高二物理参考答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D B C C C A B B ACD BCD AB BC
二、实验题
13．（1）__BD__（2）___D____（3）__B______
14． （1）_用润滑油涂活塞___；（2）_不能用手握住注射器封闭气体部分_____；
（3）_注射器与压强传感器连接部位的气体体积 _____。（4）__25___
三、计算题
15．（1）设封闭气体的压强为 p1，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有
mg p0 2S 2mg p1S p0S p1 2S
解得 p1 p
3mg
0 S
对活塞Ⅰ由平衡条件有 2mg p0 2S k 0.1l p1 2S
40mg
解得弹簧的劲度系数为 k
l
（2）缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知，
3mg
气体的压强不变依然为 p2 p1 p0 S
1.1l 1.1l
即封闭气体发生等压过程，初末状态的体积分别为V1 2S S
3.3lS
，V l 2S
2 2 2 2 2
由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，故有 l2 1.1l
V1 V2
有等压方程可知 T0 T2
4
解得T2 T3 0
16.（1）根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为 Em NBS 解得 Em 300 2V
从图示位置开始计时瞬时电动势的表达式u 300 2 cos100 t（V）
P
2 用（ ）设降压变压器原、副线圈的电流分别为 I3、 I4，电动机恰能正常工作，有 I4 40AU4
I3 n4
根据理想变压器的变流比可知 I 解得 I3 4A4 n3
2
所以输电线路上损耗的电功率为 P I3R 160W
U
3 3
n3
（ ）根据理想变压器的变压比可知 解得U3 2200VU 4 n4
U n
升压变压器副线圈两端电压U 2 U3 I3R 2240V
1 1又U n 可得
U1 280V
2 2
17.（1）ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有 max = Fcosθ代入数据有 ax = 20m/s2
在竖直方向有 may = Fsinθ - mg代入数据有 ay = 10m/s2
（2）ab边进入磁场开始，ab边在竖直方向切割磁感线；ad边和 bc边的上部分也开始进入磁场，且在水平
方向切割磁感线。但 ad和 bc边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为 ab，根据右手
定则可知回路的电流为 adcba，则 ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力竖直向下，ad边的上部分受到的
安培力水平向右，bc边的上部分受到的安培力水平向左，则 ad边和 bc边的上部分受到的安培力相互抵消，
故线框 abcd受到的安培力的合力为 ab边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从 ab边进入磁场开始，
E
在竖直方向线框做匀速运动，有 Fsinθ - mg - BIL = 0 E = BLvy I
R
vy2 = 2ayL
联立有 B = 0.2T
由题知，从 ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。
则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有 Q =W 安 = BILy y = L
Fsinθ - mg = BIL
联立解得 Q = 0.4J
（3）线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为 vy = ayt1 L = vyt2 t = t1 + t2
联立解得 t = 0.3s
1 1
2 2 2由（ ）分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有 x axt 20 0.3 m=0.9m2 2
则磁场区域的水平宽度 X = x + L = 1.1m
0 ~ m m18.（1）在 qB 时间内，电场强度为
E0，带电粒子在电场中加速度，根据动量定理可知 qE0 mvqB 10 0
m E0
解得粒子在 qB 时刻的速度大小为
v1
0 B0
1 m 2E m
方向竖直向上，粒子竖直向上运动的距离 y v 01 2 1 qB 20 2qB0
m ~ 2 m 2 m v
2
在 qB qB 时间内，根据粒子在磁场运动的周期
T
qB 可知粒子偏转180
，速度反向，根据 qvB m
0 0 r
mv1 2 E0m
可知粒子水平向右运动的距离为 x2 2r2 2 qB qB 20 0
粒子运动轨迹如图
t 2 m 2 E m
2E m
所以粒子在 时刻粒子的位置坐标为 (x , y )，即 ( 0 02 1 2 , 2 )qB ；0 qB0 2qB0
2 m 3 m
（2）在 ~ 2EqB qB 时间内，电场强度为 0，粒子受到的电场力竖直向上，在竖直0 0
m
方向 q 2E0 mv mvqB 2 10
3 m E
解得 时刻粒子的速度v2 0qB0 B0
v1 v2 m
方向竖直向上，粒子在竖直方向上运动的距离为 y3 02 qB0
3 m 4 m mv2 2 E0m
在 ~ x 2r 2 qB0 qB
时间内，粒子在水平方向运动的距离为 4 4 2
0 qB0 qB0
4 m 5 m m
此时粒子速度方向向下，大小为v2，在 ~qB qB 时间内，电场强度为
3E0，竖直方向 q 3E0 mvqB 3
mv2
0 0 0
5 m 2 E0
解得粒子在 qB 时刻的速度
v3
0 B0
v v m 2 E m
粒子在竖直方向运动的距离 y5 2 3 02 qB0 2qB
2
0
粒子运动的轨迹如图
在0 ~
6πm
qB 时间内，静电力对粒子的做功大小为0
2 2
W 2 E m qE0 y1 q 2E0 y3 q 3E y 00 5 4qE0 y1 B20
电场力做正功；
m
（3）若粒子在磁场中加速两个半圆恰好能够到达M 点，则释放的位置一定在0 ~ qB 时间内，粒子加速度0
1
时间为 t1，在竖直方向上 qE0 t1 mv1 y1 v1 t2 1
