广东省广州市广东实验中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题

广东实验中学2022-2023学年（下）高二级期中考试

物 理

命题：   审定：  校对：

本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试用时75分钟

注意事项：

1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。

2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。

4．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卷收回。

第一部分 选择题(共46分)

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．下列说法正确的是（　　）

A．变化的磁场激发变化的电场，变化的电场激发变化的磁场

B．红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度大于紫光的传播速度

C．若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去

D．相同的单摆在地球纬度越高的地方，摆动的周期越大

2．如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（　　）

A．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同

B．S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同

C．电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭

D．电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭

3．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到车辆减速的目的。如果某路面上的一排减速带的间距为1.5m，一辆固有频率为2赫兹的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是（              ）

A．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为2Hz

B．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动频率为0.3Hz

C．当汽车以3m/s的速度行驶时颠簸得最厉害

D．汽车速度越大，颠簸得越厉害

4．如图为两个相干波源S1、S2产生的波某时刻在同一种均匀介质中相遇产生的干涉图样。图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（　　）

A．a处的质点沿ac方向逐渐远离波源

B．b、d两处质点经过周期将到达最大位移处

C．经一段时间后，加强点和减弱点的位置可能互换

D．经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰

5．单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．时刻线框平面与中性面垂直

B．线框的感应电动势有效值为

C．线框转一周外力所做的功为

D．从t＝0到t＝过程中线框的平均感应电动势为

6．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷。已知线圈自感系数，电容器电容，则下列说法正确的是（　　）

A．LC振荡电路的周期 B．此时电容器正在放电

C．电容器两极板间的电压正在增加 D．线圈L中的磁场能正在增大

7．某一线圈交流电的电流与时间关系图像如图所示，前半个周期为正弦波形的，则一个周期内该电流的有效值为（　　）

A． B． C． D．

二、多项选择题，本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。

8．彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．形成示意图如图所示，一束白光L由左侧射入雨滴，a、b是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光（a、b是单色光）．下列关于a光与b光的说法中正确的是（　　）

A．雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率

B．a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度

C．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距大于b光条纹间距

D．若a光、b光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b光能够发生全反射，则a光也一定能够发生全反射

9．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为，匝数为N，线圈电阻不计，副线圈所接电压表为交流电压表，下列说法正确的是

A．图示位置时，穿过矩形线圈磁通量为NBS

B．图示位置时，穿过矩形线圈磁通量变化率最大

C．将变阻器滑片P向上滑动时，电压表示数不变

D．若原副线圈匝数比为1:2，则电压表读数为

10．如图所示，绝缘的水平面上固定有两条平行的光滑金属导轨，导轨电阻不计，两条相同金属棒a、b垂直导轨放置，其右侧矩形区域内存在恒定的匀强磁场，磁场方向竖直向上。现两金属棒a、b分别以初速度和同时沿导轨自由运动，先后进入磁场区域。已知a棒离开磁场区域时b棒已经进入磁场区域，则a棒从进入到离开磁场区域的过程中，电流i随时间t的变化图像可能正确的有（　　）

A． B．

C． D．

第二部分 非选择题(共56分)

三、实验题

11．（10分）甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。

图1

（1）甲组同学采用图1甲所示的实验装置。

A．为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用___________；（用器材前的字母表示）

a、长度接近1m的细绳

b、长度为30cm左右的细绳

c、直径为1.8cm的塑料球

d、直径为1.8cm的铁球

e、最小刻度为1cm的米尺

f、最小刻度为1mm的米尺

B．用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为___________mm。

（2）A同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图1乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v-t图线。估算小球能摆到的最大高度___________m（保留一个有效数字）；

B同学测出单摆的摆长为l，不同摆长时对应的单摆周期为T，采取了图像方法处理数据，作出T2-l图线如图丁。

I、请在图上将各数据点拟合成一条直线；

II、他能得到的当地重力加速度为___________m/s2（保留三位有效数字，π2=9.86）

丁

12．（8分）热敏阻包括正温度系数电阻器（PTC)和负温度系数电阻器（NTC)，正温度系数电阻器的电阻随温度的升高而增大，负温度系数电阻器的电阻随温度的升高而减小，某实验小组选用下列器材探究某一热敏电阻Rx的导电特性．

