2021-2022学年江苏省常州市武进区礼嘉中学高二（下）段考物理试卷（含答案解析)

2021-2022学年江苏省常州市武进区礼嘉中学高二（下）段考物理试卷

1.  如图中关于传感器的应用，说法正确的是(    )

A. 干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的
B. 机器人“眼睛”利用了光传感器
C. 红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度
D. 火灾报警器是通过感知温度触发报警的

2.  如图，把酒精灯放在肥皂液薄膜前，从薄膜上可看到明暗相间的条纹，能解释这一现象产生原因的是示意图图中实线、虚线为光照射到薄膜上时，从膜的前后表面分别反射形成的两列波(    )

A.  B.
C.  D.

3.  如图所示，L是自感系数很大的线圈，其直流电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡．若闭合开关，待电路稳定后，灯泡A恰能正常发光，则(    )

A. 闭合开关，灯泡A、B均逐渐变亮
B. 闭合开关，灯泡A立即变亮，灯泡B逐渐变亮
C. 断开开关，灯泡A会闪亮一下再逐渐熄灭
D. 断开开关，灯泡B会闪亮一下再逐渐熄灭

4.  如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来．该“简易电动机”的原理图如图乙所示．关于该“简易电动机”，下列说法正确的是(    )

A. 从上往下看，放手后该“简易电动机”逆时针旋转
B. 电池的输出功率一定等于线框转动的机械功率
C. 若将磁铁的磁极对调，“简易电动机”的转动方向也会反向
D. 随着转动速度的增加，“简易电动机”的电流逐渐增大

5.  如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场．一束等离子体即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子沿垂直于磁场的方向喷入磁场．把P、Q与电阻R相连接．下列说法正确的是(    )

A. Q板的电势高于P板的电势 B. R中有由b向a方向的电流
C. 若仅增强磁场，则R中电流不变 D. 若增大粒子入射速度，则R中电流增大

6.  为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下，实验小组的同学利用“电磁阻尼“来实现．他们设计了如图所示的甲、乙两种方案，甲方案：在指针转轴上装上扇形铝板，磁场位于零刻度中间；乙方案：在指针转轴上装上扇形铝框，磁场位于零刻度中间．下列说法正确的是(    )

A. 甲方案中，铝板摆动时磁通量不变，不会产生感应电流
B. 甲方案中，铝板左右摆动时能产生祸流，起电磁阻尼的作用
C. 乙方案中，铝框小幅度摆动时一定会产生感应电流
D. 由于铝框更轻，所以乙方案比甲方案更加合理

7.  一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时的波形如图所示，N点的平衡位置为，M点的平衡位置为已知从图示时刻起，在时，M点第二次到达波谷位置，则下列说法正确的是(    )
 

A. 该简谐波的周期和传播速度分别为4s和
B. 在时，N点正在平衡位置沿y轴负方向运动
C. 从到时间内，M点和N点运动的路程分别为10cm和4cm
D. 在波的传播过程中，M点和N点的加速度总是大小相等、方向相反的

8.  如图甲，理想变压器的原、副线圈匝数比：：1，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、线圈电阻为的电动机原线圈输入的交流电压如图乙。闭合开关S，电动机正常工作，电流表示数为下列判断正确的是(    )

A. 副线圈两端的电压有效值为
B. 滑动变阻器R的接入电阻为
C. 电动机输出的机械功率为12W
D. 若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变小

9.  以下是一些有关高中物理实验的描述，其中不正确的是(    )

A. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距将变窄
B. 在“验证动量守恒定律”实验中，斜槽可以不光滑，但必须保持其末端切线水平
C. 在“用单摆测定重力加速度”实验中如果摆长测量无误，但测得的g值偏小，其原因可能是将全振动的次数n误计为
D. 在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面与间的距离越小实验误差越小

10.  如图所示，一沙袋用无弹性轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止状态，一弹丸以水平速度击中沙袋后未穿出，二者共同摆动。若弹丸质量为m，沙袋质量为5m，弹丸和沙袋形状大小忽略不计，弹丸击中沙袋后漏出的沙子质量忽略不计，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法中正确的是(    )

