2023届北京市通州区2022-2023学年高二下学期期中质量检测物理试题

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2023届北京市通州区2022-2023学年高二下学期期中质量检测物理试题
一、单选题
1．（2023高二下·通州期中）玻璃杯从同一高度落下，落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量大
B．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的冲量大
C．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大
D．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大
2．（2023高二下·通州期中）在下图的四幅图中，正确标明了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2023高二下·通州期中）我国北斗导航系统所使用的电磁波频率约1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约2450MHz；家用WiFi所使用的电磁波频率约5725MHz。则家用WiFi所使用的电磁波（　　）
A．波长比微波炉所使用的电磁波波长短一些
B．比微波炉所使用的电磁波更容易产生明显的衍射现象
C．比北斗导航所使用的电磁波更容易绕过障碍物
D．从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时其频率会变化
4．（2023高二下·通州期中）如图所示的理想变压器，其原线圈接在的交流电源上，副线圈接有阻值为22Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5：1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为10.0A
B．电压表的示数约为62V
C．原线圈的输入功率为88W
D．原线圈的输出交流电的频率为10Hz
5．（2023高二下·通州期中）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　）
A．线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视）
B．线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视）
C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小
D．线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大
6．（2022高三上·昌平期末）如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行、共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过玻璃泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B。根据上述信息可以得出（　　）
A．电子做圆周运动的轨道半径 B．电子做圆周运动的速度大小
C．电子做圆周运动的周期 D．电子的加速电压
7．（2023高二下·通州期中）如图所示，质量为m的金属杆ab处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，金属杆ab所受安培力大小为F，且始终静止于水平导轨上，下列说法正确的是（　　）
A．金属杆所受摩擦力为0
B．金属杆所受摩擦力大小为
C．金属杆对导轨压力为0
D．金属杆对导轨压力大小为
8．（2023高二下·通州期中）如图所示，我国直升机在北京上空悬停时，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为ω。该处地磁场的水平分量为B，竖直分量为B。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（　　）
A．，a端电势低于b端电势 B．，a端电势低于b端电势
C．，a端电势高于b端电势 D．，a端电势低于b端电势
9．（2023高二下·通州期中）如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，A、B灯立即同时亮
B．闭合开关S时，A灯先亮，B灯后亮
C．断开开关S时，AB灯立即同时熄灭
D．断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变
10．（2023高二下·通州期中）如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在Q点的速度大小为2v
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．圆形磁场区域的半径为
11．（2023高二下·通州期中）如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法正确的是（　　）
A．子弹射入物块A的过程中，两物块的动量守恒
B．子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的冲量大小大于物块A对子弹的冲量大小
C．子弹射入物块A的过程中，子弹和物块A的机械能守恒
D．两物块运动过程中，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能
12．（2023高二下·通州期中）如图所示，OMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，OM下端与MN相切。质量为m的小球B静止在水平轨道上，质量为2m的小球A从OM上距水平轨道高为h处由静止释放，A球进入水平轨道后，与B球发生弹性碰撞。A、B两小球均可视为质点。关于A、B球碰撞后的速度大小之比，正确的是（　　）
A． B． C． D．
13．（2022高二下·宿迁期末）为探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上（线圈电阻忽略不计），如图所示，他将线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，当闭合电源开关时，发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）指示灯亮。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是（　　）
A．增大电源电压 B．适当减小原线圈a的匝数
C．适当减小副线圈b的匝数 D．换一个电阻更小的灯泡
