广东省深圳市2022-2023学年高二下学期4月期中考试物理试题含解析.docx

广东省深圳市2022-2023学年度第二学期期中检测高二年级物理科试卷考试时长：75分钟 卷面总分：100分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列几幅图中表示磁场对电流作用，方向判断错误的是()A. B. C. D. 2. 如图甲所示为竖直方向的弹簧振子，图乙是该振子完成一次全振动时其位移随时间的变化规律图线，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是()A. 振子的振幅为10cmB. 时，振子位于最低点C. 1-2s内，振子从最高点向下运动，且速度正在增大D. 1-2s内，振子从最高点向下运动，且加速度正在增大3. 如图所示，一束单色光从介质1射向介质2，发生折射，MN为两介质的界面，OP为法线，下列说法错误的是() A. 相对于介质1，介质2为光密介质B. 单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度C. 增大入射角，折射角会随着增大D. 减小入射角，折射角先消失，光线会在介质1中发生全反射4. 如图所示，某同学在深圳湾公园内沿海边一条直线跑道从东往西骑行，该地磁场水平分量由南到北，竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质，辐条也为金属材质，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是(图中B点在轮轴，A点在轮缘)。()A. 图所示辐条中A点电势与B点电势相等B. 图所示辐条中A点电势低于B点电势C. 自行车左右把手中电势相等D. 自行车左把手电势低于右把手电势5. 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈两端。下列说法正确的是()A. 保持滑动变阻器滑片P不动，当变小时，扬声器的功率增大B. 保持滑动变阻器滑片P不动，当变小时，原线圈的电流变大C. 保持不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器功率增大D. 保持不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流变小6. 一带电粒子在某匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现仅将该粒子的运动速度增大一倍，其他条件不变，不计粒子的重力，则该带电粒子在此匀强磁场中()A. 做匀速圆周运动B. 受到的洛伦兹力变为原来的2倍C. 运动的轨迹半径变为原来的2倍D. 运动的动能变为原来的4倍7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是()A. 交变电流的有效值为B. 时线圈位于中性面C. 时线圈平面与磁场方向平行D. 时穿过线圈的磁通量最大二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分8. 如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则()A. 导体棒中a端电势高于b端电势B. 如果ab棒匀速向右运动，金属环中有感应电流C. 圆环向左摆动D. 从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流9. “甩绳”是一种时尚健身运动，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，另一端由健身者双手分别握住上下交替甩动，绳子在竖直面内分别形成两列波。某次健身者以一定的频率开始甩动，某时刻绳子形成的波形如图乙所示(可视为简谐波且还未传到固定点P)，其中a、b是右手绳子上的两个相邻的最低点，a、b两质点在波的传播方向上的距离，a质点振动图像如图丙所示，则()A. 健身者右手刚甩动时的方向是向上B. 健身者右手甩动绳子的频率为2HzC. 波在绳上传播的速度为2m/sD. 增大甩动绳子的频率，绳子上的波形传播到P点的时间变短10. 如图所示是我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁，在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起，轨道磁铁受列车速度影响，速度大磁性强，轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时，通过精确控制车身线圈中的电流I，形成稳定的吸引力，使车体与轨道之间始终保持10mm的悬浮气隙，如图所示。下列选项正确的是()A. 车身悬浮时受到的竖直方向安培力大于重力B. 当悬浮间隙小于10mm时，应增大电流I使之回复C. 车体满载时悬浮较空载所需的电流I较小D. 列车高速时更容易悬浮三、非选择题：共54分，按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位11. 在“测玻璃的折射率”实验中：(1)如图，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是_；A.可以用手触摸光学表面，不会影响测量B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些D.bb'界面一定要与aa'平行，否则会有误差(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_。(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。(3)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是_。