河南省郑州市六校联盟2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷含答案.pdf

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1、第 1 页，共 16 页 2022-2023 学年河南省郑州市六校联盟高二（下）期中物理试卷学年河南省郑州市六校联盟高二（下）期中物理试卷学校:_姓名：_班级：_考号：_第 I 卷（选择题）一、单选题（本大题共 8 小题，共 32.0 分）1.空调机、电冰箱和消毒柜都使用了()A.温度传感器B.红外线传感器 C.生物传感器D.压力传感器2.如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是()A.B.C.D.第 2 页，共 16 页 3.下列关

2、于教材中四幅插图的说法正确的是()A.图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属C.丙是铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快D.图丁是微安表的表头，运输时把两个正、负接线柱用导线连接，可以减小电表指针摆动角度4.真空区域有宽度为、磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向如图所示，、是磁场的边界。质量为、电荷量为+的粒子(不计重力)从边界某处射入磁场，刚好没有从边界射出磁场，当再次从边界射出磁场时与夹角为30，则()A.粒子进入磁场时速度方向与边界的夹角为60B.粒子在磁场中转过的角

3、度为60C.粒子在磁场中运动的时间为43 D.粒子能从边界射出磁场时的速度大于(42 3)5.如图，圆环形导体线圈平放在水平桌面上，在的正上方固定一竖直螺线管，二者直径相同、轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是()第 3 页，共 16 页 A.线圈中将产生俯视顺时针方向的感应电流B.穿过线圈的磁通量变小C.线圈有扩张的趋势D.线圈对水平桌面的压力大于自身重力6.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线、所示，则()A.两次=0时刻线圈的磁通量均为零

4、B.曲线、对应的线圈转速之比为3：2C.曲线表示的交变电动势频率为50 D.曲线表示的交变电动势有效值为107.如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为，所接电源为有效值恒定的正弦交流电压，且不计电源内阻。原线圈接有定值电阻0，副线圈接有定值电阻1、3，以及滑动变阻器2，四个理想交流电表的连接如图所示。现将2的滑动触头向下滑动少许，电表的示数变化量的绝对值分别为1、2、1、2，则下列说法正确的是()A.电压表2的示数减小，电流表2的示数减小B.电压表1的示数增大，电流表1的示数增大C.12：21=12 D.11：22=2 第 4 页，共 16 页 8.如图所示，图像表示振荡电路的电流随时间变

5、化的图像。在=0时刻，回路中电容器的板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而板仍带正电，则 图像中和这段时间对应的是()A.段B.段C.段D.段二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分）9.如图中关于磁场中的四种仪器的说法中正确的是()A.甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关B.乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时，击中光屏同一位置的粒子比荷不相同C.丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时侧带负电荷D.丁中长宽高分别为、的电磁流量计加上如图所示磁场，若流量恒定，前后两个金属侧面的电压与、无关 10.如图，各图中匀强磁场的磁感应强度均为，

6、带电粒子的速率均为，电荷量均为。以1、2、3、4依次表示四图中带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的大小，则()A.1=2B.3=4C.2=3D.1=411.如图所示，绝缘粗糙细直杆在处弯折为角，水平段足够长，在虚线的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环(可视为点电荷)从倾斜段某处由静止释放，第 5 页，共 16 页 忽略圆环经过弯折处的能量损失且圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度随时间的变化图像可能正确的是()A.B.C.D.12.如图()，由水平、竖直两段构成的“”形平行金属导轨固定，处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的关系如图()(向上为正)。两端打有小孔

7、的导体棒水平套在竖直导轨上并与导轨保持良好接触，中点与物块用轻绳经光滑定滑轮相连。已知导轨间距=0.5，导轨水平段长=2；的质量=0.09，的质量=0.11；与导杆间的动摩擦因数=0.25(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，回路总电阻=0.5；竖直导杆，轻绳足够长，重力加速度=10/2。若=0时刻将静止释放，则()A.=0时刻，通过棒的电流为2.5B.0.2末，棒开始运动C.02内，棒的最大加速度为1.818/2D.2末，棒的速率为0.775/第 II 卷（非选择题）三、实验题（本大题共 1 小题，共 9.0 分）第 6 页，共 16 页 13.(1)如图甲所示是探究“影响感应电流方向的因素”的实

