福建省厦门市思明区湖滨中学2022-2023高二下学期期中考试物理试卷（答案）

湖滨中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理 答案
（考试时长：75分钟 满分：100 ）
一.单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。
1. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是(　　)
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
解析：C　甲图是小孔衍射的图样，而“泊松亮斑”是圆板衍射，故不是“泊松亮斑”，A错误；入射光经标准样板下表面反射后得第一束光，折射光经被检测玻璃板上表面反射得第二束光，并不是被检测玻璃板的上下表面反射后的光，B错误；丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹，C正确；丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现水平干涉条纹，D错误。
2. 1922年英国物理学家和化学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是(　　)
A．该束带电粒子带负电
B．速度选择器的P1极板带负电
C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
C　[带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外，根据左手定则知，该粒子带正电，故选项A错误；在平行金属板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故选项B错误；进入B2磁场中的粒子速度是一定的，根据qvB＝得r＝，知r越大，比荷越小，而质量m不一定大，故选项C正确，D错误。]
3. 　如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2的阻值约等于R1的两倍，则(　　)
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些
C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭
D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭
思路点拨：解此题注意以下三点
(1)分析自感电流的大小时，应注意“L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计”这一关键语句。
(2)电路接通瞬间，自感线圈相当于断路。
(3)电路断开瞬间，回路中电流从L中原来的电流开始减小。
D　[由于灯泡LA与线圈L串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB比LA先亮，A、B项错误；由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些；当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成串联电路，线圈中的感应电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C项错误，D项正确。]
4. “凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t＝0时，线框开始进入磁场。选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B。
二.多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 一束光从空气射向折射率为n＝的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，r表示折射角，则(　　)
A．当i>45°时，会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r＝30°，光线应以i＝45°的角度入射
D．当tan i＝时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直
解析：选BC　光从空气(光疏介质)向玻璃(光密介质)中射入时，无论i多大，都不会发生全反射现象，A项错误；当i＝90°时，由n＝得sin r＝＝，即r＝45°，当i变小时，r变小，即r≤45°，B项正确；当r＝30°时，则sin i＝nsin r＝，所以i＝45°，C项正确；当tan i＝时，由n＝＝知，r＝90°－i，则此时反射光线与折射光线互相垂直，D项错误。
6. 霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象，也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同，太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是经过水珠的两次折射和两次反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，则a、b两光相比较(　　)
A．b光的频率更低
B．在同一介质中，a光的传播速度更快
C．分别照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显
D．从水中射入空气时，b光发生全反射的临界角更大