(4)该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=_(用图中线段的字母表示)；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_。12. 用图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。(1)如图所示，用游标卡尺测量摆球直径摆球直径d =_cm。(2)甲同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图所示的图像，其中T表示单摆的周期，l表示单摆的摆长。用g表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为T2_(用题目所给的字母表示)。由图像可计算出当地的重力加速度g=_m/s2(取3.14，计算结果保留3位有效数字)。13. 某旋转磁极式风力发电机原理如图所示，风吹动风叶，带动磁极旋转，使得水平放置线圈内的磁通量发生变化，产生正弦式的交流感应电流。已知风叶到转轴的距离为r=1.0m,风速为v=4m/s，杆的转速与风速成正比。线圈的内阻为R1=1.0，外电阻R2=9.0，电压表的示数为U=18.0V，求：(1)线圈产生的最大电动势Em。(2)如果在磁铁转到如图所示时开始计时，写出正弦式交流电电动势瞬时表达式。14. 如图所示，边长为L的正方形金属框ABCD质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的一半处于磁场内，磁场方向与线框平面垂直。磁场随时间变化规律为()。重力加速度为g。求：(1)线框中感应电流的方向；(2)线框中感应电动势的大小；(3)从时刻开始，经多长时间细线拉力为零？15. 半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为O，内环半径，外环半径，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为时，离子恰好垂直边界从中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求：(1)加速电场M、N两板间的电压；(2)为使离子能够到达面，环形区域内磁场的取值范围。2022-2023学年度第二学期期中检测高二年级物理科试卷考试时长：75分钟 卷面总分：100分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列几幅图中表示磁场对电流作用，方向判断错误的是()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】A根据左手定则可知，力F的方向正确，A正确；B根据左手定则可知，力F的方向正确，B正确；C根据左手定则可知，力F的方向向下，C错误；D根据左手定则可知，力F方向正确，D正确。本题选不正确项，故选C。2. 如图甲所示为竖直方向的弹簧振子，图乙是该振子完成一次全振动时其位移随时间的变化规律图线，取竖直向上为正方向，则下列说法正确的是()A. 振子的振幅为10cmB. 时，振子位于最低点C. 1-2s内，振子从最高点向下运动，且速度正在增大D. 1-2s内，振子从最高点向下运动，且加速度正在增大【答案】C【解析】【详解】A由图可知，振子的振幅为5cm，A错误；B时，振子的位移最大，回复力最大，加速度最大，方向竖直向下，因此振子处于最高点，B错误；CD1-2s内，振子从最高点向平衡位置运动，速度正在增大，位移正在减小，回复力正在减小，加速度正在减小，C正确，D错误。故选C。3. 如图所示，一束单色光从介质1射向介质2，发生折射，MN为两介质的界面，OP为法线，下列说法错误的是() A. 相对于介质1，介质2为光密介质B. 单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度C. 增大入射角，折射角会随着增大D. 减小入射角，折射角先消失，光线会在介质1中发生全反射【答案】D【解析】【详解】A根据折射定律以及可得所以相对于介质1，介质2为光密介质。故A正确；B根据以及可得所以单色光在介质1中的传播速度大于在介质2中的传播速度。故B正确；C由折射定律可得，增大入射角，折射角会随着增大。故C正确；D全反射现象只能在光从光密介质入射到光疏介质时才能发生，由于介质2为光密介质，所以并不会发生全反射现象。故D错误。故选D。4. 如图所示，某同学在深圳湾公园内沿海边一条直线跑道从东往西骑行，该地磁场水平分量由南到北，竖直分量向下。自行车车把为直把、金属材质，辐条也为金属材质，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应现象，下列结论正确的是(图中B点在轮轴，A点在轮缘)。()A. 图所示辐条中A点电势与B点电势相等B. 图所示辐条中A点电势低于B点电势C. 自行车左右把手中电势相等D. 自行车左把手电势低于右把手电势【答案】B【解析】【详解】AB辐条切割水平方向磁场分量，根据右手定则可知A点电势低于B点电势，故A错误，B正确；CD自行车车把切割竖直方向磁场分量，根据右手定则可知自行车左把手电势高于右把手电势，故CD错误。故选B。5. 心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化。如图所示，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器(等效为一个定值电阻)与一滑动变阻器连接在该变压器的次级线圈两端。下列说法正确的是()A. 保持滑动变阻器滑片P不动，当变小时，扬声器的功率增大B. 保持滑动变阻器滑片P不动，当变小时，原线圈的电流变大C. 保持不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，扬声器的功率增大D. 