合肥一中2022-2023學(xué)年第二學(xué)期高二年級期中考試物理試卷一、單項選擇題（本大題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）1. 如圖所示，光束沿方向從空氣射向某種介質(zhì)，折射光線沿方向。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后速度會增大B. 這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后頻率會減小C. 這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后波長會減小D. 若這束光沿BO方向從介質(zhì)射向空氣，可能會發(fā)生全反射現(xiàn)象【答案】C【解析】【詳解】A．光在光疏介質(zhì)中的傳播速度大于在光密介質(zhì)中的傳播速度，故光在該介質(zhì)中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度，故A錯誤；B．光在不同介質(zhì)中傳播時頻率不變，這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后頻率不變，故B錯誤；C．根據(jù)可知這束光從空氣進(jìn)入介質(zhì)后波長會減小，故C正確；D．由光路可逆性可知，這束光沿BO方向從介質(zhì)射向空氣時，折射光線將沿OA射出，不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，故D錯誤。故選C。2. 如圖所示，兩根平行金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，導(dǎo)軌之間接有電阻。金屬棒與兩導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下?，F(xiàn)使磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，始終保持靜止，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 中的感應(yīng)電流方向由到B. 中的感應(yīng)電流逐漸減小C. 所受的安培力保持不變D. 所受的靜摩擦力逐漸增大【答案】A【解析】【詳解】A．磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下且磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，可知回路中的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，回路中的感應(yīng)電流為順時針方向（俯視），則中的感應(yīng)電流方向由到，故A正確；B．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得由于磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，回路面積保持不變，可知電動勢保持不變，則中的感應(yīng)電流保持不變，故B錯誤；C．根據(jù)安培力表達(dá)式由于感應(yīng)電流保持不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間均勻減小，可知所受的安培力逐漸減小，故C錯誤；D．始終保持靜止，根據(jù)受力平衡可知，所受的靜摩擦力大小為可知所受的靜摩擦力逐漸減小，故D錯誤。故選A。3. 邊長為a的等邊三角形ABC區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一束質(zhì)量為m電荷量為q的帶負(fù)電粒子（不計重力），從AB邊的中點沿平行BC邊的方向以不同的速率射入磁場區(qū)域，則（　?。?/span>A. 能從BC邊射出的粒子的最大速率為B. 能從BC邊射出的粒子的最大速率為C. 能從BC邊射出的粒子最長時間為D. 能從BC邊射出的粒子最長時間為【答案】A【解析】【詳解】CD．當(dāng)粒子的軌跡恰好與BC相切時，半徑最小，軌跡所對應(yīng)圓心角最大為π，圓心為，粒子飛行時間最長，有由圓周運動周期公式，可得解得故CD錯誤；AB．如圖所示當(dāng)粒子恰好從C點射出時，軌道半徑最大，速率最大，圓心為，由幾何關(guān)系可知由牛頓第二定律可得解得故A正確，B錯誤。故選A4. 如圖所示為電流天平，可用來測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。它的右臂掛著匝數(shù)為n、邊長為l的正方形線圈，線圈的底邊水平。線圈下方的虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直。當(dāng)線圈通有圖示方向電流I時，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，才能使兩臂再次達(dá)到新的平衡。則（　　）A. 虛線框內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B. 虛線框內(nèi)磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度C. 虛線框內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度D. 虛線框內(nèi)磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度【答案】B【解析】【詳解】線圈處于勻強(qiáng)磁場中，則有效長度為l，安培力大小為電流反向時，需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼，說明原來的安培力方向向上，根據(jù)左手定則，可知方框內(nèi)磁場方向垂直紙面向里。