江西省赣州市兴国中学2022-2023学年高二下学期5月期中考试物理试题（含解析）

兴国中学2022-2023学年高二下学期5月期中考试
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上和试卷指定位置上。
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,用检皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．下列现象中，属于电磁感应现象的是（　　）
A．磁铁吸引铁钉
B．电流周围产生磁场
C．变化的磁场使闭合导体中产生感应电流
D．铁棒在磁场中被磁化
2．如图是网络信号在一段光纤中传播的示意图，则下列说法正确的是（　　）
A．纤芯的折射率应小于外包层的折射率，才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射
B．增大左端面的入射角，外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角随之增大
C．增大左端面的入射角，左端面的折射角随之增大
D．增大左端面的入射角，纤芯的折射率随之增大
3．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是(　　)
A．甲、丙 B．乙、丁 C．甲、乙 D．丙、丁
4．如图所示，在圆形空间区域内存在关于直径ab对称、方向相反的两个匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，一金属导线制成的圆环刚好与磁场边界重合，下列说法中正确的是
A．若使圆环向右平动，感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B．若使圆环竖直向上平动，感应电流始终沿逆时针方向
C．若圆环以ab为轴转动，a点的电势高于b点的电势
D．若圆环以ab为轴转动，b点的电势高于a点的电势
5．如图所示为某种周期性交流电的电流与时间关系的图象，其中前半周期为正弦曲线的一部分，后半周期是直线段，则该交流电的有效值为（　　）
A． B． C． D．
6．矩形导线框固定在匀强磁场中，如图所示，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向为垂直纸面向外，磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示，则（ ）
A．0～t1时间内，导线框中电流的方向为abcda
B．0～t1时间内，导线框中电流越来越小
C．0～t2时间内，导线框中电流的方向始终为adcba
D．0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小恒定不变
7．如图,一理想变压器原线圈连接有效值恒定的交流电源,副线圈接有一只理想交流电流表和一个内阻为4Ω的交流电动机．当电动机以0.8m/s的速度匀速向上提升质量为100kg的重物时,交流电源的输入功率为1200W.取(g=10m/s2)则电流表的示数为( )
A．6A B．8A C．10A D．12A
8．在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率v0分别上抛、平抛、下抛，那么以下说法正确的是（　　）
A．从抛出到落地过程中，重力对它们所做的功都相等
B．从抛出到落地过程中，重力对它们做功的平均功率都相等
C．不计空气阻力，三个球落地时，重力势能变化相等
D．如果考虑空气阻力，则从抛出到落地过程中，重力势能变化不相等
9．如图所示，E 为电池，L 是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S 是控制电路的开 关．对于这个电路，下列说法正确的是
A．刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1、D2的电流大小相等
B．刚闭合开关 S 的瞬间，通过 D1的电流小于通过 D2 的电流
C．闭合开关 S 到电路达到稳定，D1逐渐熄灭，D2比原来更亮
D．电路达到稳定后将开关 S 断开，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭
10．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接的交流电，电阻，D为理想二极管，则
A．二极管的反向耐压值应大于
B．电阻两端电压为25V
C．通过副线圈的电流为1A
D．原线圈的输入功率为50W
11．Ioffe-Prichard 磁阱常用来约束带电粒子的运动．如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过 xoy 平面，1、2、3、4 直导线与 xoy 平面的交点成边长为 2a 的正方形且关于 x 轴和 y 轴对称，各导线中电流方向已标出，已知通电无限长直导线产生的磁感应强度大小与到直导线距离成反比，设1导线在O点产生的磁感应强度为B0下列说法正确的是（ ）
A．直导线 1、2 之间的相互作用力为吸引力
B．直导线 2 受到直导线 1、3、4 的作用力合力方向背离O点
C．4 根直导线在O点的磁感应强度大小为0
D．直导线 1、2 在O点的合磁场的磁感应强度大小为2B0
二、实验题（共20分）
12．物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞时动量变化的规律”实验，步骤如下：
①用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g；
