黑龙江省齐齐哈尔市2022-2023学年高二下学期4月期中物理试题（ 含答案解析 ）

齐市普高联谊校2022~2023学年下学期期中考试高二物理考生注意：1．本试卷满分100分，考试时间90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：新人教选择性必修第二册第一章至第三章。一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.关于磁感应强度和安培力，下列说法正确的是（）A.无论导线在磁场中如何放置，只要受安培力，则安培力一定与磁场垂直B.电流元在某点所受安培力的方向就是该点小磁针N极的受力方向C.若电流元在某点所受安培力为零，则该点的磁感应强度为零D.放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同【答案】A【解析】【详解】A．根据左手定则可知，无论导线在磁场中如何放置，只要受安培力，则安培力一定与磁场垂直，故A正确；B．根据左手定则可知，电流元在某点所受安培力的方向与该点小磁针N极受力方向垂直，故B错误；C．若电流元在某点所受安培力为零，则有可能电流元的方向和磁场的方向相同，因而所受安培力为零，故C错误；D．由通电导线在磁场中所受安培力的大小可知，放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小还与磁场和电流的方向有关，所以安培力的大小不一定相同，故D错误。故选A。2.如图所示，在水平放置的条形磁铁的N极附近，一个闭合线圈向下运动并始终保持在竖直平面内。在位置b时，N极附近的磁感线正好与线圈平面垂直，在线圈从a到c运动的过程中，下列说法中正确的是（）A.从左边看，感应电流为顺时针B.从左边看，感应电流为逆时针C.从左边看，感应电流先逆时针后顺时针D.从左边看，感应电流先顺时针后逆时针【答案】C【解析】【详解】在线圈从a到c运动的过程中，穿过线圈的磁通量向右先增加后减小，根据楞次定律可知，从左边看，线圈中的感应电流先逆时针后顺时针。故选C。3.我国是世界上最早发现磁现象的国家，指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的贡献．关于磁现象，下列说法正确的是（）A.指南针的南极指向地理的北极B.地磁场可能是由带正电的地球自转形成的C.奥斯特提出了分子电流假说，法拉第发现了电流磁效应D.若带电粒子带负电，且沿地球赤道平面射向地心，则由于地磁场的作用将向西偏转【答案】D【解析】【详解】A．地磁场的南极在地理北极的附近，所以指南针的北极指向地理的北极，A错误；B．地球自转方向自西向东，地球的南极附近是地磁场的北极，由安培定则可知地球带负电，故C错误；C．安培提出了分子电流假说，奥斯特发现了电流磁效应，C错误；D．地球的磁场由南向北，当带负电的粒子沿地球赤道平面射向地心时，根据左手定则可知粒子的受力方向向西，所以粒子将向西偏转，D正确。故选D4.在生产和生活中，有时候需要利用涡流效应，有时候需要避免涡流效应，下列关于涡流应用的说法中不正确的是（）A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.变压器铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，能减小涡流【答案】B【解析】【详解】A．真空冶炼炉是线圈中的电流做周期性变化，在金属中产生涡流，从而产生大量的热量，熔化金属的，选项A正确，不符合题意；B．家用电磁炉锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，选项B错误，符合题意；C．根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，选项C正确，不符合题意；D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成，能减小涡流，选项D正确，不符合题意。故选B。5.如图所示的电路中，自感和是完全相同的灯泡，自感线圈L的直流电阻可以忽略。下列说法正确的是（）A.合上开关K瞬间，和同时亮B.合上开关K瞬间，立刻亮，逐渐变亮C.合上开关K一段时间后，和一样亮D.合上开关K一段时间后，比更亮【答案】C【解析】【详解】AB．合上开关K瞬间，由于电感线圈会阻碍电流的增大，所以支路电流缓慢增大，逐渐变亮，支路由于只有灯泡，所以立刻亮，选项AB错误；CD．合上开关K一段时间后，自感线圈对电流不再有阻碍作用，又线圈L的直流电阻可以忽略，故两灯泡一样亮，C正确、D错误。故选C。6.如图所示，光滑固定金属导轨M、N水平放置，两根导体棒P、Q平行放放置在导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时（重力加速度为g）（）A.P、Q会互相靠拢 B.磁铁下落的加速度大于gC.磁铁的动能的增加量等于其势能的减少量 D.P、Q会互相远离【答案】A【解析】【详解】AD．当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增大，根据楞次定律可知，P、Q会互相靠拢阻碍磁通量的增大，故A正确，D错误；B．根据楞次定律可知，回路产生的感应磁场会阻碍磁铁的下落，则磁铁下落的加速度小于g，故B错误；C．