江苏省连云港市灌云县2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题（含解析）

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物理试题答案解析

1.传感器已广泛应用于日常生活下列传感器能够将力学量转换为电学量的是()

A.应变片B.干簧管

C.热敏电阻D.霍尔元件

【答案】A

【分析】

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。

了解各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用。

本题考查了传感器的类型，解题的关键是明确各种传感器的特点、工作原理，在仪器设备中的应用。

【解答】

A、应变片属于力电传感器，把力学量转换为电学量，故A正确。

B、干簧管是一种能够感知磁场的传感器，将磁学量转换为电学量，故B错误。

C、热敏电阻能够把温度这个热学量转化为电阻这个电学量，故C错误。

D、霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故D错误。

2．如图所示为某款手机充电器，其铭牌标识如下：“输入：AC、220V、50Hz”，“输出：DC、3V、6V、9V、12V”，“电流：1000mA1500mA”，该充电器正常工作时，下列说法正确的是（）

A．输入电压的最大值为220V，频率为50Hz

B．充电器输出功率的变化范围为3W18W

C．充电器内部变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数

D．充电器内部变压器输入电压的频率大于输出电压的频率

【答案】B

【详解】A．根据铭牌标识可知输入电压的有效值为220V，频率为50Hz，故A错误；

B．由输出功率

且由题干中“输出：DC、3V、6V、9V、12V”，“电流：1000mA1500mA”，代入数据得当输出电压为，电流为时输出功率最小，当输出电压为，电流为时输出功率最大。代入数据得

故B正确；

C．根据原副线圈的匝数之比等于原副线圈电压值比，即

且原线圈中输入电压值大于副线圈的输出电压值，所以原线圈匝数大于副线圈匝数，故C错误；

D．由变压器的原理可知，输入电压的频率等于输出电压的频率，故D错误。故选B。

3.下列图片源于教科书，关于它们情景的说法中正确的是（）

A.图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，因为铝框中能产生感应电流，磁场对该感应电流的安培力使指针偏转

B.图乙是动圈式扬声器的结构示意图，随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线圈发生振动，从而带动纸盆振动发出声音，如果我们对着纸盆说话，扬声器不能把声音变成相应的电流

C.图丙是闭合线圈竖直向下通过水平放置的条形磁铁，闭合线圈在A位置的加速度小于，在（该位置与磁感线平行）位置的加速度等于，在位置的加速度大于

D.图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有竖直裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上端由静止释放，小磁铁在左侧铝管中受到阻碍而缓慢下落，在右侧铝管中比在左侧铝管中下落的快

【答案】D

【详解】A．磁电式电流表里面的线圈常常用铝框做骨架，因为铝框在磁场中转动时能产生阻尼，让线圈快速稳定下来，A错误；

B．动圈式扬声器也可以当话筒使用，声音使纸盆振动，带动线圈切割磁感线，从而产生感应电流，B错误；

C．闭合线圈从A到B过程和从B到C过程，磁通量均有发生变化，产生感应电流，据楞次定律的推论可知，线框受到的安培阻力的作用使线框在A、C位置的加速度均小于，经过位置瞬间，由于线框恰好与磁感线平行，磁通量不变，感应电流为零，没有受到安培力作用，故加速度等于，C错误；

D．小磁铁在左侧铝管中下落过程，使闭合铝管中的磁通量发生变化，产生感应电流，相互作用的安培阻力使小磁铁缓慢下落，而在右侧铝管中下落时，由于铝管没有闭合，不会产生感应电流，故小磁铁自由下落，即在右侧比在左侧小磁铁下落的快，D正确。

故选D。

4．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法不正确的是（）

A．如图甲所示，高频治炼炉是利用互感产生的涡电流加热物体

B．如图乙所示，开关断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下

C．如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来是利用了电磁驱动

D．如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来是利用了电磁阻尼

【答案】B

【详解】A．如图甲所示，当线圈中通有高频电流，线圈周围产生很强的变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，从而在导体中产生大量的热，所以高频治炼炉是利用互感产生的涡电流加热物体，故A正确；B．如图乙所示，若，则开关断开时，灯泡逐渐熄灭，若，则开关断开时，灯泡先闪亮一下再逐渐熄灭，B错误；C．如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，从而使得圆柱形电极与边缘形成电流，导电液体在磁场中受到安培力的作用旋转起来，是利用了电磁驱动，C正确；D．如图丁所示，磁场中旋转铜盘切割磁感线发生电磁感应，内部产生感应电流，电流在磁场力作用下使圆盘很快停下来，此为电磁阻尼现象，D正确。本题选不正确的，故选B。

