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    2021-2022学年湖南省长沙县市示范高中高二(下)期末物理试卷(Word解析版)

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    这是一份2021-2022学年湖南省长沙县市示范高中高二(下)期末物理试卷(Word解析版),共15页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
    绝密启用前2021-2022学年湖南省长沙县市示范高中高二(下)期末物理试卷  I卷(选择题) 一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)新冠病毒会引起体温升高、肺炎等症状,人们往往通过红外测温技术和射线透视技术来检测病情。下列说法正确的是(    )A. 红外测温技术利用了红外线的荧光效应
    B. 使用红外体温计测温时一定要与人体接触
    C. 射线可以透视是因为它的波长较长,容易发生明显衍射,可以绕过人体继续传播
    D. 射线可以透视是因为它能够穿透物质,所以可用来检查人体内部器官下列现象中利用的主要原理与电磁感应无关的有(    )
    A. 如图甲所示,真空冶炼炉外有线圈,线圈中通入高频交流电,炉内金属能迅速熔化
    B. 如图乙所示,安检门可以检测金属物品,如携带金属刀具经过时,会触发报警
    C. 如图丙所示,放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体,其中心放一圆柱形电极,边缘内壁放一环形电极,通电后液体就会旋转起来
    D. 如图丁所示,用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘,铜盘很快静止下来关于教材中出现的以下四张图片,下列说法错误的是(    )
    A. 所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于多普勒效应引起的
    B. 所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的衍射产生的
    C. 所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
    D. 所示水中的气泡看上去特别明亮,是由于光的全反射引起的如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片,以光的传播方向为轴旋转偏振片,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象.这个实验表明(    )
    A. 光是电磁波 B. 光是一种横波 C. 光是一种纵波 D. 光是一种概率波如图所示,一根条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,环中的感应电流自左向右看(    )A. 沿顺时针方向
    B. 先沿顺时针方向后沿逆时针方向
    C. 沿逆时针方向
    D. 先沿逆时针方向后沿顺时针方向带电油滴以水平速度垂直进入磁场,并恰好做匀速直线运动,如图所示,若油滴的质量为,磁感应强度大小为,则下列说法正确的是(    )A. 油滴一定带正电荷,电荷量为
    B. 油滴一定带负电荷,比荷为
    C. 油滴一定带正电荷,电荷量为
    D. 油滴带什么电荷都可以,只要满足
     通电矩形线框与长直通电导线在同一平面内,已知通电直导线产生的磁场离导线越远,磁场越弱。如图所示,边与平行。关于的磁场对线框的作用力,下列说法正确的是(    )
     A. 线框有两条边所受的安培力方向相同 B. 线框所受到的合力为零
    C. 线框所受的安培力的合力方向向左 D. 线框所受的安培力的合力方向向右 二、多选题(本大题共4小题,共20.0分)如图所示,四个单摆的摆长分别为,摆球的质量分别为,四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让球振动起来,通过水平细线迫使也振动起来,则下列说法正确的是(    )
     A. B的摆长最长,振幅最大
    B. B的振幅最大
    C. B中因的质量最小,故其振幅是最大的
