2022-2023学年江苏省常州市三河口高级中学等四校高二（上）期中物理试卷（附答案详解）.pdf

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1、2022-2023学年江苏省常州市三河口高级中学等四校高二（上）期中物理试卷1.关于电磁学，下列说法不正确的是（）A.移动通信是通过电磁波来传输信息的B.赫兹预言电磁波的存在C.变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场D.紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒2.已知某单色光的波长为人在真空中的光速为c,普朗克常量为，则该单色光的能量子为（）A.华 B.-C.?D.hcAA c A3.宇宙中“破坏力”最强的天体“磁星”，磁感应强度相当于地磁场的1000万亿倍，磁感线分布类似于地磁场，下列有关“磁星”的磁场说法正确的是（）A.“磁星”内部不存在磁场B.“磁星”表面可以找到磁通量为

2、零的闭合区域C.“磁星”表面任意位置的磁场方向都与星体表面平行D.“磁星”附近磁感线非常密集，导致部分磁感线可能相交4.如图所示的电路中，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动。关于电路故障分析正确的是（）A.灯泡人短路B.电流表接触不良C.开关处短路D.灯泡人断路5.经过不懈的努力，法拉第终于在1831年 8 月 2 9 日发现了“磁生电”的现象，他把两个线圈绕在同一个软铁环上（如图所示），线圈4 连接电池与开关，线圈B 闭合并在其一段直导线附近平行放置小磁针。法拉第可观察到的现象有（）BXA.合上开关，圈接通电流瞬间，小磁针偏转一下，随即复原B.只要圈中有电流，小磁针就会发生偏转C.

3、圈中电流越大，小磁针偏转角度也越大D.开关断开，圈中电流中断瞬间，小磁针会出现与圈中电流接通瞬间完全相同的偏转6.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计;其原理可以简化为如图所示模型；废液内含有大量正、负离子，从直径为4的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）A.稳 定 时 两 点 间 的 电 压 越 大，说明离子浓度越高B.正、负离子所受洛伦兹力方向相同C.稳定状态下M点电势高于N点电势D.通过测量MN两点间的电压能够推算废液的流量7.如图所示，用绝缘细线

4、悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线EF、G 4连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线0。当。中通以垂直纸面方向向里的电流时（）A.长直导线。产生的磁场方向沿着电流方向看为逆时针方向B.半圆弧导线EC”受安培力大于半圆弧导线尸DG受安培力C.E尸所受的安培力方向垂直纸面向外D.从上往下看，导线框将顺时针转动8.如图所示，在 MNP。中有一垂直纸面向里的匀强磁场。质量和电荷量都相等的带电粒子。、仄 c以不同的速率从。点沿垂直于P Q的方向射入磁场。图中实线是它们的轨迹，已知0 是

5、 P。的中点。不计粒子重力。下列说法中正确的是（）A.粒子c 带负电，粒子a、b 带正电B.射入磁场时，粒子匕的速率最小C.粒子a 在磁场中运动的时间最长D.若匀强磁场磁感应强度增大，其他条件不变，则粒子。在磁场中的运动时间不变9.长为L 的通电直导线放在倾角为。的光滑斜面上，并处在磁感应强度为B 的匀强磁场中,如图所示，当 B 方向竖直向上，电流为。时导体处于平衡状态，若 B 方向改为垂直斜面向上,则电流为/2时导体处于平衡状态，电流比值4 应为（）10.如图甲所示的电路中定值电阻R=6 0 0,电源电动势E=100V,r=10/2-如图乙所示，曲线为灯泡L 的伏安特性曲线，直线为电源的路端

6、电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（）A.开关S 断开时电源的效率为60%B.开关S 闭合后电源的总功率会变小C.开关S 闭合后灯泡的亮度增强D.开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W11.某实验小组准备用铜片和锌片作为2 个电极插入苹果制成水果电池，探究电极间距、电极插入深度对水果电池的电动势和内阻的影响。实验小组在市场上购买了品种、大小和成熟程度儿乎相同的苹果，成员设计了两个方案测量苹果电池的电动势E 和内阻r,电路原理如图所示。实验室可供器材如下:电压表U（o3 匕内阻约3 k 0；0 1 5 V,内阻约1 5 k 0）；电流表4（00.6 4,内阻约0.1 2 5 0；0 3 A,

