2023安徽省皖北县中联盟高二下学期3月联考试题物理含答案

2022~2023学年度第二学期高二年级3月联考

物  理

考生注意：

1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。

2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。

4．本卷命题范围：新人教版选择性必修第二册第一章至第三章第2节。

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，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．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在线圈a的右上方固定一竖直螺线管b，螺线管与电源和滑动变阻器串联．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动（线圈a始终静止），下列说法正确的是（    ）

A．线圈a有缩小的趋势              B．线圈a对水平桌面的压力将减小

C．线圈a受到水平向右的静摩擦力     D．线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流

2．如图所示是某一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（    ）

A．     B．     C．     D．

3．如图所示的电路，由两个相同的小灯泡、自感线圈、开关和直流电源连接而成，已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零．下列说法正确的是（    ）

A．通过自感线圈的电流越大，线圈的自感电动势越大

B．开关S闭合时，和两灯泡都逐渐变亮

C．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和两灯泡都逐渐熄灭

D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭，灯泡逐渐熄灭

4．如图甲所示为“海影号”电磁推进实验舰艇，舰艇下部的大洞使海水前后贯通．如图乙所示为舰艇沿海平面的截面简化图，其与海水接触的两侧壁M和N分别连接舰艇内电源的正极和负极，使M、N间海水内电流方向为，此时加一定方向的磁场，可使M、N间海水受到磁场力作用而被推出，舰艇因此向左前进．关于所加磁场的方向，下列说法正确的是（    ）

A．垂直纸面向外     B．垂直纸面向里     C．水平向右     D．水平向左

5．如图甲所示，矩形导线框放在匀强磁场中，磁感线方向与线框所在的平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向外．若规定导线框中感应电流顺时针方向为正，则关于内，线框中的感应电流I随时间t的变化情况，下列各图可能正确的是（    ）

A．   B．   C．   D．

6．如图所示，两根间距为的平行金属导轨间接有电动势为、内阻为的电源，导轨平面与水平面间的夹角为．质量为、有效阻值为的金属杆垂直导轨放置，导轨与金属杆接触良好，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中．当滑动变阻器的阻值为和时，金属杆均恰好处于静止状态，重力加速度g取．下列说法正确的是（    ）

A．金属杆所受安培力方向沿斜面向下

B．匀强磁场的磁感应强度大小为

C．金属杆与导轨间的动摩擦因数为

D．将电源正、负极对调，改变滑动变阻器的阻值，金属杆可能静止

7．如图所示，为空间站霍尔推进器的简化图，在很窄的圆环空间内有沿半径向外的磁场Ⅰ，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直圆环平面加有匀强磁场Ⅱ和垂直圆环平面向里的匀强电场（图中没画出），磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度大小相等．已知电子质量为m、电荷量为e，若电子恰好可以在圆环内做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ）

A．电子沿逆时针方向运动        B．垂直环平面的磁场Ⅱ方向为垂直圆环平面向里

C．电场强度大小为    D．质子也可以在圆环内做半径为R、速率为v的匀速圆周运动

8．下列说法正确的是（    ）

A．手机无线充电技术是利用互感现象制成的

B．家用电磁炉工作时在电磁炉的面板上产生涡流来加热食物

C．用来探测金属壳地雷的探雷器是利用涡流来工作的

D．真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属

9．如图甲所示为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数匝、电阻的受电线圈，N为送电线圈．当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示．下列说法正确的是（    ）

A．在时刻，受电线圈产生的电动势为

B．受电线圈中产生的感应电动势为

C．在时间内，受电线圈的发热量为

D．在时间内，通过受电线圈的电荷量为

10．如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（    ）

A．甲图中，只要增大加速电压，粒子就能获得更大的动能

B．乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大

C．丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势低于B极板电势

D．丁图中，从左侧射入的带负电粒子，若速度满足，将向下极板偏转

二、实验题（本题共2小题，共16分）

11．（6分）某同学在做“探究电磁感应现象规律的实验”中，选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计时，电流计的指针恰好指在刻度盘中央，该同学先将灵敏电流计G连接在如图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示．

（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示．通过分析可知，图乙中条形磁铁的运动情况可能是__________．

