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物 理
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷共 6 页;答题卡共 2 页。满分 100 分,
考试时间 75 分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共 48 分)
一、本题共 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要
求。
1. 关于光的干涉、衍射和光的偏振,下列说法中正确的是
A.双缝干涉现象中,亮、暗条纹的宽度是不等的
B.单缝衍射现象中,亮、暗条纹的宽度是相等的
C.泊淞亮斑是光的衍射现象
D.光的偏振现象说明光是纵波
2. 下面列举的四种器件中,在工作时没.有.利用了电磁感应的是
A.电磁炉 B.日光灯 C.速度选择器 D.高频感应炉
3. 如右图所示,一闭合直角三角形线框以速度 v匀速穿过匀强 a b
× × × ×
磁场区域。从 bc边进入磁场开始到 a点离开的过程中,线 × × × ×
B
框中感应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向,磁场 × × × × c
水平宽度大于 ab边)是下图中的
i /A i /A i /A i /A
O O O O
t /s t /s t /s t /s
A B C D
高二物理试题卷 第1页(共 6 页)
{#{QQABaYAUggigApBAARgCQQWgCgGQkBCAAAoGREAIMAABCRFABAA=}#}
4.2023 年 6 月 14 日,我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠
海投入试运行,如图甲。南鲲号发电原理
可简化如图乙所示:海浪带动浪板上下
摆动,驱动发电机转子转动,其中浪板和
转子的链接装置使转子只能单方向转
动,并通过 a、b端向外输出电流。若转
子带动线圈沿逆时针方向转动,在图乙
所示位置
A.线圈所处位置是中性面
B.穿过线圈的磁通量为零
C.线圈 b端电势高于 a端电势
D.线圈靠近 S 极的导线受到的安培力方向水平向左
5. 如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比 2∶1,R=10 Ω,R1=R2=20 Ω,电流表为理想交流
电表,原线圈接到有效值为 U的交变电压上时,电流表示数为 2 A,下列分析正确的是
A.U的大小为 40 V
B.通过 R的电流有效值为 2 A
C.若 R2 断路,电流表示数将变大
D.若 R2 断路,则 R消耗的功率变小
6. 如图甲所示是交变电压随时间变化的图像,每个周期内,前半个周期电压按正弦规律变化,
后半个周期电压恒定。若将该交流电接入如图乙所示的电路,其中电阻 R的阻值为 100 Ω,
电流表、电压表均是理想交流电表,则
A.理想电压表的读数为 45 V
B.理想电流表的读数为 0.5 A
C.电阻 R消耗的电功率为 22.5 W
D.电阻 R在 50 s 内产生的热量为 2025 J
7. 如图甲所示,圆形线圈 P静止在水平桌面上,其正上方固定一螺线管 Q,P和 Q共轴,Q
中通有变化的电流,电流随时间变化的规律如图乙所示,电流正方向如图甲中箭头所示。
P所受的重力为 G,桌面对 P的支持力为 FN,则 i
A.t1时刻,穿过线圈 P的磁通量最大,但感应电流为零 Q
t3
O
. 时刻,线圈 t t t B t2 P中感应电流为 0,FN等于 G
1 2
P
C.t2~t3时间内,螺线管对线圈是吸引力,且一直增大
甲 乙
D.t2~t3时间内,穿过线圈 P的磁通量变小,且线圈 P有扩张的趋势
高二物理试题卷 第2页(共 6 页)
{#{QQABaYAUggigApBAARgCQQWgCgGQkBCAAAoGREAIMAABCRFABAA=}#}
8. 如图所示,空间中存在一匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为 B、方向与竖直面(纸
面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面。纸面内磁场上方有一个质量为 m、总
电阻为 R、边长为 L的正方形导线框 abcd(由均匀材料制成),其上、下两边均与磁场边
界平行,边长小于磁场上、下边界的间距。导线框从 ab边距磁场上边界为 h处自由下落,
