山西省臨汾市平陽中學2021-2022學年高二物理模擬試卷含解析

山西省臨汾市平陽中學2021-2022學年高二物理模擬試卷含解析一、選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意1.關于單擺的運動，下列說法中正確的是

（

）A．單擺擺動過程中，擺線的拉力和擺球重力的合力為回復力B．擺球通過平衡位置時，所受合力為零C．擺球通過平衡位置時，所受回復力為零D．擺球擺動過程中，經(jīng)過最大位移處時所受合力為零參考答案：C2.一質點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列說法正確的是A．質點運動頻率是4Hz

B．在10s要內(nèi)質點經(jīng)過的路程是20cmC．第4s末質點的速度是零D．在t=1s和t＝3s兩時刻，質點位移大小相等、方向相同參考答案：B3.一個帶正電荷的小球從a點出發(fā)水平進入正交垂直的勻強電場和勻強磁場區(qū)域，電場方向豎直向上，某時刻小球運動到了b點，則下列說法正確的是A．從a到b，小球可能做勻速直線運動B．從a到b，小球可能做勻加速直線運動C．從a到b，小球動能可能不變D．從a到b，小球機械能可能不變參考答案：C4.下列關于電磁波說法不正確的是A．電磁波是一種物質

B．電磁波具有能量C．電磁波不能在真空中傳播

D．公式c=適用于電磁波參考答案：C5.一列簡諧橫波以1m/s的速率沿繩子由A向B傳播，質點A、B間的水平距離x＝3m，如圖甲所示．若t＝0時，質點A剛從平衡位置開始向上振動，其振動圖如圖乙所示．則B點的振動圖象為右面四個圖中的()參考答案：B二、填空題：本題共8小題，每小題2分，共計16分6.某電池電動勢為1.5V，如果不考慮它內(nèi)部的電阻，當把它的兩極與150Ω的電阻連在一起時，16秒內(nèi)有___________C的電荷定向移動通過電阻的橫截面，相當于_______個電子通過該截面（一個電子的電荷量為1.60×10-19C）。參考答案：0.16，1.0×10187.油罐車后拖一條鐵鏈的目的是

；電容器是儲存

的裝置；電源的電動勢等于電源沒有接入電路時兩極間的

。參考答案：放電、電荷、電壓8.某同學做測定玻璃折射率實驗時，用他測得的多組入射角與折射角，作出—圖象如圖9-7所示，下列判斷中哪些是正確的？___________A．他做實驗時，光線是由空氣射入玻璃的

B．玻璃的折射率為0.67C．玻璃折射率為1.5

D．玻璃臨界角的正弦值為0.67參考答案：ACD9.圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強磁場?，F(xiàn)通過測量通電導線在磁場中所受的安培力，來測量磁場的磁感應強度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出，其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框，其底邊水平，兩側邊豎直且等長；E為直流電源；R為電阻箱；A為電流表；S為開關。此外還有細沙、天平、米尺和若干輕質導線。（1）在圖中畫線連接成實驗電路圖。（2）完成下列主要實驗步驟中的填空①按圖接線。②保持開關S斷開，在托盤內(nèi)加入適量細沙，使D處于平衡狀態(tài)；然后用天平稱出細沙質量m1。③閉合開關S，調節(jié)R的值使電流大小適當，在托盤內(nèi)重新加入適量細沙，使D________；然后讀出___________________，并用天平稱出____________。④用米尺測量_______________。（3）用測量的物理量和重力加速度g表示磁感應強度的大小，可以得出B=_________。（4）判定磁感應強度方向的方法是：若____________，磁感應強度方向垂直紙面向外；反之，磁感應強度方向垂直紙面向里。參考答案：10.兩列波源振動情況完全相同的相干波在同一水平面上傳播，兩列波的振幅均為A，某時刻它們的波峰、波谷位置如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：①在圖中標出的M、N、P、Q四點中，振動增強的點是

；

②由圖中時刻經(jīng)1/4周期時，質點M相對平衡位置的位移是

。參考答案：M、P

零11.我國的“嫦娥二號”探月衛(wèi)星在發(fā)射1533秒后進入近地點，高度為200km的地月轉移軌道．假設衛(wèi)星中有一邊長為50cm的正方形導線框，由于衛(wèi)星的調姿由水平方向轉至豎直方向，此時地磁場磁感應強度B=4×10﹣5T，方向如圖所示．該過程中磁通量的改變量的大小是1.4×10﹣5Wb．參考答案：解：由圖示可知，穿過回路的磁通量變化量為：△Φ=Φ′﹣Φ=Bcosβ?S﹣Bsinα?S=4×10﹣5×cos（180°﹣37°）×0.5×0.5﹣4×10﹣5×sin37°×0.5×0.5=﹣1.4×10﹣5Wb；因此過程中磁通量的改變量的大小是1.4×10﹣5Wb；故答案為：1.4×10﹣5．12.如圖所示的實驗裝置中，極板A接地，已充電的平行板電容器的極板B與靜電計相接，靜電計的外殼也接地，當插入電介質板時，電容器的電容將

