2022-2023学年四川省广安市第二中学校高二下学期期中物理试题 （解析版）

广安二中高二下期半期考试

物理试题

考试时间：90分钟：满分：110分

一、单选题（每个小题4分，共32分。在题目提供的四个选项中，只有一个选项正确）

1. 用比值法定义物理量是物理学中一种很重要的思想方法，下列表达式中属于用比值定义物理量的是（　　）

A. 电容

B. 电势

C. 金属导体的电阻

D. 场强E=

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．电容是电容的决定式，不是定义式，故A错误；

B．电势是电势的定义式，属于用比值定义的物理量，故B正确；

C．金属导体的电阻是电阻的决定式，故C错误；

D．场强E=是匀强电场电场强度与电势差的关系式，不是定义式，故D错误。

故选B。

2. 线圈发生电磁感应时所产生的感应电动势的大小，下列说法中正确的是（　　）

A. 穿过线圈的磁通量的变化率越小，所产生的感应电动势就越小

B. 穿过线圈的磁通量Φ最小时，所产生的感应电动势就一定最小

C. 穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，所产生的感应电动势也增大

D. 穿过线圈的磁通量Φ等于0时，所产生的感应电动势就一定为0

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E的大小与磁通量的变化率成正比，选项A正确；

BD．根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E的大小与磁通量Φ没有必然联系，因此BD均错；

C．穿过线圈的磁通量的变化量ΔΦ增大时，Δt未知，故所产生的感应电动势或增大或减小，故C错误。

故选A。

3. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图的说法，正确的是（　　）

A. 图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，导体棒中能产生感应电流

B. 图乙中，当导体棒在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒中能产生感应电流

C. 图丙中，当闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的直导线中通有直电流时，闭合圆环导体中能产生感应电流

D. 图丁中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，不闭合的导体环中能产生感应电流

【答案】B

【解析】

【详解】A．图甲中，当两导体棒以相同的速度在导轨上匀速向右运动时，两导体棒所构成回路的面积固定不变，而磁场也不变，则回路中的磁通量不变，因此不会产生感应电流，故A错误；

B．图乙中，当导体棒在匀强磁场中以恒定的角速度转动时，导体棒切割磁感线，从而产生动生电动势，故B正确；

C．图丙中，当闭合圆环导体（水平放置）某一直径正上方的直导线中通有直电流时，通电导线产生的磁场在以通电导线的投影为对称轴的闭合圆环导体前后面中，磁场方向相反，，则闭合圆环导体的磁通量为零，因此不会产生感应电流，故C错误；

D．图丁中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电路中的电阻增大，电流减小。从而使电流产生的磁场发生变化，使不闭合的导体环中产生感应电动势，但因为导体环不闭合，没有形成完整的回路，因此环中没有感应电流，故D错误。

故选B。

4. 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图像如图所示，由图像可知 （　　）

A. 在时刻线圈处于垂直中性面位置

B. 电动势的瞬时表达式为

C. 线圈转动的角速度为

D. 线圈的转速为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．在时刻，感应电动势为零，则线圈处于中性面位置，选项A错误；

BC．因为

则电动势的瞬时表达式为

选项B错误，C正确；

D．线圈的转速为

选项D错误

故选C。

5. 如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。则金属棒穿过磁场区域的过程中（　　）

A. 流过金属棒的最大电流为

B. 通过金属棒的电荷量为

C. 克服安培力所做的功为

D. 金属棒在磁场中做匀减速直线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．导体棒进入磁场后安培力对其做负功，速度会逐渐减小，因此当导体棒刚进入磁场的瞬间，导体棒切割磁感线产生的感应电动势最大，此时棒中有最大电流，则根据题意，导体棒在下落过程中机械能守恒，有

产生的最大感应电动势为

最大感应电流

联立以上各式解得

故A错误；

B．由

，，

得

故B错误；

C．由能量守恒有

解得

故C正确；

D．导体棒在磁场中水平方向受到安培力和摩擦力，由牛顿第二定律有

随着速度的减小，安培力在减小，则可知加速度在减小，因此可知导体棒在磁场中做加速度逐渐减小的减速直线运动，故D错误。

故选C。

6. 如图1所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到F–v2图象如图2所示，取g=10 m/s2，则

A. O轴到球心间的距离为0.5m

B. 小球的质量为3kg

C. 小球恰好通过最高点时的速度大小为5m/s

D. 小球在最低点的初速度大小为m/s时通过最高点时杆不受球的作用力

【答案】A

【解析】

【详解】ABC、小球通过最高点时，O轴受到杆的作用力F与小球受到杆的作用力F′等值反向，即F=–F′．小球过最高点时，根据牛顿第二定律有mg+F′=m，得F=–v2+mg，结合图2，斜率为，当v2=0时mg=3，解得m=0.3 kg，R=0.5 m，当F=0时v=，当小球通过最高点的速度，球恰好通过最高点，选项A正确，B、C均错误；

