浙江省嘉兴市八校联盟2022-2023学年高二物理下学期期中联考试题（Word版附解析）

2022学年第二学期嘉兴八校联盟期中联考高二年级物理学科试题考生须知：1.本卷共7页，满分100分，考试时间90分钟。2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。4.本卷g均取10m/s2。选择题部分一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分，每个小题中只有一个选项符合题目要求）1.下列物理量为矢量的是（　　）A.电动势B.电流C.磁通量D.磁感应强度【答案】D【解析】【详解】电动势和磁通量都是只有大小无方向物理量，是标量；电流虽然有大小和方向，但是电流的合成不遵循平行四边形定则，则电流也是标量；磁感应强度既有大小又有方向，是矢量；故选D。2.如图所示，真空中的高速电子（不计重力）水平向右进入匀强磁场，匀强磁场的方向水平向左，则电子将（　　）A.向上偏转B.向下偏转C.向右匀速运动D.向右加速运动【答案】C【解析】【详解】由于该电子进入磁场的速度方向与磁场方向平行，则该电子在磁场运动不受洛伦兹力的作用。又由于该电子的重力不计，则电子将向右做匀速直线运动。故选C。 3.如图所示是课本中交流发电机发电过程的示意图，装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，为了便于观察，图中只画了一匝线圈，线圈的AB边和CD边分别连接在滑环上，线圈在匀速转动过程中，下列说法正确的是（　　）A.转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为0，此位置为中性面B.转到图乙位置时，线圈中电流方向发生改变C.转到图丙位置时，CD边切割磁感线，产生感应电流方向为D→CD.转到图丁位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最大【答案】B【解析】【详解】A．转到图甲位置时，磁场与线圈平行，线圈得磁通量为0，中性面为磁通量最大位置，因此甲图不是中性面位置，故A错误；B．转到图乙位置时，即线圈为中性面位置，此时线圈中电流方向发生改变，故B正确；C．转到图丙位置时，由右手定则可得，CD边感应电流方向为C一D，故C错误；D．转到图丁位置时，线网中的磁通量最大，磁通量变化率为零，故D错误。故选B。4.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（　　）A.图甲：金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属B.图乙：摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会以相同的速度同向转动C.图丙：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D.图丁：微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理【答案】D 【解析】【详解】A．甲图中金属探测器通过使用变化电流的长柄线圈来探测地下是否有金属，故A错误；B．由电磁驱动原理，图乙中摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，B错误；C．真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，在铁块中会产生涡流，铁块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，选项C错误；D．微安表的表头，在运输时连接正、负接线柱保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确。故选D。5.关于无线电波的发送和接收，下列说法中正确的是（　　）A.为了将信号发送出去，先要进行调谐B.为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制C.了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频D.为了将信号发送出去，先要进行调制【答案】D【解析】【分析】【详解】要将信号发送出去，先要进行的是调制，要从各个电台发出的电磁波中将需要的信号选出来，要进行的是调谐，要从高频电流中把声音信号取出来，要进行的是解调。故D正确，ABC错误。故选D。6.如图所示的平行板器件中有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场。一带正电的粒子以某一速度从该装置的左端水平向右进入两板间后，恰好能做直线运动。忽略粒子重力的影响，则A.若只将粒子改为带负电，其将往上偏B.若只增加粒子进入该装置的速度，其将往上偏C.若只增加粒子的电荷量，其将往下偏D.