②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；
③向气垫导轨通入压缩空气；
④把A、B两滑块放到导轨上，并给它们一个初速度，同时开始用闪光照相机拍照，闪光的时间间隔设定为。照片如图所示。该图像是闪光4次拍摄的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0 ~ 80cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块B恰好通过处，滑块A恰好通过处；碰撞后有一个物体处于静止状态。
（1）以上情况说明碰后______（选填“A”或“B”）物体静止，滑块碰撞位置发生在______cm处。
（2）A、B两滑块碰撞时间发生在第一次闪光后______s。
（3）设向右为正方向，可计算出碰撞前两滑块的质量与速度乘积矢量之和是______，碰撞后两滑块的质量与速度乘积矢量之和是______。
（4）通过以上实验结果，说明物体在碰撞过程的规律是____________。
13．某同学在用双缝干涉测量光的波长的实验中，已知两缝间的间距为0.4mm，以某种单色光照射双缝时，在离双缝0.5m远的屏上，用测量头测量条纹间的宽度：先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0条亮纹，此时分划板上的游标卡尺读数如图A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，此时分划板上的游标卡尺读数如图B所示。根据以上实验测得
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=______mm，xB=______mm；
（2）该单色光的波长=______m（结果保留2位有效数字）；
（3）若增大双缝的间距，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）；
（4）若改用频率较高的单色光照射，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。
三、计算题（共36分）
14．如图，△ABC是一直角三棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=60°。一细光束从BC边的D点入射，折射后，射到AC边的E点，并在E点恰好发生全反射，后经AB边的F点射出。已知反射光线EF平行于棱镜的BC边，AC=d，E点恰好是AC的中点。不计多次反射。
（1）棱镜的折射率n；
（2）光束从BC边的D点入射时，入射角的正弦值sinα；
（3）光束在三棱镜中的传播时间t。
15．如图所示，在直角坐标系xOy平面内，虚线OP与x轴问的夹角，OP与y轴所夹区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标为（0，L）的M点沿x轴正方向进入磁场区域，并从OP上到O点的距离为的A点（图中未画出）离开磁场区域。粒子重力不计。求
(1)粒子的速度大小；
(2)粒子从M点运动到A点所用的时间t。
16．如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻，导轨的端点C、D用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为，比例系数。一电阻不计、质量的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直且接触良好。在时刻，金属杆紧靠在C、D端，在平行于导轨的外力F作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的右端滑动，求：
（1）在时，金属杆所受的安培力；
（2）在时间内，作用在金属杆上外力F的冲量的大小。
1．C
A．磁铁吸引铁钉是磁场的性质，故A错误；
B．电场产生磁场属于电流的磁效应，故B错误；
C．变化的磁场使导体中产生感应电流，属于电磁感应现象，故C正确；
D．铁棒在磁场中被磁化是属于磁场的性质，故D错误；
故选C。
2．C
A.纤芯的折射率应大于外包层的折射率，才能使光信号在二者之间的界面处发生全反射，故A错误；
BD．根据全反射临界角公式
可知，全反射临界角由折射率决定，介质的折射率由介质本生性质有关，与入射角无关，增大左端面的入射角，纤芯的折射率不变，外包层与纤芯之间的界面处发生全反射的临界角不变，故BD错误；
C.根据折射率公式
折射角
可知增大左端面的入射角，纤芯的折射率不变，左端面的折射角随之增大，故C正确。
故选C。
3．B
由题意可知，根据右手定则，得：乙、丁中线圈虽与磁场方向平行，但切割速度与磁场垂直，故有感应电流出现，而甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，但切割速度与磁场平行，因此没有感应电流，故B正确，ACD错误；
故选B。
【点睛】考查右手定则的应用，注意切割速度的理解，并形成结论：磁通量最大时，切割速度与磁场平行；磁通量最小时，切割速度与磁场垂直．
4．A
若圆环向右平动，由楞次定律知感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，A正确；若圆环竖直向上平动，由于穿过圆环的磁通量未发生变化，所以圆环中无感应电流产生，B错误；若圆环以ab为轴转动，在0～90°内，由右手定则知b点的电势高于a点的电势，在90°～180°内，由右手定则知a点的电势高于b点的电势，以后a、b两点电势按此规律周期性变化，CD错误．故选A.
