江西省南昌市等5地2022-2023学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年江西省南昌市等5地高二（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 宾馆天花板上安装的火警报警器，如图所示。当发生火灾时，产生的烟雾进入报警器，由于光的散射作用，一部分光照射到微电路中的三极管上，导致三极管的电阻变化，继电器工作报警。火警报警器用到的传感器和下列哪个装置用到的传感器种类相同( )
A. 夜间自动打开的路灯 B. 银行门口的自动感应门
C. 无线遥控器 D. 智能手机
2. 行车安全越来越来越被人们所重视，现在许多车主都在汽车上配置有主动刹车系统。该系统主要分为控制模块、测距模块和制动模块，利用微波雷达、图像识别技术和红外摄像头，可以将道路的图像和路况实时传递给控制模块，在紧急情况下，由车载微处理器发出控制命令，自动采取制动措施，保证车辆安全。微波的波长范围在，下列说法正确的是( )
A. 产生微波的振荡电路中，要想增大震荡周期，可以增大电容器的电容
B. 微波只能在空气中传播而不能在真空中传播
C. 微波遇到障碍物时，只能发生衍射现象而不能发生反射现象
D. 微波的波长小于射线的波长
3. 如图，光滑绝缘水平面上方存在水平向外垂直纸面向外的磁场，该磁场的特点：关于图中虚线对称的两点磁感应强度相同。一个金属框从点以一定的初速度向右开始滑行，经过点与点关于虚线对称后继续向前运动，金属框经过虚线位置前磁通量增大且经过虚线位置时磁通量最大，若不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 金属框内不会产生感应电流
B. 金属框内的感应电流方向先逆时针后顺时针
C. 金属框内的感应电流方向先顺时针后逆时针
D. 金属框内的感应电流方向始终为顺时针方向
4. 年月日时至时，北京市阵风级左右，山区阵风高达级，并伴有沙尘暴，给人们的出行带来困难。北京中信大厦中国尊上的电磁阻尼器出现了摆动，及时对大廈进行减振，示意图如图所示，下列说法正确的是( )
A. 风速越大，导体板中磁通量变化率越小
B. 风速越大，导体板内产生的感应电动势越小
C. 风速越大，导体板内电涡流越小
D. 导体板内电涡流对永磁铁的电磁阻力是中信大厦中国尊减振的原因
5. 将一个粗细均匀的“”形导体环放置在粗糙绝缘的水平面上，俯视图如图所示，范围足够大的磁感应强度大小为的匀强磁场垂直水平面向下。导体环的一部分为正方形的三边，另一部分为等边三角形的两边，将间距为的、两端接入电路并通以从左向右的电流，导体环的部分和部分受到的安培力大小之比为( )
A. B. C. D.
6. 之家年月日消息，河北省张家口国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目压缩机通过具有资质的第三方测试，达到了国际领先水平，项目鸟瞰图如图所示。若发电机产生的电压经升压变压器后升高到，以万千瓦的功率始终不变经输电线远距离送往变电站，输电线上损耗的功率为千瓦，则输电线的总电阻为( )
A. B. C. D.
7. 在平面内有一半径为、磁感应强度大小为的圆形磁场区域，磁场垂直平面向外，在第三象限内圆形磁场边缘纵坐标点有一粒子源，能在平面内沿各个方向发射出速率均为的大量带正电的粒子。当某粒子的速度方向沿轴正方向时，该粒子从磁场圆上点射出，已知、、三点在磁场圆的同一条直径上，不考虑粒子间的相互作用力和粒子的重力，该粒子的比荷为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 某交流发电机的线圈与定值电阻连成如图所示的电路。已知发电机线圈的转速为，电压表的示数为，定值电阻，发电机的线圈电阻忽略不计，电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A. 图示时刻线圈中的磁通量为零，感应电流为零
B. 图示时刻、间的瞬时电压为
C. 通过电阻的电流的周期为
D. 电流表示数为
9. 如图，匝数、横截面积、电阻的线圈处在竖直向下的均匀磁场中，磁感应强度大小为，已知随时间的变化规律为，定值电阻，开关闭合，下列说法正确的是( )
A. 定值电阻中的电流方向为由到
B. 线圈中的电流为
C. 定值电阻两端的电压为
D. 时间内，定值电阻上通过的电荷量为
10. 如图，在理想变压器的原线圈的两端加上电压的正弦交流电，在副线圈上连接有定值电阻和滑动变阻器，为滑动变阻器的滑动触头。图中两电压表均为理想电压表。下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为 B. 将向上滑动时，电压表的示数不变
C. 将向上滑动时，交变电流的频率增大 D. 将向上滑动时，的电功率减小
