浙江省浙东北（ZDB）联盟2022-2023学年高二下学期期中联考物理试卷（Word版附解析）

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总分100分 考试时间90分钟
选择题部分
一、单选题（本题共13小题，每小题3分，共39分.在每小题给出的四个选项中，有且只有一项是符合题目要求的）
1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 能发生偏振现象说明电磁波是纵波，电磁波的传播不需要介质
B. 电磁波发射过程中，使载波随各种信号而改变的技术叫做调谐
C. γ射线是波长最短的电磁波，它不可能发生衍射现象
D. 电磁波中电场、磁场以及传播的方向三者之间处处相互垂直
【答案】D
【解析】
【详解】A．能发生偏振现象说明电磁波是横波，电磁波的传播不需要介质，故A错误；
B．电磁波发射过程中，使载波随各种信号而改变的技术叫做调制，故B错误；
C．γ射线是波长最短的电磁波，只要是波，就可以发生衍射现象，故C错误；
D．电磁波中电场、磁场以及传播的方向三者之间处处相互垂直，故D正确。
故选D。
2. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线合起来，形成了范围非常广阔的电磁波谱，不同的电磁波产生的机理不同，表现出的特性也不同，因而其用途也不同．下列应用中符合实际的是（ ）．
A. 医院里常用紫外线对病人进行透视
B. 医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C. 用红外射线处理医院排放的污水，可杀死各种病原体，保护环境免受污染
D. 用射线照射马铃薯，可防止其发芽，以便长期保存
【答案】D
【解析】
【详解】A．X射线具有较强的穿透能力，医院里常用X射线对病人进行透视，故A错误；
B．紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，也可以用来验钞，故B错误；
C．紫外线有显著的化学作用，可利用紫外线消毒，所以用紫外线处理医院排放的污水，可杀死各种病原体，保护环境免受污染，故C错误；
D．用γ射线照射马铃薯，可防治其发芽，以便长期保存，故D正确。
故选D。
3. 随着智能手机的发展，电池低容量和手机高耗能之间的矛盾越来越突出，手机无线充电技术间接解决了智能手机电池不耐用的问题。如图所示，当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（ ）
A. 送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B. 受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C. 送电线圈和受电线圈无法通过互感实现能量传递
D. 由于手机和基座没有导线连接，所以无能量传递损失
【答案】A
【解析】
【详解】A B．送电线圈通入正弦式交变电流，则产生的磁场为交变磁场，呈周期性变化，由楞次定律可知受电线圈中感应电流产生的磁场为交变磁场，故A正确，B错误；
C．送电线圈和受电线圈可以通过互感实现能量传递，故C错误；
D．由于有漏磁现场的存在，所以能量的传递过程有损失，故D错误。
故选A。
4. 关于课本中出现的几幅图片，下列依次的解释正确的是（ ）
A. 真空冶炼炉利用线圈产生的热量使金属熔化
B. 为了增强电磁炉线圈产生的磁场，可以用铁质材料制作与金属锅接触的电磁炉面板
C. 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯可以减小变压器铁芯中的涡流
D. 探雷器使用必须不断的移动，当探雷器静止在地雷上方时，将无法报警
【答案】C
【解析】
【详解】A．真空冶炼炉利用涡流通过金属产生的热量使金属熔化,，A错误；
B．用铁质材料制作与金属锅接触的电磁炉面板，则磁场会在面板表面产生大量的热量，存在很大的安全隐患，B错误；
C．用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，可以减小变压器铁芯中的涡流，C正确
D．探雷器的探头可以辐射电磁场，当探头靠近有金属部件的地雷时，会产生涡流，从而引发报警，D错误。
故选C。
5. 如图所示，M、N为一对水平放置的平行金属板，两板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场垂直纸面向里，现有一带负电粒子以水平向右的速度v匀速穿过平行金属板，不计粒子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 产生匀强电场的两个极板，上极板的电势要比下极板的电势低