不计空气阻力,重力加速度大小为 g,下列说法正确的是
B2L2 gh
A.ab边刚进入磁场时,受到的安培力大小为
R
B.导线框通过磁场上边界的过程中,下落的速度可能一直增大
C.若磁场上、下边界的间距为 2h,则 ab边刚到达磁场下边界时的速度大小可能为 6gh
D.导线框通过磁场下边界的过程中,下落的速度一定一直减小
二、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,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。
9. 一束复色可见光射到置于空气中的平行玻璃砖上,穿过玻璃后从右侧表面射出,变为 a、b
两束平行单色光,如图所示,对于两束单色光来说
A.玻璃对 a光的折射率较大
B.玻璃对 b光的折射率较大
C.在玻璃中,a光的传播速度较小
D.在玻璃中,b光的传播速度较小
10. 如图所示,线圈 L的自感系数极大,直流电阻忽略不计;D1、D2是两个二极管,当电流从
“+”流向“-”时能通过,反之不通过;R0 是保护电阻。则
A.闭合 S 之后,A 灯慢慢变亮
B.闭合 S 之后,B 灯一直不亮
C.断开 S 瞬间,B 灯闪一下再慢慢熄灭
D.断开 S 瞬间,A 灯闪一下再慢慢熄灭
11. 如图所示的竖直平面内,水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场,且磁感
应强度相同,其宽度均为 d,Ⅰ和Ⅱ之间有一宽度为 h的无磁场区域,h>d。一质量为 m、边
长为d的正方形线框由距区域Ⅰ上边界某一高度处静止释放,在穿过两磁场区域的过程中,
通过线框的电流及其变化情况相同。重力加速度为 g,空气阻力忽略不计。则下列说法正
确的是
A.线框进入区域Ⅰ时与离开区域Ⅰ时的电流方向相同
B.线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同
C.线框有可能匀速通过磁场区域Ⅰ
D.线框通过区域Ⅰ和区域Ⅱ产生的总热量为 Q=2mg(d+h)
高二物理试题卷 第3页(共 6 页)
{#{QQABaYAUggigApBAARgCQQWgCgGQkBCAAAoGREAIMAABCRFABAA=}#}
12. 如图所示,一矩形线圈面积为 S,匝数为 N,总电阻为 r,绕其垂直于磁感线的对称轴 OO′
以角速度 ω匀速转动,匀强磁场只分布于 OO′的左侧区域,磁感应强度为 B,外接电阻为
R,从图示位置转 180°的过程中,下列说法正确的是
1
A.感应电动势的最大值 Em= NBSω
2
B.磁通量的变化量为零
NBS
C.通过电阻 R的电荷量 q =
R
RN 2B2S 2
D.电阻 R中产生的焦耳热为Q =
2
8(R + r )
第Ⅱ卷(非选择题,共 52 分)
三、本大题 2 小题,每空 2 分,共 16 分。
13.用双缝干涉测光的波长,已知双缝与屏距离为 L,双缝间距为 d。用测量头来测量
亮纹中心的距离,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,转动手轮,使分划板左右移动,让
分划板的中心刻线对准一条亮纹的中心,如图(乙)所示,记下此时手轮上的读数,转动测
量头,使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心,又记下此时手轮上的读数。
(1)分划板的中心刻线分别对准第 1 条和第 6 条亮纹的中心时,手轮上的读数如图
(丙)所示,则对准第 1 条时读数 x1=_______mm,对准第 6 条时读数 x2=_______mm。
(2)计算波长 λ的表达式是 λ=_______(用 x1、x2、L、d 表示,不计算)。
(3)在屏上观察到了干涉条纹,如果增大双缝与屏间的距离,则屏上干涉条纹的间距
将_______(选填“变大”“不变”“变小”)。
高二物理试题卷 第4页(共 6 页)
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14.在研究性学习中,某同学要测量磁铁磁感应强度。设计的装置如图所示,磁铁两极
之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计。磁铁固定
在水平放置的电子测力计上静止时,电子测力计的读数为 G1;直
铜条 AB 水平且垂直于磁场,两端通过导线与一电阻连接成总阻
值为为 R闭合回路,以恒定的速率 v竖直向下匀速运动过程中,
