2023-2024学年福建省福州市第十五中学等五校高二（下）期中联考物理试卷（含答案）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年福建省福州市第十五中学等五校高二（下）期中联考物理试卷一、单选题：本大题共4小题，共16分。1.用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是(

)A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关

C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制加热和保温的温控器2.如图所示，A、B完全相同的两个小灯泡，L为自感系数较大电阻可以忽略的线圈，则(

)A.开关S闭合瞬间，A、B同时发光，随后A灯熄灭，B灯变暗

B.开关S闭合瞬间，B灯亮，A灯不亮

C.断开开关S瞬间，A、B灯同时熄灭

D.断开开关S瞬间，B灯立即熄灭，A灯亮一下再熄灭

3.如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为L，t=0时刻bc边与磁场区域边界重合。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿adcA. B.

C. D.4.最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s，产生的推力约为4.8A.1.6×102kg B.1.6×二、多选题：本大题共4小题，共24分。5.如图，一理想变压器输入端接交流恒压源，输出端电路由R1、R2

和R3三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5：1改为10：1后(

)

A.流经R1的电流减小到原来的14 B.R2两端的电压增加到原来的2倍

C.R3两端的电压减小到原来的16.如图所示，两平行金属板P、Q水平放置，上极板带正电，下极板带负电，板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出)，一个带电粒子在两平行板间做匀速直线运动后，从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中，粒子做匀速圆周运动，最后打在挡板MN上的A点，不计粒子重力。下列说法正确的是(

)A.此粒子一定带正电

B.P、Q间的磁场一定垂直于纸面向外

C.若另一个带电粒子在磁场中也能沿相同的轨迹运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷

D.若另一个带电粒子在P、Q间也能做匀速直线运动，则它一定与该粒子具有相同的比荷

7.如图甲所示，20匝的线圈两端M、N与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化，不计线圈电阻下列说法正确的是(

)A.电压表的正接线柱接线圈的M端 B.线圈中产生的感生电场沿逆时针方向

C.线圈中磁通量的变化率为1.5Wb/s8.如图所示，水平面内固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为l，电阻忽略不计。质量为m、电阻为R的导体棒MN与质量为2m、电阻为2R的导体棒PQ均垂直于导轨静止放置，两导体棒相距为d，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现让MN棒以初速度v水平向左运动，直至最终达到稳定状态，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则在此过程中A.两导体棒任意时刻加速度均相同

B.通过两导体棒的电荷量总是相等

C.MN棒上所产生的热量为mv23三、填空题：本大题共3小题，共18分。9.交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω，则：通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是______A；矩形线圈转动的频率是______Hz；线圈电阻上产生的电热功率是______10.一座小型水电站，它输出的电功率为P，输电电压为U，输电导线中通过的电流I=_________；如果输电导线的总电阻为R，那么输电导线上的损失电压U损=_________；输电导线由于发热损失的电功率P11.如图所示为圆柱形区域的横截面，在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场.带电粒子(不计重力)第一次以速度v1沿截面直径入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转90°角.则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的半径之比为________，速度之比为________，时间之比为________．四、实验题：本大题共2小题，共14分。12.如图为研究电磁感应现象的实验装置，部分导线已连接．(1(2)在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后可能出现的情况有：将原线圈迅速插入副线圈时，灵敏电流计指针将________.原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向右拉时，灵敏电流计指针将________；断开开关时，灵敏电流计指针将________.(13.用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片来验证动量守恒定律，实验步骤如下：①用天平测出A、B两个小球的质量mA和m②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；③先不在斜槽的末端放小球B，从斜槽上位置P由静止开始释放小球A，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示)；④将小球B放在斜槽的末端，再从位置P处由静止释放小球A，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示)；⑤测出所需要的物理量。请回答：(1)实验①中A、B的两球质量应满足mA__________mB(填“>”、“(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有____________________(请选填“x0、y0、xA、yA(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是：__________________(用所测物理量表示五、计算题：本大题共3小题，共28分。14.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0(1)在t=0到(2)t=0(3)在t=0到t15.如图所示，一个足够长的矩形金属框架与水平面成θ=37∘角，宽L=0.5m，上端有一个电阻R0=2.0Ω，框架的其他部分的电阻不计，有一垂直于框架平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，ab为金属杆，与框架垂直且接触良好，其质量m=0.1k(1)通过(2(3)从开始下滑到速度最大的过程中a16.如图所示，长木板C置于光滑水平地面上，物块B放在C上，理想轻弹簧一端固定在B上，另一端固定在C上，弹簧沿水平方向且与C的轴线平行。物块A从跟C等高的平台上以v0=20m/s的初速度沿C的轴线方向滑上C。A、B的质心跟弹簧等高。AB碰撞经历时间极短且碰撞后粘在一起不再分开。C足够长且上表面光滑，弹簧始终在弹性限度以内。已知A、B和C的质量分别为mA=2kg，mB=3kg，mC=5kg。求：答案和解析1.【答案】A

【解析】解：用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。

A、红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警。而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线。故A正确；

B、走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；

C、自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；

D、电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确。

故选：A。

用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。

传感器是将非电学量转换成电学量。2.【答案】D

【解析】解：AB、开关闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光。因为线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，B灯的电流逐渐增大，则A灯变暗，B灯变亮，故AB错误