8、验装置。如果在闭合开关时，发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么闭合开关后，将线圈迅速插入线圈中，灵敏电流计的指针将 (选填“向左”“向右”或“不”)偏转。按照图甲连接好电路，并将线圈插入线圈中后，要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是A.插入铁芯B.拔出线圈C.滑动变阻器的滑片向右滑动D.断开开关瞬间(2)某同学在做实验时突发奇想，将开关接在线圈所在回路，如图乙所示，则在闭合和断开开关时，(选填“会”或“不会”)产生感应电流，(选填“能”或“不能”)观察到与图甲电路相同的现象。四、计算题（本大题共 3 小题，共 30.0 分）14.查史料可知，1882年珍珠街电站采用6台直流发电机，

9、输出总功率为661.5，电能输送的最远距离为1.6，给用户提供110的直流电压，最多可满足6000盏16的爱迪生灯泡使用。(1)电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？(2)估算直流发电机的输出电压；(3)若将输电距离增加一倍，还能否为6000盏16的爱迪生灯泡正常使用？第 7 页，共 16 页 15.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一段通有电流为，长度，质量的导体棒，电流方向垂直纸面向里，试求：(1)若空间中有竖直向上的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则所加匀强磁场的磁感应强度1的大小;(2)要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度2的大小和方

10、向;(3)如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，匀强磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少?16.某一质谱仪原理如图所示，区域为粒子加速器，加速电压为1;区域为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为1，两板间距离为;区域为偏转分离器，磁感应强度为2.现有一质量为、电荷量为的正粒子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动.求：(1)粒子离开加速器时的速度大小;(2)速度选择器两板间的电压2;(3)粒子在分离器中做匀速圆周运动的半径 第 8 页，共 16 页 答案和解析答案和解析 1.【答案】【解析】解：空调机、电冰箱、消毒柜在达到设定的温度后，会自动

11、停止工作，这是因为使用了温度传感器故 A 正确，、D错误故选：传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量 本题考查传感器在实际生活中的运用，基础题，关键知道各种传感器的原理，即能轻松解决，比如遥控器是运用红外线传感器 2.【答案】【解析】解：根据=知处于磁场中的载流线图受安培力作用的有效长度越长，受安培力越大，磁场发生微小变化时，安培力变化越大，天平越容易失去平衡，由题图知选项 A中载流线圈的有效长度最长，中天平最容易失去平衡，所以 A 正确线框所受的安培力越大，磁场发生微小变化时，天平越容易失去平衡；由于磁场强度和电流大小相等，

12、即根据线框在磁场中的有效长度大小关系即可判断其受力大小关系 本题主要考查了安培力，在计算通电导体在磁场中受到的安培力时，一定要注意=公式的是指导体的有效长度 3.【答案】【解析】【分析】本题考查了电磁驱动、真空冶炼炉、电磁阻尼、磁电式电流表等知识，要了解它们的工作原理，要求学习知识时一定要理解其本质。【解答】A.根据电磁驱动原理，图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，但线圈比磁铁转得慢，故 A错误；第 9 页，共 16 页 B.图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生产生涡流，铁块中产生大量热量，从而冶炼金属，故 B错误；C.当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从

13、而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生的安培力将阻碍铜盘切割磁感线运动，则铜盘转动将变慢，故 C错误；D.图丁是微安表的表头，在运输时要把两个正、负接线柱用导线连在一起，可以减小电表指针摆动角度，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼的原理，故 D 正确。故选 D。4.【答案】【解析】见答案 5.【答案】【解析】解：、滑片向下滑动，回路电阻变小，电流变大，螺线管产生磁场变强，线圈面积不变，线圈的磁通量变大，根据楞次定律，“增缩减扩”原理可以判断，线圈有收缩的趋势，根据安培定则判断穿过线圈的磁感应强度竖直向下，根据楞次定律可知，线圈的感应电流产生磁场竖直向上，根据安培定则判断，线圈中将产