B. 若该带电粒子带上正电荷，以同样的速度v入射，会发生偏转
C. 若该带电粒子的入射速度，它在刚进入板间的一小段时间内速度增加
D. 若该带电粒子的入射速度，它在刚进入板间的一小段时间内将向上偏转
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于带负电的粒子在复合场中做匀速直线运动，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力向下，故电场力向上，上极板的电势高于下极板的电势，A错误；
B．若该带电粒子带上正电荷，以同样的速度v入射，洛伦兹力和电场力的大小均不变，只不过此时电场力向下，洛伦兹力向上，二者依然平衡，还是做匀速直线运动，B错误；
C．若该带电粒子的入射速度，洛伦兹力大于电场力，粒子向下偏转一小段时间，洛伦兹力不做功，电场力做负功，动能减小，粒子的速度减小，C错误；
D．若该带电粒子的入射速度，洛伦兹力小于电场力，粒子向上偏转一小段时间，D正确。
故选D。
6. 在变电站里，电流互感器经常被用来监测电网上的强电流。下列选项中能正确反映其工作原理的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】电流互感器是利用变压器的原理将原线圈的高电流变至副线圈的低电流，所以电流互感器应串联在电路中，且根据理想变压器原副线圈电流之比等于匝数比的倒数可知副线圈的匝数应比原线圈的匝数多。
故选C。
7. 如图甲所示，长直导线与闭合金属环位于同一平面内，长直导线中通入电流i随时间t的变化关系如图乙所示。规定直导线中电流方向向上为正，则在0～T时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 感应电流方向先顺时针后逆时针B. 感应电流方向先逆时针后顺时针
C. 环受到的安培力先向左后向右D. 环受到的安培力方向一直向左
【答案】C
【解析】
【详解】AB．直导线中的电流先向下减小后向上增加，则穿过线圈的磁通量先向外减小后向里增加，根据楞次定律可知，感应电流方向始终为逆时针方向，选项AB错误；
CD．圆环受的安培力由靠近直导线部分的圆环决定，因靠近直导线部分的圆环电流向下，则根据左手定则可知，环受到的安培力先向左后向右，选项C正确，D错误。
故选C。
8. 如图甲、乙所示的电路中，当A、B与M、N接10V交流电压时，C、D间电压为4V，P、Q间电压也为4V。现把C、D与P、Q接4V直流电压，则A、B间和M、N间的电压分别是（ ）
A. 20V，4VB. 4V，4VC. 4V，10VD. 10V，4V
【答案】B
【解析】
【详解】如图甲所示是一个自耦变压器，其工作原理为互感现象，C、D接4V直流电压，变压器不能起到变压作用，A、B两点的电势分别等于C、D两点的电势，故A、B间为4V。如图乙所示是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比，但是当把电压加在P、Q两端时，M、P两点的电势相等，所以当P、Q接4V直流电压时，M、N两端电压也是4V。
故选B。
9. 如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，在开关S接通或断开时，下列说法正确的是（ ）
A. 接通瞬间，L2比L1亮；断开时，L1后熄灭B. 接通瞬间，L1比L2亮；断开时，L1后熄灭
C. 接通瞬间，L2比L1亮；断开时，L2后熄灭D. 接通瞬间，L1比L2亮；断开时，L2后熄灭
【答案】B
【解析】
【详解】接通瞬间，电感线圈产生自感电动势阻碍电流增加，可视为断路，流过灯泡L1的电流分成两路分别流过灯泡L2、电阻R，所以流过灯泡L1的电流大，所以接通瞬间，L1灯比L2灯亮；断开时，电感L的电流不会立马消失，相当电源，电流会流向灯泡L1，所以L1后熄灭。
故选B。
10. 交通警察测酒驾是为了防止酒后驾车产生交通悲剧。某种酒精测试仪是利用二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化。在如图所示的电路中，若二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度倒数成正比，那么电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（ ）
A. U越小，表示c越大，c与U成反比
B. U越小，表示c越大，c与U不成反比
C. U越小，表示c越小，c与U成正比
D. U越大，表示c越大，c与U不成正比
【答案】B
【解析】
【详解】设酒精气体传感器的电阻为，则有
是比例系数，根据欧姆定律得，电压表示数
可知，U越小，表示c越大，但c与U不成反比。
故选B。
