2022学年上海大同中学高二（下）期中物理试题含答案

大同中学2022学年第二学期期中考试试卷等级考1.真空中所有电磁波都有相同的()A.频率B.波长C.波速D.能量2.如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是图()A.B.C.D.3.1820年，丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他的一个发现：在与伏打电池连接的线旁边放一个磁针，磁针马上就发生偏转。法国物理学家安德烈-玛丽-安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律，根据安培定律，下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中正确的是()A.B.C.D.4.1831年，英国科学家迈克尔-法拉第发现了划时代的电磁感应现象，电磁学得到了飞速发展。根据电磁感应现象，矩形线框在匀强磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是()AC.B.D.第2页/共19页5.下列关于动量和动能的说法中，正确的是A.一个物体的动量不变，其动能一定不变B.一个物体的动能不变，其动量一定不变C.两个物体的动量相等，其动能一定相等D.两个物体的动能相等，其动量一定相等6.如图所示，矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上，整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中，导轨左侧接有定值电阻R．当线框向右运动时，下面说法正确的是()A.R中无电流B.R中有电流，方向为E→MC.ab中无电流D.ab中有电流，方向为b→a7.一个线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=2202sin100πt关于这个交变电流，下列说法正确的是()A.交变电流的频率为100HzB.电动势的有效值为220VC.电动势的峰值为220VD.t=0时，线圈平面与中性面垂直8.如图所示，条形磁铁以速度v向螺旋管靠近，下面几种说正确的是()A.螺旋管中不会产生感应电流B.螺旋管中会产生感应电流C.只有磁铁的速度足够大时，螺旋管中才会产生感应电流D.只有磁铁的磁性足够强时，螺旋管中才会产生感应电流9.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导第3页/共19页线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后()A.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大B.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变10.如图表示一交变电流随时间而变化的图像，此交流电流的有效值是() A.52AB.5A C.·2AD.3.5A11.如图，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极位于下端。在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环，将磁铁托起到某一高度后放开，发现磁铁很快地停下()A.磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒B.该实验现象不符合能量守恒定律C.若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长D.磁铁很快停下伴随着圆环中产生感应电流12.在水平力F的作用下质量为2kg的物块由静止开始在水平地面上做直线运动，水平力F随时间t变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，g取10m/s2。则()第4页/共19页A.6s时物块的动量为零B.3s时物块离初始位置的距离最远C.0~6s时间内F对物块冲量为24N.sD.0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J二、填空题共26分每一空2分）13.质量为m1=5kg的小球在光滑水平面上以v1=3m/s的速度向右撞击静止的木块，撞击后小球和木块一起以v2=1m/s的速度向右运动，以小球的运动方向为正方向，则小球动量的改变量为_____kg•m/s，木块的质量为_____kg．14.如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L是一个带铁芯的线圈，A是一只灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的。现将电键S断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从______端到15.如图所示，铁芯上绕有L1和L2两个线圈，铁芯左边挂一个轻小金属环，当电键S闭合时，L2的两端点A、B电势φAφB（选填“＞”、“＜”或“＝”小金属环将向运动，小磁针的S极将（选填“向左”、“向右”、“向里”、“向外”）转动。16.如图所示，将条形磁铁插入闭合线圈到同样的位置，若第一次迅速插入线圈中用时间为0.2s，第二次缓慢插入线圈用时间为1s，则第一次和第二次插入时线圈中通过的电量之比是，线圈中产生的平均电动势之比是（二次均近似看成匀速插入）。第5页/共19页17.100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生如图所示的电动势。