辽宁省抚顺市六校协作体2022-2023学年高二上学期期中考试物理试题

高二考试物理试卷

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第二册前三章。

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.磁悬浮地球仪的工作原理如图所示，地球仪中有一个磁铁，底座中有一个线圈（线圈电阻不计），给线圈通上电，地球仪就可以悬浮起来。下列说法正确的是（    ）

A线圈必须连接交流电源

B.若地球仪转动，则不能继续保持悬浮

C.若仅增大线圈中的电流，则地球仪再次稳定悬浮后受到的斥力增大

D.若仅增加线圈重数，则可增加地球仪稳定悬浮的高度

2.利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流电流。图为某一正弦交变电流整流后的输出电流，则该输出电流的有效值为（    ）

A. B. C. D.

3.水平圆形导体环置于竖直方向的匀强磁场中，规定如图甲所示导体环中电流的方向为正方向，磁场向上为正。磁感应强度随时间按图乙所示的规律变化时，下列能正确表示导体环中感应电流变化情况的是（    ）

A. B.

C. D.

4.“小感量+磁吸”无线充电预研技术——磁吸式无线充电，通过磁铁的吸附力，把无线充电发射线圈和接收线圈紧密结合在一起，将大大降低能量损耗。某次测试中磁吸式无线充电底座线圈接于的交流电源，已知发射线圈和接收线圈的匝数比为，功率为。下列说法正确的是（    ）

A.接收线圈的工作原理是电流的磁效应

B.发射线圈连接直流电源也能实现无线充电

C.若不计能量损耗，则接收线圈获得的电压最大值为

D.若不计能量损耗，则通过接收线圈的电流有效值为

5.如图所示，金属棒的质量为，通过的电流为，处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面的夹角为，静止于宽为的水平导轨上。下列说法正确的是（    ）

A.金属棒受到的安培力大小为

B.金属棒受到的摩擦力大小为

C.若只改变电流方向，则金属棒对导轨的压力将增大

D.若只增大磁感应强度，则金属棒对导轨的压力将增大

6.回旋加速器原理如图所示，置于真空中的形金属盒的半径为，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可忽略；磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，交流电源的频率为，加速电压为。若处粒子源产生质子的质量为、电荷量为，下列说法正确的是（    ）

A.若只增大交流电压，则质子获得的最大动能增大

B.若只增大形金属盒的半径，则质子离开加速器的时间变长

C.质子在回旋加速器中做圆周运动的周期随回旋半径的增大而增大

D.若磁感应强度增大，则交流电频率必须适当减小，加速器才能正常工作

7.两个相同的小灯泡、和自感线圈、电容器、开关、直流电源连接成如图所示的电路。已知自感线圈的自感系数较大且直流电阻为零，电容器的电容较大，下列判断正确的是（    ）

A.开关闭合的瞬间，、灯泡立即变亮后亮度保持不变

B.开关闭合的瞬间，、灯泡同时亮，然后灯泡逐渐变暗但不熄灭，灯泡变得更亮

C.开关闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡突然亮一下，然后熄灭，灯泡逐渐熄灭

D.去掉电容器，开关闭合待稳定后再断开的瞬间，和灯泡均逐渐熄灭

8.如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，有一个半径的金属圆环，圆环所在的平面与磁感线垂直。是一根金属棒，它沿着顺时针方向以的角速度绕圆心匀速转动，且端始终与圆环相接触，棒的电阻，图中定值电阻，，电容器的电容，圆环和连接导线的电阻忽略不计，则（    ）

A.电容器上极板带负电

B.稳定后电容器所带电荷量为

C.电路中消耗的电功率为

D.稳定后的金属棒转动一周时在棒上产生的焦耳热为

9.如图所示，质量一定的导体棒放置于倾角为的导轨上，导轨上端连接电源和定值电阻形成闭合回路，空间内加垂直于导体棒的大小相等、方向不同的匀强磁场，导体棒均静止，则下列判断正确的是（    ）

A.四种情况下，导体棒受到的安培力大小不相等

B.甲中导体棒与导轨间摩擦力可能为零

C.乙中导体棒与导轨间摩擦力可能为零

D.丙和丁中导体棒与导轨间摩擦力可能为零

10.如图所示，在直角坐标系的第一象限内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，在轴上处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为，电荷量均为的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离最远的位置是轴上的点。已知，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（    ）

