为
开始时穿过金属框的磁通量为
末磁通量为
所以此过程中磁通量的变化量为
故A错误；
B．根据楞次定律可以判断三角形框架中的感应电流方向为逆时针方向，其中MaN部分为电源部分，在电源内部电流从低电势流向高电势，故N点电势比M点的低，故B错误；
CD．根据法拉第电磁感应定律得线框中的感应电动势大小为
故C正确，D错误。
9．AC
【详解】
A．0.5s至1s时间内，q减小，电容器在放电，故A正确；
B．t=1s时，q为零，但q的变化率最大，此时电路的电流最大，故B错误；
C．t=0.5s时，q的变化率为零，电流为零，但电流的变化率最大，此时线圈的自感电动势最大，故C正确；
D．其他条件不变，增大电容器的电容，根据可知LC振荡电路周期增大，故D错误。
10．AB
【详解】
A．由题图可知，光线在D点的入射角为
折射角
由折射率的定义得
故
A正确；
BC．光线在玻璃中的传播速度为
由题图知
所以光线从B到D需要时间
B正确，C错误；
D．若增大，则光线射向段时入射角增大，射出M点时入射角为，而临界角满足
即光线可以在段发生全反射现象，D错误。
故选AB。
11．AD
【详解】
AB．污水中的正负离子，在洛伦兹力作用下发生偏转，正离子向右偏转到a端，负离子向左偏转到c端，故a侧电势比c侧电势高。与污水中正负离子的数量没有关系。故A正确；B错误；
CD．当电场力与洛伦兹力平衡时，有
流量为
联立，可得
污水流量 Q 与 U 成正比，与 L 无关。故C错误；D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】
AB．由光路图可知，两光的折射角相等，入射角①大于②，由折射定律可知，玻璃砖对①光的折射率大于对②光的折射率，且折射率越大，光的频率越高，故①光为蓝光，②光为红光，B正确，A错误；
C．通过同一单缝，波长越长，频率越小的光产生的衍射图样中央亮条纹越宽，条纹间隔越大，故在同一光屏上①光的条纹宽度小于②光的条纹宽度，C正确；
D．发生全反射的条件是光从光密介质射入光疏介质，因此光从空气射入玻璃中不可能发生全反射，D错误。
故选BC。
13． 右 扩张 逆
【详解】
[1] [2][3]现突然断开开关S，穿过线圈内的向左的磁通量减小，根据楞次定律可知，从左向右看，线圈中的感应电流方向为逆时针方向，感应电流在螺线管的磁场中受到安培力的作用，使线圈向右摆动，且有扩张趋势。
14.【答案】 ①. 110 ②. 1210
15． B C 31.10
【详解】
(1)[1]因为该实验是双缝干涉实验，a是单缝，b是双缝，单缝是竖直放置，观察到的是竖直方向的干涉条纹，故B正确，ACD错误。
(2)[2]若取下红色滤光片，白光干涉条纹为彩色的，故C正确，ABD错误。
(3)[3]条纹间距
又知
两式联立得
[4]此游标卡尺精度值为0.05mm，读数等于可动刻度读数与游标尺读数之和；故有
x=31mm+0.05mm×2=31.10mm
16． 75 6.25
【详解】
（1）[1]根据图像可知，温度越高，热敏电阻的阻值越小。电流表的量程为10mA，所以电路的总电阻最小值为
可知热敏电阻的阻值为
由R-t图像可知
解得
（2）b.[2]将该热敏电阻R做防水处理后放入100℃的沸水中，由图像可知此时的电阻为100Ω；过一段时间后闭合开关，调节滑动变阻器R1，使毫安表指针满偏此时
当毫安表的示数为8.0mA时，热敏电阻的阻值为
可得温度为
c.[3]由题意可得
毫安表的电流值I（单位：A）和温度t（单位：℃）的关系式为
17．（1）；（2）0.4m
【解析】
【详解】
（1）玻璃砖对光的折射率为
（2）玻璃砖的临界角为C，则
要使光线在圆弧面射出，在圆弧处的入射角需小于临界角，如图
由几何关系知，光线经OM折射后直接从MN圆弧射出，相对应的入射光束在OM上的宽度OA为
联立解得
折射到ON面的光线在ON面上的入射角为60°，大于临界角C，都发生全反射到达MN弧面，在MN弧面的入射角小于临界角，所以都会从MN圆弧射出。
所以，所求宽度即为OA距离0.4m。
18.【答案】（1）e = Emaxsin(ωt) = 200sin(50πt)（V）；（2）75V；（3）0.064C
19．（1）5N；（2）1.47J；（3）0.85m
【详解】
（1）当金属棒匀速运动时，由平衡条件得
其中由乙图可知v=1.0m/s，且
联立解得
F=5N
（2）从金属棒开始运动到达稳定，由动能定理得
又克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，代入数据解得
两电阻产生的焦耳热与阻值成正比，故金属杆上产生的焦耳热为
（3）进入匀强磁场导体棒做加速度减小的加速运动，由动量定理有
又
It=q
由图可知，代入数据解得
q=0.85C
由
得
x=0.85m