5．某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）

A．，a端电势高于b端电势B．，a端电势低于b端电势

C．，a端电势高于b端电势D．，a端电势低于b端电势

【答案】D

【详解】由题意可知，叶片切割地磁场的竖直分量，叶片中感应电动势为

由题意知，每个叶片都切割磁感线，相当于电源，且电源内部电流从低电势流向高电势，则由右手定则可得，a端电势低于b端电势。

故选D。

6．安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是（）

A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大

B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流

C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流

D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象

【答案】B

【详解】A．汽车经过线圈上方时产生脉冲电流信号，车速越大，汽车通过两线圈间的距离所用的时间越小，即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越小，故A错误；BC．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件通过线圈所产生的磁场，金属部件中的磁通量发生变化，在金属部件中产生感应电流，金属部件中的感应电流产生磁场，此磁场随汽车的运动，使穿过线圈的磁通量变化，所以线圈中会产生感应电流，故B正确，C错误；D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生的感应电流并不是线圈自身的电流变化所引起的，则不属于自感现象，故D错误。故选B。

7．远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．发电机输出电压的有效值是380V

B．用户得到的交流电频率是100Hz

C．发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比

D．保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大

【答案】D

7.【解析】A．由图乙可知交流的最大值为Um=380V，则其有效值为

故A错误；

B．由图乙可知，交流电的周期为T=0.02s，则交流电的频率为

故B错误；

C．原副线圈的输入功率等于输出功率，与匝数比无关，故C错误；

D．在输送功率一定的情况下，保持升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，根据知升压变压器副线圈的电压增大，由知输电线上的电流减小，根据知，输电线上损失的功率减小，则有

即保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大，故D正确。

故选D。

8．图为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右盘挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈的宽度为L，且线圈下端处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，调节天平平衡，此时左、右两边的砝码质量分别为m1、m2。当线圈中通有顺时针方的电流时发现天平的左端高右端低在左盘中增加质量为△m的砝码，天平重新平衡，重力加速度大小为g则下列分析正确的是（）

A．磁感应强度的方向垂直纸面向外B．本装置必须用顺时针方向的电流

C．可测得D．可测得

8.【答案】C

【解析】A．通电后左端高，右端低，说明线框受安培力向下，根据左手定则可知磁感应强度的方向垂直纸面向里，A错误；B．若电流反向，磁场反向，受安培力方向不变，若磁场不反向，通电后会出现右端高，左端低，增加的砝码应放在右盘中，同样可测量磁感强度，B错误；C．在左端增加砝码后，天平平衡，可知

可得磁感强度

C正确；D．m1与m2差值为线框的质量，与磁感强度大小无关，D错误。故选C。

9.如图是电磁波发射电路中的电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是（）

A.线圈中的磁场向上且正在增强

B.电容器中的电场向下且正在减弱

C.若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大

D.若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小

9.【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，电容器正在充电，则电流正在减小，即线圈中的磁场向上且正在减弱，A错误；

B．电容器正在充电，则电容器中的电场向下且正在增强，B错误；

C．若在线圈中插入铁芯，则自感系数L变大，根据

可知，发射电磁波的频率变小，C错误；

D．若增大电容器极板间的距离，根据

可知C减小，根据

则发射电磁波的频率变大，波长变小，D正确。

10.质子治疗，被称为癌症放疗技术中的“温柔一刀”。中国科学院合肥物质科学研究院研制成功世界上最紧凑型超导回旋质子治疗系统，实现200MeV稳定质子束流从治疗室引出（质子出射时的动能为200MeV）；加速器直径缩小25%，仅为2.2米。已知质子比荷约为1×108C/kg，如果加速器加速电压为正弦交流电，在稳定输出200MeV质子流时，回旋加速器所处匀强磁场的磁感应强度B和加速使用的正弦交流电的频率f分别约为（）

B=0.9Tf=2.9×107HzB．B=1.8Tf=2.9×107Hz

C．B=3.6Tf=3.2×105HzD．B=1.8Tf=3.2×105Hz

10．B

【详解】

回旋加速器的工作条件是交变电场的周期（或频率）与粒子做圆周运动的周期（或频率）相同，而粒子做匀速圆周运动的周期

当质子的轨迹半径增加到D形盒的半径时，速度最大，最大速度

最大动能

其中质子电荷量为e，计算得

，f=2.9×107Hz

故选项ACD错误，选项B正确；

11．某种质谱仪的工作原理示意图如图所示。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源；P、Q间电压恒为的加速电场；静电分析器，即中心线半径为的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心，且与圆心等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片上时，可以通过测量粒子打到上的位置来推算粒子的比荷，从而分析粒子的种类及性质。由粒子源发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔进入静电分析器，其中粒子和粒子恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的和所示。忽略带电粒子离开粒子源时的初速度，不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（）

