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1. 【答案】B
【解析】均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故A错误；电磁波由真空进入介质传播时，波速变小，结合v=λf可知，波长将变短，故B正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C错误；电磁波是横波，故D错误。
2. 【答案】C
【解析】红外线的波长比紫外线长，所以衍射能力比紫外线的强，故A正确；紫外线的频率高，所以紫外线的能量高，灭菌消杀病毒的能力强，故B正确；红外线有显著的热效应，紫外线有显著的化学作用，故C错误；人体可以向外辐射红外线，所以红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断，故D正确。
3. 【答案】D
【解析】闭合开关S的瞬间，通过B线圈的磁通量不发生变化，B线圈中不产生感应电流，故选项A、B错误；闭合开关S后，在增大滑动变阻器R接入电路的阻值的过程中，A线圈中的电流逐渐减小，即B线圈处于逐渐减弱的磁场中，由安培定则和楞次定律可知，电流表G中的感应电流方向为b→a，故选项C错误，D正确．
4. 【答案】D
【解析】A、B错：管内加入少许水银后，上部分气体压强变化量为Δp1＝ρgΔh,下部分气体压强的变化量为Δp2＝ρgΔh,所以Δp1＝Δp2.
C错，D对：缓慢加入水银，气体温度保持不变，由玻意耳定律得p1V1＝p1′V1′，p2V2＝p2′V2′，可得：ΔV1＝, ΔV2＝，解得：ΔV1>ΔV2.
5. 【答案】C
【解析】根据输送电功率P输＝U输I输及P输不变，可知，输电电流I输＝∝，当U输变为原来的2倍时，I输变为原来的，选项A错误；输电线上降落的电压U降＝I输R线∝I输，所以，当输电电流变为原来的时，输电线上降落的电压也变为原来的，选项B错误，C正确；输电线上损耗的电功率P损＝IR线∝I，所以输电线上损耗的电功率将变为原来的，选项D错误。
6. 【答案】D
【解析】在t＝0.5 s时刻，穿过线圈的磁通量为0，此时线圈平面与磁感线平行，若电流发生改变，则线圈平面应处于中性面位置处，A错误；在t＝1.0 s时刻，穿过线圈平面的磁通量最大，线圈平面垂直于磁感线，处于中性面位置处，B错误；在t＝1.5 s时刻，穿过线圈平面的磁通量为0，此时线圈平面与磁感线平行，感应电流最大，C错误；在t＝2.0 s时刻，穿过线圈平面的磁通量最大，此时线圈平面垂直于磁感线，处于中性面位置处，感应电动势为0，D正确．
7. 【答案】D
【解析】粒子经过电场加速，磁场回旋，最终从磁场的边缘做匀速圆周运动离开，有，解得粒子最终获得的动能为，可得粒子最终获得的动能与加速电压无关，而与D形盒的半径有关，即仅提高加速电压，粒子最终获得的动能不变，故A错误；粒子每通过狭缝一次，交变电场改变一次方向，电场变换两次为一个周期，而这个周期的时间粒子做两个半圆的运动，则电场变换的周期等于磁场中做一个匀速圆周的周期，有，则所需交变电压的频率与被加速粒子的比荷有关，故B错误；粒子初速度视为零，第n次通过狭缝即被电场加速了n次，由动能定理有，解得速度大小为，故C错误；对粒子运动的全过程由动能定理有，联立各式解得粒子通过狭缝的次数为，故D正确。
8. 【答案】B
【解析】圆形导线环开始进入磁场过程中，磁通量向里增加，根据楞次定律和安培定则可知，电流方向为逆时针，即为正方向；当圆形导线环出磁场过程中，回路中磁通量向里减小，根据楞次定律和安培定则可知，产生的感应电流为顺时针，即为负方向；圆形导线环小于磁场的圆形面积，全部进入磁场中时，磁通量不变化，不产生感应电动势，电流为零，设经过t时间圆形导线环的位置如图所示，有效切割长度为PQ＝L，根据图中几何关系可得L＝2Rsinθ，产生的感应电动势e＝BLv＝2BRvsinθ，θ随时间先增大后减小，最大等于90°，进入过程中有效长度先增大后减小，故当圆形导线进入磁场时，产生的感应电流大小先增大后减小，当离开磁场时产生感应电流大小也是先增大后减小，不是线性变化，A、C、D错误，B正确．
9. 【答案】BC
【解析】A错误，B正确：由于两个系统原来处于热平衡状态，故两系统温度相同，升高相同的温度后，温度仍相同，仍是热平衡状态.C正确，D错误：由于温度发生了变化，系统的状态也会发生变化.
