广东省广州市重点中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题及参考答案

广州市重点中学2022学年第二学期期中考试
高二物理试卷
注意事项：
1．本试卷满分：100分，考试时间：75分钟
2．答卷前，考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自已的姓名和考生号填写在答题卡相应的位置上。

3．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把各题卡上对应的透目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。

4．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区城内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液，不按以上要求作答的答案无效。

5．考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将答题卡交回。

一、单项选择题（每小题4分，共8个小题，32分。

）
1．肥皂泡上往往会呈现出彩色条纹，这是由于光的哪种现象导致的（）
A．干涉B．反射C．折射D．衍射
2．交流发电机的示意图如图所示，当线圈ABCD绕垂直于磁场方向的转轴OO 匀速转动时，下列说法正确的是（）
A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．图示位置电流最大，方向为A→B
C．从图示位置开始转过90°时，电流方向将发生改变
D．从图示位置开始转过90°时，电动势达到最大值
3．一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射，其光路图如图所示，a、b为其折射出的光线中两种单色光，下列说法正确的是（）
A ．在冰晶中，a 光的折射率较大
B ．在冰晶中，b 光的传播速度较大
C ．从同种玻璃中射入空气发生全反射时，a 光的临界角较大
D ．a 、b 光在真空中传播时，b 光的波长较长
4．如图，长直导线MN 置于三角形金属线框abc 上，彼此绝缘，线框被导线分成面积相等的两部分。

导线通入由M 到N 的电流，当电流逐渐增大时，线框中（ ）
A ．磁通量变化量为零
B ．没有产生感应电流
C ．感应电流方向为abca
D ．感应电流方向为acba
5．一个电炉上标有“220V l. 0kW”，那么为了使它正常工作，所使用的正弦交流电应是( ) A ．电压最大值约为311V ，电流最大值约为4.5A
B ．电压有效值约为311V ，电流有效值约为6.4A
C ．电压最大值为220V ，电流最大值约为6.4A
D ．电压有效值为220V ，电流有效值约为4.5A
6．如图所示，由相同金属导线绕成正方形导线框ABCD ，将线框放入垂直于纸面向里的匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，将C 、D 两端点接在电源两端，若线框AB 边所受安培力大小为0F ，整个线框ABCD 所受的安培力大小为（ ）
A ．02F
B ．04F
C ．043F
D ．0
7．如图所示，矩形abcd 的边长bc 是ab 的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e 、f 两点，其中e 、f 分别为ad 、bc 的中点。

下列说法正确的是（ ）
A ．a 点与c 点的磁感应强度相同
B ．a 点与b 点的磁感应强度相同
C ．a 点与d 点的磁感应强度相同
D ．a 点与b 、c 、d 三点的磁感应强度均不相
同 8．如图所示，光滑平行金属导轨固定在倾角为θ的斜面上，导轨电阻忽略不计。

虚线ab 、cd 间距为l 且均与导轨垂直，在ab 、cd 之间的区域存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。

将质量均为m 的两根导体棒PQ 、MN 先后从导轨上同一位置由静止释放，释放位置与虚线ab 的距离为2
l ，当导体棒PQ 进入磁场瞬间释放导体棒MN 。

已知导体棒PQ 进入磁场瞬间恰好开始做匀速运动，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g ，则整个过程回路中产生的焦耳热为（ ）
A ．sin mgl θ
B ．2sin mgl θ
C ．3sin mgl θ
D ．无法确定
9．如图为回旋加速器工作原理示意图。