A．粒子可能带负电

B．若只增大加速电场的电压，粒子可能沿曲线运动

C．粒子经过小孔时速度大于粒子经过小孔时速度

D．打到胶片上的位置距离点越远的粒子，比荷越大

11.【答案】B

【详解】A．粒子a在静电分析器中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，即粒子a所受电场力方向与电场强度相同，所以粒子a一定带正电，故A错误；B．若只增大加速电场的电压，则粒子a进入静电分析器中的速度将增大，所需的向心力增大，而电场力不变，所以电场力将不足以提供向心力，粒子a将做离心运动，可能沿曲线运动，故B正确；C．设粒子经过小孔S1的速度大小为v，根据动能定理有①设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有②联立①②可得③由图可知，所以粒子经过小孔时速度小于粒子经过小孔时速度，故C错误；D．联立①②可得④所以打到胶片上的位置距离点越远的粒子，r越大，比荷越小，故D错误。故选B。

12．某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。

（1）下列说法正确的是___________。

A．变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈

B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能

C．理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失

D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零

（2）实验时，原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连接低压交流电源档，用交流电压表测得副线圈两端的电压为，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是（）

A．原线圈匝数太多，电阻过大B．铁芯没有闭合，漏磁过多

C．副线圈匝数太少，增加实验误差D．副线圈的电阻太小

（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为___________。

A．3VB．5.3VC．6.0VD．6.2V

（4）为了实验过程中的安全，下列做法正确的是______

A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V

B．连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验

C．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱

D．为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测

（5）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=___________时，R获得的功率最大。

【答案】（1）BC（2）B（3）D（4）BD（5）

【解析】

【详解】（1）A．变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误；

B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，故B正确；

C．理想变压器忽略能量损失，原线圈输入功率全部转到副线圈输出功率，故C正确；

D．变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端电压不变，不为0，故D错误。故选BC。

(2)选B

（3）若是理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为

当变压器的原线圈接“0”和“800”两个接线柱之间，副线圈的“0”和“400”两个接线柱时，可知原副线圈匝数比为2:1，副线圈电压为3V，则原线圈电压应该为6V；实际操作中，不是理想变压器，需要考虑损失部分，则原线圈所接电压大于6V。故选D。

（4）A．在实验中为了确保人身安全，需要使用低压交流电源，且电压不要超过12V，A不正确；

B．为了确保安全，实验时，连接好电路后，应先检查电路连接是否正确，再接通电源进行实验，B正确；

C．即使使用电压较低，为了确保实验数据的可靠精确性，通电时也不能手直接接触裸露的导线、接线柱，C错误；

D．为了测量电表的安全，测量电压时，先选用最大量程试测，再选用小一点的量程，确保精度，D正确。

故选BD。

（5）把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内外电阻相等时，即

此时，输出功率最大，根据

得

将公式

代入上式，可得

从而得出

此时获得的功率最大。

13．（12分）2023年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为10cm2，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9Ω电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以10πrad/s的角速度绕轴OO′匀速转动时，求：

从图中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时表达式

（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量

（3）线圈转动一圈外力所做的功

解析：

（1）线圈产生的最大感应电动势为

（2分）

线圈从垂直中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为

（2分）

（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量：

（4分）

（3）电路的热功率为：

（2分）

交流电周期：（1分）

由能量的转化关系，可知线圈转动一周外力所做的功：

（1分）

14.（12分）如图甲所示，两根足够长的、电阻不计的平行光滑金属导轨MN、PQ间距d＝1m，倾角θ＝37°，轨道顶端连有一阻值为R＝2Ω的定值电阻，整个空间存在着垂直轨道平面向下的磁场，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，现用力将质量m＝0.4kg、电阻r＝2Ω的导体棒ab从0时刻开始固定于离轨道顶端l＝2m处，在t＝4s时刻撤去外力，之后导体棒下滑距离x0＝1.5m后达到最大速度，导体棒与导轨始终接触良好．(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：

(1)0～4s内通过导体棒ab的电流大小和方向；

(2)导体棒ab的最大速度vm；

(3)撤去外力后，导体棒ab下滑1.5m的过程中，在ab棒上产生的焦耳热Q.

