山东省菏泽市2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题

（北京）股份有限公司 保密★启用前 2022-2023 学年度第二学期期中考试 高二物理试题（A） 2023.04 注意事项： 1. 本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100 分，考试时间90 分钟。 2. 答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3. 考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上 对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答 题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的。 1. 如图所示，在光滑水平桌面上有两个闭合金属圆环，在它们圆心连线中点正上方有一个条形磁铁，当 给条形磁铁一竖直向上的初速度后，在条形磁铁向上运动的过程中，将会出现的情况是 A． 俯视观察，左边金属圆环会产生逆时针感应电流 B． 两金属环将相互远离（不考虑金属环之间的作用） C． 两环中感应电流方向相反 D． 金属环对桌面压力大于自身重力 2. 如图所示为电视机显像管的俯视图，电子束在偏转线圈产生的磁场中发生偏转，垂直纸面向里为磁场 的正方向，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O 点，下列能使电子束打在荧光屏上的位置由A 点逐渐 向B 点移动的是 （北京）股份有限公司 3. 如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨平行固定在倾角为θ 的绝缘斜面上，两导轨间距为L；导轨上 端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E、内阻为r；整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直的 匀强磁场中。调节滑动变阻器滑动头至某一位置，将质量为m 的金属棒ab 垂直两导轨置于导轨上，ab 恰 能保持静止。已知重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻不计，ab 与两导轨接触良好，则 A． 磁场方向竖直向下 B． 滑动变阻器接入电路的阻值为 C． 导轨受到的压力大小为 D． 若滑动变阻器触头左移，ab 向下运动 4. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子从圆周上的M 点沿直径MON 方向以不 同的速度大小射入磁场，粒子第一次离开磁场时速度方向偏转了 ，第二次离开磁场时速度方向偏转了 ，粒子重力不计，则粒子先后两次在磁场中运动的 A． 角速度之比为 B． 向心加速度之比为 C． 时间之比为 D． 轨道半径之比为 5. （北京）股份有限公司 2022 年12 月1 日起执行新的分时电价政策。分时电价政策把全天用电分成高峰，平段、低谷三个时间段， 按用电的不同时段来收取不同价格的电费，起到优化用电方式的作用。若发电站向某城市输电时，用电 高峰段的输送功率是低谷段的n 倍，假设输电线电阻不变，则高峰段输电线上损耗的功率与低谷段输电 线上损耗的功率之比为 A． n B． C． D． 6. 如图所示，将带铁芯的电感器L 与灯泡A 串联，再与另一个完全相同的灯泡B 并联，接在正弦交流信 号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮，可以改变输出电压和信号的频率。闭合开 关S，A、B 两灯均发光。关于该实验，下列说 交流信号 S 法中正确的是 A． 保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A 灯始终比B 灯亮 B． 保持输出电压不变，提高交流信号频率，发现A、B 灯均变亮 C． 保持输出电压和信号频率不变，撤去铁芯后，发现A 灯比原来亮 D． 断开开关S，发现A 灯闪亮一下，然后熄灭 7. 如图所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B 的匀强磁场垂直穿过环平面，在环的最高点A 用铰链连接长度为2a、电阻为R 的导体棒AB，AB 由水平 位置紧贴环面摆下（与环接触良好），当摆到竖直位置时，B 点的线速度为v，则此时AB 两端的电压为 A． 2Bav B． Bav C． D． 8. 如图所示，有一位于纸面内的导体框abcdef，其ef、dc、ed、cb 边长为l，af、ab 边长为2l，各个邻边 相互垂直。线框右侧PQ、QR 区域中存在大小相等的匀强磁场，磁场宽度均为l，PQ 区域的磁场垂直于 纸面向外，QR 区域磁场垂直于纸面向里。初始导体框bc 与P 边界重合。从 时刻开始线框匀速横穿 （北京）股份有限公司 两个磁场区域。以a→b→c→d→e→f 为线框中电流的正方向。