保持不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，副线圈的电流变小【答案】D【解析】【详解】AB保持滑动变阻器滑片P不动，当变小时,根据变压器原、副线圈的电压与匝数关系可知，次级电压减小，根据欧姆定律和功率公式可知，扬声器的功率变小，次级电流减小，根据变流比可知，原线圈初级电流也变小，故AB错误；CD若保持不变，根据变压比可知，次级电压不变，将滑动变阻器滑片P向右滑，电阻变大，根据欧姆定律可知，次级电流减小，则扬声器获得的功率减小，故C错误，D正确。故选D。6. 一带电粒子在某匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现仅将该粒子的运动速度增大一倍，其他条件不变，不计粒子的重力，则该带电粒子在此匀强磁场中()A. 做匀速圆周运动B. 受到的洛伦兹力变为原来的2倍C. 运动轨迹半径变为原来的2倍D. 运动的动能变为原来的4倍【答案】D【解析】【详解】ABC因为带电粒子在某匀强磁场中沿着磁感线方向运动，该粒子不受洛伦兹力作用，在磁场中做匀速直线运动，ABC错误；D现仅将该粒子的运动速度增大一倍，根据 得，该粒子的的动能变为原来的4倍，D正确。故选D。7. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是()A. 交变电流的有效值为B. 时线圈位于中性面C. 时线圈平面与磁场方向平行D. 时穿过线圈的磁通量最大【答案】C【解析】【详解】A根据图像可知，交变电流的最大值为，有效值为A错误；BC0.01s时，线圈转过了半个周期，此时感应电流最大，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，不位于中性面，B错误，C正确；D0.02s时，感应电流最大，此时线圈平面与磁场方向平行，则穿过线圈的磁通量为0，D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分8. 如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管MN水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒ab置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则()A. 导体棒中a端电势高于b端电势B. 如果ab棒匀速向右运动，金属环中有感应电流C. 圆环向左摆动D. 从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流【答案】ACD【解析】【详解】A由右手定则可知，导体棒ab向右运动时，a端电势高于b端，故A正确；B导体棒ab向右匀速运动时，电流恒定，圆环的磁通量不变化，没有感应电流，故B错误；D穿过金属圆环的磁感线向左，当ab向右做加速运动，感应电动势增大，则感应电流增大，螺线管产生的磁场增强，穿过金属圆环的磁通量增加，由楞次定律可知，从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流，故D正确；C根据金属圆环和螺线管中的电流方向，金属圆环的右侧等效为磁铁的N极，螺线管的M端等效为磁铁的N极，所以金属圆环向左摆动，故C正确。故选ACD。9. “甩绳”是一种时尚的健身运动，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，另一端由健身者双手分别握住上下交替甩动，绳子在竖直面内分别形成两列波。某次健身者以一定的频率开始甩动，某时刻绳子形成的波形如图乙所示(可视为简谐波且还未传到固定点P)，其中a、b是右手绳子上的两个相邻的最低点，a、b两质点在波的传播方向上的距离，a质点振动图像如图丙所示，则()A. 健身者右手刚甩动时的方向是向上B. 健身者右手甩动绳子的频率为2HzC. 波在绳上传播的速度为2m/sD. 增大甩动绳子的频率，绳子上的波形传播到P点的时间变短【答案】AC【解析】【详解】A质点的起振方向与波源起振方向一致，由上下坡法可知：健身者右手刚甩动时的方向是向上，A正确；B从图像可以看出周期为1s，由知：健身者右手甩动绳子的频率为1Hz ，B错误；C a、b两质点在波的传播方向上的距离，周期为1s，则波在绳上传播的速度为C正确；D增大甩动绳子的频率，波传播的速度不变，所以绳子上的波形传播到P点的时间不变，D错误。故选AC。10. 如图所示是我国研制的高速磁浮交通系统成功下线的情景。常导磁吸式(EMS)利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁线圈和铺设在线路导轨上的磁铁，在两者的相互作用下产生的吸引力使车辆浮起，轨道磁铁受列车速度影响，速度大磁性强，轨道磁铁外部磁感应强度随距离增大而减小。车体运行时，通过精确控制车身线圈中的电流I，形成稳定的吸引力，使车体与轨道之间始终保持10mm的悬浮气隙，如图所示。下列选项正确的是()A. 车身悬浮时受到的竖直方向安培力大于重力B. 当悬浮间隙小于10mm时，应增大电流I使之回复C. 车体满载时悬浮较空载所需的电流I较小D. 列车高速时更容易悬浮【答案】BD【解析】【详解】A车身悬浮时受到的安培力大小等于重力，故A错误；B当悬浮间隙小于10mm时，应增大电流，从而增大向上的安培力，使之回复，故B正确；C车体满载时会使车重增加，要增大安培悬浮力稳定悬浮，根据F=BIL应增大电流，故C错误；D轨道磁铁受列车速度影响，速度大，磁性强，根据F=BIL列车高速时B更强，安培力增大，更容易磁悬浮，故D正确。故选BD。三、非选择题：共54分，按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位11. 