解析：AD　由题图可知，在第一次折射时，a、b两光的入射角相同，b光的折射角明显大于a光的折射角，由折射率公式n＝，可知b光折射率小，频率也小，A正确；在相同介质中传播时，由v＝可知，因nb<na，所以va<vb，B错误；分别照射同一狭缝，由产生明显衍射现象的条件可知，a、b光相比，波长越长衍射现象越明显，因为b光的频率小，波长大，所以b光的衍射现象更明显，C错误；从水中射入空气，满足从光密介质射入光疏介质的条件，会产生全反射，由临界角公式sin C＝可知，因nb<na，所以b光临界角更大，D正确。
7．如图甲所示的变压器电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，a、b输入端输入如图乙所示的交变电流，电阻R1的功率是R2的功率的一半，电流表的示数为2 A，电路中的电流表、电压表都是理想电表，则(　　)
A．交变电压瞬时值表达式为u＝100sin 100πt(V)
B．通过电阻R1的电流为4 A
C．电压表示数为100 V，电阻R1的阻值为50 Ω
D．a、b端输入的功率为600 W
解析：AD　根据图乙可知角速度为ω＝＝ rad/s＝100π rad/s，交变电压瞬时值表达式为u＝100sin 100πt (V)，故A正确；根据变压比可知，R2两端的电压为U2＝U1＝200 V，则R2的功率P2＝I2U2＝400 W，根据题意可知R1的功率为P1＝P2＝200 W，则R1中的电流I1＝＝2 A，故B错误；电压表测量的是交流电压的有效值，不是瞬时值，所以电压表示数为100 V，电阻R1的阻值为R1＝＝ Ω＝50 Ω，故C错误；a、b端输入的功率P＝400 W＋200 W＝600 W，故D正确。
8. 远距离输电的电路原理图如图所示，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则(　　)
A．I2＝
B．输电效率为×100%
C．用户的用电器数量增多时，U3将减小
D．用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率
8.解析：选AC　根据欧姆定律可知I2＝，A正确；输电效率η＝×100%，B错误；用户的用电器的数量增多时，I4增大，I2也增大，U3＝U2－I2R将减小，C正确；用户得到的电功率等于电厂输出的电功率减去输电线损失的电功率，D错误。
三.填空题：共20分，每空2分。考生根据要求作答。
9. （4分）在电磁波谱中，有显著热效应的是红外线, γ射线是波长最短的电磁波,
10. （4分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用可拆变压器”进行探究。
(1)下列器材中，实验需要的器材是________。
A．干电池 B．低压交流电源
C．220 V交流电源 D．条形磁铁
E．可拆变压器和导线 F．直流电压表
G．多用电表
(2)在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析：(1)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，要用低压交流电源、可拆变压器、导线和多用电表，不需要干电池、220 V交流电源、条形磁铁和直流电压表，故选B、E、G。
(2)在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，根据＝可知副线圈两端的电压将增大。
答案：(1)BEG　(2)增大
11. （4分）在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们有：
①电流计；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关和导线；⑥光敏电阻。实验前光敏电阻已经被不透光的黑纸包住，A线圈处于B线圈中。
（1）按实验的要求在实物图上把连线补充完整。
（2）在连好的电路中，闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。如果保持开关闭合一段时间后揭去黑纸，则灵敏电流计指针将________（“左偏”或者“右偏”）一下。
（1）按实验的要求在实物图上连线 （2） 右偏 （“左偏”或者“右偏”）
12．(8分)如图是用双缝干涉测光的波长的实验装置示意图，某次实验选用的双缝间的间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为l，接通电源使光源正常工作。
(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是________；
(2)若实验测得相邻亮纹中心间的距离为Δy，则所测单色光波长的计算式λ＝__________(用题中所给的字母表示)。
(3)小光同学在实验中将中心刻线分别对准第1和第5条亮条纹中央时，测量头游标尺读数分别如图所示，则第一个游标尺读数为________mm (游标刻度对齐处已用箭头标注)，如果已经测得双缝的间距d＝0.30 mm、双缝和毛玻璃屏之间的距离是l＝900 mm，则待测光的波长是____________(计算结果保留3位有效数字)。
解析：(1)为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝，然后让单色线光源通过双缝在光屏上形成干涉图样，M处的实验器材是单缝。
(2)根据Δy＝λ得，单色光波长的表达式λ＝。
(3)由于游标尺第0格对齐，则根据游标卡尺的读数规则，读出图中读数为10.00 mm。
根据游标卡尺的读数规则有1.6 cm＋24 × mm＝16.48 mm
则四个亮条纹之间的距离为16.48 mm－10.00 mm＝6.48 mm
则相邻两条亮条纹的条纹间距Δy＝ mm＝1.62 mm
由公式得λ＝·Δy＝×1.62×10－3 m＝5.40×10－7 m。
答案：(1)单缝　(2)　(3)10.00　5.40×10－7 m
四.计算题：共40分，解答应写出必要的文字说明、原始方程式和重要演算步骤，只写最后答案将不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位.