A. 弹丸打入沙袋过程中，细绳所受拉力大小保持不变
B. 弹丸打入沙袋过程中，弹丸对沙袋的冲量大小大于沙袋对弹丸的冲量大小
C. 沙袋和弹丸一起摆动所达到的最大高度为
D. 弹丸打入沙袋过程中所产生的热量为

11.  在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
为了减少涡流的影响，铁芯应该选择______；
A.整块硅钢铁芯
B.整块不锈钢铁芯
C.绝缘的铜片叠成
D.绝缘的硅钢片叠成
以下给出的器材中，本实验需要用到的有哪些______；




下列说法正确的是______。
A.如果原线圈接交流电，副线圈不接用电器，那么副线圈两端是测不到电压的
B.观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多
C.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
D.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

12.  电表G为指针在中央的灵敏电流表，如图甲所示，把电表G连接在直流电路中时出现的偏转情况。现把它与一个线圈串联，将磁铁从线圈上方插入或拔出，请完成下列填空。

图中灵敏电流计指针将向______偏转填“左”或“右”。
图中磁铁下方的极性是______填“N极”或“S极”。
图中磁铁的运动方向是______填“向上”或“向下”。

13.  在一次乒乓球击球训练中，运动员接球前瞬间乒乓球沿水平方向运动，速度为，运动员将乒乓球以的速度沿相反方向击回。已知乒乓球的质量为25g，与球拍的接触时间为，忽略空气阻力，求：
乒乓球动量的变化；
球拍对乒乓球的平均作用力。

14.  光纤已普遍应用到通信领域，具有可弯曲、传输速度快、信息量大等优点。如图是一段弯成圆弧的光纤材料，一束光紧贴光纤材料内侧垂直射入材料一端。已知光可从另一端射出且没有损失，光纤材料的直径为2cm，光在光纤材料中的折射率，光在真空中的传播速度为。求：
光在光纤材料中的传播速度大小；
光纤材料内侧对应的最小弯曲半径。

15.  图为测带电粒子比荷的装置。间距为d的两水平金属板接电压U，板间有匀强磁场Ⅰ，板右侧有匀强磁场Ⅱ。两磁场磁感应强度均为B，方向如图所示。一带电粒子沿虚线从板间水平穿出，从P点进入磁场Ⅱ，并从Q点离开。PQ两点竖直距离为，水平距离为L。粒子重力不计。求：
带电粒子的速度大小；
带电粒子的比荷。

16.  如图是一种电梯突然失控下落时的保护装置。在电梯后方墙壁上交替分布着方向相反的匀强磁场，每块磁场区域宽，高，大小均为。电梯后方固定一个100匝矩形线圈，线圈总电阻为，高度为，宽度略大于磁场。已知某次电梯运行试验中电梯总质量为2400kg，g取，忽略摩擦阻力。当电梯失去其他保护，由静止从高处突然失控下落时，求：
电梯下落速度达到时，线圈内产生的感应电流大小；
电梯可达到的最大速度；
若电梯下落，达到最大速度的，此过程所用时间。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】

【分析】明确给出的仪器原理，同时掌握传感器的正确应用即可解答。
本题考查传感器的使用，要注意明确不同的传感器完成不同的功能，要根据各仪器的需要进行选择。
【解答】A、干簧管利用磁场控制电路的通断，不是利用电磁感应原理工作的，故A错误；
B、遇到障碍物会绕开，说明该机器人“眼睛”“看”到了障碍物，故利用了光传感器，故B正确；
C、红外测温枪是测量人体发射的红外线来测量人体温度的，故C错误；
D、火灾报警器利用光传感器即烟雾传感器报警的，故D错误。
故选：B。  

2.【答案】C 

【解析】

【分析】
根据波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为亮纹，波峰与波谷叠加的点为暗纹，即可求解．
解决本题的关键知道亮纹与暗纹产生原因，注意当光程差为半个波长的偶数倍时，亮条纹；而为半个波长的奇数倍时，为暗条纹．
【解答】
解：薄膜受重力作用，下厚而上薄，来自前后两个面的反射光叠加而形成干涉条纹，波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点，出现亮纹，波峰与波谷叠加的点，出现暗纹；
故选：C。  