14．（2023高二下·通州期中）如图所示是磁流体发电机的示意图，在间距为d的平行金属板M、N间，存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与滑动变阻器相连，变阻器接入电路的电阻为R。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）连续以速度v平行于两金属板垂直射入磁场，理想电流表A的读数为I，下列说法正确的是（　　）
A．发电机的上极板M为正极
B．带正电的粒子在两极板间受到的洛伦兹力方向向上
C．发电机的效率
D．只增大M、N两板的面积，发电机的电动势增大
二、实验题
15．（2023高二下·通州期中）用如图所示的装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。
（1）以下提供的器材中，本实验必须使用的是______（选填选项前字母）；
A．刻度尺 B．天平 C．秒表
（2）关于该实验的注意事项，下列说法正确的是______（选填选项前字母）；
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．AB两球半径相同
（3）用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。测得A球的质量为，B球的质量为。为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足　 　（选填“＞”“＜”或“＝”），当满足表达式　 　时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式　 　时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量表示）
（4）实验中，“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”的依据是　 　。
16．（2023高二下·通州期中）用如图所示装置探究电磁感应现象，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电池组上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。
（1）实验过程中，下列说法正确的是______（选填选项前字母）；
A．开关闭合瞬间，电流计指针会偏转
B．只要开关是闭合的，电流计指针就会偏转
C．该装置是用来探究线圈B中感应电流产生条件的
D．开关闭合，向右匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针会偏转
（2）为了探究影响感应电流的因素，闭合开关后，以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端（仪器无损坏），观察指针摆动情况；由此实验可得出恰当的结论是______（选填选项前字母）；
A．滑片P从最左端滑到最右端，螺线管A的磁性变强
B．滑片P从最左端滑到最右端，螺线管A的磁性变弱
C．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
（3）为了探究影响感应电流的因素，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P不动，只以不同的速度插入线圈A，若三次依次插入的速度，观察到电流计指针偏离中间0刻度线的角度。由此实验可以得出直接的结论是______（选填选项前字母）。
A．线圈A插入得越快，螺线管B中产生的感应电流越大
B．线圈A的匝数越多，螺线管B中产生的感应电流越大
C．当线圈A拔出时，电流计的指针向相反方向偏转
D．线圈A插入得越快，螺线管B中磁通量的变化量越大
三、解答题
17．（2023高二下·通州期中）回旋加速器在核技术、核医学等领域得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆金属盒，接在电压恒为U的交流电源上，位于D1圆心处的质子源A能产生质子（初速度可忽略，重力不计，不考虑相对论效应），质子在两盒狭缝间的电场中运动时被加速。D1、D2置于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的质量为m，带电荷量为q。求：
（1）质子被回旋加速器加速能达到的最大速率vm；
（2）质子获得最大速度的过程中在回旋加速器中被加速的次数n。
18．（2023高二下·通州期中）如图所示为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。圆盘处于水平向右的匀强磁场中，圆盘平面与磁感线垂直。从左向右看，圆盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。已知匀强磁场磁感应强度大小为B，圆盘半径为r，定值电阻的阻值为R。
（1）圆盘中任意一半径都在切割磁感线，它可以看成一个电源。推导论证当圆盘的角速度ω减小，这个发电机的电动势E的变化情况；
（2）如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以B=kt规律变化（k为常数），请判断是否有电流通过电阻R？简要说明理由。
19．（2023高二下·通州期中）如图所示，宽度为L的U型导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒MN沿光滑导线框向右做匀速运动，PQ间接有阻值为R的电阻。已知，导体棒MN的电阻为r，运动的速度为v。导线框的电阻不计。
（1）求MN棒两端的电势差U；
（2）推导论证在时间内外力对导体棒所做的功W与整个电路生热Q的关系。
20．（2023高二下·通州期中）如图所示，火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。设质量为m的火箭由静止发射时，在极短的时间内喷射燃气的质量是，喷出的燃气相对地面的速率是u。
（1）求火箭在喷气后增加的速度；
（2）比冲是用于衡量火箭引擎燃料利用效率的重要参数。所谓“比冲”，是指火箭发动机工作时，在一段时间内对火箭的冲量与这段时间内所消耗燃料的质量的比，数值上等于消耗单位质量的燃料时火箭获得的冲量。假设用F表示喷气过程中火箭获得的向前的推力，用表示火箭发动机的比冲，请根据题目信息写出比冲的定义式，并推导该火箭发动机比冲的决定式；
（3）1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭（发动机已熄火），如图所示。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为，开动时间为，测出飞船和火箭的速度变化为。不考虑飞船质量的变化，推导出测得宇宙飞船质量的表达式。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A.P=mv，2gh=v2-0，，v相同，则动量相同，A错误；
BD.由动量定理，，冲量、动量变化量均相同，BD错误；
C.由动量定理，在坚硬地面上，时间短，动量变化率大，C正确。
故选C
【分析】考查动量、冲量的概念，动量定理的应用，由冲量等于动量的变化量去分析
2．【答案】A