11. 粗细均匀半径为的光滑绝缘半圆环固定在竖直面内，空间中存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，是半圆环的水平直径，从点由静止释放一套在半圆环上的小球电荷量为、质量为。小球第一次运动到圆环最低点时对圆环恰无作用力，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 小球可能带负电
B. 小球经过最低点时的速率为
C. 磁场的磁感应强度大小为
D. 小球相邻两次经过圆环最低点时，所受洛伦兹力的方向相反
三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）
12. 某研究性学习小组制作了一台简易电子科，将电压表表盘改成了可直接读出物体重力的表盘，原理图如图所示，所用器材如下：
电压表量程为，内阻为
滑动变阻器最大阻值为
电阻箱最大阻值为
电源电动势为，内阻为
带托盘的弹簧劲度系数为
滑动变阻器滑片与弹簧未连接时，将滑片滑到，闭合开关，不考虑电压表内阻对电路的影响，调节电阻箱的阻值，当______，电压表满偏。
将滑片与弹簧连接，托盘中未放重物，当把滑动变阻器滑片移到图中位畳位置时，电压表的示数为______。
用力向下压托盘，滑片由滑向的过程中，不考虑电压表内阻对电路的影响，电压表的示数______，通过中的电流______。均选填“变大”、“变小”或“不变”
13. 已知实验室有一未知材料制作的热敏电阻传感器阻值与温度的关系如表中所示，某同学想利用该热敏电阻传感器测量当地某天的中午十二点和零点的温差，实验室提供的器材如下：
温度
阻值
直流电源电动势为
毫安表量程，内阻为
毫安表量程，内阻约为
滑动变阻器最大阻值为，允许通过的最大电流为
滑动变阻器最大阻值为
热敏电阻
开关及导线若干
某同学根据给出的器材设计如图甲所示的电路，图中“”、“”为毫安表，为了准确测定热敏电阻的阻值，“”表应该是______，“”表应该是______。均选填“”或“”
为了便于操作，滑动变阻器应该选择______选填“”或“”。
该同学在中午十二点、零点左右分别多次实验并将得到的数据描绘在图像中，所得图像分别为如图乙中、所示，根据图像可知，中午十二点和零点测量时的对应阻值分别为______和______。计算结果均取整数
测得的中午十二点和零点的温差为______。
四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
14. 在如图所示的电路中，理想变压器的原线圈输入电压有效值为的正弦交流电，通过副线圈向只标有“”的并联灯泡供电，副线圈匝数为匝。电路接通后，灯泡都恰好正常发光。求：
原线圈的匝数；
原线圈中的电流。
15. 我国“福建”号航空母舰上装有电磁弹射系统，可以实现在内弹射出一架吨的战斗机。某同学查阅资料后受到启发，设计了如图所示的装置研究电磁弹射，在一质量为的模型飞机底部安有两根导体棒、导体棒与飞机机身绝缘，把模型机放置在两根水平平行绝缘导轨上，空间中施加竖直向上的匀强磁场。该同学做了两次实验：第一次，让模型机在自身的引擎作用下输出恒定的牵引力，使其从静止开始以加速度大小为做匀加速直线运动，直到达到起飞速度；第二次，除了让模型机在自身的引擎作用下输出恒定的牵引力外，同时通过外界电源给、供电，两导体棒中的电流方向如图，电流强度始终均为，、长度均为，不计导体棒间的作用，仍然使模型机从静止开始运动直到达到起飞速度，第二次模型机的加速度大小为。设模型机在导轨上的阻力恒定，、始终与轨道垂直，前后两次起飞速度相同。求：
前后两次，模型机从静止开始直到达到起飞速度，运动的距离之比；
空间中所加匀强磁场的磁感应强度的大小。
16. 如图，两足够长光滑平行导轨倾斜固定放置，导轨间距，导轨所在平面与水平面的夹角为，导轨上端通过导线连接定值电阻，，空间存在与导轨所在平面垂直的匀强磁场未画出，磁感应强度大小为。某时刻，垂直导轨由静止释放一质量为、阻值为、长为的金属棒，已知导轨电阻不计，且金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，，重力加速度取。
求金属棒的最大速度；
若金属棒下滑时运动状态已经达到稳定，求从释放金属棒到下滑的过程中，上产生的电热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查传感器的应用。传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量，它们的具体应用要在平时学习中不断积累。
【解答】
A.当火灾报警器周围有烟雾时，经过光的散射作用，光信号转换成电信号，从而发出警报，属于光传感器。夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，项正确
B.银行门口的自动感应门，应用了压力传感器，项错误
C.电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，项错误
D.智能手机接收到电磁波信号后，可以产生随频率或振幅而变化的强弱不等的电流，电流经过发声装置，通过电磁感应原理产生了声音，项错误。