3.【答案】D 

【解析】解：AB、闭合开关，由于线圈的自感，灯泡A、B立即变亮，随着电流趋于稳定，线圈的阻碍作用迅速减小，灯泡B逐渐变暗，故AB错误；
CD、断开开关，灯泡A立即熄灭，由于线圈的自感，在线圈和灯泡B所在的回路中会出现感应电流，其最大值不超灯泡额定电流，所以灯泡B先闪亮再逐渐熄灭，故C错误；D正确。
故选：D。
线圈通电自感，灯泡A立即变亮，灯泡B先变亮然后逐渐熄灭；线圈断电自感，灯泡A立即熄灭，灯泡B闪亮然后逐渐熄灭。
本题考查线圈的通电自感和断电自感，属于基础知识的简单题目，要求学生熟记基本物理规律和知识点。
 

4.【答案】C 

【解析】解：A、线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，放手后该“简易电动机“顺时针旋转，故A错误；
B、电池输出的电功率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的份械功率，所以电池输出功率大于线框旋转的机械功率，故B错误；
C、若将磁铁的磁极对调，根据左手定则可以判断从上往下看，“简易电动机“逆时针旋转，即转动方向也会反向，故C正确；
D、稳定时，因导线切割磁感线，根据右手定则可知，产生的感应电动势与电源相反，则线框中电流比刚开始转动时的小，故D错误。
故选：C。
线圈转动是因为通电导线在磁场内受到安培力作用，只有一端接触也可以转动，改变磁极方向转动方向也改变；由于有内能产生，所以总功率大于机械功率；感应电流阻碍原来电流的大小。
本题考查了安培力。注意点：这个小实验线框的转动原理不是电磁感应而是电流在磁场中安培力作用。
 

5.【答案】D 

【解析】解：AB、等离子体进入磁场，根据左手定则可知正电荷向上偏，打在上极板上；负电荷向下偏，打在下极板上；所以上极板带正电，下极板带负电，则P板的电势高于Q板的电势，流过电阻电流方向由a到b；故AB错误；
CD、根据稳定时电场力等于洛伦兹力力即：
则有：
再由欧姆定律：
则若仅增强磁场，R中电流增大；若增大粒子入射速度，R中电流变大，故C错误，D正确；
故选：D。
根据左手定则可知正负电荷的运动情况，从而判断电势大小与电流方向，稳定时电场力等于洛伦兹力力，根据欧姆定律可判断CD选项。
本题考查霍尔效应及应用，解题关键掌握霍尔元件的原理，注意根据左手定则判断粒子运动情况。
 

6.【答案】B 

【解析】解：AB、甲方案中，铝板摆动时，扇形铝板的半径切割磁感应线，在铝板内形成环状电流，起电磁阻尼的作用，指针能很快停下来，故A错误，B正确；
CD、乙方案中，当指针偏转角度较小时，铝框中磁通量不变，不能产生感应电流，起不到电磁阻尼的作用，指针不能很快停下，因此，甲方案更合理，故CD错误。
故选：B。
分别结合图片分析甲乙两图中的装置，当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，起电磁阻尼的作用，可使指针停下，甲乙两图主要区别在于分别是铝板和铝框。
本题考查电磁阻尼的原理，要求学生结合电磁感应现象对两个方案进行分析，难度适中。
 

7.【答案】C 

【解析】

【分析】
根据波的传播方向判断出质点的振动方向，根据题意求出波的周期，根据图示图象求出波长，根据波速、波长与周期的关系求出波速，然后根据题意分析答题。
本题要灵活运用波形平移法确定质点的振动方向，要根据条件灵活应用。根据时间与周期的关系分析质点的运动状态。

【解答】
A、由题意可知，简谐波沿x轴正方向传播，可判断在时，质点M在平衡位置沿y轴负方向运动；再经过5s的时间，在时，M点第二次到达波谷位置，有，解得周期为；由图知波长为，所以可求波速，故A错误；
B、由图示图象可知，在时，简谐波刚传播到处，再经过3s即在时传播到N点，所以在时，质点N振动了2s，即半个周期，可判断此时N点正在平衡位置沿y轴正方向运动，故B错误；
C、从到时间内，M点振动了5s，N点振动了2s，可知它们振动经过的路程分别为5倍振幅和2倍振幅，即路程分别为10cm和4cm，故C正确；
D、由图示图象可知，M点和N点的距离为7m，即，两点的振动情况不是相反的，所以加速度不总是大小相等、方向相反的，故D错误。
故选：C。  

