山西省临汾市平阳中学2021-2022学年高二物理模拟试卷含解析

山西省临汾市平阳中学2021-2022学年高二物理模拟试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.关于单摆的运动，下列说法中正确的是

（

）A．单摆摆动过程中，摆线的拉力和摆球重力的合力为回复力B．摆球通过平衡位置时，所受合力为零C．摆球通过平衡位置时，所受回复力为零D．摆球摆动过程中，经过最大位移处时所受合力为零参考答案：C2.一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是A．质点运动频率是4Hz

B．在10s要内质点经过的路程是20cmC．第4s末质点的速度是零D．在t=1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同参考答案：B3.一个带正电荷的小球从a点出发水平进入正交垂直的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向竖直向上，某时刻小球运动到了b点，则下列说法正确的是A．从a到b，小球可能做匀速直线运动B．从a到b，小球可能做匀加速直线运动C．从a到b，小球动能可能不变D．从a到b，小球机械能可能不变参考答案：C4.下列关于电磁波说法不正确的是A．电磁波是一种物质

B．电磁波具有能量C．电磁波不能在真空中传播

D．公式c=适用于电磁波参考答案：C5.一列简谐横波以1m/s的速率沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3m，如图甲所示．若t＝0时，质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图如图乙所示．则B点的振动图象为右面四个图中的()参考答案：B二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.某电池电动势为1.5V，如果不考虑它内部的电阻，当把它的两极与150Ω的电阻连在一起时，16秒内有___________C的电荷定向移动通过电阻的横截面，相当于_______个电子通过该截面（一个电子的电荷量为1.60×10-19C）。参考答案：0.16，1.0×10187.油罐车后拖一条铁链的目的是

；电容器是储存

的装置；电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的

。参考答案：放电、电荷、电压8.某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角与折射角，作出—图象如图9-7所示，下列判断中哪些是正确的？___________A．他做实验时，光线是由空气射入玻璃的

B．玻璃的折射率为0.67C．玻璃折射率为1.5

D．玻璃临界角的正弦值为0.67参考答案：ACD9.图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。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质量m1。③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D________；然后读出___________________，并用天平称出____________。④用米尺测量_______________。（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）判定磁感应强度方向的方法是：若____________，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。参考答案：10.两列波源振动情况完全相同的相干波在同一水平面上传播，两列波的振幅均为A，某时刻它们的波峰、波谷位置如图所示。回答下列问题：①在图中标出的M、N、P、Q四点中，振动增强的点是

；

②由图中时刻经1/4周期时，质点M相对平衡位置的位移是

。参考答案：M、P

零11.我国的“嫦娥二号”探月卫星在发射1533秒后进入近地点，高度为200km的地月转移轨道．假设卫星中有一边长为50cm的正方形导线框，由于卫星的调姿由水平方向转至竖直方向，此时地磁场磁感应强度B=4×10﹣5T，方向如图所示．该过程中磁通量的改变量的大小是1.4×10﹣5Wb．参考答案：解：由图示可知，穿过回路的磁通量变化量为：△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；因此过程中磁通量的改变量的大小是1.4×10﹣5Wb；故答案为：1.4×10﹣5．12.如图所示的实验装置中，极板A接地，已充电的平行板电容器的极板B与静电计相接，静电计的外壳也接地，当插入电介质板时，电容器的电容将

（填“增大”、“减小”或“不变”），静电计指针偏角

（填“增大”、“减小”或“不变”）。参考答案：增大，减小13.某同学用如图所示的实验器材探究电磁感应现象。他连接好电路并检查无误后，闭合电键的瞬间观察到电流表G指针向右偏转，电键闭合后，他还进行了下列操作：K^S*5U.C#O%M1）将滑动变阻器的滑动触头P快速向接线柱C移动，电流计指针将____④____（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）。2）将线圈A快速从线圈B中抽出，电流计指针将____⑤__（填“左偏”、“右偏”或“不偏”）参考答案：④（6分）④右偏，⑤左偏三、实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，他设计的实验步骤是：A．将小球用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点B．用刻度尺测量OM间细线的长度作为摆长；C．将小球拉开一个大约为θ=50的角度，然后由静止释放；D．当小球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由