當(dāng)電流反向，安培力變?yōu)橄蛳聲r，再次平衡，說明安培力等于mg的一半，即得故選B。5. 如圖所示是圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，銅盤安裝在水平的銅軸上，它的盤面恰好與勻強(qiáng)磁場垂直，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。若銅盤半徑為L，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，回路的總電阻為R，從左往右看，銅盤以角速度沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動。則（　?。?/span>A. 由于穿過銅盤的磁通量不變，故回路中無感應(yīng)電流B. 回路中感應(yīng)電流大小不變，為C. 回路中感應(yīng)電流方向不變，為D. 回路中有周期性變化的感應(yīng)電流【答案】B【解析】【詳解】A．將圓盤看成由無數(shù)條幅向分布的導(dǎo)體棒組成的，圓盤在外力作用下這些導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，出現(xiàn)感應(yīng)電流，故A錯誤；C．根據(jù)右手定則可知，電流從D點流出，流向C點，因此電流方向為從D向R再到C，即為C→D→R→C，故C錯誤；BD．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢為產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不變，感應(yīng)電流大小不變，由閉合電路的歐姆定律可知，感應(yīng)電流大小為故B正確，D錯誤。故選B。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）6. 如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖；帶電粒子被加速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)有相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、電場的電場強(qiáng)度為E，平板S上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片，其中OP與速度選擇器的極板平行。平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面向外，通過狹縫P的粒子最終打在膠片上的D點，且，不計帶電粒子所受的重力及粒子間的相互作用力，下列表述正確的是（　?。?/span>A. 速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向里B. 能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于C. 該粒子的比荷D. 若改變加速電場的電壓U，粒子一定能通過狹縫P打在膠片上【答案】BC【解析】【詳解】AB．能通過狹縫P的帶電粒子，在通過速度選擇器時做直線運動，則有解得根據(jù)加速電場可知，粒子帶正電，則粒子在速度選擇器中受到的電場力向右，則粒子受到洛倫茲力向左，由左手定則可知，速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外，故B正確，A錯誤；C．打在D點的粒子，在平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中勻速圓周運動，由幾何知識可知，做勻速圓周運動的半徑為則由洛倫茲力提供向心力代入速度v可得故C正確；D．若改變加速電場的電壓U，則粒子進(jìn)入速度選擇器的速度發(fā)生變化，當(dāng)速度不等于時，粒子不能沿直線通過選擇器，即粒子不能通過狹縫P打在膠片上，故D錯誤。故選BC。7. 圖甲是一臺小型發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e隨時間t變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈的電阻r=1Ω，外接燈泡的電阻為5Ω。則（　　）A. 在t=0.01s時刻，穿過線圈的磁通量的變化率最大B. 理想電壓表的示數(shù)為5VC. 燈泡消耗的電功率為2.5WD. 線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢的表達(dá)式【答案】BD【解析】【詳解】A．在t=0.01s時刻，電動勢為0，此時線圈處于中性面位置，穿過線圈磁通量最大，穿過線圈磁通量的變化率為零，故A錯誤；B．電壓表的示數(shù)為交流電的有效值，并且測量外電路電壓，故故B正確；C．燈泡消耗的功率故C錯誤；D．電動勢最大值為 ，周期為0.02s，則瞬時電動勢的表達(dá)式為故D正確。故選BD。8. 如圖所示，水平光滑桌面上有一等邊三角形金屬線框，c點恰處于方向垂直于桌面向里的勻強(qiáng)磁場的邊界上，在拉力F的作用下，線框以恒定速率通過勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度大于線框的邊長，且運動過程中始終與保持平行。在線框從開始進(jìn)入磁場到完全進(jìn)入磁場區(qū)域的過程中，下列四幅圖中可正確反映線框中的感應(yīng)電流I、熱功率P、外力F以及通過線框橫截面的電量q隨時間t的變化規(guī)律的是（　?。?