四川省泸州市泸县第四中学2021-2022学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

泸县四中2020级高二下期中考试物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.物理化学生物同堂分科考试，时间150分钟，物理科110分，化学100分，生物90分。第I卷选择题一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在1-5小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，6-8小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，选对但不全对得3分，错选得0分。1.下列说法中正确的是A.结合能越大的原子核越稳定B.经过6次α衰变和4次β衰变后成为C.氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能减小D.用绿光或紫光照射某金属发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能可能相等【答案】B【解析】【分析】【详解】A．比结合能越大的原子核越稳定，故A错误；B．成为要经过次α衰变和次β衰变，故B正确；C．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能增大，故C错误；D．绿光和紫光的频率不相等,根据光电效应方程可知用绿光或紫光照射某金属发生光电效应 时，逸出光电子的最大初动能不相等，故D错误。故选B。2.空气中有两块材质不同、上下表面平行的透明玻璃板1、2平行放置如图所示；一束由红蓝两种色光混合而成的细光束，从空气中以某一角度θ（0<θ<90°）入射到前块玻璃板的上表面。下列说法正确的是（　　）A.在第二块玻璃板下表面一定没有出射光B.第二块玻璃板下表而的出射光方向一定与入射光方向平行C.第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧D.第一块玻璃板下表面的两条出射光线中蓝光一定在红光的左侧【答案】B【解析】【详解】A．光线从第二块玻璃板中的上表面射入，在第二块玻璃板中上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理可知，光在第二块玻璃板下表面一定有出射光，故A错误；B．因为光在玻璃板中的上表面的折射角和下表面的入射角相等，根据光的可逆原理知，从下表面出射光的折射角和开始在上表面的入射角相等，即两光线平行，所以第二块玻璃板下表面的出射光方向一定与入射光方向平行，故B正确；C．根据光线在玻璃板中发生偏折，由于折射角小于入射角，可知第二块玻璃板下表面的出射光一定在入射光延长线的左侧，故C错误；D．蓝光的频率大于红光的频率，所以蓝光的折射率大于红光的折射率，故玻璃对蓝光的偏折程度大，蓝光在右侧，故D错误。故选B。3.如图所示是电容式话筒的原理图，膜片与固定电极构成一个电容器，用直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中可以形成变化的电流，于是电阻R两端就输出了与声音变化规律相同的电压。从而使声音信号被话筒转化为电信号。其中导致电容变化的原 因是电容器两板间的（　　）A.电介质变化B.正对面积变化C.距离变化D.电压变化【答案】C【解析】【详解】当声波使膜片振动时，膜片与固定电极之间的距离发生变化，根据可知，电容器的电容发生变化，故选C。4.质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角。槽放在光滑的水平桌面上，通过细线和滑轮与重物C相连，细线始终处于水平状态。通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与绳质量都不计，要使小球不从槽中滚出，则重物C的最大质量为（　　）AB.2mC.D.【答案】D【解析】【详解】ABCD．小球恰好能滚出圆弧槽时，圆弧槽对小球的支持力的作用点在A点，小球受到重力和A点的支持力，合力为 对小球运用牛顿第二定律可得解得小球的加速度对整体分析可得联立解得故A、B、C错误，D正确。故选D。5.如图甲所示电路中,当理想变压器a、b端加上如图乙所示的交变电压,闭合开关S,三只相同灯泡均正常发光下列说法中正确的是A.小灯泡的额定电压为6VB.变压器原、副线圈的匝数比为3:1C.图乙所示的交变电压瞬时值表达式为u=36sin100πt(V)D.断开开关S，L1会变亮,L2会变暗【答案】A【解析】【详解】A、B项：当S闭合后，原线圈中I1等于灯泡L1的电流，副线圈中I2是灯泡L2和L3的电流之和，由于三只相同的灯泡正常发光，故I2＝2I1，根据n1I1＝n2I2可知n1：n2＝2：1，由于输入电压U=UL+U1=18V，且，U2=UL，得U1=2UL，故UL=6V，即小灯泡的额定电压为6V，A项正确，B项错误； C项：由题意得图乙所示的交变电压瞬时值表达式为，故C错误；D项：断开开关S，负载电阻增大，副线圈电流I2减小，原线圈电流I1随之减小，则有灯泡L1变暗，L1两端电压减小，由U1=U－UL得原线圈两端电压U1增大，副线圈两端电压U2随之增大，灯泡L2变亮，D项错误．