若粒子从右端水平进入，则仍沿直线水平飞出【答案】B【解析】 【详解】正粒子沿直线穿过正交场，向上的洛伦兹力和向下的电场力平衡，则qE=qvB，即；A．若只将粒子改为带负电，则洛伦兹力和电场力的方向均反向，则粒子仍沿直线通过，选项A错误；B．若只增加粒子进入该装置的速度，则洛伦兹力变大，粒子将往上偏，选项B正确；C．若只增加粒子的电荷量，向上的洛伦兹力和向下的电场力仍平衡，其仍将沿直线通过，选项C错误；D．若粒子从右端水平进入，则电场力和洛伦兹力均向下，则不可能仍沿直线水平飞出，选项D错误；故选B.7.下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　）A.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗B.高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好C.减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失D.在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小【答案】A【解析】【详解】A．根据输电过程中损失的电功率可知高压输电是通过减小输电电流，有利于减小电路的发热损耗，故A正确；B．高压输电综合考虑材料成本、技术、经济性等各个方面的因素，所以不是输电电压越高越好，故B错误。C．减小输电导线的横截面积能增大电阻，根据输电过程中损失的电功率因此不利于减小输电过程中的电能损失，C错误；D．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电线上输送电流越大，因此输电过程中的电能损失越大，D错误。故选A。8.在如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，下列说法正确的是 （　　）A.A板带正电B.A、B两板间的电压在增大C.电容器C正在放电D.磁场能正在转化为电场能【答案】C【解析】【分析】在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。【详解】通过图示电流方向，且电流增大，知电容器在放电，电场能转化为磁场能，则电容器上极板A带负电，下极板B带正电，电容器上的电荷量正在减小，由知AB两极板间的电压在减小，故C正确，ABD错误。故选C。9.如图甲所示回旋加速器的两个“D”型盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，现在两“D”型盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如图乙所示，将粒子源置于盒的圆心处，粒子源产生质量为m、电荷量为q的氘核（），在t=0时刻进入“D”型盒的间隙，已知粒子的初速度不计，穿过电场的时间忽略不计，不考虑相对论效应和重力作用，下列说法正确的是（　　）A.若交变电压U0变为原来的2倍，则氘核出D型盒的速度也变成2倍B.若交变电压的周期取，加速器也能正常工作 C.氘核离开回旋加速器的最大动能为D.不需要改变任何条件，该装置也可以加速α粒子（）【答案】D【解析】【详解】A．设粒子在磁场中运动的次数为k粒子在磁场中运动的之间解得当U0变为原来的2倍时，时间变为原来的，A错误；BD．根据解得加速电场中交变电压的周期应与圆周运动的周期相同，又因为与氘核的比荷相同，因此不需要改变任何条件，该装置也可以加速α粒子，B错误，D正确；C．氘核恰好离开时动能最大，由牛顿第二定律得动能为C错误。 故选D。10.如图所示，质量为m、长为l的直导线用两绝缘细线悬挂于O、Oʹ，并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x轴正方向的电流I，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为θ。下列说法正确的是（　　）A磁场方向可能沿z轴正方向B.磁场方向可能沿y轴正方向C.磁场方向可能沿悬线向上方向D.磁场方向可能沿垂直悬线向上方向【答案】B【解析】【详解】A．根据左手定则，若磁场z轴正方向，通电导线受安培力沿y轴负方向，向y轴负方向偏转，A错误；B．根据左手定则，若磁场沿y轴正方向，通电导线受安培力沿z轴正方向，若重力与安培力平衡，绳子无拉力，可保持静止，B正确；C．根据左手定则，若磁场沿悬线向上方向，通电导线受安培力从左向右看方向垂直细绳和导线向左下，不可能静止在如图所示位置，C错误；D．根据左手定则，若磁场沿垂直悬线向上方向，通电导线受安培力沿绳向上，不可能静止在如图所示位置，D错误。故选B。11.在竖直方向的匀强磁场中，水平置一矩形线圈。规定线圈中电流正方向如图甲所示，磁场向上为正。当磁感应强度B随时间t按乙图变化时，下列说法正确的是（　　） A.t1=0.3s时电流方向为正B.t1=0.3s时线圈有收缩的趋势C.t1=0.3s时线圈中的电流比t2=1.3s时线圈中的电流大D.t1=0.3s时线ab边受到的安培力比t2=1.3s时ab边受到的安培力大【答案】D【解析】【详解】A．