浙江省嘉兴市八校联盟2021-2022学年高二下学期期中联考物理试题（含答案解析）

2021-2022学年第二学期嘉兴市八校联盟期中联考高二年级物理试卷考生须知：1．全卷分试卷和答卷。试卷共8页，有4大题，22小题，满分100分，考试时间90分钟2．本卷g均取10m/s2一、选择题Ⅰ（本大题共13小题，每小题3分，共39分，每个小题中只有一个选项符合题目要求）1.电风扇的核心部件是电动机，电扇通电后电动机开始转动，使电动机发生转动的力是（）A.库仑力 B.电场力 C.万有引力 D.安培力【答案】D【解析】【详解】电动机线圈会转动是由于通电线框受到安培力的作用。故选D。2.下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A．根据左手定则可知，图中洛伦兹力方向应该向上，A错误；B．根据左手定则可知，图中电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间的关系符合左手定则，B正确；CD．图中电荷运动方向与磁场方向在一条线上，电荷则不受洛伦兹力作用，CD错误。故选B。3.速度选择器的结构如图所示，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有某一特定速度的粒子能够从左侧进入，并沿直线穿过速度选择器，下列关于速度选择器的说法中正确的是（）A.粒子的带电量越大，直线穿越的速度越大B.粒子的带电量越小，直线穿越的速度越大C.速度选择器只能对正粒子才有速度选择功能D.只要速度满足，粒子就能通过速度选择器【答案】D【解析】【详解】带正电的粒子进入复合场后，受向下的电场力，向上的洛伦兹力，如果沿虚线路径通过，则合力为零，否则做曲线运动，根据解得如果是负电荷，洛伦兹力与电场力同时反向，同样可得该粒子的速度与质量和带电荷量无关。故选D。4.如图为一理想LC振荡电路，某时刻电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点，若该时刻流过M点的电流方向向左，据此可判断此时（）A.电路中的磁场能在增大B.电路中电流正在减小C.电路正在放电D.电容器两板间的电压在减小【答案】B【解析】【详解】因该时刻流过M点的电流方向向左，据此可判断此时电容器正在充电，电容器两板间电压增加，电路中电流正在减小，线圈中的磁场能在减小。故选B。5.老师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆克绕中心点自由转动，老师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，同学们看到的现象是（）A.磁铁插向左环，横杆发生转动B.磁铁插向右环，横杆发生转动C.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动D.无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动【答案】B【解析】【详解】左环没有闭合，在磁铁插入过程中，不产生感应电流，故横杆不发生转动．右环闭合，在磁铁插入过程中，产生感应电流，横杆将发生转动，故B正确，ACD错误．6.5G移动网络正在悄悄改变着人们的生活。5G网络信号使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，4G网络使用的通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段，5G网络比4G网络拥有更大的带宽和更快的传输效率。下列说法正确的是（）A.4G、5G信号传播不需要介质B.5G信号的传播速度比4G信号要大C.5G信号比4G信号的波长更长D.相同时间内4G信号比5G信号传递的信息量更大【答案】A【解析】【详解】A．4G、5G信号都是电磁波，传播不需要介质，选项A正确；B．在真空中，5G信号的传播速度与4G信号传播速度相同，选项B错误；C．5G信号频率更高，则比4G信号的波长更短，选项C错误；D．相同时间内4G信号比5G信号传递的信息量更小，选项D错误。故选A。7.下列说法正确的是（）A电磁炉上放置玻璃器皿也能用来加热食物B.真空冶炼炉是利用炉壁中产生的热量来加热矿石的C.金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警D.变压器内用整块铁芯代替硅钢片，可以减小涡流损失【答案】C【解析】【详解】A．电磁炉上放置玻璃器皿不能产生涡流，不能用来加热食物，故A错误；B．真空冶炼炉是利用线圈中电流做周期性变化，产生涡流，进而产生大量的量来加热矿石的，故B错误；C．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警，故C正确；D．整块铁芯更容易产生涡流，所以，为了减小涡流损失，应该用叠放在一起相互绝缘的硅钢片，故D错误。故选择C。8.如图所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置（线圈平面与磁感线平行）时（）A.穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大B.穿过线圈磁通量变化率最小，感应电动势最小C.穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小D.线圈中的感应电流方向发生改变【答案】A【解析】【详解】ABC．图示位置穿过线圈的磁通量最小，根据电磁感应定律可知磁通量变化率最大，感应电动势最大，故A正确，BC错误；D．线圈平面与磁感线垂直时，线圈中的感应电流方向发生改变，故图示位置线圈中的感应电流方向未发生改变，故D错误。