2021-2022学年重庆市好教育联盟高二下学期期中物理试题(B1) （解析版）

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重庆市高二物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第二、三章，选择性必修第二册。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. 手机上一般会有两个麦克风，一个比较大的位于手机下方，另一个位于手机顶部。小明同学查阅手机说明书后知道手机顶部的麦克风为降噪麦克风。该同学进一步查阅资料得知：降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波，与噪音叠加从而实现降噪的效果。理想情况下的降噪过程如图所示，实线对应环境噪声，虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。下列说法正确的是（　　）
 A. 降噪声波的频率大于环境噪声的频率B. 降噪声波的频率小于环境噪声的频率C. 降噪麦克风的工作原理是声波的衍射D. 降噪麦克风的工作原理是声波的干涉【答案】D【解析】【详解】AB．由图可以看出，降噪声波与环境声波波长相等，波速相等，则频率相同，叠加时产生干涉，因为两列声波等幅反相，所以振动减弱，起到降噪作用，AB错误；CD．降噪麦克风的工作原理利用频率相同的两列声波等幅反相，叠加后振动减弱，起到降噪作用，是声波的干涉，C错误，D正确。故选D。2. 如图所示，将含有大量正、负带电粒子及不带电粒子的气体以大小相同的速度喷入云雾室里，观察到有两个粒子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反。已知云雾室中匀强磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是（　　）A. 粒子①受到的洛伦兹力可能指向右侧 B. 粒子②一定带正电C. 粒子①和②的质量一定相等 D. 粒子①和②的电荷量一定相等【答案】B【解析】【详解】AB．由左手定则可知，粒子①受到的洛伦兹力指向左侧，粒子②受到的洛伦兹力指向右侧，粒子①一定带负电，粒子②一定带正电，故A错误，B正确；CD．由题意知两个粒子的径迹弯曲程度相同，即它们做匀速圆周运动的半径相等，又所以故它们的比荷相等，但质量和电荷量不一定相等，故CD错误。故选B。3. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把线圈水平向右平移时，条形磁铁始终保持静止。移动线圈的过程中，从上方俯视，下列说法正确的是（　　）A. 穿过圆环的磁通量变大 B. 圆环中产生顺时针方向的感应电流C. 圆环中产生逆时针方向的感应电流 D. 圆环中不产生感应电流【答案】C【解析】【详解】A．由图可知，圆环内磁通量向上，当线圈向右水平平移时，圆环的面积不变，穿过圆环的磁场的磁感应强度减小，因此穿过圆环的磁通量变小，故A项错误；BCD．由选项A可知，穿过圆环的磁通量变小，因此根据楞次定律可知，圆环中感应电流的方向为逆时针方向，故C项正确，B项、D项错误。故选C4. 一个10匝、总电阻为2Ω的闭合矩形金属线框位于匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，穿过该线框的磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。下列说法正确的是（　　）
 A. t=0时，线框平面与中性面重合 B. 线框产生的感应电动势的最大值为20πVC. 线框产生的交变电动势的频率为0.5Hz D. 线框的发热功率为400π2W【答案】B【解析】【详解】A．t=0时，穿过该线框的磁通量为零，线框平面与中性面垂直，故A错误；B．线框产生的感应电动势的最大值故B正确；C．线框产生的交变电动势的频率故C错误；D．线框的发热功率故D错误。故选B。5. 如图所示，足够长的导体棒MN固定在相互平行且间距l=0.4m的金属导轨上，导体棒MN与水平导轨的夹角为30°，且处于方向垂直纸面向外、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中。已知电源的电动势E=6V，回路中的总电阻R=3Ω，导体棒与导轨接触良好，则导体棒MN所受的安培力大小为（　　）
 A. 0.1N B. 0.2N C. 0.4N D. 0.8N【答案】D【解析】【详解】根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流为根据几何关系可知，导体棒中有电流通过的长度为L=2l=0.8m则导体棒受到的安培力大小为F=BIL=0.8N故选D。6. 如图甲所示，一个环形导线线圈的电阻为r、面积为S，其位于一垂直于环形面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。有一电阻R将其两端分别与图甲中的环形线圈a、b相连，其余电阻不计，在0～t0时间内，下列说法正确的是（　　）A. a、b间的电压大小为，a点电势高于b点B. a、b间的电压大小为，a点电势低于b点C. 流过R的电流大小为，方向从上到下D. 