2022宜昌夷陵中学高二下学期诊断性检测物理试题（含详解）

2022年春夷陵中学高二年级诊断性检测

物理试题

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分，其中第1-7题只有一项符合题目要求，第8-11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 以下关于光学常识的描述中说法正确的是（　　）

A. 偏振光只可以是横波，不可以是纵波

B. 泊松亮斑支持了光的微粒说

C. 雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象

D. “隔墙有耳”是波的干涉现象

【答案】A

【解析】

【详解】A．偏振光只可以是横波，不可以是纵波，选项A正确；

B．泊松亮斑是光的衍射现象，支持了光的波动说，选项B错误；

C．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项C错误；

D．“隔墙有耳”是波的衍射现象，选项D错误。

故选A。

2. 演示自感现象的电路如图所示，L为电感线圈。闭合开关S，电路稳定时，两只完全相同的灯泡A1、A2亮度相同，下列说法正确的是（　　）

A. 闭合开关S时，A1、A2同时变亮

B. 若断开开关，通过A2的电流从左向右

C. L的直流电阻与R的阻值相同

D. 若断开开关，A1逐渐变暗，A2闪亮一下再逐渐变暗

【答案】C

【解析】

【详解】A．闭合开关S时，A2立即变亮；由于线圈的自感作用将阻碍电流的快速变大，使电流缓慢变大，所以与其串联的灯泡A1缓慢变亮，故A错误；

C．电路稳定时，两只完全相同的灯泡A1、A2亮度相同，说明L的直流电阻与R的阻值相同，故C正确；

BD．断开开关时，电路中的电流突然减小为零，线圈内将产生阻碍原电流减小的自感电流，即自感电流的方向与原电流方向相同；灯泡A1、A2所在的两个支路构成了一个闭合回路，自感电流通过灯泡A1、A2，通过A2时方向从右向左，随着自感电流的减小，两个灯泡同时熄灭，因两个灯泡之前电流相同，因此灯不会闪烁一下；故BD错误。

故选C。

3. 在一小型交流发电机中，矩形金属线圈的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴（从上往下看逆时针转动）以角速度匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（    ）

A. 在时间内，通过电阻R电流方向先向上然后向下

B. 在时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为零

C. 时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为

D. 在时间内，通过电阻R的电荷量为

【答案】D

【解析】

【详解】A．在时间内根据右手定则可知电流方向不变，始终向上，A选项错误；

B．在时间内，穿过线圈的磁通量由正向变为负向，磁通量的变化量为

不为零，故B选项错误；

C．时刻线圈产生的感应电动势最大，为，根据法拉第电磁感应定律

所以磁通量的变化率大小为

故C错误；

D．在时间内，通过电阻R的电荷量

故

故D选项正确。

故选D。

4. 如图所示，一束复色可见光入射到置于空气中的平行玻璃砖上，穿过玻璃后从下表面射出a、b两束单色光，则下列说法正确的是（　　）

A. a光的频率较大

B. 玻璃对b光的折射率较小

C. 若增大面上的入射角，b光可能在面上发生全反射

D. a、b两束单色光的出射方向一定平行

【答案】D

【解析】

分析】

【详解】AB．因为b光的偏折程度大，则b光的折射率较大，折射率大的光，频率高，故b光的频率高，故AB错误；

CD．光线通过玻璃砖发生两次折射，第二次的入射角等于第一次的折射角，根据光路可逆，光不可能在面上发生全反射，一定能从下表面射出玻璃砖，根据光路可逆，出射光线与入射光线平行，故C错误，D正确。

故选D。

5. 两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为和，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，A、B连线垂直于磁场边界。如图所示，则（　　）

A. a粒子带正电，b粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比

C. 两粒子的质量之比 D. 两粒子的速率之比

【答案】C

【解析】

【详解】A．由左手定则可得：a粒子带负电，b粒子带正电，故A错误；

B．由粒子做匀速圆周运动，如图

粒子运动轨道圆心在AB的垂直平分线和过A点的速度垂直方向的交点，故

所以

故B错误；

C．由几何关系可得：从A运动到B，a粒子转过的圆心角为，b粒子转过的圆心角为，根据运动时间相同可得运动周期为

再根据洛伦兹力做向心力可得

所以，运动周期为

根据电荷量相等可得

故C正确；

D．根据

可得

故D错误。

故选C。

6. 等腰三角形内有垂直纸面向外的匀强磁场，它的底边在x轴上且长为2L，高为L，t=0时刻，边长为L的正方形导线框从图示位置沿x轴匀速穿过磁场，取顺时针方向为电流的正方向，则能够正确表示导线框中电流-位移（i-x）关系的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】位移在0-L过程：磁通量增大，由楞次定律判断感应电流方向为顺时针方向，为正值。设线框的四个顶点为a、b、c、d。线圈bc边的位置坐标为x，当x在0-L过程，线框bc边有效切线长度为l=x，感应电动势为

