2022-2023学年江苏省常州市武进区高二（下）期中质量调研物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省常州市武进区高二（下）期中质量调研物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 某学生宿舍楼里走廊及楼道照明灯的控制电路具有这样的功能：当走廊或楼道光线比较昏暗的时候，有人经过发出声响，照明灯就自动打开；当走廊或楼道光线比较明亮时，即便有人经过发出声响，照明灯也没有反应，在这样的照明灯控制电路中，有可能设计放置了下列传感器中的( )
光传感器 振动传感器 磁敏传感器 温度传感器
A. B. C. D.
2. 外出旅游有时需要坐小型游轮，游轮外侧四周会固定一圈旧汽车轮胎，如图所示，当游轮以一定的速度靠岸时，下列关于这些旧轮胎作用的说法中正确的是( )
A. 减少了游轮与岸边撞击前后游轮动量的改变量
B. 延长了游轮与岸边撞击力的作用时间
C. 减小了游轮与岸边撞击时游轮的惯性大小
D. 增大了游轮与岸边撞击时游轮单位面积上受到的撞击力
3. 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种，如图所示，甲是需要输送的低频信号，乙和丙是调制后的电磁波，则下列说法中正确的是( )

A. 图甲低频信号可直接发射，且发射效率高 B. 在电磁波的发射技术中，图中乙是调频波
C. 在电磁波的发射技术中，图中丙是调幅波 D. 通过电谐振可以把需要的电磁波接收下来
4. 如图所示为某种特殊的电源在工作时的输出电压随时间做周期性变化的关系图线，图中每一个周期的前半周期是正弦式交变电流的一部分，后半周期是稳恒直流电的一部分，则该交变电压的有效值为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示是用发波水槽演示多普勒效应的实验照片，水槽固定不动，波源以固定频率振动并以某一速度沿轴方向移动，、是位于轴上的两个质点，则在图示时刻，下列说法中正确的是( )
A. 波源向轴正方向运动 B. 处波速大于处波速
C. 质点振动的频率大于波源频率 D. 质点振动的频率等于波源频率
6. 、两单摆在同一地点做简谐振动，其振动图像分别如图中的实线和虚线所示，两摆的摆长和摆球质量分别为和，它们之间可能的关系是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
7. 利用如图所示电路可以演示自感现象，其中是自感系数较大、直流电阻很小的自感线圈，、是两个相同的理想二极管，、是两个相同的小灯泡，实验中通过开关的通、断过程演示自感现象，下列关于该实验现象的描述正确的是( )
A. 接通开关瞬间，灯立即亮，然后亮度逐渐变暗
B. 接通开关瞬间，灯立即亮，然后亮度保持不变
C. 断开开关瞬间，灯闪一下，然后逐渐熄灭
D. 断开开关瞬间，灯闪一下，然后逐渐熄灭
8. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，采用如图所示的可拆式变压器进行研究，已知铁芯是由彼此绝缘的硅钢片平行叠压而成，为了尽量减小传递过程中的能量损失，在实验中，作为横挡的铁芯的硅钢片叠压方式及放置方法的最佳设计为下图的( )
A. B. C. D.
9. 在水面下方一定深度放有一单色点光源，从水面上方观察发现，能看到单色光的圆形区域的直径为；现用某种透明的液体替换水，其它条件不变，在液面上方观察，能看到单色光的圆形区域的直径为，若水与该种液体对光源所发出的单色光的折射率分别为和，则与的比值为( )