8.【答案】B 

【解析】解：A、输入电压最大值为，则有效值为：，，故A错误；
B、副线圈上的电压是22V，电动机正常工作的电压为12V，所以滑动变阻器上的电压为：，所以滑动变阻器的电阻值为：，故B正确；
C、输出的机械功率为：，故C错误；
D、电动机正常工作时副线圈的输出功率为：2，若电动机突然卡住，则电动机变成电阻为的纯电阻电路，所以副线圈的输出功率为：；因理想变压器的输入功率等于输出功率，所以电动机正常工作时原线圈的输入功率为：，若电动机突然卡住时原线圈的输入功率为：，所以若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变大，故D错误。
故选：B。
根据图示可得输出电压的最大值，根据有效值与最大值之间的关系，求得有效值，再根据电压与匝数成正比即可求得结论。
电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路。
 

9.【答案】D 

【解析】解：A、根据可知，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，其他条件不变，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距将变窄，故A正确；
B、在“验证动量守恒定律”实验中，为了保证小球做平抛运动，斜槽末端切线必须水平，斜槽是否光滑对实验没有影响，故B正确；
C、在“用单摆测定重力加速度”实验中，如果摆长测量无误，将全振动的次数n误计为，则计算出的周期偏大，根据可知，测得的g值偏小，故C正确；
D、在测定玻璃折射率实验中，玻璃砖界面与间的距离太小，使得测量角度时产生较大的误差，所以为了减小实验的相对误差，图中玻璃界面间的距离适当大些，故D错误。
本题选错误的，故选：D。
根据分析A选项；在“验证动量守恒定律”实验中，斜槽末端切线必须水平；根据分析C选项；在测定玻璃折射率实验中，玻璃界面间的距离适当大些。
本题主要是考查物理实验中的误差分析，关键是知道不同实验中误差产生的原因和减小实验误差的方法。
 

10.【答案】C 

【解析】解：A、弹丸打入砂袋过程中，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得，得；弹丸打入沙袋后，总质量变大，且做圆周运动，根据，即，可知，细绳对砂袋的拉力增大，由牛顿第三定律知，沙袋对细绳的拉力增大，故A错误；
B、根据第三定律知，弹丸打入沙袋过程中，弹丸对沙袋的作用力与沙袋对弹丸的作用力大小相等，作用时间相同，则弹丸对沙袋的冲量大小等于砂袋对弹丸的冲量，故B错误；
C、弹丸打入沙袋后一起摆动过程中整体的机械能守恒，则，得，故C正确；
D、弹丸打入砂袋过程中所产生的热量为，故D错误。
故选：C。
弹丸打入砂袋过程中，分析向心力的变化来确定细绳拉力的变化。根据牛顿第三定律和冲量的定义，来分析弹丸对砂袋的冲量和于砂袋对弹丸的冲量大小关系。弹丸打入砂袋过程中，内力远大于外力，系统的水平方向动量守恒，由动量守恒定律和能量守恒定律结合求出产生的热量。弹丸打入砂袋后一起摆动过程中整体的机械能守恒，由机械能守恒定律求摆动所达到的最大高度。
本题涉及两个物理过程，关键先要正确把握每个过程的物理规律，知道子弹打击过程遵守动量守恒定律和能量守恒定律。之后，整体的机械能守恒。
 

11.【答案】D BD C 

【解析】解：观察变压器的铁芯，由于涡流在导体中会产生热量，所以它的结构是绝缘的硅钢片叠成，故D正确，ABC错误；
故选：D。
实验中需要交流电源和多用电表，不需要干电池和直流电压表。故选BD；
如果原线圈接交流电，副线圈不接用电器，副线圈两端有电压，则用多用电表交流电压档接入副线圈能测到副线圈的电压，故A错误；
B.由知电流大线圈匝数少，因为电流大所以导线粗，故导线粗匝数少，故B错误；
C.为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，故C正确；
D.变压器的工作原理是电磁感应现象，在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，贴芯起到传递能量的作用，而不是导电，故D错误。
故选：C。
故答案为：；；
根据图片和所学知识判断出铁芯的材料；
根据实验原理分析所需器材；
根据实验原理与实验操作分析判断。
本题主要考查了变压器的构造和原理，熟悉变压器的工作原理，根据原副线圈两端的电学物理量与匝数的比例关系完成分析。
 