流过R的电流大小为，方向从下到上【答案】D【解析】【详解】根据楞次定律可知感应电流产生的磁场方向垂直纸面向里，再根据右手螺旋定则可知环形导线中的感应电流为顺时针，即a点为电源的负极，所以a点电势低于b点，流经R的电流方向为从下到上。感应电动势则流过R的电流大小为a、b间的电压大小为路端电压故选D。7. 如图所示，直线是一匀强磁场的边界，上方的磁场足够大，两个相同的带正电粒子先后沿图中1、2两个方向以相同的速率从点射入磁场，两粒子分别经、时间均从点离开磁场，则（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】粒子在磁场中从点到点的轨迹如图所示由图中几何关系可知，粒子在磁场中的运动时间分别为可得C正确，ABD错误；故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8. 如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（　　）A. 0.3s末和0.7s末，振子的速度相同B. 在0.4s～0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同C. 振子做简谐运动的表达式为D. t=0.2s时，振子的位移为6cm【答案】BC【解析】【详解】A．由图像知，弹簧振子的周期为由图可得0.3s末和0.7s末，弹簧振子位移不同，则速度大小不相等，故A错误；B．由图可得在0.4s～0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故B正确；C．由图像得振幅为所以振子做简谐运动的表达式为故C正确；D．t=0.2s时，振子的位移为故D错误。故选BC。9. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻，当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（　　）
 A. 电压表的示数为B. 处温度升高时，电压表的示数减小C. 处温度降低时，变压器原线圈的输入功率减小D. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为【答案】CD【解析】【详解】A．由图知输入电压有效值为36V，电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压有效值为故A 错误；B．处温度升高时，电阻变小，电流表的示数变小，但不会影响输入和输出电压值，即电压表V2的示数不变。故B错误；B．处温度降低时，电阻变大电流减小，所以功率减小，变压器原线圈的输入功率减小。故C正确；D．原线圈接如图乙所示的正弦交流电，由图可知，最大电压为V，周期为0.02s，故角速度为故可得原线圈两端电压的瞬时值表达式为故D正确。故选CD。10. 图为质谱仪的结构图，该质谱仪由速度选择器与偏转磁场两部分组成，已知速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B1、电场强度大小为E，荧光屏PQ下方匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B2。三个质量均为m、电荷量不同的粒子沿竖直方向经速度选择器由荧光屏上的狭缝O进入偏转磁场，最终打在荧光屏上的S1、S2、S3处，相对应的三个粒子的电荷量的绝对值分别为q1、q2、q3，S1、S3间的距离为△x，忽略粒子所受的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（　　）
 A. 三个粒子均带正电 B. 粒子进入偏转磁场的速度大小是C. q1<q2<q3 D. 【答案】AD【解析】【详解】A．由图可知，三个粒子进入磁场后所受洛伦兹力向左，根据左手定则，可知，三个粒子均带正电，故A正确；B．粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据平衡条件有解得故B错误；C．由B分析可知，三个粒子进入磁场时的速度相等，进入磁场后，由整理的由图可知则故C错误；D．由B分析可知，三个粒子进入磁场时的速度相等，进入磁场后，由整理的由图可知，S1、S3间的距离为故D正确。故选AD。三、非选择题：共57分。11. 东风中学有一个教学用可拆变压器（可视为理想变压器）。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。章华同学将灯泡（负载）连接到线圈B两端，将学生电源的交流输出端连接到线圈A两端。回答下列问题：（1）实验时先保持原线圈A的匝数不变，改变副线圈B的匝数，研究其对副线圈电压的影响。再保持副线圈B的匝数不变，研究原线圈A的匝数对副线圈B电压的影响。探究过程采用的实验方法是______。（2）某次实验时变压器原线圈A、副线圈B的匝数分别为25匝和15匝，该同学用理想电压表测得的副线圈B两端的电压为12V，则用理想电压表测得原线圈A两端的电压为______V。（结果保留一位小数）（3）该同学通过多次实验发现，原线圈A输入功率______（填“大于”、“等于”或“小于”）副线圈B的输出功率。【答案】    ①. 控制变量法    ②. 20.0    ③. 等于【解析】【详解】（1）[1]该实验所用的实验方法为控制变量法。（2）[2]根据可知原线圈A两端的电压为20.0 V。（3）[3]实验发现，原线圈A的输入功率等于副线圈B的输出功率。12. 惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出巴黎的重力加速度，小华同学受此启发，在学习完单摆的相关知识后，他想到用单摆等器材测量出学校所在地的重力加速度。在测量过程中，他用到了以下的器材：长约的细绳、小钢球、铁架台、刻度尺、游标卡尺、手机秒表等。（1）按照图甲所示装置组装好实验器材，用刻度尺测量摆线（悬点到摆球最顶端）的长度；用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图乙所示，则该摆球的直径为_________。