A．静止不动     B．向下插入     C．向上拔出

（2）该同学又将灵敏电流计G接入图丙所示的电路．电路连接好后，A线圈已插入B线圈中，此时合上开关，灵敏电流计的指针向左偏了一下．当滑动变阻器的滑片向__________（填“左”或“右”）滑动，可使灵敏电流计的指针向右偏转．

（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是____________________．

12．（10分）某小组用如图甲所示的电路，测量一个电动势E约为、内阻r约为的电池的电动势和内阻．其中，是保护电阻，是电阻箱．

（1）虚线框内是由量程为、内阻为的电压表和电阻箱串联，改装成量程为的电压表，则电阻箱的阻值应调为__________．

（2）若电源允许通过的最大电流为，则定值电阻宜选__________．

A．     B．     C．     D．

（3）该小组利用图甲电路测量电源的电动势和内阻时，选取（2）问中所选的定值电阻，将改装好的电压表正确地接在A、C之间，调节电阻箱，测出若干组的阻值和原表头示数U，则____________________．（用题中给出的各物理量字母符号表示）

（4）根据实验数据，用描点的方法绘出如图乙所示的图像，依据图像，可以求出电源的电动势__________V．内阻__________．（结果均保留两位有效数字）

三、计算题（本题共3小题，共38分．作答时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）

13．（12分）如图所示，为交流发电机的矩形线圈，其面积，匝数，线圈内阻，外电阻．线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度．图中的电压表、电流表均为理想交流电表，取，求：

（1）交流电压表的示数；

（2）从图示位置转过，通过R的电荷量；

（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热．

14．（12分）如图所示，上端接有的定值电阻的两平行粗糙导轨，间距为，足够长的倾斜部分和水平部分圆滑连接，倾斜部分与水平面的夹角，倾斜部分有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，水平部分没有磁场．垂直于导轨的质量为、电阻为的金属棒，从斜面上足够高的某处由静止释放，运动中与导轨有良好接触．已知金属棒与轨道间的动摩擦因数，其余电阻不计，重力加速度g取．求：

（1）金属棒在倾斜轨道上的最大速率；

（2）金属棒在水平轨道的运行路程；

（3）若金属棒从高度处滑下（进入水平轨道前已处于平衡状态），电阻R上产生的热量．

15．（14分）如图所示，在第二象限内有水平向左的匀强电场，在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．在该平面内有一个质量为m、带电荷量为的粒子从x轴上坐标为的P点以初速度垂直x轴进入匀强电场，恰好与y轴正方向成角射出电场，再经过一段时间恰好垂直于x轴进入第四象限的匀强磁场．不计粒子所受重力，求：

（1）匀强电场的电场强度E的大小；

（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（3）粒子从进入电场到第二次经过x轴的时间t及坐标．

2022~2023学年度第二学期高二年级3月联考·物理

参考答案、提示及评分细则

1．B  当滑动触头P向上移动时电阻增大，通过线圈b的电流减小，穿过线圈a的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈a中感应电流方向俯视为顺时针，根据“增缩减扩”可知，线圈a应有扩张的趋势，A、D错误；开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向上滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁互相吸引，故线圈a受到斜向右上的安培力，即线圈a对水平桌面的压力将减小，同时受到水平向左的静摩擦力，B正确、C错误．

2．D  由电流有效值的定义可得，解得，D正确．

3．C  通过自感线圈L的电流变化率越大，线圈的自感电动势越大，和电流大小无关，A错误；开关S闭合时，灯泡立刻变亮，灯泡逐渐变亮，B错误；开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，和灯泡都逐渐熄灭，C正确，D错误．

4．A  海水中电流方向从M流向N，船向左运动，则船受到海水的作用力向左，根据牛顿第三定律可知，海水所受的安培力方向向右，再根据左手定则可知，磁场方向应为垂直纸面向外，A正确．

5．D  由图乙可知，，磁感应强度方向向外且均匀减小，根据楞次定律可知，感应电流方向沿逆时针，且大小恒定；，磁感应强度方向向里均匀增大，同理可知，感应电流方向沿逆时针、大小不变；，磁感应强度方向向里均匀减小，感应电流方向沿顺时针、大小不变；，磁感应强度向外均匀增大，感应电流方向沿顺时针、大小不变，综上所述，D正确。

6．C  由左手定则，可知金属杆所受安培力方向沿斜面向上，A错误；当滑动变阻器阻值为时，对金属杆受力分析，有，当滑动变阻器阻值为时，有，联立解得，，B错误、C正确；将电源正、负极对调，安培力方向沿导轨平面向下，此时金属杆不可能静止，D错误．

