湖北省武汉市第二中学2022学年高二物理上学期期末考试试题

湖北省武汉市第二中学2022-2022学年高二上学期期末考试物理试题考试时间：2022年2月4日　下午：3:00－5:00　　试卷满分110分一、本题共12小题；每小题4分，共48分．1－8题只有一个选项正确．9－12题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．1、下列说法正确的是()A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的衍射现象B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速，这种方法俗称“彩超”。C．摄影师在拍摄水中物体时通常在镜头前装一片偏振滤光片，它的作用是用来增强透射光使水下景物更清晰D．用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象2、当两列水波发生干涉时，如果两列波的波谷在某点相遇，下列说法错误的是()A．该点的振动加强，且始终是加强的B．该点的振幅最大C．该点的位移有时可能为0D．该点的位移始终最大3、摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的() 4、如图所示为两个单摆做受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是()A．两个单摆的固有周期之比为TⅠ∶TⅡ＝2∶5B．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比为lⅠ∶lⅡ＝4∶25C．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1mD．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆的共振曲线5、如图所示，A、B、C是三个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）．则()A．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭C．电路接通稳定后，三个灯亮度相同D．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭00.10.30.5u/Vt/s10-10ab6、如图所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()A．线圈先后两次转速之比为1∶2B．交流电的电压瞬时值u=10sin0.4πt（V）11\nC．交流电的电压最大值为VD．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零7、如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）．则线框内产生的感应电流的有效值为()A．B．C．D．8、如图所示，在x轴的原点放一点光源S，距点光源为处，放一不透光的边长为的正方体物块，若在x轴的上方距x轴为2处放一个平行于x轴并且面向物块的长平面镜，则在x轴上正方体的右边有部分区域被镜面反射来的光照亮，当点光源沿x轴向右移动的距离至少为多少时，正方体的右侧x轴上被光照亮部分将消失()A．B．C．D．9、一列简谐横波沿直线传播，该直线上平衡位置相距9m的a、b两质点的振动图象如左图所示．下列描述该波的图象可能正确的是()10、如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1、用电器R2。下列说法不正确的是()A．当光照增强时，变压器的输入功率减小B．当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大C．当U增大时，用电器消耗的功率增大D．当f减小时，变压器的输入功率减小11、半圆形玻璃砖横截面如图，AB为直径，O点为圆心。在该界面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O的距离相等。两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光()A．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较大C．先后照射双缝干涉实验装置，在双缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大11\n12、如图所示，两根等高光滑的1/4圆弧轨道，半径为ｒ、间距为Ｌ，轨道电阻不计．在轨道顶端连有一阻值为Ｒ的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为Ｂ．现有一根长度稍大于Ｌ、电阻不计的金属棒从轨道最低位置ｃｄ开始，在拉力作用下以速度ｖ０向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处，则该过程中()A．通过R的电流方向为由内向外B．通过R的电流方向为由外向内C．R上产生的热量为D．流过R的电量为二、实验题,本题共2小题，共10分，把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答.13、有人说矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题．他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm，用游标为10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图所示，摆球的直径为____mm他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“O”，直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表，秒表读数如图所示，读出所经历的时间t，则单摆的周期为s．