故选A。9.如图所示的电路中，A1和A2是两个相同的灯泡，电阻为R，线圈L自感系数足够大，稳定后电阻也为R。下列说法中正确的是（）A.合上开关S时，A1先亮，A2后亮，最后一样亮B.合上开关S时，A1和A2同时亮C.断开开关S时，A1和A2闪亮一下再熄灭D.断开开关S时，流过A2的电流方向向左【答案】D【解析】【详解】AB．当电键闭合时，灯A2立即发光，通过线圈L的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反，阻碍电流的增大，电路的电流只能逐渐增大，灯A1逐渐亮起来；所以灯A2比灯A1先亮。当电流逐渐稳定时，线圈不产生感应电动势，线圈和A1的线路电阻大于A2电阻，则两灯最后电流不相等，故AB错误；CD．稳定后当电键断开后，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，线圈L、灯A2与灯A1构成闭合回路放电，两灯都过一会儿熄灭，由于两灯泡完全相同，则灯A2不会出现闪亮一下，且流过灯A2的电流方向向左，故D正确，C错误。故选D。10.质谱仪是测带电粒子质量和分析同位素的一种仪器，如图所示，原子核（不计重力）经电场加速后，垂直进入匀强磁场做圆周运动，最终打到D点。虚线为该粒子运动轨迹，由图可知（）A.下极板S2比上极板S1电势高B.若改为原子核，则最终打在D点左侧C.若只增大加速电场电压，则该粒子最终打在D点右侧D.若只增大磁感应强度B，则该粒子最终打在D点左侧【答案】B【解析】【详解】A．粒子经过电场要加速，原子核带正电，所以下极板比上极板电势低，故A错误；B．原子核加速过程，根据动能定理得原子核在磁场中做圆周运动时有得原子核与原子核相比，电量q相同，质量较大，所以圆周运动半径较大，则原子核，最终打在D点左侧，故B正确；CD．由于可知，若只增大加速电压U，则半径r增大，该粒子最终打在D点左侧；若只增大磁感应强度B，则半径r减小，该粒子最终打在D点右侧，故CD错误。故选B。11.如图甲所示，理想变压器的原线圈接在交流电源上，副线圈接有R＝5Ω的电阻，原、副线圈匝数之比为10：1，交流电压表的示数是10.0V，电流表、电压表均可看作理想电表。图乙是交流电源输出电压u随时间t变化的图像。则下列说法正确的是（）A.电源输出电压瞬时值的表达式u＝100cos100πt（V）B.变压器的输入功率与输出功率之比为10：1C.变压器原、副线圈磁通量的变化率之比为10：1D.电流表的读数为0.2A【答案】D【解析】【详解】A．变压器输入电压为电源输出电压瞬时值表达式选项A错误；B．变压器的输入功率与输出功率相等，选项B错误；C．变压器原、副线圈共用相同的铁芯，则磁通量的变化率相等，选项C错误；D．次级电流有效值为原、副线圈匝数之比为10∶1，可知初级电流为I1=0.2A选项D正确。故选D。12.小型水电站通过升压变压器和降压变压器给某生活区供电，发电机组输出电压恒定，输电线电阻R保持不变。该生活区夜晚工作的用电器数量远大于白天的用电器数量，则夜晚与白天比较（）A.生活区的用电器总电阻增大B.用户获得的电压降低C.输电线上损失的功率减小D.降压变压器输出电压升高【答案】B【解析】【详解】A．夜晚工作的用电器数量远大于白天的用电器数量，由于用电器为并联关系，可知生活区的用电器总电阻减小，故A错误；BCD．夜晚与白天比较，由于夜晚工作的用电器数量变多，则发电机组输出的总功率变大，由于升压变压器原、副线圈电压均不变，则输电线上电流变大，根据，可知输电线上损失的电压增大，输电线上损失的功率增大；根据，可知降压变压器输出电压降低，用户获得的电压降低，故B正确，CD错误。故选B。13.如图甲所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为，以磁场区左边界为轴建立坐标系，磁场区在轴方向足够长，在轴方向宽度均为。矩形导线框的边与轴重合，边长为。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直。以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流与线框移动距离的关系图象正确的是图乙中的（）A B.C. D.【答案】C【解析】【详解】线圈进入磁场，在进入磁场的过程中，感应电动势为感应电流根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正；在的过程中，感应电动势为感应电流根据右手定则，可知电流的方向为顺时针方向，为负；在的过程中，感应电动势为感应电流根据右手定则，可知电流的方向为逆时针方向，为正。故选C。二、选择题II（本题共3小题，每小题2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2分，选对但不选全的得1分，有选错的得0分）14.正弦交变电压随时间变化的规律如图所示。由图可知（）A.该交变电压的周期为4秒B.该交变电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25πt）VC.该交变电压的有效值为D.若将该交变电压加在阻值R＝200Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为25W【答案】CD【解析】【详解】A．由图可知，该交变电压的周期为故A错误；B．该交变电压瞬时值的表达式为故B错误；C．该交变电压的有效值为故C正确；D．若将该交变电压加在阻值R＝200Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为故D正确。故选CD。15.