重庆市好教育联盟2021-2022学年高二物理下学期期中试题(B1)（Word版附解析）

重庆市高二物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第二、三章，选择性必修第二册。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.手机上一般会有两个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个位于手机顶部。小明同学查阅手机说明书后知道手机顶部的麦克风为降噪麦克风。该同学进一步查阅资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图所示，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（　　）A.降噪声波的频率大于环境噪声的频率B.降噪声波的频率小于环境噪声的频率C.降噪麦克风的工作原理是声波的衍射D.降噪麦克风的工作原理是声波的干涉【答案】D【解析】【详解】AB．由图可以看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同， 叠加时产生干涉，因为两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，AB错误；CD．降噪麦克风的工作原理利用频率相同的两列声波等幅反相，叠加后振动减弱，起到降噪作用，是声波的干涉，C错误，D正确。故选D。2.如图所示，将含有大量正、负带电粒子及不带电粒子的气体以大小相同的速度喷入云雾室里，观察到有两个粒子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反。已知云雾室中匀强磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（　　）A.粒子①受到的洛伦兹力可能指向右侧B.粒子②一定带正电C.粒子①和②的质量一定相等D.粒子①和②的电荷量一定相等【答案】B【解析】【详解】AB．由左手定则可知，粒子①受到的洛伦兹力指向左侧，粒子②受到的洛伦兹力指向右侧，粒子①一定带负电，粒子②一定带正电，故A错误，B正确；CD．由题意知两个粒子的径迹弯曲程度相同，即它们做匀速圆周运动的半径相等，又所以故它们的比荷相等，但质量和电荷量不一定相等，故CD错误。故选B。3.如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把线圈水平向右平移时，条形磁铁始终保持静止。移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　） A.穿过圆环的磁通量变大B.圆环中产生顺时针方向的感应电流C.圆环中产生逆时针方向的感应电流D.圆环中不产生感应电流【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，圆环内磁通量向上，当线圈向右水平平移时，圆环的面积不变，穿过圆环的磁场的磁感应强度减小，因此穿过圆环的磁通量变小，故A项错误；BCD．由选项A可知，穿过圆环的磁通量变小，因此根据楞次定律可知，圆环中感应电流的方向为逆时针方向，故C项正确，B项、D项错误。故选C4.一个10匝、总电阻为2Ω的闭合矩形金属线框位于匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，穿过该线框的磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（　　）A.t=0时，线框平面与中性面重合B.线框产生的感应电动势的最大值为20πVC.线框产生的交变电动势的频率为0.5HzD.线框的发热功率为400π2W【答案】B【解析】【详解】A．t=0时，穿过该线框的磁通量为零，线框平面与中性面垂直，故A错误；B．线框产生的感应电动势的最大值故B正确；C．线框产生的交变电动势的频率故C错误；D．线框的发热功率 故D错误。故选B。5.如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距l=0.4m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为30°，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中。已知电源的电动势E=6V，回路中的总电阻R=3Ω，导体棒与导轨接触良好，则导体棒MN所受的安培力大小为（　　）A.0.1NB.0.2NC.0.4ND.0.8N【答案】D【解析】【详解】根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流为根据几何关系可知，导体棒中有电流通过的长度为L=2l=0.8m则导体棒受到的安培力大小为F=BIL=0.8N故选D。6.如图甲所示，一个环形导线线圈的电阻为r、面积为S，其位于一垂直于环形面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。有一电阻R将其两端分别与图甲中的环形线圈a、b相连，其余电阻不计，在0～t0时间内，下列说法正确的是（　　） A.a、b间的电压大小为，a点电势高于b点B.a、b间的电压大小为，a点电势低于b点C.