（填“增大”、“減小”或“不變”），靜電計指針偏角

（填“增大”、“減小”或“不變”）。參考答案：增大，減小13.某同學用如圖所示的實驗器材探究電磁感應現(xiàn)象。他連接好電路并檢查無誤后，閉合電鍵的瞬間觀察到電流表G指針向右偏轉，電鍵閉合后，他還進行了下列操作：K^S*5U.C#O%M1）將滑動變阻器的滑動觸頭P快速向接線柱C移動，電流計指針將____④____（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。2）將線圈A快速從線圈B中抽出，電流計指針將____⑤__（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）參考答案：④（6分）④右偏，⑤左偏三、實驗題：本題共2小題，每小題11分，共計22分14.某同學做“用單擺測定重力加速度”的實驗，他設計的實驗步驟是：A．將小球用細線系好，結點為M，將細線的上端固定于O點B．用刻度尺測量OM間細線的長度作為擺長；C．將小球拉開一個大約為θ=50的角度，然后由靜止釋放；D．當小球擺到最高點時開始計時，測出30次全振動的總時間t，由

得出周期；E．改變OM間細線的長度再做幾次實驗，記下每次相應的和T；F．求出多次實驗中測得的和T的平均值，作為計算時使用的數(shù)據(jù)，代入公式，求出重力加速度g。（1）以上實驗步驟中有重大錯誤的是

。（填字母代號）（2）該同學改正了以上錯誤，重新進行實驗，他利用游標卡尺測量小球的直徑時，示數(shù)如圖所示，小球的直徑為

，（3）處理實驗數(shù)據(jù)時，他以擺長（）為縱坐標、周期的二次方（T2）為橫坐標作出了T2－圖線，若他由圖象測得的圖線的斜率為k，則測得的重力加速度g=

。參考答案：（1）BDF/BF/DF/F

（2）1.03

（3）4π2k15.在做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗時，某同學調整手輪后，從測量頭的目鏡看去，當分劃板中心刻度線對齊A條紋中心時（如圖1），游標卡尺的示數(shù)如圖2所示；接著轉動手輪，當分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時（如圖3），游標卡尺的示數(shù)如圖4所示。已知雙縫間距為0．5mm，從雙縫到屏的距離為1m。圖2中游標卡尺的示數(shù)為11.4mm，則：

（1）圖4中游標卡尺的示數(shù)為

mm；

（2）所測光的波長為

m。（保留兩位有效數(shù)字）(3)實驗時測量多條干涉條紋寬度的目的是

參考答案：四、計算題：本題共3小題，共計47分16.（25分）如圖所示，有二平行金屬導軌，相距l(xiāng)，位于同一水平面內(nèi)（圖中紙面），處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向豎直向下（垂直紙面向里）．質量均為m的兩金屬桿ab和cd放在導軌上，與導軌垂直．初始時刻，金屬桿ab和cd分別位于x=x0和x=0處．假設導軌及金屬桿的電阻都為零，由兩金屬桿與導軌構成的回路的自感系數(shù)為L．今對金屬桿ab施以沿導軌向右的瞬時沖量，使它獲得初速．設導軌足夠長，也足夠大，在運動過程中，兩金屬桿之間距離的變化遠小于兩金屬桿的初始間距，因而可以認為在桿運動過程中由兩金屬桿與導軌構成的回路的自感系數(shù)L是恒定不變的．桿與導軌之間摩擦可不計．求任意時刻兩桿的位置xab和xcd以及由兩桿和導軌構成的回路中的電流i三者各自隨時間t的變化關系。參考答案：解析：解法Ⅰ：當金屬桿ab獲得沿x軸正方向的初速v0時，因切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢，由兩金屬桿與導軌構成的回路中會出現(xiàn)感應電流．由于回路具有自感系數(shù)，感應電流的出現(xiàn)，又會在回路中產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢將阻礙電流的增大，所以，雖然回路的電阻為零，但回路的電流并不會趨向無限大，當回路中一旦有了電流，磁場作用于桿ab的安培力將使ab桿減速，作用于cd桿的安培力使cd桿運動．設在任意時刻t，ab桿和cd桿的速度分別為v1和v2（相對地面參考系S），當v1、v2為正時，表示速度沿x軸正方向；若規(guī)定逆時針方向為回路中電流和電動勢的正方向，則因兩桿作切割磁力線的運動而產(chǎn)生的感應電動勢

(1)當回路中的電流i隨時間的變化率為時，回路中的自感電動勢

(2)根據(jù)歐姆定律，注意到回路沒有電阻，有

(3)金屬桿在導軌上運動過程中，兩桿構成的系統(tǒng)受到的水平方向的合外力為零，系統(tǒng)的質心作勻速直線運動．設系統(tǒng)質心的速度為VC，有