【知识点】安培力；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 解：根据左手定则可得，
A中安培力的方向是竖直向上的，A正确；
B中安培力的方向是竖直向下的，B错误；
C中安培力的方向是垂直纸面向外的，C错误；
D中安培力的方向是竖直向上的，D错误。
故选A．
【分析】 根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向．
3．【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】【解答】 A、由家用WiFi 所使用的电磁波比微波炉加热食物所使用的电磁波短，A正确；
B、家用WiFi所使用的电磁波频率高于微波炉的频率，因此其波长较短，不易发生明显的衍射现象，故B错误；
C、家用WiFi所使用的电磁波频率高于北斗导航系统的频率， 更难绕过障碍物，故C错误；
D、电磁波的频率由振源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，故D错误；
故选A。
【分析】 明确电磁波的性质，知道电磁波的频率由波源决定，同时明确偏振现象为横波特有的现象，同时掌握干涉和衍射的性质以及发生条件．
4．【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值；变压器的应用
【解析】【解答】 AB、由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比由，副线圈的电压为44V，由欧姆定律可知，，再根据电流与匝数成反比有：，所以原线圈的电流的大小为0.4A，所以AB错误；
C、由功率的表达式有：P=UI=88W，所以C正确；
D、变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的频率为50HZ，所以D错误．
故选C。
【分析】 本题考查变压器的理解，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解，电压与匝数成正比由，电流与匝数成反比有：。
5．【答案】C
【知识点】磁通量；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、从A到B上方的过程中，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向斜向上，据楞次定律判断可知：线圈中感应电流方向沿顺时针方向，A错误；
B、从位置B到C上方的过程中，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向斜向下，据楞次定律判断可知：线圈中感应电流方向沿顺时针方向，B错误；
C、在C位置时，穿过线圈的磁通量最小为零，故C正确；
D、在A和C两处，线圈的速度不一样，因此磁通量的变化率不一样，电流大小就不一样，D错误；
【分析】 根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，判断有无感应电流产生．根据楞次定律或右手定则来确定感应电流的方向．
6．【答案】C
【知识点】匀速圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】电子经加速电场
电子进入磁场做匀速圆周运动，根据洛仑兹力提供向心力，有
又因为
解得
由于轨道半径无法确定，所以速度及加速电压也无法确定，而电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B，根据上述信息可以得出圆周运动的周期，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电子在加速电场中根据动能定理得出电子进入磁场的速度，电子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力，从而得出粒子运动周期的表达式。
7．【答案】D
【知识点】安培力；摩擦力的判断与计算；共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】 作出金属杆受力的主视图，如图．
根据平衡条件得
Ff=Fsinθ
FN=mg+Fcosθ
ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】 本题考查应用平衡条件解决磁场中通电导体的平衡问题，关键在于安培力分析 ，金属杆ab受到重力、安培力、导轨的支持力和摩擦力平衡，金属杆与磁场方向垂直，根据平衡条件列方程求解．
8．【答案】B
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】 每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a点电势低于b点电势．
感应电动势，故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
【分析】 本题的关键是转动切割产生感应电动势的表达式，以及会用右手定则判断感应电动势的方向
9．【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】 AB、开关闭合后瞬间，B灯立刻亮，由于线圈自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，A灯逐渐变亮，故AB错误；
CD、开关由闭合到断开瞬间，B灯原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍A灯中电流减小，并与A、B组成回路，即A灯的电流流过B灯，原来两灯电流相等，则开关断开瞬间，电流都从原来的值开始减小，所以两灯均过一会儿才熄灭，而流过电感线圈的电流方向将发生改变，所以B等的电流发生改变．故C错误，D正确．
故选：D．
【分析】 开关闭合后瞬间，B灯立刻亮，由于线圈自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，A灯逐渐变亮．正常工作后，A灯、B灯一样亮．开关由闭合到断开瞬间，B灯原来电流立即消失，而线圈产生自感电动势与AB组成回路，由于阻碍作用使电流逐渐减小．
10．【答案】D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A、由左手定则可以， 粒子带正电 ，A错误；
B、洛伦兹力只改变力的方向，不改变的大小，所以粒子的速度不变，B错误；
C、带电粒子在磁场中的运动， 偏转角等于圆心角，则时间 ， C错误；
D、由带电粒子在磁场中的运动，由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，，解得：，由几何关系可得： ， D正确；
故选D。
【分析】本题考查带电粒子在磁场中的运动，洛伦兹力的方向由左手定则可得，然后由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，，由几何关系求解
11．【答案】D
【知识点】弹性势能；动量定理；动量守恒定律；能量守恒定律；机械能守恒定律；冲量