7、内阻约0.0 2 5。）；微安表G（量程2 0 0/M；内阻约1 0 0 0 0）；滑动变阻器（额定电流2 4,最大阻值1 0 0 0）,电阻箱（最大阻9 9 9 9 9 0）,开关、导线若干.（1）查阅资料知道苹果电池的电动势约为1 匕内阻约为儿k O,经过分析后发现方案A不合适,你认为方案A不 合 适 的 原 因 是（多选题）。A.滑动变阻器起不到调节的作用区电流表几乎没有示数C.电压表分流明显导致测量误差偏大D电压表示数达不到量程的三分之一（2）实验小组根据方案8进行实验，根据数据作出;-R图像，已知图像的斜率为,纵轴截距为 b,微安表内阻为力,可求得被测电池的电动势E=,内电阻r=.（

8、3）改变电极间距、电极插入深度重复实验，测得数据如图C 所示。分析以上数据可知电极插入越深入，水 果 电 池 内 阻 越,电极间距越大，水果电池内阻越。序号电极插入深度九/6 1电极间距d/c m电动势E/I Z内阻r/01421.0 1 65 9 8 12441.0 5 69 5 0 83221.0 8 31 1 0 7 31 2.如图所示，质量为机的带正电的小球能沿竖直绝缘墙从静止开始.竖直向下滑动，磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直纸面向外，并与小球运动方向垂直。若小球电荷量为q,球与墙间的动摩擦因数 为，求：（1）小球下滑的最大速度；（2）若小球从静止至达到最大速度过程中，共下滑距离儿

9、求 克 服 摩 擦力做的功。1 3.一玩具起重机的电路示意图如图所示。电源的电动势E =9V内阻r =O.5 0,电阻R =6 0,电容C=1 0 0 F。当起重机以u =0.2 m/s 的恒定速度竖直向上提升一质量徵=6 3 0 g 的物体时，标 有“2.5 V 0.3 4”的灯泡恰好正常发光。不计一切摩擦阻力，取重力加速度大小g =1 0 m/s2求：(1)电容器极板所带电荷量Q：(2)电动机的内阻而。区域的M 边重合，当 MN中有电流通过时，指针示数可表示电流的大小。重力加速度为g。(1)当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为多少？(2)若k=2.0N/m,ab=0.20m,ad=0.0 5

10、 m,B=0.20T,求此电流表的量程及金属棒中电流的方向(不计通电时电流产生的磁场的作用)；(3)在(2)的条件下，若将量程扩大为原来的2 倍，磁感应强度应变为多大？1 5.如图所示,0 P Q 是关于)，轴对称的四分之一圆(半径为R),在 尸 区 域 有 均 匀 辐 向 电 场，P。与 A/N 间的电压为U,P M =NQ=d。一初速度为零的带正电的粒子从P。上的任一位置经电场加速后都会从。进入半径为R、中心位于坐标原点。的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直x O y 平面向外，大小为8,粒子经磁场偏转后都能平行于x 轴射出。(1)求带电粒子的比荷卜(2)求沿y 轴正方向加速的带电粒子在磁场中

11、运动的时间；(3)求带电粒子离开磁场时的纵坐标范围。答案和解析1.【答案】B【解析】解：4、移动通信是通过电磁波来传输信息的；故A正确；8、麦克斯韦预言了电磁波的存在；赫兹证实了电磁波的存在，故B错误；C、由麦克斯韦电磁理论知道：变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场，故C正确；。、由电磁波谱可知，紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒，故。正确；本题选不正确的故选：B。由电磁波谱知识解答，麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在.解决本题的关键知道电磁波谱和麦克斯韦电磁理论。2.【答案】A【解析】解：I个光子的能量E=/iv,其中v为光子的频率，而光速c=A,故一

12、个光子的能量;E=争 故4正确，BCD错误；故选：A.根据E=权可以求一个光子的能量，而根据c=4V可以求出一个光子的能量用/?、c、4的表达式.本题考查能量量子化。3.【答案】B【解析】解：A、“磁星”内部也存在着磁场，故A错误；8、任何闭合区域的磁通量都为零，故B正确；C、“磁星”表面磁极处，磁场方向与星体表面一定不平行，故C错误；）、如果两条磁感线相交，那么交点处的磁场就有两个方向，与实际不相符，故“磁星”附近磁感线非常密集，磁感线也不可能相交，故。错误；故选：Bo“磁星”内部也存在磁场；任何闭合区域的磁通量都为零；“磁星”表面磁极处，磁场方向与星体表面一定不平行；磁感线不能相交，若相交