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时，可能是（）A.向上方向的磁场在增强B.向下方向的磁场在减弱C.向上方向的磁场在减弱D.向下方向的磁场在增强【答案】AB【解析】【详解】A．向上方向的磁场在增强，根据楞次定律结合安培定则可知，产生的电场方向为顺时针方向，故A正确；B．向下方向的磁场在减弱，根据楞次定律结合安培定则可知，产生的电场方向为顺时针方向，故B正确；C．向上方向的磁场在减弱，根据楞次定律结合安培定则可知，产生的电场方向为逆时针方向，故C错误；D．向下方向的磁场在增强，根据楞次定律结合安培定则可知，产生的电场方向为逆时针方向，故D错误。故选AB。16.2022年3月中旬，红船起航地嘉兴发生了比较严重的新冠疫情，嘉兴全市人民众志成城，齐心协力打赢了这场疫情歼灭战。在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图是一名志愿者在用红外体温计进行体温监测。下列说法不正确的是（）A.当体温超过37.3℃时，人体才辐射红外线B.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的C.红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的D.红外线还能使荧光粉感光，能用来鉴别真伪钞票【答案】ABD【解析】【详解】ABC．无论人体温度高低都会辐射红外线，且体温较低时辐射的红外线较弱，红外体温计就是依据上述规律通过感知人体发射的红外线的强度来测人的体温的，体温较高时辐射的红外线较强；故AB错误，C正确；D．紫外线能使荧光粉感光，能用来鉴别真伪钞票，故D错误。本题选错误的，故选ABD。三、填空实验题（本题共2小题，共14分）17.蝈蝈同学用如图甲所示的装置探究电磁感应现象，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：（1）要想使灵敏电流计指针发生偏转产生感应电流，蝈蝈同学进行了以下四种操作，其中可行的是__________；A．螺线管不动，磁铁N极向下匀速插入螺线管B．磁铁不动，螺线管向上加速靠近磁铁的N极C．磁铁与螺线管以共同的速度一起匀速向右运动D．磁铁插入螺线管内静止不动，让螺线管内的磁场保持最强（2）小石同学又将实验装置进行了改造，用如图乙所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验，螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路，螺线管B与“0刻度线”在中间的灵敏电流计构成闭合回路，螺线管B套在螺线管A的外面。若闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针偏向0刻度的右侧，则通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有__________。A．断开开关时，灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧B．滑动变阻器的滑片匀速向右滑动，灵敏电流计指针静止在中央不会偏转C．滑动变阻器的滑片向左加速或向左减速移动，灵敏电流计指针都偏向0刻度的右侧D．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，电流计指针偏转角度也越大（3）乙图中，在实验开始前，应先把滑动变阻器的滑片置于最___________端（填“左”或“右”），然后再闭合开关；当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，阿龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，则请你分析一下，阿龙同学被电击可能是在拆除__________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。【答案】①.AB##BA②.ACD③.右④.A【解析】【详解】（1）[1]A．螺线管不动，磁铁N极向下匀速插入螺线管,穿过螺线管的磁通量会发生变化，会有感应电流产生，故A正确；B．磁铁不动，螺线管向上加速靠近磁铁的N极，穿过螺线管的磁通量会发生变化，会有感应电流产生，故B正确；C．磁铁与螺线管以共同的速度一起匀速向右运动，穿过螺线管的磁通量不变，不会有感应电流产生，故C错误；D．磁铁插入螺线管内静止不动，让螺线管内的磁场保持最强，穿过螺线管的磁通量不变，不会有感应电流产生，故D错误。故选AB。（2）[2]螺线管B套在螺线管A的外面。若闭合开关瞬间，灵敏电流计的指针偏向0刻度的右侧，可知通过螺线管B的磁通量增加时，灵敏电流计的指针向右偏转。A．断开开关时，通过螺线管B的磁通量减少，则灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧，故A正确；B．滑动变阻器的滑片匀速向右滑动，螺线管A中的电流减小，通过螺线管B的磁通量减少，则灵敏电流计的指针会偏向0刻度的左侧，故B错误；C．滑动变阻器的滑片向左加速或向左减速移动，螺线管A中的电流增大，通过螺线管B的磁通量增大，灵敏电流计指针都偏向0刻度的右侧，故C正确；D．开关闭合后，线圈A插入或拔出的速度越快，螺线管B中的磁通量变化越快，产生的感应电动势越大，感应电流越大，则电流计指针偏转角度也越大，故D正确。故选ACD。