甘肃省武威市民勤县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含答案）

民勤县2022-2023学年高二下学期期中考试
物理
（时间：75分钟 总分：100分）
一、单选题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的4个选项中，1~8小题只有一个选项是正确的，9~12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分）
1．关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是（ ）
A．简谐运动的位移不变
B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量
C．简谱运动的回复力可以是恒力
D．单摆在任何情况下的运动都是简谐运动
2．光的干涉现象在技术中有许多应用。如图甲所示是利用光的干涉检查某精密光学平面的平整度，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B．若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，说明被检查的平面在此处出现了不平整
D．用单色光垂直照射图丁中的牛顿环，也可以得到间距相等的明暗相间的同心圆环
3．如图所示，导体的长为，绕点以角速度匀速转动，长为，且三点在一条直线上，有一磁感应强度为的匀强磁场充满转动平面，且与转动平面垂直，那么、两端的电势差的绝对值为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，有一金属块放在垂直于侧面的匀强磁场中，当有稳恒电流自左向右通过时，下列说法正确的是（ ）
A．金属块上表面的电势高于下表面的电势
B．磁感应强度增大时，金属块上、下两表面间的电势差增大
C．电流增大时，金属块上、下两表面间的电势差减小
D．电流不变时，金属块中单位体积内自由电子越多，上下两表面间的电势差越大
5．用如图所示装置可测定带电粒子的比荷，装置上方速度选择器中匀强电场的方向水平向右，速度选择器和分离器中匀强磁场的方向垂直纸面向外。在处有粒子源，将大量粒子沿速度选择器中线方向射入，部分粒子沿选择器中线运动后通过小孔进入分离器，再偏转后打到、、点，若粒子重力均可忽略，不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是（ ）
A．打在点的粒子比荷最大
B．粒子在分离器中运动的时间相同
C．沿速度选择器中线运动并进入分离器的粒子其速率均相同
D．若测定带负电粒子的比荷，则需要将速度选择器中的电场反向而磁场方向保持不变
6．在如图所示的电路中，和是两个相同的灯泡。线圈的自感系数足够大，电阻可以忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关时，先亮，逐渐变亮
B．闭合开关时，和同时亮
C．断开开关时，闪亮一下再熄灭
D．断开开关时，流过的电流方向向左
7．如图甲所示，金属圆环和“”形金属线框相互靠近固定在水平面上，金属棒放在线框上，给圆环、端接上如图乙所示的余弦交流电流，以图甲中电流方向为正方向，金属棒始终保持静止，则下列判断正确的是（ ）
A．时间内，棒中的感应电流方向为
B．时间内，棒受到的摩擦力方向向右
C．时间内，棒中感应电流方向先由再由
D．时刻棒受到的安培力最大，时刻棒受到的安培力最小
8．如图甲所示，一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中，且线圈平面与磁场垂直。设垂直纸面向里为磁感应强度的正方向，磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，图甲中线圈．上的箭头的方向为感应电流的正方向，则图中给出的线圈中感应电流随时间变化的图像可能是（ ）
A． B．
C． D．
9．下列应用与涡流有关的是（ ）
A．家用电磁炉 B．家用微波炉
C．真空冶炼炉 D．探雷器
10．如图所示，在水平桌面上有一金属圆环，当用一条形磁铁由上向下插向圆环时，下列说法正确的是（ ）
A．环对桌面的压力保持不变
B．环对桌面的压力减小
C．从上往下看，环内产生顺时针的感应电流
D．圆环有收缩的趋势
11．一列简谐横波，在时刻的图像如图甲所示，此时，、两质点的位移均为，波上质点的振动图像如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）
A．这列波沿轴正方向传播
B．这列波的波速是
C．从开始，质点比质点早回到平衡位置
D．从开始，紧接着的时间内，质点通过的路程是
12．如图，和是电阻不计的平行金属导轨，其间距为，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑链接，右端接一个阻值为的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为、方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量为、电阻为的金属棒从高为处静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中（ ）
A．流过定值电阻的电流方向是：
B．通过金属棒的电荷量为
C．金属棒克服安培力所做的功为
D．电阻产生的焦耳热为
二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分）