磁铁的重力势能转化为系统的动能和因焦耳热产生的内能，故磁铁的动能的增加量小于其势能的减少量，故C错误。故选A。7.互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。它能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV，的原、副线圈匝数比为，交流电压表的示数为100V，交流电流表的示数为1A，则（）A.a是交流电压表，b是交流电流表 B.的原、副线圈匝数比为C.高压线路输送的电流为1A D.高压线路输送的电功率为【答案】B【解析】【详解】A．两端接在同一根电线上，因此a是交流电流表，两端接在两根电线上，因此b是交流电压表，故A错误；B．变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比，所以原、副线圈匝数之比为故B正确；C．变压器原、副线圈电流与匝数成反比，则高压线路输送的电流为100A，故C错误；D．高压线路输送的电功率为故D错误。故选B。8.如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为μ。现对小球施加水平向右的恒力F0，在小球从静止开始至速度最大的过程中，下列说法中正确的是（）A.直杆对小球的弹力方向不变B.直杆对小球的摩擦力一直减小C.小球运动的最大加速度为D.小球的最大速度为【答案】C【解析】【详解】A．竖直方向根据平衡条件初始时，洛伦兹力为零，弹力方向向上，此时小球加速，必然有速度达到最大时，摩擦力与拉力平衡，此时弹力必然大于重力，此时洛伦兹力必然大于重力，且有此时弹力方向向下，故A错误；BC．小球开始运动时有随v增大，a增大，当a达最大值，摩擦力减小，此后随着速度增大，洛伦兹力增大，支持力反向增大，此后下滑过程中有随v增大，a减小，摩擦力增大，故B错误，C正确；D．当时，此时达到平衡状态，速度最大，最大速度故D错误。故选C。9.质量为m的通电导体棒放置在倾角为θ的导轨上，整个装置处在匀强磁场中，当导体棒通有如图所示的电流时，恰能静止在导轨上，在下列四种情况下，导体棒与轨道间的摩擦力可能为零的是（）A. B.C. D.【答案】CD【解析】【详解】A．电流的方向与磁场的方向平行，故导体棒受竖直向下的重力、垂直于斜面的支持力，导体棒要静止，则必受到沿斜面向上的摩擦力而平衡，故A错误；B．电流的方向与磁场的方向垂直，根据左手定则可知，导体棒要受到垂直斜面向下的安培力，除此之外还受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力，导体棒要静止则必须受到沿斜面向上的摩擦力，故B错误；C．电流的方向和磁场垂直，根据左手定则可知导体棒受到水平向右的安培力，除此之外导体棒还受到竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力，而当安培力沿斜面向上的分力大小和重力沿斜面向下的分力大小相同时，导体棒可以不受摩擦力而平衡，故C正确；D．电流方向和磁场垂直，根据左手定则可知导体棒受到竖直向上的安培力，若安培力大小和重力大小相等，则导体棒可以不受摩擦力，安培力与重力二力平衡，故D正确。故选CD10.一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是（）A.电压表的读数为44VB.P向左移动时，原线圈的电流变小C.P向右移动时，变压器的输出功率增大D.副线圈中交流电每秒钟方向改变50次【答案】ABC【解析】【详解】A．由甲图可知，原线圈输入电压为有效值为220V，则副线圈电压，即电压表读数为A正确；B．P向左移动时，负载电阻增大，则副线圈电流增大，原线圈电流也增大，B正确；C．P向右移动时，负载电阻减小，根据变压器的输出功率增大，C正确；D．由甲图可知，交流电周期为0.02s，即频率为50Hz，由于一个周期内电流方向变化两次，故副线圈中交流电每秒钟方向改变100次，D错误。故选ABC。11.一有界匀强磁场竖直向上，磁感应强度大小为，边长为的正方形金属框沿光滑水平面向左匀速拉出磁场，线框的总电阻为，拉出的速度大小为，俯视图如图所示，下列说法正确的是（）A.拉出过程中点电势高于点B.拉出过程中两点间的电压为C.拉出过程中两点间的电压为D.拉出过程通过线框产生的热量为【答案】CD【解析】【详解】A．拉出过程切割磁感线，相当于电源，根据右手定则，电流由端流向端，故端电势高于端，A错误；BC．产生的感应电动势大小为由闭合电路欧姆定律可知B错误、C正确；D．线框匀速拉出克服安培力做功故产生的热量为，D正确；故选CD。12.如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁场垂直于霍尔元件的工作面向上，通入图示方向的电流I，C、D两侧面间会产生电势差，下列说法中正确的是（）A.电势差的大小仅与磁感应强度有关B.若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势φC>φDC.仅增大电流I时，电势差变大D.在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平【答案】BC【解析】【详解】AC．根据CD间存在电势差，之间就存在电场，电子在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有又I=nqvS=nqvbc可得n由材料决定，故U不仅与材料有关还与厚度c成反比，同时还与磁场B与电流I有关，A错误、C正确。