m ~ 2 m x 2r 2 mv 1 在 qB qB 时间内粒子在水平方向运动的距离为 2 20 0 qB0
2 m 3 m m v1 v2 m
在 ~qB qB 时间内，在竖直方向
q 2E0 mv2 mv1 y
0 0 qB
3
0 2 qB0
3 m ~ 4 m在 时间内，粒子在水平方向运动的距离为 x4 2r 2
mv
4
2
qB0 qB0 qB0
4 E m 2( 0 E m接收器的位置为 0 x x
4 E0m
qB2
,
4qB2
) ，根据距离的关系可知 2 4
0 0 qB
2
0
m
解得 t1 2qB0
y 1此时粒子已经到达M 点上方，粒子竖直方向减速至 0用时 t，则 5 v t2 2
2E m
竖直方向需要满足 y1 y3 y5 04qB20
m
解得 t在一个电场加速周期之内，所以成立，所以粒子释放的时刻为中间时刻 2qB ；0
m 2 m 3 m
若粒子经过一个半圆到达M 点，则粒子在0 ~ qB 时间内释放不可能，如果在
~
0 qB qB
时间内释放，经
0 0
4 m 5 m
过磁场偏转一次的最大横向距离，即直径，也无法到达M 点，所以考虑在 ~qB qB 时间内释放，假设粒0 0
1
子加速的时间为 t2 ，在竖直方向上q 3E0 t1 mv1 y1 v1 t1 2
5 m
之后粒子在 ~
6 m
qB qB 时间内转动半轴，横向移动距离直接到达M 点的横坐标，即0 0
x 2r mv1 4 E 0m2 2 2 qB 20 qB0
解得 t
2 m
1 3 qB0
6 m ~ 7 m v 接下来在 qB qB 过程中粒子在竖直方向减速为 0的过程中
q 4E 10 t mv1 y3 t
0 0 2
2E m
粒子要在M 点被吸收，需要满足 y 01 y3 4qB20
m m 2 m 13 m
代入验证可知 t在一个周期之内，说明情况成立，所以粒子释放时刻为 4 ( ) qB0 qB0 3 qB0 3 qB
。
02021-2022临沂市高二下学期教学质量检测
物 理 2022 年 6 月
本试卷满分 100分，考试用时 90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡
皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第 I卷（非选择题 共 40分）
一、单项选择题：本题共 8小题，每小题 3分，共 24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是
符合题目要求的。
1．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为 m的 A、B分子从 x轴上的 x0和 x0
处由静止释放，如图所示。其中 B分子的速度 v随位置 x的变化关系如图所示。取无限远处势能为零，下列说法正
确的是（ ）
A．A、B间距离为 x 时分子力为零 B．A、B间距离为 2 x1 x1 0 时分子力为零
1
C A B mv2
1
mv2． 、 系统的分子势能最小值为 2 D．释放时 A、B
2
系统的分子势能为mv
2 2 1 2
2．如图所示，两水平放置的平行金属板 P、Q之间有一水平向左、磁感应强度为 B1的金属板间的距离为 d，两板
间有一束平行于金属板的等离子体垂直于磁场喷入板间，将两板分别与两根水平放置的光滑金属导轨M、N连接，
金属棒垂直于导轨放置，金属棒的电阻为 R，棒的中点用绝缘细绳经光滑定滑轮与质量为 m的物体相连，导轨间
的距离为 L，导轨间存在竖直方向大小为 B2的匀强磁场，重力加速度为 g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中
的粒子重力，为使金属棒保持静止，则等离子体喷入板间时速度大小应为（ ）
mgRd mgR mgdL mgRL
A． B B B．1 2L B1B2dL
C． B D．1B2R B1B2d
3．涡流内检测技术是一项用来检测各种金属管道是否有破损的技术。下图是检测仪在管道内运动及其工作原理剖
面示意图，当激励线圈中通以正弦交流电时，金属管道壁内会产生涡流，涡流磁场会影响检测线圈的电流。以下有
关涡流内检测仪的说法正确的是（ ）
A．检测线圈消耗功率等于激励线圈输入功率
B．在管道内某处检测时，如果只增大激励线圈中交流电的频率，则检测线圈的电流强度不变
C．在管道内某处检测时，如果只增大激励线圈中交流电的频率，则检测仪消耗功率将变大
D．当检测仪从金属管道完好处进入到破损处检测时，管道壁中将产生更强的涡流
4．如图甲所示为电流天平，此装置可以测定螺线管中的磁感应强度。它的横臂（图乙）能绕转轴OO 自由转动，
轴的两侧臂长度相等。在轴的右侧，沿着横臂的边缘固定着一条 U形绝缘导线，天平最右端导线的长度为 l。先调
整天平处于平衡，把 U形导线端放入待测的磁场中（如图丙所示），给 U形导线和螺线管分别通以大小为 I和 I0
的电流。CD段导线由于受到安培力作用而使天平右臂向下倾斜，在天平的另一端可以加适当的砝码，使天平恢复
平衡。设当地重力加速度 g 10m/s2 。则下列说法正确的是（ ）
mg
A．若在电流天平的左端增加的砝码质量为 m，则长螺线管内部的磁感应强度 B为
n
B．假如使通过 CD段导线的电流反向，仍可以通过悬挂砝码的方式测量磁感应强度
C．若螺线管内部的磁感应强度 B 0.02T ，CD段导线的长度为 3cm ，U形导线通电电流 I 2.0A ，为使天平保持
平衡，应在左端悬挂质量为 1.2×10-4kg的砝码
D．若螺线管内磁感应强度 B kI
mg
0，调整 I和 I0的大小，当 I0 时电流天平始终平衡kl
5．氧气分子在 0℃和 100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两
条曲线所示．下列说法正确的是（ ）
A．图中两条曲线下面积一定不相等
B．图中曲线可求出 0～400m/s速率区间的氧气分子数目
C．与 0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在 600～800m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
D．与 0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在 0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