可知线圈转动的角速度w=rad/s。穿过线圈的磁通量最大值Φmax=Wb，此时的电动势值e=V，在t=s时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于。18.利用干簧管作为控制元件的电路如图所示。有磁体时电路，无磁体时电路（均选填19.在发射电磁波的实验中有一LC振荡电路其工作状态如图示，（1）下列说法中正确的是______A．电流强度正在增加B．电容器带电量正在减少C．磁场能正在转变为电场能D．电场能正在转变为磁场能（2）要提高LC振荡电路的振荡频率，下列可采用的方法是______A．将电容器极板间距增大B．增大可变电容的正对面积C．增加线圈的匝数D．线圈中插入铁心20.如图所示一个输电系统，甲地有一个升压变压器，乙地有一个匝数比为10:1的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100安，输出功率为12千瓦，甲、乙两地间合输电导线电阻共20欧。求：U3=V和电流I3=A；甲乙两地输电线损失的电功率P损=W；升压变压器副线圈的输出电压U2=V；第6页/共19页（2）如图所示如果不用变压器要在乙地用户处得到同样大小的电流和功率，·那么在甲地的发电机需要用多高的输出电压送电在这种情况下，输电导线的热损耗是前一情况的多少倍？()21.如图所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN。导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=5Ω的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感强度为B0=1T。将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻均不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，当金属棒滑行至cd处时已经达到稳定速度，cd距离NQ为s=1m。试解答以下问题g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）（1）请定性说明金属棒在达到稳定速度前的加速度和速度各如何变化；（2）当金属棒滑行至cd处时回路中的电流多大；（3）金属棒达到的稳定速度是多大；（4）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感强度逐渐减小，可使金属棒中不产生感应电流，则磁感强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。第7页/共19页2022学年第二学期期中考试试卷等级考1.真空中所有电磁波都有相同的()A.频率B.波长C.波速D.能量【答案】C【解析】【详解】试题分析：真空中所有电磁波都有相同的波速，但频率不同，波长不同，光子能量不同，故选C考点：考查电磁波点评：本题难度较小，所有电磁波在振动中的速度都是光速c2.如图所示，可以将电压升高供给电灯的变压器是图()A.B.C.D.【答案】C【解析】【分析】【详解】变压器应该接在交流电路中，升压变压器中副线圈的匝数大于原线圈的匝数。故选C。3.1820年，丹麦哥本哈根大学教授奥斯特在一篇论文中公布了他的一个发现：在与伏打电池连接的线旁边放一个磁针，磁针马上就发生偏转。法国物理学家安德烈-玛丽-安培发现了关于电流周围产生的磁场方向问题的安培定律，根据安培定律，下列各图中，已标出电流I和磁感应强度B的方向，其中正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A．根据右手定则，磁感应强度B的方向应为逆时针方向，故A错误；B．根据右手定则，从上往下看，磁感应强度B的方向应为逆时针方向，故B错误；第8页/共19页C．根据右手定则，可知两根通电导线之间的磁感应强度B的方向如图所示，·故C正确；D．根据右手定则，可知通电螺线管内部磁感应强度B的方向与图中所示方向相反，故D错误；故选C。4.1831年，英国科学家迈克尔-法拉第发现了划时代的电磁感应现象，电磁学得到了飞速发展。根据电磁感应现象，矩形线框在匀强磁场中做下列四种运动，能够产生感应电流的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A．线框运动过程，穿过线框的磁通量不发生变化，不产生感应电流，故A错误；B．线框转动过程，穿过线框的磁通量发生变化，产生感应电流，故B正确；C．磁场与线框平行，线框运动过程穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，故C错误；D．磁场与线框平行，线框运动过程穿过线框的磁通量不变，不产生感应电流，故D错误。故选B。5.下列关于动量和动能的说法中，正确的是A.一个物体的动量不变，其动能一定不变B.一个物体的动能不变，其动量一定不变C.两个物体的动量相等，其动能一定相等D.两个物体的动能相等，其动量一定相等【答案】A【解析】【详解】一个物体的动量不变，则速度的大小一定不变，其动能一定不变，选项A正确；一个物体的动能不变，则速度的大小不变，但是方向不一定不变，其动量不一定不变，例如匀速圆周运动的物体，选项2B错误；根据Ek=可知，两个物体的动量相等，其动能不一定相等，选项C错误；两个物体的动能2相等，根据Ek=则其动量不一定相等，选项D错误；故选A.第9页/共19页6.如图所示，矩形线框abcd通过导体杆搭接在金属导轨EF和MN上，整个装置放在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场中，导轨左侧接有定值电阻R．