第第頁四川省仁壽重點學校2022-2023學年高二（下）期中物理試卷（含解析）2022-2023學年四川省仁壽重點學校高二（下）期中物理試卷

一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）

1.如圖所示，相距為的兩平行直金屬導軌、水平放置，電阻接在導軌的端和端之間，長為的導體棒放在導軌、上，整個裝置處于垂直于導軌平面、強度為的勻強磁場中。使導體棒以水平速度向右勻速運動時，回路中產生的感應電流為。回路中產生的感應電動勢和導體棒受到的安培力分別為()

A.，B.，

C.，D.，

2.材料相同的均勻直導線、串聯在電路上時，沿長度方向的電勢隨位置的變化規(guī)律如圖所示。已知導線長為，導線長為，則、兩導線的橫截面積之比是()

A.B.C.D.

3.如圖所示，在勻強電場中，一質量為、帶電量為的小球從點由靜止開始自由釋放，其運動軌跡為一直線，直線與豎直方向的夾角為，下列說法正確的是()

A.小球的電勢能一定減小B.小球一定做勻加速直線運動

C.小球所受電場力一定做正功D.小球所受電場力一定為

4.如圖所示，大氣球質量為，載有質量為的人，靜止在空氣中距地面高的地方，氣球下方懸一根質量可忽略不計的繩子，此人想從氣球上沿繩慢慢下滑至地面，為了安全到達地面，則繩長至少為不計人的身高，可以把人看作質點()

A.B.C.D.

5.一個靜止的質量為的原子核，放出一個質量為的粒子，粒子離開原子核時相對核的速度為，則形成的新核速度大小為()

A.B.C.D.

6.在如圖所示的電路中，和是兩個相同的燈泡。線圈的自感系數足夠大，電阻可以忽略不計，下列說法正確的是()

A.閉合開關時，先亮，逐漸變亮B.閉合開關時，和同時亮

C.斷開開關時，閃亮一下再熄滅D.斷開開關時，流過的電流方向向左

7.如圖所示，一砂袋用無彈性輕細繩懸于點。開始時砂袋處于靜止狀態(tài)，一彈丸以水平速度擊中砂袋后未穿出，二者共同擺動。若彈丸質量為，砂袋質量為，彈丸和砂袋形狀大小忽略不計，彈丸擊中沙袋后漏出的沙子質量忽略不計，不計空氣阻力，重力加速度為。下列說法中正確的是()

A.彈丸打入砂袋過程中，細繩所受拉力大小保持不變

B.彈丸打入砂袋過程中，機械能守恒

C.彈丸打入砂袋過程中所產生的熱量為

D.砂袋和彈丸一起擺動所達到的最大高度為

8.如圖所示，在一光滑的水平面上，有質量相同的三個小球、、，其中、靜止，中間連有一輕彈簧，彈簧處于自由伸長狀態(tài)，現小球以速度與小球正碰并粘在一起，碰撞時間極短，則碰后瞬間()

A.、的速度變?yōu)?，的速度仍?/p>

B.、、的速度均為

C.、的速度變?yōu)?，的速度仍?/p>

D.、、的速度均為

二、多選題（本大題共4小題，共20.0分）

9.質量為的小球以的速度與質量為的靜止小球正碰，關于碰后的速度和，下面可能的是()

A.B.，

C.，D.，

10.木塊和用一根輕彈簧連接起來，放在光滑水平面上，緊靠在墻壁上，在上施加向左的水平力使彈簧壓縮，如圖所示，當撤去外力后，下列說法中正確的是()

A.尚未離開墻壁前，和組成的系統動量守恒

B.尚未離開墻壁前，和組成的系統動量不守恒

C.離開墻壁后，和組成的系統動量守恒

D.離開墻壁后，和組成的系統動量不守恒

11.如圖所示，足夠長的光滑形導軌寬度為，其所在平面與水平面的夾角為，上端連接一個阻值為的電阻，置于磁感應強度大小為、方向垂直導軌平面向上的勻強磁場中，今有一質量為、有效電阻為的金屬桿垂直于導軌放置并由靜止下滑，設磁場區(qū)域無限大，當金屬桿下滑達到最大速度時，運動的位移為，則以下說法中正確的是()

