还剩12页未读，
继续阅读
2022_2023学年江西省上饶市部分学校高二（下）期中物理试卷
展开
这是一份2022_2023学年江西省上饶市部分学校高二（下）期中物理试卷，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。
2022~2023学年江西省上饶市部分学校高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为( )
A. 爱因斯坦 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 密立根
2. 光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是( )
A. 光束①是蓝光
B. 光束②的频率比光束①大
C. 光束②的波长比光束①短
D. 在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
3. 小型交流发电机的示意图如图所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向以恒定的角速度匀速转动，下列说法正确的是( )
A. 图示位置，线圈的感应电动势最大
B. 线圈每经过图示位置，交变电流的方向就会发生改变
C. 图示位置，线圈平面与中性面垂直
D. 若线圈转动的角速度增大1倍，则感应电动势的有效值变为原来的4倍
4. 如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向图中已标出，且电流逐渐减小，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是( )
A. 圆环中产生顺时针方向的感应电流 B. 圆环有收缩的趋势
C. 穿过圆环的磁通量变大 D. 圆环受到水平向左的摩擦力
5. 通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示(前半个周期为正弦波形的12)，则该交变电流的有效值为( )
A. 32I0 B. 53I0 C. I0 D. 34I0
6. 为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了用于锻炼肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成如图所示的模型。航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，此时通过电阻R的电流为( )
A. Bωr2R B. Bωr22R C. B2ω2r2R D. Bωr24R
7. 如图所示，l1和l2是输电线，所接入的电压互感器原、副线圈的匝数比为100:1，电流互感器原、副线圈的匝数比为1:100，电压表的示数为110V，电流表的示数为2500 A，则输电线路输送的功率为( )
A. 275 kW B. 2.75×103 kW C. 2.75×104 kW D. 2.75×106 kW
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 如图所示，A、B为两相同的灯泡，R为定值电阻，L是自感系数很大的线圈。闭合开关S且电路稳定时，A、B亮度相同，下列说法正确的是( )
A. 断开S，A、B两灯同时缓慢熄灭
B. 断开S，B闪亮一下再逐渐熄灭
C. 断开S后，通过A的电流方向发生了改变
D. 断开S后，通过B的电流方向发生了改变
9. 如图甲所示，理想变压器的原线圈a、b端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈接有阻值R=10Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为90V B. 电流表的示数为3A
C. 原、副线圈消耗的功率之比为3:1 D. 理想变压器的输入功率为0.81kW
10. 如图所示，用两绝缘细线将直导线悬挂于O、O′两点，处于匀强磁场中的直导线的质量为m、长为l。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场不可能沿z轴负方向
B. 细线上的拉力可能等于mg
C. 匀强磁场的磁感应强度大小可能为2mgIl
D. 匀强磁场的磁感应强度的最小值为mgtanθIl
11. 如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a的质量为3m，电阻为r，导体棒b的质量为m，电阻为3r，两导体棒的长度均为l，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0，除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用。在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 最终a、b棒以相同的速度做匀速直线运动
B. a棒受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热