A. B. C. D.
10. 将两根长度相同、粗细均匀、总电阻均为、表面涂有绝缘漆的相同细金属丝，分别依次绕成如图所示的两个“”字形闭合线圈甲和乙，并将线圈垂直放入磁感应强度随时间变化的规律为其中的匀强磁场中，已知甲、乙两图中大、小线圈的半径分布为和，则下列说法中正确的是( )
A. 乙线圈中的感应电流为顺时针方向
B. 甲线圈中总的感应电动势的大小为
C. 甲线圈中感应电流的大小为
D. 在时间内通过乙线圈金属丝横截面的电荷量为
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
11. 在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，实验装置如图所示。

下列说法中正确的是( )
A.滤光片应置于单缝与双缝之间
B.拨杆的作用是为了调节缝的宽度
C.保持双缝位置不变，增大单缝与双缝间距，干涉条纹变密
D.保持双缝位置不变，增大双缝与毛玻璃屏间距，干涉条纹变疏
将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第条亮纹，此时手轮上螺旋测微器示数如图甲所示．然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第条亮纹中心对齐，记下此时图乙中手轮上的示数为_____。
设图甲、乙中螺旋测微器的读数分别为和。
则两相邻亮条纹间距____用所给物理量的符号表示。
已知双缝间距为，测得双缝到屏的距离为，则所测光的波长___用所给物理量的符号表示。
若将该实验装置全部浸入到某种绝缘透明均匀介质中做相同的实验，发现两相邻亮条纹中央之间的距离变为原来的一半，则该透明介质的折射率__。
三、简答题（本大题共3小题，共34.0分）
12. 在水平光滑冰面上有一辆以速度匀速运动的雪橇，一小孩坐在雪橇上做扔雪球的游戏，已知雪橇、小孩及雪橇上若干个相同雪球的总质量为，小孩每次均以相对地面的速度向雪橇运动的正前方水平扔出雪球，已知在扔出第一个雪球以后，雪橇的速度减小为原来的，方向未变，求：
一个雪球质量的大小；
扔出多少个雪球后雪橇恰好停下来。
13. 如图所示，在置于均匀介质中的直角坐标系中的和两处分别有频率均为的两个波源和，时刻它们均从平衡位置沿轴正方向开始振动，产生的两列简谐横波沿轴相向传播，质点的坐标为。
若简谐波的波长，求波速；
若简谐波的波长，通过计算判断质点为振动加强点还是振动减弱点；
若是点左侧距离点最近的振动加强点，求简谐波的波长。
14. 图甲为一质量为、半径为、电阻率为、粗细均匀的金属圆环，其横截面是直径为的圆。现将其套在足够长的永久磁铁的竖直槽中，图乙为其俯视图，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，金属环所在处磁场的磁感应强度大小均为，将金属环静止释放，下降高度为时，金属环开始匀速下落，已知重力加速度为，不计空气阻力，试求：
匀速下落时金属环中感应电流的大小；
匀速下落时金属环中感应电动势的大小；
从静止释放到刚要匀速运动的过程中，金属环中产生的焦耳热。
四、综合题（本大题共1小题，共16.0分）
15. 回旋加速器在核技术、核医学等领域得到了广泛应用，其原理如图所示，和是两个中空的、半径为的半圆金属盒，位于圆心处的质子源能产生质子初速度可忽略，重力不计，不考虑粒子间相互作用和相对论效应，质子在两盒狭缝间的电场中运动时被加速，、置于与盒面垂直的、磁感应强度大小为的匀强磁场中，最后恰好从盒边缘的小窗口处射出，已知质子的质量为，带电量为；加速电压随时间的变化关系图像如图所示，其中、未知，不计质子在电场中的加速时间。
质子被回旋加速器加速能达到的最大速率；
在时刻放出的一个质子，经过次加速后到达图中的点，间的距离为，运动轨迹如图乙所示，求该质子到达点的速度大小；
实际中磁感应强度的大小会在到之间出现波动，若在时刻质子第一次开始被加速，要实现连续次加速此时质子运动的半径仍小于，求的最大值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】走廊或楼道光线比较昏暗的时候，有人经过发出声响，照明灯就自动打开，说明照明灯控制电路中，放置了振动传感器；当走廊或楼道光线比较明亮时，即便有人经过发出声响，照明灯也没有反应，说明照明灯控制电路中，放置了光传感器。
故选A。
2.【答案】
【解析】游轮与岸边撞击前后游轮动量的改变量是一定的，但由于轮胎的存在，延长了游轮与岸边撞击力的作用时间，根据
减小了游轮与岸边撞击时游轮单位面积上受到的撞击力，故AD错误，B正确；