【解析】【解答】 A、子弹射入物块A的过程中，两物块受到外力的作用动量不守恒，A错误；
B、子弹射入物块A的过程中，由牛顿第三定律子弹对物块A的冲量大小等于物块A对子弹的冲量大小，B错误；
C、子弹射入物块A的过程中，子弹和物块A之间存在摩擦力做功，故机械能不守恒，C错误；
D、两物块运动过程中，AB两物体之间只有动能和势能发生相互转化动能和势能发生相互转化机械能守恒，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能，D正确；
故选D。
【分析】本题考查动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零；机械能守恒的条件是只有重力或弹簧的弹力做功，物体的动能和势能发生相互转化。
12．【答案】B
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型；动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】 设A球与B球碰撞前速度为v0，碰撞后A球和B球的速度分别为vA和vB．
A球从OMN轨道上下滑的过程，由机械能守恒定律得：，
得：
对于A、B碰撞的过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律得：
2mv0=2mvA+mvB
解得：
故选B。
【分析】本题先用机械能守恒定律得： ，求的A物体在最低点的速度，再根据动量守恒定律和能量守恒定律得：2mv0=2mvA+mvB， ，解得AB得速度。
13．【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．增大电源电压，根据
可知增大，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，则过载更大，A不符合题意；
B．适当减小原线圈a的匝数，根据
可知增加，则流过灯泡的电流增加，根据
可知增加，则仍过载，B不符合题意；
C．适当减小副线圈b的匝数，根据
可知减小，则流过灯泡的电流减小，根据
可知减小，则可解决过载，C符合题意；
D．换一个电阻更小的灯泡，根据
可知不变，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，则仍过载，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】增大电源电压，流过灯泡的电流增大，适当减小原线圈a的匝数或者换一个电阻更小的灯泡，电路仍过载。
14．【答案】C
【知识点】磁流体发电机
【解析】【解答】 A、根据左手定则，带正电的粒子向下偏转， 下极板N为正极 ，故A错误；
B、根据左手定则，带正电的粒子向下偏转， 受到的洛伦兹力方向向下，故B正错误；
C、发电机的效率故C正确；
D、 只增大M、N两板的面积，根据 ， 发电机的电动势减小 ．故D错误．
故选C．
【分析】根据左手定则，判断带电的粒子的偏转方向以及洛伦兹力方向，再由发电机的效率， 由于只增大M、N两板的面积，平行板电容器会发生改变， 电动势也会改变。
15．【答案】（1）A；B
（2）B；C
（3）>；；
（4）平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与初速度大小成正比
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】 （1）设落地时间为t，则，碰撞后球A的速度，球B的速度，
而动量守恒的表达式是mAv0=mAvA+mBvB
若两球相碰前后的动量守恒，则mA OD+mB OF=mA OE，
所以需要测量OD、OE、OF的长度以及小球的质量，则需要刻度尺、天平，故选：AB．
（2） 该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故A错误；通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故B正确；C、 AB两球半径相同，是为了保证发生正碰，故C正确
(3)我们用质量打的碰质量小的，防止A物体反弹，所以 第1空填：> ；
设落地时间为t，则，碰撞后球A的速度，球B的速度，
而动量守恒的表达式是mAv0=mAvA+mBvB
若两球相碰前后的动量守恒，则mA OD+mB OF=mA OE，所以 第2空、；
要说明两球的碰撞为弹性碰撞，必修碰撞前后能量不变，，则 ，所以 第3空、 ；
（4）做平抛运动的物体，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，所以，下落高度一定，运动时间相同，水平射程与初速度大小成正比
【分析】本题考查平抛运动的实验，做平抛运动的物体，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，用测量长度来代替测速度，以及本实验的注意事项。
16．【答案】（1）A；C；D
（2）A；C
（3）A
【知识点】研究电磁感应现象
【解析】【解答】（1）产生感应电流的条件是：一是，形成闭合回路，二是，穿过回路的磁通量发生改变， 开关闭合瞬间，电流从无到有，穿过回路的磁通量发生改变，故AC正确；当电路稳定以后穿过回路的磁通量没有改变，故B错误，D正确。
故选ACD；
(2) AB闭合开关后，以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端 ，电路的电流发生改变，根据，磁感应强度就发生变化，故A正确，B错误；
C、根据，故C正确；
D、螺线管A的磁性强弱变化快慢影响与指针摆动方向无关，故B错误。
故选AC；
(3)根据，，故A正确，BCD错误；
故选A
【分析】 注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答；穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中会产生感应电流，根据题意判断磁通量是否变化，然后答题．
17．【答案】（1）解：根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）解：根据题意有
所以
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【分析】 (1)、求质子被回旋加速器加速能达到的最大速率vm， 洛伦兹力提供向心力 可知，半径越大速度就越大；
（2）求质子获得最大速度的过程中在回旋加速器中被加速的次数n，由动能定理可知，经过一次电场，粒子杯加速一次有： 。
18．【答案】（1）解：将圆盘看成由无数细辐条并联组成，每根辐条产生的感应电动势相同，设在Δt时间内，辐条转过的角度为α，则
在此过程中辐条扫过的面积为
扫过面积对应的磁通量变化量为
根据法拉第电磁感应定律可得
由此可知，当圆盘的角速度ω减小，发电机的电动势E减小；
（2）解：圆盘中产生感应电流；但没有电流通过电阻R。圆盘中产生涡旋电流，沿半径方向没有电势差，故没有电流通过电阻R。
