精品解析：北京市房山区高二下学期期中物理试题

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房山区中学第二学期期中学业水平调研
高二物理
本调研卷共8页，总分100分，时长90分钟。
考生务必将答案答在答题卡上，在调研卷上作答无效。调研结束后，将答题卡交回，调研卷自行保存。
第一部分（选择题共42分）
一、单项选择题（本部分共14小题，在每小题列出的四个选项中只有一个是符合题意的。每小题3分，共42分。）
1. 四幅图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据左手规则，磁感线垂直穿过手心，四指指向电流，则拇指方向为安培力方向，A正确；
B．电流与磁场平行，不受安培力作用，B错误；
C．根据左手定则，安培力方向应垂直导线向下，C错误；
D．根据左手定则，安培力方向应垂直纸面向外，D错误。
故选A。
2. 关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是　　
A. 变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场
B. 麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在
C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、射线都是电磁波
D. 紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒
【答案】B
【解析】
【详解】A．变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场．所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确，不符合题意；
B．麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在，故B错误，符合题意；
C．电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线，故C正确，不符合题意；
D．紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒，故D正确，不符合题意；
故选B。
【名师点睛】电磁波是横波，是由变化的电场与变化磁场，且相互垂直．电磁波是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量．电磁波在真空传播速度与光速一样，电磁波与光均是一种物质，所以不依赖于介质传播．
3. 关于穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 磁通量变化越大，感应电动势一定越大 B. 磁通量增加时，感应电动势一定变大
C. 磁通量变化越快，感应电动势一定越大 D. 磁通量为零时，感应电动势一定为零
【答案】C
【解析】
【详解】AC．根据法拉第电磁感应定律，磁通量变化越快，感应电动势一定越大，磁通量变化越大，感应电动势不一定越大，A错误，C正确；
B．根据法拉第电磁感应定律，如果磁通量均匀增加，感应电动势不变，B错误；
D．根据法拉第电磁感应定律，磁通量为零时，磁通量的变化率不一定等于零，感应电动势不一定为零，只有磁通量不变时，磁通量的变化率等于零时，感应电动势等于零，D错误。
故选C。
4. 图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　）

A. 电流表的示数为10A B. 线圈转动的角速度为50πrad/s
C. 0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D. 0.02s时线圈中磁通量最大
【答案】A
【解析】
【详解】A．电流变示数为交流电有效值，即10A，A正确；
B．根据

B错误；
CD．由图可知，0.01s时线圈转动，线圈平面与磁场方向平行；0.02s时感应电流瞬时值最大，线圈中磁通量为0，CD错误。
故选A。
5. 如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　）

A. 铝框与磁铁转动方向相反
B. 铝框始终与磁铁转动的一样快
C. 铝框是因为受到安培力而转动
D. 当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，转动磁铁时，铝框会跟着转动，且转动方向与磁铁转动方向一致，A错误；
BC．铝框转动的本质是磁铁转动过程中，导致穿过铝框的磁通量发生了变化，所以在铝框中产生了感应电流，然后感应电流受到磁铁周围的磁场对它的安培力作用转动了起来，又因为感应电流的磁场只是阻碍磁通量的变化，并不是阻止，所以铝框转动的速度要比磁铁转动速度慢，B错误，C正确；
D．当磁铁停止转动后，铝框由于惯性会继续转动，但是在转动过程中由于与磁铁的位置发生了变化，穿过铝框的磁通量发生了变化，所以铝框自身会产生感应电流，铝框中会有焦耳热产生，铝框的动能会慢慢减少，所以即使没有空气阻力和摩擦力铝框也会停下来，D错误。
故选C。
6. 回旋加速器工作原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，由高频振荡器产生的交变电压u加在两盒的狭缝处。A处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（　　）