13．一同学在半径为的光滑圆弧面内做测定重力加速度的实验（如图甲所示）。他用一个直径为、质量分布均匀的光滑实心球进行实验。操作步骤如下：①将小球从槽中接近最低处（虚线）由静止释放；②测量多次全振动的时间，并准确求出周期；③将圆弧面半径和周期代入单摆周期公式，求出重力加速度。
（1）他在以上操作中应该改正的操作步骤是__________（填写步骤序号）；若不改正，测量所得的重力加速度的值与真实值相比会__________（选填“偏大”或“偏小”）。
（2）一组同学选择几个半径不同的均匀光滑实心球正确地进行了实验，他们将测出的周期与小球的半径的关系画出了如图乙所示的图线。请你根据该图写出确定重力加速度的表达式__________。
14．在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将实验器材按要求安装在光具座上，如图所示．在实验前已获知的数据有：双缝的间距为，双缝到屏的距离为．
（1）为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出处的实验器材是__________。
（2）分别选用红色和蓝色滤光片做实验，得到的干涉图样是四幅图中的两幅，则用红色滤光片做实验得到的干涉图样是其中的__________。
A． B．
C． D．
（3）经测量，红光干涉相邻两条亮条纹间的距离为，请据此写出能够反映红光波长大小的表达式__________。
（4）该实验中，已知的数量级为，相邻两条亮条纹间距的数量级为，由此可推断红光的波长数量级约为__________m。（填选项前字母）
A． B． C． D．
三、解答题（本题共3小题，15．（9分），16．（11分），17．（18分）共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，解答过程必须明确写出数值和单位，只写出最后答案不得分。）
15．（9分）如图，光滑平行的足够长金属导轨和，间距，与水平面间的夹角，、间接有阻值的电阻；导轨所在空间有方向垂直于导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场；质量的金属杆垂直导轨放置且与导轨接触良好，平行于导轨向上的恒力作用于杆的中点，正使杆沿导轨平面以的速度向上做匀速直线运动。除外的其余电阻不计，重力加速度。求：
（1）杆中电流的方向；
（2）感应电动势的大小；
（3）杆所受恒力的大小。
16．（11分）如图所示，一对平行的粗 金属导轨固定于同一绝缘水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小，一根质量、电阻、长度与导轨间距相等的金属棒垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力作用下从静止开始运动，当金属棒通过的位移大小时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，重力加速度大小，不计金属导轨电阻，金属棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触，求：
（1）恒力的大小；
（2）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻上产生的焦耳热。
17．（18分）如图所示，在平面直角坐标系的第二象限内有平行于轴的匀强电场，电场强度为，方向沿轴负方向，在第四象限的区域有方向垂直于平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，一质量为、电荷量为的带正电的粒子（不计粒子所受的重力），从坐标为的点以一定的初速度沿平行于轴正方向射入电场，通过坐标原点进入第四象限，在经过磁场运动后垂直于边界（图中虚线）离开磁场．求：
（1）带电粒子在点的速度大小及方向；
（2）与的关系；
（3）带电粒子从点进入电场到射出磁场的总时间．
民勤县2022-2023学年高二下学期期中考试
物理答案
一、选择题（每题4分，共48分）：
1．B；2．C；3．C；4．B；5．C；6．A；7．A；8．C
9．ACD；10．CD；11．AC；12．BD
二、实验题（每空2分共14分）：
13．（1）③ 偏大 （2）
14．（1）单缝 （2）A （3） （4）C
三、计算题：
15、（9分）（1）电流方向为；（2）；（3）
【详解】（1）由右手定则可知，棒中的电流方向为，
由公式可知，产生的电动势为
（2）对棒受力分析且由平衡条件可是
其中
代入数据解得
16．（11分）（1）；（2）
【详解】（1）设金属棒离开磁场瞬间速度为，对金属棒从离开磁场至到达弯曲轨道最高点过程，
根据动能定理有
金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为，根据平衡条件得
金属棒中的感应电流
解得
（2）设金属棒在磁场中运动的过程中，回路中产生的焦耳热为，
根据功能关系有
根据闭合电路欧姆定律可得电阻上的焦耳热为
解得
17．（18分）（1），与轴正方向成；
（2）；
（3）
【详解】（1）带电粒子在匀强电场中运动有，，
，，，，
解得
与轴正方向成
（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示
有几何关系得
解得
（3）由（1）可得带电粒子在匀强电场中运动的时间
带电粒子在匀强磁场中运动有，
带电粒子在匀强磁场中运动的时间
带电粒子从点进入电场到射出磁场的总时间
解得