得出周期；E．改变OM间细线的长度再做几次实验，记下每次相应的和T；F．求出多次实验中测得的和T的平均值，作为计算时使用的数据，代入公式，求出重力加速度g。（1）以上实验步骤中有重大错误的是

。（填字母代号）（2）该同学改正了以上错误，重新进行实验，他利用游标卡尺测量小球的直径时，示数如图所示，小球的直径为

，（3）处理实验数据时，他以摆长（）为纵坐标、周期的二次方（T2）为横坐标作出了T2－图线，若他由图象测得的图线的斜率为k，则测得的重力加速度g=

。参考答案：（1）BDF/BF/DF/F

（2）1.03

（3）4π2k15.在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，当分划板中心刻度线对齐A条纹中心时（如图1），游标卡尺的示数如图2所示；接着转动手轮，当分划板中心刻度线对齐B条纹中心时（如图3），游标卡尺的示数如图4所示。已知双缝间距为0．5mm，从双缝到屏的距离为1m。图2中游标卡尺的示数为11.4mm，则：

（1）图4中游标卡尺的示数为

mm；

（2）所测光的波长为

m。（保留两位有效数字）(3)实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是

参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.（25分）如图所示，有二平行金属导轨，相距l，位于同一水平面内（图中纸面），处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向竖直向下（垂直纸面向里）．质量均为m的两金属杆ab和cd放在导轨上，与导轨垂直．初始时刻，金属杆ab和cd分别位于x=x0和x=0处．假设导轨及金属杆的电阻都为零，由两金属杆与导轨构成的回路的自感系数为L．今对金属杆ab施以沿导轨向右的瞬时冲量，使它获得初速．设导轨足够长，也足够大，在运动过程中，两金属杆之间距离的变化远小于两金属杆的初始间距，因而可以认为在杆运动过程中由两金属杆与导轨构成的回路的自感系数L是恒定不变的．杆与导轨之间摩擦可不计．求任意时刻两杆的位置xab和xcd以及由两杆和导轨构成的回路中的电流i三者各自随时间t的变化关系。参考答案：解析：解法Ⅰ：当金属杆ab获得沿x轴正方向的初速v0时，因切割磁力线而产生感应电动势，由两金属杆与导轨构成的回路中会出现感应电流．由于回路具有自感系数，感应电流的出现，又会在回路中产生自感电动势，自感电动势将阻碍电流的增大，所以，虽然回路的电阻为零，但回路的电流并不会趋向无限大，当回路中一旦有了电流，磁场作用于杆ab的安培力将使ab杆减速，作用于cd杆的安培力使cd杆运动．设在任意时刻t，ab杆和cd杆的速度分别为v1和v2（相对地面参考系S），当v1、v2为正时，表示速度沿x轴正方向；若规定逆时针方向为回路中电流和电动势的正方向，则因两杆作切割磁力线的运动而产生的感应电动势

(1)当回路中的电流i随时间的变化率为时，回路中的自感电动势

(2)根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有

(3)金属杆在导轨上运动过程中，两杆构成的系统受到的水平方向的合外力为零，系统的质心作匀速直线运动．设系统质心的速度为VC，有

(4)得

(5)VC方向与v0相同，沿x轴的正方向．现取一新的参考系，它与质心固连在一起，并把质心作为坐标原点，取坐标轴与x轴平行．设相对系，金属杆ab的速度为u，cd杆的速度为，则有

(6)