【知识点】法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1） 本题是转动切割磁感线类型，运用等效法处理，将圆盘看成由无数细辐条并联组成，每根辐条产生的感应电动势相同， 法拉第电磁感应定律可得 ， 每根条过面积对应的磁通量变化量为 ，此题就解决了；
（2） 如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以B=kt规律变化（k为常数） ，及穿过圆盘的磁通量发生了改变， 但没有电流通过电阻R ， 圆盘中产生涡旋电流 ， 沿半径方向没有电势差 ，这一点是我们学生最容易混淆的地方。
19．【答案】（1）解：导体棒 MN 棒产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得
MN 棒两端的电压为
（2）解：在 时间内，外力 对导体棒做功为
整个电路生热为
可得
在 时间内外力对导体棒所做的功 与整个电路生热 相等。
【知识点】法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）本题考查导体棒MN棒产生的感应电动势为 ， 在结合闭合电路欧姆定律 ，然后求出路端电压；
（2）外力对导体棒做功为 ，导体棒运动切割磁感线产生感应电流，电流路过电阻产生热量，能量又是守恒的，所以有 。
20．【答案】（1）解：在很短时间Δt内，研究火箭及其喷出的燃气组成的系统，可以不考虑火箭的重力，系统动量守恒
火箭在喷气后增加的速度
（2）解：比冲的定义式为
在很短时间Δt内，火箭受到的冲量
代入比冲的定义式，该火箭发动机比冲的决定式
（3）解：设飞船质量为M，对飞船和火箭组成的系统，由动量定理可得
解得
【知识点】动量定理；动量守恒定律；反冲
【解析】【分析】（1）本题考查系统动量守恒 ；
（2）本题提出了一种全新的概念“比冲”，这是同学们，理解比较困难的地方，但是我们如果能把“比冲”分析清楚了，本题属于送分的题目， 比冲的定义式为 ，通过此表达式，让我们想起来了冲量 ；
（3） 以飞船和火箭组成的系统，由动量定理可得 ，本题可以解决了。
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2023届北京市通州区2022-2023学年高二下学期期中质量检测物理试题
一、单选题
1．（2023高二下·通州期中）玻璃杯从同一高度落下，落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量大
B．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的冲量大
C．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大
D．玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大
【答案】C
【知识点】动量定理
【解析】【解答】A.P=mv，2gh=v2-0，，v相同，则动量相同，A错误；
BD.由动量定理，，冲量、动量变化量均相同，BD错误；
C.由动量定理，在坚硬地面上，时间短，动量变化率大，C正确。
故选C
【分析】考查动量、冲量的概念，动量定理的应用，由冲量等于动量的变化量去分析
2．（2023高二下·通州期中）在下图的四幅图中，正确标明了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】安培力；左手定则—磁场对通电导线的作用
【解析】【解答】 解：根据左手定则可得，
A中安培力的方向是竖直向上的，A正确；
B中安培力的方向是竖直向下的，B错误；
C中安培力的方向是垂直纸面向外的，C错误；
D中安培力的方向是竖直向上的，D错误。
故选A．
【分析】 根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是导线受的安培力的方向．
3．（2023高二下·通州期中）我国北斗导航系统所使用的电磁波频率约1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约2450MHz；家用WiFi所使用的电磁波频率约5725MHz。则家用WiFi所使用的电磁波（　　）
A．波长比微波炉所使用的电磁波波长短一些
B．比微波炉所使用的电磁波更容易产生明显的衍射现象
C．比北斗导航所使用的电磁波更容易绕过障碍物
D．从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时其频率会变化
【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的衍射现象
【解析】【解答】 A、由家用WiFi 所使用的电磁波比微波炉加热食物所使用的电磁波短，A正确；
B、家用WiFi所使用的电磁波频率高于微波炉的频率，因此其波长较短，不易发生明显的衍射现象，故B错误；
C、家用WiFi所使用的电磁波频率高于北斗导航系统的频率， 更难绕过障碍物，故C错误；
D、电磁波的频率由振源决定，从一个房间穿越墙壁进入另一个房间后，频率保持不变，故D错误；
故选A。
【分析】 明确电磁波的性质，知道电磁波的频率由波源决定，同时明确偏振现象为横波特有的现象，同时掌握干涉和衍射的性质以及发生条件．
4．（2023高二下·通州期中）如图所示的理想变压器，其原线圈接在的交流电源上，副线圈接有阻值为22Ω的负载电阻R，原、副线圈匝数之比为5：1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为10.0A
B．电压表的示数约为62V
C．原线圈的输入功率为88W
D．原线圈的输出交流电的频率为10Hz
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值；变压器的应用
【解析】【解答】 AB、由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比由，副线圈的电压为44V，由欧姆定律可知，，再根据电流与匝数成反比有：，所以原线圈的电流的大小为0.4A，所以AB错误；
C、由功率的表达式有：P=UI=88W，所以C正确；
D、变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的频率为50HZ，所以D错误．
故选C。
【分析】 本题考查变压器的理解，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解，电压与匝数成正比由，电流与匝数成反比有：。
5．（2023高二下·通州期中）如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　）
A．线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视）
B．线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视）
C．线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小