11. 水平平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面，如图一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计。当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，则下列说法正确的是（ ）
A. 电阻两端电压为B. 通过电阻的电流为
C. 金属棒受到的安培力为D. 电阻的热功率为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由于金属棒与磁场垂直，当金属棒沿垂直于棒的方向以速度v滑行时，金属棒切割磁感线有效的切割长度为，电阻两端电压为
根据闭合电路欧姆定律可知通过R的电流为
故AB错误；
C．金属棒受到的安培力为
故C正确；
D．电阻的热功率为
故D错误。
故选C。
12. 如图所示，一个边长为l、总电阻为R的单匝等边三角形金属线框，在外力的作用下以速度v匀速穿过宽度均为l的两个有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为B，方向相反。线框运动方向始终与底边平行且与磁场边界垂直。取顺时针方向的电流为正，从图示位置开始，线框中的感应电流i与线框沿运动方向的位移x之间的函数图象是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】线框进入第一个磁场时，切割磁感线的有效长度在均匀变化，在位移由0到过程中，切割有效长度由0增到；在位移由到的过程中，切割有效长度由减到0。在时，有
电流为正。线框穿越两磁场边界时，线框在两磁场中切割磁感线产生的感应电动势相等且同向，切割的有效长度也在均匀变化。在位移由到过程中，切割有效长度由0增到；在位移由到2过程中，切割有效长度由，减到0。在时，有
电流为负。线框移出第二个磁场时的情况与进入第一个磁场相似，故选A。
13. 回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能被加速，两个D形金属盒中有垂直于盒面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。如图所示，两D形盒间的狭缝很小，两D形盒接在电压为U、频率为f的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在回旋加速器中被加速，下列说法正确的是（ ）
A. A处粒子源产生的质子在磁场中运动的周期的一半和高频交流电的周期相等
B. 若只有交流电压U增大为2倍，则质子从回旋加速器中射出时的动能增加为2倍
C. 若只有D形盒的半径增大为2倍，则质子从回旋加速器中射出时的动能增加为2倍
D. 若只有D形盒中磁感应强度大小B增大2倍，则其所接交流电频率f必须增大2倍才能使装置正常加速质子
【答案】D
【解析】
【详解】A．粒子在回旋加速器的磁场中运动的周期和高频交流电的周期相等，故A错误；
B C．当粒子从D形盒出来时速度最大，根据
可得
那么质子获得的最大动能
则最大动能与交流电压U无关，跟D形盒半径的平方成正比，若只有D形盒的半径增大为2倍，则质子从回旋加速器中射出时的动能增加为4倍，故BC错误；
D．根据
又交流电的频率与粒子做圆周匀的频率相等
若只有D形盒中磁感应强度大小B增大2倍，则其所接交流电频率f必须增大2倍才能使装置正常加速质子，故D正确。
故选D。
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，选对但不选全的得2分，有选错的得0分）
14. 如图所示为理想LC振荡回路，此时刻线圈中的磁场方向如图，电容器极板间的场强正在减弱，下列说法正确的是（ ）
A. 如图所示的时刻电容器正在放电B. 如图所示的时刻电流正在减小
C. 电路中的电场能在向磁场能转化D. 上极板的电势高于下极板
【答案】AC
【解析】
【详解】电容器极板间的场强正在减弱则电容器在放电，电场能转化为磁场能，则电流逐渐增大，结合磁感线方向可知下极板带正电，则上极板的电势低于下极板。
故选AC。
15. 如图下端封闭、上端开口、高h=0.9m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m=40g、电荷量q=0.5C的小球，整个装置以v=8m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B=0.3T方向水平的匀强磁场，由于施加的外力作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。取g=10m/s2，则从进入磁场到小球飞出管口的过程中（ ）
A. 施加的外力为恒力B. 小球做匀变速曲线运动
