江苏省扬州市名校2022-2023高二下学期4月期中考试物理试题（答案）

扬州市名校2022-2023学年高二下学期4月期中考试
物理（选修） 2023.04
试卷满分：100分 考试时间：75分钟
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意．（请将所有选择题答案填涂到答题卡的指定位置）
1． 下列物理量是矢量且单位正确的是
A．电流A B．磁通量T·m2 C．电场强度C/N D．磁感应强度Wb/m2
2． 下列光现象中属于衍射的是
A．水中的气泡看起来特别明亮
B．白光通过三棱镜在屏上出现彩色光带
C．在阳光照射下肥皂泡上出现彩色条纹
D．某彩色光照射圆盘后，在适当的位置，影的中心出现一个亮斑
3． 下列说法正确的是
A．布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B．热力学温度升高1K和摄氏温度升高1℃对应的温度变化量相同
C．气体与液体分子可以自由移动而固体分子不会发生运动
D．水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的作用力变小
4． 当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，实现这一功能可能用到的传感器为
A．光传感器和位移传感器 B．磁传感器和温度传感器
C．磁传感器和声传感器 D．压力传感器和加速度传感器
5． 一个长方体空气柱固定在水中，空气与水之间的透明介质厚度不计，一束红、蓝色激光射入空气柱，不考虑反射光线，下列光路图中可能正确的是
A B C D
6． 磁流体发电技术原理如图所示，已知等离子体射入的初速度为v0，匀强磁场磁感应强度大小为B，平行金属板A、B的长度为a、宽度为b、间距为L，金属板A、B的宽边外接阻值为R的定值电阻，稳定后，等离子体均匀分布在金属板A、B之间，且电阻率为，不计离子的重力及离子间的相互作用．下列说法正确的是
A．电流从金属板A流经电阻R返回金属板B
B．将磁流体发电机看成是电源，则电源内阻
C．电流表的读数为
D．将金属板A、B水平面内旋转90°，再将阻值为R的电阻接在金属板A、B的长为a的边两端，电流表的读数变小
如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0，若两分子所具有的总能量为0，下列说法正确的是
A．乙分子的运动范围为x≥x1
B．乙分子在Q点（x=x1）时，其动能最大
C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态
D．乙分子在P点（x=x2）时，加速度最大
8． 某兴趣小组设计了一辆“电磁感应车”，在一个车架底座上固定了一块塑料板，板上固定了线圈和红、绿两个二极管，装置和连成的电路如图甲所示．用强磁铁插入和拔出线圈，电流传感器记录了线圈中电流随时间变化的图像如图乙所示．下列说法正确的是
A．在t=3s时刻，线圈中的磁通量最大
B．当磁铁从线圈左端插入时，小车将会向左运动
C．乙图显示了磁铁先后两次插入和拔出线圈的过程
D．若插入线圈的磁铁磁性足够强，红、绿两个二极管会同时发光
9． 如图所示，甲、乙、丙为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧壁分别开有横槽和竖槽，丙管未开槽，现将三个铝管分别套在竖直圆柱形强磁铁上，由上端口静止释放，忽略管与磁铁间的摩擦以及开槽后管的质量变化．关于铝管穿过强磁铁的时间，下列判断正确的是
A．甲最短
B．乙最短
C．丙最短
D．甲、乙相同
10． 如图所示为一地下电缆探测装置，圆形金属线圈可沿水平面不同方向运动，若水平 地面下有一平行于y轴且通有恒定电流I的长直导线，P、M和N为地面上的三点，线圈圆心P点位于导线正上方，平行于y轴，平行于x轴、关于导线上下对称．则
A．电流I在P、Q两点产生磁感应强度相同
B．电流I在M、N两点产生磁感应强度大小
C．线圈从P点匀速运动到N点过程中磁通量不变
D．线圈沿y方向匀加速运动时，产生恒定的感应电流
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
非选择题：本大题共6小题，共计60分．其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
（6分）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距为d的双缝．从仪器注明的规格可知，双缝到屏的距离l．然后接通电源使光源正常工作．
在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置（选填“垂直”或“平行”）；
若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．使用间距更小的双缝 D．转动手轮
（3） 若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙所示，毛玻璃屏上的分划板刻在图中A、B位置时，游标卡尺的读数分别为x1、x2，则入射的单色光波长的计算表达式为λ=______．
12．（6分）在“用油膜法估测分子的大小”实验中：
（1）该实验中建立理想化模型，下说法正确的是______ ；
A．将油膜看成单分子层油膜
B．油酸分子间的间隙不可忽略
C．不考虑各油酸分子间的相互作用力
D．将油酸分子看成立方体模型
（2）某同学在本实验中，计算结果明显偏小，可能是由于________ ；
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液的体积算作一滴纯油酸的体积
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴
（3） 该同学将一滴油酸酒精溶液滴入事先洒有均匀痱子粉的水槽中，待油膜充分散开后，在玻璃板上描出油膜的轮廓，该油膜的面积是8.0×10-3m2；已知油酸酒精溶液中油酸浓度为0.2%，400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的体积是1.2ml，则油酸分子直径为______m．（结果保留两位有效数字）
13．（8分）如图所示是半径为R的玻璃半圆柱体的横截面，上表面水平，其正下方水平放置一平面镜，平面镜到玻璃半圆柱体的距离为h=(-1)R．一束与过圆心O的竖直线平行且间距为的光线从玻璃半圆柱体上表面A点射入，该光束经过玻璃半圆柱体的折射和平面镜反射最后从半圆柱体射出的光线恰好与入射光线平行（不考虑多次反射）．已知光在真空中速度为c．求：
（1）该玻璃的折射率；
（2）该光束由A射入到再次离开玻璃半圆柱体所用的时间．
14．（12分）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电导线的总电阻为R=10Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4=10:1，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作．发电机线圈电阻r不可忽略．求：
（1） 输电线路上损耗的电功率；
（2） 升压变压器副线圈两端电压U2；
（3） 若升压变压器原、副线圈匝数比n1:n2=1:8，交流发电机线圈电阻r上消耗的热功率P．
15．（12分）如图所示，间距L=1m的U形金属导轨固定在绝缘水平桌面上，其一端接有阻值为0.2Ω的定值电阻R，导轨电阻忽略不计．质量均为m=0.2 kg的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值Ra=Rb=0.2Ω，与导轨间的动摩擦因数均为，导体棒a距离导轨最右端s=2 m．整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小B=0.2T．现用沿导轨水平向右大小F=0.95N的恒力拉导体棒a，当导体棒a运动到导轨最右端时，导体棒b刚要滑动．重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力．
（1）导体棒b刚要滑动时受到安培力F1的大小；
（2）导体棒a离开轨道时的速度v的大小；
（3）导体棒a在导轨上运动的过程中，定值电阻R中产生的热量QR．
16．（16分）如图所示，xoy竖直平面坐标系中，x轴上方有垂直于xoy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B．下方有沿+y方向的匀强电场，电场强度大小为E．粒子源从O点向坐标平面内第一象限发射粒子，粒子的初速度方向与x轴正方向夹角范围是0≤θ≤90°，初速度大小范围是v0≤v≤1.5v0，已知粒子的质量为m、电荷量为+q，不计粒子重力及粒子间相互作用．
（1） 求沿y轴正方向射出的粒子到达x轴下方的最远距离d；
（2） 求粒子第一次在磁场中运动时可能到达区域的面积S；
（3） 若粒子源只沿+y方向发射粒子，其它条件不变，发现x轴上从P点起左侧所有位置均有粒子通过，求粒子从O点运动到P点所需的最短时间t．
试卷第1页，共3页
高二物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D B A C C A C B B
平行 B
12． A D 7.5×10-10m
13．（1）；（2）
【详解】（1）如图，光线垂直于玻璃砖上表面入射，不改变方向，假设从弧形面的B点出射，由几何关系可知，入射角β=30°，折射角α=60°，玻璃砖的折射率为
（2）由几何关系可知AB=，BO1=R
设光在玻璃砖中的传播速度为v，有
该光束由A射入到再次离开玻璃半圆柱体所用的时间为
联立方程可得
14．（1）；（2）；（3）640W
【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有
根据理想变压器的变流比可知 解得
所以输电线路上损耗的电功率 解得
（2）根据理想变压器的变压比可知 解得
升压变压器副线圈两端电压 解得
（3）根据理想变压器的变压比可知
可得
升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据 解得
根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
15．（1）0.2N；（2）；（3）；
【详解】（1）导体棒b刚要滑动时受力平衡，安培力F1=μmg=0.2N
（2）导体棒电阻和定值电阻相等，根据并联电路电流关系和电阻关系可得
，
根据电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律
联立解得
（3）根据能量守恒得，拉力做功转化为摩擦产生的内能，导体棒a的动能和转化电路产生的焦耳热，即
回路中导体棒a、b和电阻R通过的电流比是2:1:1，电阻相等，由焦耳定律可知产生的焦耳热之比为
联立可得定值电阻R中产生的热量
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当粒子的速度大小为，且沿y轴正向射出时粒子到达x轴下方有最远距离d，
根据动能定理得 解得
（2）设速度大小为的粒子在磁场中做圆周运动的半径为，速度大小为的粒子在磁场中做圆周运动的半径为，粒子第一次在磁场中运动时可能到达区域如下图所示，为粒子不能到达的区域面积．
解得
解得
则打到的区域面积为
解得
（3）根据题意，因为P点左侧所有位置都必须有粒子通过，所以P点的位置必须如下图所示
图中小圆对应速度为，大圆对应速度为，所以P点的坐标为，粒子在磁场中运动最短的时间为粒子的速度为时，此时周期为
粒子在电场中运动单程的时间为，则
粒子在电场中运动的时间
粒子从O点运动到P点的时间 解得答案第1页，共2页

江苏省扬州市名校2022-2023高二下学期4月期中考试物理试题（答案）