A.粒子的速度大小为

B.从点射出的粒子在磁场中的运动时间为

C.沿平行轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到点的距离为

D.从轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比为

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.（6分）用如图所示的等臂天平可测量磁感应强度，天平右侧下方悬挂的矩形线圈宽为，共匝。虚线框中有垂直于纸面的匀强磁场，线圈通以图示顺时针方向的电流时，天平平衡。保持电流大小不变，改变其方向，需从左盘中移动质量为的砝码至右盘，使天平重新平衡。由此可知虚线框中磁场的方向垂直纸在几岁________，磁感应强度大小________。（重力加速度大小为）

12.（8分）某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。

（1）（多选）下列说法正确的是________。

A.变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈

B.变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能

C.理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失

D.变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零

（2）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则可推断原线圈的输入电压可能为________。

A. B. C. D.

（3）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻的过程中，当________时，获得的功率最大。

13.（10分）如图所示，矩形线圈的面积为，共50匝，线圈的总电阻，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，电阻均为理想电表。当线圈以的角速度匀速转动时。

（1）求在转动过程中，线圈产生的感应电动势的最大值；

（2）从图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（3）求电阻消耗的电功率。

14.（12分）如图所示，静止于处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中四分之一虚线圆弧通过静电分析器，从点垂直竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场（磁场方向如图所示，其中为匀强磁场的边界）。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压（只表示电压的大小），电场中虚线圆弧的半径为，粒子的质量为、电荷量为，，，粒子所受重力不计。

（1）求粒子经过辐向电场时其所在处的电场强度大小；

（2）若要使带电粒子只能打在边上，求磁感应强度满足的条件；

（3）调节磁场强弱可以使粒子打在边上不同位置，求在能到达边的粒子中，离点最远的粒子在磁场中运动的时间。

15.（18分）如图所示，和是两根相距、竖直固定放置的光滑金属导轨，导轨足够长，其电阻不计。水平条形区域Ⅰ和Ⅱ内均有磁感应强度大小为、方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场，其宽度均为，区域Ⅰ和区域Ⅱ相距，其他区域内无磁场。导体棒的长度为、质量为、电阻为，开关处于断开状态。现将棒由区域Ⅰ上边界上方处由静止释放，棒下落时闭合。已知棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为。求：

（1）棒进入磁场区域Ⅰ的瞬间，通过棒的电流；

（2）棒穿过磁场区域Ⅰ的过程中，棒上产生的热量；

（3）棒穿过磁场区域Ⅱ过程所用时间。

高二考试物理试卷参考答案

1.D  2.B  3.A  4.D  5.C  6.B  7.C  8.CD  9.BC  10.AB

11.里（3分）  （3分）

12.（1）BC（2分）

（2）D（3分）

（3）（3分）

13.解：（1）依题意有，感应电动势的最大值

。（2分）

（2）因为从中性面开始计时，所以感应电动势按正弦规律变化

。（2分）

（3）电动势的有效值（2分）

电流表的示数（2分）

电阻消耗的电功率。（2分）

14.解：（1）粒子在加速电场中加速，根据动能定理有

（1分）

解得（1分）

粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，由电场力提供向心力有

（1分）

解得。（1分）

（2）要使带电粒子只能打在边上，轨迹如图中Ⅱ所示

由几何关系可知（2分）

由（2分）

可得。（1分）

（3）点最上方的粒子在磁场中的运动轨迹如图Ⅰ所示

由几何关系可知（1分）

粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为（1分）

。（2分）

15.解：（1）令棒刚进入磁场区域Ⅰ时的速度大小为，通过它的电流大小为，根据动能定理得

（2分）

解得（2分）

通过棒的电流（2分）

解得。（2分）

（2）令棒从磁场区域Ⅰ上边界到磁场区域Ⅱ上边界过程中产生的热量为，已知棒在先后穿过两个磁场区域的过程中，流过棒的电流及其变化情况相同。由能量守恒定律得。（2分）

（3）令棒到达磁场区域Ⅰ下边界时速度大小为，由能量守恒定律有

（2分）

解得（2分）

由题意知棒穿过磁场区域Ⅰ和Ⅱ所用的时间相同，设为，令棒穿过磁场区域Ⅰ过程中的平均电流为，根据动量定理得（2分）

解得。（2分）