C. b棒受到的安培力做的功为9mv0232
D. 全过程中，通过导体棒a的电荷量为3mv04Bl
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 李同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中的实验装置如图甲所示。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)李同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线末对齐，如图乙所示。李同学需要__________，使两者对齐。
A.左右移动透镜 B.前后移动透镜
C.旋转测量头 D.旋转双缝
(2)李同学想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是__________。
A.使用间距更大的双缝
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将双缝向靠近单缝的方向移动
D.仅将绿色滤光片换成红色滤光片
(3)李同学正确操作，当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹中心时，对应的测量头如图丙所示，其示数为__________mm。
13. 有一个教学用的可拆变压器，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。
(1)如果把它看成理想变压器，线圈A、B的匝数比为k:1，则当A线图接在电压为U1的蓄电池两端以后，线圈B的输出电压为__________。
(2)如果把它看成理想变压器，则线圈A、B上的交变电流一定具有相同的__________。
A.电压 B.电流 C.功率 D.频率
(3)现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长且带有绝缘外层的导线、一只多用电表和低压交流电源。实验步骤如下：
①用长导线绕一个匝数为20的线圈C作为副线圈代替线圈A；
②把低压交流电源与B线圈相接，测得C线圈的输出电压为U1；
③用A线圏换下C线圈，测得线圈A的输出电压为U2。
则线圈A的匝数nA=__________。(用物理量U1、U2表示)
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 如图所示，一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上，在BD界面的中点E恰好发生全反射，并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线)。已知AB长为2a，∠A=90∘，∠B=37∘，光在真空中传播的速度为c，取sin37∘=0.6，cos37∘=0.8。求：
(1)棱镜材料的折射率n；
(2)光在棱镜中传播所用的时间t。
15. 如图所示，在光滑绝缘水平面上建立直角坐标系xOy，在x>0的区域内存在竖直向下的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B，在x<0的区域内存在竖直向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小未知，半径为R的光滑绝缘圆弧形薄挡板CD与y轴相切于原点O，该圆弧关于x轴对称，其圆心角θ=23π。一个质量为m、电荷量为−qq>0的小球(视为质点)从y轴上的A点垂直y轴进入第Ⅰ象限且恰好无碰撞地从C点进入圆弧形薄挡板内侧，一段时间后小球再次回到A 点。求：
(1)小球的入射速度大小v；
(2)小球运动到原点O时，挡板对小球的弹力大小FN；
(3)小球从A点出发到再次回到A点的过程中，小球在匀强磁场Ⅰ、匀强磁场Ⅱ中运动的时间之比。
16. 如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距L=0.8 m，左端通过导线连接一个R=0.6 Ω的定值电阻，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.5 kg、长度L=0.8 m、电阻r=0.2 Ω的匀质金属杆垂直导轨放置，现对杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力F，使其由静止开始运动，拉力F的功率P=5 W保持不变。当金属杆的速度v=2 m/s时，金属杆的加速度a=4.2 m/s2，金属杆与导轨始终接触良好。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力F，求从撤去拉力F到金属杆停下的过程中金属杆上产生的热量Q；
(3)若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力F，求从撤去拉力F到金属杆停下的过程中金属杆通过的位移大小x。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电磁感应现象的发现，属于基础题。