解：(1)根据楞次定律可知，通过导体棒ab的电流方向为从a到b.根据法拉第电磁感应定律：

E＝n＝＝1V（1分）

根据闭合电路欧姆定律可得，通过导体棒ab的电流：

I1＝＝0.25A，（1分）方向为从a到b（1分）

(2)当导体棒ab达到最大速度时匀速运动，

根据受力平衡可得：mgsinθ＝BI2d（2分）

根据欧姆定律可得：I2＝（1分）

切割磁感线产生的感应电动势：E2＝Bdvm（1分）

联立可得导体棒ab的最大速度：

vm＝＝2.4m/s（2分）

（3）下滑过程中电阻R与导体棒产生的热量相等，根据能量守恒定律：

mgx0sinθ＝mvm2＋2Q（2分）

可得ab棒上产生的焦耳热

Q＝mgx0sinθ－mvm2＝1.224J.（1分）

15．（17分）如图1所示，空间中放置一个平行板电容器MN，板长和板间距均为，两极板上电压，。极板右侧是一个无穷大匀强磁场区域，方向垂直纸面向里，磁场左边界CD紧贴极板右侧，磁场中放着一块与CD平行的足够长金属板，与CD间距为。有一粒子枪S，可以不断产生初速度近似为零的X和Y粒子，X粒子的质量为m，电荷量为+q，Y粒子的质量为4m，电荷量为+，两种粒子经过枪内内置的加速电场加速后，能水平射入两极板间，内置加速电场的电压为，粒子枪可沿极板左边界EF上下移动。现将粒子枪紧靠在M极板的左端E处，发现射出的X粒子恰好击中金属板上的B点，虚线AB是平行板电容器的中线。不考虑粒子间的相互作用，求：

（1）X粒子在电场中偏转的位移；

（2）磁感应强度B的大小；

（3）金属板被两种粒子都击中的区域长度d；

（4）将金属板移到M板右上方并紧贴磁场左边界CD，如图2所示，Q点与M极板右端重合且彼此绝缘，将极板MN上的电压改为，带电粒子在偏转电场中运动时间远小于所加交流电的周期且N极板可上下平移（F点随极板N一起移动），粒子枪内置的加速电压不变。当粒子枪S在EF上移动时，发现击中金属板的X粒子和Y粒子的区域不重叠（粒子打到板立即被导走）求极板M、N间距L的范围。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】（1）粒子首先被电子枪内置电场加速，有

（1分）

进入平行板电容器后做类平抛运动，水平方向有

竖直方向有

（1分）

根据牛顿第二定律有

联立以上各式可得粒子在电场中偏转的位移为

（1分）

（2）根据几何关系可知，带电粒子射出平行板电容器时位移偏向角的正切值为

因此，根据平抛运动的推论，速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的两倍可得

（1分）

由此可知带电粒子在射出平行板电容器时速度的偏向角，则带电粒子在进入磁场后打金属板上的点，根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的半径为

（1分）

粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，则有

（1分）

其中

联立以上各式解得

（1分）

（3）由（2）可知，电子枪在间移动粒子才能射出电场，且从A点射出的粒子经电场偏转进入磁场后打在PQ板上的位置恰好与N板齐平，故粒子打在PQ板上的长度为，而若是粒子从M板的E点处进入电场，则在电场中竖直方向的的偏移量为

水平方向有

（1分）

根据牛顿第二定律由

（1分）

电子枪内置电压对粒子加速有

（1分）

联立以上各式可得

即可知电性相同的不同带电粒子通过同一加速电场和同一偏转电场后的偏移位移相等，且速度的偏向角也相等，则可知粒子在进入磁场时的速度为

（1分）

由洛伦兹力充当向心力可得

（1分）

解得粒子在磁场中运动的轨迹半径为

则由几何关系可知，两粒子打在PQ板上的重合区域的长度为

（1分）

（4）进入磁场粒子和粒子都向上偏转追钟都打在PQ板上，两粒子进入磁场的入射角和打在PQ板上的出射角均为，设粒子向上偏转的竖直距离为,粒子向上偏转的竖直距离为，则根据几何关系有

