2022-2023学年重庆市三峡名校联盟高二（下）期中物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年重庆市三峡名校联盟高二（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）1.2021年7月4日，湖南湘潭籍航天员汤洪波走出离地面高约为400km的中国空间站，标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。航天员出舱的画面是通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是(

)A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验测出了电磁波在真空中的传播速度等于光速

B.同一电磁波从真空进入介质，传播速度变小，频率不变

C.要有效发射电磁波，振荡电路要有较低的振荡频率

D.均匀变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波2.手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈两端接上正弦式交流电，就会在邻近的受电线圈中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电。下列说法正确的是(

)

A.受电线圈中的感应电动势周期性变化

B.受电线圈中的感应电动势恒定不变

C.受电线圈中电流方向始终与送电线圈中电流方向相同

D.受电线圈中电流方向始终与送电线圈中电流方向相反3.如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为A.P1=P2=P3=P4.随着疫情管控放开及稳增长政策持续发力，全国发电量、用电量出现明显回升。图甲是一台小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是(

)

A.电压表的示数为102V

B.在0.005s到0.01s时间内，穿过发电机线圈的磁通量逐渐增大

C.若滑头P的位置不变、R不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输出功率将增大到原来的4倍

D.5.如图(a)所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R1连接成闭合回路。线圈的半径为r1。在线圈中半径为r2的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示。图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0，导线的电阻不计。在A.a点的电势高于b点电势 B.电流的大小为nπB0r223Rt06.B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的周期为1×10−7sA.质点M开始振动的方向沿y轴正方向

B.0～1.25×10−7s内质点M运动的位移为0.4mm

7.自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当霍尔元件处于匀强磁场中，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁感应强度B、电流I方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是(

)

A.只需得到单位时间内的脉冲数即可计算出车速大小

B.自行车的车速越大，霍尔电势差越高

C.霍尔元件中的电流I由自由电子定向移动形成的，定向移动的速率大于热运动的平均速率

D.霍尔电势差的大小与霍尔元件所用的材料有关二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）8.下列说法正确的是(

)

A.图甲表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小

B.图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时外套的折射率比内芯的大

C.图丙检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凹处、Q为凸处

D.图丁为光照射到不透明圆盘上，在圆盘后得到的衍射图样9.如图甲所示，让A分子不动，B分子从无穷远处逐渐靠近A。两个分子间的作用力F随分子间距离r的变化关系如图乙所示，取无穷远处分子势能Ep=0。在这个过程中，关于分子间的作用力和分子势能说法正确的是(

)

A.当分子间距离r>r0时，分子间的作用力表现为引力

B.当分子间距离r>r0时，分子间的作用力做正功，分子势能减小

C.当分子间距离r=r010.如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场分布在边长为L的等边三角形ABC内，D是AB边的中点，一群相同的带负电的粒子仅在磁场力作用下，从D点沿纸面以平行于BC边方向、大小不同的速率射入三角形内，不考虑粒子间的相互作用力，已知粒子在磁场中运动的周期为T，则下列说法中正确的是

A.粒子垂直BC边射出时，半径R等于34L

B.速度小的粒子一定比速度大的粒子在磁场中运动时间长

C.粒子可能从C点射出，且在磁场中运动的时间为T3

三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）11.某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。

(1)将实验仪器按要求安装在光具座上，在图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是______。

A.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间

B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在目镜处

C.A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内

(2)已知双缝间距离d=0.20mm，双缝到毛玻璃屏间的距离为l=75.0cm，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图乙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丙所示，读数为x1=______mm，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，此时游标卡尺示数如图丁所示，则游标卡尺上的读数x2=12.某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示)，已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为l，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图乙所示)。