【解答】
手机无线充电技术的原理是电磁感应现象，该原理是法拉第首次发现的。故B正确，ACD错误。
故选：B。
2.【答案】A
【解析】ABC.由题图可得光束①的折射率较大，所以光束①的频率比光束②大，光束①是蓝光，光束①的波长比光束②短，故A正确，B、C错误；
D.由 v=cn 可知，在透明介质层中折射率大的光束传播得更慢，所以光束①比光束②传播得更慢，D错误。
故选A。
3.【答案】B
【解析】ABC.图示位置，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，线圈的感应电动势为零，线圈位于中性面，线圈经过图示位置，交变电流的方向发生改变，故AC错误，B正确；
D.电动势最大值表达式为Em=nBSω，若线圈转动的角速度增大1倍，则感应电动势的最大值变为原来的2倍，感应电动势的有效值变为原来的2倍，故D错误。
故选B。
4.【答案】A
【解析】AC.由于通电直导线中电流减小，根据右手螺旋定则可知，圆环所在处的磁感应强度的方向垂直纸面向里，且其磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，所以感应电流方向为顺时针方向，故A正确，C错误；
B.根据楞次定律“增缩减扩”可知，圆环有扩张的趋势，故B错误；
D.为了阻碍磁通量的减小，圆环有靠近通电直导线的趋势，即受到向左的安培力，所以圆环受到水平向右的摩擦力，故D错误。
故选A。
5.【答案】C
【解析】设电流的有效值为 I ，根据有效值定义有Q=I2RT=(I0 2)2R×T2+( 3I0)2R×T4，解得I=I0。
故选C。
6.【答案】B
【解析】金属圆盘转动时，圆盘中心和边缘处产生的电动势为E=Brv=Br⋅0+ωr2=12Bωr2，通过电阻R的电流为I=ER=Bωr22R。
故选B。
7.【答案】D
【解析】设输电线电压为U1，电流为I1，由原、副线圈电压之比等于匝数比，电流之比等于匝数比的倒数，可得U1110V=1001 ， I12500A=1001，
解得U1=1.1×104V，I1=2.5×105A，则输电线路输送的功率为P=U1I1=2.75×106kW。
故选D。
8.【答案】AC
【解析】闭合开关S且电路稳定时，A、B亮度相同，可知两支路电流相等；断开S，线圈产生自感电动势，与A、 R 、B构成回路，则A、B都是逐渐熄灭，通过A的电流方向发生了改变，通过B的电流方向没有发生改变。
故选AC。
9.【答案】AD
【解析】A.由图乙可知交变电压的有效值为U1=30 2 2V=30V，由理想变压器原理得U1n1=U2n2，解得副线圈两端电压的有效值即电压表的示数为U2=90 V，选项A正确；
B.根据原、副线圈消耗的功率相等列式有U1I1=U22R，可得电流表读数I1=27A，选项B错误；
C.原、副线圈消耗的功率相等，则功率之比为1:1，选项C错误；
D.理想变压器的输入功率为P1=I1U1=0.81kW，选项D正确。
故选AD。
10.【答案】BC
【解析】A.匀强磁场方向沿z轴负方向时，根据左手定则，直导线所受安培力的方向沿y轴正方向，导线可以在题图位置静止，故A错误；
B.细线上的拉力可能小于mg，可能大于mg，也可能等于mg，故B正确；
CD.当匀强磁场的磁感应强度方向沿绳向下时，安培力有最小值，即BIl=mgsinθ，解得匀强磁场的磁感应强度的最小值为B=mgsinθIl<2mgIl，故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】ACD
【解析】A.根据题意可知，两棒组成回路，电流大小相同，a棒受安培阻力做减速直线运动，b棒受安培动力做加速直线运动，当两者的速度相等时，电流等于零，则达到共同速度做匀速直线运动，A正确；
B.根据功能关系可知，a棒克服安培力做的功等于a棒的动能的减少量，转化为电路中产生的焦耳热和b棒增加的动能，B错误；
C.两棒所受安培力合力为零，系统动量守恒，最终共同速度为 v，3mv0=(3m+m)v，v=34v0，b 棒受到的安培力做的功W=12mv2=12m(34v0)2=9mv0232，C正确；
D.以运动方向为正方向，对a棒由动量定理得3mv−3mv0=−BIl⋅t=−Blq，解得q=3mv04Bl，D正确。
故选ACD。
12.【答案】 (1)C ；(2)D ；(3)2.190(2.189∼2.191均可)
【解析】(1)亮条纹与分划板竖线未对齐时，若要使两者对齐，应旋转测量头，故选C。
(2)若要减少目镜中观察到的条纹个数，即应增大条纹间距，根据公式Δx=Ldλ可知，可将屏向远离双缝的方向移动、使用间距更小的双缝、增大波长。
故选D。
(3)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，即图中示数为2mm+19.0×0.01mm=2.190mm
13.【答案】 (1) 0V；(2) CD；(3)20U2U1
【解析】(1)当A线圈接在电压为U1的蓄电池两端以后，蓄电池为直流电源，线圈B将不产生感应电流，所以线圈B的输出电压为0V。