当线框向右运动时，下面说法正确的是()A.R中无电流B.R中有电流，方向为E→MC.ab中无电流D.ab中有电流，方向为b→a【答案】BD【解析】【详解】CD.由于线框向右运动，切割磁感线，所以ab两端和dc两端存在着相同大小的电势差，ab中有电流，由右手定则可知方向为b→a，cd中也有电流，方向为c→d，C错误，D正确；AB.由上述分析可知，回路内有电流，R中电流方向为E→M，则B正确，A错误. 7.一个线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220·2sin100πt（V）。关于这个交变电流，下列说法正确的是()A.交变电流的频率为100HzB.电动势的有效值为220VC.电动势的峰值为220VD.t=0时，线圈平面与中性面垂直【答案】B【解析】【分析】【详解】A．交变电流的频率为故A错误；B．电动势的有效值为故B正确； C．电动势的峰值即为最大值为2202V，故C错误；D．由电动势的表达式可知，t=0时，瞬时电动势为0，故就在中性面，故D错误。第10页/共19页8.如图所示，条形磁铁以速度v向螺旋管靠近，下面几种说正确的是()A螺旋管中不会产生感应电流.B螺旋管中会产生感应电流.C.只有磁铁的速度足够大时，螺旋管中才会产生感应电流D.只有磁铁的磁性足够强时，螺旋管中才会产生感应电流【答案】B【解析】【详解】当条形磁铁以速度v向螺旋管靠近，穿过螺旋管的磁通量增大，则螺旋管中会产生感应电流，与磁铁的速度、磁铁的磁性强弱无关，B正确.【点睛】产生感应电流的条件：闭合回路的磁通量发生变化或闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流．根据条件进行分析．解决本题关键要准确把握产生感应电流的一般条件：闭合回路的磁通量发生变化，电路必须闭合.9.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示。当开关S闭合后()A.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大B.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变【答案】BD【解析】【详解】根据理想变压器的规律可知，理想变压器原线圈接入电压有效值不变，V1示数不变，则副线圈输出电压不变，V2示数不变，V1与V2示数的比值不变；开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，V2不变，由欧姆定律可知，副线圈输出电流变大，即电流表A2示数变大，则变压器的输出功率变大，根据变流比可知，原线圈输入电流变大，即电流表A1示数变大，由于理想变压器满足V1与V2示数的比值不变，所以A1与A2示数的比值不变，AC错误，BD正确。故选BD。10.如图表示一交变电流随时间而变化的图像，此交流电流的有效值是() A.5·2A C.·2AD.3.5A【答案】B【解析】【详解】根据有效值的概念可知解得I=5A故选B。11.如图，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，磁铁的N极位于下端。在磁铁下端放一个固定的闭合金属圆环，将磁铁托起到某一高度后放开，发现磁铁很快地停下()A.磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒B.该实验现象不符合能量守恒定律C.若磁铁的S极向下，磁铁振动时间会变长D.磁铁很快停下伴随着圆环中产生感应电流【答案】D【解析】【详解】AB．由楞次定律，线圈中产生感应电流，使磁铁始终受到阻碍，时而体现引力，时而体现斥力，第12页/共19页导致电流做功，从而使系统的机械能转化为内能，导致磁铁和弹簧组成的系统的机械能减少，但这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即能的总量保持不变，AB错误；C．根据楞次定律下面的线圈会阻碍磁铁运动，所以当磁铁向下靠近金属线圈时，线圈中产生了逆时针的感应电流（俯视两者之间表现为相互排斥，同理当磁铁向上远离金属线圈时，根据楞次定律，可得线圈中产生了顺时针的感应电流（俯视两者之间表现为相互吸引，因此与磁铁的磁极无关，C错误；D．磁铁很快停下来的主要原因是圆环中产生了感应电流，D正确。故选D。12.在水平力F的作用下质量为2kg的物块由静止开始在水平地面上做直线运动，水平力F随时间t变化的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，g取10m/s2。则()A.6s时物块的动量为零B.3s时物块离初始位置的距离最远C.0~6s时间内F对物块冲量为24N.sD.0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J【答案】D【解析】【详解】A．0~3s时间内物块向右做加速运动，则有3s末速度随后减速运动有减速至0历时之后反向乙加速度大小为a1做加速运动，6s末的速度此时动量大小p=mv2=2×2kg.m/s第13页/共19页即6s时物块的动量不为零，A错误；·B．根据上述可知，4s时物块开始反向运动，即4s时物块离初始位置的距离最远，B错误；C．Ft图像中，图线与时间轴所围面积表示力的冲量，力的总冲量等于时间轴上下几何图形面积之差，根据图像可知，时间轴上下几何图形面积之差为零，可知0~6s时间内F对物块冲量为零，C错误；D．物块开始加速的位移减速至0的位移反向加速的位移加速过程F做正功，减速过程做负功，则即0~6s时间内水平力F对物块所做的功为20J，D正确。故选D。二、填空题共26分每一空2分）13.