2022潍坊安丘、高密、诸城高二下学期期中考试物理试题含解析

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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. 抗击“新冠肺炎疫情”，志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温；防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒。红外线和紫外线相比较（ ）
A. 红外线和紫外线都能用来加热理疗B. 红外线的光子能量比紫外线的大
C. 真空中红外线的波长比紫外线的长D. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
【答案】C
【解析】
【详解】A．红外线可以用来理疗，紫外线不能，故A错误；
B．因为红外线的频率小于紫外线，根据
可知红外线的光子能量比紫外线的小，故B错误；
C．根据
可知红外线的波长比紫外线的波长长，故C正确；
D．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，导线框与直导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，在线框由左向右匀速通过直导线的过程中，线框中感应电流的方向是（ ）
A 先，后，再B. 先，后
C. 始终D. 先，后，再
【答案】D
【解析】
【详解】线框在直导线左侧时，随着线框向右运动，向外的磁通量增加，根据楞次定律线框中感应电流的方向为。在线框的边跨过直导线后，如图所示
根据右手定则边产生的感应电流方向为，边产生的感应电流方向为。线框全部跨过直导线后，随着向右运动，向内的磁通量减少，根据楞次定律知线框中感应电流的方向为，故D正确，ABC错误。
故选D。
3. 如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电，则下列说法正确的是（ ）
A. 电容器正在放电
B. 线圈L中的磁场能正在减小
C. 电容器两极板间的电压正在减小
D. 线圈L中电流产生磁场的磁感应强度正在增强
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，电容器两极板间电压正在增大，磁场能转化为电场能，故A错误，B正确；
C．振荡电路正在充电，电容器的带电量在增大，电容器两极板间的电压正在增大，故C错误；
D．充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，故D错误。
故选B。
4. 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B随时间t按图乙变化时，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.
【答案】A
【解析】
【详解】规定以向上为磁场的正方向，从图乙可知，0~1s磁感应强度向下且减小，则通过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向向下，则感应电流与图甲所示电流方向相同，为正方向，同理可知1s~2s电流为正方向、2s~4s为负方向，4s~5s为正方向；根据法拉第电磁感应定律及欧姆定律，线圈的感应电流为

其中R为线圈的电阻，k为磁感应强度的变化率，从图乙可以看出k为定值，即电流大小恒定，故BCD错，A正确。
故选A。
5. 用如图所示装置可测定带电粒子的比荷，装置上方速度选择器中匀强电场的方向水平向右，速度选择器和分离器中匀强磁场的方向垂直纸面向外。在S处有粒子源，将大量粒子沿速度选择器中线方向射入，部分粒子沿选择器中线运动后通过小孔进入分离器，再偏转后打到P1、P2、P3点，若粒子重力均可忽略，不计粒子间的相互作用。则以下说法正确的是（ ）
A. 打在P3点的粒子比荷最大
B. 粒子在分离器中运动的时间相同
C. 沿速度选择器中线运动并进入分离器的粒子其速率均相同
D. 若测定带负电粒子的比荷，则需要将速度选择器中的电场反向而磁场方向保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】C．离子通过速度选择器时，做匀速直线运动，设速度选择器中的磁感应强度为B1则有
qvB1=qE
解得
沿速度选择器中线运动并进入分离器的粒子其速率均相同，C正确；
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
联立可得
粒子打在板上距离小孔的距离为2r，打在P3点的粒子距离最远，偏转半径最大，比荷最小A错误；
B．粒子在分离器中轨迹圆的周期为
则粒子在分离器中运动时间
三粒子的比荷不同，故在磁场中运动的时间不同，B错误；
D．若测定带负电粒子的比荷，则速度选择器中的电场力将反向，受到的洛伦兹力也反向，则可以选择特定的速度的粒子穿过速度选择器，故不需要改变电场磁场的方向，D错误。
故选C。
6. 近日，小米发布了“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。某次测试中磁吸无线充电底座线圈接于u=220sin（100πt）（V）的交流电源，已知发射线圈和接收线圈匝数比为11：1，功率为50W。则（ ）
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，接收线圈获得的电压最大值为20V
D. 若不计能量损耗，通过接收线圈的电流有效值为2.5A
【答案】D
【解析】
【详解】A．接收线圈的工作原理是电磁感应原理，A错误；
B．底座线圈连接直流电源时因不能产生电磁感应，则不能实现无线充电，B错误；
C．接收线圈获得的电压有效值
最大值为
选项C错误；
D．功率为50W，根据功率的表达式得
D正确。
故选D。