A．电流表A1(量程10mA，内阻r1=1Ω)

B．电流表A2(量程0.6A，内阻r2约为0.5Ω)

C．滑动变阻器R1(最大阻值200Ω)

D．滑动变阻器R2(最大阻值20Ω)

E．定值电阻R3(阻值1499Ω)

F．定值电阻R4(阻值149Ω)

G．电器E(电动势15V，内阻忽略)

H．开关与导线若干

(1)实验采用的电路图如图甲所示，则滑动变阻器选___________，定值电阻R选___________(填仪器前的字母序号)。

(2)用笔画线代替导线将图乙中实物按图甲的电路补充完整。

(3)该小组根据测量数据作出热敏电阻的U-I图像如图丙所示，则该曲线对应的是___________(选填“PTC”或“NTC”)热敏电阻。

四、解答题

13．（8分）如图所示，直角玻璃三棱镜置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从的中点垂直于面入射，。求：

(1)光从棱镜第一次射入空气时的折射角；

(2)光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间。（光在真空中的传播速度为）

14．（10分）如图所示，a是一列正弦波在t＝0时刻的波形曲线，P是波形曲线上的一个质点．b是t＝0.4s时的波形曲线．

(1)求这列波的波速.

(2)若波向右传播，质点P在t＝0时刻振动方向如何？它的最大周期为多少？

(3)若该波0.4s内的传播距离为30m，则此时波的传播方向如何？

15．（18分）如图所示，电阻不计的光滑金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行，间距都为L＝0.5m，N、Q连线水平且与MN垂直，MNPQ面、NCQD面与水平面夹角分别为30°和37°，NQ的左侧空间存在沿NM方向（x正方向）均匀增大的稳恒磁场，其磁感应强度B，随x的变化率k＝0.3T/m，x＝0处的磁感应强度为0.2T，磁场方向垂直MNPQ面向上，NQ右侧空间有竖直向上、磁感应强度为B2＝1.5T的匀强磁场，均匀金属棒ab和ef分别置于两倾斜的导轨上，棒ab与ef接入电路中的电阻相同，都为R＝0.1Ω，棒ef的质量m1＝0.04kg，棒ef在外力F作用下从x＝0处以初速度v0＝4m/s沿x正方向运动，此过程中，棒ab在导轨上始终保持静止，已知棒ab、ef与轨道始终垂直且两端与轨道保持良好接触，忽略感应电流产生的磁场，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

（1）金属棒ab的质量m2；

（2）写出金属棒ef运动过程中所受安培力F安与坐标x的关系式，并说明F安－x图象与坐标轴所围“面积”表示的物理意义；

（3）金属棒ef从x＝0运动至x＝2m的过程中，作用在金属棒ef上外力F的平均功率。

参考答案：

1．C

【解析】A．根据麦克斯韦电磁理论，非均匀变化的磁场激发变化的电场，非均匀变化的电场激发变化的磁场，A错误；

B．红光的频率低于紫光的频率，在真空中红光的传播速度等于紫光的传播速度，都等于光速，B错误；

C．根据多普勒效应，若在地球上接收到来自某遥远星球的光波的频率变低，则可判断该星球正在离我们远去．C正确；

D．单摆周期公式为

由单摆周期公式可以看出：周期T只与l及g有关，从赤道到北极，g增大，周期变小．D错误。

故选C。

2．D

【解析】AB．和在S接通时立即发光，由于电感线圈L的作用，会逐渐变暗，稳定后熄灭；亮度会逐渐增强，熄灭时达到最亮，选项AB错误；

CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭；而与电感线圈L组成回路，会闪亮后熄灭，选项D项正确、C项错误。

故选D。

3．C

【解析】AB．当汽车以5m/s的速度行驶时，其振动周期为

频率为

故AB错误；

C．由可知，汽车的固有周期为

则汽车的速度

即当速度为3m/s时，汽车达到共振颠簸的最厉害，故C正确，D错误。

故选C。

4．D

【解析】A．点是波谷和波谷相遇的点，是振动加强的点，会在其平衡位置以最大振幅振动，不会随波远离波源，故A错误；

B．、d两点都是波峰和波谷相遇的点，是振动减弱的点，若两波源振幅相同，b、d两点始终位于平衡位置，若两波源振幅不同，则经过周期b、d将会到达平衡位置，故B错误；

C．相干波叠加产生的干涉是稳定的，加强点和减弱点的位置是确定的，不会随时间变化，故C错误；

D．形成干涉图样的介质质点也在不停地做周期性振动，经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰，故D正确。