A. 带电粒子在D形盒内被磁场不断地加速
B. 交变电压的周期等于带电粒子在磁场中做圆周运动周期的一半
C. 两D形盒间交变电压u越大，带电粒子离开D形盒时的动能越大
D. 保持磁场不变，增大D形盒半径，能增大带电粒子离开加速器的最大动能
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子通过D形盒之间的交变电压进行加速，A错误；
B．带电粒子每运动半圈会进行加速，则交变电压的周期与圆周运动周期相等，B错误；
CD．根据

带电粒子的最大动能为

可知，带电粒子的最大动能与磁场和加速器半径有关，与交变电压无关，半径越大，最大动能越大，C错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（ ）

A. A板带正电
B. 线圈L两端电压在增大
C. 电容器C正在充电
D. 电场能正在转化为磁场能
【答案】D
【解析】
【详解】通过图示电流方向，知电容器在放电，则电容器上极板A带负电，下极B板带正电，振荡电流增大，电容器上的电荷量正在减小，由

知AB两板间的电压在减小，电场能正在向磁场能转化，D正确，ABC错误。
故选D。
8. 如图所示，U-I图像中，直线I为电源E的路端电压与电流的关系图线，直线II为电阻R的U-I图线，用电源E直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　）

A. R的阻值为1.5Ω
B. 电源电动势为3.0V，内阻为0.5Ω
C. 电源的输出功率为3.0W
D. 电阻R消耗的功率为3.0W
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．由图可知，电阻两端的电压，流过电阻的电流为，故电阻的阻值为

电阻消耗的功率为

故电源的输出功率为

A正确；CD错误；
B．由图可知，电源的电动势为3.0V，短路电流为1.0A，故电源的内阻为

B错误。
故选A。
9. 如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是（　　）

A. 磁体做自由落体运动
B. 磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
C. 磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上
D. 磁体的机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】磁体在铝管中下落的过程，铝管产生涡流，阻碍磁体的下落，磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上，磁铁的机械能减少。
故选C。
10. 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a的初速度为v，b的初速度为2v，则（　　）

A. a做圆周运动的轨道半径大
B. b做圆周运动的周期大
C. a、b同时回到出发点
D. a、b在纸面内做逆时针方向的圆周运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据

得

a的初速度为v，b的初速度为2v，则a做圆周运动的轨道半径小，A错误；
BC．根据

两个电子运动周期相同，同时回到出发点，B错误，C正确；
D．根据左手定则，a、b在纸面内做顺时针方向的圆周运动，D错误。
故选C。
11. 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成．励磁线圈是一对彼此平行的共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹．若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是

A. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变
B. 增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小
C. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变
D. 增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．若增大电子枪的加速电压，电子束运动的速度增加，根据可知，电子束的轨道半径变大，AB错误；
CD．增大励磁线圈中的电流，也就是增加了磁场的磁感强度B，这时轨道半径R将减小，C错误，D正确．
故选D。
12. 甲同学用多用电表的欧姆挡判断一个变压器线圈是否断路。同组的乙同学为方便甲同学测量，没有注意操作的规范，用双手分别握住裸露线圈的两端让甲同学测量。测量完成后，甲同学把多用电表的表笔与测量线圈脱离。关于该组同学在实验中可能出现的情况，下列说法正确的是（　　）

A. 测量时，由于线圈会发生自感现象导致多用电表的指针不发生偏转
B. 测量时，多用电表中的电源会让乙同学有“触电”的感觉
C. 当多用电表的表笔与线圈两端脱离时，乙同学和线圈中流过的电流大小相等
D. 该实验不能判断出线圈是否存在断路
【答案】C
【解析】
【详解】A．欧姆表测电阻时，所用电源是直流电源，待稳定后线圈不会发生自感现象，多用电表指针会发生偏转，故A错误；
B．欧姆表测电阻时，其电流很小，人即使直接接触也不会有电击感；而变压器的线圈在电流突变时会产生自感电动势，这个值比较大，人会有电击感；当甲同学把多用表的表笔与被测线圈脱离时，与多用电表欧姆挡的内部电池相连的变压器线圈会产生较大的自感电动势，使乙同学有触电感，故B错误；
C．当多用电表的表笔与线圈两端脱离时，变压器线圈会产生较大的自感电动势，此时和乙同学构成串联回路，故乙同学和线圈中流过的电流大小相等，故C正确；
D．变压器的线圈在电流突变时会产生自感电动势，这个值比较大，人会有电击感；所以乙同学能感觉到电击感说明线圈没有断，能感觉到电击感是因为线圈在与表笔断开瞬间产生了感应电动势，故D错误。
故选C。
13. 特高压交流输电是指100kV及以上交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势。远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的3倍，则（　　）
A. 输电线上的电流增大为原来的3倍
B. 输电线上损失的电压降低为原来的
C. 输电线上的电能损失增大为原来的9倍
D. 用户得到的电功率增大为原来的3倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据