A.金屬桿所受導軌的支持力等于

B.金屬桿下滑的最大速度

C.在此過程中電阻上產生的焦耳熱為

D.在此過程中流過電阻的電荷量為

12.如圖所示，電阻、電容器與一半徑為的單匝圓形線圈連成閉合回路，線圈內有垂直紙面向里的勻強磁場。在時間內，磁感應強度的方向不變，大小由均勻增加到。在此過程中()

A.流過的電流方向從到B.線圈中產生的感應電動勢為

C.電容器下極板帶正電，上極板帶負電D.電阻消耗的功率逐漸增大

三、實驗題（本大題共2小題，共16.0分）

13.某中學實驗小組利用如圖所示電路探究“電磁感應現象”。

如果在閉合開關時發(fā)現靈敏電流計的指針向右偏轉了一下，那么合上開關后進行下述操作時可能出現的情況是：

將通電線圈迅速插入感應線圈時，靈敏電流計指針將____________________選填“左偏”“不偏”“右偏”。

將通電線圈插入感應線圈后，將滑動變阻器的滑片迅速向左滑動時，靈敏電流計指針將____________________選填“左偏”“不偏”“右偏”。

在上述實驗中，如果感應線圈兩端不接任何元件，則感應線圈中將_________________。

A.因電路不閉合，無電磁感應現象

B.有電磁感應現象，有感應電動勢，但無感應電流

C.不能用楞次定律和安培定則判斷感應電動勢方向

14.在“驗證動量守恒定律”的實驗中，先讓球直接滾下，記錄其做平拋運動的水平位移，在讓球撞擊靜止在末端的球，而后分別記錄兩球做平拋運動的水平位移，請回答下列問題。

實驗記錄如圖所示，則球碰前做平拋運動的水平位移是圖中的_____，球被碰后做平拋運動的水平位移是圖中的_____。兩空均選填“”、“”或“”

小球下滑過程中與斜槽軌道間存在摩擦力，這對實驗結果_____產生誤差選填“會”或“不會”。

若入射小球質量為，半徑為；被碰小球質量為，半徑為，則正確的是()

A.，．，

C.，．，

為完成此實驗，以下所提供的測量工具中必需的是_____填下列對應的字母。

A.游標卡尺刻度尺天平秒表

四、計算題（本大題共3小題，共32.0分）

15.如圖所示，一小型發(fā)電機內有匝矩形線圈，矩形面積，線圈電阻可忽略不計。在外力作用下矩形線圈在勻強磁場中，以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸勻速轉動，發(fā)電機線圈兩端與的電阻構成閉合回路。

求線圈轉動時產生感應電動勢的最大值；

從線圈平面通過中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；

求從線圈平面通過中性面開始，線圈轉過角的過程中通過電阻橫截面的電荷量。

16.如圖，在水平地面上方空間存在一垂直紙面向里、磁感應強度的有界勻強磁場區(qū)域，上邊界距離地面的高度。正方形金屬線框的質量、邊長，總電阻，線框的邊距離上方處由靜止開始自由下落，始終在豎直平面內且保持水平。取求：

線圈剛進入磁場時受到安培力的大小和方向；

線框從開始運動到邊剛要落地的過程中線框產生的焦耳熱；

通過計算畫出線框從開始運動，到邊恰好到達地面過程的圖像。要求標注關鍵數據

17.如圖所示，粗糙的水平面連接一個豎直平面內的半圓形光滑軌道，其半徑為，半圓形軌道的底端放置一個質量為的小球，水平面上有一個質量為的小球以初速度開始向著小球運動，經過時間與發(fā)生彈性碰撞。設兩小球均可以看做質點，它們的碰撞時間極短，且已知小球與水平面間的動摩擦因數，求：

