浙江省嘉兴市第五中学2022-2023学年高二物理下学期4月期中试题（Word版附解析）

嘉兴市第五高级中学2022学年第二学期期中测试

高二年级物理（选考）试题卷

一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

1. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下不符合史实的是（　　）

A. 安培发现了电流的磁效应

B. 法拉第发现了电磁感应现象

C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在

D. 赫兹用实验证实了电磁波的存在

【答案】A

【解析】

【详解】A．奥斯特发现了电流的磁效应，故A错误；

B．法拉第发现了电磁感应现象，故B正确；

C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故C正确；

D．赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D正确。

本题选不符合史实，故选A。

2. 下列不属于利用电磁波的医用器械是（　　）

A. 杀菌用的紫外灯

B. 拍胸片的X光机

C. 测量体温的红外线体温计

D. 检查血流情况的“彩超”机

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】ABC．紫外线、X射线、红外线都属于电磁波，都是电磁波在医学上的应用，ABC正确，但不符合题意；

D．检查血夜流动情况的“彩超”机，是利用超声波的多普勒效应工作的，D错误，符合题意；

故选D。

3. 电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，使高频载波的振幅随电信号改变如图丙所示这种调制方式称为　　

A. 调幅 B. 调谐 C. 调频 D. 解调

【答案】A

【解析】

【详解】使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制；而调制共有两种方式：一是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一是调频，即通过改变频率来实现信号加载电磁波．由题意可知高频载波的振幅随电信号改变，故为调幅，故A正确，BCD错误。

4. 如图所示，在xOy坐标系内，三根相互平行的通电直导线P、Q、R分别位于正三角形的三个顶点，都通有方向垂直xOy坐标平面向外、大小相等的电流，则导线R受到的安培力的方向是（　　）

A. 沿y正方向 B. 沿y负方向

C. 沿x正方向 D. 沿x负方向

【答案】B

【解析】

【详解】同向电流相互吸引，则PQ两根导线对R都产生吸引力且大小相等，由平行四边形定则可知，R受安培力方向沿y轴负向。

故选B。

5. 人们在抗击新冠病毒过程中常使用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠（NaClO），在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是（　　）

A. 说明分子间存在斥力

B. 这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果

C. 如果场所温度降到0ºC以下，就闻不到刺鼻的味道了

D. 如果场所温度升高，能更快的闻到刺鼻的味道

【答案】D

【解析】

分析】

【详解】A．用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，不能说明分子间存在斥力，故A错误；

B．用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，这是因为84消毒液分子扩散的结果，扩线现象的本质就是分子的无规则运动，故B错误；

C．如果场所温度降到0ºC以下，依然有NaClO分子在运动，依然能闻到刺鼻的味道，故C错误；

D．分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，如果场所温度升高，能更快的闻到刺鼻的味道如果场所温度升高，能更快的闻到刺鼻的味道，故D正确。

故选D。

6. 一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（　　）

A. 气体分子的总数增加

B. 单位体积内的分子数目不变

C. 气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大

D. 单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】气体的质量一定，则分子数一定，当体积减小时，分子总数不变，单位体积的分子数增加，因温度不变，则分子的平均速率不变，则气体分子每次碰撞器壁的平均作用力不变，气体的压强变大，则单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多。

故选D。

7. 2018年1月28日，江苏南京遭遇近10年来最大降雪，高压线上冻起厚厚的冰霜，导致部分电线负重增大而断裂，有人想出通过增大输电线上损耗功率融冰方案．假设输电电压是220kV，当输送功率保持不变，为使输电线上损耗的功率增大为原来的4倍，输电电压应变为（　　）

A. 55kV B. 110kV C. 440kV D. 880kV

【答案】B

【解析】

【详解】根据输电功率公式和损耗功率的公式，可以看出，要使△P增大为原来的4倍，则在P和R线不变的情况下，使电压U变为原来的，所以输电电压变为110kV，故B正确，ACD错误．

8. 如图所示，、是两只完全相同的灯泡，线圈自感系数很大，线圈的直流电阻不计，初始状态开关S断开，下列说法中正确的是（　　）

A. S闭合后，、均逐渐变亮

B. S闭合后，立即亮，逐渐变亮

C 待电路稳定后再断开S，、立即同时熄灭

D. 待电路稳定后再断开S，立即熄灭，亮一下熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由图可知，灯L1与线圈并联后再与L2串联，当S闭合瞬时，线圈以及两灯同时获得电压，所以L1、L2同时发光，随着线圈L电流的增加，逐渐将L1灯短路，L1逐渐变暗直到熄灭，同时，L2电流逐渐增大，变得更亮，故AB错误；

CD．待电路稳定后S断开瞬时，L2中电流消失，故立即熄灭，由于线圈内产生一个自感电动势，与L1构成一个自感回路，故L1亮一下逐渐熄灭，故D正确，C错误；

故选D。

9. 如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的N极附近竖直下落，保持bc边在纸外，ad边在纸内，从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到达位置Ⅲ，位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ.在这个过程中，线圈中感应电流