C. 小球的最大速度为10m/sD. 施加外力的最大功率为7.2W
【答案】BCD
【解析】
【详解】B．小球在水平方向随玻璃管做匀速运动，将受到竖直向上的洛伦兹力作用，大小为
小球的重力为
所以小球在竖直方向上做匀加速直线运动，水平方向上随着管向左做匀速运动，则小球将做匀变速曲线运动，故B正确；
A．小球在玻璃管运动的过程中，受到洛伦兹力的水平分量大小为
因小球竖直分速度增大，则增大，所以小球在管中运动的过程中所受洛伦兹力增大，小球水平方向随玻璃管做匀速运动，故管壁对小球的作用力和洛伦兹力的水平分量等大、反向，则对玻璃管所施加的外力为变力，故A错误；
C．小球所受的合外力大小为
可得其运动的加速度大小为
则小球在竖直方向上的最大速度为
解得小球从进入磁场到小球飞出管口的过程中的最大速度为
故C正确；
D．对玻璃管所施加外力的最大值为
则所施加外力的最大功率为
故D正确。
故选BCD。
非选择题部分
三、非选择题（本题共5小题，共55分）
实验题（Ⅰ、Ⅱ两题共14分）
16. 小张同学用图甲的实验装置“研究电磁感应现象”。闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1）闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针___________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（2）闭合开关稳定后，将线圈A从线圈B抽出过程中，灵敏电流计的指针__________（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）；
（3）如图乙所示，Rt为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，从右向左看，金属环A中电流方向_______（填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向__________（填“左”或“右”）运动。
【答案】（1）向左偏转
（2）向右偏转 （3） ①. 顺时针 ②. 左
【解析】
【小问1详解】
由于闭合开关瞬间，线圈B中磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏转。将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，线圈A中电流增大，线圈B中磁通量增大，由楞次定律可知，此时电流计的指针向左偏转。
【小问2详解】
将线圈A从线圈B抽出的过程中，线圈B的磁通量减小，与闭合开关瞬间相比，由楞次定律可知，此时电流计的指针向右偏转。
【小问3详解】
[1] [2]由图中电流方向和右手螺旋定则可知，通电螺旋管的磁场方向水平向右，当周围环境温度急剧上升时，热敏电阻阻值减小，通电螺旋管的电流增大，磁场增强，金属环A中磁通量增大，根据“增反减同”可得，从右向左看，金属环A中电流方向顺时针。根据“増离减靠” 金属环A将向左运动。
17. 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数，霍尔电压U（3、4接线端的电压）、电流I和磁感应强度大小B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数。若构成霍尔元件的材料“甲”的导电物质带正电，材料“乙”的导电物质带负电。
（1）霍尔元件通过如图所示电流I时，接线端4点的电势高于接线端3点，则该材料是_________。（填“甲”或“乙”）
（2）已知霍尔元件的厚度为d，宽度为b，磁感应强度大小为B，自由电荷带电量为q，单位体积内自由电荷的个数为n，自由电荷的平均定向移动速率为v，已知电流满足，S为电流流过的横截面积，则金属板上、下两面之间的电势差的绝对值（霍尔电压）U=_________，则霍尔系数K=__________。（用B、d、b、q、n、v表示）
【答案】（1）乙 （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由于接线端4点的电势高于接线端3点，根据左手定则可知导电物质带负电，故为乙材料；
【小问2详解】
[1]由于粒子在复合场中做匀速直线运动，受力平衡，则有
解得
[2]根据
解得
联立上述各式可得
18. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈接电压为（V）的交流电源，副线圈接R=11Ω的电阻，电压表读数为22V，电流表和电压表可视为理想电表。求：
（1）理想变压器原、副线圈匝数比；
（2）原线圈中电流表的示数。
【答案】（1）；（2）0.2A