D．线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大
【答案】C
【知识点】磁通量；楞次定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、从A到B上方的过程中，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向斜向上，据楞次定律判断可知：线圈中感应电流方向沿顺时针方向，A错误；
B、从位置B到C上方的过程中，穿过线圈的磁通量增大，磁场方向斜向下，据楞次定律判断可知：线圈中感应电流方向沿顺时针方向，B错误；
C、在C位置时，穿过线圈的磁通量最小为零，故C正确；
D、在A和C两处，线圈的速度不一样，因此磁通量的变化率不一样，电流大小就不一样，D错误；
【分析】 根据产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化，判断有无感应电流产生．根据楞次定律或右手定则来确定感应电流的方向．
6．（2022高三上·昌平期末）如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行、共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过玻璃泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B。根据上述信息可以得出（　　）
A．电子做圆周运动的轨道半径 B．电子做圆周运动的速度大小
C．电子做圆周运动的周期 D．电子的加速电压
【答案】C
【知识点】匀速圆周运动；动能定理的综合应用
【解析】【解答】电子经加速电场
电子进入磁场做匀速圆周运动，根据洛仑兹力提供向心力，有
又因为
解得
由于轨道半径无法确定，所以速度及加速电压也无法确定，而电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B，根据上述信息可以得出圆周运动的周期，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】电子在加速电场中根据动能定理得出电子进入磁场的速度，电子在磁场中做匀速圆周运动，结合洛伦兹力提供向心力，从而得出粒子运动周期的表达式。
7．（2023高二下·通州期中）如图所示，质量为m的金属杆ab处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，金属杆ab所受安培力大小为F，且始终静止于水平导轨上，下列说法正确的是（　　）
A．金属杆所受摩擦力为0
B．金属杆所受摩擦力大小为
C．金属杆对导轨压力为0
D．金属杆对导轨压力大小为
【答案】D
【知识点】安培力；摩擦力的判断与计算；共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】 作出金属杆受力的主视图，如图．
根据平衡条件得
Ff=Fsinθ
FN=mg+Fcosθ
ABC错误，D正确。
故选D。
【分析】 本题考查应用平衡条件解决磁场中通电导体的平衡问题，关键在于安培力分析 ，金属杆ab受到重力、安培力、导轨的支持力和摩擦力平衡，金属杆与磁场方向垂直，根据平衡条件列方程求解．
8．（2023高二下·通州期中）如图所示，我国直升机在北京上空悬停时，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为ω。该处地磁场的水平分量为B，竖直分量为B。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（　　）
A．，a端电势低于b端电势 B．，a端电势低于b端电势
C．，a端电势高于b端电势 D．，a端电势低于b端电势
【答案】B
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【解答】 每个叶片都切割磁感线，根据右手定则，a点电势低于b点电势．
感应电动势，故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
【分析】 本题的关键是转动切割产生感应电动势的表达式，以及会用右手定则判断感应电动势的方向
9．（2023高二下·通州期中）如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关S时，A、B灯立即同时亮
B．闭合开关S时，A灯先亮，B灯后亮
C．断开开关S时，AB灯立即同时熄灭
D．断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变
【答案】D
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】 AB、开关闭合后瞬间，B灯立刻亮，由于线圈自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，A灯逐渐变亮，故AB错误；
CD、开关由闭合到断开瞬间，B灯原来的电流瞬间消失，而线圈产生自感电动势阻碍A灯中电流减小，并与A、B组成回路，即A灯的电流流过B灯，原来两灯电流相等，则开关断开瞬间，电流都从原来的值开始减小，所以两灯均过一会儿才熄灭，而流过电感线圈的电流方向将发生改变，所以B等的电流发生改变．故C错误，D正确．
故选：D．
【分析】 开关闭合后瞬间，B灯立刻亮，由于线圈自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，A灯逐渐变亮．正常工作后，A灯、B灯一样亮．开关由闭合到断开瞬间，B灯原来电流立即消失，而线圈产生自感电动势与AB组成回路，由于阻碍作用使电流逐渐减小．
10．（2023高二下·通州期中）如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B，一个质量为m，电荷量为q，初速度大小为v的带电粒子从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了角，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．粒子带负电
B．粒子在Q点的速度大小为2v
C．粒子在磁场中运动的时间为
D．圆形磁场区域的半径为
【答案】D
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【解答】A、由左手定则可以， 粒子带正电 ，A错误；
B、洛伦兹力只改变力的方向，不改变的大小，所以粒子的速度不变，B错误；
C、带电粒子在磁场中的运动， 偏转角等于圆心角，则时间 ， C错误；
D、由带电粒子在磁场中的运动，由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，，解得：，由几何关系可得： ， D正确；
故选D。
【分析】本题考查带电粒子在磁场中的运动，洛伦兹力的方向由左手定则可得，然后由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，，由几何关系求解
11．（2023高二下·通州期中）如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法正确的是（　　）