A. 沿abcd流动

B. 沿dcba流动

C. 由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba流动

D. 由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba流动，由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd流动

【答案】A

【解析】

【详解】由条形磁铁的磁场分布情况可知，线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少．线圈从位置Ⅰ到Ⅱ，穿过abcd自下而上的磁通量减少，感应电流的磁场阻碍其减少，则在线框中产生的感应电流的方向为abcd，线圈从位置Ⅱ到Ⅲ，穿过abcd自上而下的磁通量在增加，感应电流的磁场阻碍其增加，由楞次定律可知感应电流的方向仍然是abcd.．

A.由上分析可知，A正确；

BCD.由上分析可知，BCD错误．

10. 如图所示，一边长为a的正方形线圈与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，磁感应强度为B。在Δt时间内将线圈绕虚线（磁场边界）翻转，在此过程中线圈产生的感应电动势为（　　）

A. 零 B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】在Δt时间内将线圈绕虚线（磁场边界）翻转过程中，磁通量变化为

由法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势为

故选C。

11. 如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线时，在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学奖．云雾室中磁场方向可能是（ ）

A. 垂直纸面向外

B. 垂直纸面向里

C. 沿纸面向上

D. 沿纸面向下

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：由图可知，向下运动的正电荷受到的洛伦兹力的方向向右，由左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向里，B正确；

12. 如图所示，直角三角形中存在一匀强磁场，荷质比相同的两个粒子沿方向自点射入磁场，分别从边上的两点射出，则（　　）

A. 从射出的粒子速度大

B. 从射出的粒子速度大

C. 从射出的粒子，在磁场中运动的时间长

D. 两粒子在磁场中运动的时间不一样长

【答案】B

【解析】

【详解】AB．粒子运动轨迹如图所示，粒子在磁场中做圆周运动，分别从点和点射出，由图知，粒子运动的半径，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

粒子运动速度

故A错误，B正确。

CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系（图示弦切角相等），粒子在磁场中偏转的圆心角相等，根据粒子在磁场中运动的时间

又因为粒子在磁场中圆周运动的周期

可知粒子在磁场中运动的时间相等，故CD错误。

故选B。

13. 如图所示，A是一个边长为L的正方形导线框，每边长电阻为r.现维持线框以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示由虚线围成的匀强磁场区域．以顺时针方向为电流的正方向，Ubc＝φb－φc，线框在图示位置的时刻作为时间的零点，则b、c两点间的电势差随时间变化的图线应为

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】0-，线框在磁场外，力与电流为0。~2，由右手定则可得出电流的方向为逆时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据法拉第电磁感应定律，则有：；2~4，线框全部进入磁场，感应电流为0，但感应电动势BLv，则Ubc=BLv。4~5，线框左边切割磁感线，由右手定则可得出电流的方向为顺时针的方向，维持线框以恒定速度v沿x轴运动，所以感应电动势和电流不变，根据法拉第电磁感应定律，则有：。
 

故选B。

二、选择题Ⅱ（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

14. 如图所示，一束电荷量相同的带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场和匀强电场（左侧极板带正电，右侧极板带负电）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强偏转磁场，最终打在、上，下列说法正确的是（　　）

A. 粒子带正电

B. 速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里

C. 所有打在上的粒子，在匀强偏转磁场中的运动时间都相同

D. 粒子打在上的位置越远，粒子的质量越大

【答案】AD

【解析】

【详解】A．带电粒子磁场中向左偏转，根据左手定则，知该粒子带正电，故A正确；

B．粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，电场力方向向右，则洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知速度选择器中磁场方向为垂直纸面向外，故B错误；

C．所有打在AlA2上的粒子，在匀强偏转磁场中做匀速圆周运动，运动的时间等于

而，经过速度选择器后粒子的速度都相同，在匀强偏转磁场中做匀速圆周运动的粒子，半径越大则时间越长，故C错误；

D．经过速度选择器进入匀强偏转磁场中粒子速度相等，根据题意可知粒子的电荷量相同，根据

得

知，粒子打在AlA2上的位置越远离P，则半径越大，粒子的质量越大，故D正确。

故选AD。

15. 如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　）

A. 此时电路中电流等于零

B. 电容器正在充电

C. 电感线圈中的电流正在增大

D. 电容器两极板间的电场能正在增大

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据图示磁场方向结合电流流向图示中电容器的正极板，说明电容器正在充电，电路中电流不为零，A错误，B正确；

CD．此时电感线圈中的电流逐渐减小，磁场能转化为电场能，所以电容器两极板间的电场能正在增大，C错误，D正确。

故选BD。

三、非选择题（本题共6小题，共55分）

16. 某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。

（1）实验需要以下哪种电源______；

A．低压直流电源　　B．高压直流电源

C．低压交流电源　　D．高压交流电源

（2）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数．分别测出相应的原、副线圈电压值．由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的______值（填“有效”或“最大”）。

（3）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成______（填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般______（填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。

