广东省广州市第八十九中学高二下学期期中考试物理试题

这是一份广东省广州市第八十九中学高二下学期期中考试物理试题，共17页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
第二学期广州市第八十九中学期中考试卷
高二年级 物理试卷
命题人： 审核人： 命题时间：2023年4月6日
本试卷分第I卷和第II卷两部分，共100分，考试时间75分钟。
第I卷（选择题 共48分）
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等信息填写在答题纸上。
2、答案必须填写在答题纸的相应位置上，答案写在试题卷上无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目求。
1．关于教材中出现的以下四张图片，下列说法不正确的是（　　）

A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调变化，是由于波的叠加引起的
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的干射产生的
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光的全反射引起的
2．下列各图中，表示磁场方向、电流方向及导线所受安培力方向的相互关系，其中正确的是（  ）
A． B． C． D．
3．如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹。若不计粒子所受重力，则（　　）

A．粒子a带负电，粒子b、c带正电
B．粒子c在磁场中运动的时间最长
C．粒子c在磁场中的加速度最大
D．粒子c在磁场中的速度最大
4．如图所示，匀强磁场垂直纸面向里，正方形金属线框从磁场上方无初速度下落，在下落过程中，线框的bc边始终与磁场的边界平行，完全进入磁场后再从磁场中离开，下列说法正确的是（　　）

A．线框进入磁场过程中，感应电流方向为顺时针
B．线框进入磁场过程中，bc边受到的安培力方向向下
C．线框离开磁场过程中，感应电流方向为逆时针
D．线框离开磁场过程中，da边受到的安培力方向向上
5．如图所示，间距为L的竖直平行金属导轨MN、PQ上端接有电阻R，质量为m、电阻为r的金属杆ab，跨在平行导轨上，垂直导轨平面的水平匀强磁场的磁感应强度为B，不计导轨电阻及一切摩擦，且ab与导轨接触良好．若金属棒ab在竖直向上的外力F作用下以速度V匀速上升，则以下说法正确的是（　 　）

A．a、b两点间的电压为BLV
B．b端电势高于a端电势
C．作用在金属棒ab上的各个力的合力做功等于零
D．拉力F所做的功等于电路中产生的热量
6．如图所示，金属棒的质量为，通过的电流为，处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面的夹角为，静止于两根间距为的水平导轨上且与磁场方向垂直。下列说法正确的是（　　）

A．金属棒受到的安培力大小
B．金属棒受到的摩擦力大小
C．若只增大磁感应强度，则金属棒对导轨的压力将增大
D．若只改变电流方向，则金属棒对导轨的压力将增大
7．如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。已知线圈的电阻，则（    ）

A．线圈内感应电流的方向为顺时针 B．通过电阻R的电流大小为
C．A点电势比B点电势低 D．内电路中产生的电能为
8．如图所示，在第IV象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，一对比荷之比为的正、负带电粒子在坐标平面内以相同的速率沿与x轴成角的方向从坐标原点射入磁场。不计粒子受到的重力及粒子间的作用力。正、负带电粒子在磁场中运动的时间之比为（    ）

A． B． C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中，只要增大加速电压，粒子就能获得更大的动能
B．乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大
C．丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势低于B极板电势
D．丁图中，从左侧射入的带负电粒子，若速度满足，将向下极板偏转
10．如图所示，是自感系数很大的线圈，它的电阻可忽略不计，二极管的正向导电电阻为，和是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的是（　　）

A．闭合，不亮，逐渐变亮
B．闭合，先亮，逐渐变亮
C．断开，不亮，亮，然后慢慢熄灭
D．断开，亮，然后和同时慢慢熄灭
11．如图所示，正方形金属线框静止在水平面上，其右侧有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，计时开始，在垂直于磁场边界的水平外力作用下，线框以恒定加速度进入磁场区域，时刻线框全部进入磁场。其中电流、外力随时间变化的关系正确的是（　　）

A． B． C． D．
12．如图所示，△AOC为直角三角形，∠O=90°，∠A=60°，AO=L，D为AC的中点。△AOC中存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在O点放置一粒子源，可以向各个方向发射质量为m、电荷量为-q，速度大小均为的粒子。不计粒子间的相互作用及重力作用，对于粒子进入磁场后的运动，下列说法正确的是（　　）