A．子弹射入物块A的过程中，两物块的动量守恒
B．子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的冲量大小大于物块A对子弹的冲量大小
C．子弹射入物块A的过程中，子弹和物块A的机械能守恒
D．两物块运动过程中，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能
【答案】D
【知识点】弹性势能；动量定理；动量守恒定律；能量守恒定律；机械能守恒定律；冲量
【解析】【解答】 A、子弹射入物块A的过程中，两物块受到外力的作用动量不守恒，A错误；
B、子弹射入物块A的过程中，由牛顿第三定律子弹对物块A的冲量大小等于物块A对子弹的冲量大小，B错误；
C、子弹射入物块A的过程中，子弹和物块A之间存在摩擦力做功，故机械能不守恒，C错误；
D、两物块运动过程中，AB两物体之间只有动能和势能发生相互转化动能和势能发生相互转化机械能守恒，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能，D正确；
故选D。
【分析】本题考查动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零；机械能守恒的条件是只有重力或弹簧的弹力做功，物体的动能和势能发生相互转化。
12．（2023高二下·通州期中）如图所示，OMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，OM下端与MN相切。质量为m的小球B静止在水平轨道上，质量为2m的小球A从OM上距水平轨道高为h处由静止释放，A球进入水平轨道后，与B球发生弹性碰撞。A、B两小球均可视为质点。关于A、B球碰撞后的速度大小之比，正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】动量守恒定律；碰撞模型；动量与能量的其他综合应用
【解析】【解答】 设A球与B球碰撞前速度为v0，碰撞后A球和B球的速度分别为vA和vB．
A球从OMN轨道上下滑的过程，由机械能守恒定律得：，
得：
对于A、B碰撞的过程，取向右为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律得：
2mv0=2mvA+mvB
解得：
故选B。
【分析】本题先用机械能守恒定律得： ，求的A物体在最低点的速度，再根据动量守恒定律和能量守恒定律得：2mv0=2mvA+mvB， ，解得AB得速度。
13．（2022高二下·宿迁期末）为探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上（线圈电阻忽略不计），如图所示，他将线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，当闭合电源开关时，发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）指示灯亮。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是（　　）
A．增大电源电压 B．适当减小原线圈a的匝数
C．适当减小副线圈b的匝数 D．换一个电阻更小的灯泡
【答案】C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A．增大电源电压，根据
可知增大，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，则过载更大，A不符合题意；
B．适当减小原线圈a的匝数，根据
可知增加，则流过灯泡的电流增加，根据
可知增加，则仍过载，B不符合题意；
C．适当减小副线圈b的匝数，根据
可知减小，则流过灯泡的电流减小，根据
可知减小，则可解决过载，C符合题意；
D．换一个电阻更小的灯泡，根据
可知不变，则流过灯泡的电流增大，根据
可知增大，则仍过载，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】增大电源电压，流过灯泡的电流增大，适当减小原线圈a的匝数或者换一个电阻更小的灯泡，电路仍过载。
14．（2023高二下·通州期中）如图所示是磁流体发电机的示意图，在间距为d的平行金属板M、N间，存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与滑动变阻器相连，变阻器接入电路的电阻为R。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）连续以速度v平行于两金属板垂直射入磁场，理想电流表A的读数为I，下列说法正确的是（　　）
A．发电机的上极板M为正极
B．带正电的粒子在两极板间受到的洛伦兹力方向向上
C．发电机的效率
D．只增大M、N两板的面积，发电机的电动势增大
【答案】C
【知识点】磁流体发电机
【解析】【解答】 A、根据左手定则，带正电的粒子向下偏转， 下极板N为正极 ，故A错误；
B、根据左手定则，带正电的粒子向下偏转， 受到的洛伦兹力方向向下，故B正错误；
C、发电机的效率故C正确；
D、 只增大M、N两板的面积，根据 ， 发电机的电动势减小 ．故D错误．
故选C．
【分析】根据左手定则，判断带电的粒子的偏转方向以及洛伦兹力方向，再由发电机的效率， 由于只增大M、N两板的面积，平行板电容器会发生改变， 电动势也会改变。
二、实验题
15．（2023高二下·通州期中）用如图所示的装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。
（1）以下提供的器材中，本实验必须使用的是______（选填选项前字母）；
A．刻度尺 B．天平 C．秒表
（2）关于该实验的注意事项，下列说法正确的是______（选填选项前字母）；
A．斜槽轨道必须光滑
B．斜槽轨道末端的切线必须水平
C．AB两球半径相同
（3）用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。测得A球的质量为，B球的质量为。为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足　 　（选填“＞”“＜”或“＝”），当满足表达式　 　时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式　 　时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量表示）
（4）实验中，“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”的依据是　 　。
【答案】（1）A；B
（2）B；C
（3）>；；
（4）平抛运动的下落高度一定，运动时间相同，水平射程与初速度大小成正比
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】 （1）设落地时间为t，则，碰撞后球A的速度，球B的速度，
而动量守恒的表达式是mAv0=mAvA+mBvB