E=Blv=Bxv

感应电流为

可知i与x成正比；

当x在L-L过程中，bc边和ad边同时切割磁感线，且切割磁感线的长度bc＞ad，感应电动势为

E=B（2L-x）v-B（x-L）v=B（3L-2x）v

感应电流为

根据楞次定律判断出来感应电流方向沿顺时针，为正值，且随x增大i减小；

当x在L-2L过程中，bc边和ad边同时切割磁感线，且切割磁感线的长度bc＜ad，感应电动势为

E=B（x-L）v-B（2L-x）v=B（2x-3L）v

感应电流为

根据楞次定律判断出来感应电流方向沿逆时针，为负值，且随x增大i增大；

当x在2L-3L过程，线框bc边有效切线长度为

l=3L-x

感应电动势为

E=Blv=B（3L-x）v

感应电流为

；

根据楞次定律判断出来感应电流方向沿逆时针，为负值，且随x增大i减小；

综合以上由数学知识可得A符合，故A正确，BCD错误。

7. 如图，平行金属板A、C面积均为S，相距为d，在两金属板之间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，通过导线将两金属板与平行金属导轨相连，两导轨水平放置且处于垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小也为B，长为L的金属棒的两端恰好静置在水平金属导轨上，平行金属导轨电阻不计，金属棒电阻为R，在平行金属板A、C左端均匀通入质量为m、电荷量为q的等离子体，其速度均为v，已知金属板A、C之间等离子体的电阻率为，开始时开关K断开，金属棒始终处于静止状态，下列判断中正确的是（　　）

0

A. 金属板A带正电

B. 在开关K断开时，平行金属板A、C间产生的电势差为

C. 在开关K闭合瞬间，通过金属棒L的电流大小为

D. 在开关K闭合瞬间，金属棒L所受安培力大小为

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据左手定则可知，正离子受向下的洛伦兹力，在C板聚集，负离子受向上的洛伦兹力，在A板聚集，即A板带负电，故A错误；

B．在开关K断开时，两极板上电荷积累，在两极板间形成电场，当带电粒子受电场力等于洛伦兹力时，两极板间电势差稳定，则有

可得

故B错误；

C．在开关K闭合瞬间，回路中的总电阻为

电流为

故C错误；

D．在开关K闭合瞬间，金属棒L所受安培力大小为

故D正确。

故选D。

8. 如图，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上，质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端，现有一水平恒力作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为，经过时间，小车运动的位移为，物块刚好滑到小车的最右端，以下判断中正确的是（　　）

A. 此时物块的动能为

B. 此时物块的速度为

C. 这一过程中，物块和小车产生的内能为

D. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．对物块由动能定理得

解得

故A错误；

B．对物块由动量定理得

解得

故B正确；

C．这一过程中，物块和小车产生的内能为

故C错误；

D．根据功能关系得知，物块和小车增加的机械能为

故D正确。

故选BD。

9. 图为两个质量分别为、的小球在光滑水平冰面上发生对心正碰前后的图像，则下列说法正确的是（　　）

A.  B. 碰撞过程中两小球所受合外力相同

C. 碰撞前后质量为的小球动量的变化量大小为 D. 两小球发生的是弹性碰撞

【答案】AD

【解析】

【详解】A．图像的切线斜率表示速度，可知碰撞前小球的速度为，小球的速度为

碰撞后小球的速度为

碰撞后小球的速度为

碰撞过程满足动量守恒，则有

解得

A正确；

B．碰撞过程中两小球所受合外力大小相等，方向相反，B错误；

C．碰撞前后质量为的小球动量变化量为

可知碰撞前后质量为的小球动量变化量大小为，C错误；

D．碰撞过程中，由于

可知碰撞过程满足机械能守恒，故两小球发生的是弹性碰撞，D正确。

故选AD。

10. 如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，P点的振动周期为0.4s，从波传到x＝5m的M点时开始计时，下面说法中正确的是（　　）

A. 这列波的波长是5m

B. 波源的起振方向向下

C. 1s内质点M经过的路程为1m

D. 质点Q（x＝9m）经过0.7s第一次到达波谷

【答案】BC

【解析】

【详解】A．由读出相邻波谷之间的距离为4m，即波长为4m，故A错误；

B．简谐横波沿x轴正方向传播，介质中各质点的起振方向都与图示时刻M点的振动方向相同，均向下。故波源的振动方向向下，故B正确；

C．已知P点的振动周期为0.4s，则波的周期为T=0.4s，振幅为10cm，故1s内M经过的路程为

故C正确；

D．波速为

当图示x=4m处质点的振动传到质点Q时，Q点第一次到达波谷，所经过时间为

故D错误。

故选BC。

11. 如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图要增大粒子的最大动能，可增加电压

B. 乙图可判断出B极板是发电机的正极

C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是

D. 丁图中若载流子带负电，稳定时D板电势高

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据

可得

结合，可知粒子的最大动能为

粒子的最大动能与加速电压无关，要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R，故A错误；

B．根据左手定则，可知正电荷向B极板偏转，则B极板是发电机的正极，故B正确；

C．速度选择器选择的是带电粒子的速度，但丙图无法判断出带电粒子的电性，根据

可得粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是

故C错误；

D．根据左手定则可知，带负电的载流子受到洛伦兹力方向向左，即向C板偏转，故稳定时D板电势高，故D正确。

故选BD。

二、实验题（12小题6分，13小题6分，共12分）

12. 某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，作出的光路图及测出的相关角度如图所示：

（1）此玻璃的折射率计算式为___________（用图中的、表示）；

（2）如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用宽度___________（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量；