    D. A四个单摆的周期均相同矩形线圈的匝数为匝,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是(    )A. 时感应电动势最大
    B. 时电动势改变方向
    C. 通过图像可求出电动势的最大值
    D. 时,磁通量为,感应电动势最大
     如图所示为某一质点的振动图像,,由图可知,在两个时刻,质点振动的速度与加速度的关系为(    )
     A. ,方向相同 B. ,方向相反
    C. ,方向相反 D. ,方向相反如图,是一列简谐横波某时刻波的图象,是波的传播方向上的三个质点,此时刻三个质点到各自平衡位置的距离相等,并且质点正加速运动,则(    )A. 此时刻,质点正加速运动 B. 此时刻,质点正加速运动
    C. 再过半个周期,质点正加速运动 D. 再过半个周期,质点正加速运动II卷(非选择题) 三、实验题(本大题共2小题,共18.0分)在探究单摆运动的实验中:
    是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图,图是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图象,根据图的信息可得,从时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为______,摆长为______,重力加速度大小
    单摆振动的回复力是______
    A.摆球所受的重力
    B.摆球重力在垂直摆线方向上的分力
    C.摆线对摆球的拉力
    D.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力
    某同学的操作步骤如下,其中正确的是______
    A.取一根细线,下端系住直径为的金属小球,上端固定在铁架台上
    B.用米尺量得细线长度,测得摆长为
    C.在摆线偏离竖直方向位置释放小球
    D.让小球在水平面内做圆周运动,测得摆动周期,再根据公式计算重力加速度
    在用双缝干涉测量光的波长的实验中,请按照题目要求回答下列问题:

    如图所示都是光的条纹形状示意图,其中干涉图样是______
    将下表中的光学元件放在图所示的光具座上组装成用双缝干涉测量光的波长的实验装置,并用此装置测量红光的波长。元件代号元件名称光屏双缝白光光源单缝透红光的滤光片将白光光源放在光具座最左端,依次放置其他光学元件,由左至右,各光学元件的排列顺序应为______填写元件代号
    已知该装置中双缝间距,双缝到光屏的距离,在光屏上得到的干涉图样如图所示,分划板在图中位置时游标卡尺如图所示,则其示数______;在位置时游标卡尺如图所示,则相邻两条亮条纹间距______
    由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为______
    若改用频率较高的单色光照射,得到的干涉条纹间距将______选填变大”“不变变小 四、计算题(本大题共3小题,共34.0分)如图所示,横截面为直角三角形的玻璃砖。其中边长为。一束单色光从边的中点垂直射入玻璃砖,恰好在面发生全反射,最后从边上的图中未标出射出玻璃砖。已知光在真空中的传播速度为
    作出光路图并求出玻璃砖的折射率
    求单色光在玻璃砖中传播的时间
    如图所示,平行边界间存在垂直纸面向里的匀强磁场,边界间距为,磁感应强度为。质量为、电量为的负离子不计重力从边界上的点进入磁场,速度与边界的夹角为,从边界上的点垂直边界射出磁场。求:计算结果保留位有效数字
    负离子进入磁场时的速度大小
    负离子在磁场中运动的时间如图所示俯视为水平放置的足够长的水平平行光滑导轨,导轨间距为,导轨左端连接的定值电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为,将电阻为的金属棒垂直放置在导轨上,且与导轨接触良好,导轨电阻不计,现对棒施加水平向右的恒力作用,使棒由静止开始向右运动,当通过的电荷量达到时,导体棒刚好达到最大速度。求:
    导体棒从释放到棒达到的最大速度
    导体棒从释放到棒达到最大速度时下滑的距离
    导体棒从释放到棒达到最大速度的过程中电路产生的热能
    答案和解析 1.【答案】 【解析】解:、红外线测温仪,是利用了红外线的热效应,故A错误;
    B、红外测温枪是通过测量人体发射出的红外线,从而测量人体温度,所以不与人体接触,故B错误;
    射线具有较强的穿透性,所以在医学上可以可用来检查人体内部器官,但是射线的频率较高,波长较短,不容易发生明显的衍射现象,故C错误,D正确。