若输送电压提高到原来的3倍，输电线上的电流变为原来的，A错误；
B．根据

输电线上损失的电压降低为原来的，B正确；
C．根据

输电线上的电能损失减小为原来的，C错误；
D．用户得到的功率等于输送功率与损失功率之差，没有具体数值，无法计算，D错误。
故选B。
14. 在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时问通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（　　）

A. 当污水中离子浓度升高时，MN两点电压将增大
B. 磁感应强度B不变，当污水流速恒定时，MN两点电压U为零
C. 测出磁感应强度B及MN两点电压U的值，就能够推算污水的流量
D. 测出磁感应强度B、直径d及MN两点电压U的值，就能推算污水的流量
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据左手定则，正离子向下偏转，负离子向上偏转，当洛伦兹力等于电场力时

则

可知，当污水中离子浓度升高时，MN两点电压不变，A错误；
B．由A可知，MN两点电压U不为零，B错误；
CD．流量值

需要测出磁感应强度、直径和电势差才能算出流量值，C错误，D正确。
故选D。
第二部分（非选择题共58分）
15. 如图甲为“探究影响感应电流方向的因素”实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。

（1）将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向左偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。通过螺线管中的感应电流方向为_______（填“A→B”或“B→A”）。
（2）经分析可得出结论：磁铁S极向下插入螺线管时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向_____（填“相同”或“相反”）。
（3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向________（填“左”或“右”）偏转。
【答案】 ①. A→B ②. 相反 ③. 右
【解析】
【详解】（1）[1]根据题意当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转，因此螺线管中的感应电流方向为A→B；
（2）[2]当条形磁铁按如图1方式S极向下插入螺线管时，穿过螺线管的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流的磁场与条形磁铁的磁场方向相反；
（3）[3]根据题意，当穿过螺线管的磁通量向上增大时，电流从“+”接线柱流入电流表，指针向右偏转；将条形磁铁从螺线管中抽出时，穿过螺线管的磁通量向下减小，电流从“+”接线柱流入电流表，指针向右偏转。
16. 某学习小组作“探究变压器原、副线圈电压和匝数关系”的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。

（1）下列说法正确的是__________。
A．为保证实验安全，原线圈应接低压交流电源
B．多用电表应置于交流电压挡
C．原线圈电压及匝数不变，改变副线圈匝数，可研究副线圈匝数对输出电压的影响
D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
（2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择_________。
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（3）该实验小组认真检查电路无误后，分别测出相应的原线圈电压U1、副线圈电压U2。若A、B线圈匝数分别为n1=240匝、n2=120匝，在原线圈两端依次加上不同的电压，分别测量原、副线圈两端的电压。将所得数据标记在坐标系中，如图所示。请你做出U1-U2图像、图像的斜率k=________（保留两位有效数字）。

