2022太原高二下学期期中考试物理试题含解析

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2021～2022学年第二学期高二年级期中质量监测物理试卷答题时间90分钟，满分100分第Ⅰ卷（选择题：共45分）一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．请将正确选项前字母标号填入下表内相应位置。1. 根据电磁场理论，下列说法正确的是（　　）A. 任何磁场都会在周围空间产生电场B. 周期性变化的电场会在周围空间产生变化的磁场C. 红外线是电磁波，我们看到烤箱中的红光就是红外线D. 可见光可用来照明，但是不能用来通讯2. 传感器是将非电学量转化为电学量的装置，下列说法正确的是（　　）A. 半导体材料可以制成光敏电阻，有光照射时其阻值将减小B. 干簧管可以起到开关作用，“操纵”开关的是电场C. 电容式位移传感器是通过改变两极板间距改变电容的D. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号3. 如图的电路中，、是两个相同的灯泡，电感线圈的自感系数较大，电阻与相等，则（　　）A. 闭合S时，灯泡立即变亮，缓慢变亮B. 闭合S时，灯泡缓慢变亮，立即变亮C 闭合S待稳定后再断开，闪亮一下再熄灭而立即熄灭D. 闭合S待稳定后再断开，闪亮一下再熄灭而立即熄灭4. 如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（　　）
 A.  B. C.  D. 5. 如图所示，一理想自耦变压器与三个电阻连接，、为定值电阻、为滑动变阻器，当原线圈两端接交变电压时（　　）
 A. 仅将向上移动，原线圈中的电流变小B. 仅将向上移动，中的电流变小C. 仅将向上移动，中的电流变小D. 仅将向上移动，原线圈的输入功率变大6. 如图是法拉第发电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，处于方向竖直向上的匀强磁场B中，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，当圆盘按图中方向匀速旋转时，下列说法正确的是（　　）
 A. 由于穿过圆盘的磁通量不变，故R中无感应电流B. R中有感应电流通过，方向由b向aC. 转轴Q的电势高于圆盘边缘P的电势D. 转轴Q的电势等于圆盘边缘P的电势7. 如图所示，上下不等宽的平行金属导轨的EF和GH两部分导轨间的距离为2L，I J和MN两部分导轨间的距离为L，导轨竖直放置，整个装置处于水平向里的匀强磁场中，金属杆ab和cd的质量均为m，都可在导轨上无摩擦地滑动，且与导轨接触良好，现对金属杆ab施加一个竖直向上的作用力F，使其匀速向上运动，此时cd处于静止状态，则F的大小为（  ）
 A. 2mg B. 3mg C. 4 mg D. mg8. 如图的质谱仪中，加速电场的电压恒定。一质子（质量为m、电荷量为+e）在入口处从静止开始被电场加速，经磁感应强度大小为B0的匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若氦核（质量为4m、电荷量为+2e）在入口处由静止开始被电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从出口离开磁场，需将磁感应强度增加到（　　）
 A.  B. 2B0 C.  4B0 D.  8B09. 如图，光滑绝缘水平桌面上，边长为L的正方形区域gdef内存在方向竖直向下的匀强磁场，等腰直角三角形线框abc在外力的作用下从该磁场区的左侧以平行ab的速度v匀速通过磁场区域，．从线框进入磁场开始计时，取逆时针方向为电流的正方向，下列关于线框中的感应电流i随时间t变化的图像正确是（　　）A.  B. C.  D. 10. 如图甲所示，固定的单匝导体环直径为d，电阻为R，处于与环面垂直的匀强磁场中，磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示（垂直纸面向外为B的正方向），则在时间内（　　）
 A. 时，环中的感应电流方向发生变化B. 时，环所受安培力沿半径向里C. 时，环中电流的大小为D. 内环中产生的热量为二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。11. 如图是高频焊接原理示意图。当线圈中通以变化的电流时，待焊接的金属工件的焊缝处就会产生大量热量将金属熔化，把工件焊接在一起。下列说法正确的是（　　）
 A. 电源的频率越高，工件中的感应电流越大B. 电源频率越低，焊缝处的温度升高得越快C. 焊缝处产生大量的热量是因为焊缝处的电流大D. 焊缝处产生大量的热量是因为焊缝处的电阻大12. 如图所示，航天飞机在轨运行时释放一颗绳系卫星，二者用电缆绳连接，当航天飞机连同卫星在轨运行时，二者间的电缆就会与地磁场作用从而产生电磁感应现象。忽略地磁偏角的影响，下列说法大致正确的是（　　）A. 赤道上空，地磁场的方向从南向北B. 航天飞机在赤道上空从西往东运行时，A端的电势高于B端电势C. 航天飞机在赤道上空从东往西运行时，A端的电势高于B端电势D. 航天飞机沿经线从南往北运行时，B端的电势高于A端电势13. 如图所示，竖直固定的半圆形光滑绝缘凹槽直径ac水平，O为圆心，d为最低点。处于磁感应强度大小为B、竖直方向的匀强磁场中。将长为L的直导体棒放到槽内，当棒中通有I1的电流时导体棒可静止在P点；当棒中通有I2的电流时导体棒可静止在Q点。已知OP与竖直方向的夹角为30°、OQ与竖直方向的夹角为60°，电流方向均垂直纸面向里，则（　　）A. 磁场方向竖直向下B. 磁场方向竖直向上C. 导体棒中的电流D. 导体棒的质量为14. 如图是发电机给用户供电的示意图。已知发电机的输出电压为、输出功率为。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：20，两变压器间输电导线的总电阻为，用户得到的电压为。已知变压器是理想变压器，则（　　）A. 输电线上电流为B. 用户得到的功率为C. 