（3）[3]乙图中，在实验开始前，应先把滑动变阻器的滑片置于最右端，使滑动变阻器接入电路阻值最大，然后再闭合开关；[4]当实验结束，在开关还没断开，A、B两螺线管和铁芯也没分开放置的情况下，阿龙同学直接用手去拆除某螺线管处的导线时，由于自感现象突然被电击了一下，阿龙同学被电击可能是在拆除A螺线管所在电路时发生的，在拆除电路时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下。18.某班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究变压器电压与匝数的关系。可拆变压器如图甲、乙所示。（1）下列说法正确的是__________。A．实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数B．变压器原线圈可以接学生电源的低压直流电，但测量副线圈电压时必须要用多用电表的“交流电压挡”C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对副线圈电压的影响D．测量副线圈电压时，先用小量程档位试测，如果超量程了，再换用较大量程的档位进行测量（2）在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时，小范同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈，如图丙所示，线圈a连接到学生电源的交流输出端，线圈b与小灯泡相连接。两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关，他发现小灯泡发光很微弱，为了适当提高小灯泡的亮度，下列方法可行的是__________。A．适当增加线圈a的匝数B．适当增加线圈b的匝数C．将线圈a改接在直流输出端D．将学生电源的交流输出电压适当增大（3）斌斌老师在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的课堂演示实验中，用了匝数na=800匝和nb=400匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据表中测量数据，请你判断连接学生电源的线圈是__________（填“na”或“nb”）Ua/V4.006.008.0012.00Ub/V1.852.903.785.20【答案】①.C②.BD##DB③.na【解析】【详解】（1）[1]A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，让副线圈上得到较低的电压，选项A错误；B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，选项B错误；C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，选项C正确；D．为确保安全，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，选项D错误。故选C。（2）[2]A．为了适当提高小灯泡的亮度，即增大变压器副线脚的电压，因为变压器的规律是得因此适当增加线圈a的匝数，增大，减小，灯亮度降低，A错误；B．适当增加线圈b的匝数，增大，增大，灯亮度变大，B正确；C．变压器原理是电磁感应，因此将线圈a改接在直流输出端，线圈磁通量不变，输出端无电压，C错误；D．将学生电源的交流输出电压适当增大，增大，则增大，灯亮度变大，D正确；故选BD。（3）[3]由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即na为输入端，nb为输出端，故连接学生电源的线圈是na。四、计算题（本题共4小题，共41分）19.如图所示，金属棒MN质量m=0.01kg、长度L=0.2m、两端由等长的轻质细线水平悬挂，处于竖直向上的匀强磁场中，金属棒中通以沿棒方向、大小为I=1A的电流，平衡时两悬线向右偏离竖直方向的夹角均为。（）（1）判断MN中电流的方向（填“M到N”或“N到M”），并求金属棒受安培力的大小；（2）求匀强磁场的磁感应强度B；（3）如果仅仅改变匀强磁场的大小和方向，且要保持该金属棒的平衡位置不变，匀强磁场的磁感应强度至少有多大？方向如何？【答案】（1）M到N，0.1N；（2）0.5T；（3），方向沿绳子方向向上（或沿左上与竖直方向成方向）【解析】【详解】（1）选金属棒MN为研究对象，其受力情况如图所示根据金属棒受安培力的方向结合左手定则可以判断电流方向为M到N；根据平衡条件得（2）根据安培力公式可得可得匀强磁场的磁感应强度为（3）如果仅仅改变匀强磁场的大小和方向，且要保持该金属棒的平衡位置不变，则当安培力与绳子方向垂直时，安培力最小，磁感应强度最小，则有解得磁感应强度最小值为根据左手定则可知，磁感应强度方向沿绳子方向向上（或沿左上与竖直方向成方向）。20.如图所示，有一边长L=0.1m，材质相同且粗细均匀的正方形导线框abcd，质量m=0.01kg，电阻R=0.2，从距离磁场上边界某一高处由静止开始自由下落，下落时线框平面始终在竖直平面内，且保持与水平磁场方向垂直，当线框下边bc刚一进入下方的有界匀强磁场时，恰好做匀速直线运动，此匀强磁场的磁感应强度为B=1T、磁场宽度也为L=0.1m。（不计空气阻力，g=10m/s2）求：（1）导线框经过磁场区域时的速度大小；（2）导线框进入磁场瞬间与穿出磁场瞬间，bc两点的电压大小之比；（3）导线框经过磁场区域时产生的焦耳热Q。【答案】（1）2m/s；（2）；（3）0.02J【解析】【详解】（1）线框刚进入磁场时,bc产生电动势E=BLv电流因为匀速，所以BIL=mg得（2）线框进磁场，bc边是电源，因此线框出磁场，ad边是电源，因此得（3）因为线框匀速穿过磁场区域，根据能量守恒Q=2mgL=0.02J21.我校物理兴趣小组利用下列装置研究