故选A．6.国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin100πt（V），电压表、电流表都为理想电表，则下列判断正确的是（　　）A.输入电压有效值为220V，电流频率为50HzB.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大C.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小D.若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小【答案】AD【解析】【详解】A．输入电压有效值为U1＝V＝220V由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100πrad/s，电流频率为故A正确；BC．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故BC错误；D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电 压减小，即电压表V2的示数减小，根据知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知P1＝U1I1减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。故选AD。7.如图所示，平面直角坐标系的第一象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0沿平行于y轴方向从x轴上不同点分别射入磁场。若该粒子从x轴上a点射入磁场，则恰好垂直于y轴射出磁场，且在磁场中运动的时间为t0。若该粒子先后从x轴上b、c两点射入磁场，则恰好能从y轴上的同一点P射出磁场。O、P两点间的距离为，下列说法正确的是（　　）A.该粒子带正电B.匀强磁场的磁感应强度大小为C.该粒子从c点射入磁场时，在磁场中运动的时间为D.该粒子从b点射入磁场时，在磁场中运动的时间为【答案】BC【解析】详解】A．由左手定则，该粒子带负电，A错误； B．由和得，，B正确；CD．由解得设粒子从b、c射入磁场的两个轨迹所对应的圆心角分别为θ1和θ2解得该粒子从b、c两点射入磁场时，在磁场中运动的时间分别为解得C正确，D错误。故选BC。 8.质量为m的金属棒通有自a到b的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上，导轨与水平面夹角为θ。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，下列说法中正确的是（　　）A.磁感应强度逐渐变大B.安培力逐渐变小C.支持力先变小后变大D.当磁场方向和导轨垂直时，磁感应强度最小【答案】D【解析】【详解】AB．磁场方向水平向左，导体棒受重力、和竖直向上的安培力，两个力的合力为零，安培力等于重力。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，设安培力与斜面之间的夹角为且先减小后增大，受重力、支持力和安培力平衡，要保持金属棒静止不动，安培力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力先增大后减小，安培力先减小后增大，磁感应强度先减小后增大，A错误，B错误；C．安培力沿垂直斜面的分力先垂直斜面向上逐渐减小，后垂直斜面向下逐渐增大，所以支持力逐渐增大，C错误； D．当磁场方向和导轨垂直时，最大等于1，安培力最小，磁感应强度最小，D正确。故选D。【点睛】金属棒静止，金属棒处于平衡状态，所受合力为零，对金属棒进行受力分析，根据平衡条件及左手定则分析，分别沿斜面和垂直斜面列方程即可。第II卷非选择题9.利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=11.1mm，xB=_______mm；相邻两条纹间距Δx=_________mm；（2）波长的表达式λ=_________（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ=_________m；（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将____（填“变大”、“不变”或“变小”）．【答案】①.15.6②.0.75③.④.⑤.变小【解析】【详解】（1）图B位置游标卡尺的主尺读数为15mm，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，则最终读数为15.6mm．则相邻条纹的间距为：∆x=(xB−xA)/6=(15.6−11.1)/6mm=0.75mm；（2）根据干涉条纹的宽度：得：，代入数据得：；（3）若改用频率较高的单色光照射，它的波长较短，根据干涉条纹的宽度：得：得到的干涉条纹间距将变小．