电子测力计的读数为 G2。直铜条在磁场中在磁场中的长度为 L。
回答下列问题:
(1)G1和 G2 的大小关系为 G1_______G2(选填“>”“=”或“<”)。
(2)直铜条 AB向下匀速运动过程中,闭合电路中的磁通量_______(选填“增大”“不
变”或“减小”),铜条所受安培力大小为_______(用 G1、G2表示)。
(3)磁铁磁感应强度的大小为 (用 G1、G2、L、v、R表示)。
四、本大题 3 小题,共 36 分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15.(8 分)
如图所示,某玻璃砖的截面由半圆和正三角形组成,半圆的直径为 d,
正三角形的边长也为 d。一束单色光从 AB边的中点 D垂直于 BC射入玻璃
砖中,折射光线刚好通过半圆的圆心 O。已知光在真空中传播速度为 c。
求:
(1)玻璃砖的折射率;
(2)光从 D点第一次射到玻璃砖半圆弧的传播时间。
16.(12 分)
某发电机输电电路的简图如图所示,发电机的矩形线框 ABCD 处于磁感应强度大小为 B
2
= T 的水平匀强磁场中,线框面积为 S=0.25 m2,匝数为 N=100 匝,电阻不计。线框绕
10π
垂直于磁场的轴 OO′以角速度 ω=100π
rad/s 匀速转动,并与升压变压器的原线圈
相连,升压变压器原、副线圈的匝数之比
为 1∶20,降压变压器的副线圈接入若干
“220 V 100 W”的灯泡,两变压器间的输电线总电阻 R=20 Ω,变压器均为理想变压器。当发
电机输出功率为 5×104 W 时,灯泡正常发光。
(1)从线框平面与磁感线垂直时开始计时,写出线框中感应电动势随时间变化的关系式;
(2)求降压变压器原、副线圈的匝数之比。
高二物理试题卷 第5页(共 6 页)
{#{QQABaYAUggigApBAARgCQQWgCgGQkBCAAAoGREAIMAABCRFABAA=}#}
17.(16 分)
如图所示,足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ竖直放置,磁感应强度 B=0.2 T 的匀强
磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端 M 与 P 间连接阻值为 R=0.1 Ω 的电阻,导轨宽度 L=
0.4 m。金属棒 ab紧贴导轨,现使 ab由静止开始下滑,通过传感器记录 ab下滑的距离 h与
时间 t的关系如下表所示。金属棒 ab和导轨电阻不计,g=10 m/s2。求:
时 间 t/s 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80
下滑距离 h/m 0 0.18 0.61 1.20 1.97 2.80 3.80 4.80 5.80 6.80
(1)在前 0.60 s 的时间内,金属棒 ab中的平均电动势;
(2)金属棒的质量 m;
(3)在前 1.20 s 的时间内,电阻 R上产生的热量 QR 。 × × R × ×
M P
× × × ×
a b
× × × ×
× × × ×
× × × ×
N B Q
× × × ×
高二物理试题卷 第6页(共 6 页)
{#{QQABaYAUggigApBAARgCQQWgCgGQkBCAAAoGREAIMAABCRFABAA=}#}高二物理试题答案详解
1.【答案】C
【详解】
A.双缝干涉现象中,亮、暗条纹的宽度相等,故A错误;
B.单缝衍射现象中,中间条纹最宽,向两边变窄,故B错误;
C.泊淞亮斑说明光能绕过障碍物继续传播,是光的衍射现象,故C正确;
D.光的偏振现象说明光是横波,故D错误。
2.【答案】C
【详解】
C.速度选择器利用的是不计重力的带电粒子所受的电场力和磁场力平衡,故C正确。
3.【答案】A
【详解】
设线框从进入磁场开始运动的时间为t,设 ∠a=ɑ,ab=L根据楞次定律判断可知,线框进入磁场过程中线框中产生的感应电流方向为逆时针方向,为正值;完全进入磁场过程中没有感应电流;出磁场的过程中感应电流方向为顺时针方向,为负值。
进入磁场过程:
出磁场过程与进入磁场过程感应电流的变化情况相反,故由数学知识得知A正确。
4.【答案】B
【详解】
A.图乙中线圈所处位置与磁感线平行,与中性面垂直,故A错误;
B.线圈所处位置与磁感线平行穿过线圈的磁通量最小,故B正确;
C.根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a,则线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势,故C错误;