D、设小球在最低点的初速度为v0时，通过最高点时球不受杆的作用力，则根据机械能守恒定律有m=m+mg·2R，解得v0=5 m/s，选项D错误．

7. 如图所示，质量为M的小车静置于光滑的水平面上，车的上表面粗糙，有一质量为m的木块以初速度v0水平地滑至车的上表面，若车足够长，则木块的最终速度大小和系统因摩擦产生的热量分别为（　　）

A. 、 B. 、

C. 、 D. 、

【答案】A

【解析】

【详解】小物块滑上小车后，与小车组成的系统动量守恒、能量守恒，设二者的共同速度为，滑动过程中产生的热量为，则由动量守恒定律和能量守恒有

联立以上两式可得

，

故选A。

8. 在如图所示的电路中，为定住电阻，电压表和电流表均为理想电表，当滑动变阻器的触片向b端移动时，则下列说法正确的是（　　）

A. 电流表A的读数减小

B. 两端的电压变化量相比，电压变化大

C. 连接电容器两极板的导线上有电流

D. 电源的输出功率减小

【答案】C

【解析】

【详解】A．当滑动变阻器的触片向b端移动时，阻值减小，根据串反并同可知，与串联的电流表示数增大，故A错误；

B．根据

可知

根据串反并同可知，与并联的电压减小，与串联的和r电压增大，故

，，

故

故

故B错误；

C．与并联的电容器两端电压减小，根据

可知极板电荷量减小，故有电流，故C正确；

D．当内外电阻相同时，电源输出功率最大，不知道内外电阻关系，无法判断输出功率变化，故D错误。

故选C。

二、多选题（每个小题4分，共16分，在题目提供的4个选项中，有2个选项正确，全部选对得4分选对但不全得2分，有错不选得0分）

9. 如图所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图中曲线a、b所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合

B. 曲线a表示的交变电动势频率为50Hz

C. 曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2

D. 曲线b表示的交变电动势有效值为10V

【答案】AC

【解析】

【详解】A．两次产生的感应电动势都满足正弦函数图像，则可知t=0时刻线圈平面均与中性面重合，故A正确；

B．曲线a表示的交变电动势的周期,则可知频率，故B错误；

C．由曲线a、b可知两种情况转动的角速度分别为

，

而

则可知曲线a、b对应的线圈转速之比为

故C正确；

D．曲线a表示的交变电动势的最大值为，而最大值

同一线圈匝数、面积相同，在同一磁场中，则可知磁感应强度相同，故可知曲线b表示的交变电动势的最大值为,则可知曲线b表示的交变电动势的有效值为

故D错误。

故选AC。

10. 两个带等量异种电荷的粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，AB连线与磁场边界垂直。如图所示，则（　　）

A. a粒子带负电，b粒子带正电 B. 两粒子的轨迹半径之

C. 两粒子的质量之比 D. 两粒子的质量之比

【答案】AB

【解析】

【详解】

A．根据左手定则，a粒子带负电，b粒子带正电，A正确；

B．根据几何知识得

解得，B正确；

CD．因为两粒子同时由A点出发，同时到达B点

解得，CD错误。

故选AB。

11. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场，MN是其中的一条直线，线上有A、B、C三点。一带电量为+2×10-3C、质量为1×10-3kg的小物块从A点静止释放，沿MN做直线运动，其运动的v-t图像如图乙所示，其中B点处的切线斜率最大（图中标出了该切线），C点处的切线平行于t轴，运动过程中小物块电量保持不变，则下列说法中正确的是（　　）

A. AB两点电势差UAB=4 V

B. B点为AC间电场强度最大点，场强大小E=2 V/m

C. 由A到C的过程中小物块的电势能先减小后变大

D. 小物块从B点到C点电场力做的功W=10-2J

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据动能定理，可知

解得

A正确。

B．v-t图像的斜率为加速度，有图像可知，B点的加速度最大，且

所以粒子在B的电场强度最大，根据公式

可知

B错误。

C．从A到B到C物体速度一直变大，所以物体动能一直升高，根据能量守恒可知，物体电势能一直降低，C错误。

D．根据动能定理可知

D正确。

故选AD。

12. 如图甲所示，固定在水平面上电阻不计的光滑金属导轨，导轨间距为，导轨右端连接一阻值为4Ω的小灯泡L。在CDEF矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化如图乙所示，CF长为2m。在t=0时刻，电阻为1Ω的金属棒ab在F=0.4N的水平恒力作用下，由静止开始沿导轨向右运动，t=4s时进入磁场，并恰好能够匀速运动。则下列说法正确的是（　　）