A．粒子在磁场中运动的半径为L
B．与OC成45°角入射的粒子将从AC边射出
C．在AC边界上有粒子射出的区域长度为L
D．所有从OA边界射出的粒子在磁场中运动的时间相等
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
13．（8分）在“测玻璃的折射率”实验中：
（1）如图所示，用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，下列说法中正确的是________；

A．若、的距离较大时，通过玻璃砖会看不到、的像
B．为减少测量误差，、连线与法线的夹角应尽量小些
C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些
D．若、的连线与法线夹角较大时，有可能在面发生全反射，所以在一侧就看不到、的像
（2）增大入射光线入射角时出射光线相对入射光线的偏移量将________（填“增大”或“减小”）；
（3）如果有宽度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。
（4）在该实验中，光线是由空气射入玻璃砖，根据测得的入射角和折射角的正弦值画出的图线如图所示，从图线可知玻璃砖的折射率是________。

（5）某同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系如图所示，他的其他操作均正确，且均以、为界面画光路图。则该同学测得的折射率测量值________真实值（选填“大于、小于、等于”）。
14．（6分）一根长为0.2m的导线，用两根细绳悬挂着，当通以如图所示3A的电流时，则导线受到的安培力大小为6×10－2N，安培力的方向为____________，则该处的磁感应强度B的大小是 ___________T。如果该导线的长度和电流都减小一半，则该处的磁感应强度B的大小是______T。

15．（4分）如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从a孔沿a→b方向垂直射入容器内的匀强磁场中，结果一部分电子从小孔c竖直射出，一部分电子从小孔d水平射出，则从c、d两孔射出的电子在容器中半径大小之比=_____，在容器中运动的时间之比_____。

16．（8分）一束激光由光导纤维左端的中心点O以的入射角射入，在光导纤维的侧面以入射角多次反射后，从另一端射出，已知光导纤维总长，光在真空中的传播速度：．求：
（1）光导纤维对该束激光的折射率；
（2）该激光在光导纤维中传输所经历的时间t。

17．（12分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距 L =1m ，导轨平面与水平面成角，下端连接阻值为 R = 0.8Ω 的电阻，匀强磁场方 向与导轨平面垂直，磁感应强度大小为 B=1T；质量为m = 0.1kg 、电阻 r = 0.2Ω金属棒放 在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触。g 取，求：
（1）金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
（2）金属棒 ab 所能获得的最大速度；
（3）若金属棒ab沿斜面下滑0.2m 时恰好获得最大速度，求在此过程中回路一共生热多少焦。


18．（14分）如图所示的平面直角坐标系xOy，在第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴负方向；在第四象限的正方形abcd区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向外，正方形边长为L，且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P（0，h）点，以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a（2h，0）点进入第四象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第三象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求：
（1）判断粒子带电的电性，并求电场强度E的大小；
（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；
（3）abcd区域内磁场的磁感应强度B的最小值。


参考答案：
1．A
【解析】A．图1所示疾驰而过的急救车使人感觉音调发生变化，当急救车靠近时，感觉声调变高，反之急救车远离时，感觉声调变低。这是由于多普勒效应引起的，故A错误，符合题意；
B．图2所示竖直的肥皂膜看起来常常是水平彩色横纹，是由于光的薄膜干涉产生的，故B正确，不符合题意；
C．图3所示泊松亮斑现象是由于光的衍射产生的，故C正确，不符合题意；
D．图4所示水中的气泡看上去特别明亮，是由于光从水进入气泡时发生了全反射引起的，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．C
【解析】A．电流的方向向上，让磁场垂直于掌心向里穿过，根据左手定则可得，安培力的方向向左，故A错误；
B．该图中电流的方向与磁场的方向平行，电流不受到安培力的作用，故B错误；
C．电流的方向向右，让磁场垂直于掌心向里穿过，根据左手定则可得，安培力的方向向上，故C正确；
D．电流的方向向里，让磁场垂直于掌心穿过，根据左手定则可得，安培力的方向左，故D错误。
故选C。
3．B
【解析】A．根据左手定则可知，粒子a带正电，粒子b、c带负电，故A错误；
B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有