0-1s内磁感应强度B为负且在减小，根据楞次定律可知感应电流为adcba，为负方向，A错误；B．0-1s内磁感应强度B为负且在减小，线圈磁通量在减小，根据楞次定律可知，线圈具有扩张趋势，B错误；CD．由于t1=0.3s和t2=1.3s时磁感应强度B变化率相同，根据可知两时刻电动势相同，电流相等，但t1=0.3s时磁感应强度B比t2=1.3s时大，因此t1=0.3s时线ab边受到的安培力比t2=1.3s时ab边受到的安培力大，C错误，D正确。故选D。12.带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中观察到某带电粒子的轨迹，其中a和b是运动轨迹上的两点。该粒子使云室中的气体电离时，其本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，重力忽略不计。下列说法正确的是（　　）A.粒子带正电B.粒子先经过a点，再经过b点C.粒子运动过程中洛仑兹力对其做负功D.粒子运动过程中所受洛伦兹力逐渐减小【答案】D【解析】【详解】AB．由题意可知该粒子本身的动能在减少，而其质量和电荷量不变，可知速度大小在减小，根据洛伦兹力提供向心力可得 所以粒子半径减小，粒子先经过b点，再经过a点；根据左手定则可知粒子带负电，故AB错误；C．由于运动过程中洛伦兹力一直和速度方向垂直，洛伦兹力不做功，故C错误；D．根据可知粒子运动过程中所受洛伦兹力逐渐减小，故D正确。故选D。13.如图所示，固定在水平面上的半径为的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场，圆环外无磁场。长为的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为的电阻和电容为、板间距为的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态，已知重力加速度为，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）A.棒产生的电动势为B.电阻消耗的电功率为C.微粒的电荷量与质量之比为D.电容器所带的电荷量为【答案】B【解析】【分析】 【详解】A．由于在圆环内存在磁感应强度为的匀强磁场，所以金属棒的有效切割长度为，金属棒切割磁感线产生的感应电动势为故A错误；B．电阻消耗的电功率为故B正确；C．带电微粒处于静止状态，由平衡条件得解得微粒的电荷量与质量之比故C错误；D．电容器所带的电荷量为故D错误。故选B。二、选择题II（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）14.电磁波在现代科技和生活中得到了广泛的应用。以下关于电磁波的应用，说法正确的是（　　）A.红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点B.紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应C.X光透视利用的是光的衍射现象D.工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力【答案】ABD【解析】【详解】A．切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，故A正确；B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应，故B正确；C．X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，C项错误； D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，故D正确；故选ABD。15.如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速度v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球的电荷量不变，那么（　　）A.磁场力对小球一直不做功B.小球受到的磁场力不断增大C.小球受到玻璃环的弹力不断增大D.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动【答案】AD【解析】【详解】A．洛伦兹力始终与运动方向垂直，因此磁场力对小球一直不做功，A正确；BD．玻璃圆环所处均匀变化的磁场中，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，有楞次定律可知电场方向为顺时针，因此小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动，所以磁场力先减小后增大，B错误D正确；C．