2.【答案】
【解析】产生微波的 振荡电路中，根据 可知，要想增大震落周期，可以增大电容器的电容 ，项正确；微波的传播可以不需要传播介质，它既可以在空气中传播，也可以在真空中传播，项错误；微波遇到障碍物时，既可以发生衍射现象也可以发生反射现象，雷达就是利用微波遇到障碍物时能发生反射现象这一性质工作的，项错误；根据电磁诐谱可知，微波的波长大于 射线的波长，项错误。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查感应电流产生的条件和楞次定律。解决问题的关键是分析清楚金属框穿越磁场过程中磁通量的变化，再结合楞次定律分析感应电流的方向。
【解答】
金属框经过虚线位置时磁通量最大，说明从点向点运动的过程中，金属框中向外的磁通量先增加后减小，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向先顺时针后逆时针，故C正确，ABD错误。

4.【答案】
【解析】风速越大，永磁铁可摆动质量块摆动越厉害，导体板中磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，产生的电涡流也越大，、、项错误；导体板内的电涡流与永磁铁间的电磁阻力，是中信大厦中国尊减振的原因，项正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查安培力的计算。解决问题的关键是清楚导体环两端接入电路部分的有效长度，根据电阻定律、并联电路的特点和安培力表达式分析计算。
【解答】
设匀强磁场的磁感应强度大小为，“”形导体环两端接入电路部分有效长度均为，由电阻定律可知，导体环两部分的电阻之比为，由并联电路特点可知，。导体环的部分和部分受到的安培力大小之比为，故B正确，ACD错误。

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查远距离输电。解决问题的关键是清楚远距离输电过程中功率的损失为，结合即可计算出输电线的总电阻。
【解答】
根据题意可知变压器的输出电压为，功率为万千瓦，则输电线上的电流为，输电线上损耗的功率，解得，故A正确，BCD错误。

7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查带电粒子在圆形有界磁场中的运动。解决问题的关键是结合题意画出运动轨迹图，根据洛伦兹力提供向心力及几何知识分析计算。
【解答】
当粒子的速度方向与轴正方向相同时，由题意作出该粒子的圆轨迹如图所示，
粒子做圆周运动的圆心为，粒子从圆周上点射出磁场，由几何关系可得，解得，粒子做圆周运动的半径满足，解得，由牛顿第二定律，解得，故D正确，ABC错误。

8.【答案】
【解析】
【分析】
线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，感应电动势最大值为，有效值是最大值的，电流表、电压表的示数均为有效值。
线圈经过中性面时磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流方向发生变化；线圈平面与磁场平行时穿过线圈的磁通量最小为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流方向不变。
【解答】
A.题图所示时刻穿过线圈的磁通量为零，电动势最大，感应电流最大，项错误
B.发电机线圈电阻忽略不计，所以、间的电压的瞬时电压等于发电机的电动势的最大值，所以有，项错误
C.由题意可知，发电机产生的交变电流的周期，所以通过电阻的交流电流的周期为，项正确
D.由欧姆定律有，项正确。