14、生俯视逆时针方向的感应电流，故 ABC 错误；D、根据楞次定律，“来拒去留”原理可判断，线圈磁通量增加，所以线圈有远离的趋势，对桌面压力变大，故 D正确；此题的关键首先明确滑动触头向下滑动时通过判断出线圈中的电流增大，然后根据楞次定律判断出线圈中感应电流的方向。根据感应电流产生的效果总是阻碍引起感应电流的原因，可以很好判断线圈的运动趋势。首先应掌握楞次定律的基本应用，楞次定律的第二描述是能量守恒定律在电磁感应现象中得出的必然结果。一般在解决有关相对运动类问题时用楞次定律的第二描述将会非常简便。6.【答案】【解析】解：、在=0时刻，线圈一定处在中性面上，此时磁通量最大，故 A 错误；B、由图可知

15、，的周期为4 102；的周期为6 102，则由=1可知，转速与周期成反比，故转速之比为：=3：2，故 B正确；C、曲线的交变电流的频率=1=25，故 C错误；第 10 页，共 16 页 D、曲线、对应的线圈转速之比为3：2，曲线表示的交变电动势最大值是15，根据=得曲线表示的交变电动势最大值是10，则有效值为=10 2=5 2，故 D 错误；故选：。根据图象可分别求出两个交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等。本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量。7.【答案】【解析】解：.把副线圈负载电阻看

16、作变压器原线圈的等效电阻，设原副线圈匝数比为，根据理想变压器电压与匝数比的关系1=2，理想变压器电流与匝数比的关系1=2，原线圈等效电阻原=11=22=222=2，滑动变阻器的触头向下滑动，则副线圈电路总电阻值增大，作出该变压器的等效电路如图所示：可知原线圈等效电阻2增大，根据欧姆定律1=00+2可知，电流表1示数减小根据理想变压器电流与匝数比的关系可知电流表2示数也减小在原线圈电路中，根据电压关系，原线圈两端电压1=0 10增大，即1示数增大根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压增大，即2示数增大，故 AB错误；C.设变压器原副线圈匝数比为，根据理想变压器电压比与匝数比的关系可得副

17、线圈两端电压2=1根据理想变压器电流比与匝数比的关系可得副线圈中的电流2=1 由于12=，21=则有12=，21=第 11 页，共 16 页 联立得12：21=1 因此12：21=1，故 C错误；D.结合以上分析，11：22=1221=2，故 D正确。故选：。.把副线圈负载电阻看作变压器原线圈的等效电阻，根据欧姆定律求解原线圈电流的变化，根据理想变压器电流与匝数比的关系、电压与匝数比的关系，分析作答；.根据理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系得到变压器原副线圈电压的变化量、电流的变化量与匝数比的关系，然后作答。本题考查了变压器原线圈回路含负载的动态变化问题；变压器原副线圈电压的变化量、电

18、流的变化量与匝数比的关系的解题的关键。8.【答案】【解析】略 9.【答案】【解析】【分析】根据回旋加速器的原理分析带电粒子的最大动能；根据质谱仪的原理分析带电粒子的比荷；根据左手定则判断自由电荷的偏转方向，根据电磁流量计的原理得出前后侧面的电势差。本题考查各种仪器的工作原理，明确电场、磁场的各自作用。【解答】A.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有：=2，可得：=122=2222，所以带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，故 A 正确；B.加速电场中有：1=122，速度选择器中有：1=，偏转磁场2中有：2=2 联立得：=21222，所以不改变质谱仪各区

19、域的电场磁场，击中光屏同一位置，相同，则粒子比荷相同，故 B 错误；C.根据左手定则，带负电的自由电荷向板偏转，所以侧带负电荷，故 C错误；第 12 页，共 16 页 学科网（北京）股份有限公司D.最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，则有=，结合=可得前后两个金属侧面的电压=，所以 D 正确。10.【答案】【解析】【分析】本题主要考查洛伦兹力大小。由洛伦兹力大小公式=(为垂直磁场方向的速度)，由此分析即可正确求解。【解答】、三图中速度与磁场方向垂直，洛伦兹力大小1=3=4=，图中速度在垂直磁场方向的分速度为cos30，洛伦兹力大小2=cos30=32，故 BD 正确，AC 错误。11.【答案