 （2）关于本实验，下列说法正确的是________。A. 摆球应选用体积较小、质量较大的小球B. 绳子弹性越好越利于减小实验误差C. 为了便于测量周期，摆角越大越好D. 测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时（3）该同学测出不同摆长和对应的周期，并在坐标纸上作出图线如图丙所示，则图线的斜率________（用、、和表示），则学校所在地的重力加速度大小________（用和表示）。
 【答案】    ①. 14.15    ②. AD##DA    ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺读数为 1 （2）[2]A． 摆球应选用体积较小、质量较大的小球，以减小阻力的影响，故A正确；B．要保证摆长不变，绳子不能选择弹性绳，故B错误；C．单摆在摆角小于5°的情况下的运动是简谐运动，周期公式才成立，故C错误；D．为了减小实验误差，测量周期时，应从摆球到达最低点时开始计时，故D正确。（3）[3][4]由单摆周期公式得解得所以图线的斜率，13. 一列简谐横波在某介质中传播时刻的波形图如图甲所示。P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在处的质点，质点Q的振动图像如图乙所示。求：（1）该波的波速大小v和波的传播方向；（2）在0.15s~0.40s时间内，质点P通过的路程s；（3）质点Q做简谐运动的表达式。
 【答案】（1），沿x轴正方向传播；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题图甲知该波的波长由题图乙知周期该波波速大小为由题图乙知，在质点Q正从平衡位置向波峰运动，根据同侧法可知，该简谐波沿x轴正方向传播。（2）在时间内质点P任意时间内的路程为2A，则质点P在时间内通过的路程（3）圆频率由题图乙知则质点Q做简谐运动的表达式为14. 如图所示，在平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外、大小为的匀强磁场。一带电粒子从轴上的点射入磁场，其速度方向与轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后从轴上的点（图中未画出）射出磁场，其速度方向与轴负方向的夹角。已知，粒子的质量为、电荷量为，不计粒子所受重力。求：（1）粒子速度的大小﹔（2）带电粒子在第一象限内运动的时间。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】粒子运动轨迹如图所示（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有根据几何关系有解得（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为，则粒子在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心角所以粒子在第一象限内运动的时间15. 如图所示，光滑平行金属导轨由左、右两侧的倾斜轨道与中间的水平轨道平滑连接而成，导轨间距，在左侧倾斜轨道上端连接有阻值的定值电阻，水平轨道间有磁感应强度方向竖直向上、大小的匀强磁场．质量、电阻、长度与导轨间距相等的金属棒放在左侧倾斜轨道上由静止释放，金属棒释放的位置离水平轨道的高度，金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属棒第一次出磁场时到达右侧倾斜轨道的最大高度，取重力加速度大小，不计金属导轨电阻，金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失，求：（1）金属棒第一次穿过磁场的过程中，定值电阻上产生的焦耳热；（2）水平轨道的长度d；（3）金属棒第一次从右边进入磁场后能够到达左侧倾斜轨道的最大高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设金属棒第一次进入磁场时的速度大小为，第一次离开磁场时的速度大小为，根据机械能守恒定律有 从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场，根据功能关系有根据焦耳定律可知，定值电阻上产生的热量解得（2）从金属棒第一次进入磁场到第一次离开磁场的过程中，对任意一个很短的时间分析，根据牛顿第二定律有综合可得解得（3）设金属棒第二次进入磁场时的速度大小为，第二次离开磁场时的速度大小为，则根据机械能守恒定律有解得