A. 0～4s内小灯泡的功率为0.16W

B. 金属棒在磁场中匀速运动的速度大小为0.25m/s

C. 金属棒的质量为3.2kg

D. 整个过程中流过金属棒的总电荷量为1.4C

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．由图乙知，0～4s内穿过闭合线框的磁通量均匀增加，根据法拉第电磁感应定律得，线框中产生的感应电动势为

则小灯泡的功率为

故A正确；

B．金属棒进入磁场时，恰好匀速，则有

又因为

联立两式，代入数据求得金属棒ab在磁场中匀速运动的速度大小为

故B错误；

C．依题意，金属棒ab从静止开始运动到达磁场CD边界的过程中，做匀加速直线运动，则加速度大小为

根据牛顿第二定律有

代入数据求得：金属棒ab的质量为

故C正确；

D．整个过程中流过金属棒的总电荷量为

又因为在0~4s这一过程中，穿过线框的磁通量的改变量有

金属棒ab匀速穿过磁场这一过程中，穿过线框的磁通量的改变量有

代入数据可求得整个过程中流过金属棒的总电荷量为

故D错误。

故选AC。

三、实验题（共15分）

13. 某同学设计了图（1）所示电路来测量灵敏电流计G的内阻Rg，若要求测量时电表读数不得小于其量程的，且能多次测量，误差尽可能小，实验室提供了下列器材

A．待测电流计G（量程1mA，内阻Rg约）

B．电流表A（量程10mA，内阻RA约为）

C．定值电阻R各1个（阻值分别为和）

D．滑动变阻器Rʹ，最大阻值为

E．电源电动势E=3V（内阻很小，可不计）

F．开关S及导线若干。

（1）根据上述器材完成此实验，要满足实验要求，定值电阻应选__________。（和）

（2）请你根据图（1）的电路图在图（2）中把实物器材连完整____________。

（3）用电流表A的读数I1，电流计G的读数I2和已选定值电阻R来表示电流计G的内阻Rg，则Rg=____________。

（4）若已测出此灵敏电流计G准确内阻Rg=，现将此电流计G改装成量程为5V的电压表，需要与之____________联一个阻值为____________的电阻。

【答案】    ①. 15    ②.     ③.     ④. 串    ⑤. 4850

【解析】

【详解】（1）[1]根据串并联电路的特点有

，

则电流表A与电流计G的电流关系为

若，则

则当电流表A达到满偏电流时，电流计G电流可以达到，超过其量程的，满足要求；若，则，则电流计G达到满偏电流时，电流表A的电流只能达到，不满足对电表测量的要求，所以应该选择的电阻。

（2）[2]根据电路图完成的实物连接图如下所示，电流表A的正接线柱连接滑动变阻器的上端接线柱，开关一端连接滑动变阻器的下端接线柱。

（3）[3]根据串并联电路的特点有

，

联立解得

（4）[4][5]电流表改装电压表，需要串联一个较大的电阻进行分压，有

代入数据解得

四、解答题

14. 如图所示，质量为0.78kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成37°角斜向上、大小为3.0N的拉力F作用下，以4.0m/s的速度向右做匀速直线运动，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，g取10m/s2，求；

（1）金属块与桌面间的动摩擦因数；

（2）如果从某时刻起撤去拉力，则撤去拉力后金属块在桌面上还能滑行多远？

【答案】（1）0.4；（2）2.0m
 

【解析】

【详解】（1）金属块的受力分析如图所示

由平衡条件有

解得

（2）撤去拉力后，由牛顿第二定律有

解得

根据速度位移关系

解得

15. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在第Ⅳ象限存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为、方向垂直于xOy平面向外，电场平行于y轴；在第Ⅲ象限存在沿x轴正方向的匀强电场，已知场强、的大小相等。一可视为质点、比荷为的带正电的小球，从y轴上的点以初速度水平向右抛出，经过x轴上的点进入第Ⅳ象限，在第Ⅳ象限恰能做匀速圆周运动。不计空气阻力，重力加速度，。求：