7. 如图所示为网络科学小视频中经常出现的一组装置，将一段电阻为r的裸铜导线弯成心形，A端与电池正极接触，P、Q端与负极相连，然后将电池放在小磁铁上方，保证电路良好接触，心形铜导线就会转起来，不计转动阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 可根据电池的正负极和裸铜线的转动方向判断小磁铁的N、S极
B. 从上向下看，裸铜导线在安培力作用下一定逆时针转动
C. 如果磁铁的磁极调换一下，心形线框启动，其转动的方向不变
D. 电池的输出功率等于线圈转动的机械功率
【答案】A
【解析】
【详解】A．已知电池的正负极就知道裸铜线的电流方向，在明确裸铜线的转动方向即受力方向，根据左手定则，就能判断出磁场的方向，即能判断小磁铁的N、S极，A正确；
B．裸铜导线上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，因为不清楚磁场的方向，根据左手定则不能判断出一定逆时针转动，B错误；
C．如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，磁场方向相反，根据左手定则，安培力方向也会相反，心形线框的方向也应该改变，C错误；
D．电池输出的电功率一部分用来用于线框的发热功率，一部分提供线框转动的机械功率，所以电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率，D错误。
故选A。
8. 如图所示，半圆形线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的有界匀强磁场中绕垂直于磁场的OO′轴（OO′为有界磁场边界）以角速度ω匀速转动，会产生交变电流，已知外电路电阻为R。则电路中电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若半圆形线圈转动的角速度为，线圈转动一周只有半周在磁场中发生电磁感应，产生的交流电为正弦交流电（全波波形）的每个周期有半个周期存在电动势（半波波形），设输入电压的有效值为U，电动势最大值为
则
因此电压有效值为
电路中电流的有效值为
B正确，ACD错误。
故选B。
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. 某同学探究自感现象时设计的实验电路如图所示。A，B为两完全相同的灯泡，电感线圈L的自感系数很大，直流电阻为灯泡电阻的一半，电源内阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合瞬间，B先亮，A后亮，最终A，B一样亮
B 开关S闭合瞬间，A、B先同时亮，然后A变暗一些，B变得更亮
C. 开关S断开瞬间，A、B立即同时熄灭
D. 开关S断开瞬间，B立即熄灭，A先变得更亮再逐渐熄灭
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．开关S闭合瞬间，因电感线圈自感很大，故线圈中电流为零，A、B同时亮，随后因线圈对电流的阻碍作用逐渐减小，流经电源的总电流逐渐增大，故流经B的电流逐渐增大，故B变得更亮，因电源无内阻，故路端电压不变，即B两端电压升高，A两端电压降低，故A要变暗一些，故A错误、B正确；
CD．开关S断开瞬间，线圈与A组成回路，故B立即熄灭，因开关断开前线圈中的电流大于A中电流，故A先变得更亮再逐渐熄灭，故C错误、D正确。
故选BD。
10. 如图所示，质量一定的导体棒ab放置于倾角为θ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ab均静止，则下列判断正确的是（ ）
A. 四种情况导体棒受到的安培力大小相等
B. 甲中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
C. 乙中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
D. 丙和丁中导体棒ab与导轨间摩擦力可能为零
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．导体棒受到的安培力
由于四种情况中导体棒的电流相同，所处的磁场磁感应强度相同，故受到的的安培力大小相等，A正确；
B．甲图中导体棒受到竖直向下的重力、水平向右的安培力、垂直于倾斜导轨向上的弹力，若这三个力平衡，则导体棒与导轨间的摩擦力可能为零，B正确；
C．乙图中，导体棒受竖直向下的重力、竖直向上的安培力，若这两个力大小相等，则处于平衡状态，导体棒与导轨间的摩擦力可能为零，C正确；
D．丙图中，导体棒受到竖直向下的重力、竖直向下的安培力、垂直导轨向上的弹力；丁图中，导体棒受到竖直向下的重力、水平向左的安培力。两种情况中，三个力均无法使导体棒平衡，故导体棒一定受到导轨提供的摩擦力，即导体棒与导轨间摩擦力不可能为零，D错误；
故选ABC。
11. 为了解决用电高峰电压不足的问题，某同学设计了如下输电线路。交流发电机的线圈电阻忽略不计，输出电压，T1、T2均为理想变压器，R1和R2为纯电阻用电器。输电线的等效总电阻为r=20Ω，n1：n2=1：10，n4可调，R1和R2的额定电压均为220V，阻值均为11Ω，其余电阻不计。S断开时对应用电低谷，调节n3：n4=10：1，此时用电器R1正常工作，输电线上损耗的功率为△P；S闭合时对应用电高峰，调节变压器T2的副线圈，当其匝数比为N：1时，用电器R1又能正常工作，此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为△P′。则（ ）
A. B. U3=2200V
C. N4△P
【答案】CD
【解析】
【详解】A．S断开时，副线圈的电压为220V、电流为20A，其原线圈的电压为2200V、电流为2A，输电线损耗的电压为
功率为P1=80W，副线圈的电压为2240V，原线圈的电压为224.0V，所以
故A错误；
BCD．S闭合后，对，如果不变，则原、副线圈的电压均减小，需要将变大（）才能使副线圈电压变回到220V，故N