质量为m1=5kg的小球在光滑水平面上以v1=3m/s的速度向右撞击静止的木块，撞击后小球和木块一起以v2=1m/s的速度向右运动，以小球的运动方向为正方向，则小球动量的改变量为kg•m/s，木块的质量为kg.【答案】①.﹣10②.10【解析】【分析】【详解】[1]小球动量的该变量△p小球=p小球′﹣p小球=5×1﹣5×3=﹣10kg•m/s[2]木块与小球组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可知，木块动量的变化与小球动量的变化大小相等，方向相反，木块动量的该变量：△p木块=﹣△p小球=10kg•m/s△p木块=mv2解得m=10kg14.如图所示为演示自感现象的实验电路图，图中L是一个带铁芯的线圈，A是一只灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的。现将电键S断开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从端到第14页/共19页【答案】①.a②.b【解析】【详解】在S断开前，自感线圈L中有向左的电流，断开S后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向左的电流会立即消失。但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由a到b。15.如图所示，铁芯上绕有L1和L2两个线圈，铁芯左边挂一个轻小金属环，当电键S闭合时，L2的两端点A、B电势φAφB（选填“＞”、“＜”或“＝”小金属环将向运动，小磁针的S极将（选填“向左”、“向右”、“向里”、“向外”）转动。【答案】①.＜②.左③.向里【解析】【详解】[1]闭合电键S闭合时，L1线圈通电，由右手螺旋定则可得电流I1产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示线圈L2的磁通量向右增多，由楞次定律可得感应电流I2的方向，线圈L2内电流从A流向B，两端点A、B电势φA小于φB；[2]穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增多，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故小金属环将向左运动；[3]故在通电导线周围产生的磁场方向由右手螺旋定则可知为上方叉进下方点出，小磁针受磁力而转动N第15页/共19页极指向来显示磁场方向，故N极向纸面外转，S极向纸面里转动。·16.如图所示，将条形磁铁插入闭合线圈到同样的位置，若第一次迅速插入线圈中用时间为0.2s，第二次缓慢插入线圈用时间为1s，则第一次和第二次插入时线圈中通过的电量之比是，线圈中产生的平均电动势之比是（二次均近似看成匀速插入）。【答案】①.1:1②.5:1【解析】【详解】[1]根据则第一次和第二次插入时线圈中通过的电量之比是1:1。[2]线圈中产生的平均电动势第一次和第二次插入时线圈中产生的平均电动势之比17.100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动，产生如图所示的电动势。可知线圈转动的角速度①=rad/s。穿过线圈的磁通量最大值Φmax=Wb，此时的电动势值e=V，在t=s时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于。【解析】【详解】[1]由图像可知，线圈转动的周期为0.02s，故线圈转动的角速度为[2]根据线圈转动的感应电动势的最大瞬时值表达式为E=nBS①=nΦ①mm整理得第16页/共19页[3]穿过线圈的磁通量为最大值时，其此刻的磁通量的变化率为0，故此时的感应电动势为0；[4]图像可知，线圈从中性面开始转动，在t=s时刻，即在t＝时，线圈转过的角度为30o；则磁感强度方向与线圈平面夹角为60o。18.利用干簧管作为控制元件的电路如图所示。有磁体时电路，无磁体时电路（均选填【答案】①.接通②.断开【解析】【详解】[1][2]利用干簧管作为控制元件的电路如图所示。有磁体时干簧管两个簧片被磁化而接通电路，无磁体时干簧管两个簧片消磁电路断开。19.在发射电磁波的实验中有一LC振荡电路其工作状态如图示，（1）下列说法中正确的是______A．电流强度正在增加B．电容器带电量正在减少C．磁场能正在转变为电场能D．电场能正在转变为磁场能（2）要提高LC振荡电路的振荡频率，下列可采用的方法是______A．将电容器极板间距增大B．增大可变电容的正对面积C．增加线圈的匝数D．线圈中插入铁心【答案】①.C②.A【解析】【详解】（1）[1]由图像可知LC振荡电路其工作状态为充电过程，电容器所带电量正在增加，电流强度在减小，电场能在增加，磁场能在减小，故磁场能正在转变为电场能。故C正确，ABD错误。故选C。（2）[2]A．LC振荡电路的振荡周期表达式为第17页/共19页故振荡频率为故选项中能提高LC振荡电路的振荡频率的方法是减小电容或减小自感系数，将电容器极板间距增大可减小电容，A正确；BD．增大可变电容的正对面积．线圈中插入铁心均增大了电容，均降低了频率，BD错误；C．增加线圈的匝数，使自感系数增大，频率降低，C错误。故选A。20.如图所示一个输电系统，甲地有一个升压变压器，乙地有一个匝数比为10:1的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100安，输出功率为12千瓦，甲、乙两地间合输电导线电阻共20欧。求：U3=V和电流I3=A；甲乙两地输电线损失的电功率P损=W；升压变压器副线圈的输出电压U2=V；（2）如图所示如果不用变压器要在乙地用户处得到同样大小的电流和功率，那么在甲地的发电机需要用多高的输出电压送电在这种情况下，输电导线的热损耗是前一情况的多少倍？()【答案】①.120②.1200③.10