安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高二下学期期中考试物理试题（分层班）（含答案）

2021-2022学年度第二学期高二分层班期中考试卷

物理试题

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共8小题  每小题4分， 满分32分）

1．在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为。在时刻断开S，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间t变化关系的是（　　）

A． B．

C． D．

2．如图所示，边长为L的正方形区域中充满匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。一带电粒子从边的中点M以一定速度垂直于边射入磁场，仅在洛伦兹力的作用下，正好从边中点N射出磁场。忽略粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　）

A．若磁感应强度的大小增大为原来的2倍，粒子将从a点射出

B．若磁感应强度的大小增大为原来的2倍，粒子在磁场中运动的时间变为原来的一半

C．若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，粒子将从b点射出

D．若粒子射入磁场的速度增大为原来的2倍，粒子在磁场中运动的时间也增大为原来的2倍

3．如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子（初速度不计）电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，则（　　）

A．粒子在盒内一直做加速圆周运动

B．所加交流电源的周期为

C．粒子加速后获得的最大动能为

D．若将交流电源电压U减小，粒子在D形盒内运动的时间不变

4．如图甲所示，两匀强磁场和的方向均垂直纸面向里，其边界与固定的金属线圈的直径重合，磁感应强度和随时间t的变化规律分别如图乙中的直线a和b所示。下列说法正确的是（　　）

A．t1时刻金属线圈中无感应电流

B．0~t2时间内金属线圈中的感应电流沿顺时针方向

C．0~t1时间内金属线圈受到向右的安培力

D．0~t2时间内金属线圈始终受到向左的安培力

5．如图，两根足够长的平行光滑导轨固定在水平面上，水平面处于竖直向上的匀强磁场中，质量分别为、的导体棒ab、cd静止放置在导轨上（导体棒垂直导轨且与导轨接触良好），现给ab棒一水平向右的初速度，直至稳定状态的过程中下列说法正确的是（　　）

A．两棒最终都以2m/s的速度做匀速运动

B．两棒之间的间距逐渐增大

C．回路中产生的焦耳热为3J

D．ab棒受到的安培力的冲量为

6．某种手机的无线充电原理如图所示。已知发射线圈的两端电压为，电流的频率为，接收线圈的两端电压为。充电时效率大约。下列说法正确的是（　　）

A．无线充电工作原理是“电流的磁效应”

B．接收线圈中电流的频率为

C．无线充电发射线圈与接收线圈匝数比为

D．充电时接收线圈始终有收缩的趋势

7．如图所示，足够大的垂直纸面向里的匀强磁场中固定一光滑斜面，A、B叠放在斜面上，A带正电，B不带电且上表面绝缘。在t=0时刻，释放两物块，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，以下说法正确的是（　　）

A．A、B间无摩擦力

B．A所受洛伦兹力大小与时间t成反比关系

C．A对B的压力大小与时间t成正比关系

D．斜面倾角越大，A、B一起沿斜面运动的位移越大

8．理想变压器电路如图所示，其中R为滑动变阻器，定值电阻10Ω，原副线圈匝数之比，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器R的滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用和表示。则关于和的比值，下列说法正确的是（　　）

A．逐渐增大

B．逐渐减小

C．不变且

D．不变且

二、多选题（本大题共4小题  每小题4分， 满分16分）

9．图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接.关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）

A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大

B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大

C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小

D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小

10．如图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线，由图可知（　　）

A．在t1时刻，电路中的磁场能最小

B．从t1到t2这段时间电路中电流逐渐减小

C．从t2到t3这段时间电容器处于充电过程

D．在t4时刻，电容器的电场能最小

11．如图甲所示，在粗糙的固定斜面上有一闭合金属线圈，线圈上半部处于方向垂直斜面且分布均匀的磁场中，若取垂直斜面向上为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的图象（余弦函数）如图乙所示，线圈始终处于静止状态，则（　　）

A．时，线圈受到沿斜面向下的摩擦力

B．时，线圈受到沿斜面向上的摩擦力

C．内线圈受到的摩擦力减小

D．内线圈受到的摩擦力先增大后减小

12．如图所示，下端封闭、上端开口、高h=5m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=10g、电荷量q=0.2C的小球，整个装置以v=5m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.2T方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。取g=10。则下列说法正确的是（　　）

