江西省抚州市黎川县第二中学2022-2023高二下学期5月期中物理试题（含解析）

高二物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡的相应位置上：
2.作答时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是（ ）
A．牛顿最早提出力不是维持物体运动的原因
B．卡文迪许首先通过实验测出万有引力常量
C．安培提出了分子电流假说
D．法拉第首先发现了电磁感应现象
2．如图所示，一束复色光从长方体玻璃砖上表面射入玻璃，穿过玻璃砖后从侧表面射出，变为a、b两束单色光，则以下说法不正确的是（ ）
A．玻璃对a光的折射率较小
B．在玻璃中b光的波长比a光短
C．在玻璃中b光传播速度比a光大
D．减小入射角，a、b光线有可能消失
3．对于正弦式交流电，下列说法正确的是（ ）
A．电流在一周期内方向改变一次，大小随时间变化
B．电流在一周期内方向改变二次，大小随时间变化
C．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势最大
D．线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势为零
4．条形磁铁放在光滑的水平面上，以条形磁铁中央位置正上方的某点为圆心，水平固定一铜质圆环，不计空气阻力，以下判断中正确的是（ ）
A．给磁铁水平向右的初速度，圆环将受到向左的磁场力
B．释放圆环，环下落时磁铁对桌面的压力比磁铁的重力大
C．释放圆环，下落过程中环的机械能不守恒
D．给磁铁水平向右的初速度，磁铁在向右运动的过程中做减速运动
5．图为某种交变电流的波形，则该交变电流有效值为
A．1.5A B．A C．3.0A D．A
6．为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了用于锻炼肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成如图所示的模型。航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，此时通过电阻R的电流为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，理想变压器的原线圈通过保险丝接在一个交变电源上，交变电压瞬时值随时间变化的规律为u=220sin100πt（V），副线圈所在电路中接有电灯L、电阻R、理想交流电压表和理想交流电流表。已知理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，电灯额定功率为44W，电阻阻值为22Ω，电灯以额定功率正常发光。则（　　）
A．电压表示数为62.2V B．电流表的示数为2A
C．电阻消耗的功率为88W D．通过保险丝的电流为15A
8．如图所示，无限长水平直导线中通有向右的恒定电流I，导线正下方固定一正方形线框，线框中也通有沿顺时针方向的恒定电流I，线框的边长为L，线框上边与直导线平行，且到直导线的距离也为L，已知在长直导线的磁场中距长直导线r处的磁感应强度大小为，线框的质量为m，则释放线框的一瞬间，线框的加速度可能为（ ）
A．0 B．-g C．-g D．g-
9．如图所示，a、b、c为三只完全相同的灯泡，L为有电阻的电感线圈（线圈电阻小于灯泡电阻），电源内阻不计．下列判断正确的是（ ）
A．S闭合的瞬间，a灯比b、c两灯亮，但b、c两灯亮度相同
B．S闭合足够长时间后，a、c两灯亮度相同
C．S闭合后，a、b、c三灯均发光
D．S断开后，b灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭
10．如图所示，在光滑的水平面上有两个物体A和B，它们的质量均为m，一根轻弹簧与B相连静止在地面上。物体A以速度沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用。说法正确的是（　　）
A．弹簧被压缩的过程中，物体A、物体B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能守恒
B．当弹簧获得的弹性势能最大时，物体A的速度为零
C．从弹簧开始压缩至压缩到最大的过程中，弹簧对物体B做功
D．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反
11．如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，再通过理想调压变压器给用户供电，检测得到原线圈随时间t变化的曲线如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．当线圈转动到图示位置，线圈处于中性面位置，V1的示数为零
B．线圈的频率为50Hz
C．当滑动接头P移至图中的触点时原副线圈的匝数比为，则V2的读数为220V
D．若滑片P向上移动，V2的读数增大
二、实验题（共20分）
12．如图所示，用双缝干涉实验装置来测量光的波长。
（1）实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并保证单缝和双缝_________（填“平行”或者“垂直”）。
（2）若从目中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，需将毛玻璃屏向_________（填“靠近”或“远离”）双缝的方向移动。