流过R的电流大小为，方向从上到下D.流过R的电流大小为，方向从下到上【答案】D【解析】【详解】根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，再根据右手螺旋定则可知环形导线中的感应电流为顺时针，即a点为电源的负极，所以a点电势低于b点，流经R的电流方向为从下到上。感应电动势则流过R的电流大小为a、b间的电压大小为路端电压故选D。7.如图所示，直线是一匀强磁场的边界，上方的磁场足够大，两个相同的带正电粒子先后沿图中1、2两个方向以相同的速率从点射入磁场，两粒子分别经、时间均从点离开磁场，则（　　）A.B.C.D. 【答案】C【解析】【详解】粒子在磁场中从点到点的轨迹如图所示由图中几何关系可知，粒子在磁场中的运动时间分别为可得C正确，ABD错误；故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A.0.3s末和0.7s末，振子的速度相同 B.在0.4s～0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同C.振子做简谐运动的表达式为D.t=0.2s时，振子的位移为6cm【答案】BC【解析】【详解】A．由图像知，弹簧振子的周期为由图可得0.3s末和0.7s末，弹簧振子位移不同，则速度大小不相等，故A错误；B．由图可得在0.4s～0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故B正确；C．由图像得振幅为所以振子做简谐运动的表达式为故C正确；D．t=0.2s时，振子的位移为故D错误。故选BC。9.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻，当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（　　） A.电压表的示数为B.处温度升高时，电压表的示数减小C.处温度降低时，变压器原线圈的输入功率减小D.原线圈两端电压的瞬时值表达式为【答案】CD【解析】【详解】A．由图知输入电压有效值为36V，电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压有效值为故A错误；B．处温度升高时，电阻变小，电流表的示数变小，但不会影响输入和输出电压值，即电压表V2的示数不变。故B错误；B．处温度降低时，电阻变大电流减小，所以功率减小，变压器原线圈的输入功率减小。故C正确；D．原线圈接如图乙所示的正弦交流电，由图可知，最大电压为V，周期为0.02s，故角速度为故可得原线圈两端电压的瞬时值表达式为故D正确。故选CD。10.图为质谱仪的结构图，该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成，已知速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B1、电场强度大小为E，荧光屏PQ下方匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2。三个质量均为m、电荷量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O进入偏转磁场，最终打在荧光屏上的S1、S2、S3处，相对应的三个粒子的电荷量的绝对值分别为q1、q2、q3，S1、S3间的距离为△x，忽略粒子所受的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　） A.三个粒子均带正电B.粒子进入偏转磁场的速度大小是C.q1<q2<q3D.【答案】AD【解析】【详解】A．由图可知，三个粒子进入磁场后所受洛伦兹力向左，根据左手定则，可知，三个粒子均带正电，故A正确；B．粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件有解得故B错误；C．由B分析可知，三个粒子进入磁场时的速度相等，进入磁场后，由整理的由图可知则故C错误； D．由B分析可知，三个粒子进入磁场时的速度相等，进入磁场后，由整理的由图可知，S1、S3间的距离为故D正确。故选AD。三、非选择题：共57分。11.东风中学有一个教学用可拆变压器（可视为理想变压器）。如图所示，它由两个带有绝缘外层的铜质导线绕制而成的线圈A、B组成。章华同学将灯泡（负载）连接到线圈B两端，将学生电源的交流输出端连接到线圈A两端。回答下列问题：（1）实验时先保持原线圈A的匝数不变，改变副线圈B的匝数，研究其对副线圈电压的影响。再保持副线圈B的匝数不变，研究原线圈A的匝数对副线圈B电压的影响。探究过程采用的实验方法是______。（2）某次实验时变压器原线圈A、副线圈B的匝数分别为25匝和15匝，该同学用理想电压表测得的副线圈B两端的电压为12V，则用理想电压表测得原线圈A两端的电压为______V。（结果保留一位小数）（3）该同学通过多次实验发现，原线圈A输入功率______（填“大于”、“等于”或“小于”）副线圈B的输出功率。【答案】①.控制变量法②.20.0③.等于【解析】【详解】（1）[1]该实验所用的实验方法为控制变量法。（2）[2]根据 可知原线圈A两端的电压为20.0V。（3）[3]实验发现，原线圈A的输入功率等于副线圈B的输出功率。