(1)从乙图可知，摆球的直径为d=______mm；

(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=______；

(3)实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是：______；

A.尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线

B.当单摆经过最高位置时开始计时

C.质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的

D.测量多组周期T和摆长L，作T2−L关系图像来处理数据

四、简答题（本大题共2小题，共31.0分）13.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.4m，金属导轨所在平面与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在的平面内，分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=12V、内阻r=0.5Ω的直流电源，现把一个质量m=0.08kg的导体棒ab14.如图所示，两平行足够长且电阻可忽略的光滑金属导轨安装在倾角为α=30°光滑绝缘斜面上，导轨间距L=0.4m，磁感应强度B=1.0T的有界匀强磁场宽度为d=0.2m，磁场方向与导轨平面垂直；长度为2d的绝缘杆将导体棒和边长为d的正方形单匝线框连接在一起组成如图所示装置，其总质量m=0.1kg，导体棒中通以大小为I=3.75A的恒定电流(由外接恒流源产生，图中未画出)。线框的总电阻为R=0.2Ω，其下边与磁场区域边界平行。现将线框下边置于距磁场上边界五、计算题（本大题共1小题，共10.0分）15.2021年12月9日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空授课如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象课后张同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是R，外径是2R。假设一束单色光(纸面内)从外球面上A点射入，光线与AO直线所成夹角i=45°，经折射后恰好与内球面在B点相切，最后到达C点，已知光速为c，求：

(1)单色光在水球内的折射率n；

(2)

答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.根据物理学史可知，英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在。赫兹在实验中观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。他还测得电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性，故A错误；

B.电磁波的频率由波源决定，与介质无关，同一电磁波从真空进入介质，频率不变，根据n=cv可知传播速度变小，故B正确；

C.要有效发射电磁波，振荡电路要有足够高的振荡频率，故C错误；

D.均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，因此均匀变化的电场和磁场不能相互激发，不能形成电磁波，故D错误。

故选：B。2.【答案】A

【解析】解：AB.由题可知，在送电线圈中通入了正弦式交变电流，根据电磁感应原理可知，送电线圈中周期性变化的电流产生的磁场也呈周期性变化，所以受电线圈中感应电流仍是同频率的正弦交流电，即受电线圈中的感应电动势周期性变化，即大小和极性都发生周期性变化，故A正确，B错误；

CD.受电线圈与送电线圈中电流相位差为90°，所以受电线圈中电流方向与送电线圈中电流方向有时相同，有时相反，故CD错误。

故选：A。

3.【答案】D

【解析】解：A、理想变压器输入功率等于输出功率，故P1=P2，P3=P4，由于在输电线路上由功率损失，故P2=P3+P损，则P2>P3，故A错误；

B、通过理想升压变压器T1，根据

U1U2=n1n2

可知U1<U2

理想降压变压器T2，根据

U3U4.【答案】C

【解析】解：A.发电机线圈中产生的交变电动势，电压表显示的是有效值，根据正弦交流电规律，则有U=Um2，解得U=10V，故A错误；

B.由图可知，在0.005s到0.01s时间内，感应电动势增大，根据法拉第电磁感应定律，则磁通量的变化率增大，穿过发电机线圈的磁通量逐渐减小，故B错误；

C.发电机线圈的转速增大一倍，交变电动势的最大值

Em=NBSω

变为原来的2倍，变压器的输入电压和输出电压均变为原来的2倍，变压器的输出功率

P=U2R

增大为原来的4倍，故C正确；

D.理想变压器原副线圈的电压、电流与匝数的关系如下

U1U2=n1n5.【答案】B

【解析】解：A、由楞次定律可判断通过R1上的电流方向由b到a，a点的电势低于b点电势，选项A错误；

B、由图像可知，在0至t1时间内：ΔBΔt=B0t0

由法拉第电磁感应定律有：E=nΔΦΔt=nΔBΔtS

而线圈的面积：S=πr22

由闭合电路的欧姆定律有：I=E6.【答案】C

【解析】解：A、超声波沿x轴正方向，根据波形平移法可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；

B、超声波的周期为T=1×10−7s，t=1.25×10−7s=54T，因此0～1.25×10−7s内M的位移为−0.4mm，故B错误；

C、超声波在血管中的传播速度为v=λT=14×10−51×10−77.【答案】D

【解析】解：A、根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮转动的转速，最后由线速度公式v=2πrn，结合车轮半径即可求解车轮的速度大小，故A错误；