且

解得

三个带电粒子的质量和电荷量都相等，故三个粒子在同一磁场中运动的周期相等，粒子c的轨迹对应的圆心角最大，所以粒子c在磁场中运动的时间最长，故B正确；
CD．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有

得


粒子c的轨迹半径最小，速度最小，所以粒子c的加速度最小，故CD错误。
故选B。
4．D
【解析】A．线框进入磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，知线框中感应电流方向为逆时针，A错误；
B．线框进入磁场过程中，穿过线框的磁通量增大，线框有收缩的趋势，bc边受到的安培力方向向上，B错误；
C．线框离开磁场过程中，根据楞次定律，并结合右手螺旋定则，感应电流方向为顺时针，C错误；
D．线框离开磁场过程中，穿过线框的磁通量减少，线框有扩张的趋势，da边受到的安培力方向向上，D正确。
故选D。
5．C
【解析】A．ab棒切割磁感线产生的电动势为，ab棒相当于电源，由于电源有内阻，所以ab棒两端电压小于，故A错误；
B．由于ab棒匀速上升，由右手定则可知，a端电势更高，故B错误；
C．由于ab棒匀速上升，由动能定理可知，作用在金属棒ab上的各个力的合力做功等于零，故C正确；
D．根据功能关系可知，拉力F做的功等于重力势能的增加量和电路中产生的热量之和，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】A．根据题意可知，金属棒中的电流的方向与磁感应强度的方向垂直，所以金属棒受到的安培力大小，故A错误；
B．金属棒受力分析如图所示

金属棒ab静止，由平衡条件得

故B错误；
C．对金属棒，由平衡条件得

由牛顿第三定律可知，金属棒对导轨的压力大小为

若只增大磁感应强度，则金属棒对导轨的压力将增大，故C正确；
D．若只改变电流方向，则金属棒受到的安培力方向反向，由牛顿第三定律可知，金属棒对导轨的压力大小为

将减小，故D错误。
故选C。
7．B
【解析】AC．由图可知，穿过线圈的磁通量方向向里增大，根据楞次定律可知，线圈内感应电流的方向为逆时针，外电路中电流从A点经电阻R流到B点，所以A点电势比B点电势高，故AC错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可得，线圈中产生的感应电动势为

通过电阻R的电流大小为

故B正确；
D．0.2s内电路中产生的电能等于电路中产生的焦耳热，则有

故D错误。
故选B。
8．D
【解析】运动轨迹如图所示

由图可知，正电荷运动所对应的圆心角为120°，负电荷运动所对应的圆心角为60°，正、负带电粒子圆心角之比为2：1；由洛伦兹力提供向心力

得

又

解得

故正、负带电粒子周期之比为1：2
粒子在磁场中运动的时间

故正、负带电粒子在磁场中运动的时间之比为

故选D。
9．BC
【解析】A．甲图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时，粒子具有最大速度，即

粒子的最大动能

由此可见最大动能与加速电压无关，故A错误；
B．乙图中，粒子射出速度选择器后在磁场中运动有

解得

粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即r越小，则粒子的比荷越大，故B正确；
C．丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正电粒子向B极板偏转，负电粒子向A极板偏转，因此A极板电势低于B极板电势，故C正确；
D．丁图中，带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度

即洛伦兹力小于电场力，粒子将向上极板偏转，故D错误。
故选BC。
10．AD
【解析】AB．闭合，由于二极管加反向电压，则不导通，即不亮，由于线圈感应电动势阻碍电流增加，可知D2所在支路的电流逐渐变大，即逐渐变亮，选项B错误，A正确；
CD．断开，由于线圈中的自感电动势阻碍电流减小，则会在二极管、D1和D2中形成新的回路，使二极管导通，即亮，然后和同时慢慢熄灭，选项C错误，D正确。
故选BD。
11．BD
【解析】AB．设线框的边长为L，电阻为R，线框的加速度大小为a，则t（0≤t≤t1）时刻线框的速度大小为