12.惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出巴黎的重力加速度，小华同学受此启发，在学习完单摆的相关知识后，他想到用单摆等器材测量出学校所在地的重力加速度。在测量过程中，他用到了以下的器材：长约的细绳、小钢球、铁架台、刻度尺、游标卡尺、手机秒表等。（1）按照图甲所示装置组装好实验器材，用刻度尺测量摆线（悬点到摆球最顶端）的长度；用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为_________。（2）关于本实验，下列说法正确的是________。A.摆球应选用体积较小、质量较大的小球B.绳子弹性越好越利于减小实验误差C.为了便于测量周期，摆角越大越好D.测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时（3）该同学测出不同摆长和对应的周期，并在坐标纸上作出图线如图丙所示，则图线的斜率________（用、、和表示），则学校所在地的重力加速度大小________（用和表示）。 【答案】①.14.15②.AD##DA③.④.【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺读数为1（2）[2]A．摆球应选用体积较小、质量较大的小球，以减小阻力的影响，故A正确；B．要保证摆长不变，绳子不能选择弹性绳，故B错误；C．单摆在摆角小于5°的情况下的运动是简谐运动，周期公式才成立，故C错误；D．为了减小实验误差，测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时，故D正确。（3）[3][4]由单摆周期公式得解得所以图线的斜率，13.一列简谐横波在某介质中传播时刻的波形图如图甲所示。P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，质点Q的振动图像如图乙所示。求：（1）该波的波速大小v和波的传播方向；（2）在0.15s~0.40s时间内，质点P通过的路程s；（3）质点Q做简谐运动的表达式。【答案】（1），沿x轴正方向传播；（2）；（3） 【解析】【详解】（1）由题图甲知该波的波长由题图乙知周期该波波速大小为由题图乙知，在质点Q正从平衡位置向波峰运动，根据同侧法可知，该简谐波沿x轴正方向传播。（2）在时间内质点P任意时间内的路程为2A，则质点P在时间内通过的路程（3）圆频率由题图乙知则质点Q做简谐运动的表达式为14.如图所示，在平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外、大小为的匀强磁场。一带电粒子从轴上的点射入磁场，其速度方向与轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后从轴上的点（图中未画出）射出磁场，其速度方向与轴负方向的夹角。已知，粒子的质量为、电荷量为，不计粒子所受重力。求：（1）粒子速度的大小﹔（2）带电粒子在第一象限内运动的时间。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】粒子运动轨迹如图所示（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有根据几何关系有解得（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，则粒子在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心角 所以粒子在第一象限内运动的时间15.如图所示，光滑平行金属导轨由左、右两侧的倾斜轨道与中间的水平轨道平滑连接而成，导轨间距，在左侧倾斜轨道上端连接有阻值的定值电阻，水平轨道间有磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场．质量、电阻、长度与导轨间距相等的金属棒放在左侧倾斜轨道上由静止释放，金属棒释放的位置离水平轨道的高度，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒第一次出磁场时到达右侧倾斜轨道的最大高度，取重力加速度大小，不计金属导轨电阻，金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失，求：（1）金属棒第一次穿过磁场的过程中，定值电阻上产生的焦耳热；（2）水平轨道的长度d；（3）金属棒第一次从右边进入磁场后能够到达左侧倾斜轨道的最大高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设金属棒第一次进入磁场时的速度大小为，第一次离开磁场时的速度大小为，根据机械能守恒定律有从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场，根据功能关系有根据焦耳定律可知，定值电阻上产生的热量 解得（2）从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场的过程中，对任意一个很短的时间分析，根据牛顿第二定律有综合可得解得（3）设金属棒第二次进入磁场时的速度大小为，第二次离开磁场时的速度大小为，则根据机械能守恒定律有解得