焦作市普通高中2022—2023学年（下）高二年级期中考试物理试题

（北京）股份有限公司 焦作市普通高中2022-2023 学年（下）高二年级期中考试 物理 一、选择题：本题共10 小题，每小题5 分，共50 分。在每小题给出的四个选项中，第1~6 题只有一个选项 符合题目要求，第7~10 题有多个选项符合要求。全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分。 1．现代生活中离不开物理，其中电磁学知识应用非常广泛，下列说法正确的是（ ） A．电磁炉可以对陶瓷锅加热 B．城市街道上的光控路灯是利用热敏电阻传感器 C．灵敏电流计在运输时总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动 D．周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，可以形成由近向远传播的电磁波 2．2023 年短道速滑世界杯德累斯顿站男子5000 米接力决赛中，由李文龙、林孝、刘冠逸、钟宇晨组成的中 国队获得冠军。如图所示，“交棒”运动员向前推“接棒”的运动员接力。不计摩擦。关于一组“交接棒” 运动员的运动，下列说法正确的是（ ） A．以看台为参考系，两运动员是静止不动的 B．接力过程中两运动员之间的相互作用力相同 C．接力过程中两个运动员的惯性保持不变 D．接力过程中质量较大运动员的速度变化率也较大 3．如图所示，直角三角形玻璃砖ABC，∠C＝30°。一束单色光沿平行于AC 方向从BC 边上D 点射入玻璃砖， 从AB 边的E 点（图中未标出）射出，且 。已知该单色光的频率为f，在真空中的传播速度为 c。下列说法正确的是（ ） A．该单色光射出AB 边时折射角为30° B．该玻璃砖的折射率 （北京）股份有限公司 C．该单色光在玻璃中的波长为 D．该单色光在玻璃砖中传播的时间为 4．手机无线充电利用了电磁感应原理。如图1 所示是市场上某款手机无线充电装置，其工作原理图如图2 所 示，受电线圈未与电源连接。当ab 间接上正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机充电。下列 说法正确的是（ ） A．该装置主要利用了电磁感应中的自感现象 B．送电线圈回路中的瞬时电流为零时，受电线圈两端的瞬时电压也为零 C．增大送电和受电线圈的间距，受电线圈输出电压频率改变 D．若只减小送电和受电线圈的间距，则受电线圈输出电压增大 5．如图1 所示，跳台滑雪简称“跳雪”。一可视为质点的滑雪运动员从距离跳台底部高为h＝3m 的倾斜跳 台滑出后，在空中运动过程中他离跳台底部所在水平面的高度y 随时间t 变化的图线如图2 所示。已知t＝ 1.4s 时运动员恰好到达最高点，重力加速度g 取 ，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．t＝1.0s 时，运动员竖直方向分速度大小为5m/s B．该运动员起跳速度为14m/s C．t＝1.8s 时， 图线的切线斜率大小为4m/s D．运动员离跳台底部所在水平面的最大高度为9.8m 6．如图所示，纸面内有两根足够长的相互垂直且彼此绝缘的长直导线 、 ，通有大小分别为2I、I 的电 流，电流方向如图所示。若距离导线 、 分别为r、2r 处的P 点的磁感应强度大小为 ，Q 点与P 点关 （北京）股份有限公司 于原点O 对称。已知一根无限长直导线通过电流I 时，在距离导线r 处所产生的磁感应强度大小为 ， 当把 向上平移至P 位置时，则Q 点的磁感应强度应为（ ） （北京）股份有限公司 A． 方向垂直于纸面向里 B． 方向垂直于纸面向外 C． 方向垂直于纸面向外 D． 方向垂直于纸面向里 7．某空间存在沿x 轴的电场线， 、 、 、 是x 轴上的四个点，x 轴上各点电势 随位置的变化情况 如图所示， 处电势最高。下列说法正确的是（ ） A． 点的电场强度为零 B．质子在 点受到的电场力为零 C． 与 点的电场强度的方向相同 D．将一电子从 移到 的过程，电子的电势能一直减小 8．如图所示，在真空区域内，有宽度为l 的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、 PQ 是磁场的边界。一质量为m，带电量为 的粒子，先后两次沿着与MN 夹角为60°的方向垂直于磁感线 射入匀强磁场中。第一次粒子以速度 射入磁场，粒子刚好没能从PQ 边界射出磁场；第二次粒子以速度 射入磁场，粒子刚好垂直PQ 射出磁场，不计粒子的重力， 、 均为未知量。下列说法正确的是（ ） （北京）股份有限公司 A．两次粒子射入磁场的速度大小之比为3：1 B．两次粒子射入磁场的速度大小之比为1：3 C．两次粒子在磁场中运动的时间之比为4：1 D．两次粒子在磁场中运动的时间之比为8：1 9．静止的某种粒子源，某时刻垂直于匀强磁场以大小相等、方向相反的动量释放氚核（ ）和氦核（ ），已知氚核（ ）的动能为 ，在磁场中做匀速圆周运动的周期为 。