在“测玻璃的折射率”实验中：(1)如图，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是_；A.可以用手触摸光学表面，不会影响测量B.为减少测量误差，P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量小些C.为了减小作图误差，P3和P4的距离应适当取大些D.bb'界面一定要与aa'平行，否则会有误差(2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度_。(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。(3)在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是_。(4)该实验小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线P1O、折射光线OO'的延长线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D点，如图所示，则玻璃的折射率n=_(用图中线段的字母表示)；进一步测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为_。【答案】 . C . 大 . 1.5 . . 1.5【解析】【详解】(1)1A手拿光学元器件时切忌用手触摸“工作面”，以防脏污甚至腐蚀光学面造成永久的损坏，故A错误；B为减少测量误差，入射角应适当大一些，即P1、P2的连线与法线NN'的夹角应尽量大些，故B错误；C为了减小作图误差，将出射光线确定得更准确些，P3和P4的距离应适当取大些，故C正确；D测折射率时，只要操作正确，与玻璃砖形状无关，故玻璃的两个光学面aa'、bb'不平行，对玻璃折射率的测定结果没有影响，故D错误。故选C(2)2如果有几块宽度不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度大的玻璃砖来测量，宽度越大，出射光线的侧位移越大，折射角的测量越准确，故为了减小误差应选用宽度大的玻璃砖来测量。(3)3根据折射率定义公式有代入数据可得玻璃砖的折射率为(4)4设圆的半径为r，入射角为，则有折射角为，则有玻璃的折射率则为5当测得所需数据分别为1.68cm和1.12cm，则该玻璃砖的折射率数值为12. 用图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。(1)如图所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径d =_cm。(2)甲同学测量了6组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图所示的图像，其中T表示单摆的周期，l表示单摆的摆长。用g表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为T2_(用题目所给的字母表示)。由图像可计算出当地的重力加速度g=_m/s2(取3.14，计算结果保留3位有效数字)。【答案】 . 1.85 . . 9.86【解析】【详解】(1)1游标卡尺读数为(2)23由单摆周期公式可得图线的数学表达式为所以图线的斜率解得当地的重力加速度13. 某旋转磁极式风力发电机原理如图所示，风吹动风叶，带动磁极旋转，使得水平放置线圈内的磁通量发生变化，产生正弦式的交流感应电流。已知风叶到转轴的距离为r=1.0m,风速为v=4m/s，杆的转速与风速成正比。线圈的内阻为R1=1.0，外电阻R2=9.0，电压表的示数为U=18.0V，求：(1)线圈产生的最大电动势Em。(2)如果在磁铁转到如图所示时开始计时，写出正弦式交流电电动势的瞬时表达式。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)由闭合电路欧姆定律，线圈产生的电动势有效值为所以线圈产生的最大电动势为(2)磁铁转到如图所示时，线圈中的磁通量最大，处于中性面，此时感应电动势为零，所以正弦式交流电电动势的瞬时表达式为又由所以代入得正弦式交流电电动势瞬时表达式14. 如图所示，边长为L的正方形金属框ABCD质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的一半处于磁场内，磁场方向与线框平面垂直。磁场随时间变化规律为()。重力加速度为g。求：(1)线框中感应电流的方向；(2)线框中感应电动势的大小；(3)从时刻开始，经多长时间细线的拉力为零？【答案】(1)逆时针；(2)；(3)【解析】【详解】(1)由楞次定律可知，感应电流产生的磁场阻碍线圈磁通量的变化。线圈磁通量向里增强，则感应磁场方向向外，再根据安培定则可判断感应电流方向为逆时针。(2)由法拉第电磁感应定律知(3)由闭合电路欧姆定律知 由平衡条件知根据，则15. 半导体有着广泛的应用，人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场，环形磁场圆心为O，内环半径，外环半径，磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为时，离子恰好垂直边界从中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求：(1)加速电场M、N两板间的电压；(2)为使离子能够到达面，环形区域内磁场的取值范围。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)当磁感应强度为时，离子恰好垂直边界从中点Q射出，根据几何关系可知，圆周运动半径且解得电场中解得(2)若磁感应强度为B1时，粒子恰好能打在G1位置，轨迹半径为r1，根据几何关系解得且解得若磁感应强度为B2时，粒子恰好能打在G位置，轨迹半径为r2，根据几何关系解得同理解得为使离子能够到达面，环形区域内磁场的取值范围