【答案】    ①. C    ②. 有效    ③. 正比    ④. 大于

【解析】

【详解】（1）[1]探究变压器原、副线圈电压与匝数关系必须用交流电，又因为安全起见必须用低压电，所以用低压交流电。

故选C。

（2）[2]用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值。

（3）[3]理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。

[4]实验中由于变压器的铜损和铁损，导致副线圈的电压减小，所以导致原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。

17. 在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。

（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成______（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为______。

（2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：

A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜

B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积

C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上

D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上

以上操作的合理顺序是______（填字母代号）。

（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是______。

A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开

D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理

【答案】    ①. 单层    ②.     ③. DACB    ④. AC##CA

【解析】

【详解】（1）[1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙；由上可知，在水面上要形成单层分子油膜；

[2]一滴油酸的体积为V，油酸分子的直径为

（2）[3]本实验首先要制备酒精油酸溶液，并明确一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，同时通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积；同时向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将此溶液1滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半格舍去，多于半格的算一个，统计出油酸薄膜的面积，则用此溶液的体积除以其的面积，恰好就是油酸分子的直径，故正确的步骤为DACB。

（3）[4]A．实验过程中，若将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，根据公式

可知，V增大，实验测量的油酸分子的直径偏大，故A正确；

B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液浓度增大，所测得分子直径d应偏小，故B错误；

C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，油膜面积偏小，测量的油酸分子的直径偏大，故C正确；

D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，油膜面积偏大，所测分子直径偏小，故D错误。

故选AC。

18. 一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，线圈在磁感应强度的匀强磁场中以n=5r/s的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求：

（1）线圈中感应电动势的最大值；

（2）线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

（3）从开始计时经时线圈中感应电流的瞬时值。

【答案】（1）50V；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为

得

（2）线圈中感应电动势的瞬时值表达式为

代入数据，得

（3）从开始计时经时，线圈中电动势的瞬时值

根据闭合电路欧姆定律，有

联立可得

19. 如图所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器装置，若D形盒边缘半径为R，所加磁场的磁感应强度为B。在两D形盒之间接上交变电压，被加速的粒子为α粒子，其质量为m、电荷量为+q。α粒子从D形盒中央开始被加速（初动能可以忽略），加速电压均为U，粒子每转半圈加速一次，经若干次加速后，α粒子从D形盒边缘被引出。求：

（1）α粒子被加速从D形盒边缘飞出获得的最大速度vm；

（2）α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径rn；

（3）α粒子在回旋加速器中被电场加速的总次数k和运动的总时间t（在交变电场中运动时间可不计）。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）α粒子在D形盒内做圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能。设此时的速度为v，则有

解得

（2）α粒子被加速一次所获得的能量为qU，α粒子被第n次加速后的动能

解得

（3）设α粒子运动周期为T，则由动能定理有

在交变电场中运动时间可不计，只考虑磁场中的运动时间，有

解得

，

20. 如图所示，在平面坐标系xOy内，第二三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外，一带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场，不计粒子重力，求：

(1)电场强度与磁感应强度大小之比；

(2)粒子在磁场与电场中运动时间之比。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【详解】带电粒子在电场中做类似平抛运动的时间

沿y轴方向有

求得

带电粒子到达O点时

所以v方向与x轴正方向的夹角，

带电粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由得

由几何关系得

求得

则电场强度与磁感应强度大小之比

(2)在磁场中的时间

粒子在磁场与电场中运动时间之比

21. 如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度L=1.0m，导轨上放有垂直导轨的金属杆P，金属杆质量为m=0.1kg，空间存在磁感应强度B=0.5T、竖直向下的匀强磁场。连接在导轨左端的电阻R=3.0Ω，金属杆的电阻r=1.0Ω，其余部分电阻不计，某时刻给金属杆一个水平向右的恒力F，金属杆P由静止开始运动，图乙是金属杆P运动过程的v－t图像，导轨与金属杆间的动摩擦因数μ=0.5，在金属杆P运动的过程中，第一个2s内通过金属杆P的电荷量与第二个2s内通过P的电荷量之比为3∶5，g取10m/s2，求：

（1）水平恒力F的大小；

（2）金属杆运动的最大加速度的大小；

（3）前4s内电阻R上产生的热量。

【答案】（1）0.75N；（2）2.5m/s2；（3）1.8J

【解析】

【详解】（1）由图乙可知金属杆P先做加速度减小的加速运动，2s后做匀速直线运动当t=2s时，v=4m/s，此时感应电动势

E=BLv

感应电流

安培力

根据牛顿运动定律有

F－F′－μmg=0

解得

F=0.75N

（2）刚开始运动时加速度最大，根据牛顿运动定律有

F－μmg=ma

解得

a=2.5m/s2

（3）通过金属杆P的电荷量

其中

所以

q=∝x（x为P的位移）

设第一个2s内金属杆P的位移为x1，第二个2s内P的位移为x2，则

ΔΦ1=BLx1

ΔΦ2=BLx2=BLvt

又由于

q1∶q2=3∶5

联立解得

x2=8m

x1=4.8m

前4s内由能量守恒定律得

其中

Qr∶QR=r∶R=1∶3

解得

QR=1.8J