13、，则交点处就有两个方向，但实际上磁场中任意一点磁场方向只能有一个方向。明确磁场磁通量的概念，知道磁感线不相交。4.【答案】D【解析】解：灯泡人短路，电流表和电压表均有示数；电流表接触不良时，电路断路，电压表和电流表均无示数；开关短路，电流表和电压表都要示数，灯泡切断路，闭合开关后，电压表有示数、电流表指针几乎不动，故 ABC错误，O 正确；故选：Do灯泡人短路或者开关短路，电流表和电压表都要示数，电流表接触不良时，电路断路，灯泡5断路，相当于电压表之间接到电源两端。本题考查电路故障分析，解题关键掌握元件的短路或断路对应的故障分析即可。5.【答案】A【解析】解：A D.合上开关，线圈中的磁场方向

14、为顺时针，且增加，故根据楞次定律，感应电流的磁场为逆时针方向，故右侧线圈中感应电流方向俯视逆时针，故直导线有电流，小磁针旋转一下，电路稳定后，无感应电流，小磁针不偏转；同理当断开瞬间时，根据楞次定律，结合右手螺旋定则可知，小磁针的偏转方向与接触瞬间的方向相反，故 A 正确，。错误：BC、只有电键闭合瞬间、断开瞬间有感应电流，即原磁场变化时才有感应电流，故产生感应电流的条件是：穿过闭合回路中磁通量发生变化，而与线圈的电流大小无关，而是与电流变化大小有关，故 BC错误。故选：Ao先根据右手螺旋定则判断原磁场方向，然后根据楞次定律判断感应电流的磁场方向，最后再根据右手螺旋定则判断感应电流方向并得到小

15、磁针是否偏转；感应电流只在开关闭合断开瞬间出现。本题关键是明确电磁感应现象产生的条件，只有磁通量变化的瞬间闭合电路中才会有感应电流。6.【答案】D【解析】解：A、电压表的示数稳定时，电场力等于洛伦兹力，即q B=q，解得U=B d/可知电压表的示数与污水中离子浓度无关，故 A 错误；B C,带电离子进入磁场后受到洛伦兹力作用，根据左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向下，负离子受到洛伦兹力向上，M 点的电势低于N 点的电势，故 BC错误；D、最终正、负离子受到的电场力和洛伦兹力平衡，有=解得液体的流速D=4，。是aCIDMN两点间的电压，则废液的流量为：Q=17s=嘿，只需要测量MN两点的电压就

16、能够推算废液的流量，故。正确。故选：Do废液流过磁场区域时，根据左手定则判断带电粒子所受洛伦兹力的方向，正、负粒子发生偏转打到上、下两个面上，上、下两个面之间形成电场，最终正、负粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，根据受力平衡求出粒子的速度，再根据Q =uS求出流量。本题考查霍尔效应及其应用，解决本题的关键要知道导电液体流过磁场区域时，正、负粒子受到洛伦兹力，发生偏转打到上、下两个面上，形成电场，最终正、负电荷在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态。7.【答案】D【解析】解：A、当直导线。中通以垂直纸面方向向里的电流时，由安培定则可判断出长直导线。产生的磁场方向沿顺时针方向，故A错误。8、磁感线是

17、以0为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行，不受安培力，故8错误。C、由安培定则可判断出长直导线在EF所在位置产生的磁场垂直EF向上，在GH所在位置产生的磁场垂直GH向下。由左手定则可判断出直导线EF所受安培力的方向垂直于纸面向里，故C错误.D、由安培定则可判断出长直导线在EF所在位置产生的磁场垂直EF向上，在GH所在位置产生的磁场垂直G”向下。根据左手定则可知，导线E尸所受安培力的方向垂直于纸面向里，导线GH所受安培力的方向垂直于纸面向外，从上往下看，导线框将沿顺时针转动，故D正确。故选：Do根据右手定则判断直导线的磁场方向，根据左手定则判断各段导线的安培力有无及方向，从而判断线框的转动情况

18、。考查安培力的方向判断。当电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力的作用。8.【答案】C【解析】解：4、根据左手定则可知粒子c带正电，粒子”、。带负电，故A错误；B、粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=解得：”迎,射入磁场时粒子。的半径最小，所以射入磁场时粒子。的速率最小，故B错误；mC、粒子在磁场中做圆周运动的周期：丁 =迎=等 相 同，粒子在磁场中的运动时间：t=吗,v Bq 2n qB由于机、q、B都相同，粒子a转过的圆心角。最大，则射入磁场时粒子。的运动时间最长，故C正确；D、若匀强磁场磁感应强度增大，其它条件不变，由牛顿第二定律得：qvB=m