下列说法正确的是（ ） A．氚核（ ）和氦核（ ）的速度大小之比为2：3 B．氚核（ ）和氦核（ ）的圆周运动的半径之比为2：1 C．氦核（ ）的动能为 D．两个粒子再次相遇的最短时间为 10．如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b 间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L 和2L 的光滑同心圆环c、d 水平固定，圆心均在O 点，a 与c、b 与d 分别通过导线连接，整个装置处于磁感 应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1 水平放置在光滑的圆环轨道c、d 上，在拉力作用下 绕O 点做匀速圆周运动，导体棒2 与倾斜轨道a、b 垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b 上 静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等 于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列说法正确的是（ ） A．流过导体棒2 的电流大小为 （北京）股份有限公司 B．导体棒1 绕O 点做匀速圆周运动的角速度为 （北京）股份有限公司 C．导体棒1 受到的安培力大小为 D．导体棒1 受到的拉力的功率为 二、非选择题：本题共6 小题，共60 分。 11．（5 分）（1）物理实验小组在实验室中，选用如图所示三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选 项中不会产生感应电流的操作是______。（填选项序号） A．图1 中，使条形磁体匀速穿过线圈 B．图1 中，使条形磁体在线圈中保持不动 C．图2 中，使导体棒AB 水平向右运动 D．图2 中，使导体棒AB 顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD 的磁感线条数不变 （2）某同学采用如图3 所示装置来“研究电磁感应现象”，请完成： ①开关的闭合与断开过程，电流表的指针______（选填“会”或“不会”）偏转； ②开关断开后，将A 线圈匀速插入B 线圈的过程中，电流表的指针______（选填“会”或“不会”）偏转； ③开关闭合后，匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针______（选填“会”或“不会”）偏转。 12．（8 分）（1）学校物理实验小组为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验．下列必须 要选用的是______。（填选项序号） A．有闭合铁芯的原、副线圈 B．直流电源 C．多用电表（欧姆挡） （2）如图1 所示，在用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是 ______。（填选项序号） A．为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V B．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 C．测量原、副线圈的电压，可用直流电压表 （北京）股份有限公司 （3）如图2 所示，小明同学是一名音乐爱好者，通过学习变压器相关知识后，将家里的音响功放电源变压器 带到学校实验室里，准备探究一下图2 中哪一端是原线圈。经查阅相关资料，已知图2 中两根红色导线所连 线圈的匝数为 匝，两根蓝色导线所连线圈的匝数为 匝，实验测量数据如下表： 1.19 1.28 1.39 1.90 24.00 26.01 28.02 39.98 根据测量数据可判断连接原线圈的是______导线（选填“红”或“蓝”）。 （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能是______（填选项序号） A．原、副线圈通过电流时发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化 13．（8 分）如图所示为电磁炮模型示意图，水平发射轨道宽1m，轨道间有磁感应强度为 方向竖直 向上的匀强磁场，炮弹（含相关副件）总质量为0.5kg，当电路中通20A 的恒定电流时，炮弹从轨道左端由 静止开始加速，然后以 的速度从轨道右端发射出去。忽略一切阻力，求： （1）电流从哪一端流入炮弹，炮弹的加速度大小； （2）导轨的长度为多长。 14．（10 分）如图所示，发电机的矩形线圈长为25cm、宽为20cm，匝数为N＝1000，放置在磁感应强度大 小为 的匀强磁场中，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，内阻不计。