（3）转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图甲所示，。继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示。则相邻两亮条纹的间距是_________mm。（结果保留3位有效数字）
（4）如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示，用这种情况下测量得到的干涉条纹的间距计算，则光的波长测量值_______（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。
13．某实验小组用多用电表、电流表G和电阻箱进行一系列实验，分别是练习使用多用电表、测量电流表的内阻、改装电压表，实验器材如下：
A．多用电表
B．电流表G（满偏电流Ig= 15mA，内阻未知）
C．标准电流表G0
D．电阻箱R（最大阻值为9999.9Ω）
E．电源（电动势E = 3.0V，内阻可忽略不计）
F．导线、开关若干
（1）用多用电表欧姆挡粗略测量电流表的内阻；
（2）精确测量电流表G的内阻Rg；
①按如图甲所示的电路图连接好电路，先将电阻箱R的阻值调到最大，闭合开关S1，断开开关S2，调节电阻箱R，使标准电流表G0的示数大于量程的，且两电流表的示数都没有超过量程，读出标准电流表G0的示数为I0，电阻箱的示数为R1；
②保持开关S1闭合，再闭合开关S2，调节电阻箱R，使标准电流表G0的示数仍为I0，读出电阻箱的示数为R2。
（3）用该电流表G和电阻箱R改装一个电压表；
根据实验回答以下问题：
①用多用电表欧姆挡测量电流表G的阻值，应将多用电表的红表笔与电流表G的______（填“正”或“负”）接线柱相连，开始时选用“ × 100”的挡位发现指针偏角太大，挡位应调整为______（填“ × 1000”或“ × 10”）挡，正确调整挡位后经过欧姆调零重新测量，指针如图乙所示，那么电流表阻值为______Ω。
②电流表G内阻的表达式为Rg= ______（用R1、R2表示）。
③通过以上测量得到电流表G内阻为Rg= 100 ，用电流表G和电阻箱R改装成量程为0 ~ 5V的电压表，应将电阻箱R与电流表G______（填“串联”或“并联”），将电阻箱R的阻值调到______Ω。
三、计算题（共36分）
14．质量为的弹性球从空中某高度由静止开始下落，经与地面发生碰撞，该过程的图像如图所示，球与水平地面相碰后反弹的速度大小为碰撞前的。该球受到的空气阻力大小恒定，取，求：
（1）弹性球所受空气阻力的大小；
（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度；
（3）第一次碰撞过程中合外力对弹性球冲量的大小。
15．如图所示为一玻璃砖的横截面，OAB是半径为2R的扇形（OA边内侧面涂有反射涂料），其中，为等腰直角三角形，一束光线从距O点R的P点垂直于OD边射入，光线恰好在BD边上发生全反射，最后从AB弧边上某点第一次射出玻璃砖，已知光在真空中的传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对该光线的折射率；
（2）光从P点射入到第一次射出玻璃砖过程中，光在玻璃砖中传播的时间。
16．如图所示，在平面直角坐标系xoy的第二象限内有平行于y轴的匀强电场，电场强度大小为E，方向沿y轴负方向。在第一、四象限内有一个半径为R的圆，圆心坐标为（R，0），圆内有方向垂直于xoy平面向里的匀强磁场。一带正电的粒子（不计重力），以速度为v0从第二象限的P点，沿平行于x轴正方向射入电场，通过坐标原点O进入第四象限，速度方向与x轴正方向成，最后从Q点平行于y轴离开磁场，已知P点的横坐标为，Q点横坐标为1.5R。求：
(1)带电粒子的比荷；
(2)圆内磁场的磁感应强度B的大小；
(3)带电粒子从P点进入电场到从Q点射出磁场的总时间。
1．A
A．伽利略最早提出力不是维持物体运动的原因，故A错误，符合题意；
B．卡文迪许首先通过扭秤实验测出万有引力常量，故B正确，不符合题意；
C．安培提出了分子电流假说，故C正确，不符合题意；
D．法拉第首先发现了电磁感应现象，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．C
A．如图所示
可知b光的偏折程度大于a光的偏折程度，则b光的折射率大于a光的折射率，故A正确；
C．b光的折射率大于a光的折射率，由
可知在玻璃中b光的传播速度小于a光的传播速度，故C错误；
B．根据
b光的折射率大，则b光的频率大，在玻璃中b光的传播速度小于a光的传播速度，则在玻璃中b光的波长小于a光的波长，故B正确；
D．减小入射角，则a、b光线在上表面的折射角减小，光线到达左边竖直面时的入射角就增大，如果达到临界角则发生全反射，a、b光线消失，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
3．B
AB．在正弦交流电中，电流在一个周期内方向改变两次，大小随时间变化，故A错误，B正确；
CD．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势为零。线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势最大，故CD错误。
故选B。
4．D