（4）实验发现，U1-U2图像的斜率k与不相等，原因可能为下列哪些原因__________。
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化
【答案】 ①. ABC ②. D ③. 2.2 ④. ABC
【解析】
【详解】（1）[1]A．变压器的工作基础是互感，为了保证实验安全，原线圈应接低压交流电源，A正确；
B．因为变压器接交流电源，多用电表应置于交流电压挡，B正确；
C．采用控制变量法研究变压器原、副线圈电压和匝数关系，所以原线圈电压及匝数不变，改变副线圈匝数，可研究副线圈匝数对输出电压的影响，C正确；
D．变压器正常工作后，利用互感将电能进行输送，D错误。
故选ABC。
（2）[2]为了减少涡流的影响，铁芯应该选择绝缘的硅钢片叠成。
故选D。
（3）[3]如图

则

（4）[4]斜率k与不相等，因为变压器不是理想变压器，存在漏磁、涡流、线圈有电阻，则能量有消耗。
故选ABC。
17. 如图甲所示N=200匝的线圈（图中只画了2匝），电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。
（1）判断通过电阻R的电流方向；
（2）求线圈产生的感应电动势E；
（3）求线圈两端的电压U。

【答案】（1）由a指向b；（2）10V；（3）9.6V
【解析】
【详解】（1）根据楞次定律，通过电阻R的电流方向由a指向b。
（2）线圈产生的感应电动势为

（3）线圈两端的电压为

18. 质谱仪的原理简图如图所示。一带正电的粒子从狭缝S1经S1和S2之间电场加速后进入速度选择器，P1、P2两板间的电压为U，间距为d，板间还存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向外。带电粒子沿直线经速度选择器从狭缝S3垂直MN入偏转磁场，该磁场磁感应强度的大小为B2，方向垂直纸面向外。带电粒子经偏转磁场后，打在照相底片上的H点，测得S3、H两点间的距离为l。不计带电粒子的重力。求∶
（1）速度选择器中电场强度E的大小和方向；
（2）带电粒子离开速度选择器时的速度大小v；
（3）带电粒子的比荷。

【答案】(1) ，方向水平向右； (2)；(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1) 速度选择器中电场为匀强电场，场强大小为为：，根据左手定则，带正点的粒子在速度选择器中受到的洛伦兹力水平向左，电场力水平向右，故电场强度的方向水平向右。
(2) 带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动，根据受力平衡有：，解得：

(3) 带电粒子进入磁场做匀速圆周运动，轨迹半径为：，根据洛伦兹力提供向心力，有：，解得：

19. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，放置一段通有电流为，长度，质量的导体棒，电流方向垂直纸面向里，试求：
（1）若空间中有竖直向上的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则所加匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度的大小和方向：
（3） 如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，匀强磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？

【答案】（1）；（2），水平向左；（3）垂直于斜面向上，
【解析】
【详解】（1）若磁场方向竖直向上，导体棒受到的安培力水平向左，根据受力平衡，沿斜面方向有

解得

（2）当安培力与重力平衡时，导体棒对斜面无压力，则有

解得

根据左手定则可知，磁感应强度方向水平向左。
（3）当安培力沿斜面向上时，安培力最小，则磁感应强度最小，根据受力平衡可得

解得

根据左手定则可知，磁感应强度方向垂直于斜面向上。
20. 水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒ab，ab与导轨垂直，其电阻为0.02Ω，质量为0.1kg，它在导轨间的长度为1m，导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为0.2T，电路中电阻R的阻值为0.08Ω，其它电阻不计，求：
（1）断开电键K，ab在大小为0.1N、水平向右恒力F作用下，由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式；
（2）当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键，并同时撤掉力F，那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能；
（3）在上述（2）的情况下，导体棒ab能滑行的最大距离。

【答案】（1）E=0.2t（V）；（2）4J；（3）2.5m
【解析】
【详解】（1）断开电键K，ab在恒力作用下做匀加速直线运动，加速度为

速度为
v=at=t
由
E=BLv
得
E=0.2×1t=0.2t（V）
（2）根据能量守恒得

则电阻R所消耗的电能

（3）对于导体棒ab滑行的任一状态有

则

得

将导体棒ab的滑行过程分成无限多段，每段分别有


…
然后累加，有

则

解得
x=2.5m