该发电机接在理想变压器的 原线圈上，副线圈上接有规格为“12V，24W”的灯泡。现在发电机线圈绕垂直于磁场的轴 以角速度 匀速转动，灯泡正常发光，其余电阻均忽略不计。求： （1）该理想变压器的原、副线圈匝数之比； （2）若保持线圈匀速转动，外力每分钟需要对线圈所做的功。 （北京）股份有限公司 15．（13 分）如图1 所示，在xOy 坐标系的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度 大小B 随时间变化的关系如图2 所示，在t＝0 时刻有一比荷为 的带正电粒子从坐标为 的P 点以初速度 且与x （北京）股份有限公司 轴正方向成60°的方向垂直磁场射入。开始时，磁场方向垂直坐标平面向里，不计粒子重力，求： （1）粒子在磁场中做圆周运动的半径； （2）在 内和 内，粒子运动轨迹对应的圆心角之比； （3）粒子到达y 轴时与O 点的距离s。 16．（16 分）如图所示，间距为d＝1m 的两根光滑平行金属导轨（电阻不计）由一段竖直圆弧和水平导轨组 成，右侧有一间距也为d＝1m 足够长的倾斜导轨平行固定，倾斜导轨底端接有阻值为R＝1Ω 的定值电阻，水 平导轨PQ 右侧存在竖直向下的匀强磁场，倾斜导轨处存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度 大小均为B＝2T。倾斜导轨顶端与水平导轨最右端的高度差为0.45m、水平距离为1.2m。质量为m＝1kg、有 效阻值为r＝1Ω 的导体棒b 垂直静置在水平导轨PQ 上，某时刻一质量为m＝1kg 的导体棒a 由高度为h＝ 1.8m 圆弧轨道处静止释放，并与导体棒b 发生弹性碰撞（时间极短），一段时间后导体棒b 刚好由倾斜导轨 上端无碰撞地滑上倾斜导轨，直至静止。已知导体棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为 ，在导轨上运动过 程导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计其他电阻且忽略空气阻力，重力加速度g 取 。求： （1）两棒碰撞后，导体棒b 的速度大小； （2）倾斜导轨与水平面间夹角的正切值； （3）整个过程系统因摩擦产生的热量。 焦作市普通高中2022-2023 学年（下）高二年级期中考试 物理•答案 （北京）股份有限公司 选择题：共10 小题，每小题5 分，共50 分。在每小题给出的四个选项中，第1∼6 题只有一个选项符合题目 要求，第7∼10 题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分。 1．D 2．C 3．B 4．D 5．C 6．A 7．AC 8．BD 9．BD 10．BCD 11．（1）BD（2 分）（2）①会（1 分） ③不会（1 分） ③会（1 分） （北京）股份有限公司 12．（1）A（2 分） （2）AB（2 分） （3）蓝（2 分） （4）D（2 分） 13．（1）由于炮弹向右加速，说明安培力向右，根据左手定则可判断电流从 端流入（2 分） 对炮弹，根据安培力公式和牛顿第二定律有 （1 分） （1 分） 联立解得 （1 分） （2）对炮弹运用匀变速直线运动规律有 导轨的长度为 （3 分） 14．（1）矩形闭合线圈在磁场中转动，产生的交流电压的最大值为 （2 分） 由题意可知原线圈两端电压为 （1 分） 副线圈两端电压为 （1 分） 根据理想变压器变压规律有 （1 分） 即该变压器的原、副线圈匝数之比 （1 分） （2）对于灯泡，根据焦耳定律有 （2 分） 根据能量守恒定律，外力做功等于灯泡产生的热量， 则有 （2 分） 15．（1）粒子进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为 ，由洛伦兹力提供向心力有 （2 分） 得 （1 分） （2）粒子在磁场中做圆周运动的周期为 ，则 （1 分） （北京）股份有限公司 内，粒子运动的周期数为 （1 分） 运动轨迹对应的圆心角为60°（1 分） 内，粒子运动的周期数为 （1 分） 运动轨迹对应的圆心角为120°（1 分） （北京）股份有限公司 在 内和 内， 粒子运动轨迹对应的圆心角之比为 （1 分） （3）粒子运动轨迹如图所示 粒子恰好在 时到达 轴，由图可知（2 分） 粒子到达 轴时与 点的距离 （2 分） 16．（1）绝缘棒 与 发生弹性碰撞，满足动量守恒和机械能守恒定律 （1 分） （1 分） （1 分） 解得 ， （2 分） （2）导体棒离开水平导轨后做平抛运动，设导体棒离开水平导轨前的速度大小为 ，在空中运动的时间为， 则在水平方向有 ，在竖直方向有 （1 分） 代入数据解得 （1 分） 竖直方向的速度为 （1 分） 倾斜导轨与水平面间夹角的正切值为 （1 分） （3）导体棒在倾斜导轨上运动过程，由动量定理有 ，又 （2 分） （北京）股份有限公司 由法拉第电磁感应定律有 （1 分） 结合闭合电路欧姆定律有 （1 分） 解得 （1 分） 整个过程系统因摩擦产生的热量为 （2 分）