(2)如果为理想变压器，没有能量损失，则线圈A、B上的交变电流的频率和功率均相同，而电压和电流与匝数有关。
故选CD。
(3)根据题意，有UBU1=nBnC=nB20，UBU2=nBnA，所以nA=20U2U1。
14.【答案】解：(1)光线在BD界面的中点E恰好发生全反射，并从AD界面射出，
根据几何关系可得光线在BD界面入射角为r=C=37∘，
根据折射定律有sinC=1n，
解得n=53；
(2)光线在棱境内传播的速度为v=cn，
根据几何关系可知，光在棱镜中传播的路程为s=atan37∘+acos 37∘×12÷cos 53∘，
光在棱镜中传播所用的时间为t=sv，
解得t=215a72c。
【解析】见答案。
15.【答案】解：(1)从 y 轴上的A点垂直 y 轴进入第Ⅰ象限且恰好无碰撞地从 C 点进入圆弧形薄挡板内侧，小球的运动轨迹如图所示：
根据几何关系有cos θ2=RR+r，
解得r=R，
根据qvB=mv2r，
解得v=qBRm；
(2)进入挡板后做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，
解得；
(3)小球从A点到C点对的运动轨迹对应的圆心角为 ，
运动的时间t1=α2πT=5T12 ， T=2πRv，
在挡板内侧运动的时间t2=θRv，
从D到进入第三象限运动的时间t3=t1，
在匀强磁场Ⅱ中的运动半径R′=r+R tanθ2=R+ 3R，
运动时间t4=πR′v，
小球在匀强磁场Ⅰ、匀强磁场Ⅱ中运动的时间之比为t1+t2+t3t4=7( 3−1)6。
【解析】见答案
16.【答案】解：(1)拉力 F 的功率P=Fv，
金属杆切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，
根据闭合电路的欧姆定律，金属杆中的感应电流I=ER+r，
对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有F−BIL=ma，
联立解得B=0.5 T；
(2)设金属杆做匀速直线运动时的速度大小为 vm ，此时金属杆受到的拉力F=Pvm，
根据金属杆受力平衡有，
从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，设整个电路产生的热量为 Q总 ，根据能量守恒定律有Q总=12mvm2，
金属杆和电阻 R 串联，根据焦耳定律得金属杆产生的热量Q=rR+rQ总，
联立解得Q=2516J；
(3)从撤去拉力 F 到金属杆停下的整个过程，杆在安培力的作用下做加速度减小的减速运动，
取向右为正方向，根据动量定理有IF安=−mvm，
又IF安=−∑B2L2vR+rΔt=−B2L2xR+r，
联立解得x=12.5 m。
【解析】见答案
2022~2023学年江西省上饶市部分学校高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。电磁感应的首次发现者为( )
A. 爱因斯坦 B. 法拉第 C. 洛伦兹 D. 密立根
2. 光盘是存储信息的一种重要媒介，光盘上的信息通常是通过激光束来读取的。入射的激光束斜射到盘面上的光路如图所示，已知入射的激光束由红、蓝两单色光组成，下列说法正确的是( )
A. 光束①是蓝光
B. 光束②的频率比光束①大
C. 光束②的波长比光束①短
D. 在透明介质层中光束①比光束②传播得更快
3. 小型交流发电机的示意图如图所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，矩形线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向以恒定的角速度匀速转动，下列说法正确的是( )
A. 图示位置，线圈的感应电动势最大
B. 线圈每经过图示位置，交变电流的方向就会发生改变
C. 图示位置，线圈平面与中性面垂直
D. 若线圈转动的角速度增大1倍，则感应电动势的有效值变为原来的4倍
4. 如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向图中已标出，且电流逐渐减小，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是( )
A. 圆环中产生顺时针方向的感应电流 B. 圆环有收缩的趋势
C. 穿过圆环的磁通量变大 D. 圆环受到水平向左的摩擦力
5. 通过某用电器的电流和时间的关系图像如图所示(前半个周期为正弦波形的12)，则该交变电流的有效值为( )
A. 32I0 B. 53I0 C. I0 D. 34I0
6. 为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了用于锻炼肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成如图所示的模型。航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，此时通过电阻R的电流为( )
A. Bωr2R B. Bωr22R C. B2ω2r2R D. Bωr24R