10. 【答案】BD
【解析】当两个分子间的力表现为引力时，分子间距减小，引力与斥力的合力可能减小，也可能先增大后减小，分子间距离减小时分子力做正功，故A错误；当两个分子间的力表现为斥力时，分子间距越小，引力与斥力的合力就越大，分子之间的距离减小时分子力做负功，故B正确；当悬浮在液体中的微粒越小时，微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少，微粒的受力就越不平衡，布朗运动就越明显，故C错误；马蹄上的花香在空气中传播属于扩散现象，D正确。
11. 【答案】BC
【解析】把铜盘等效为无数根辐射状导体棒，根据右手定则可知，电流从P流向Q，又因为此时PQ段相当于电源，故P的电势低于Q的电势，故A错误，B正确．
设圆盘转动了Δt时间，则该时间内，等效导体棒扫过面积的磁通量为ΔΦ＝BL2ωΔt.根据法拉第电磁感应定律有E＝＝BL2ω.故C正确．
D错：若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电动势变为原来的2倍，此时电流在R上的热功率变为原来的4倍．故D错误．
12. 【答案】AD
【解析】电压表V1测输入电压的有效值U＝＝22 V，故A正确．原、副线圈匝数之比为4∶1，所以副线圈两端电压为5.5 V，电压表V2测R1两端的电压，应该小于5.5 V，故B错误．R1处温度升高，电阻减小，R阻值不变，R1分得的电压变小，V2示数减小，V1示数不变，所以V1示数与V2示数的比值变大，故C错误，D正确．
13. 【答案】(1)甲 (2)③ (3)将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调) (4)发电机 电动机
【解析】(1)电磁感应现象是研究磁生电的现象，甲图是研究导线切割磁感线产生感应电流，乙图是研究电流的磁效应，故选甲图。
(2)对甲图，要产生感应电流，导线需切割磁感线。让导线ab在磁场中斜向上运动以及让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动，都切割了磁感线，都能产生感应电流，从而使电流表指针发生偏转；让导线ab沿竖直方向上下运动，导线没有切割磁感线，故不会产生感应电流，不能使电流表指针发生偏转，故选③。
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线ab向左运动，是由于直导线ab受到安培力作用，若要使直导线ab向右运动，只需要改变电流的方向或磁场的方向即可，可以采取的措施如下：将磁铁N、S极对调(或将连接电源两极的导线对调)。
(4)甲图是导线切割磁感线产生感应电流，是制造发电机的原理；乙图是通电导线在磁场中受安培力作用发生运动，是制造电动机的原理。
14. 【答案】(1)6×10-10 (2)偏小 (3)
【解析】(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
V=mL=1×10-5mL，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为d=m=6×10-10m。
(2)因为拿错的注射器的针管比原来的粗，则每滴油酸酒精溶液的体积较大，含油酸较多，在水平上形成油膜的面积较大，根据d=可知这会导致实验测得的油酸分子直径偏小。
(3)每个油酸分子的体积V0=πd3，
则阿伏加德罗常数NA=。
15. 【答案】见解析
【解析】(1)由v－t图像可知：金属杆做匀加速直线运动，
a＝＝0.4 m/s2
10 s内发生的位移x＝at2＝20 m；
(2)由牛顿第二定律：F－F安＝ma
F安＝BIL，而E＝BLv，I＝
v＝at(或由题图乙可知，t＝10 s时，v＝4 m/s)
联立以上各式，代入数据得：F＝＋ma＝0.24 N
P＝＝0.16 W
(3)q＝IΔt，I＝，E＝，ΔΦ＝BΔS＝BLx
联立以上各式，代入数据得：Q＝＝＝2 C.