兩小球碰撞前的速度大??；

小球運動到最高點時對軌道的壓力；

小球所停的位置距圓軌道最低點的距離。

答案和解析

1.【答案】

【解析】解：磁感線與導體棒垂直，那么導體切割磁感線的有效長度與速度垂直，所以回路中產生的感應電動勢：

磁感線與導體棒垂直，導體棒受到安培力的有效長度為電流流過的長度，有：，故B正確，ACD錯誤。

故選：。

根據即可求出感應電動勢的大小，再根據安培力公式即可求出安培力大小。

本題考查導體棒切割產生電動勢以及安培力的計算，要注意明確中的為有效長度，而安培力的計算中為導體棒的長度。

2.【答案】

【解析】解：電阻串聯，電流相等，則：

根據電阻定律：

同種材料的電阻，電阻率相同，導線的長度之比：

聯立方程，則導線的橫截面積之比為：

故A正確，BCD錯誤；

故選：。

串聯電路中電流相等，根據電勢差的大小，通過歐姆定律得出電阻的大小關系，再根據電阻定律得出和導線的橫截面積之比。

本題考查了歐姆定律、電阻定律以及串并聯電路的特點，難度不大，關鍵是正確理解圖象的意義。

3.【答案】

【解析】解：、粒子從靜止開始做直線運動，電場力與重力合力為恒力，所以合外力一定與速度方向共線，做勻加速直線運動，如下圖所示：

電場力的方向可能與速度方向成銳角、直角或鈍角，所以電場力可能做正功、不做功或負功，電勢能可能減小、不變或增大，故AC錯誤，B正確；

D、電場力的的取最小值時，電場力與合力方向垂直：，所以電場力可能大于，故D錯誤。

故選：。

根據受力分析判定力與運動方向關系，從而做功情況和能量變化情況；根據三角形定則知電場力的最小值。

帶電粒子在電場的運動，綜合了靜電場和力學的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同。先分析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程，然后選用恰當的規(guī)律解題。

4.【答案】

【解析】

【分析】

此題主要考查動量守恒定律，關鍵是找出人和氣球的速度關系和繩子長度與運動路程的關系。

人和氣球動量守恒，當人不動時，氣球也不動；當人向下運動時，氣球向上運動，且變化情況一致，即加速均加速，減速均減速，勻速均勻速，根據動量守恒列出等式求解。

【解答】

人與氣球組成的系統動量守恒，設人的速度，氣球的速度，設運動時間為，以人與氣球組成的系統為研究對象，以向下為正方向，由動量守恒得，則，解得，則繩子長度，即繩子至少長長，故A正確，BCD錯誤。

故選A。

5.【答案】

【解析】

【分析】

首先要抓住“粒子離開原子核時相對核的速度為”求出粒子相對地面的速度，再使用動量守恒定律可得．

該題中要注意“粒子離開原子核時相對核的速度為”是解決問題的關鍵，屬于易錯題．

【解答】

設新核速度為，則粒子的速度為，則由動量守恒定律得，解得，負號代表與方向相反，C正確．

故選：。

6.【答案】

【解析】

【分析】

當電鍵閉合時，通過線圈的電流增大，線圈會產生自感電動勢阻礙電流的增大，根據楞次定律判斷感應電動勢的方向和作用，分析哪個燈先亮，斷開瞬間也可以按照同樣的思路分析。

本題主要考查自感現象。

【解答】

合上開關時，燈立即發(fā)光；通過線圈的電流增大，線圈會產生自感電動勢與原來電流方向相反，阻礙電流的增大，電路的電流只能逐漸增大，燈逐漸亮起來；當電流逐漸穩(wěn)定時，線圈不產生感應電動勢，通過兩燈的電流相等，亮度相同，故A正確，B錯誤；

穩(wěn)定后斷開開關時，由于自感，線圈中的電流只能慢慢減小，其相當于電源，線圈、燈與燈構成閉合回路放電，兩燈都過一會兒熄滅，由于兩燈泡完全相同，線圈的電阻又不計，則燈不會出現閃亮一下，且流過燈的電流方向向右，故CD錯誤。

7.【答案】

【解析】

【分析】

彈丸打入砂袋過程中，根據砂袋運動狀態(tài)的變化，受力分析得出細繩拉力的變化。彈丸打入砂袋過程中，彈丸和砂袋之間存在摩擦力，系統產生熱量，機械能減少。彈丸打入砂袋過程中，內力遠大于外力，系統的動量守恒，由動量守恒定律和能量守恒定律結合求出產生的熱量。彈丸打入砂袋后一起擺動過程中整體的機械能守恒，由機械能守恒定律求擺動所達到的最大高度。

【解答】

A、彈丸打入砂袋過程中，砂袋做圓周運動的速度不斷增大，所需要的向心力由繩子拉力和重力提供，砂袋重力不變，則細繩對砂袋的拉力增大，由牛頓第三定律知，砂袋對細繩的拉力增大，故A錯誤；