7. 如图所示，l1和l2是输电线，所接入的电压互感器原、副线圈的匝数比为100:1，电流互感器原、副线圈的匝数比为1:100，电压表的示数为110V，电流表的示数为2500 A，则输电线路输送的功率为( )
A. 275 kW B. 2.75×103 kW C. 2.75×104 kW D. 2.75×106 kW
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 如图所示，A、B为两相同的灯泡，R为定值电阻，L是自感系数很大的线圈。闭合开关S且电路稳定时，A、B亮度相同，下列说法正确的是( )
A. 断开S，A、B两灯同时缓慢熄灭
B. 断开S，B闪亮一下再逐渐熄灭
C. 断开S后，通过A的电流方向发生了改变
D. 断开S后，通过B的电流方向发生了改变
9. 如图甲所示，理想变压器的原线圈a、b端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈接有阻值R=10Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为90V B. 电流表的示数为3A
C. 原、副线圈消耗的功率之比为3:1 D. 理想变压器的输入功率为0.81kW
10. 如图所示，用两绝缘细线将直导线悬挂于O、O′两点，处于匀强磁场中的直导线的质量为m、长为l。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 匀强磁场不可能沿z轴负方向
B. 细线上的拉力可能等于mg
C. 匀强磁场的磁感应强度大小可能为2mgIl
D. 匀强磁场的磁感应强度的最小值为mgtanθIl
11. 如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a的质量为3m，电阻为r，导体棒b的质量为m，电阻为3r，两导体棒的长度均为l，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0，除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用。在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 最终a、b棒以相同的速度做匀速直线运动
B. a棒受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热
C. b棒受到的安培力做的功为9mv0232
D. 全过程中，通过导体棒a的电荷量为3mv04Bl
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 李同学在“用双缝干涉测量光的波长”实验中的实验装置如图甲所示。实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)李同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现里面的亮条纹与分划板竖线末对齐，如图乙所示。李同学需要__________，使两者对齐。
A.左右移动透镜 B.前后移动透镜
C.旋转测量头 D.旋转双缝
(2)李同学想减少从目镜中观察到的条纹个数，下列措施可行的是__________。
A.使用间距更大的双缝
B.将屏向靠近双缝的方向移动
C.将双缝向靠近单缝的方向移动
D.仅将绿色滤光片换成红色滤光片
(3)李同学正确操作，当测量头中的分划板中心刻线对齐某干涉条纹中心时，对应的测量头如图丙所示，其示数为__________mm。
13. 有一个教学用的可拆变压器，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。
(1)如果把它看成理想变压器，线圈A、B的匝数比为k:1，则当A线图接在电压为U1的蓄电池两端以后，线圈B的输出电压为__________。
(2)如果把它看成理想变压器，则线圈A、B上的交变电流一定具有相同的__________。
A.电压 B.电流 C.功率 D.频率
(3)现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长且带有绝缘外层的导线、一只多用电表和低压交流电源。实验步骤如下：
①用长导线绕一个匝数为20的线圈C作为副线圈代替线圈A；
②把低压交流电源与B线圈相接，测得C线圈的输出电压为U1；
③用A线圏换下C线圈，测得线圈A的输出电压为U2。
则线圈A的匝数nA=__________。(用物理量U1、U2表示)
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 如图所示，一细光束从空气垂直射到直角三棱镜的AB界面上，在BD界面的中点E恰好发生全反射，并从AD界面射出(不考虑光束在AD界面上发生反射的光线)。已知AB长为2a，∠A=90∘，∠B=37∘，光在真空中传播的速度为c，取sin37∘=0.6，cos37∘=0.8。求：
(1)棱镜材料的折射率n；
(2)光在棱镜中传播所用的时间t。