16. 【答案】(1)1∶10 240∶11 (2)900盏
【解析】(1)因为P损=R线
所以I2=A=20 A
I1=A=200 A
则
U3=U2-I2R线=(500×10-20×10) V=4 800 V
则。
(2)设还可装灯n盏，据功率相等有P3=P4
其中P4=(40n+60×103) W
P3=(100-4) kW=96 kW
所以n=900。
17. 【答案】（1）0.2N，沿斜面向上；（2）；（3）0.4T
【解析】（1）根据闭合电路欧姆定律得，
导体棒受到的安培力为，，方向沿斜面向上
（2）对导体棒受力分析，将重力正交分解，沿导轨方向有
即有，根据平衡条件可知，摩擦力沿斜面向下，
由平衡条件可得，解得。
（3）由题意分析可知，当磁感应强度大小取最小值时导体棒刚好要相对斜面向下运动。
此时对导体棒受力分析有，，，解得。
18. 【答案】(1) 竖直向上 (2) (3)
【解析】(1)小球在电场、磁场区域中恰能做匀速圆周运动，
其所受电场力与重力平衡，有qE＝mg①
E＝②
重力的方向竖直向下，电场力的方向应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上．
(2)小球在叠加场中做匀速圆周运动，如图所示，O′为圆心，
MN为弦长，∠MO′P＝θ，设轨道半径为r，由几何关系知＝sinθ③
小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速度为v，
有qvB＝④
由速度的合成与分解知＝cosθ⑤
由③④⑤式得v0＝.⑥
(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy，它与水平分速度的关系为vy＝v0tanθ⑦
由匀变速直线运动规律有vy2＝2gh⑧
由⑥⑦⑧式得h＝.
答案第2页 总2页郑州励德双语学校 2022-2023 学年下期期中考试
高二物理试题
(时间 90 分钟,共 100 分)
一、选择题(共 12 小题，每题 4 分。 9- 12 为多选题)
1.以下关于电磁场理论和电磁波的有关说法正确的是( )
A.变化的电场周围一定产生电磁波
B.电磁波由真空进入某种介质传播时，波长会变短
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，法拉第用实验验证了电磁波的存在
D.电磁波是纵波 2.为了消灭新冠病毒，防控重点场所使用一种人体感应紫外线灯。这种灯装有红外 线感应开关， 人来灯灭，人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法错误的是( ) A.红外线的衍射能力比紫外线的强
B.紫外线能消杀病毒是因为紫外线具有较高的能量
C.红外线有显著的化学作用，紫外线有显著的热效应
D.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断
3.1831 年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上， A 线圈与电源、滑动变阻器 R 组成一 个回路， B 线圈与开关 S 、电流表 G 组成另一个回路，如图所示．通过多次实验， 法拉第终于总结出产生感应电流的条件．关于该实验，下列说法正确的是( )
A.闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 a→b 的感应电流
B.闭合开关 S 的瞬间，电流表 G 中有 b→a 的感应电流
C. 闭合开关 S 后， 在增大滑动变阻器 R 接入电路的阻值的过程中，
电流表 G 中有 a→b 的感应电流
D.闭合开关 S 后，在增大滑动变阻器 R 接入电路的阻值的过程中，电流表 G 中有
b→a 的感应电流
4.如图所示，粗细均匀的玻璃管竖直放置且开口向上，管内由两段长度相同的水银 柱封闭了两部分体积相同的空气柱.向管内缓慢加入少许水银后，上、下两部分气体
的压强变化分别为Δp1 和Δp2,体积分别减少ΔV1 和ΔV2 .则下列关系正确的是
A. Δp1<Δp2
B. Δp1>Δp2
C. ΔV1<ΔV2
D. ΔV1>ΔV2
5.中国已投产运行的 1000kV 特高压输电，是目前世界上电压最高的输电工程。假设 甲、乙两地原来用 500kV 的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的 条件下，现改用 1000kV 特高压输电，不考虑其他因素的影响。则( )
A.输电电流变为原来的 2 倍
B.输电线上降落的电压将变为原来的 2 倍
C.输电线上降落的电压将变为原来的
D.输电线上损耗的电功率将变为原来的