D.线圈内部电流从b到a,根据左手定则可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下,故D错误。
5.【答案】D
【详解】
CD.若R2断路,则副线圈连接电阻变大,电流表示数变小,原线圈的电流也变小,R消耗的功率变小,故C错误,D正确。
6.【答案】A
【详解】
A.设交流电电压有效值为U,根据有效值定义可得
解得U=45V,则理想电压表读数为45V,故A正确;
B.根据欧姆定律可得理想电流表读数为=0.45A,故B错误;
C.电阻R消耗的电功率为P=I2R=0.45 x100W=20.25W,故C错误;
D.电阻R在50秒内产生的热量为Q =I Rt= 0.45 x100x50J=1212.5J,故D错误。
7.【答案】A
【详解】
A.由图乙可知,t1时刻螺线管Q中电流为最大,电流的变化率为零,则t1时刻穿过
线圈P磁通量最大,磁通量的变化率为零,P中感应电流为零,故A正确;
B.由图乙可知,t2时刻螺线管Q中电流的变化率为最大,则穿过线圈的磁通量变化率最大,P
中有感应电流,故有F≠G,故B错误;
C.由图乙可知,t2时刻,螺线管Q中电流为0,电流的变化率最大,P中感应电流最大,
二者之间没有安培力,t3时刻,螺线管Q中电流的变化率为0,P中无感应电流,二者之间
没有安培力。t2~t3时间内通过Q的电流在变大,穿过P的磁通量在变大,两者相互排斥,则t2~t3时间内螺线管对线圈的是排斥力,且先增大后减小,故C错误;
D.由图乙可知,t2~t3时间内时间内,螺线管Q中电流增大,则穿过线圈磁通量增大,根据增缩减扩原理可知,线圈有收缩的趋势,故D错误;
8.【答案】B
【详解】
A.ab边刚进入磁场时,速度大小为,流过ab边的电流为
受到的安培力大小为,故A错误;
B.导线框通过磁场上边界的过程中,由牛顿第二定律得
若a>0,则速度一直增大,故B正确;
C.导线框从自由下落到ab边刚到达磁场下边界的过程中,由于电磁感应产生的焦耳为Q,由能量守恒定律得,可得故C错误;
D.导线框通过磁场下边界的过程中,若时,下落的速度不会减小,故D错误。
9.【答案】AC
【详解】
AB.由上看出,a光的偏折程度大,则玻璃对a光的折射率较大.故A正确,B错误;
CD.a光的折射率较大,根据知,玻璃中a光的速度较小.故C正确,D错误。
10.【答案】BC
【详解】
A.闭合S瞬间,A灯支路的二极管正向导通,A灯立即亮,之后线圈自感对电流变化的阻碍作用逐渐减弱,从线圈L流过的电流逐渐增大,A灯被短路后熄灭,故A错误;
B.灯支路的二极管正向不能导通,B灯不亮,故B正确;
CD.断开S瞬间,线圈L产生与原电流方向相同的自感电流,可通过D ,故B灯闪一下再慢慢熄灭,而自感电流不能通过D1,A灯不亮,故C正确,D错误,。
11.【答案】BD
【详解】
A.线框进入区域Ⅰ时磁通量增加,离开区域Ⅰ时磁通量减少,所以由楞次定律判断知,线框进入区域Ⅰ时与离开区域Ⅰ时感应电流方向相反,故A错误;
B.根据楞次定律:感应电流阻碍导体与磁场的相对运动,可知线框进入区域Ⅱ时与离开区域Ⅱ时所受安培力的方向相同,均竖直向上,故B正确;
C.在穿过两磁场区域的过程中,因为通过线框的电流及其变化情况相同,由,知线圈刚进入两个磁场时的速度相同,运动情况相同,而在两个磁场之间,线圈要做匀加速运动,所以线圈在磁场Ⅰ中只能减速运动,故C错误;
D.研究线框刚进入Ⅰ磁场到刚要进磁场Ⅱ,由于动能不变,所以由能量守恒得产生的热量为mg(d+h),而线圈通过磁场区域II时产生的热量也为mg(d+h),所以总热量为2mg(d+h),故D正确。
12.【答案】AD
【详解】
A.感应电动势的最大值Em=NBSω,故A正确;
B.图示位置穿过线圈的磁通量最大Φ=BS,转过180度,磁通量变为零,故磁通量的变化率Φ=BS,故B错误;
C.通过电阻R的电荷量,故C错误;
D.电阻R中产生的焦耳热为,故D正确。
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
13.【答案】(1)1.190,9.868(9.867或9.869)(2)d(x2-x1)/5L (3)变大
【详解】
(1)图丙中分划板中心刻线对准第1条亮纹固定刻度读数为1mm,可动刻度读数为0.01x19.0=0.190mm,所以最终读数为1.190mm;
对准第6条亮纹时固定刻度读数为9.5mm,可动读数为0.01× 36.8= 0.368mm,所以最终读数为9.868mm.