A．小球在管中运动的过程中机械能守恒

B．小球带负电

C．小球在管中运动的时间为1s

D．小球在管中运动的过程中增加的机械能1J

第II卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共13分）

13．温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的物理量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻。在某次实验中，为了测量热敏电阻在0℃到100℃之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示的电路。其中毫安表（）量程为、内阻忽略不计，E为电源，R为滑动变阻器，为电阻箱，S为单刀双掷开关。其实验步骤如下：

A．调节温度，使得的温度达到

B．将S拨向接点1，调节滑动变阻器R，使电流表的指针偏转到适当位置，记下此时电流表的读数

C．将S拨向接点2，只调节电阻箱，使电流表的读数仍为，记下此时电阻箱的读数

D．改变的温度，重复以上步骤，即可测得该热敏电阻的阻值随温度的变化关系

（1）由以上操作过程可知，当的温度为t1时，_____。

（2）根据实验测得的数据，作出了随温度t变化的图像如图乙所示，由图乙可知，热敏电阻的阻值随温度为t变化的关系式为______。

（3）若把该热敏电阻与电源（电动势、内阻忽略不计）、电流表（量程、内阻）、电阻箱串联起来，连成如图丙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到一个简单的“热敏电阻测温计”。

①电流表刻度较小处对应的温度刻度应该______（选填“较大”或“较小”）。

②若电阻箱的阻值取，则电流表处所对应的温度刻度为_____℃。

14．电磁血流量计是基于法拉第电磁感应定律，运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面、上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则、电极间存在电势差。

（1）若用多用电表监测、电极间的电势差，则图甲中与相连的是多用电表的___________色表笔（选填“红”或“黑”）；

（2）某次监测中，用多用电表的“”档测出、电极间的电势差，如图乙所示，则___________；

（3）若、电极间的距离为，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为___________（结果保留两位有效数字）；

（4）为了测量动脉血流接入电路的电阻，微博橙子辅导在、间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计的读数和电阻箱的示数，绘制出图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为，纵截距为，如图丁所示。已知灵敏电流计的内阻为，则血液接入电路的电阻为___________（用题中的字母、、表示）。

四、解答题（本大题共3小题， 满分39分）

15．（13分）如图所示，在的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m、电荷量为e）从y轴上点以沿x轴正方向的初速度开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点；当电子第三次穿越x轴时，恰好到达点。、两点均未在图中标出。已知、点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求：

（1）电场强度的大小；

（2）磁感应强度的大小。

16．（13分）两个质量均为m，边长均为L完全相同的正方形匀质金属框1、2，通过长为4L的绝缘轻质杆相连，构成如图的组合体。距离组合体下底边L处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该组合体在垂直磁场的平面内以某一初速度水平无旋转抛出，设置合适的磁感应强度大小B（大小未知且可调节）使两个金属框在穿越磁场时都恰好匀速通过，金属框1穿过磁场区域时的磁感应强度大小为，金属框2穿过磁场区域时的磁感应强度大小为，不考虑磁场变化引起的电磁感应，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：

（1）金属框1、2通过磁场区域时的磁感应强度大小之比；

（2）组合体通过磁场的过程中，金属框中产生的总热量。

17．（13分）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：

（1）输电线路上损耗的电功率ΔP；

（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。

参考答案

1．C  2．A  3．C  4．C  5．C  6．B  7．A  8．D 9．AC  10．ACD  11．BD  12．CD

13．               较大     80

14．     红     150     0.42    

15．（1）；（2）

【解析】（1）电子的运动轨迹如图所示

电子在匀强电场中做类平抛运动，设电子从A到C的时间为，则有

联立解得

（2）设电子进入磁场时速度为，与x轴的夹角为，则

可得

解得电子进入磁场的速度为

电子进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有

由图中几何关系可知

联立解得

16．（1）；（2）

【解析】（1）组合体做平抛运动后进入磁场，水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互抵消，且水平方向的安培力也相互抵消；匀速通过磁场时，竖直方向安培力与重力平衡。

金属框1进入磁场时竖直方向的速度为

切割磁感线产生的电动势

回路中的感应电流

组合体受到的安培力

组合体匀速通过磁场，则

联立可知

金属框2进入磁场时竖直方向的速度为

同理可知

解得

（2）根据能量守恒，金属框1匀速通过磁场区域的过程中产生的热量

金属框2匀速通过磁场区域的过程中产生的热量：

金属框中产生的总热量

解得

17．（1）；（2）

【解析】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有

，

所以输电线路上损耗的电功率

计算可得

，，

（2）电动势的最大值

可得

，，，

升压变压器的原线圈输入功率

电机线圈内阻上消耗的热功率

得

，，

所以