7．B  电子由于带负电，故所受电场力垂直圆环平面向外，由平衡条件可知，电子受磁场Ⅰ的洛伦兹力方向垂直圆环平面向里，根据左手定则可知，电子在圆环内沿顺时针方向运动，A错误；电子在圆环内受到磁场Ⅱ的洛伦兹力提供电子做圆周运动的向心力，有。解得。由左手定则可知，磁场Ⅱ的方向为垂直圆环平面向里，B正确；电子在垂直环平面方向受力平衡，则有，解得，C错误；质子带正电，不能在圆环内做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，D错误．

8．AC  无线充电利用电磁感应原理，当充电底座的发射线圈中通有交变电流时，发射线圈产生交变的磁场，根据电磁感应原理，在接收线圈中产生感应电流，实现对接收充电设备的充电，故无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”，A正确；电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，锅具底部产生交变的涡流，B错误；用来探测金属壳地雷或有较大金属零件的地雷的探雷器是利用涡流工作的，C正确；真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，进而产生大量热量，从而冶炼金属，D错误。

9．BD  由图乙可知，时刻磁通量变化率为0，由法拉第电磁感应定律可知，此时受电线圈产生的电动势为，A错误；由图乙可知，受电线圈的最大磁通量为，则受电线圈产生的电动势最大值为，故受电线圈产生的电动势为，B正确；受电线圈产生的电动势有效值为，在时间内，受电线圈的发热量为，C错误；根据，代入数据解得，D正确．

10．BC  甲图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时，粒子具有最大速度，即，粒子的最大动能，由此可见最大动能与加速电压无关，A错误；乙图中，粒子射出速度选择器后在磁场中运动有，解得，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即r越小，则粒子的比荷越大，B正确；丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正电粒子向B极板偏转，负电粒子向A极板偏转，因此A极板电势低于B极板电势，C正确；丁图中，带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度，即洛伦兹力小于电场力，粒子将向上极板偏转，D错误．

11．（1）C  （2）右  （3）阻碍引起感应电流的磁通量的变化

解析：（1）根据图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往右偏；由图乙可知，螺线管中的感应电流方向为顺时针方向，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向上，条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减少，所以条形磁铁可能向上拔出线圈，C正确．

（2）合上开关后，灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明B线圈中磁通量增加时，灵敏电流计指针左偏；现在要使灵敏电流计的指针向右偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小，由图丙可知，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈B中的感应电流方向相反，灵敏电流计的指针会向右偏，故滑动变阻器的滑片应向右滑动．

（3）根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，

12．（1）3000  （2）B  （3）  （4）5.7  1.0

解析：（1）根据串联电路中电压与电阻的关系有，解得．

（2）由题意可知回路中，所以有，，故选B．

（3）该回路中和改装后的电压表并联，由于的阻值远小于改装后电压表的阻值，所以可忽略改装电压表的影响，根据串联电路中电压的规律可得，整理得．

（4）根据（3）问表达式，结合图乙可知，与纵轴的截距，解得．

13．解：（1）交变电压的峰值为

交变电压的有效值为

根据欧姆定律，电压表示数为

（2）从图示位置开始，线圈转过的过程中

磁通量的变化量为

根据法拉第电磁感应定律，有

根据欧姆定律，有

根据电流强度定义，有

（3）回路中电流的有效值为

线圈转一圈所用时间为

则线圈内阻产生的焦耳热为

14．解：（1）由题意可知，金属棒到达水平面之前已开始匀速运动，设最大速度为

由法拉第电磁感应定律有

感应电流为

对导体棒受力分析，有

联立解得

（2）金属棒在水平轨道上，由动能定理有

解得

（3）金属棒在倾斜轨道上运动时，由能量守恒有

解得

R上产生的热量

15．解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，带电粒子在电场中做类平抛运动

水平方向有和

解得

竖直方向有

根据

解得

（2）设粒子进入磁场的速度大小为v，根据速度合成与分解，有

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，则有，解得

由洛伦兹力提供向心力有

解得

（3）粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期为

粒子在第一象限运动的时间为

粒子在第四象限运动的时间为

所以粒子自进入电场至第二次经过x轴所用时间为

粒子第二次经过x轴的坐标为．