(2) 根据得:
(3)根据知,增大双缝与屏间的距离,条纹间距增大.
14.【答案】(1)< (2)减小 G2-G1 (3) .
【详解】
(1)根据右手定则可判断铜条中电流方向由B到A,再根据左手定则可判断铜条所受安培力竖直向上,由牛顿第三定律可知,铜条对磁铁的作用力竖直向下,故G1< G2。
(2)直铜条AB向下匀速运动过程中,闭合电路中的磁通量减小,设铜条所受安培力为F安,由牛顿第三定律可知磁铁受到的反作用力F安'=F安,由平衡条件得F安'+G1=G2,所以F安=G2-G1,
(3)铜条切割磁感线产生感应电动势E=BLv,闭合回路中的电流 ,又有F安=BIL ,
所以B= .
15.(8分)
解:(1)设光在AB面上的入射角为i,折射角为r,玻璃砖折射率为n,由几何关系,有
i=60° (1分)
r=30° (1分)
(2分)
(2)由几何关系可知,光在玻璃砖中传播的路程为s,则
(1分)
设光在玻璃砖中传播速度为v,则
(1分)
从D点第一次射到玻璃砖半圆弧的传播时间为t,则
(2分)
16.(12分)
解:(1)矩形闭合导线框ABCD在匀强磁场中转动时,产生的感应电动势的最大值为Em,则
Em=NBSω=100××0.25×100π V=250 V (2分)
从线框平面与磁感线垂直时开始计时,线框中感应电动势的表达式为
e=Emsinωt=250sin100πt V (2分)
(2)发电机的输出电压 (1分)
升压变压器副线圈两端的电压 (1分)
已知发电机输出的电功率P=5×104 W (1分)
则升压变压器与降压变压器间输电线上的电流 (1分)
输电线上的电压损失ΔU损=I2R=10×20 V=200 V (1分)
降压变压器原线圈上的电压U3=U2-ΔU损=5000 V-200 V=4800 V (1分)
灯泡正常发光的电压,则降压变压器副线圈上的电压U4=220 V (1分)
所以降压变压器原、副线圈的匝数比为 n3∶n4=U3∶U4=240∶11 (1分)
17.(16分)
解:(1)在t1=0.60 s时间内ab下滑的距离h1=1.20 m,设其中的电动势平均值为E1,则
………………(3分)
解得E1=0.16 V ………………(2分)
(2)从表格中可知,1.00 s后棒做匀速运动,设速度为v,电动势为E,回路中的电流为I,金属棒受到的安培力为F,则
=5 m /s ………………(2分)
E=BLv ………………(1分)
………………(1分)
F=BIL ………………(1分)
F=mg ………………(1分)
解得
m=0.032 kg ………………(1分)
(3)棒在1.20 s的时间内下滑h2=3.80 m过程中,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,根据能量守恒
………………(2分)
解得QR =0.816 J ………………(2分)