B、彈丸打入砂袋過程中，彈丸和砂袋之間存在摩擦力，系統產生熱量，機械能減少，故B錯誤；

C、彈丸打入砂袋過程中，取水平向右為正方向，由動量守恒定律：，得

產生的熱量為，故C錯誤；

D、彈丸打入砂袋后一起擺動過程中整體的機械能守恒，則得

，，故D正確

故選：。

8.【答案】

【解析】解：、碰撞過程時間極短，彈簧沒有發(fā)生形變，、系統所受合外力為零，系統動量守恒，以向右為正方向，由動量守恒定律得：，解得：，、碰撞過程，所受合外力為零，的動量不變，保持靜止，速度仍為，故ABD錯誤，C正確；

故選：。

系統所受合外力為零，系統動量守恒，根據題意，應用動量守恒定律分析答題．

本題考查了動量守恒定律的應用，分析清楚物體運動過程，應用動量守恒定律可以解題，本題難度不大，是一道基礎題．

9.【答案】

【解析】解：兩球碰撞過程系統動量守恒，以小球的初速度方向為正方向，

如果碰撞為完全非彈性碰撞，由動量守恒定律得：，解得：，

如果碰撞為完全彈性碰撞，由動量守恒定律得：，

由機械能守恒定律得：，

解得：，，

則：，，故AB正確，CD錯誤；

故選：．

兩球碰撞過程系統動量守恒，根據碰撞類型應用動量守恒定律求出球的速度，然后分析答題．

本題考查了求小球的速度，應用動量守恒定律可以解題；解題時要注意討論：碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞，否則會漏解．

10.【答案】

【解析】

【分析】

判斷系統動量是否守恒看系統所受的外力之和是否為零，當撤去外力后，尚未離開墻壁前，系統受到墻壁的作用力，系統所受的外力之和不為零；離開墻壁后，系統所受的外力之和為。

解決本題的關鍵理解系統所受合外力為零時動量守恒，并能對實際的問題進行判斷，此題屬于基礎題。

【解答】

當撤去外力后，尚未離開墻壁前，系統受到墻壁的作用力，系統所受的外力之和不為零，所以和組成的系統的動量不守恒，故A錯誤，B正確；

離開墻壁后，系統所受的外力之和為，所以、組成的系統的動量守恒，故C正確，D錯誤。

故選BC。

11.【答案】

【解析】解：、金屬桿沿導軌下滑的過程中，所受安培力方向平行于斜面向上，金屬桿在垂直導軌方向上處于平衡狀態(tài)，則金屬桿所受導軌的支持力，故A正確；

B、金屬桿下滑達到最大速度時做勻速直線運動，則由平衡條件有

其中

聯立解得：，故B錯誤；

C、根據能量守恒定律得在此過程中回路中產生的總熱量為

電阻產生的焦耳熱為，故C錯誤；

D、在此過程中流過電阻的電荷量為

其中，

聯立可得：，故D正確。

故選：。

根據金屬桿在垂直導軌方向上受力平衡，來求解金屬桿所受導軌的支持力。金屬桿下滑達到最大速度時做勻速直線運動，根據安培力與速度的關系式和平衡條件求解最大速度。根據能量守恒定律求解焦耳熱；根據求解流過電阻的電荷量。

本題是電磁感應與力學知識的綜合應用，關鍵要根據法拉第電磁感應定律、歐姆定律和電荷量與電流的關系，來推導電阻的電荷量表達式，式中應是回路的總電阻。

12.【答案】

【解析】解：、線圈內垂直紙面向里的磁感應強度增加，根據楞次定律可知線圈內的感應電流產生的磁感應強度垂直紙面向外，根據安培定則可知感應電流為逆時針方向，所以通過電阻的電流為從到，說明點電勢高，則電容器上極板帶正電，下極板帶負電，故A正確，C錯誤。