12.【答案】右；极；向上。 

【解析】

【分析】
根据磁铁的运动方向分析磁通量变化，由楞次定律确定感应电流方向，结合甲图可知：当电流从哪个接线柱流入时，指针向哪边偏转，由此判断指针偏转方向。
解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，基础题。

【解答】
由图甲可知，电流从灵敏电流表的的右接线柱流入，指针向右偏转。
图中原磁场向下，增大，根据楞次定律，感应电流的磁场向上，则电流从右接线柱流入，故指针向右偏转；
图中指针向左偏转，则电流方向从左接线柱流入，根据安培定则可知感应电流的磁场的方向向下，条形磁铁向下运动，根据楞次定律可知磁铁下方为S极；
图中指针向左偏转，则电流方向从左接线柱流入，根据安培定则可知感应电流的磁场的方向向下，与图中条形磁铁磁场的方向相同，根据楞次定律可知磁铁向上运动。
答：右；极；向上。  

13.【答案】解：以乒乓球飞来的方向为正方向，乒乓球的动量变化：

故乒乓球动量变化的大小为，方向与初速度方向相反。
由动量定理可知，球拍对乒乓球的平均作用力：

故球拍对乒乓球的平均作用力大小为，方向与初速度方向相反。
答：乒乓球动量的变化为，方向与初速度方向相反；
球拍对乒乓球的平均作用力为，方向与初速度方向相反。 

【解析】动量变化量为末状态动量减去初状态动量；根据动量定理求出平均作用力即可。
本题主要考查了动量定理的应用，在解题时注意先选取正方向，结合动量定理列式求解。
 

14.【答案】解：设光在光纤材料中的传播速度大小为v，根据

整理代入数据可得
当光纤材料内侧弯曲达到最小半径R时，光线恰好在材料中发生全反射，光路图如图
根据全反射条件有

根据几何关系有

联立整理代入数据可得
答：光在光纤材料中的传播速度大小为；
光纤材料内侧对应的最小弯曲半径为4cm。 

【解析】根据折射率和光速及光在光纤材料中的速度关系，求出光在光纤材料中的传播速度大小；
根据全反射条件，利用几何关系求出光纤材料内侧对应的最小弯曲半径。
在处理全反射问题时，一定要熟记全反射的条件，另外处理光线问题时，最好能画出光路图。
 

15.【答案】解：该带电粒子恰好沿着虚线从金属板穿出，在金属板内

可得

在磁场l中，带电粒子做圆周运动洛伦兹力提供向心力


由几何关系

可得

联立解得

答：带电粒子的速度大小为；
带电粒子的比荷为 

【解析】粒子在电磁场中做匀速直线运动，由平衡条件可以求出粒子的速度。
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出比荷。
本题考查了粒子在电磁场、磁场与电场中的运动，分析清楚粒子运动过程、知道粒子的运动性质，应用平衡条件、牛顿第二定律即可正确解题。
 

16.【答案】解：根据题意可知：线圈匝数匝，电阻，线圈切割磁感线的长度为，磁感应强度的大小为。
电梯下落时，线圈上、下两边均切割磁感线产生感应电动势，则有：

由欧姆定律，可得此时线圈内产生的感应电流大小为：；
当电梯达到最大速度时，电梯所受重力与安培力平衡，有

根据闭合电路的欧姆定律可得：
联立得：
代入数据得：；
在电梯下落的过程中，电梯所受安培力不断变化，取向下为正方向，由动量定理，得：

其中
代入数据得。
答：电梯下落速度达到时，线圈内产生的感应电流大小为50A；
电梯可达到的最大速度为；
若电梯下落，达到最大速度的，此过程所用时间为。 

【解析】先求出感应电动势，再由欧姆定律求感应电流；
当电梯达到最大速度时，电梯所受重力与安培力平衡，求出最大电流强度，从而求出最大速度；
根据动量定理列式即可求解所用时间。
本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚线圈的运动情况和受力情况，根据平衡条件、安培力的计算公式进行分析；涉及求时间、电荷量等问题，常采用动量定理进行解答。