    故选:
    红外线具有明显的热效应;射线有穿透能力,但没有射线强,波长较短。
    本题以新冠病毒会引起体温升高为背景,考查电磁波的红外线和射线的应用与区别,注意各自的特点及应用,这一类的知识点要多加积累
     2.【答案】 【解析】解:、真空冶炼炉外中的线圈中通有高频交流电,从而在线圈中产生很强的变化的电磁场,最终导致炉内金属产生涡流,使得金属到达很高的温度从而熔化,利用了电磁应的原理,故A正确;
    B、安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品,原理是:线圈中交变电流产生的磁场,会在金属物品中产生变化的感应电流,而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流,引起线图中交变电流发生变化,从而被探测到,即利用了电磁感应的原理来工作,故B正确;
    C、放在磁场中的玻璃皿内有导电液体,其中心放一圆柱形电极,边缘内壁放一环形电极,从而使得圆柱形电极与边缘形成电流,导电液体在磁场中受到安培力的作用旋转起来,不是利用电磁感应的原理,故C错误;
    D、用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘,铜盘内部将会产生涡流,从而会很快静止下来,利用了电磁感应的原理,故D正确。
    本题选错误的,故选:
    理解电磁感应的原理,判断出在生活的应用场景即可。
    联系生活背景,让学生更多地去发现生活中和物理息息相关的应用,加深学生对于电磁感应概念的理解。
     3.【答案】 【解析】解:、多普勒效应是指波源或观察者发生移动,而使两者间的位置发生变化,使观察者收到的频率发生了变化,疾驰而过的急救车使人感觉音调变化,是由于多普勒效应引起的,故A正确;
    B、竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹,是由于光的干涉产生的,故B错误;
    C、泊松亮斑是光的圆板衍射现象,故C正确;
    D、水中的气泡看上去特别光亮,是光从水射向气泡时发生了全反射造成的,故D正确。
    本题选择错误选项;
    故选:
    多普勒的定义,同时掌握频率变化与运动间的关系;泊松亮斑是光的衍射现象;白光从射入肥皂薄膜,前后表面的反射光在前表面发生叠加,产生干涉;当光从光密介质射入光疏介质,入射角大于临界角时,光线全部反射回原介质的现象叫全反射现象.
    解决本题的关键知道光现象产生原因及实际应用的原理;同时牢记多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的;掌握物理概念要一定要理解其真正意义。
     4.【答案】 【解析】解:纵波振子是沿传播方向震动的,所以它可以通过那个纸板上的眼,也就不能偏振了。而横波振子是沿与传播方向垂直的方向震动的,而且振子的平衡位置不变,当波传到纸板处,这里的振子无法震动,部分波就无法传过去了,即发生了偏振现象,故B正确,ACD错误。
    故选:
    光的偏振现象已经被光的波动理论成功解释,产生偏振的原因是光矢量与波的传播方向垂直,所以,偏振现象说明光是一种横波.
    本题考查了偏振光的特点,难度不大,只要抓住什么样的光能通过偏振片即可,同时记住,所有的光都是横波,而偏振是横波特有的特性.
     5.【答案】 【解析】解:条形磁铁从左向右靠近闭合金属环的过程中,原磁场方向向右,且磁通量在增加,根据楞次定律,感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化,所以感应电流的磁场向左,由安培定则,知感应电流的方向自左向右看沿逆时针方向.故C正确,D错误.
    故选:
    解决本题的关键掌握用楞次定律判断感应电流方向的步骤,先判断原磁场的方向以及磁通量是增加还是减小,再根据楞次定律判断出感应电流的磁场方向,最后根据安培定则,判断出感应电流的方向.
     6.【答案】 【解析】解:带电液滴做匀速直线运动,重力与洛伦兹力是一对平衡力,重力方向竖直向下,由平衡条件可知,洛伦兹力方向竖直向上,根据左手定则判断油滴必带正电荷;由平衡条件得:,解得:,故C正确;ACD错误。
    故选
    带电油滴恰好做匀速直线运动,则重力与洛伦兹力等大反向,根据左手定则可明确微粒的电性,根据平衡关系即可求得比荷.
    本题应明确洛伦兹力的特点,明确如果重力与洛伦兹力不等大反向则油滴不可能做匀速直线运动.