B、根據法拉第電磁感應定律：，故B正確。

D、電動勢恒定，通過電阻的電流恒定，根據電功率：，可知電阻上消耗的功率不變，故D錯誤。

故選：。

根據法拉第電磁感應定律求解線圈中產生的感應電動勢。

根據楞次定律判斷流過電阻的電流方向，判斷電容器上、下極板的電性。

根據功率公式判斷電阻消耗功率的變化。

本題考查了法拉第電磁感應定律的相關計算，解題的關鍵是法拉第電磁感應定律和楞次定律的靈活運用。

13.【答案】右偏；左偏；

【解析】

【分析】

本題考查研究電磁感應現象及驗證楞次定律的實驗，對于該實驗注意兩個回路的不同，知道磁場方向或磁通量變化情況相反時，感應電流反向是判斷電流表指針偏轉方向的關鍵。

根據楞次定律確定電流的方向，判斷指針的偏轉；

當穿過線圈的磁通量發(fā)生變化時，一定有感應電動勢，若閉合時，才有感應電流，可以由楞次定律來確定感應電動勢的方向。

【解答】

閉合電鍵，磁通量增加，指針向右偏轉，將原線圈迅速插入副線圈，磁通量增加，則靈敏電流計的指針將右偏轉；

原線圈插入副線圈后，將滑動變阻器觸頭迅速向左滑動時，電阻增大，則電流減小，穿過副線圈的磁通量減小，則靈敏電流計指針向左偏轉；

如果副線圈兩端不接任何元件，線圈中仍有磁通量的變化，仍會產生感應電動勢，不會沒有感應電流存在，但是可根據楞次定律來確定感應電流的方向，從而可以判斷出感應電動勢的方向，故B正確，AC錯誤。

14.【答案】不會

【解析】解：撞后兩小球做平拋運動，高度相同，所以運動時間相同，小球和小球相撞后，小球的速度增大，小球的速度減小，所以碰撞后球的落地點距離點最近，小球離點最遠，中間一個點是未放球時的落地點，即球碰前做平拋運動的水平位移是圖中的，球被碰后做平拋運動的水平位移是圖中的．

只要小球每次到達末端的速度相等，則就不會產生誤差；故只要每次讓小球從同一點由靜止滑下即可，摩擦力不會帶來誤差；

兩球要發(fā)生對心碰撞，故兩球的半徑應相同；同時為了防止球反彈，球的質量要大于球；故選D．

小球離開軌道后做平拋運動，由于小球做平拋運動時拋出點的高度相同，則它們在空中的運動時間相等，驗證碰撞中的動量守恒，需要驗證

則有

可得

由圖所示可知，需要驗證

因此實驗需要測量的量有：入射小球的質量，被碰小球的質量，入射小球碰前平拋的水平位移，入射小球碰后平拋的水平位移，被碰小球碰后平拋的水平位移，測量水平位移需要用直尺，測質量需要天平。故選BC．

故答案為：，；不會；；

明確實驗原理，知道要驗證動量守恒，就需要知道碰撞前后的動量，所以要測量兩個小球的質量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平拋運動，速度可以用水平位移代替；從而明確實驗要求和實驗中應注意的事項；兩球都做平拋運動，由平拋運動規(guī)律不難判斷出各自做平拋運動的落地點，根據平拋運動的特點求出碰撞前后兩個小球的速度，根據動量的公式列出表達式，代入數據看碰撞前后的動量是否相等。

對于驗證動量守恒定律的實驗，要學會在相同高度下，水平射程來間接測出速度的方法，掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關系，是解決本題的關鍵。

15.【答案】解：線圈中感應電動勢的最大值為：

從中性面開始計時，表達式為正弦函數為：

平均電動勢

平均電流

轉過角過程中的電荷量為

代入數據解得：

答：線圈轉動時產生感應電動勢的最大值為；

從線圈平面通過中性面開始計時，線圈中感應電動勢的瞬時值表達式為；

從線圈平面通過中性面開始，線圈轉過角的過程中通過電阻橫截面的電荷量為。

【解析】線圈中感應電動勢的最大值為；

設從線圈平面通過中性面時開始，表達式為正弦函數；

平均電動勢，平均電流，線圈轉過角的過程中通過電阻橫截面的電荷量。

考查交流電的描述，知道線圈中感應電動勢的最大值為和瞬時值；求電荷量時，運用交流電的平均值。

16.【答案】解：線框進入磁場前做自由落體運動，當線圈邊進入磁場時速度為

線圈的邊切割磁感線，產生的感應電動勢為

線圈受到的安培力大小為

方向豎直向上。

由以上計算可知，線圈邊進入磁場前因為

故線圈做勻速運動，動能不變，由能量守恒定律可知線框產生的焦耳熱為

線圈先做自由落體運動，運動的時間

在磁場內勻速運