/span>A.  B. C.  D. 【答案】AC【解析】【詳解】A．設(shè)線框進(jìn)入磁場時的速度為v，總電阻為R，經(jīng)過時間t，切割磁感線的導(dǎo)體棒的有效長度此時的感應(yīng)電動勢回路中的電流整理可得由于I與成正比，圖像為一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，A正確；B．熱功率因此圖像為拋物線的一部分，B錯誤；C．線框所受安培力大小外力F與安培力等大反向，因此外力F與成正比，圖像為一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，C正確；D．通過線框橫截面的電量由于q與成正比，圖像為一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線，D錯誤。故選AC。三、非選擇題（本題共5小題，共52分）9. 某同學(xué)用如圖所示的實驗器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他連接好電路并檢查無誤后，閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉(zhuǎn)。電鍵閉合后，他還進(jìn)行了下列操作：（1）將滑動變阻器的滑動觸頭快速向接線柱C移動，電流計指針將___________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；（2）將線圈A中的鐵芯快速抽出，電流計指針將___________（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）；（3）由實驗得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是___________。【答案】    ① 右偏    ②. 左偏    ③. 穿過閉合回路磁通量變化【解析】【分析】【詳解】（1）[1]在電鍵剛閉合時，回路中的電流增大，原線圈中電流產(chǎn)生的磁場增大，所以副線圈中的磁通量增大，此時電流表指針右偏；電鍵閉合后滑動變阻器的滑動觸頭迅速向接線柱C移動時，接入電路的有效電阻減小，所以回路中的電流增大，原線圈中的電流產(chǎn)生的磁場增大，穿過副線圈的磁通量增大，所以指針偏轉(zhuǎn)的方向向右偏；（2）[2]保持滑動變阻器的滑動觸頭不動，迅速向上提線圈A，穿過副線圈的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可得，此時的感應(yīng)電流的方向與開始時感應(yīng)電流的方向相同，指針偏向左偏；（3）[3]由實驗得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是穿過閉合回路磁通量變化。10. 雙縫干涉實驗裝置如圖所示，光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片（裝在單縫前）成為單色光，把單縫照亮。單縫相當(dāng)于一個線光源，它又把雙縫照亮。來自雙縫的光在雙縫右邊的空間發(fā)生干涉。遮光筒的一端裝有毛玻璃屏，我們可以在這個屏上觀察到干涉條紋，并根據(jù)測量的量計算出光的波長。（1）為了使射向單縫的光更集中，圖1中儀器A是______（填“凹透鏡”或“凸透鏡”）。（2）用測量頭測量條紋間的距離：先將測量頭的分劃板中心刻線與某亮條紋中心對齊，將該亮條紋定為第1條亮條紋，此時手輪上的示數(shù)如圖2所示；然后轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第n條亮條紋中心對齊，此時手輪上的示數(shù)如圖3所示。圖2讀數(shù)______mm，圖3讀數(shù)______mm。（3）用刻度尺測量雙縫到光屏的距離L，已知雙縫的間距d。（4）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，求得單色光波長的表達(dá)式為______（用第（2）（3）中的字母表示）。【答案】    ①. 凸透鏡    ②. 1.700    ③. 9.200    ④. 【解析】【詳解】（1）[1]為了使射向單縫的光更集中，圖1中儀器A是凸透鏡；（2）[2][3]根據(jù)圖2、3可知（4）[4]相鄰兩條亮紋間距的表達(dá)式為根據(jù)聯(lián)立可得11. 如圖甲所示，匝數(shù)為100的線圈，總阻值為1Ω（為表示線圈的繞向，圖中只畫了2匝），A、B兩端間接有一個4Ω的電阻R。線圈內(nèi)有垂直指向紙內(nèi)方向的磁場。線圈中的磁通量按如圖乙所示的規(guī)律變化，求：（1）線圈中感應(yīng)電流的方向是順時針還是逆時針，A，B兩點哪點的電勢高；（2）R兩端的電壓是多大。【答案】（1）逆時針方向，A；（2）【解析】【詳解】（1）由楞次定律判定知感應(yīng)電流方向為逆時針方向，線圈等效于電源，而電源中電流由低電勢流向高電勢，故A端的電勢高于B端電勢；（2）由圖得到，磁通量的變化率為根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得由閉合電路歐姆定律R兩端的電壓12. 如圖所示的平面直角坐標(biāo)系XOY，在第Ⅱ象限內(nèi)有沿Y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E，第Ⅲ象限有沿X軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小也為E，第Ⅳ象限有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．第Ⅱ象限內(nèi)（-L,L）處有一質(zhì)量為m、帶電量為q的帶正電的粒子從靜止開始釋放．