6．如图所示，afde为一边长为 2L的正方形金属线框，b、c分别为 af、fd的中点，从这两点剪断后，用 bc直导线
连接形成了五边形线框 abcde、左侧有一方向与线框平面垂直、宽度为 2L的匀强磁场区域，现让线框保持 ae、cd
边与磁场边界平行，向左匀速通过磁场区域，以 ae边刚进入磁场时为计时零点。则线框中感应电流随时间变化的
图线可能正确的是（规定感应电流的方向逆时针为正）（ ）
A． B． C． D．
7．近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电
压为 220V、匝数为 1100匝，接收线圈的匝数为 50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的 80%，
忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）
A．接收线圈的输出电压约为 10V B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为 88:5
C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率不相同
D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
8．如图所示，两平行导轨在同一水平面内。一导体棒垂直放在导轨上，棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置
置于匀强磁场中，磁感应强度大小恒定，方向与金属棒垂直、与水平向右方向的夹角θ可调。导体棒沿导轨向右运
动，现给导体棒通以图示方向的恒定电流，适当调整磁场方向，可以使导体棒沿导轨做匀加速运动或匀减速运动。
3
已知导体棒加速时，加速度的最大值为 g；减速时，加速度的最大值为 3 g，其中 g为重力加速度大小。下列说
3
法正确的是（ ）
A 3 3．棒与导轨间的动摩擦因数为 B．棒与导轨间的动摩擦因数为
6 3
C．加速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向下，θ=30°
D．减速阶段加速度大小最大时，磁场方向斜向上，θ=150°
二、多项选择题：本题共 4小题，每小题 4分，共 16分。在每小题给出的四个选项中，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。
9．如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用腊密封，在吸管内引入一小段长度可以忽略的油柱，
不计大气压强的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是300cm3，吸管内部粗细均匀，横截面积为0.2cm2，
5
吸管的有效长度为 20cm，已知此装置能测量的最低温度为 27℃，标准大气压为 p0 1.0 10 Pa，以下说法正确的
是（ ）
A．此温度计的刻度是均匀的
B．此温度计能够测量的最高温度为 58℃
C．温度每升高 1℃，罐内气体对外做功 0.1J
D．将罐正立放置仍可用相同的原理测温
10．如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简
化：如图乙所示，半径为 L的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心 O的金属轴 O1O2以角速度ω逆时针匀速转动
（俯视）。圆环上接有电阻均为 r的三根金属辐条 OP、OQ、OR，辐条互成 120°角。在圆环左半部分张角也为 120°
角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向下磁感应强度为 B的匀强磁场，在转轴 O1O2与圆环的边缘之
间通过电刷M、N与一个 LED灯相连。假设 LED灯电阻为 r，其他电阻不计，从辐条 OP进入磁场开始计时。在
辐条 OP转过 120°的过程中，下列说法中正确的是（ ）
1 2
A．O、P两端电压为 BL2ω B．通过 LED BL 灯的电流为
4 8r
2 4
C B L．整个装置消耗的电能为 D．增大磁感应强度可以使 LED灯发光时更亮
8r
11．如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电站输出的电压U1不变；升压变压器输出电压为U2， 降压变压
器原、副线圈两端的电压分别为U3 和U4。为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和
电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（ ）
A．①为电压表，②为电流表 B．U2 U3
C．仅将滑片 Q下移，则输电线损耗功率减少 D．凌晨时分，用户家的灯将变得更暗
12．在如图所示的平面内，分界线 SP将宽度为 L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强
磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为 B，SP与磁场左右边界垂直。离子源
从 S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与 SP成 30°角。已知离子比荷为 k，不计重力。
若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（ ）
1
A 1． kBL，0° B． 2 kBL，0° C．kBL，60° D．2kBL，60°3
第 II卷（非选择题 共 60分）
注意事项：考生需用 0.5毫米黑色签字笔在答题卡中的指定位置，直接写在试卷上的答题内容无效。
三、非选择题（本题共 6小题，共 60分）
13．（6分）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示；
（1）为了确保实验的安全，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 16V
B．即使副线圈不接用电器，原线圈也不能长时间通电
C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）某小组探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系：可拆变压器如图所示，铁芯 B可以安装在铁芯