B．根据左手定则，电子向D侧面偏转，D表面带负电，C表面带正电，所以C表面的电势高，则UCD>0即有φC>φD．B正确。D．在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，D错误。故选BC。二、实验题（本题共2小题，共12分）13.如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度。每次实验导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。(1)下列说法正确的是：____________。A．该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响B.该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响C.如果想增大θ，可以把磁铁N极和S极对调D.如果想减小θ，可以把接入电路的导体棒从①、④两端换成②、③两端(2)若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为：___________。(3)本实验采用的研究方法是：______________。【答案】①.D②.③.控制变量法【解析】【详解】(1)[1]AB．该实验探究了导体棒通长度和电流大小对安培力的影响，故AB错误；C．把磁铁的N极和S极对调，不改变B的大小，故F不变，故C错误；D．把接入电路的导体棒从①、④两端换成②、③两端，L减小，故安培力F减小，故D正确；(2)[2]若把电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为(3)[3]研究安培力与电流、长度的关系时，需先控制一个量不变，这种研究的方法称为控制变量法。14.如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。（1）将图中所缺的导线补接完整______（2）如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有：a．将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将______（填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”）．b．原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将______（填“向左偏转一下”或“向右偏转一下”）．c．如题图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是______；通过线圈截面电量的大小关系是______。（均填“大于”“小于”或“等于”）【答案】①.②.向右偏转一下③.向左偏转一下④.大于⑤.等于【解析】【详解】（1）[1]将电源、电键、变阻器、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，电路图如图所示（2）a．[2]在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，此时穿过副线圈的磁通量增大；将原线圈迅速插入副线圈时，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏一下；b．[3]原线圈插入副线圈后，由电路图可知，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，原线圈电流变小，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变小，灵敏电流计指针将向左偏转一下；c．[4]根据可知快插和慢插时，磁通量变化量相同，时间不同，两情况下线圈中产生的感应电动势大小关系是[5]根据可知三、计算题（本题共3小题，共40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）15.如图是交流发电机的发电供电原理图。一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈共220匝，线圈面积为0.051m2，转动频率为50Hz，磁场的磁感应强度为T。发电机的输出端a、b与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接有两个标有“220V，11kW”的电动机。已知变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，电动机正常工作。求：（1）电流表的示数；（2）线圈的内阻。【答案】（1）20A；（2）1.1Ω【解析】【详解】（1）由题意知副线圈的功率为P出＝2.2×104W副线圈的电压为U2=220V，则根据理想变压器原副线圈匝数比为可得原线圈电压为U1=1100V由理想变压器为U1I1＝U2I2可得原线圈上电流为I1=20A所以电流表示数为20A。（2）线圈转动产生的电动势最大值为Em＝NBSω＝1122V发电机的电动势有效值为