【解析】
【详解】（1）原线圈电压的有效值
电压表读数为副线圈电压的有效值
理想变压器原、副线圈匝数比
（2）副线圈中电流的有效值
=2A
由理想变压器功率关系
得
=0.2A
19. 如图所示，在与水平方向成37°角金属导轨间连一电源，电源电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，在相距L=1m的平行导轨上垂直于导轨放一重0.3N的金属棒ab，棒在两导轨间电阻R=4.5Ω，其余电阻不计，磁场方向竖直，导轨和金属棒之间的摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导体棒静止，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）磁感应强度B的方向；
（2）流过金属棒的电流强度大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度取值范围。
【答案】（1）磁场方向竖直向上；（2）0.3A；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意
故要使导体棒处于静止状态，根据左手定则可知，磁场方向竖直向上，导体棒受到的安培力沿斜面向上；
（2）由闭合电路的欧姆定律可得
=0.3A
（3）当导体棒有下滑趋势时，则有
当导体棒有上滑趋势时
故磁感应强度的取值范围为
20. 研究性学习小组在研究航母的弹射装置时，根据自己所学知识设计其模拟电路如图所示，左侧直流电源为一半径为的水平金属圆环，圆环平面区域内存在竖直向下的、磁感应强度大小为的匀强磁场，一根长度略大于的金属杆一端置于圆环上，另一端与过圆心O的竖直的转轴连接，转轴带动金属杆转动，在圆环边缘和转轴处引出导线分别与双向开关的键1和超级电容器一端相连，超级电容器另一端和开关S相连。超级电容器的电容C=1F。两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距，磁感应强度大小的匀强磁场垂直于导轨平面向外。质量、（其他电阻均不计）的金属棒MN垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触。开关S先接1，当金属杆匀速转动时使电容器完全充电，然后将S接至2，MN开始向右加速运动。当回路中电流为零，MN达到最大速度，之后离开导轨。若电源的输出电压为20V，求：
（1）当开关S接1充电时，a、b两点的电势那个更高；
（2）金属杆转动的转速n为；
（3）S接通2瞬间，MN的加速度a的大小；
（4）MN达到的最大速度v。
【答案】（1）b电势高；（2）；（3）500m/s2；（4）20m/s
【解析】
【详解】（1）根据题意，由右手定则可知，金属杆转动时，感应电流方向为由圆环指向，则当开关S接1充电时，电势高。
（2）根据题意可知，感应电动势
又有
解得
（3）S接通2的瞬间，电流为
又有
联立解得
（4）根据题意，当MN达到的最大速度有
又有
，
则有
对金属棒MN由动量定理有
又有
联立解得
21. 如图甲所示，两个竖直正对的水平金属板YY′极板长m，板间距离d＝0.2m，在金属板下端水平边界MN的下面有一区域足够大的匀强磁场，磁感应强度B＝5×10-3T，方向垂直纸面向里。现将Y′极板接地，Y极板上电势随时间变化规律如图乙所示。现有带正电的粒子流以＝105m/s的速度沿竖直中线OO′（中线与磁场边界交于O′点）连续射入电场中，粒子的比荷C/kg，其重力可忽略不计，若粒子打在竖直金属板上将被吸收。在每个粒子通过电场的极短时间内，电场可视为匀强电场（设两板外无电场）。求：（结果可以保留根式或π）
（1）带电粒子恰好从电场边界飞出时，Y极板电势；
（2）带电粒子在磁场中运动的最大半径；
（3）粒子在磁场中运动的最长时间；
（4）若以O′为坐标原点，建立水平x轴，求所有进入磁场的粒子在x轴上射出磁场的坐标范围。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）[0.3m，0.5m]
【解析】
【详解】（1）粒子进入电场有
解得
（2）粒子在电场中运动，由动能定理有
得
m/s
粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有
得
m
（3）粒子刚进入磁场与竖直方向夹角为，有
得
θ=30°
根据几何关系可知沿轨迹运动的粒子转过的最大和最小的圆心角分别为：
最大的圆心角
=240°
最小的圆心角
=120°
设粒子在磁场中运动的周期为T，有
得
（4）洛伦兹力提供向心力，有
粒子进入磁场与射出磁场的点间距为
代入得
=0.4m
最近和最远的坐标位置：
最近
=0.3m
最远
=0.5m
坐标范围为[0.3m，0.5m]。