A上形成闭合铁芯。将原、副线圈套在铁芯 A的两臂上，匝数分别选择 n1=800匝，n2=200匝，原线圈与 12V正弦
式交流电源相连，用理想电压表测得输出电压 U2=2V，输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是________
A．原线圈匝数 n1少于 800匝 B．副线圈匝数 n2多于 200匝
C．副线圈阻值较大 D．铁芯 B没有安装在铁芯 A上
（3）如图所示，b端是一理想变压器副线圈中心抽头，开始时单刀双掷开关置于 a端，开关 S断开。原线圈 c、d
两端加正弦交流电，下列说法正确的是________
A．将可变电阻 R调大，则 R两端电压变小
B．闭合开关 S，则 R1两端电压变小
C．当单刀双掷开关由 a拨向 b时，副线圈电流的频率变小
D．当单刀双掷开关由 a拨向 b时，原线圈的输入功率变大
14．（6分）用压强传感器研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图 1所示，实验步骤如
下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器上表示气体体积的刻度值 V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值 p；
1
③用V - p 图像处理实验数据，得出如图 2所示图线。
请回答下列问题：
（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是______；
（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中需要注意的问题是______；
1
（3）如果整个实验操作规范正确，但作出的V - p图线不过原点，如图 2所示，则 V0代表______。
（4）在正常情况下，人呼吸时每分钟需要吸入空气的质量是一定的，每次呼出和吸入的空气体积也是一定的。如
果人在平地上，当大气压是 1.0×105Pa，温度是 27oC时，每分钟要吸气 20次。已知山顶的大气压是 7.8×104Pa，温
度是 17oC，估算此人在山顶时每分钟的吸气次数是多少______
15．（10分）如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的
理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为 2m 、
m，面积分别为 2S、S，弹簧原长为 l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为 0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连
接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为 p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，
不计弹簧的体积。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
16．（10分）如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈 abcd匝数 N=100匝，面积 S=0.03m2，
线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s 2，匀强磁场的磁感应强度 B T，输电时先用升压变压器将电压升高，到达
用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为 R=10Ω，变压器都是理想变压器，降压
变压器原、副线圈的匝数比为 n3 : n4 10 :1，若用户区标有“220V、8.8kW”的电动机恰恰能正常工作，发电机线圈
电阻 r不可忽略。求：
（1）从图示位置开始计时，交流发电机的瞬时电动势的表达式；
（2）输电线路上损耗的电功率 P；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为 n1 : n2 1:8，则升压变压器原线圈两端电压 U1。
17．（12分）如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形
单匝线框 abcd的边长 L = 0.2m、回路电阻 R = 1.6 × 10 - 3Ω、质量 m = 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的 ad
边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为 L。现对线框施加与水平向右方向成θ = 45°角、大小为 4 2N
的恒力 F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从 ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进
入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取 g = 10m/s2，求：
（1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；
（2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；
（3）磁场区域的水平宽度。
18．（16分）两块面积和间距均足够大的金属板水平放置，如图 1所示，金属板与可调电源相连形成电场，方向沿
y轴正方向。在两板之间施加磁场，方向垂直 xOy平面向外。电场强度和磁感应强度随时间的变化规律如图 2所示。
板间 O点放置一粒子源，可连续释放质量为 m、电荷量为q(q 0)、初速度为零的粒子，不计重力及粒子间的相互
作用，图中物理量均为已知量。求：
t 2πm（1） t 0时刻释放的粒子，在 qB 时刻的位置坐标；0
0 ~ 6πm（2）在 qB 时间内，静电力对 t 0时刻释放的粒子所做的功；0
4πE0m π
2E0m 6πm（3）在M 2 2 点放置一粒接收器，在0 ~ qB 时间内什么时刻释放的粒子在电场存在期间被捕获。 qB0 4qB0 0