故选D。

5．B

【解析】A．时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，故A错误；

B．由图可知交流电的周期为T，则

由交流电的电动势的最大值为

则有效值为

故B正确；

C．线圈转一周外力所做的功等于回路中产生的焦耳热，则有

故C错误；

D．从t＝0到t＝过程中线框的平均感应电动势为

故D错误。

故选B。

6．C

【解析】A．根据公式得，LC振荡电路的周期

故A错误；

B．根据图示电路知，此时电流从负极板流向正极板，电容器正在充电，故B错误；

C．电容器充电的过程中，电容器储存电荷量正在增加，根据可知，电容器两极板间的电压正在增加，故C正确；

D．LC振荡电路中，电容器充电时，线圈L中的磁场能转化为电容器的电场能，故D错误。

故选C。

7．B

【解析】设该电流的有效值为I，由

解得

故B正确。

故选B。

8．ABD

【解析】A．从光的折射光路可知，a光折射率大，即，选项A对；

B．根据，折射率越大，介质中传播速度越小，即a光在水珠中传播速度小，选项B对；

C．折射率越大，频率越高，波长越短，即a光波长短，双缝干涉实验，波长越长条纹间距越宽，所以a光双缝干涉条纹间距窄，选项C错；

D．光线从介质到空气，发生全反射的临界角，即a光全反射的临界角小，当b光能够发生全反射时，已经超过了a光的临界角，a光也一定能够发生全反射，选项D对．

9．CD

【解析】线圈处于图示位置时，是中性面位置，此时磁通量最大，线圈最大磁通量为BS，磁通量变化率最小，故AB错误；电压表读数等于变压器次级电压有效值，由变压器初级电压和匝数比决定，与滑动变阻器无关，则将原线圈触头P向上滑动时，电压表示数不变，故C正确；若线圈转动产生感应电动势的最大值Em=NBSω；根据电流的热效应可知：，解得U1=NBSω，由，可知U2=NBSω，选项D正确．

10．AB

【解析】AC．a棒以速度2v0先进入磁场切割磁感线产生的感应电流为

a棒受安培阻力做变加速直线运动，感应电流也随之减小，安培力随之减小，速度大小的变化率减小，i的变化率减小，即图像的斜率逐渐变小；设当b棒刚进入磁场时a棒减速的速度为，此时的瞬时电流为