C.惯性大小只与质量有关，与其它因素无关，故C错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】A.图甲低频信号可直接发射，但发射效率低，故A错误；
B.在电磁波的发射技术中，图中乙是调幅波，故B错误；
C.在电磁波的发射技术中，图中丙是调频波，故C错误；
D.通过电谐振可以把需要的电磁波接收下来，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】根据
则该交变电压的有效值为

故选A。
5.【答案】
【解析】A.由图可知，单位时间内在点接收到的波面数量比点多，则在点观察到的频率比在点观察到的频率高，可知波源向轴负方向运动，故A错误；
B.、处于同一介质，处波速等于处波速，故B错误；
C.单位时间内在处接收的波面数量较多，则质点振动的频率大于波源频率，故C正确；
D.单位时间内在处接收的波面数量较少，则质点振动的频率小于波源频率，故D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】根据图像可知，，根据单摆周期的表达式
得
单摆周期与质量无关，无法确定摆球质量关系，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】接通开关瞬间，二极管反向截止，二极管正向导电，线圈由于产生自感电动势阻碍电流的增大，则灯不亮，灯立即亮，随着线圈的电流增大，灯亮度逐渐变小，故AB错误；
断开开关瞬间，线圈由于产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈相当于电源，此时二极管正向导电，二极管反向截止，则线圈与灯构成回路，灯闪一下，然后逐渐熄灭，灯不会亮，故C正确，D错误。
8.【答案】
【解析】根据题意可知，由于变压器工作时会在铁芯 中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯 中不产生较大的涡流，如图所示
应通过相互绝缘的硅钢片使平行于 的各平面和平行于 的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横档的铁芯 的硅钢片应按照平行于 平面的形式设计。
故选B。
9.【答案】
【解析】如图

设光在液面发生全反射的临界角，透光面半径，深度，根据全反射临界公式可得
则
根据几何关系可得
解得
由题意，圆形区域的直径分别为、，可得
10.【答案】
【解析】A.乙线圈中的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，乙线圈中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
根据楞次定律可知，甲线圈中大、小线圈产生的感应电动势方向相反，则甲线圈中总的感应电动势的大小为
甲线圈中感应电流的大小为
故B错误，C正确；
D.乙线圈产生的感应电动势为
乙线圈中感应电流的大小为
在时间内通过乙线圈金属丝横截面的电荷量为
故D错误。
故选C。
11.【答案】
【解析】“用双缝干涉测光的波长”的实验中滤光片应放在透镜和单缝之间，故A错误；
B.该实验中拔杆得作用是调节两个狭缝的间距、亮度和位置，故B错误；
C.增大单缝与双缝间距时干涉条纹的疏密不变，故C错误；
D.根据条纹间距得表达式
可知增大双缝与毛玻璃屏间距，条纹间距变大，干涉条纹变疏，故D正确。
故选D。
图乙中手轮上的示数为
第条亮纹到第条亮纹之间又个相邻的两条问，所以相邻亮条纹间距为
根据
得
根据双缝间距的表达式在空气中
在介质中
所以在介质中
由此可得光在空气中和绝缘透明均匀介质中
所以
12.【答案】 ；
【解析】由动量守恒定律得
又
解得
设扔出个雪球后雪橇恰好停下来，由动量守恒定律得
解得
13.【答案】；质点为振动减弱点；
【解析】根据
得
点到两波源的波程差
而
故质点为振动减弱点。
振动加强点到两波源波程差满足关系
其中 ，点为振动加强点，该处的
故距离点最近的振动加强点处的
因此波长
14.【答案】 ； ；
【解析】匀速下落时，
又
根据受力平衡可得
联立解得此时金属环中感应电流大小为
根据电阻定律，金属环的电阻为
则感应电动势为
由法拉第电磁感应定律可得
解得金属环匀速运动时的速度为
从静止释放到刚要匀速运动的过程，由能量守恒定律可得
解得
15.【答案】 ； ；
【解析】设粒子做圆周运动的半径为，有
粒子的最大速度 对应最大的运动半径
即
根据
则
设经过次、次、次、次加速后质子运动的半径分别为、、、
可得
， ，
而据图乙可知
联立得
由 得
设磁感应强度的大小为 时，质子运动的周期为
则
得
因
得
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