B、当载流子稳定运动时，根据霍尔原理可知：qvB=qUHd

可得：UH=Bdv，即霍尔电势差只与磁感应强度、霍尔元件的厚度以及电子定向移动的速率有关，与自行车的车速无关，故B错误；

C、霍尔元件的电流I是由自由电子定向运动形成的，定向移动的速率小于热运动的平均速率，故C错误；

D、若n是单位体积内的电子数，由导体的性质决定，e是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度，由电流的微观表达式：I=nesv

变形整理得：v=8.【答案】AC【解析】解：A、图甲表示声源远离观察者时，根据多普勒效应可知观察者接收到的声音频率减小，故A正确；

B、图乙光导纤维利用光的全反射现象传递信息时，光从内芯射向外套时发生全反射，说明从光密介质射向光疏介质，故外套的折射率比内芯的小，故B错误；

C、图丙检验工件平整度的操作中，明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知，P处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，则P为凹处，同理可知Q为凸处，故C正确；

D、图丁的衍射图样中，中央是一个亮圆斑，周围为明暗相间的同心圆环，这是圆孔衍射的图样，故D错误。

故选：AC。

薄膜干涉形成的条纹是膜的上下表面的反射光干涉产生的。当两反射光的路程差(即膜厚度的2倍)是半波长的偶数倍，出现明条纹，是半波长的奇数倍，出现暗条纹，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同；光导纤维利用光的全反射现象传递信息；利用圆孔衍射的图样分析。

9.【答案】AB【解析】解：A.由图可知，当r>r0，分子力表现为引力，r<r0，分子力表现为斥力，故A正确；

B.当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，所以当分子间距离r>r0时，分子间的作用力做正功，分子势能减小，故B正确；

D.当r减小到r0继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以当分子间距离r<r0时，分子间的作用力做负功，分子势能增加，故D错误；

C.当分子间距离r=r010.【答案】AD【解析】解：A.粒子垂直BC边射出时，运动轨迹如图

根据几何关系知半径为r=12L×sin60°=34L，故A正确；

BCD.若带电粒子刚好从BC边射出磁场，运动轨迹与BC边相切，可知圆心角为180°，粒子在磁场中经历时间为12T，若带电粒子刚好从AC边射出磁场，运动轨迹与AC边相切，作图可得切点为C点，如图所示

可知圆心角为6011.【答案】A

0.3

9.6

6.2×【解析】解：(1)从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、双屏，故A正确，BCD错误。

故选：A。

(2)10分度游标卡尺的精确度为0.1mm，由丙图可知x1=0mm+3×0.1mm=0.3mm

由图丁可知x2=9mm+6×0.1mm=9.6mm

相连条纹的间距为

Δx=x12.【答案】5.980

π2(n−1【解析】解：(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm，摆球的直径为d=5.5mm+48.0×0.01mm=5.980mm；

(2)从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t，则单摆全振动的次数为N=n−12

根据单摆全振动的次数和时间的关系，单摆周期为T=tN=2tn−1

单摆的长度为L=l+d2

根据单摆的周期公式T=2πLg

联立解得g=π2(n−1)2(l+d2)t2

(3)A.为了减小实摆长对实验的影响，实验中要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线，故A正确；

B.单摆通过平衡位置时速度最大，停留时间最大，为了减小计时产生的误差，需要当单摆经过平衡位置时开始计时，故B错误；

C.为了减小空气阻力的影响而产生的误差，在相同质量时，应该选用体积较小的小球作为摆球，故C错误；

D.应用图像法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T13.【答案】解：(1)根据闭合电路欧姆定律，有

I=ER+r

导体棒受到的安培力大小F安=