因为小球在水平方向的洛伦兹力不是始终在增大，且小球的速度也在变化，所以小球受到玻璃环的弹力不一定不断增大，C错误。故选AD。非选择题部分三、填空实验题（本题共3小题，共16分）16.某科技兴趣小组用如图所示电路图来研究自感现象。两个灵敏电流计G1和G2的零点都在刻度中央，经检测，当电流从右流入电流计时，指针向右偏，反之向左偏。实验时可以观察到： （1）在开关S接通的瞬间，G1指针与G2指针摆动方向_________（选填“相同”或“不相同”）；（2）在开关S断开的瞬间，G2指针向________摆（选填“左”或“右”）。【答案】①.相同②.右【解析】【详解】（1）[1]在开关S接通的瞬间，线圈阻碍电流增大，使得流经G1的电流缓慢增大，但流经两电表的电流方向均从左向右流入，所以此时G1，G2指针均向右摆，摆动方向相同。（2）[2]在S断开的瞬间，线圈充当了电源、阻碍电流减小，使电流在线圈L、灵敏电流计、电阻R构成的回路中慢慢减小到零，G1中电流为从左向右流入，G2中电流为从右向左流入，所以此时G2指针向右摆、G1指针向左摆。17.高一的小李同学看到了我们的物理课本中电磁感应现象的内容很感兴趣，通过自学想试探的用以下装置探究电磁感应现象，根据小李同学自己能力，他只能连接好以下部分导线。（1）请你帮助小李同学将图中所缺导线用笔画补接完整，使这个实验能顺利进行________。（2）正确连接好电路后，小李同学尝试进行以下操作，并对实验结果做出了预判，请根据你所学会的内容判断那些是正确的_________。A.为了确保安全操作，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最左端B.闭合开关后，只要线圈A中有恒定电流，灵敏电流计指针就能发生偏转C.闭合开关后，将线圈A从线圈B中拔出，灵敏电流计指针能发生偏转D.闭合开关后，在进行实验时，由于线圈B的接线柱没有接好，线圈B与它连接的导线松开了，结果无论怎么操作，灵敏电流计的指针都不偏转，所以可以推断无论怎么操作，都没有感应电动势产生 （3）小蒋同学想利用小李同学的实验装置继续做“影响感应电流方向的因素”的实验。他在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，小蒋同学根据所学的知识做出推断，在合上开关后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将会向左偏转一下，那么你觉得小蒋同学的推断是否正确______（选填“正确”或“错误”）。【答案】①.②.AC##CA③.正确【解析】【详解】（1）[1]电流表要检测螺线管是否有感应电流，因此电流表直接与螺线管连接。如图所示（2）[2]A．为了确保安全操作，闭合开关前，滑动变阻器连入电路阻值应该最大，因此滑片应该置于最左端，A正确；B．闭合开关后，只要B中磁通量发生变化灵敏电流计指针才偏转，若线圈A中有恒定的电流且AB均静止，B线圈磁通量不变，则灵敏电流计指针不发生偏转，B错误；C．闭合开关后，将线圈A从线圈B中拔出，B线圈磁通量变化，灵敏电流计指针发生偏转，C正确；D．B线圈磁通量变化，B线圈就有感应电动势产生，与回路是否闭合无关，D错误。故选AC。（3）[3]闭合开关时，A线圈突然有电流产生，B线圈磁通量增加，因此灵敏电流计的指针向右偏了一下，滑动变阻器滑片迅速向左移动时，A线圈的电流减小，B线圈的磁通量减小，与闭合开关时磁场方向相同，变化趋势不同，因此感应电流方向不同，故电流计指针将会向左偏转一下，推断是正确的。18.在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。A.控制变量法B.等效替代法C.演绎法D.理想实验法（2）变压由两个线圈和铁芯等构成，下列说法正确的是______。A.匝数多的线圈导线粗B.匝数少的线圈导线粗C.铁芯由绝缘的铜片叠成D.铁芯由绝缘的硅钢片叠成（3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为__。A.1.5VB.3.0VC.6.0VD.6.5V【答案】①.A②.BD##DB③.D【解析】【详解】（1）[1]在物理学中，当一个物理量与两个或两个以上的物理量有关系，需要研究其中两个物理量之间的关系时，需要控制其它物理量保持不变，从而方便研究二者之间的关系，该方法称之为控制变量法。为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法为控制变量法。故选A。（2）[2]变压器的铁芯结构和材料由绝缘的硅钢片叠成；且由变压器工作原理知可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。故选BD。（3）[3]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为6.5V。故选D。四、计算题（本题共4小题，共39分）19.