(4)得

(5)VC方向與v0相同，沿x軸的正方向．現(xiàn)取一新的參考系，它與質心固連在一起，并把質心作為坐標原點，取坐標軸與x軸平行．設相對系，金屬桿ab的速度為u，cd桿的速度為，則有

(6)

(7)因相對系，兩桿的總動量為零，即有

(8)由(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(8)各式，得

(9)在系中，在t時刻，金屬桿ab坐標為，在t＋Dt時刻，它的坐標為，則由速度的定義

(10)代入(9)式得

(11)若將視為i的函數(shù)，由（11）式知為常數(shù)，所以與i的關系可用一直線方程表示

(12)式中b為常數(shù)，其值待定．現(xiàn)已知在t＝0時刻，金屬桿ab在系中的坐標＝，這時i=0，故得

(13)或

(14)表示t＝0時刻金屬桿ab的位置．表示在任意時刻t，桿ab的位置，故就是桿ab在t時刻相對初始位置的位移，用X表示，

(15)當X>0時，ab桿位于其初始位置的右側；當X<0時，ab桿位于其初始位置的左側．代入(14)式，得

(16)這時作用于ab桿的安培力

(17)ab桿在初始位置右側時，安培力的方向指向左側；ab桿在初始位置左側時，安培力的方向指向右側，可知該安培力具有彈性力的性質．金屬桿ab的運動是簡諧振動，振動的周期

(18)在任意時刻t，ab桿離開其初始位置的位移

(19)A為簡諧振動的振幅，j為初相位，都是待定的常量．通過參考圓可求得ab桿的振動速度

(20)

(19)、(20)式分別表示任意時刻ab桿離開初始位置的位移和運動速度．現(xiàn)已知在t＝0時刻，ab桿位于初始位置，即X=0速度故有解這兩式，并注意到(18)式得

(21)

(22)由此得ab桿的位移（23）由(15)式可求得ab桿在系中的位置

(24)因相對質心，任意時刻ab桿和cd桿都在質心兩側，到質心的距離相等，故在系中，cd桿的位置

(25)相對地面參考系S，質心以的速度向右運動，并注意到（18）式，得ab桿在地面參考系中的位置

(26)cd桿在S系中的位置

（27）回路中的電流由(16)式得

(28)解法Ⅱ：當金屬桿在磁場中運動時，因切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢，回路中出現(xiàn)電流時，兩金屬桿都要受到安培力的作用，安培力使ab桿的速度改變，使cd桿運動．設任意時刻t，兩桿的速度分別為v1和v2（相對地面參考系S），若規(guī)定逆時針方向為回路電動勢和電流的正方向，則由兩金屬桿與導軌構成的回路中，因桿在磁場中運動而出現(xiàn)的感應電動勢為

(1’)令u表示ab桿相對于cd桿的速度，有

(2’)當回路中的電流i變化時，回路中有自感電動勢EL，其大小與電流的變化率成正比，即有

(3’)根據(jù)歐姆定律，注意到回路沒有電阻，有

由式(2’)、(3’)兩式得

(4’)設在t時刻，金屬桿ab相對于cd桿的距離為，在t＋Dt時刻，ab相對于cd桿的距離為＋，則由速度的定義，有

(5’)代入()式得

(6’)若將視為i的函數(shù)，由(6’)式可知，為常量，所以與i的關系可以用一直線方程表示，即

(7’)式中b為常數(shù)，其值待定．現(xiàn)已知在t＝0時刻，金屬桿ab相對于cd桿的距離為，這時i=0，故得

(8’)或

(9’)表示t＝0時刻金屬桿ab相對于cd桿的位置．表示在任意時刻t時ab桿相對于cd桿的位置，故就是桿ab在t時刻相對于cd桿的相對位置相對于它們在t＝0時刻的相對位置的位移，即從t＝0到t＝t時間內(nèi)ab桿相對于cd桿的位移

(10')于是有

(11’)任意時刻t，ab桿和cd桿因受安培力作用而分別有加速度aab和acd，由牛頓定律有

(12’)

(13’)兩式相減并注意到()式得

(14’)式中為金屬桿ab相對于cd桿的加速度，而X是ab桿相對cd桿相對位置的位移．是常數(shù)，表明這個相對運動是簡諧振動，它的振動的周期

(15’)在任意時刻t，ab桿相對cd桿相對位置相對它們初始位置的位移

(16’)A為簡諧振動的振幅，j為初相位，都是待定的常量．通過參考圓可求得X隨時間的變化率即速度

(17’)現(xiàn)已知在t＝0時刻，桿位于初始位置，即X=0，速度故有解這兩式，并注意到(15’)式得

由此得

(18’)因t=0時刻，cd桿位于x=0處，ab桿位于x=x0處，兩者的相對位置由x0表示；設t時刻，cd桿位于x=xcd處，ab桿位于x=xab處，兩者的相對位置由xab－xcd表示，故兩桿的相對位置的位移又可表示為X=xab－xcd－x0

(19’)所以

(20’