输电线上损失的电压为D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为240：1115. 如图，足够长的平行金属轨道间距为d，与水平面的夹角为，上端接有阻值为R的电阻，处于方向垂直轨道平面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的金属杆从轨道上由静止释放。已知金属杆始终与导轨垂直且接触良好，杆与轨道间的动摩擦因数为，不计其他电阻，下列说法正确的是（　　）A. 金属杆先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动B. 稳定后，重力对金属杆做功的功率等于电路中的电功率C. 当金属杆匀速运动时，通过R的电流为D. 金属杆的加速度为a时，速度大小为第Ⅱ卷（非选择题：共55分）三、实验题：本题包含2小题，共12分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。16. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，操作步骤如下：①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上②闭合电源开关，用多用电表的交流电压档分别测量原线圈和副线圈两端的电压③将一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上负载④将原线圈与副线圈对调，或换用不同的原、副线圈，重复以上步骤(1)以上操作的合理顺序是_________（只填步骤前数字序号）；(2)实验记录的数据如下表：原线圈匝数n1（匝）100200400400副线圈匝数n2（匝）400400200800原线圈两端电压U1(V) 1.964.908.004.86副线圈两端电压U2(V) 7.809.763.909.64由此可知在误差允许的范围内，原、副线圈两端的电压比等于_____________；实验数据并没有严格遵从这一规律，其原因是_______________。17. 智能手机中大都配置有气压传感器，当传感器所处环境气压变化时，其电阻也随之发生变化。为探究气压传感器阻值Rx随气压P变化的规律，小明设计了图（a）的电路。图中，电压表的内阻，电流表的内组不计。(1)在图（b）中将实物连线图补充完整________。
 (2)当环境气压为P时，闭合开关S，测得两电表的示数分别为U和I，则气压传感器的阻值Rx=_________。（用物理量的符号表示）(3)改变环境压强P的大小，测得不同的Rx值，绘成图像如图（c）所示。由图可得Rx和压强P的函数关系式为Rx=___________。四、计算题：本题包含4小题，共43分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。18. 如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，转子是一个匝数、面积，电阻的矩形线圈，处于磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以的角速度匀速转动。外接的电阻，交流电流表为理想电表，从线圈平面与磁感线平行开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的峰值和感应电动势瞬时值的表达式；（2）电路中电流表的示数。19. 如图为一除尘装置的截面图，平板M、N的长度及其间距均为d，两板间存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。工作时，大量质量为m、带电量为的带电尘埃，以平行极板的相同速度进人两板间，在磁场作用下就会被平板吸附。当带电尘埃以速度进入磁场时，贴近N板入射的尘埃恰好打在M板右边缘，尘埃全部被平板吸附，即除尘效率为100%，不计尘埃的重力，求：（1）带电尘埃进人磁场速度的大小；（2）若尘埃速度变为了，该装置的除尘效率是多少？五、选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。20. 一种跑步机的测速原理如图所示。跑步机的跑带两侧固定有间距的平行金属导轨，接有电阻。导轨间充满磁感应强度、方向垂直跑带向下的匀强磁场，宽度。跑带上装有若干根与跑带垂直的导体棒，每根棒的电阻均为。跑带运动时，始终有且仅有一根导体棒处于磁场中并与导轨组成闭合电路，不计其他电阻，当电流表的示数为且保持不变时，求：（1）跑带运动的速度v；（2）导体棒每次经过磁场区域克服安培力做的功。21. 某玩具电磁弹射系统如图所示，光滑水平面上，虚线MN右侧存在竖直向上的匀强磁场，边长为L、粗细均匀的正方形单匝金属线框abcd水平放置，其电阻为R、质量为m，ab边在磁场外侧紧靠MN边界。用水平外力使线框处于静止状态，让磁感应强度B随时间t按（k为大于零的常量）的规律变化。（1）求线框ab两端的电势差Uab；（2）在线框上固定一质量为m0的塑料玩具，并在时撤去外力，求此时玩具加速度的大小。六、选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。22. 空间中存在一竖直向下匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，如图所示。一质量为m、带电量为q的正粒子，从P点以水平速度射入电场中，然后从M点沿虚线圆半径方向射入磁场，最后从N点水平射出磁场。已知竖直、水平，且，不计粒子的重力。求：（1）粒子进人磁场时的速度；（2）圆形磁场区域的半径R；（3）带电粒子从P点到N点运动的时间t。23. 如图所示，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直进入矩形区域，最终打在上。区域有垂直纸面的匀强磁场，静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场。已知圆弧所在处场强大小为E，方向如图所示，离子的质量为m、电荷量为q，、。整个装置处于真空中，离子重力不计。求：（1）圆弧虚线对应的半径R的大小；（2）磁场磁感应强度B的取值范围；（3）打中位置中离N点最远的离子在磁场中运动的时间。