15. 如图所示，在光滑绝缘水平面上建立直角坐标系xOy，在x>0的区域内存在竖直向下的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B，在x<0的区域内存在竖直向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小未知，半径为R的光滑绝缘圆弧形薄挡板CD与y轴相切于原点O，该圆弧关于x轴对称，其圆心角θ=23π。一个质量为m、电荷量为−qq>0的小球(视为质点)从y轴上的A点垂直y轴进入第Ⅰ象限且恰好无碰撞地从C点进入圆弧形薄挡板内侧，一段时间后小球再次回到A 点。求：
(1)小球的入射速度大小v；
(2)小球运动到原点O时，挡板对小球的弹力大小FN；
(3)小球从A点出发到再次回到A点的过程中，小球在匀强磁场Ⅰ、匀强磁场Ⅱ中运动的时间之比。
16. 如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距L=0.8 m，左端通过导线连接一个R=0.6 Ω的定值电阻，整个导轨处在竖直向下的匀强磁场中。质量m=0.5 kg、长度L=0.8 m、电阻r=0.2 Ω的匀质金属杆垂直导轨放置，现对杆的中点施加一个垂直金属杆的水平拉力F，使其由静止开始运动，拉力F的功率P=5 W保持不变。当金属杆的速度v=2 m/s时，金属杆的加速度a=4.2 m/s2，金属杆与导轨始终接触良好。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B；
(2)若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力F，求从撤去拉力F到金属杆停下的过程中金属杆上产生的热量Q；
(3)若金属杆做匀速直线运动时撤去拉力F，求从撤去拉力F到金属杆停下的过程中金属杆通过的位移大小x。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电磁感应现象的发现，属于基础题。
【解答】
手机无线充电技术的原理是电磁感应现象，该原理是法拉第首次发现的。故B正确，ACD错误。
故选：B。
2.【答案】A
【解析】ABC.由题图可得光束①的折射率较大，所以光束①的频率比光束②大，光束①是蓝光，光束①的波长比光束②短，故A正确，B、C错误；
D.由 v=cn 可知，在透明介质层中折射率大的光束传播得更慢，所以光束①比光束②传播得更慢，D错误。
故选A。
3.【答案】B
【解析】ABC.图示位置，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，线圈的感应电动势为零，线圈位于中性面，线圈经过图示位置，交变电流的方向发生改变，故AC错误，B正确；
D.电动势最大值表达式为Em=nBSω，若线圈转动的角速度增大1倍，则感应电动势的最大值变为原来的2倍，感应电动势的有效值变为原来的2倍，故D错误。
故选B。
4.【答案】A
【解析】AC.由于通电直导线中电流减小，根据右手螺旋定则可知，圆环所在处的磁感应强度的方向垂直纸面向里，且其磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，所以感应电流方向为顺时针方向，故A正确，C错误；
B.根据楞次定律“增缩减扩”可知，圆环有扩张的趋势，故B错误；
D.为了阻碍磁通量的减小，圆环有靠近通电直导线的趋势，即受到向左的安培力，所以圆环受到水平向右的摩擦力，故D错误。
故选A。
5.【答案】C
【解析】设电流的有效值为 I ，根据有效值定义有Q=I2RT=(I0 2)2R×T2+( 3I0)2R×T4，解得I=I0。
故选C。
6.【答案】B
【解析】金属圆盘转动时，圆盘中心和边缘处产生的电动势为E=Brv=Br⋅0+ωr2=12Bωr2，通过电阻R的电流为I=ER=Bωr22R。
故选B。
7.【答案】D
【解析】设输电线电压为U1，电流为I1，由原、副线圈电压之比等于匝数比，电流之比等于匝数比的倒数，可得U1110V=1001 ， I12500A=1001，
解得U1=1.1×104V，I1=2.5×105A，则输电线路输送的功率为P=U1I1=2.75×106kW。
故选D。
8.【答案】AC
【解析】闭合开关S且电路稳定时，A、B亮度相同，可知两支路电流相等；断开S，线圈产生自感电动势，与A、 R 、B构成回路，则A、B都是逐渐熄灭，通过A的电流方向发生了改变，通过B的电流方向没有发生改变。
故选AC。
9.【答案】AD
【解析】A.由图乙可知交变电压的有效值为U1=30 2 2V=30V，由理想变压器原理得U1n1=U2n2，解得副线圈两端电压的有效值即电压表的示数为U2=90 V，选项A正确；
B.根据原、副线圈消耗的功率相等列式有U1I1=U22R，可得电流表读数I1=27A，选项B错误；
C.原、副线圈消耗的功率相等，则功率之比为1:1，选项C错误；
D.理想变压器的输入功率为P1=I1U1=0.81kW，选项D正确。
故选AD。
10.【答案】BC
【解析】A.匀强磁场方向沿z轴负方向时，根据左手定则，直导线所受安培力的方向沿y轴正方向，导线可以在题图位置静止，故A错误；
B.细线上的拉力可能小于mg，可能大于mg，也可能等于mg，故B正确；