6.在匀强磁场中，一个闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿 过该线圈的磁通量Φ随时间t 的变化关系如图所示．则( )
A.t＝0.5s 时线圈中电流方向将要改变
B.t＝1.0s 时线圈平面平行于磁感线
C.t＝1.5s 时线圈中感应电流为 0
D.t＝2.0s 时线圈中的感应电动势为 0
7.如图所示为回旋加速器的主要结构，两个半径为 R 的半圆形中空金属盒、置 于真空中，两盒间留有一狭缝；在两盒的狭缝处加上大小为 U的高频交变电压，空 间中存在着磁感应强度大小为 B 、方向垂直向上穿过盒面的匀强磁场。从粒子源 P
引出质量为 m 、电荷量为的粒子，粒子初速度视为零，在狭缝间被电场加速，在D
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形盒内做匀速圆周运动，最终从边缘的出口处引出。不考虑相对论效应，忽略粒子
在狭缝间运动的时间，则 ( )
A.仅提高加速电压，粒子最终获得的动能增大
B.所需交变电压的频率与被加速粒子的比荷无关
C.粒子第 n 次通过狭缝后的速度大小为
D.粒子通过狭缝的次数为
8.如图所示，半径为 r 的圆形区域内存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一半径小于 r 的圆形导线环沿着它们圆心连线的方向匀速穿过磁场区域，关于导线环中的感应电 流 i 随时间t 的变化关系，下列图像中(以逆时针方向为电流的正方向)最符合实际的 是
A. B. C. D. 9.两个原来处于热平衡状态的系统，分开后，由于受外界的影响，其中一个系统的 温度升高了 5K ，另一个系统的温度升高了 5℃ ，则下列说法正确的是( )
A.两个系统不再是热平衡状态了
B.两个系统此时仍是热平衡状态
C.两个系统的状态都发生了变化
D.两个系统的状态都没有发生变化
10.对于下列热学问题，说法正确的是 ( )
A.当两个分子间的力表现为引力时，分子间距越小，引力与斥力的合力就越小，分 子间距减小时分子力做负功
B.当两个分子间的力表现为斥力时，分子间距越小，引力与斥力的合力就越大，分
子间距减小时分子力做负功
C.当悬浮在液体中的微粒越小时，微粒受到周围液体分子的碰撞机会就越少，布朗 运动就越不明显
D.“踏花归去马蹄香”描述了分子热运动 11.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、 Q 分别与圆盘的边缘和铜轴接触．圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B 中，半径为 L.若从上向下看，圆盘以角速度ω顺时针转动，下列说法正确的有( )
A. P 的电势高于 Q 的电势
B. P 的电势低于 Q 的电势
C. 圆盘转动产生的感应电动势为BL2ω
D.若圆盘转动的角速度变为原来的 2 倍，则电流在 R 上的热功率也变为原来的 2 倍 12.在如图甲所示的理想变压器 a 、b 端接按图乙所示变化的交变电压．已知变压器 原、副线圈的匝数之比为 4 ∶ 1，R1 为热敏电阻(温度升高时，其电阻减小)，R 为定 值电阻，电压表和电流表均为理想电表．下列判断正确的是( )
A. 电压表 V1 的示数为 22V
B. 电压表 V2 的示数为 5.5V
C.R1 处温度升高时，V1 示数与 V2 示数的比值变小
D.R1 处温度升高时，V1 示数与 V2 示数的比值变大
二、非选择题
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13.(8 分) 小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置。
(1)为了探究电磁感应现象，小明应选用__________装置进行实验。
(2)小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发 生偏转的是__________ (填序号)。
①让导线 ab 在磁场中斜向上运动
②让导线 ab 在磁场中沿水平方向左右运动
③让导线 ab 沿竖直方向上下运动
(3)如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线 ab 向左运动，若要使导线 ab 向右运动，你采取的措施是_____________________________；
(4)甲、乙两图的原理分别用于制造__________和__________。 (均选填“电动机” 或“发电机”)
14. (6 分) 在用油膜法估测分子的大小的实验中。
(1)某同学操作步骤如下:
①用 0.5 mL 的油酸配制了 1000 mL 的油酸酒精溶液;
②用注射器和量筒测得 50 滴油酸酒精溶液体积为 1mL;
③在浅盘内盛适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待 其散开稳定;
④在浅盘上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积为 160 cm2。 则可估算出油酸分子的直径大小d= m 。 (结果保留一位有效数字)
(2)若该同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射 器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸
分子直径
__________ (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3) 若已知纯油酸的密度为ρ，摩尔质量为 M，在测出油酸分子直径为 d 后，还可 以继续测出阿伏加德罗常数 NA= (用题中给出的物理量符号表示)。
15. (8 分) 如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定放置在水平面上，间 距 L＝0.2 m ，一端通过导线与阻值为 R＝1Ω的电阻连接；导轨上放一质量为 m＝0.5 kg 的金属杆，金属杆与导轨的电阻均忽略不计．整个装置处于竖直向上的大小为 B ＝0.5 T 的匀强磁场中．现用与导轨平行的拉力 F 作用在金属杆上，金属杆运动的 v －t 图像如图乙所示．求： (重力加速度 g 取 10 m/s2)
(1)金属杆在 t＝5 s 时的加速度以及 10 s 内的位移；
(2)t＝10 s 时拉力的大小及电路的发热功率；
(3)在 0~10 s 内，通过电阻 R 的电荷量．
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16. (10 分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为 100kW， 输出电压为 500V，输电导线的总电阻为 10Ω ，导线上损耗的电功率为 4kW，该村的 用电电压是 220V。
(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比。
(2)如果该村某工厂用电功率为 60kW，则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏
(1) ab 棒受到的安培力大小和方向；
(2) ab 棒与导轨的动摩擦因数μ；
(3) 若磁场的方向不变、磁感应强度大小可调，为使 ab 棒仍然静止在导轨上，则 磁感应强度的最小值是多少？
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17. (10 分) 如图所示，两平行导轨所在的平面与水平面夹角θ=37° ，导轨的一端 接有电动势 E=3V 、内阻 r=0.5Ω的直流电源，两导轨间的距离 L=0.4m ，在导轨所在 空间内分布着磁感应强度 B=0.5T 、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，现把 一个质量 m=0.03kg 的导体棒 ab 放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直且接触良 好，导体棒接入电路的电阻 R=2.5Ω ，导体棒恰好刚要滑动。金属导轨电阻不计，g
取 10m/s2 ，sin37=0.6 ，cos37=0.8 ，求：
18. (10 分) 如图所示，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的 x 轴下方存在匀 强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为 B 、方向垂直xOy 平面向里，电场线平行 于y 轴．一质量为 m 、电荷量为 q 的带正电的小球，从y 轴上的A 点水平向右抛出， 经 x 轴上的 M 点进入电场和磁场区域，恰能做匀速圆周运动，从 x 轴上的 N 点第一 次离开电场和磁场，MN 之间的距离为 L ，小球过 M 点时的速度方向与 x 轴正方向
夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为 g ，求：
(1)电场强度 E 的大小和方向；
(2)小球从 A 点抛出时初速度 v0 的大小；
(3)A 点到 x 轴的高度h.