9.【答案】
【解析】由题意可知， 随时间均匀增加，由楞次定律可知线圈中产生的感应电动势在环绕处向右，则线框中的电流方向为由 到 ，项正确；由法拉第电磁感应定律得 ，代入数据得 ，闭合开关，流过线圈的电流为 ，项错误；根据欧姆定律有 ，项错误；由 ，解得 ，项正确。
10.【答案】
【解析】【解析】原线圈两端所加交流电的最大值为，而理想交流电压表的示数应为正弦交流电的有效值，项错误；将向上滑动时，负载的总电阻变大，因副线圈两端的电压不变，电压表 的示数不变，通过 的电流变小， 的电功率变小，、项正确；滑动变阻器可以改变副线圈的电流大小，但不会改变交变电流的频率，项错误。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查带电物体在重力场和磁场中的运动，要知道洛伦兹力不做功，所以小球的机械能守恒，通过左手定则分析洛伦兹力的方向，结合牛顿第二定律以及向心力公式分析解题。
【解答】
洛伦兹力不做功，根据机械能守恒知小球第一次运动到点的过程有，解得，则小球在点的合外力大小为，方向指向圆心。又小球第一次运动到点时圆环对小球恰无作用力，故小球受到的洛伦兹力方向竖直向上，大小为，小球带正电，、项错误
C.根据，可得，项正确
D.小球相邻两次经过点时的速度大小相等，方向相反，由左手定则可知，所受洛伦兹力的方向相反，项正确。

12.【答案】 变大 不变
【解析】当电压表满偏时有 ，解得 。
将滑片与弹簧连接，托盘中未放重物，当把滑动变阻器滑片移到图中 位时，电压表的示数为。
用力向下压托盘，滑片由 渐向 的过程中，不考虑电压表内阻对电路的影响，电压表的示数变大，通过 中的电流不变。
13.【答案】

【解析】根据电路图结合器材，实验器材中没有电压表，同时毫安表 内阻已知，故可以将热敏电阻与毫安表 并联后与毫安表 串联，则两毫安表示数之差为通过热敏电阻的电流大小，同时可以计算热敏电阻两端电压，从而准确测定其电阻，分析可知，“”表应该是 ，“”表应该 。
滑动变阻器选择了分压接法，为了便于调节，滑动变阻器应该选择 。
根据闭合电路欧姆定律可知 ，化简可得 ，由图乙可知，两图线的斜率分别为 、 ，求得中午十二点和零点测量时 的对应阻值分别为 ， 。
通过表中数据可知 和 分别对应和，故测得的中午十二点和零点的温差为。
14.【答案】略
【解析】灯泡都恰好正常发光，变压器原线圈副线框输出电压为
变压器原线阔输入电压
由变压器变压原理存
可得 匝
刹线圈 所连单个灯泡的额定功率
由理想变压器输入、输出功率关系有
解得
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
15.【答案】略
【解析】第一次，模型机从静止开始直到达到起飞速度，根据运动学公式，有
第二次，模型机从静止开始直到达到起飞速度，根据运动学公式，有

解得
第一次，模型机从静止开始直到达到起飞速度的过程，根据牛顿第二定律，有

第二次，模型机从静止开始直到达到起飞速度的过程，设空间中所加匀强磁场的磁感应强度的大小为 ，有
根据牛顿第二定律，有
联立解得
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
16.【答案】略
【解析】设金属棒的最大速度为 ，此时金属棒的加速度为零
根据平衡条件有
根据法拉第电磁感应定律可得
回路中的总电阻为
回路中的感应电流
金属棒受到的安培力
联立解得
对金属棒从释放到下滑 的过程中，设安培力做的功为
根据能量守恒定律有
又同路中产生的电热
根据电路的串并联和焦耳定律可知 、 上产生的电热之比为
则 上产生的焦耳热为
解得
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
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