CD、断开开关的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故C错误，D正确。

故选：D。

开关K闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光。由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，随后A灯变暗，B灯变亮。断开开关K的瞬间，B灯立即熄灭，A灯突然闪亮一下再熄灭。

开关闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光。因为线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，随后A灯变暗，B灯变亮。断开开关的瞬间，B灯立即熄灭，3.【答案】A

【解析】线圈

bc

I在

0∼Lv

时间内线圈切割磁感线有效切割长度均匀增大，感应电动势均匀增大，感应电流均匀增大；在

t=Lv

时刻，

bc

边出磁场，

ad

边刚好进入磁场，在故选A。4.【答案】B

【解析】【分析】本题考查动量定理的应用，知道合力的冲量等于动量的变化量，注意公式的矢量性。

【解答】设火箭发动机在1 s内喷射出气体的质量为m。以这部分气体为研究对象，应用动量定理，Ft5.【答案】CD【解析】【分析】

先变压器的电压关系判断副线圈两端电压的变化情况，最后根据欧姆定律及功率的公式分析电阻两端电压、电流的变化情况及各电阻消耗的电功率的变化情况。

本题的关键是要掌握变压器的三个基本关系及电路规律。

【解答】

设原线圈两端电压为U1，副线圈两端电压为U2，由题意可知U1不变，当变压器原、副线圈的匝数比由5：1改为10：1后，根据U1U2=n1n2可知副线圈两端电压变为原来的12，根据欧姆定律可知，流R1、R2、R3的电流均变为原来的12，根据欧姆定律可知R26.【答案】AC【解析】解：A、粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子向下偏转，粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力竖直向下，应用左手定则可知，粒子带正电，故A正确；

B、粒子在复合场中做匀速直线运动，粒子所受合力为零，粒子所受电场力竖直向下，则粒子所受洛伦兹力竖直向上，由左手定则可知，P、Q间的磁场垂直于纸面向里，故B错误；

CD、粒子在复合场中做匀速直线运动，由平衡条件可知：qvB1=qE，则：v=EB1，粒子具有相同的速度，不一定具有相同的荷质比；

粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=mv27.【答案】AB【解析】解：A依据楞次定律可求得感应电流的方向为逆时针，则M端比N端的电势高，所以电压表的正接线柱接M端，故A正确；

B.线圈中磁通量均匀增加，线圈中产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律可得，线圈中产生的感生电场沿逆时针方向，故B正确；

C.线圈中磁通量的变化率ΔΦΔt=0.15−0.100.1Wb/s=0.5Wb/s，故C错误；

8.【答案】BD【解析】【分析】

本题考查平行导轨中的双杆切割磁感线问题，要明确双杆动量守恒，最终共速。

根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力以及牛顿第二定律求加速度，根据动量守恒求最终速度，根据动量定理求电荷量，根据电荷量的推论q=ΔΦR总求两棒间增加的距离。

【解答】

A.两导体棒串联，在运动过程中任意时刻电流大小相同，所受安培力大小相同，但由于二者质量不同，则二者加速度大小不同，故A错误；

B.两导体棒串联，在运动过程中任意时刻电流大小相同，由q=It可知：通过两导体棒的电荷量总是相等，故B正确；

C.两棒组成的系统受到的合外力为零，动量守恒，最终共速，则有mv=3mv′，解得最终速度v′=v3；

整个运动过程中，则能量守恒可得Q=12mv2−12(m+2m)v9.【答案】2

25

4.0

【解析】解：由i−t图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im=2A；

(2)由i−t图可知，交流电的周期为4.0×10−2s，矩形线圈转动的周期与交流电周期相同，所以矩形线圈转动的周期T=4.0×10−2s，频率为f=1T

解得f=2510.【答案】

PU

PUR【解析】[1]输出的电功率为P，输电电压为P解得输电导线中通过的电流I[2U[3P结合上述解得P11.【答案】3:1；3:1【解析】【分析】

根据题意作出粒子运动轨迹，应用几何知识求出粒子轨道半径，然后求出粒子轨道半径之比；粒子进入磁场时做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用牛顿第二定律求出粒子速度，然后求出粒子速度之比；速度的偏向角等于轨迹对应的圆心角，由t=θ2πT求解时间之比。

本题考查带电粒子在圆形边界磁场中的运动，关键要掌握推论：粒子速度的偏向角等于轨迹的圆心角，运用几何知识求出半径关系，就能正确解答。

【解答】

设磁场半径为R，当第一次以速度v1沿截面直径入射时，根据几何知识可得：r1=3R

当第二次以速度v2沿截面直径入射时，根据几何知识可得：r2=R

所以：r1r2=3112.【答案】(1)电路连接如图所示：

(2)

向右偏；

向左偏；【解析】【分析】(1)注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答。

(2【解答】(1)将电源、电键、变阻器、原线圈串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与副线圈串联成另一个回路，电路图如图所示。

(2)在闭合电键时，穿过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转；

将原线圈迅速插入副线圈时，穿过线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针将向右偏。

13.【答案】(1)>(2【解析】【分析】根据碰撞时的动量守恒定律表达式，结合平抛规律推导出动量守恒的表达式，从而将难以测量的速度转化为容易测量的落地水平位移。本题考查了验证动量守恒定律。明确实验原理是解决实验问题的关键。【解答】(1)实验①中A、B(2)频闪照相相邻曝光时间相等，测出x0

、x(3)该同学的猜想可表示为mA14.【答案】解：(