13.（12分）如图所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T。在水平拉力作用下，线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中：
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
解析：(1)由题意可知，当线圈切割磁感线时产生的电动势为E＝Blv＝0.5×0.2×8 V＝0.8 V。
(2)因为线圈匀速运动故所受拉力等于安培力，有
F＝F安＝BIl
根据闭合电路欧姆定律有
I＝
结合(1)联立各式代入数据可得F＝0.8 N。
(3)线圈穿过磁场所用的时间为
t＝＝ s＝0.05 s
故线圈穿越过程产生的热量为
Q＝I2Rt＝t＝×0.05 J＝0.32 J。
答案：(1)0.8 V　(2)0.8 N　(3)0.32 J
14. （12分）如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R＝0.5 m，磁场方向垂直纸面向里。在y>R的区域存在一沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E＝1.0×105 V/m。在M点(坐标原点)有一正粒子以速率v＝1.0×106 m/s沿x轴正方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为＝1.0×107 C/kg，不计粒子重力。求：
(1)圆形磁场区域磁感应强度的大小；
(2)沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。
(3)沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所经过的时间。
解析：(1)沿x轴正方向射入磁场的粒子进入电场后，速度减小到0，粒子一定是从图中的P点射入电场，逆着电场线运动，所以粒子在磁场中做圆周运动的半径
r＝R＝0.5 m
根据洛伦兹力提供向心力有
Bqv＝
解得B＝，代入数据得B＝0.2 T。
(2)粒子返回磁场后，经磁场偏转后从N点射出磁场，粒子在磁场中运动的路程为二分之一圆周长，即s1＝πr
设粒子在电场中运动的路程为s2，根据动能定理得
Eq＝mv2，解得s2＝
粒子从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程
s＝s1＋s2＝πr＋，
代入数据得s＝(0.5π＋1) m。
答案：(1)0.2 T　(2)(0.5 π＋1) m
15. （16分）如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角0= 37°，NO间连接有一个R =5Ω的电阻.有—匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为Bn=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NVQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=2m.试解答以下问题∶（g=10m/s2，sin37°=0.6,cos37°=0.8)
当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大
金属棒达到的稳定速度是多大
当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少
若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间 t变化（写出B与t的关系式）
15.湖滨中学2022-2023学年高二下学期期中考试
物理
（考试时长：75分钟 满分：100 ）
一.单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。
1. 对如图所示的图片、示意图或实验装置图，下列判断正确的是(　　)
A．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”
B．乙图是利用薄膜干涉来检测玻璃板的平整程度，它是由于光在被检测玻璃板的上下表面反射后叠加的结果
C．丙图是双缝干涉原理图，若P到S1、S2的路程差是半波长的偶数倍，则P处是亮纹
D．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在附有肥皂膜的铁丝圈上，出现竖直干涉条纹
2. 1922年英国物理学家和化学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是(　　)
A．该束带电粒子带负电
B．速度选择器的P1极板带负电
C．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小
D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，质量越大
3. 　如图所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2的阻值约等于R1的两倍，则(　　)
A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些
B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些
C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭
D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭
4. “凸”字形硬质闭合金属线框各边长如图所示，线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内始终以速度v向右匀速运动，t＝0时，线框开始进入磁场。选逆时针方向为正，在线框穿过匀强磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
二.多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
5. 一束光从空气射向折射率为n＝的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，r表示折射角，则(　　)
A．当i>45°时，会发生全反射现象
B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°
C．欲使折射角r＝30°，光线应以i＝45°的角度入射