     7.【答案】 【解析】解:、由安培定则可知,导线中的电流在线框所在位置产生的磁场方向垂直于纸面向外;由左手定则可知,受到的安培力水平向右,边所受安培力方向竖直向下,所受安培力方向水平向左,所受安培力方向竖直向上,线框四条边所受安培力方向都不相同,故A错误;
    、线框边与边所受安培力大小相等、方向相反,合力为零,离越远,磁感应强度越小,因此边所受安培力大小小于边所受安培力大小,两边所受安培力的合力方向水平向右,线框所受合力不为零,故BC错误,D正确。
    故选:
    根据安培定则判断线框所在位置磁场方向,结合左手定则分析出线框的受力方向,根据距离的远近分析出安培力的大小。
    本题关键:会根据安培定则判断通电直导线的磁场;会根据左手定则判断安培力方向;会根据安培力公式并结合微元法判断安培力的大小.
     8.【答案】 【解析】解:球作为驱动小球,它振动的频率等于小球的固有频率,球的摆长与球的摆长相同,所以做受迫振动的频率等于固有频率,在三个小球中,球发生共振,振幅最大,故A错误,B正确;
    C.小球发生共振时振幅最大,与小球质量无关,故C错误;
    D.小球做受迫振动的频率与驱动力的频率相同,周期相同,故D正确。
    故选:
    球作为驱动小球,球做受迫振动;小球做受迫振动的频率与驱动力的频率相同;当受迫振动的频率等于小球的固有频率时振幅最大;单摆的固有频率与摆长和重力加速度的大小有关。
    本题考查了受迫振动和共振的相关知识,受迫振动的特例是共振,发生共振的条件是驱动力的频率等于小球的固有频率。
     9.【答案】 【解析】解:、根据磁通量随时间的变化的图像可知,时,磁通量最大,磁通量的变化率为零,此时线圈位于中性面,感应电动势为零,故A错误;
    B时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,线圈垂直于中性面,感应电动势最大,此时电动势方向不会改变,故B错误;
    C、根据,则有:,故C正确;
    D时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,线圈垂直于中性面,感应电动势最大,故D正确。
    故选:
    交变电流产生过程中,线圈在中性面上时,穿过线圈的磁通量最大,感应电动势最小,线圈与中性面垂直时,通过的磁通量最小,电动势为大;结合图象分析答题即可。
    掌握交流电产生过程特点,特别是两个特殊位置:中性面和垂直中性面时,掌握电流产生过程即可正确解题。
     10.【答案】 【解析】解:、从图可知,在两时刻质点都向负方向运动,速度方向相同。由得知,质点在时刻离平衡位置较近,速度较大,即有A正确,B错误。
    、从图可知,在两时刻质点的位移方向相反,则加速度方向相反。质点在时刻离平衡位置较远,加速度较大,即有C错误,D正确。
    故选:
    由振动图象读出质点在两时刻的位移关系,确定质点在两时刻位置关系,分析速度大小和方向关系.当质点离平衡越近时速度越大,加速度越小,当质点离平衡位置越远时,速度越小,加速度越大.
    本题考查对振动图象的理解.抓住速度、加速度与位移的关系是关键.简谐运动的特点是,常常用来判断加速度与位移的关系.