该实验测得当地的重力加速度为___________m/s2．（保留3位有效数字）14.某同学根据所学的光学知识，设计了一个测透明液体折射率的仪器，如图所示，在圆盘上作直径BC⊥11\nEF，在半径OA上垂直盘面插上两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，使直径BC与液面重合。然后在EC区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像。该同学在圆弧部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值，则：（1）若∠AOF=∠COP3=30°，则P3处所对应的折射率的值为；（2）若保持∠AOF=30°不变，则用该装置能测量的最大折射率不超过。11\n三、计算题．(本大题有5个小题，共52分．解答应有必要的文字说明、方程式和重要的　演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。)15、(8分)有频率相同、振动方向相同的两个声源S1和S2，S1和S2相距3m，如图所示。A点在S1S2的中垂线上，O为S1和S2的中点，AO＝4m，某人站在A点上，此人此时听到的声音很响，当这个人向正东方向慢慢移动时，声音逐渐减弱，到B点时几乎听不到声音，测得A、B间距离为1.5m．则：（1）S1、S2声波的波长λ为多少？（2）若此人由B点再向正南方向移动，声音逐渐变响，那么，此人沿正南方向至少走多远，声音又变得很响？16、（8分）如图所示，在坐标系的第一象限内有一横截面为四分之一圆周的柱状玻璃体OPQ，OP=OQ=R，一束单色光垂直OP面射入玻璃体，在OP面上的入射点为A，OA=，此单色光通过玻璃体后沿BD方向射出，且与x轴交于D点，OD=，求：（1）该玻璃的折射率是多少？（2）将OP面上的该单色光至少向上平移多少，它将不能从PQ面直接折射出来。17、（10分）如图甲所示，理想变压器初、次级线圈的匝数分别为n1=10匝、n2=100匝，次级线圈接有100Ω的电阻R，初级线圈与电阻不计的导线构成闭合回路，其中圆形区域的面积为S=0.4/π11\nm2，在该圆形区域内有如图乙所示的按正弦规律变化的磁场垂直穿过这个区域，则内阻不计的电流表的示数为多少？（提示：B=B0sinωt，则=B0ωcosωt）11\n18、（12分）如图所示，由导线制成的正方形线框边长L，每条边的电阻均为R，其中ab边材料较粗且电阻率较大，其质量为m，其余各边的质量均可忽略不计。线框可绕与cd边重合的水平轴OO′自由转动，不计空气阻力及摩擦。若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中，线框从水平位置由静止释放，历时t到达竖直位置，此时ab边的速度为v，重力加速度为g。求：（1）线框在竖直位置时，ab边两端的电压及其所受安培力的大小。（2）这一过程中感应电动势的有效值。（3）在这一过程中，通过线框导线横截面的电荷量。19、（14分）如图所示，在空中有一水平方向的匀强磁场区域，区域的上下边缘间距为h，磁感应强度为B。有一长度为L、宽度为b（b<h）、电阻为R、质量为m的矩形线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落，当线圈的下边穿出磁场时，恰好以速率v匀速运动。已知重力加速度为g，求（1）线圈匀速运动的速率v；（2）穿过磁场区域过程中，线圈中产生的热量Q；（3）线圈穿过磁场区域所经历的时间t。11\n2022——2022年度武汉二中高二年级期末考试物理试卷参考答案一、选择题(12×4=48分)题号123456789101112答案BDCCBCCDACABDADBC二、实验题（共10分）13、（每空2分）20.2，1.80，9.8614、(1)（2分）或1.73（2）（2分）2。三、计算题(共52分)15、(8分)解：(1)依题意，A在S1S2的中垂线上，S1A＝S2A，此点为声波叠加振动加强处，走到B点几乎听不到声音，B点是声波叠加振动减弱处，则S1B－S2B＝（2分）由几何关系S1B＝5m，λ＝2m.（2分）(2)设人沿BS2走到C点，振动又一次加强．S1C－S2C＝2m，（1分）S2C2＝(S2C＋2)2－S1S22（1分）得S2C＝1.25m，BC＝BS2－S2C＝(4－1.25)m＝2.75m.（2分）16、(8分)解：（1）在PQ面上的入射角，(1分)由几何关系可得　　(1分)折射率　　　　(1分)（2）临界角　　(1分)从OP面射入玻璃体的光，在PQ面的入射角等于临界角时，刚好发生全反射而不能从PQ面直接射出。设光在OP面的入射点为M，在PQ面的反射点为N　　　(2分)至少向上平移的距离(2分)16、(10分)解析：由图乙可知磁场变化周期：T=0.02s(1分)由法拉第电磁感应定律圆形区域中产生的感应电动势：11\n瞬时值：(1分)最大值：(2分)初级线圈两端电压：(1分)由变压器的电压关系(1分)可得次级线圈两端电压：(1分)电阻R中的电流：(1分)由变压器的电流关系(1分)可得初级线圈中的电流：(1分)17、(12分)解：（1）ab边切割磁感线产生感应电动势为E=BLv，(1分)线框中的电流为I=E/4R，(1分)ab两端的电压为Uab=I·3R=BLv，(1分)ab边所受安培力为F安=BIL=B2L2v/4R。(1分)（2）线框下落过程中机械能的减少等于线框中产生的焦耳热，所以有mgL-mv2=Q，(2分)又因Q=（E有/4R）2（4R）t，(1分)解得：E有=2。(1分)（3）对于线框的下摆过程，垂直磁场线框的面积变化为ΔS=L2，线框中的平均感应电动势为=ΔΦ/t，线框中的平均电流=。(2分)通过线框导线横截面的电荷量：(2分)11\n19、(14分)解：（1）线圈匀速穿出磁场，产生的感应电动势为（1分）回路中的电流为（1分）此时线圈受到竖直向上的安培力由平衡条件得（1分）所以（1分）（2）线圈穿过磁场区域过程中，由功能关系（3分）所以（1分）（3）线圈进入磁场过程中，下边进入磁场时线圈的速率为0，上边进入磁场时线圈的速率为v1。当其速率为V时，由牛顿运动定律（1分）又（1分）整理，得求和，得所以故（1分）11\n11