5．A
取一个周期：设有效值为I，由电流的热效应求解：则：，解得：I=A．
A. ，与结论相符，选项A正确；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
6．A
【分析】由右图可知B的变化，则可得出磁通量的变化情况，由楞次定律可知电流的方向；由法拉第电磁感应定律可知电动势，即可知电路中电流的变化情况；由F=BIL可知安培力的变化情况．
由图可知，0-t2内，线圈中磁通量的变化率相同，故0到t2时间内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为adcba方向，故A正确，C错误；从0到t1时间内，线圈中磁通量的变化率相同，感应电动势恒定不变，电路中电流大小时恒定不变；导线电流大小恒定，故B错误；从 t1到t2时间内，磁场的变化率不变，则电路中电流大小时恒定不变，故由F=BIL可知，F与B成正比，即增大，则0～t2时间内，导线框ab边受到的安培力大小不是恒定不变的，故D错误；故选A．
【点睛】本题要求学生能正确理解B-t图的含义，才能准确的利用楞次定律、左手定律等进行判定；解题时要特别注意，两个时段，虽然磁场的方向发生了变化，但因其变化为连续的，故产生的电流一定是相同的．
7．C
根据，代入数据：1200＝1000×0.8+I2×4，解得：I=10A，即该理想交流电流表的示数为10A，故C正确；
8．AC
AC．小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，下落高度一样，所以重力做功相等，故重力势能变化相等，故AC正确；
B．三个小球重力做功相同，落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，所以运动过程中，三个小球重力做功的平均功率不同，下抛平均功率最大，故B错误；
D．考虑空气阻力，三小球下落高度相同，故重力做功一样，重力势能变化相等，故D错误。
故选AC。
9．ACD
AB．开关S刚闭合瞬间，由于自感线圈相当于断路，所以两灯是串联，电流相等，故A正确，B错误；
C．稳定后，线圈相当于导线把灯D1短路，D1熄灭，回路中总电阻减小，电流增大，D2比S刚闭合时亮，故C正确；
D．S闭合稳定后再断开开关，D2立即熄灭，但由于线圈的自感作用，L相当于电源，与D1组成回路，D1闪亮一下然后过一会再熄灭，故D正确；
故选ACD．
10．AD
A．根据理想变压器规律
可知副线圈电压的最大值为，因此二极管的反向耐压值应大于，故A正确；
B．根据正弦式交流电特点，副线圈电压有效值为50V，由于二极管具有单向导电性，设副线圈电阻两端的电压的有效值为U
解得
故B错误；
C．这样通过副线圈的电流为
故C错误；
D．副线圈的输出功率
P=
故D正确。
故选AD。
11．BC
A．反向电流相互排斥，直导线 1、2 之间的相互作用力为排斥力，A错误；
B．根据安培定则可知，直导线1、3在2点的合磁感应强度方向与y轴负方向夹45°向右下，根据可知
4在2点的磁感应强度方向与y轴正方向夹45°向左上
根据矢量合成可知，2点合磁场方向与y轴负方向夹45°向右下，再根据左手定则可以判断，直导线 2 受到直导线 1、3、4 的作用力合力方向背离O点，B正确；
C．根据对称性可知，4 根直导线在O点的磁感应强度大小为0，C正确；
D．直导线 1、2 在 O 点的合磁场的磁感应强度大小为B0，D错误。
故选BC。
12． A 60 0.1 －0.2 －0.2 在碰撞过程中两物体的质量与速度的乘积之和保持不变。
（1）[1][2]由图可知，A只有两个位置有照片，则说明A碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后A静止，故碰撞发生在x = 60cm处。
（2）[3]碰撞后B向左做匀速运动，设其速度为vB′，所以
碰撞到第二次闪光时B向左运动10cm，时间为t′，有
第一次闪光到发生碰撞时间为t，有
得
（3）[4]设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小为
A的速度
则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和
[5]碰撞后，A静止，B速度为
则碰撞后两滑块的动量
（4）[6]以上实验结果说明在碰撞过程中两物体的质量与速度的乘积之和保持不变。
13． 11.1 15.6 变小 变小
（1）[1][2]分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为
xA=11mm+0.1mm×1=11.1mm
xB=15mm+0.1mm×6=15.6mm
（2）[3]条纹间距
根据
解得
（3）[4]根据，若增大双缝的间距d，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小；
（4）[5]根据，若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，其他条件保持不变，则得到的干涉条纹间距将变小。
14．（1）；（2）；（3）
（1）由于光在E点反射后的光线与BC边平行，由几何关系可知，在E点的反射角等于60°
又由于光恰好在E点发生全反射，可得临界角
C=60°
根据全反射临界角与介质折射率的关系得
解得棱镜的折射率
（2）由几何关系可知，光线在D点的折射角
γ=30°
由折射定律得
解得得
（3）已知AC=d，E点为AC的中点，即
CE=EA=
由几何关系可得
，
光束在棱镜中经过的路程为
光在棱镜中的传播速度
光束在三棱镜中的传播时间
解得
15．(1) ；(2)
（1）粒子的运动轨连如图所示
由几何关系可知，粒子轨迹圆弧的半径为
根据牛顿第二定律有
解得
（2）轨迹圆弧对应的圆心角为
经分析可知
解得
16．（1），方向水平向左；（2）
（1）金属杆做匀加速直线运动，在t时刻，金属杆与初始位置的距离为
此时杆的速度为
这时，杆与导轨构成的回路的面积为
回路中的感应电动势为
其中有
，
回路中的总电阻
联立可得回路中的感应电流为
金属杆所受的安培力为
代入解得
方向水平向左。
（2）因为安培力为
可得图像中，图线与坐标轴所围成的面积大小即为安培力的冲量，即
在时间内，由动量定理
解得