(7)因相对系，两杆的总动量为零，即有

(8)由(1)、(2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(8)各式，得

(9)在系中，在t时刻，金属杆ab坐标为，在t＋Dt时刻，它的坐标为，则由速度的定义

(10)代入(9)式得

(11)若将视为i的函数，由（11）式知为常数，所以与i的关系可用一直线方程表示

(12)式中b为常数，其值待定．现已知在t＝0时刻，金属杆ab在系中的坐标＝，这时i=0，故得

(13)或

(14)表示t＝0时刻金属杆ab的位置．表示在任意时刻t，杆ab的位置，故就是杆ab在t时刻相对初始位置的位移，用X表示，

(15)当X>0时，ab杆位于其初始位置的右侧；当X<0时，ab杆位于其初始位置的左侧．代入(14)式，得

(16)这时作用于ab杆的安培力

(17)ab杆在初始位置右侧时，安培力的方向指向左侧；ab杆在初始位置左侧时，安培力的方向指向右侧，可知该安培力具有弹性力的性质．金属杆ab的运动是简谐振动，振动的周期

(18)在任意时刻t，ab杆离开其初始位置的位移

(19)A为简谐振动的振幅，j为初相位，都是待定的常量．通过参考圆可求得ab杆的振动速度

(20)

(19)、(20)式分别表示任意时刻ab杆离开初始位置的位移和运动速度．现已知在t＝0时刻，ab杆位于初始位置，即X=0速度故有解这两式，并注意到(18)式得

(21)

(22)由此得ab杆的位移（23）由(15)式可求得ab杆在系中的位置

(24)因相对质心，任意时刻ab杆和cd杆都在质心两侧，到质心的距离相等，故在系中，cd杆的位置

(25)相对地面参考系S，质心以的速度向右运动，并注意到（18）式，得ab杆在地面参考系中的位置

(26)cd杆在S系中的位置

（27）回路中的电流由(16)式得

(28)解法Ⅱ：当金属杆在磁场中运动时，因切割磁力线而产生感应电动势，回路中出现电流时，两金属杆都要受到安培力的作用，安培力使ab杆的速度改变，使cd杆运动．设任意时刻t，两杆的速度分别为v1和v2（相对地面参考系S），若规定逆时针方向为回路电动势和电流的正方向，则由两金属杆与导轨构成的回路中，因杆在磁场中运动而出现的感应电动势为

(1’)令u表示ab杆相对于cd杆的速度，有

(2’)当回路中的电流i变化时，回路中有自感电动势EL，其大小与电流的变化率成正比，即有

(3’)根据欧姆定律，注意到回路没有电阻，有

由式(2’)、(3’)两式得

(4’)设在t时刻，金属杆ab相对于cd杆的距离为，在t＋Dt时刻，ab相对于cd杆的距离为＋，则由速度的定义，有

(5’)代入()式得

(6’)若将视为i的函数，由(6’)式可知，为常量，所以与i的关系可以用一直线方程表示，即

(7’)式中b为常数，其值待定．现已知在t＝0时刻，金属杆ab相对于cd杆的距离为，这时i=0，故得

(8’)或

(9’)表示t＝0时刻金属杆ab相对于cd杆的位置．表示在任意时刻t时ab杆相对于cd杆的位置，故就是杆ab在t时刻相对于cd杆的相对位置相对于它们在t＝0时刻的相对位置的位移，即从t＝0到t＝t时间内ab杆相对于cd杆的位移

(10')于是有

(11’)任意时刻t，ab杆和cd杆因受安培力作用而分别有加速度aab和acd，由牛顿定律有

(12’)

(13’)两式相减并注意到()式得

(14’)式中为金属杆ab相对于cd杆的加速度，而X是ab杆相对cd杆相对位置的位移．是常数，表明这个相对运动是简谐振动，它的振动的周期

(15’)在任意时刻t，ab杆相对cd杆相对位置相对它们初始位置的位移

(16’)A为简谐振动的振幅，j为初相位，都是待定的常量．通过参考圆可求得X随时间的变化率即速度

(17’)现已知在t＝0时刻，杆位于初始位置，即X=0，速度故有解这两式，并注意到(15’)式得

由此得

(18’)因t=0时刻，cd杆位于x=0处，ab杆位于x=x0处，两者的相对位置由x0表示；设t时刻，cd杆位于x=xcd处，ab杆位于x=xab处，两者的相对位置由xab－xcd表示，故两杆的相对位置的位移又可表示为X=xab－xcd－x0

(19’)所以

(20’