（1）小球从A点抛出的初速度大小；

（2）小球在第Ⅳ象限的运动的半径；

（3）小球从A点出发到第三次经过y轴负半轴所用的总时间。

【答案】（1）；（2）；（3）1.07s

【解析】

【详解】（1）小球在第I象限做平抛运动，由运动学规律得

可得

（2）设小球平抛到M点时的速度大小为v，方向与x轴正方向夹角为，竖直分速度为，则

解得

在第IV象限，恰能做匀速圆周运动，则重力与电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，故

解得轨道半径

（3）分析可知小球刚好经过半个圆周到达y轴的N点，如图所示。

由几何关系可知，N点的坐标为

小球第一次在第IV象限运动的时间为

接着，小球沿与y轴成夹角方向进入第II象限，由于电场力和重力大小相等，其合力恰与小球进入第III象限初速度v方向相反，故小球在第III象限做类竖直上抛运动，则由牛顿第二定律可得

由运动规律可知

小球再次经过y轴，与y轴成夹角再次进入第IV象限，做匀速圆周运动经圆周到达y轴上的J点，小球第二次在第IV象限的运动时间为

则小球从A点出发到第三次经过y轴负半轴所用的总时间为

16. 一列简谐横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，t=0时刻的波动图像如图甲所示，质点M的振动图像如图乙所示。已知t=0时刻振动恰好传播到平衡位置为x=7m的质点处，质点M的平衡位置为xM=3m，质点N的平衡位置为xN=21m。则下列说法正确的是（　　）

A. 该波的传播速度大小为5m/s，且波源的起振方向沿y轴正方向

B. t=5.8s时质点N位于波峰，且质点N在5.8s内通过的路程为3m

C. 当质点N振动起来以后，质点M与质点N的速度始终大小相等、方向相反

D. t=3s时质点N第一次到达波峰

E. x=2.5m处的质点P在t=0.3s时恰好处于平衡位置且沿y轴正方向运动

【答案】BCE

【解析】

【分析】

【详解】A．根据图甲可知波长为λ=4m，根据图乙可知周期T=0.8s，则波速

波沿x轴正方向传播，根据同侧法，x=7m的质点振动方向向下，则波源的振动方向沿y负方向，A错误；

B．波从x=7m传播到N的时间为

则在t=5.8s时质点N振动了3s，即振动了，质点N振动方向向下，则经过位于波峰，且质点N在5.8s内通过的路程为

B正确；

C．M、N两质点的平衡位置相距18m

质点M与质点N的速度始终大小相等、方向相反，C正确；

D．波从N传播到M的时间为

t=3s时质点N振动了0.2s，即振动了 ，振动到波谷，D错误；

E．t=3s，波向前传播的距离

则恰好是t=0时刻处质点的振动传到振动传播到 处的P点，则此时刻 处的P点在t=3s时恰好处于平衡位置，E正确。

故选BCE。

17. 如图所示，实线是某时刻的波形图像，虚线是0.2 s后的波形图．

(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期．

(2)若波向右传播，求它的可能传播速度．

(3)若波速是45 m/s，求波的传播方向．

【答案】(1) s　(n＝0,1,2,3，…)　0.27 s；(2)5(4n＋1)m/s　(n＝0,1,2,3，…)　；(3)向右

【解析】

【分析】

【详解】(1)波向左传播，传播的时间为

Δt＝T＋nT(n＝0,1,2，…)

所以

T＝＝4×s＝s(n＝0,1,2，3，…)

最大周期为

Tm＝s≈027 s

(2)波向右传播

Δt＝＋nT(n＝0,1,2,3，…)

T＝s(n＝0,1,2，…)

而λ＝4 m，所以

v＝＝5(4n＋1)m/s(n＝0,1,2，…)．

(3)若波速是45 m/s，设波向右传播，由

v＝＝5(4n＋1)

得

45＝5(4n＋1)

解得n＝2.故假设成立，波向右传播。

18. 某同学利用自由落体运动测量当地重力加速度，实验装置如左图，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。重锤下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列如图所示的点迹。

（1）通过纸带上的点迹分布情况可以判断实验时重物连接在纸带的___________端（选填“左”或“右”）

（2）所测得的重力加速度大小为___________。（保留三位有效数字）

（3）若该同学实验操作没有错误，实验测得物体的加速度应___________（选填“略大于”“略小于”或“等于”）当地重力加速度。

【答案】    ①. 左    ②.     ③. 略小于

【解析】

【详解】（1）[1]重物在下落过程中做匀加速直线运动，则可知在连续相等的时间间隔内通过的位移逐渐增大，因此可知重物连接在纸带的左端。

（2）[2]由实验所得数据，根据连续相等时间间隔内的位移差公式

可得

（3）[3]在物块拖动纸带下落的过程中，不仅纸带与限位孔之间有摩擦，还有空气阻力的作用，因此该同学实验测得的物体的加速度应略小于当地的重力加速度。