江苏省连云港市赣榆区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷（含答案）

江苏省连云港市赣榆区2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、我国北斗导航系统的电磁波频率约1561MHz，家用WiFi的电磁波频率约5725MHz。则( )
A.这两种电磁波不会产生偏振现象
B.北斗导航系统的电磁波更容易产生明显的衍射现象
C.家用WiFi的电磁波穿墙壁进入另一个房间时频率会减小
D.家用WiFi与北斗导航的电磁波叠加时将会产生干涉现象
2、电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，如下图所示。下列说法正确的是( )
A.电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的
B.电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物
C.锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好
D.电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流
3、如图，一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )
A.a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线
B.a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线
C.a端向纸外，b端向纸内转动，且靠近导线
D.a端向纸外，b端向纸内转动，且远离导线
4、1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子，证实了反物质的存在。实验中，安德森记录了正电子在云室中由上向下经过6mm铅板的轨迹，如图所示，若忽略一切阻力，正电子每次穿过铅板损失能量相同，则可判定正电子( )
A.所在磁场方向一定垂直于纸面向外
B.相邻两次轨迹圆半径的差值为定值
C.穿过铅板前做圆周运动的半径比穿过后的半径大
D.从穿出铅板到再次穿入铅板的时间间隔越来越小
A.所在磁场方向一定垂直于纸面向外
B.相邻两次轨迹圆半径的差值为定值
C.穿过铅板前做圆周运动的半径比穿过后的半径大
D.从穿出铅板到再次穿入铅板的时间间隔越来越小
5、图甲为LC振荡电路，通过P点的电流如图乙，P点电流向左为正，下列说法正确的是( )
A.电容器上极板带正电
B.电容器中的电场能增大
C.在时刻，线圈中的磁场能最大
D.增大电容器两板间距，振荡电流的周期将减小
6、如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L是自感系数较大、直流电阻不计的线圈，、是规格相同的灯泡，D是理想二极管。则( )
A.闭合开关S，逐渐变亮，然后亮度不变
B.闭合开关S，、都逐渐变亮，最后亮度相同
C.断开开关S，一直不亮，逐渐变暗至熄灭
D.断开开关S，变亮后与一起逐渐变暗至熄灭
7、用如图实验装置验证楞次定律，条形磁铁自由释放加速穿过固定线圈，磁铁经过A位置时灵敏电流计指针如图。则下列说法正确的是( )
A.条形磁铁的上端为N极
B.经过A位置时，线圈中电流产生的磁场向上
C.经过B位置时，灵敏电流计的指针偏向右侧
D.条形磁铁经过A、B两对称位置的加速度相等
8、如图所示为利用霍尔元件制成的磁传感器.已知该长方体金属导体宽为d，高为h，上下表面接线柱MN连线与导体竖直边平行，上表面过M点的水平虚线与导体水平边平行，当导体通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，下列说法正确的是( )
A.电压表a端接“+”接线柱
B.为提升磁传感器的灵敏度，可减小导体的宽度d
C.将电压的表盘改装为磁传感器的表盘，则刻度线不均匀
D.若上表面接线柱M沿虚线向右移动少许，则电压表示数不变
9、如图所示，KLMN是一个竖直的单匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动，转动方向为俯视顺时针。在时刻，MN边与磁场方向的夹角为30°。则下列判断正确的是( )
A.在图示位置时刻，导线框中感应电动势的瞬时值为
B.从图示位置开始，转动30°的过程中，导线框中电流逐渐减小
C.从图示位置开始，转动60°的过程中，导线框中磁通量的变化量为零
D.从图示位置开始，转动180°的过程中导线框中产生的焦耳热的
10、如图所示，外表绝缘的电阻丝构成正弦波形的闭合线圈MPQN，MN长为2d。线圈在外力作用下以恒定的速度沿MN方向垂直进入有界匀强磁场，磁场的宽度为d。线圈从N端进入磁场到M端穿出磁场的过程中，线圈中的感应电流i及其受到的安培力随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、实验题
11、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.为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
C.确保多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测
（2）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢。
①铁芯B安放在铁芯A上时，硅钢片应平行于______；
A.平面abcd B.平面abfe C.平面abgh D.平面aehd
②这样设计的原因是____________________。
（3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______；（填“多”或“少”）
（4）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表：
1.80 2.80 3.80 4.90
4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断变压器的原线圈为______。（填“a”或“b”）
三、计算题
12、绝缘水平桌面有一竖直向上的匀强磁场，间距的平行金属导轨固定在桌面上，左端连接电源的电动势，内阻。质量的金属棒垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为。细线一端系在金属棒的中点，另一端通过桌边光滑定滑轮挂一重物M时，金属棒恰处于静止且刚好不向右滑，细线水平且与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，金属棒接入电路的电阻，导轨电阻不计，，。
（1）求悬挂重物的质量M：
（2）若锁定金属棒，保持磁感应强度大小不变，将磁场方向顺时针旋转过53°后解锁金属棒，求重物加速度a的大小.