若，即

此时双棒双电源反接，电流为零，不受安培力，两棒均匀速运动离开，图像中无电流的图像，故A正确，C错误；

BD．若，即

此时双棒双电源的电动势不等要抵消一部分，因b棒的速度大，电流方向以b棒的流向，与原a棒的流向相反，即为负，大小为

b棒通电受安培力要减速，a棒受安培力而加速，则电流从小于的值逐渐减小，故B正确，D错误。

故选AB。

11．     adf     18.6        0.05          9.86

【解析】（1）A．根据实验要求，摆长应选长度接近1m的细绳；

为减小空气阻力的影响，应选用体积较小的实心金属球，故选直径为1.8cm的铁球；

根据得

可知需要测量摆长，所以需要最小刻度为1mm的米尺。

故选adf。

B．游标卡尺主尺读数为1.8cm，游标尺上第6个刻度与主尺上某一刻度对齐，因此游标尺读数为

0.1×6mm=0.6mm

所以最终读数即小钢球直径为

d=1.8×10mm+0.06mm=18.6mm

（2）由图丙可知，该单摆的最大速度

v=100cm/s=1m/s

根据机械能守恒有

解得小球能摆到的最大高度

I、在图上将各数据点拟合成一条直线如图：

II、根据得

知图线的斜率

解得

g=9.86m/s2

12．     (1)D     E          NTC    

【解析】(1)采用滑动变阻器分压接法，故滑动变阻器应选择总阻值较小的D；

由图可知，定值电阻R与电流计串联充当电压表使用，故应采用阻值较大的E；

(2)按照电路图，实物连线如图所示

(3)由图丙可知，图像上各点与原点连线的斜率减小，故说明电阻随电压的增大而减小，因此应为负温度系数的热敏电阻，即NTC热敏电阻；

13．(1) 45°；(2)。

【解析】(1)光路如图所示

i1=60°，设玻璃对空气的临界角为C，则：

i1＞45°，发生全反射

i2=i1-30°=30°＜C

由折射定律有

所以

r=45°

(2) 棱镜中的光速

所求时间

解得

14．(1) 20n＋5 (m/s)  (n＝0,1,2…)    20n＋15 (m/s)  (n＝0,1,2…)．  (2) P点向-y方向运动，1.6s  (3)波沿x轴负方向传播

【解析】试题分析：波形均有空间上的周期性，分波形左、右两种移动方向，先求解波形位移的通项，然后求解速度的通项；

利用波形平移法得到质点P在t=0时刻的运动方向．

解：(1) 由图可知，波长λ＝8 m，

若波沿x轴正方向传播，则在0.4秒内传播的距离为：

故波速为： （n=0，1，2，…）

若波沿着x轴负方向传播，则在0.4s内传播的距离为:

故波速为：（n=0，1，2，…）；

(2) 若这列波向右传播，当n=0时，周期最大即

利用波形平移法，P点向-y方向运动；

(3)

满足v2＝20n＋15 (m/s)  (n＝3)

所以该波沿x轴负方向传播．

15．(1) 0.2kg  (2) F安＝0.2+0.3x(N)，F安－x图象与坐标轴所围“面积”表示的物理意义表示金属棒ef克服安培力做功的大小  (3) 0.24W

【解析】试题分析：（1）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律求出x＝0时金属棒ef感应电动势和回路电流，对金属棒ab根据平衡条件即可求解金属棒ab的质量；

（2）根据ab棒始终静止，知ab棒受到的安培力大小不变，电流恒定，写出磁感应强度随x变化的关系式，根据安培力公式即可得安培力与坐标x的关系式，F安－x图象与坐标轴所围面积表示金属棒ef克服安培力做功的大小；

（3）根据感应电流不变，求出x＝2m的ef棒的速度，根据功能关系求出金属棒ef运动的时间，对金属棒ef由动能定理求出外力F做的功，再根据功率公式求出外力F的平均功率。

【解答】解：（1）x＝0时，金属棒ef产生的感应电动势为：＝0.2×0.5×4V＝0.4V

此时，电路中电流为：

对金属棒ab，由平衡条件有：

解得：＝0.2kg

（2）由题意，电路中电流恒为I＝2A，且B1= B0+kx＝0.2+0.3x(T)

所以金属棒ef运动过程中所受安培力F安与坐标x的关系式为：F安＝B1IL＝0.2+0.3x(N)

F安－x图象与坐标轴围成的“面积”可表示金属棒ef克服安培力做功的大小

（3）由电路中电流恒为I＝2A可得金属棒ef产生的感应电动势恒为：E＝0.4V

设x＝2m时金属棒ef运动的速度为v，此时有：B1＝0.2+0.3x=0.8T

由  E＝B1Lv代入数据解得：v＝1m/s

由（2）可得金属棒ef从x＝0运动至x＝2m的过程中克服安培力做的功为：

由功能关系有：W＝I2(2R)t

解得金属棒ef从x＝0运动至x＝2m的过程中所需时间为：t＝1.25s

对金属棒ef从x＝0运动至x＝2m的过程中，由动能定理有：

代入数据解得：W＝0.3J

所以金属棒ef从x＝0运动至x＝2m的过程中，作用在金属棒ef上外力F的平均功率为：

＝0.24W

答：（1）金属棒ab的质量m2为0.2kg；

（2）金属棒ef运动过程中所受安培力F安与坐标x的关系式为F安＝0.2+0.3x(N)，F安－x图象与坐标轴所围“面积”表示的物理意义表示金属棒ef克服安培力做功的大小；

（3）金属棒ef从x＝0运动至x＝2m的过程中，作用在金属棒ef上外力F的平均功率为0.24W

【点睛】本题是力电综合问题，关键在于金属棒ef下滑过程中电流是不变的，F安与x成线性，可以由平均力求功，也可以求出图象所围的面积，注意克服安培力做的功等于回路产生的总焦耳热。