CD.当匀强磁场的磁感应强度方向沿绳向下时，安培力有最小值，即BIl=mgsinθ，解得匀强磁场的磁感应强度的最小值为B=mgsinθIl<2mgIl，故C正确，D错误。
故选BC。
11.【答案】ACD
【解析】A.根据题意可知，两棒组成回路，电流大小相同，a棒受安培阻力做减速直线运动，b棒受安培动力做加速直线运动，当两者的速度相等时，电流等于零，则达到共同速度做匀速直线运动，A正确；
B.根据功能关系可知，a棒克服安培力做的功等于a棒的动能的减少量，转化为电路中产生的焦耳热和b棒增加的动能，B错误；
C.两棒所受安培力合力为零，系统动量守恒，最终共同速度为 v，3mv0=(3m+m)v，v=34v0，b 棒受到的安培力做的功W=12mv2=12m(34v0)2=9mv0232，C正确；
D.以运动方向为正方向，对a棒由动量定理得3mv−3mv0=−BIl⋅t=−Blq，解得q=3mv04Bl，D正确。
故选ACD。
12.【答案】 (1)C ；(2)D ；(3)2.190(2.189∼2.191均可)
【解析】(1)亮条纹与分划板竖线未对齐时，若要使两者对齐，应旋转测量头，故选C。
(2)若要减少目镜中观察到的条纹个数，即应增大条纹间距，根据公式Δx=Ldλ可知，可将屏向远离双缝的方向移动、使用间距更小的双缝、增大波长。
故选D。
(3)螺旋测微器的读数为固定刻度与可动刻度之和，即图中示数为2mm+19.0×0.01mm=2.190mm
13.【答案】 (1) 0V；(2) CD；(3)20U2U1
【解析】(1)当A线圈接在电压为U1的蓄电池两端以后，蓄电池为直流电源，线圈B将不产生感应电流，所以线圈B的输出电压为0V。
(2)如果为理想变压器，没有能量损失，则线圈A、B上的交变电流的频率和功率均相同，而电压和电流与匝数有关。
故选CD。
(3)根据题意，有UBU1=nBnC=nB20，UBU2=nBnA，所以nA=20U2U1。
14.【答案】解：(1)光线在BD界面的中点E恰好发生全反射，并从AD界面射出，
根据几何关系可得光线在BD界面入射角为r=C=37∘，
根据折射定律有sinC=1n，
解得n=53；
(2)光线在棱境内传播的速度为v=cn，
根据几何关系可知，光在棱镜中传播的路程为s=atan37∘+acos 37∘×12÷cos 53∘，
光在棱镜中传播所用的时间为t=sv，
解得t=215a72c。
【解析】见答案。
15.【答案】解：(1)从 y 轴上的A点垂直 y 轴进入第Ⅰ象限且恰好无碰撞地从 C 点进入圆弧形薄挡板内侧，小球的运动轨迹如图所示：
根据几何关系有cos θ2=RR+r，
解得r=R，
根据qvB=mv2r，
解得v=qBRm；
(2)进入挡板后做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，
解得；
(3)小球从A点到C点对的运动轨迹对应的圆心角为 ，
运动的时间t1=α2πT=5T12 ， T=2πRv，
在挡板内侧运动的时间t2=θRv，
从D到进入第三象限运动的时间t3=t1，
在匀强磁场Ⅱ中的运动半径R′=r+R tanθ2=R+ 3R，
运动时间t4=πR′v，
小球在匀强磁场Ⅰ、匀强磁场Ⅱ中运动的时间之比为t1+t2+t3t4=7( 3−1)6。
【解析】见答案
16.【答案】解：(1)拉力 F 的功率P=Fv，
金属杆切割磁感线产生的感应电动势E=BLv，
根据闭合电路的欧姆定律，金属杆中的感应电流I=ER+r，
对金属杆受力分析，根据牛顿第二定律有F−BIL=ma，
联立解得B=0.5 T；
(2)设金属杆做匀速直线运动时的速度大小为 vm ，此时金属杆受到的拉力F=Pvm，
根据金属杆受力平衡有，
从撤去拉力F到金属杆停下的整个过程，设整个电路产生的热量为 Q总 ，根据能量守恒定律有Q总=12mvm2，
金属杆和电阻 R 串联，根据焦耳定律得金属杆产生的热量Q=rR+rQ总，
联立解得Q=2516J；
(3)从撤去拉力 F 到金属杆停下的整个过程，杆在安培力的作用下做加速度减小的减速运动，
取向右为正方向，根据动量定理有IF安=−mvm，
又IF安=−∑B2L2vR+rΔt=−B2L2xR+r，
联立解得x=12.5 m。
【解析】见答案
相关试卷
江西省部分学校2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷： 这是一份江西省部分学校2023-2024学年高二下学期开学考试物理试卷，文件包含2024年江西高二下学期开学考-物理pdf、物理答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
2022_2023学年重庆市南开中学高二（下）期中物理试卷（含解析）： 这是一份2022_2023学年重庆市南开中学高二（下）期中物理试卷（含解析），共18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。
2022_2023学年江西省景德镇高二（下）期中物理试卷： 这是一份2022_2023学年江西省景德镇高二（下）期中物理试卷，共20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。