19、 4,解得：及=避，JR m则。粒子射入磁场时的半径会变大，导致轨迹对应的圆心角会变小，所以a粒子动时间会变小，故。错误。故选：Co根据粒子运动轨迹由左手定则判断粒子的电性；根据粒子做圆周运动的周期与转过的圆心角比较粒子运动时间。本题考查带电粒子在磁场中的运动，带电粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，在磁场、质量及电量相同情况下，运动的半径与速率成正比，从而根据运动圆弧来确定速率的大小。9.【答案】B【解析】【分析】通电导线在磁场中受到安培力的作用，由公式尸=8求出安培力的大小，由左手定则确定其方向，结合平衡条件求解电流比值掌握平衡条件是2求解的关键。【解答】若磁场方向竖直向上，则安培力水平方向

20、。由平衡条件可得：mgtanO=BIXL若磁场方向垂直于斜面向上，则安培力沿斜面向上。由平衡条件可得：mgsmQ=BI2L则A：l2=1：c o s e故选：Bo1 0 .【答案】D【解析】解:A、开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为4=4 0 V,电源的效率为=冬x1 0 0%=芸 x 1 0 0%=4 0%,故 A 错误；B C、开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据P =E/可知电源的总功率会变大，根据U =E-/r可知路端电压减小，根据P =-可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；。、开关S断开时小灯泡消耗的功率为P =4 0 x 6 0

21、 =2 4 0 0,故。正确；故 选:D o根据电源的效率公式计算出效率的大小；开关闭合后电阻变小，结合功率的计算公式分析功率的变化和灯泡的亮度变化；根据图中的数据结合公式计算出小灯泡消耗功率。本题主要考查了闭合电路的欧姆定律，熟悉电源效率和功率的计算公式，结合电路结构分析电路中的电流、电压和电功率的变化情况。1 1.【答案】B 招一%小 大【解析】解：(1)苹果电池的电动势约为I V,内阻约为几M2,由闭合电路的欧姆定律可知，电路最大电流不会超过0.0 0 L 4=电流表4 的量程为0.6 4 量程太大，电流表几乎没有示数，故选 B。(2)根据图乙所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：E =/

22、0+%+/?),整理得：;=?/?+等，一 R 图像的斜率k =g 纵轴截距6 =学，解得电池电动势E=),内阻r =?-%。(3)由表中第1组与第3 组实验数据可知，在电极间距离相等时.，电极插入越深，水果电池内阻越小；由表中第1组与第2 组数据可知，在电极插入深度相同时，电极间的距离越大，水果电池内阻越大。故答案为：(1)8；(2)；l-rg；(3)小；大。(1)根据题意求出电路最大电流，然后分析答题。(2)根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律求出图像的函数表达式，根据图示图像分析答题。(3)分析表中实验数据然后得出结论。理解实验原理是解题的前提；分析清楚图示电路结构，应用闭合电路的欧姆定

23、律即可解题；处理实验数据时注意控制变量法的应用。12.【答案】解：(1)小球沿墙竖直下滑，由左手定则可知小球所受洛伦兹力方向向左.对小球进行受力分析，小球受重力 吆、洛伦兹力尸=勺 8、墙面给小球的支持力正 加 和摩擦力行，如图所在这些力的作用下，小球将会做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度a =0,小球就会持续匀速运动状态直到有其他外力来迫使它改变.根据平衡可得：FN=F=qvB摩擦力：Ff=FN根据牛顿第二定律可得：m g -Ff=m a整理得：m g -tiqvB=m a,可知，当a =0时，u 最大最大速度解得：%1=等；RqB(2)从开始下滑到最大速度，由于支持力和洛伦兹力不做功，

24、根据动能定理得：m g h-Wf=lmv3 2将最大速度代入得到：Wf=m g h-1 2/2 8/答：（1）小球下滑的最大速度为部；3 2（2）若小球从静止至达到最大速度过程中，共下滑距离/,则克服摩擦力做的功为（m g h-券 谣）。【解析】（1）对小球进行受力分析，再根据各力的变化，可以找出合力及加速度的变化；即可以找出小球最大速度的状态；（2）根据动能定理求克服摩擦力所做的功。本题考查力的动态分析，解题时要注意分析带电小球的运动过程，属于牛顿第二定律的动态应用与磁场结合的题目，此类问题要求能准确找出物体的运动过程，并能分析各力的变化，对变力做功的问题，此处只能用动能定理求解。13.【答