，（1分）

（1分）

而要使打在PQ板上的X粒子和Y粒子的区域不重叠，则根据几何关系有

（1分）

解得

（1分）灌云县2022-2023学年高二下学期期中考试

物理试题答案

一、选择题：

1A2B3D4B5D6B7D8C9D10B11B

二、实验题

12（1）BC（2）B（3）D（4）BD（5）

13．（12分）

解析：

（1）线圈产生的最大感应电动势为

（2分）

线圈从垂直中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为

（2分）

（2）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量：

（4分）

（3）电路的热功率为：

（2分）

交流电周期：（1分）

由能量的转化关系，可知线圈转动一周外力所做的功：

（1分）

14.（12分）

解：(1)根据楞次定律可知，通过导体棒ab的电流方向为从a到b.根据法拉第电磁感应定律：

E＝n＝＝1V（1分）

根据闭合电路欧姆定律可得，通过导体棒ab的电流：

I1＝＝0.25A，（1分）方向为从a到b（1分）

(2)当导体棒ab达到最大速度时匀速运动，

根据受力平衡可得：mgsinθ＝BI2d（2分）

根据欧姆定律可得：I2＝（1分）

切割磁感线产生的感应电动势：E2＝Bdvm（1分）

联立可得导体棒ab的最大速度：

vm＝＝2.4m/s（2分）

（3）下滑过程中电阻R与导体棒产生的热量相等，根据能量守恒定律：

mgx0sinθ＝mvm2＋2Q（2分）

可得ab棒上产生的焦耳热

Q＝mgx0sinθ－mvm2＝1.224J.（1分）

15．（17分）

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】（1）粒子首先被电子枪内置电场加速，有

（1分）

进入平行板电容器后做类平抛运动，水平方向有

竖直方向有

（1分）

根据牛顿第二定律有

联立以上各式可得粒子在电场中偏转的位移为

（1分）

（2）根据几何关系可知，带电粒子射出平行板电容器时位移偏向角的正切值为

因此，根据平抛运动的推论，速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的两倍可得

（1分）

由此可知带电粒子在射出平行板电容器时速度的偏向角，则带电粒子在进入磁场后打金属板上的点，根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的半径为

（1分）

粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，则有

（1分）

其中

联立以上各式解得

（1分）

（3）由（2）可知，电子枪在间移动粒子才能射出电场，且从A点射出的粒子经电场偏转进入磁场后打在PQ板上的位置恰好与N板齐平，故粒子打在PQ板上的长度为，而若是粒子从M板的E点处进入电场，则在电场中竖直方向的的偏移量为

水平方向有

（1分）

根据牛顿第二定律由

（1分）

电子枪内置电压对粒子加速有

（1分）

联立以上各式可得

即可知电性相同的不同带电粒子通过同一加速电场和同一偏转电场后的偏移位移相等，且速度的偏向角也相等，则可知粒子在进入磁场时的速度为

（1分）

由洛伦兹力充当向心力可得

（1分）

解得粒子在磁场中运动的轨迹半径为

则由几何关系可知，两粒子打在PQ板上的重合区域的长度为

（1分）

（4）进入磁场粒子和粒子都向上偏转追钟都打在PQ板上，两粒子进入磁场的入射角和打在PQ板上的出射角均为，设粒子向上偏转的竖直距离为,粒子向上偏转的竖直距离为，则根据几何关系有

，（1分）

（1分）

而要使打在PQ板上的X粒子和Y粒子的区域不重叠，则根据几何关系有

（1分）

解得

（1分）灌云县2022-2023学年高二下学期期中考试

物理试题

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分．每题只有一个选项最符合题意．

1.传感器已广泛应用于日常生活，下列传感器能够将力学量转换为电学量的是()

A.应变片B.干簧管

C.热敏电阻D.霍尔元件

2．如图所示为某款手机充电器，其铭牌标识如下：“输入：AC、220V、50Hz”，“输出：DC、3V、6V、9V、12V”，“电流：1000mA1500mA”，该充电器正常工作时，下列说法正确的是（）

A．输入电压的最大值为220V，频率为50Hz

B．充电器输出功率的变化范围为3W18W

C．充电器内部变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数

D．充电器内部变压器输入电压的频率大于输出电压的频率

3.下列图片源于教科书，关于它们情景的说法中正确的是（）

A．图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，因为铝框中能产生感应电流，磁场对该感应电流的安培力使指针偏转

B．图乙是动圈式扬声器的结构示意图，随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线圈发生振动，从而带动纸盆振动发出声音，如果我们对着纸盆说话，扬声器不能把声音变成相应的电流