10.在“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，使用的小灯泡标有“2.5V，0.75W”，其他可供选择的器材有： A．电压表V1(量程3V，内阻约3kΩ)B．电压表V2(量程15V，内阻约15kΩ)C．电流表A1(量程3A，内阻约0.2Ω)D．电流表A2(量程0.6A，内阻约1Ω)E．滑动变阻器R1(0～1kΩ，0.5A)F．滑动变阻器R2(0～10Ω，2A)G．电源E(6V)H．开关S及导线若干（1）实验中电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________。(请填写器材前面的字母代码)（2）在虚线框内画出电路原理图______。【答案】①.A②.D③.F④.【解析】【分析】【详解】(1)[1][2][3]根据小灯泡规格“2.5V，0.75W”可知，额定电压U=2.5V，额定电流可知电压表应选A，电流表应选D；由于实验要求电流从零调，变阻器应采用分压式接法，应选择全电阻小的变阻器F，以方便调节。 (2)[4]由于小灯泡阻值较小满足，电流表应用外接法，即电路应是“分压外接”电路，如图所示：四、计算题11.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为a=10cm和b=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以ω=rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω的电阻相接．求电键S合上后，（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；（2）电压表和电流表示数；（3）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻R的电量．【答案】（1）e=cost（V）（2）40V，2A（3）004C【解析】【分析】（1）根据感应电动势最大值Em=nBSω，从垂直于中性面开始计时，则可确定电动势的瞬时表达式；（2）根据交流电的最大值与有效值的关系，结合闭合电路欧姆定律，即可确 定电流表与电压表示数；（3）根据电量表达式，与感应电动势结合，得出q=I△t=公式，从而可求得．【详解】（1）线圈从平行磁场开始计时，感应电动势最大值：Em=nBSω=V．故表达式为：e=Emcosωt=cost（V）；（2）根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，有效值：，代入数据解得E=50V．电键S合上后，由闭合电路欧姆定律得：，U=IR．联立解得I=2A，U=40V；（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R上的电量为：q=I△t=，代入数据解得，q=0.04C．【点睛】本题主要考查了交流电的产生及其表达式与相关物理量的求解，较为简单．12.一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播，t=0时刻的波动图像如图甲所示，其中处于处的质点A的振动图像如图乙所示，此时振动恰好传播到的质点处，A、B两点均在x轴上，两者相距。求：（1）这列波的传播速度；（2）质点B从t=0时刻开始10s内运动的路程和10s时的位移。【答案】（1）10m/s；（2）7.7m，-10cm【解析】【详解】（1）由图甲可知，此波的波长为由图乙可知，此波的周期 T=0.4s波的传播速度（2）设从t=0时刻开始振动传播到B点的时间为，B点振动的时间为，波传播到B点所需时间所以B点振动时间由题意可得，质点B在t=10s内振动了7.7s，而且开始振动时从平衡位置开始方向向下。质点B全振动次数质点B振动的路程t=10s时刻，质点B处在负的最大位移处，所以位移为13.如图1所示，平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上，间距L=0.2cm，导轨左端接有的电阻，质量为m=0.1kg的粗糙导棒ab静置于导轨上，导棒及导轨的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨向下。现外力F作用在导棒ab上使之一开始做匀加速运动，且外力F随时间变化关系如图2所示，重力加速度，试求解以下问题：（1）比较导棒a、b两点电势的高低；（2）前10s导棒ab的加速度；（3）若整个过程中通过R的电荷量为65C，则导体棒ab运动的总时间是多少？ 【答案】（1）a点电势较高；（2）；（3）【解析】【详解】（1）据右手定则知，a点电势较高；（2）因为导棒一开始匀加速，对ab用牛顿第二定律有又综上得据图象可以知道前10s，F-t图线斜率为0.05，即代入数据计算得出（3）当t=0时，则10s时导棒的速度此时安培力因为，且此时 故10s-15s内导体棒做匀速直线运动，0-15s内导棒ab的位移通过R的电荷量F为0后，导棒做减速运动直到停止过程中通过R的电量对导棒ab应用动量定理又计算得出则导体棒ab运动的总时间