置于真空中的D 形盒之间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略。

匀强磁场与盒面垂直，粒子在磁场中运动周期为T B ，两D 形盒间的狭缝中的交变电压周期为T E 。

若不考虑相对论效应和粒子重力的影响，则（ ）
A．T B=T E B．T B=2T E C．粒子从电场中获得动能D．粒子从磁场中获得动能
10．如图所示的电路中，L为电感线圈，电阻不计，A、B为两灯泡，则（）
A．合上S瞬间，A、B同时亮
B．合上S瞬间，A先亮，B后亮
C．断开S瞬间，A闪亮一下再熄灭
D．断开S瞬间，A熄灭、B重新亮后再熄灭
11．如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，粒子a从磁场边缘A 点沿半径方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了120°角；若粒子b也从A点沿半径方向射入磁场，离开磁场时的出射速度与a粒子的出射速度方向相反，已知a，b粒子比荷相等，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）
A．若a为正粒子，则b一定为负粒子
B．a粒子在磁场中运动的轨道半径为3
r R
C ．a 、b 粒子在磁场中运动的速度之比为1：3
D ．a 、b 粒子在磁场中运动的时间之比为2：1 12．如图所示，矩形闭合导体线框在匀强磁场上方，由不同高度静止释放，用t 1、t 2分别表
示线框ab 边和cd 边刚进入磁场的时刻。

线框下落过程形状不变，
ab 边始终保持与磁场水平边界线OO ′平行，线框平面与磁场方向垂直。

设OO ′下方磁场区域足够大，不计空气的影响，则下列图像可能反映线框下落过程中速度v 随时间t 变化规律的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
三、实验题（共14分）
13．（6分）某同学在做“测量玻璃折射率”的实验时已经画好了部分图线，如图甲所示，并在入射光线AO 上插上大头针12P P 、，
现在玻璃砖下表面折射出的光线上插上3P 和4P 大头针，便能确定光在玻璃砖中的折射光线。

（1）在答题卡上作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并标出玻璃砖中光线的折射角2θ_________；
（2）经过多次测量作出12sin sin θθ-的图像如图乙，玻璃砖的折射率为___________；（保留两位有效数字）
（3）若该同学在确定4P 位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把4P 位置画的偏左了一些，则测出来的折射率___________；（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
14．（8分）图中虚线框内存在一垂直纸面向里的匀强磁场。

现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力，来测量磁场的磁感应强度大小。

所用部分器材已在图中给出，其中D 为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长，E 为直流电源，R 为电阻箱，A 为电流表，S 为开关。

此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。

（1）在图中画线连接成实验电路图______。

（2）完成下列主要实验步骤中的填空。

①按图接线。

②保持开关S 断开，在托盘内加入适量细沙，使D 处于平衡状态，然后用天平称出细沙的质量m 1。

③闭合开关S ，调节R 的值使电流大小适当，重新往托盘内加入适量细沙，使D______，然后读出电流表示数I ，并用天平称出此时细沙的质量m 2。

④用米尺测量D 的底边长度L 。

（3）用测量的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小，可以得出B =______。

（4）若电流表A 发生故障，现在用多用电表的直流电流档来测量电流，则多用电表的红表笔相当于原电流表的__________接线柱。

（选填“正”或“负”）
四、填空题（每空3分，共9分。

）
15．（1）用红、蓝两种单色光做双缝干涉实验，得到的图样如图所示，则红光的干沙图样应该是____________ （选填 “图甲”或“图乙”）。

（2）截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，如图所示，φa 表示上表面电势，φb 表示下表面电势，则φa ________φb 。

（选填“高于”、“低于”或“等于”）
（3）如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a ，总电阻为R （指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连接长度为2a 、电阻为2
R 的导体棒AB ，AB 由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v ，则这时AB 两端的电压大小为___________
五、计算题（共29分）
16．（7分）如图，截面为等腰梯形的容器贮满水，放置在房间的水平桌面上，早晨阳光穿
过窗户照射到水面，某时刻观察到阳光恰好照亮容器的整个底部，已知容器梯面倾角a的余
弦值为33
8
，水的折射率为
4
3
，求此时光线与水面的夹角θ。

17．（10分）一轻质细线吊着一边长为0.4m
L=的10匝正方形线圈abcd，总电阻为R=0.5Ω，在dc边的上下两侧对称分布有宽度d=0.2m的正方形磁场区域，如图（甲）所示。

磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图（乙）所示（线圈始终保持静止）。

求：（1）线圈中产生的感应电流I大小；
（2）t=4s时，cd边受到的安培力大小及方向。

18．（12分）如图所示，在边长为L的等边三角形ACD区域内，存在垂直于所在平面向里的匀强磁场。

大量的质量为m、电荷置为q的带正电粒子以相同速度（速度大小未确定）沿垂直于CD的方向射入磁场，经磁场偏转后三条边均有粒子射出，其中垂直于AD边射出的粒子在磁场中运动的时间为t0．不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

求：
(1)磁场的磁感应强度大小；
(2)要确保粒子能从CD边射出，射入的最大速度；
(3)AC、AD边上可能有粒子射出的范围。

参考答案
8．B
【解析】导体棒PQ 进入磁场时恰好匀速运动，在导体棒PQ 进入磁场时导体棒MN 开始释放，因对MN
22
l v t = 则对PQ 而言
x vt l ==
故当导体棒PQ 匀速离开磁场区域瞬间，导体棒MN 恰进入磁场并开始匀速运动，导体棒PQ 经过磁场区域的过程中，回路产生的焦耳热
1sin Q mgl θ=
导体棒MN 经过磁场区域的过程中，回路产生的焦耳热
2sin Q mgl θ=
整个过程中回路产生的焦耳热
122sin Q Q Q mgl θ=+=
故选B 。

9．AC
【解析】AB ．粒子每运动半周，被电场加速一次，故粒子在磁场中的运动周期与两D 形盒间的狭缝中的交变电压变化周期相等，即
T B =T E
A 正确，
B 错误；
CD ．电场力对粒子做正功，使粒子动能增大，即粒子从电场中获得动能，洛伦兹力只改变粒子的运动方向，不对粒子做功，粒子没有从磁场中获得动能，C 正确，D 错误。

12．BCD
【解析】根据楞次定律，线框进入磁场时产生逆时针的感应电流，根据左手定则，线框所受的安培力竖直向上。

产生的感应电动势为
=
E BLv
感应电流为
E
=
I
R
安培力为
=
F BIL
解得
22
B L v
=
F
R
线框进入磁场前和进入磁场后，线框均不受安培力作用，在重力的作用下均匀加速运动；AB．若线框进入磁场时安培力大于重力，线框先减速下落，根据牛顿第二定律得
22
B L v
-=
mg ma
R
随着线框速度v减小，a减小；当安培力减小到等于重力时，线框再匀速下落，A错误，B 正确。

C．若线框进入磁场时安培力小于重力，线框做加速运动，根据牛顿第二定律得
22
B L v
-=
mg ma
R
随着线框速度v增大，a减小，C正确；
D．若线框进入磁场时安培力等于重力，线框匀速进入磁场，D正确；
故选BCD。

13． 1.5 偏小
【解析】（1）如图
（2）由折射定律得
12sin 1 1.5sin 0.67
n θθ=== （3）若4P 位置画的偏左，则34P P 的连线与bb '交点偏右，导致折射角偏大，折射率偏小。

14． 重新处于平衡状态 21m m g
IL - 正
【解析】（1）连接完成的实验电路图如图所示
（2）本题考查了磁场力作用下物体的平衡，利用平衡条件求解磁感应强度，故应使D 重新处于平衡状态；两次细沙的重力之差与D 的底边所受磁场力大小相等，磁场力与电流大小
3
=
60
4
根据
2
v qvB m r = 得
mv r qB
=
联立解得 0
312L v t π=
所以粒子射入的速度应满足 0
312L v t π≤ (3)由(2)知，当轨迹圆与AC 相切时，从AC 边射出的粒子距C 最远故有粒子射出的范围为CE 段
cos 6024
CE L L x == 当轨迹圆与AD 边的交点F 恰在圆心O 正上方时，射出的粒子距D 点最远。

故有粒子射出的范围为DF 段
sin 602
DF r L x ==。