i 表示回路的电流， ，则以下 （北京）股份有限公司 示意图中正确的是 二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共16 分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 9. 1922 年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若一束粒子 由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，在乳胶片上形成三个点a、b、c，则下列说法中正确的是 A． 速度选择器的 极板带负电 B． 打在a 处的粒子的比荷 较大 C． 打在c 处的粒子运动时间最长 D． 打在c 处的粒子运动速度最大 10. 如图所示，n 匝矩形闭合导线框abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，电阻为R。线框绕与cd 边重合 的竖直固定转轴以角速度ω 从图示位置开始匀速转动，线框转过 时的感应电流为I，下列说法正确的是 （北京）股份有限公司 A． 线框中感应电流的有效值为 I B．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为 C． 矩形导线框中磁通量随时间的变化关系为 D． 线框转动一周产生的热量为 。 11. 如图甲所示，由同一金属材料制成的硬质金属线框，其中abgh 正方形线框无右边，cdef 是正方形线框， 各边长度为L，hd、gc 用导线相连（导线电阻不计），线框abgh 放置在垂直纸面向里的磁场中，金属框 平面与磁场方向垂直。磁感应强度B 随时间t 均匀增加，变化规律为 ，下列说法正确的是 A． d 点电势比c 点电势高 B． c 点电势比d 点电势高 C． f、e 两点间的电势差与c、d 两点间的电势差相等 D． c、f 两点间的电势差与f、e 两点间的电势差相等 12. 如图所示的交变电路中，M、N 间接 的交流电，变压器原、副线圈的匝数比为 ，定值电阻 ，两表均为理想交流电表。则下列说法正确的是 （北京）股份有限公司 A． 开关闭合时，电流表的示数为1A B． 开关闭合时，电压表的示数为10V C． 开关闭合时， 与 消耗的电功率之比为 D． 开关断开时，电压表示数为12V 三、非选择题：本题共6 小题，共60 分。 13.（8 分）某同学利用如图1 所示实验装置来完成“探究影响感应电流方向的因素”的实验，则： （1）下表为该同学记录的实验现象： 序号 磁体磁场的方向（正 视） 磁体运动情况 指针偏转情况 感应电流的磁场方向（正视） 1 向下 插入线圈 向左 向上 2 向下 拔出线圈 向右 向下 3 向上 插入线圈 向右 向下 4 向上 拔出线圈 向左 向上 （1） 由实验记录1、3 可发现穿过闭合回路的磁通量增大，感应电流的磁场方向与原磁场方向_________ __；由实验记录2、4 可发现穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向________ ___；由此得出的结论是感应电流的磁场总是___________。 （2）该同学利用上面实验中得到的结论，在图2 所示装置中进行以下___________（选填字母代号）操 作会导致电流表乙的指针向左偏转。其中两个电流表的相同，零刻度居中。闭合开关后，当滑动变阻器R 的滑片P 不动时，甲、乙两个电流表指针位置如图2 所示。 A． 断开开关瞬间 B． 断开开关，等电路稳定后再闭合开关的瞬间 C． 滑动变阻器的滑片向a 端迅速滑动 （北京）股份有限公司 D． 滑动变阻器的滑片向b 端迅速滑动 （北京）股份有限公司 14.（8 分）某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可 拆变压器如图甲、乙所示。 （1） 实验中可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影 响。 （2）测量副线圈电压时应当用多用电表的“___________电压挡”（选填“直流”或“交流”），先用_ __________量程挡试测（选填“最大”或“最小”），大致确定被测电压后再选用适当的挡位进行测量。 （3）若变压器原、副线圈匝数分别选择 匝， 匝，原线圈与10V 正弦式交流电源相连， 用理想电压表测得输出电压 ，输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是___________（单 选）。 A． 原线圈匝数 少于800 匝 B． 副线圈匝数 多于400 匝 C． 副线圈阻值较大 D． 铁芯B 没有安装在铁芯A 上 （4）在解决（3）中问题后，该同学多次改变副线圈匝数进行实验，记录多组副线圈输出电压 和对应 副线圈匝数 ，做出了 图像如图丙所示，实验时原线圈中磁通量的变化率为___________。 15.（8 分）如图是交流发电机的发电供电原理图。一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速 转动，线圈共220 匝，线圈面积为0.05 ，转动频率为50Hz，磁场的磁感应强度为 T。发电机的输 出端a、b 与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接有两个标有“220V，11kW”的电动机。