     11.【答案】 【解析】解:、质点正加速运动,则质点向下运动,根据波动规律可知,波沿轴负方向传播,此时刻,质点向上做减速运动,质点向上做加速运动,故A错误,B正确。
    、再过半个周期,质点位于平衡位置下方,向下做减速运动,质点位于平衡位置上方,向下做加速运动,故C错误,D正确。
    故选:
    根据质点的振动情况判断波的传播方向,进一步分析各时刻质点的运动情况。
    本题考查了波动规律,波形图中纵坐标表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移,横坐标表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置。它反映了在波传播的过程中,某一时刻介质中各质点的位移在空间的分布。
     12.【答案】       【解析】解:根据题图的信息可得,白球第一次摆到最低点时,力传感器显示的力最大,所对应的时刻为:
    根据题图的信息可得,单摆的周期,根据单摆的周期公式有:
    解得:
    单摆振动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上分力,重力和拉力的合力在径向上提供向心力,故B正确,ACD错误;
    、单摆的摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,摆长等于,故A正确,B错误;
    C、摆线偏离竖直方向的夹角时,小球的运动才能视为简谐运动,故C正确;
    D、若让小球在水平面内做圆周运动,则为圆锥摆运动,测得的摆动周期就不是单摆运动周期,故 D错误;
    故选:
    故答案为:
    摆球摆到最低点的时刻细线的拉力最大,由图象得到周期,根据公式求解单摆的摆长;
    单摆小角度摆动是简谐运动,合力沿着切线方向的分力提供回复力;
    根据单摆实验的实验原理和实验注意事项分析解答;
    本题考查用单摆测量重力加速度的实验,关键是明确实验原理和误差来源;
    注意事项:
    构成单摆的条件:细线的质量要小、弹性要小,选用体积小、密度大的小球,摆角不超过
    要使摆球在同一竖直面内摆动,不能形成圆锥摆,方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放。
     13.【答案】          变小 【解析】解:干涉图样是明暗相间、且条纹间距相等的形状,故为干涉图样;
    由实验原理可知,器材的顺序为光源、滤光片、单缝、双缝、光屏,故顺序为
    游标卡尺的分度值为,不需要估读,则示数
    同理,由图可以读出,则间距为,由图可知,之间有个条纹间距,则
    根据公式可知,代入数据解得:
    可知,当频率较高的光做干涉实验时,光的波长变小,则条纹间距变小。
    故答案为:变小
    根据干涉条纹的特点结合图片完成分析;
    根据实验原理掌握正确的实验器材摆放特点;
    根据游标卡尺的读数规则得出对应的示数;
    根据波长的计算公式代入数据完成分析;
    根据光的频率和波长、波速的关系,结合波长的计算公式得出干涉条纹间距的变化。
    本题主要考查了双缝干涉实验测量光的波长,根据实验原理掌握正确的实验操作,熟悉仪器的读数规则,结合波长的计算公式即可完成分析。
     14.【答案】解:根据题意,作出光路图如图所示

    由几何关系可知,光在面上的入射角,由于光在面恰好发生全反射故临界角
    玻璃砖的折射率
    解得:
    由光路图和几何关系可得
    单色光在玻璃砖中通过的路程为
    单色光在玻璃砖中的传播速度
    所以单色光在玻璃砖中传播的时间
    联立解得:
    答:光路图见解析,玻璃砖的折射率为
    单色光在玻璃砖中传播的时间为 【解析】作出光路图,由几何关系得在边恰好发生全反射的临界角。根据折射定律求折射率。
    解得光在玻璃砖中的速度,进而计算时间。
    解决本题关键是能准确作出单色光光路图,根据折射定律求折射率。
     15.【答案】解:根据题意作出带电粒子的运动轨迹如图所示

    由几何关系得:
    粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
    代入数据解得:
    负离子在磁场中运动的周期:
    负离子在磁场中运动的时间为
    代入数据解得:
    答:负离子进入磁场时的速度大小
    负离子在磁场中运动的时间 【解析】根据几何关系得出半径,结合牛顿第二定律得出速度的大小;
    根据圆周运动的周期公式结合角度关系得出运动的时间。
    本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动,根据牛顿第二定律和几何关系即可完成分析。
     16.【答案】解:导体棒切割磁感线产生的感应电动势
    由闭合电路的欧姆定律得:
    导体棒受到的安培力大小
    导体棒匀速运动时速度最大,由平衡条件得:
    解得最大速度:
    由法拉第电磁感应定律得:
    由闭合电路的欧姆定律得:
    流过的电荷量:
    解得:
    导体棒从释放到棒达到最大速度的过程中,由能量守恒定律得:
    解得:
    答:导体棒从释放到棒达到的最大速度
    导体棒从释放到棒达到最大速度时滑动的距离
    导体棒从释放到棒达到最大速度的过程中电路产生的热能 【解析】导体棒所受合外力为零时速度最大,应用平衡条件求出最大速度。
    应用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律与电流定义式求解。
    应用能量守恒定律求出电路产生的热能。
    根据题意分析清楚导体棒的运动过程,应用法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、平衡条件与能量守恒定律可以解题。
     

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