13、可视为理想变压器的环形变压器，原线圈接内阻为r的交流发电机，副线圈接了若干盏“12V、22W”相同的照明电灯，如图所示.变压器原、副线圈匝数比，发电机产生电动势为，图中理想交流电表示数为1A时，照明电灯均正常发光.求：
（1）照明灯的个数N；
（2）发电机内阻r。
14、如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨MNC、PQD由倾斜和水平两部分组成，两部分平滑连接，其中倾斜部分与水平部分的夹角为θ，水平部分固定在绝缘水平面上，M、P间接有两定值电阻，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、长度为d、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放在导轨的水平部分，距两部分连接处QN的距离为L。现给金属棒ab一水平向左的初速度，金属棒ab在足够长的倾斜轨道上上滑的最大高度为h。已知重力加速度为g，金属棒ab始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计。求：
（1）金属棒刚开始运动时金属棒ab中电流I大小和方向；
（2）金属棒ab从开始运动到上滑至最高点的过程中通过的电量q；
（3）金属棒ab从开始运动到上滑至最高点的过程中产生的热量Q。
15、某种回旋加速器的设计方案如图a所示，两个相距为d的正对的极板之间存在匀强电场，两极板之间的电压U连续可调。两个极板的板面中部各有一狭缝（沿OP方向的狭长区域），带电粒子可通过狭缝穿越极板，如图b所示。两细虚线间（除开两极板之间的区域）既无电场也无磁场，其它部分存在方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。在粒子源S中产生的质量为m、带电量为q（）的粒子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的O点进入磁场区域，最终从出射孔P射出。O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为4D。粒子打到器壁或粒子源外壁则被吸收，忽略相对论效应。
（1）若粒子以最短时间射出，求两板之间的电压；
（2）若电压调节为，蚊子仍从出射孔P射出，求：
Ⅰ.粒子在磁场中运动的时间；
Ⅱ.粒子在电场中运动的时间。
参考答案
1、答案：B
解析：
2、答案：C
解析：
3、答案：A
解析：根据右手螺旋定则知，直线电流产生的磁场在纸面内是同心圆，方向为顺时针，由于圆弧的方向与磁场的方向平行，不受安培力，在ab直线部分上下各取一小段，根据左手定则判断得知，a端的受力向内，b端的受力向外，可知a端向纸内、b端向纸外转动，当转动90度后，ab直线部分与直线电流平行，电流方向相同，根据同种电流相互吸引，知会靠近导线。故A正确，B、C、D错误。故选：A。
4、答案：C
解析：
5、答案：D
解析：
6、答案：D
解析：
7、答案：A
解析：
8、答案：B
解析：
9、答案：D
解析：
10、答案：B
解析：AB.金属导线在磁场中运动时产生的电动势为，y为导线切割磁感线的有效长度，设导线组成正弦圆形顶部或底部到MN距离都是Y，则在导线运动过程中，，，导线从开始向右运动到d过程中有，导线从d向右运动到2d的过程中，有，故A错误，B正确；CD.根据弯曲导线所受安培力的特点可知，导线从开始向右运动到d的过程中，导线从d向右运动到2d的过程中有，故CD错误。
11、答案：（1）C；（2）D；减小涡流，提高变压器的效率；（3）少；（4）b
解析：
12、答案：（1）；（2）
解析：（1）金属棒恰处于静止且刚好不向右滑
金属棒接入电路的电流
解得
（2）磁场旋转后轨道对金属棒的支持力为
磁场旋转后，安培力水平方向分量减小，金属棒向右加速
解得
13、答案：（1）；（2）
解析：（1）设每盏灯额定电流为I
得
原、副线圈中电流分别为、
得
灯泡并联
解得
（2）变压器原、副线圈中电压分别为、
得
发电机产生的电动势有效值
对原线圈回路分析
解得
14、答案：（1）；方向a→b；（2）；（3）
解析：（1）金属棒ab开始运动时产生的感应电动势为
、并联后与金属棒构成回路
金属棒ab中的电流
右手安培定则
方向a→b
（2）由法拉第电磁感应定律得
通过金属棒的电量为
通过的电量
解得
（3）由能量守恒定律得
外电阻中产生的总热量为
电阻中产生的热量
解得
15、答案：（1）；（2）；
解析：（1）粒子以最短时间射出时，在电场中只加速1次，偏转半个圆周到P点
电场中加速
解得
（2）粒子在电场中加速一次所获得的速度为，在磁场中偏转半径为，则有
粒子在电场和磁场中的轨迹如图所示
Ⅰ.前两次加速、减速后，粒子还需加速n次
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
联立各式得
Ⅱ.粒子第l次在电场中的加速时间为
粒子从第3次开始加速后在电场中的总加速时间为t，则有
在加速电场中运动的总时间
解得