20、】【解析】【分析】本题考查带电物体在重力场和磁场中的运动，解题的关键是做好物体的受力分析，尤其是分析洛伦兹力=的变化，注意洛伦兹力是变力，与速度大小成正比，要注意分析在点洛伦兹力与重力的大小关系，通过受力情况结合牛顿第二定律判断运动情况。【解答】从到，圆环做匀加速直线运动，这段时间的 图像应该是过原点的倾斜直线，我们分析到达点之后的运动。A、若圆环带正电，则圆环受到的洛伦兹力向上，若恰好有=，则圆环不受摩擦力，将一直做匀速运动，故 A 正确；C、若圆环带正电，则圆环受到的洛伦兹力向上，有 ，那么圆环受到滑动摩擦力，大小为=()，做减速运动，随着的减小，减小，根据牛顿第二定律可知加速度会减小，故

21、圆环做加速度减小的减速运动，当恰好减速到=时，圆环将不受摩擦力，做匀速运动，故 C 正确；D、若圆环带正电，则圆环受到的洛伦兹力向上，有 ，那么圆环受到滑动摩擦力，大小为=()，做减速运动，随着的减小，增大，根据牛顿第二定律可知加速度会增大，故圆环做加速度增大的减速运动，直到速度为零，故 D 正确。若圆环带负电，则圆环受到的洛伦兹力向下，那么圆环受到滑动摩擦力，大小为=(+)，做减速运动，随着的减小，减小，根据牛顿第二定律可知加速度会减小，故圆环做加速度减小的减速运动，直到速度为零。四个选项中均没有描述这种情况。第 13 页，共 16 页 选项的情况不存在。故选 ACD。12.【答案】【解析】

22、解：.=0时刻，回路中的感应电动势=1 2 0.5=1 通过棒的电流为=10.5=2 故 A 错误；B.与导杆间的弹力等于所受的安培力=棒开始运动时有=+解得=0.8 磁感应强度随时间变化的关系图像可得=1 解得=0.2，棒开始运动。故 B 正确。C.02内，棒受的安培力为零时，与导杆间的弹力为零，摩擦力为零。此时棒的最大加速度最大，根据牛顿第二定律有：()=(+)得=1/2 故 C 错误；D.0.2到2，对和物块为整体，由动量定理得()1=(+)又1=2 0.2=1.8 =0.25=|0.25 0.25|(0.2 损=758 这意味着输送电压小于线路上的损耗电压，因此不可能将输送距离增加一倍

23、到3.2。【解析】见答案 15.【答案】解：(1)若磁场方向竖直向上，对导体棒受力分析，如图所示；，由平衡条件得：水平方向上：1 sin=0，竖直方向上：cos=0，解得：1=tan；(2)当安培力与重力平衡时，导体棒对斜面没有压力，则有：在竖直方向：=2，解得：2=，根据左手定则可知，磁感应强度方向水平向左；(3)当安培力的方向平行斜面向上时，根据左手定则判断，磁感应强度方向垂直于斜面向上，此时匀强磁场的磁感应强度最小，在平行于斜面方向，由平衡条件有sin=3，解得：3=sin，方向：垂直于斜面向上。第 16 页，共 16 页【解析】本题主要考查安培力作用下物体的平衡问题，受力分析是解决问题

24、的关键。(1)若磁场方向竖直向上，对导体棒受力分析，在竖直方向和水平方向上分别由平衡条件列方程，即可正确求解；(2)由题意，分析导体棒的受力情况，根据平衡条件求解磁感应强度的大小，由左手定则分析磁感应强度的方向；(3)分析导体棒的受力情况，由平衡条件分析安培力的最小值，即可确定磁感应强度的最小值以及对应的方向。16.【答案】解：(1)粒子经过加速电场1加速后，根据动能定理：1=122 解得：=21(2)因为粒子恰能通过速度选择器，则粒子在速度选择器中受到的电场力和洛伦兹力为一对平衡力，即：=2=1 解得：2=1 21(3)粒子在2磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，则：2=2 解得：=12 21 答：(1)粒子的速度为 21；(2)速度选择器两板间电压2为1 21；(3)粒子在2磁场中做匀速圆周运动的半径为12 21。【解析】(1)根据动能定理可以求出粒子的速度；(2)在速度选择器中作匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，根据=1求出电压2；(3)根据洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律可以求出粒子在2磁场中做匀速圆周运动的半径。解决该题需要明确知道粒子在速度选择器内做的是匀速直线运动，洛伦兹力和电场力大小相等，方向相反。