C．图丙是闭合线圈竖直向下通过水平放置的条形磁铁，闭合线圈在A位置的加速度小于，在（该位置与磁感线平行）位置的加速度等于，在位置的加速度大于

D．图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有竖直裂缝，现让一块磁性很强的小磁铁依次从两管上端由静止释放，小磁铁在左侧铝管中受到阻碍而缓慢下落，在右侧铝管中比在左侧铝管中下落的快

4．电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法不正确的是（）

A．如图甲所示，高频治炼炉是利用互感产生的涡电流加热物体

B．如图乙所示，开关断开瞬间，灯泡一定会突然闪亮一下

C．如图丙所示，放在磁场中的玻璃皿内盛有导电液体，其中心放一圆柱形电极，边缘内壁放一环形电极，通电后液体就会旋转起来是利用了电磁驱动

D．如图丁所示，用一蹄形磁铁接近正在旋转的铜盘，铜盘很快静止下来是利用了电磁阻尼

5．某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（）

A．，a端电势高于b端电势B．，a端电势低于b端电势

C．，a端电势高于b端电势D．，a端电势低于b端电势

6．安装在公路上的测速装置如图，在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈，线圈与检测抓拍装置相连，车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流，检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小，从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是（）

A．汽车经过线圈上方时，两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长，车速越大

B．汽车经过通电线圈上方时，汽车底盘的金属部件中会产生感应电流

C．当汽车从线圈上方匀速通过时，线圈中不会产生感应电流

D．当汽车从线圈上方经过时，线圈中产生感应电流属于自感现象

7．远距离输电线路的示意图如图甲所示，发电机输出电压随时间的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．发电机输出电压的有效值是380V

B．用户得到的交流电频率是100Hz

C．发电机的输出功率取决于升压变压器的原副线圈匝数比

D．保持发电机输出功率不变，增加升压变压器副线圈匝数，用户得到的功率增大

8．图为电流天平，可用来测定磁感应强度。天平的右盘挂有一匝数为N的矩形线圈，线圈的宽度为L，且线圈下端处于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，调节天平平衡，此时左、右两边的砝码质量分别为m1、m2。当线圈中通有顺时针方的电流时发现天平的左端高右端低在左盘中增加质量为△m的砝码，天平重新平衡，重力加速度大小为g则下列分析正确的是（）

A．磁感应强度的方向垂直纸面向外B．本装置必须用顺时针方向的电流

C．可测得D．可测得

9．如图是电磁波发射电路中的电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是（）

A．线圈中的磁场向上且正在增强

B．电容器中的电场向下且正在减弱

C．若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大

D．若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小

10．质子治疗，被称为癌症放疗技术中的“温柔一刀”。中国科学院合肥物质科学研究院研制成功世界上最紧凑型超导回旋质子治疗系统，实现200MeV稳定质子束流从治疗室引出（质子出射时的动能为200MeV）；加速器直径缩小25%，仅为2.2米。已知质子比荷约为1×108C/kg，如果加速器加速电压为正弦交流电，在稳定输出200MeV质子流时，回旋加速器所处匀强磁场的磁感应强度B和加速使用的正弦交流电的频率f分别约为（）

B=0.9Tf=2.9×107HzB．B=1.8Tf=2.9×107Hz

C．B=3.6Tf=3.2×105HzD．B=1.8Tf=3.2×105Hz

11．某种质谱仪的工作原理示意图如图所示。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源；P、Q间电压恒为的加速电场；静电分析器，即中心线半径为的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心，且与圆心等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片上时，可以通过测量粒子打到上的位置来推算粒子的比荷，从而分析粒子的种类及性质。由粒子源发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔进入静电分析器，其中粒子和粒子恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的和所示。忽略带电粒子离开粒子源时的初速度，不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（）

A．粒子可能带负电

B．若只增大加速电场的电压，粒子可能沿曲线运动

C．粒子经过小孔时速度大于粒子经过小孔时速度

D．打到胶片上的位置距离点越远的粒子，比荷越大

二、非选择题：共5题，共56分，其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12.（15分）某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。

（1）下列说法正确的是___________。

A．变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈

B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能

C．理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失

D．变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零

（2）实验时，原线圈接“0”“8”接线柱，副线圈接“0”“1”接线柱，原线圈两端连接低压交流电源档，用交流电压表测得副线圈两端的电压为，这与其他小组的正确实验结论明显不一致。对于这个小组实验结论出现明显偏差的原因，最有可能的是（）

A．原线圈匝数太多，电阻过大B．铁芯没有闭合，漏磁过多

C．副线圈匝数太少，增加实验误差D．副线圈的电阻太小

（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为___________。

A．3VB．5.3V