已知变压 器原、副线圈的匝数比为 ，电动机正常工作。求： （1）电流表的示数； （2）矩形线圈的内阻。 （北京）股份有限公司 16.（10 分）如图所示，足够长的光滑平行导轨PQ、MN 固定在绝缘水平桌面上，间距为L，导轨左端接 有阻值R 的定值电阻，质量为m，电阻为r 的导体棒ab 垂直静置于导轨上，与导轨接触良好，其长度等 于导轨间距，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中， 现给导体棒施加一个水平向右的恒力F，使导体棒从静止开始运动，运动x 距离后导体棒达到最大速度， 求： （1）导体棒运动的最大速度； （2）电阻R 两端的最大电压； （3）在此过程中电阻R 产生的焦耳热。 17.（12 分）如图在第一象限内存在沿y 轴负方向的匀强电场，在第二、三、四象限内存在垂直xOy 平面 向外的匀强磁场。一带正电粒子从x 轴上的M 点以速度 沿与x 轴正方向成 角射入第二象限，恰好 垂直于y 轴从N 点进入匀强电场，从x 轴上的P 点再次进入匀强磁场，且P 点速度 ，已知磁场 的范围足够大， ，粒子的比荷为k，不计粒子重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B 的大小； （2）匀强电场的电场强度E 的大小； （3）粒子从P 点进入匀强磁场再次到达x 轴的位置与M 点的距离以及经历的时间。 18.（14 分）如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨间的正方形区域abcd 有竖直 向上的匀强磁场，磁感应强度大小 ，区域边长 。导轨的水平部分和倾斜部分由光滑圆弧 连接。质量为 的金属棒P 从离水平面高度 处静止释放，穿过磁场区域后，与另一根 质量为 原来静置在导轨上的金属棒Q 发生弹性碰撞。两金属棒的电阻均为 ，取重力 加速度 （北京）股份有限公司 ，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。求 （1）P 刚进入磁场时减速的加速度大小； （2）P 与Q 碰撞前的速度大小； （3）P 最终静止时，距离磁场左边界ab 有多远。 高二物理试题（A）参考答案 一、单项选择题：本题共8 小题，每小题3 分，共24 分。 1. A 2. B 3. B 4. C 5. B 6. C 7. D 8. A 二、多项选择题：本题共4 小题，每小题4 分，共16 分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。 9. BC 10. AC 11. BD 12. ABD 三、非选择题：本题共6 小题，共60 分。 13.（8 分，每空2 分） （1）相反 相同 阻碍原磁场磁通量的变化 （2） BC 14.（8 分，每空2 分） （2）交流 最大 （3） D （4） 15.（8 分） 解：（1）由题意知副线圈的功率为 （1 分） 副线圈的电压为 ，原线圈电压为U1， （1 分） 得 由理想变压器为 （1 分） 电流表示数 （1 分） （北京）股份有限公司 （2）线圈转动产生的电动势最大值为 （1 分） 发电机的电动势有效值为 （1 分） 由闭合电路欧姆定律知 （1 分） 线圈的内阻 （1 分） 16.（10 分） （1）当导体棒速度为 时，有 （1 分） （1 分） （1 分） 解得： （1 分） （2）根据部分电路欧姆定律电阻R 两端最大电压 （1 分） 解得： （2 分） （3） 导体棒开始运动到达到最大速度的过程中，由功能关系可得 （2 分） 则电阻R 的产生的热量为 （1 分） 17.（12 分） （1）设粒子从M 点做圆周运动到N 点，圆的半径为 ，根据洛伦兹力提供向心力 （2 分） 由几何关系 （1 分） 解得 （1 分） （北京）股份有限公司 （2）粒子从N 点运动到P 点，做类平抛运动，根据几何关系 （1 分） 粒子在电场中运动 即 （1 分） 根据动能定理 （1 分） 得 （1 分） （3）设粒子从P 点进入磁场时速度与x 轴正方向夹角为θ，则有 则 （1 分） 由类平抛规律可得 （1 分） 由 解得 （1 分） 可得过P 点作速度v 的垂线与y 轴交点 即为圆心，设粒子再次回到x 轴到达 点，可得 与P 关于原 点O 对称，故 则与M 点相距为 ，从P 到 点经历时间为 （1 分） 18.（14 分） （1） 设金属棒P 刚进入磁场时的速度为 ，由机械能守恒 得 （1 分） 解得 （北京）股份有限公司 则P 刚进入磁场时产生的感应电流的大小 （1 分） P 刚进入磁场时的加速度为a， （1 分） 解得： （1 分） （2） P 第一次穿过磁场时的平均感应电动势 （1 分） 平均感应电流为 （1 分） 以向右为正方向，设P 穿过磁场时的速度为 ， 由动量定理可得 （1 分） 解得 （1 分） （3） 两金属棒发生弹性碰撞，设碰撞后P 的速度为 ，Q 的速度为 由动量守恒定律 （1 分） 能量守恒： （1 分） 解得： （1 分） 设P 最终停止在距离磁场左边界x 处，则从反弹进入磁场到停下来过程，电路中产生的平均感应电动势和 平均感应电流 （1 分） 由动量定理得 （1 分） 解得 （1 分）