AD．给磁铁水平向右的初速度，穿过线圈向上的磁通量增大，根据楞次定律，感应电流将阻碍线圈与磁铁之间的相对运动，所以圆环将受到向右的磁场力，条形磁铁受向左的作用力，磁铁将做减速运动，A错误，D正确；
BC．圆环竖直向下运动时，通过圆环的磁通量始终为零，穿过环的磁通量不变，没有感应电流产生，故两者之间无相互作用力，环下落时环的机械能守恒，B、C错误；
故选D。
5．B
由有效值的定义可得：
，
代入数据解得
，
故B正确，ACD错误；
故选B。
6．B
金属圆盘转动时，圆盘中心和边缘处产生的电动势为
通过电阻R的电流为
故选B。
7．C
A．原线圈电压的有效值为220V，根据变压比可知
解得U2=44V，故电压表示数为44V，故A错误；
B．根据欧姆定律可知，通过电阻R的电流为
通过灯泡的电流为
则电流表示数
I2=IR+IL=3A
故B错误；
C．根据功率公式可知，电阻消耗的功率为
故C正确；
D．根据变流比可知
解得原线圈输入电流I1=0.6A，故D错误。
故选C。
8．AB
线框上边受到的安培力的大小为：
，
方向向上；
线框下边受到的安培力大小为：
，
方向向下；
若，则加速度为0，
若，则加速度向上，根据牛顿第二定律可得：
若，则加速度向下，根据牛顿第二定律可得：
所以AB正确，CD错误。
故选AB。
9．AC
S闭合的瞬间，L相当于断路，bc串联后与a并联，因此a灯比bc两灯亮，bc两灯亮度相同，选项A正确；S闭合后，因L有电阻，三灯均发光，连接形式为：b灯与L并联后与c灯串联，a灯直接连接在电源两端，选项C正确、B错误；S断开后，L相当于电源，L中的电流并未全部流过b灯，故不能确定b灯是否会闪亮，选项D错误．
10．AD
A．由于水平面光滑，弹簧被压缩的过程中，物体A、物体B和弹簧组成的系统所受合外力为零，因此该系统动量守恒，另外该系统弹簧被压缩的过程中，动能和势能之间相互转化，没有机械能的损失，因此在此过程中系统的机械能守恒，故A正确；
BC．物体A、物体B和弹簧组成的系统动量守恒，当弹簧弹性势能最大时，则弹簧被压缩至最短，此时物体A和物体B共速，设共速时的速度为，由动量守恒定律可得
解得
在弹簧被压缩至最短的过程中只有弹簧的弹力对B做功，设弹簧弹力对B做的功为，则由动能定理可得
故BC错误；
D．在弹簧的弹性势能逐渐增大的过程中，根据牛顿第三定律可知，弹簧对物体A和物体B的弹力的大小始终相同，方向相反，因此弹簧对物体A和物体B的冲量大小相等，方向相反，故D正确。
故选AD。
11．BCD
A．线圈平面垂直于磁感线方向，处于中性面位置，电压表显示的为交变电流的有效值，所以V1示数不为零，故A错误；
B．交流电的频率为
线圈的频率为50Hz，故B正确；
C．原线圈有效值为
当滑动接头P移至图中的触点时原副线圈的匝数比为，则V2的读数为
故C正确；
D．若滑片P向上移动，原副线圈的匝数比变大，V2的读数增大，故D正确。
故选BCD。
12． 平行 远离 1.61 大于
（1）[1]实验前，应调节光具座上放置的各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上，并保证单缝和双缝平行。
（2）[2]根据
可知若从目中看到干涉条纹太密，要想减少从目镜中观察到的条纹个数，则需要使条纹间距变大，需将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动。
（3）[3]图乙所示的手轮的读数为
相邻两亮条纹的间距
（4）[4]根据可得
如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，所测得的条纹间距偏大，则光的波长测量值大于实际值。
13． 负 × 10 110 R2－R1 串联 233.3
①[1]多用电表红表笔接内电源的负极，所以应与电流表负接线柱相连。
[2]用多用电表测电阻时选用“ × 100”的挡位发现指针偏角太大，说明待测电阻阻值较小，需要把倍率调小，所以挡位应调整为“ × 10”。
[3]读数为
11 × 10Ω = 110Ω
②[4]第一次和第二次电流表读数相同，说明两次电路中总电阻相同，闭合开关S2后电流表G短路，则电阻箱的阻值要增大，电阻箱增大的阻值，即为电流表G的内阻，即
Rg = R2－R1
③[5][6]改装电压表应将电阻箱R与电流表G串联，串联的电阻为
因为电阻箱的最大阻值为9999.9Ω，可精确到0.1Ω，所以电阻箱阻值调到233.3Ω。
14．（1）；（2）；（3）
（1）由图可得弹性球下落过程中的加速度为
根据牛顿第二定律可得
解得
（2）依题意可知第一次碰撞后反弹的速度大小为
在弹性球上升过程中，根据牛顿第二定律可得
弹性球上升过程中的加速度大小为
弹性球第一次碰撞后反弹的高度
解得
（3）根据动量定理可得
15．（1）；（2）
（1）作出光路图，如图所示，由几何关系知：
光线恰好发生全反射，根据折射定律
解得
（2）光在0A表面发生反射（不考虑折射光线），恰好从B点射出，根据几何关系可知
因为
所以
因为
所以
光在玻璃中传播的路程为
光在玻璃中传播的速度
所以解得
16．(1)；(2)；(3)
(1)由水平方向匀速直线运动得
竖直向下的分速度
由竖直方向匀加速直线运动知
加速度为
联立解得
(2)粒子进入磁场的速度为，则有
粒子运动轨迹如图所示
由几何关系得，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可知
解得
(3)粒子在磁场中运动的时间为
粒子在磁场中运动的周期为
粒子在电场中运动的时间为
粒子运动的总时
代入数据得

江西省抚州市黎川县第二中学2022-2023高二下学期5月期中物理试题（含解析）