产生的感应电动势大小为

线框中电流大小为

所以I随t成正比例关系，I-t图像为过原点的倾斜直线，故A错误，B正确；
CD．根据前面分析可知，t（0≤t≤t1）时刻线框所受安培力大小为

设线框质量为m，对线框根据牛顿第二定律有

解得

所以F-t图像为纵截距大于零的倾斜直线，故C错误，D正确。
故选BD。
12．ABC
【解析】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有

解得粒子在磁场中运动的半径为

故A正确；
B．如图1所示，当粒子恰好从A点射出时，根据几何关系可得粒子与OC成60°角入射，所以与OC成45°角入射的粒子将从AC边射出，故B正确；

图1
C．如图2所示，根据几何关系可知沿CO方向入射的粒子将恰好从D点射出，结合上面B项分析可知AD为AC边界上有粒子射出的区域，其长度为L，故C正确；

图2
D．所有粒子在磁场中运动的周期均相同，设为T，设粒子在磁场运动过程中转过的圆心角为α，则粒子运动时间为

由于所有粒子的运动轨迹为半径相同的圆，从OA射出的粒子，其轨迹所截AO的长度不同，对应转过的圆心角不同，所以所有从OA边界射出的粒子在磁场中运动的时间不等，故D错误。
故选ABC。
13． C 增大 大 1.5 偏小
【解析】（1） A．根据光路可逆性远离可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖内发生全反射，即、的距离较大，通过玻璃砖也会看到、的像，故A错误；
B．为了减小误差，入射角应适当大一些，即、的连线与法线的夹角应尽量大些，故B错误；
C．为了减小作图误差，和的距离应适当取大些，故C正确；
D．有几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，光线不会在玻璃砖内下表面发生全反射，故D错误。
故选C。
（2）入射角越大，折射角越大，玻璃砖的厚度是不变的，偏移的距离等于砖的宽度与折射角正切值的乘积，所以偏移的距离就越大。
（3）玻璃板的厚度越大，则光线通过玻璃板的侧移量越大，测量误差越小，故如果有几块宽度大小不同的玻璃砖可供选择，为了减小误差应选宽度大的玻璃砖来测量。
（4）由折射率公式，即

代入数据，可得

（5）下图为该同学测定折射率时，作出的折射光线如下图中虚线所示，

实线表示实际光线，可见折射角增大，则由折射定律可知，折射率将偏小。
14． 竖直向上 0.1 0.1
【解析】根据左手定则，可以判断安培力的方向为竖直向上；
磁场的磁感应强度为

磁场的磁感应强度只与磁场本身有关，当导线的长度减为原来的一半时，磁感应强度B仍为。
15．
【解析】粒子做匀速圆周运动的轨迹如下图所示，粒子从c点离开，其半径为r，粒子从d点离开，其半径为r，则由图可知半径之比为

粒子由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动的周期为

所以粒子运动的周期相同，而从图中可知，从小孔c射出的粒子运动时间为个周期，从小孔d射出的粒子运动时间为个周期，所以时间之比为


16．（1）；（2）
【解析】（1）根据在光导纤维侧面的入射角为，由几何关系可得在左端的折射角为

由折射定律

代入数据解得

（2）激光在光导纤维中经过一系列全反射后从右端射出，光路图如图所示．设激光在光导纤维中的传输速度为v，激光在光导纤维中传播的距离为s，则有
，， ，    
代入数据联立解得


17．（1）5m/s2；（2）0.5m/s；（3）0.0875J
【解析】（1）金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律得

代人数据解得

（2）设金属棒运动达到稳定时，速度为，所受安培力为，棒在沿导轨方向受力平衡有



最大速度为

（3）根据全过程中能的转化和守恒规律，有

代入数据可得全过程中系统产生的热为

18．（1）正电；；（2），方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角；（3）
【解析】（1）粒子垂直于电场方向进入电场后沿电场线方向偏转，故粒子带正电；

设粒子在电场中运动的时间为t，粒子在电场中做类平抛运动，则有



联立以上各式可得

（2）粒子到达a点时沿y轴方向的分速度

所以，粒子进入磁场的速度为

方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角。
（3）粒子在磁场中运动时，有

粒子又经过磁场从y轴上的某点进入第三象限，且速度与y轴负方向成45°角，故粒子在磁场中的偏转角为，分析得：当粒子从b点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有

所以