D．当tan i＝时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直
6. 霓是大气中有时和虹一起出现的一种光的现象，也叫“副虹”。它的形成原理与彩虹大致相同，太阳光在水珠中的反射比彩虹多了一次，是经过水珠的两次折射和两次反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，则a、b两光相比较(　　)
A．b光的频率更低
B．在同一介质中，a光的传播速度更快
C．分别照射同一狭缝，a光通过狭缝时的衍射现象更明显
D．从水中射入空气时，b光发生全反射的临界角更大
7．如图甲所示的变压器电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶2，a、b输入端输入如图乙所示的交变电流，电阻R1的功率是R2的功率的一半，电流表的示数为2 A，电路中的电流表、电压表都是理想电表，则(　　)
A．交变电压瞬时值表达式为u＝100sin 100πt(V)
B．通过电阻R1的电流为4 A
C．电压表示数为100 V，电阻R1的阻值为50 Ω
D．a、b端输入的功率为600 W
8. 远距离输电的电路原理图如图所示，变压器均为理想变压器并标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则(　　)
A．I2＝
B．输电效率为×100%
C．用户的用电器数量增多时，U3将减小
D．用户得到的电功率可能等于电厂输出的电功率
三.填空题：共20分，每空2分。考生根据要求作答。
9. 在电磁波谱中，有显著热效应的是 , 是波长最短的电磁波。
10. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用可拆变压器”进行探究。
(1)下列器材中，实验需要的器材是________。
A．干电池 B．低压交流电源
C．220 V交流电源 D．条形磁铁
E．可拆变压器和导线 F．直流电压表
G．多用电表
(2)在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
11. （4分）在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示。它们有：
①电流计；②直流电源；③带铁芯的线圈A；④线圈B；⑤开关和导线；⑥光敏电阻。实验前光敏电阻已经被不透光的黑纸包住，A线圈处于B线圈中。
（1）按实验的要求在实物图上把连线补充完整。
（2）在连好的电路中，闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下。如果保持开关闭合一段时间后揭去黑纸，则灵敏电流计指针将________（“左偏”或者“右偏”）一下。
12．(8分)如图是用双缝干涉测光的波长的实验装置示意图，某次实验选用的双缝间的间距为d，毛玻璃屏与双缝间的距离为l，接通电源使光源正常工作。
(1)为了达到实验目的，根据已标明的实验器材，可判断出M处的实验器材是________；
(2)若实验测得相邻亮纹中心间的距离为Δy，则所测单色光波长的计算式λ＝__________(用题中所给的字母表示)。
(3)小光同学在实验中将中心刻线分别对准第1和第5条亮条纹中央时，测量头游标尺读数分别如图所示，则第一个游标尺读数为________mm (游标刻度对齐处已用箭头标注)，如果已经测得双缝的间距d＝0.30 mm、双缝和毛玻璃屏之间的距离是l＝900 mm，则待测光的波长是____________(计算结果保留3位有效数字)。
四.计算题：共40分，解答应写出必要的文字说明、原始方程式和重要演算步骤，只写最后答案将不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位.
13.（12分）如图所示，电阻为0.1 Ω的正方形单匝线圈abcd的边长为0.2 m，bc边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为0.5 T。在水平拉力作用下，线圈以8 m/s的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中：
(1)感应电动势的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感应电流产生的热量Q。
14. （12分）如图所示，真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域，半径为R＝0.5 m，磁场方向垂直纸面向里。在y>R的区域存在一沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E＝1.0×105 V/m。在M点(坐标原点)有一正粒子以速率v＝1.0×106 m/s沿x轴正方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到0后又返回磁场，最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为＝1.0×107 C/kg，不计粒子重力。求：
(1)圆形磁场区域磁感应强度的大小；
(2)沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程。
(3)沿x轴正方向射入磁场的粒子，从进入磁场到再次穿出磁场所经过的时间。
15. （16分）如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN.导轨平面与水平面间的夹角0= 37°，NO间连接有一个R =5Ω的电阻.有—匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为Bn=1T.将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计，现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NVQ平行.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=2m.试解答以下问题∶（g=10m/s2，sin37°=0.6,cos37°=0.8)
当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大
金属棒达到的稳定速度是多大
当金属棒滑行至cd处时回路中产生的焦耳热是多少
若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间 t变化（写出B与t的关系式）

福建省厦门市思明区湖滨中学2022-2023高二下学期期中考试物理试卷（答案）