（3）如果玻璃砖的上下表面不平行，对此玻璃的折射率的测量结果___________（填“有”或“没有”）影响。

【答案】    ①.     ②. 大    ③. 没有

【解析】

【详解】（1）[1]根据折射定律可得

（2）[2]为了减小θ2角测量误差，应使折射光线尽量长些，即应选用宽度大的玻璃砖来测量。

（3）[3]玻璃砖的上下表面不平行，对θ1和θ2的测量无影响，所以对此玻璃的折射率的测量结果没有影响。

13. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示．

（1）选用合适的器材组装成单摆后，主要操作步骤如下：

①将单摆上端固定在铁架台上

②让刻度尺的零刻度线对准摆线悬点，测摆长L

③记录小球完成n次全振动所用的总时间t

④根据单摆周期公式计算重力加速度g的大小，根据图示，测得摆长_______

（2）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制如图所示图像，由图可知重力加速度_______（用图中字母表示）．

（3）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是_______．

A．测量摆长时要让小球静止悬挂再测量

B．摆长一定的情况下，摆的振幅越大越好

C．多次改变摆线长，测量多组对应的50次全振动时间t，通过绘制的（关系图线也可以测定重力加速度

【答案】    ①. 98.50    ②.     ③. AC

【解析】

【详解】（1）[1]刻度尺的最小分度值为1mm，所以读数为98.50cm

（2）[2]图像的斜率为

由周期公式

变形得

所以

变形得

（3）[3]A．小球静止悬挂时测量摆长，可以更精确地测出悬点至球心的距离，故A正确；

B．单摆只有在摆角小于或等于5°时才能看作是简谐运动，故B错误；

C．由单摆周期公式可得

变形得

只要根据图像求出斜率，就可以求出重力加速度g，故C正确。

故选AC。

三、解答题（14小题14分，15小题15分，16小题17分，共44分）

14. 如图所示，光滑水平面上质量的物块以的初速度冲向质量的静止的光滑圆弧面斜劈体，圆弧部分足够长。取，求：

（1）物块能上升的最大高度；

（2）物块刚从圆弧面滑下后，二者速度的大小；

【答案】（1）；（2）的速度大小为，的速度大小为

【解析】

【详解】（1）物块上升的最大高度为，当物块上升最大高度时，与具有相同的水平速度，与组成的系统水平方向满足动量守恒，可得

解得

与组成的系统满足机械能守恒，可得

解得

（2）假设物块刚从圆弧面滑下后，的速度为，的速度为，根据系统水平方向动量守恒可得

根据系统机械能守恒可得

联立解得

，

可知物块刚从圆弧面滑下后，的速度大小为，的速度大小为。

15. 如图是一列横波t=0.1s的波形图像。已知这列波的频率为f=5Hz，此时x=0.5m处的质点正向y轴正方向振动，可以推知：

（1）这列波正沿轴哪个方向方向传播；

（2）这列波传播速度是多少；

（3）求该质点在0.5s内通过的路程是多少。

【答案】（1）沿x轴正方向传播；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）x=0.5m的质点此刻振动的速度方向向上，据波形平移法确定该波沿x轴正方向传播；

（2）从图中可得出波长

这列波的频率是

所以

（3）已知

则可知，那么可得该质点0.5s内通过的路程为

16. 如图所示，在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内存在磁感应强度大小为B。方向垂直于坐标平面向外的有界矩形匀强磁场区域（图中未画出）。一粒子源固定在x轴上坐标为的A点，粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为的电子，电子通过y轴上的C点时速度方向与y轴正方向成角，电子经过磁场偏转后恰好垂直通过第二象限内与x轴负方向成角的射线OM。已知电子的质量为m，电荷量为e，不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用。求：

(1)匀强电场的电场强度E的大小；

(2)电子在电场和磁场中运动的总时间t；

(3)矩形磁场区域的最小面积。

【答案】(1)；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)电子从A到C的过程中，由动能定理得

又有

联立解得

(2)电子在电场中做类平抛运动，沿电场方向有

解得

由数学知识知电子在磁场中的速度偏向角等于圆心角

电子在磁场中运动时间

其中

解得

电子在电场和磁场中运动的总时间

(3)电子磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有

最小矩形区域如图所示，由数学知识得

，

矩形区域的最小面积

联立解得