（不計粒子的重力）求：(1)粒子第一次經(jīng)過X軸時速度V1大小；(2)粒子經(jīng)過Y軸負(fù)半軸時速度方向與Y軸負(fù)半軸之間的夾角θ；(3)若粒子經(jīng)磁場后從X軸上的P點（2L,0）處飛出，求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B.【答案】（1） （2）45o（3） 【解析】【分析】（1）帶電粒子在第二象限內(nèi)做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運動公式求解粒子第一次經(jīng)過X軸時速度v1的大小；（2）帶電粒子以v1的速度進(jìn)入第三象限，做類平拋運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求解粒子經(jīng)過Y軸負(fù)半軸時速度方向與Y軸負(fù)半軸之間的夾角θ；（3）帶電粒子進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動，由幾何關(guān)系求解半徑，由洛倫茲力提供向心力列式求解B.【詳解】（1）帶電粒子在第二象限內(nèi)做勻加速直線運動： 從靜止開始，由運動學(xué)公式： 化簡可得： （2）帶電粒子以的速度進(jìn)入第三象限，做類平拋運動：X方向上：   可求第三象限內(nèi)運動時間： 打出第三象限時X方向上分速度：   此時速度方向與Y軸負(fù)半軸夾角θ：θ=      所以θ=45o  （3）帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，出射速度  沿Y軸方向位移：    帶電粒子進(jìn)入磁場后由洛倫茲力提供向心力： 帶電粒子從P點打出磁場，由幾何知識可知：  化簡可得：【點睛】本題考查帶電粒子在組合場中的運動，解題關(guān)鍵是要畫出粒子軌跡過程圖，加速場運用動能定理或者用牛頓第二定律求解，磁場中的圓周運動運用洛倫茲力提供向心力結(jié)合幾何關(guān)系求解．13. 如圖所示，兩根金屬平行導(dǎo)軌MN和PQ放在水平面上，左端向上彎曲且光滑，導(dǎo)軌間距為L，電阻不計。水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個有界勻強(qiáng)磁場，相距一段距離不重疊，磁場Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端，磁感強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上；磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導(dǎo)軌放置在其上，金屬棒b置于磁場Ⅱ的右邊界CD處。現(xiàn)將金屬棒a從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放，使其沿導(dǎo)軌運動。設(shè)兩金屬棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。(1)若水平段導(dǎo)軌粗糙，兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為，將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求：①金屬棒a剛進(jìn)入磁場Ⅰ時，通過金屬棒b的電流大??；②若金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運動過程中，金屬棒b能在導(dǎo)軌上保持靜止，通過計算分析金屬棒a釋放時高度h應(yīng)滿足的條件；(2)若水平段導(dǎo)軌是光滑的，將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放，使其進(jìn)入磁場Ⅰ。設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大，求金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運動過程中，金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。【答案】（1）①；②   ；    （2）【解析】【詳解】（1）① a棒從h0高處釋放后在彎曲導(dǎo)軌上滑動時機(jī)械能守恒，有   ①解得：  ②a棒剛進(jìn)入磁場I時  ③此時通過a、b的感應(yīng)電流大小為解得： ④② a棒剛進(jìn)入磁場I時，b棒受到的安培力大小   ⑤為使b棒保持靜止必有   ⑥由④ ⑤ ⑥聯(lián)立解得： ⑦（2）由題意知當(dāng)金屬棒a進(jìn)入磁場I時，由左手定則判斷知a棒向右做減速運動；b棒向左運動加速運動．二者產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相反，故當(dāng)二者的感應(yīng)電動勢大小相等時閉合回路的電流為零，此后二者均勻速運動，故金屬棒a、b均勻速運動時金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱最大，設(shè)此時a、b的速度大小分別為 與 ，由以上分析有：BL =2BL ⑧對金屬棒a應(yīng)用動量定理有： ⑨對金屬棒b應(yīng)用動量定理有: ⑩聯(lián)立⑧⑨⑩解得 ；由功能關(guān)系得電路產(chǎn)生的總電熱為：故金屬棒b中產(chǎn)生焦耳熱最大值為
 

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