25、案】解：（1）灯泡恰好正常发光，其电压为a=2.5U根据闭合电路欧姆定律得：E=UL+KR+r）解得干路电流为/=1 4电容器两极板间电压等于电阻R两端的电压，为“=1R=1X6V=6V故电容器极板所带电荷量：Q=CU c =1 0 0 x 1 0-6 x 6C=6 x 1 0-4C（2）物体的质量为z n =63 0 g =0.63 k g流过电动机的电流为：/时=/-=1 4-0.3 4=0.74对于电动机，其电压UM=UL=2.5V根据能量守恒定律可得：UMIM=6rM+解得M=1。答：（1）电容器极板所带电荷量。为6X 1 0-4C：（2）电动机的内阻加为1 0。【解析】（1）灯泡正常

26、发光，其电压等于额定电压，由闭合电路欧姆定律求干路电流，再由欧姆定律求出电阻R的电压，即等于电容器的电压，从而可根据Q=0 7求电容器极板所带电荷量Q；（2）根据干路电流和灯泡的电流求出流过电动机的电流，对于电动机，根据输入功率等于输出功率与发热功率之和列式，即可求出电动机的内阻而。本题考查功率公式的应用及闭合电路欧姆定律，要注意正确分析电路中电流、电压关系，明确各种功率公式的应用条件 对于电动机，要知道输入功率等于输出功率与发热功率之和，不能根据欧姆定律求出电动机的内阻。1 4.【答案】解：（1）电流为零时，设弹簧的伸长量为Z x,则有=得=呼故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为华。（2）设满

27、量程时通过MN的电流为，根据左手定则可知电流方向从M到N；根 据 力 的 平 衡 条 件 有+m9 S a d +%)解得/m =2.54故该电流表的量程是2.5A。(3)设量程扩大后，磁感应强度变为B,则有2 B7m，a b +m g =k(lad+4%)代入数据得夕=0.1T答：(1)当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为詈；(2)此电流表的量程为2.5 4金属棒中电流的方向从 仞 到N；(3)在(2)的条件下，若将量程扩大为原来的2倍，磁感应强度应变为0.1 7。【解析】(1)电流为零时，重力与弹力平衡。(2)根据左手定则判断电流方向。当金属棒处于外线上时，电流表示数最大，根据平衡条件以及弹

28、簧的伸长量可求得此时是最大电流.(3)扩大量程后根据(2)中的平衡方程即可解出正确结果。本题题意新颖，考查点巧妙，借助生活中的实际器材考查了物体平衡问题，正确进行受力分析，然后根据平衡条件列方程是解题关键。1 5.【答案】解：(1)粒子在电场中加速，由动能定理得：q U=l m v2-0由已知条件可知，带电粒子在磁场中运动的半径：r=R粒子早磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：q v B=解得：合券(2)沿)，轴正方向入射的粒子，先加速后匀速再做匀速圆周运动，三段的时间为：d d dBR,R 8R 2 1 1 2 7 rR nBR2】=厂画F，2=宙=而三=.那么总时间

29、t =t +2+=(2d+2R+T TR)j(3)沿N O 方向入射的带电粒子，在磁场中做圆周运动的圆心为01，对应的圆心角为13 5。，离开磁场的出射点a在)，轴上的投影与O 的距离为：V2=R +Ra点的纵坐标：ya=y/?同理可得，沿P M方向入射的带电粒子离开磁场的出射点6的纵坐标：为=-苧R带电粒子进入电场时的坐标范围：一日RW”乎R答：(1)带电粒子的比荷:为 券；(2)沿)，轴正方向加速的带电粒子在磁场中运动的时间为(2d+2R+兀 R)粉；(3)带电粒子离开磁场时的纵坐标范围：-芋苧R。【解析】(1)粒子在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，应用动能定理与牛顿第二定律可以求出粒子的比荷；(2)分别求出粒子在辐向电场的加速时间、无场区匀速时间、磁场区的匀速率时间，三者相加为所求；(3)沿 Q V射入的粒子进入右侧电场时总坐标值最大，沿射入的粒子进入右侧电场时纵坐标值最小，确定沿这两个方向射入的粒子纵坐标值，然后确定其范围。本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，粒子在加速电场中加速，做匀加速运动，在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子运动过程是解题的前提与关键，应用动能定理、牛顿第二定律、运动学规律即可解题。