如图所示，水平方向有磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，单匝矩形线框ab边长为2.5m，ad边长为0.4m，电阻r=1Ω，线框绕垂直磁场方向的转轴OOʹ匀速转动，转动的角速度为ω=20πrad/s，线框通过金属滑环与阻值为R=9Ω的电阻构成闭合回路。t=0时刻线圈平面与磁场方向平行。不计导线电阻，求：（1）线框在转动过程中电动势的最大值；（2）该交流电的电动势的有效值；（3）电压表的示数是多少；（4）流过电阻R的电流瞬时值表达式。【答案】（1）31.4V；（2）22V；（3）19.8V；（4）【解析】【详解】（1）交流电的最大值为（2）有效值为（3）电压表的读数为路端电压的有效值：（4）电流的瞬时值表达式为 20.如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，导轨与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω，的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为m=0.02kg的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，不计导轨的电阻，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）ab棒上的电流大小；（2）ab棒受到的安培力；（3）ab棒受到的摩擦力大小和方向。【答案】（1）1.5A；（2）0.3N，沿导轨向上；（3）0.18N，方向沿导轨向下【解析】【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得（2）根据安培力的计算公式可得安培力的大小为根据左手定则可知安培力的方向沿着导轨斜面向上；（3）重力沿导轨斜面向下的分力大小为则根据平衡条件可知摩擦力沿着导轨斜面向下，有解得方向沿导轨斜面向下。21.如图所示，光滑金属轨道PQ是由倾角为θ=53°的PC、QD与水平放置的CG、DH 金属导轨连接而成。在PQ之间接有一个阻值为R=4Ω的电阻。PQDC之间有一个垂直于导轨平面向上的匀强磁场I，磁感应强度为B1=0.4T，EFHG区域也有一竖直向上的匀强磁场II，磁感应强度为B2=0.5T。PQ、CD为磁场I区的边界，EF、GH为磁场II区的边界。如图所示，一根与导轨接触良好且质量为m=20g、电阻为r=1Ω的金属棒AB，垂直导轨放置并从导轨的顶端由静止开始沿轨道下滑，并最终能穿过磁场II区。运动过程中AB不发生旋转，金属棒到达CD边界之前已开始匀速运动。若两根导轨之间的距离为d=1m，EF与GH之间的距离为l=1.2m，不计导轨的电阻，g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：（1）金属棒AB匀速运动时的速度v1的大小；（2）金属棒AB到达磁场边界EF时AB两端的电压；（3）金属棒AB在磁场II区运动的过程中，电阻R上产生的焦耳热Q。【答案】（1）5m/s；（2）2V；（3）0.168J【解析】【详解】(1)金属棒AB匀速运动，故有又有F安=BIlE=Blv故有解得(2)由法拉第电磁感应定律可知E=Bdv=2.5V 由欧姆定律可知(3)金属棒穿过磁场区域II时通过电阻R的电荷量为根据动量定理解得v2=2m/s由能量守恒定律可知，电阻R上产生的焦耳热为22.如图所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向外，在x轴下方存在匀强电场，电场强度大小为E，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹角。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以初速度v0从y轴上与O点相距为L的P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，入电场时的速度方向恰与电场方向相反，不计重力。求:(1)磁场的磁感应强度B；(2)粒子第三次到达x轴的位置到O点的距离；(3)从P点开始到第三次通过x轴所经历的时间；(4)粒子从第三次经过x轴到第四次经过x轴所用时间。【答案】(1)；(2)；(3)；(4)【解析】【详解】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示， 由几何关系得又由洛仑磁力提供向心力，有解得(2)依题意，粒子从P到M点第一次到达x轴粒子进入电场后，先做匀减速运动，直到速度减小为零，然后沿原路返回做匀加速运动，第二次到达x轴上的M点后进入磁场做圆周运动到N点转过90°，由几何关系有所以粒子第三次到达x轴的位置到O点的距离为(3)粒子在磁场中P到M点所需时间粒子在电场中先减速再返回M点所需时间粒子在磁场中从M点到N点所需时间 故粒子从P点开始到第三次通过x轴所经历时间(4)粒子从N点到Q点做类平抛运动解得所以粒子从第三次经过x轴到第四次经过x轴所用时间为