若两球相碰前后的动量守恒，则mA OD+mB OF=mA OE，
所以需要测量OD、OE、OF的长度以及小球的质量，则需要刻度尺、天平，故选：AB．
（2） 该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故A错误；通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故B正确；C、 AB两球半径相同，是为了保证发生正碰，故C正确
(3)我们用质量打的碰质量小的，防止A物体反弹，所以 第1空填：> ；
设落地时间为t，则，碰撞后球A的速度，球B的速度，
而动量守恒的表达式是mAv0=mAvA+mBvB
若两球相碰前后的动量守恒，则mA OD+mB OF=mA OE，所以 第2空、；
要说明两球的碰撞为弹性碰撞，必修碰撞前后能量不变，，则 ，所以 第3空、 ；
（4）做平抛运动的物体，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，所以，下落高度一定，运动时间相同，水平射程与初速度大小成正比
【分析】本题考查平抛运动的实验，做平抛运动的物体，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，用测量长度来代替测速度，以及本实验的注意事项。
16．（2023高二下·通州期中）用如图所示装置探究电磁感应现象，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电池组上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。
（1）实验过程中，下列说法正确的是______（选填选项前字母）；
A．开关闭合瞬间，电流计指针会偏转
B．只要开关是闭合的，电流计指针就会偏转
C．该装置是用来探究线圈B中感应电流产生条件的
D．开关闭合，向右匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针会偏转
（2）为了探究影响感应电流的因素，闭合开关后，以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端（仪器无损坏），观察指针摆动情况；由此实验可得出恰当的结论是______（选填选项前字母）；
A．滑片P从最左端滑到最右端，螺线管A的磁性变强
B．滑片P从最左端滑到最右端，螺线管A的磁性变弱
C．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D．螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
（3）为了探究影响感应电流的因素，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P不动，只以不同的速度插入线圈A，若三次依次插入的速度，观察到电流计指针偏离中间0刻度线的角度。由此实验可以得出直接的结论是______（选填选项前字母）。
A．线圈A插入得越快，螺线管B中产生的感应电流越大
B．线圈A的匝数越多，螺线管B中产生的感应电流越大
C．当线圈A拔出时，电流计的指针向相反方向偏转
D．线圈A插入得越快，螺线管B中磁通量的变化量越大
【答案】（1）A；C；D
（2）A；C
（3）A
【知识点】研究电磁感应现象
【解析】【解答】（1）产生感应电流的条件是：一是，形成闭合回路，二是，穿过回路的磁通量发生改变， 开关闭合瞬间，电流从无到有，穿过回路的磁通量发生改变，故AC正确；当电路稳定以后穿过回路的磁通量没有改变，故B错误，D正确。
故选ACD；
(2) AB闭合开关后，以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端 ，电路的电流发生改变，根据，磁感应强度就发生变化，故A正确，B错误；
C、根据，故C正确；
D、螺线管A的磁性强弱变化快慢影响与指针摆动方向无关，故B错误。
故选AC；
(3)根据，，故A正确，BCD错误；
故选A
【分析】 注意该实验中有两个回路，一是电源、电键、变阻器、小螺线管串联成的回路，二是电流计与大螺线管串联成的回路，据此可正确解答；穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合电路中会产生感应电流，根据题意判断磁通量是否变化，然后答题．
三、解答题
17．（2023高二下·通州期中）回旋加速器在核技术、核医学等领域得到了广泛应用，其原理如图所示。D1和D2是两个中空的、半径为R的半圆金属盒，接在电压恒为U的交流电源上，位于D1圆心处的质子源A能产生质子（初速度可忽略，重力不计，不考虑相对论效应），质子在两盒狭缝间的电场中运动时被加速。D1、D2置于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的质量为m，带电荷量为q。求：
（1）质子被回旋加速器加速能达到的最大速率vm；
（2）质子获得最大速度的过程中在回旋加速器中被加速的次数n。
【答案】（1）解：根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（2）解：根据题意有
所以
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【分析】 (1)、求质子被回旋加速器加速能达到的最大速率vm， 洛伦兹力提供向心力 可知，半径越大速度就越大；
（2）求质子获得最大速度的过程中在回旋加速器中被加速的次数n，由动能定理可知，经过一次电场，粒子杯加速一次有： 。
18．（2023高二下·通州期中）如图所示为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。圆盘处于水平向右的匀强磁场中，圆盘平面与磁感线垂直。从左向右看，圆盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。已知匀强磁场磁感应强度大小为B，圆盘半径为r，定值电阻的阻值为R。
（1）圆盘中任意一半径都在切割磁感线，它可以看成一个电源。推导论证当圆盘的角速度ω减小，这个发电机的电动势E的变化情况；
（2）如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以B=kt规律变化（k为常数），请判断是否有电流通过电阻R？简要说明理由。
【答案】（1）解：将圆盘看成由无数细辐条并联组成，每根辐条产生的感应电动势相同，设在Δt时间内，辐条转过的角度为α，则
在此过程中辐条扫过的面积为
扫过面积对应的磁通量变化量为
根据法拉第电磁感应定律可得
由此可知，当圆盘的角速度ω减小，发电机的电动势E减小；
（2）解：圆盘中产生感应电流；但没有电流通过电阻R。圆盘中产生涡旋电流，沿半径方向没有电势差，故没有电流通过电阻R。
【知识点】法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1） 本题是转动切割磁感线类型，运用等效法处理，将圆盘看成由无数细辐条并联组成，每根辐条产生的感应电动势相同， 法拉第电磁感应定律可得 ， 每根条过面积对应的磁通量变化量为 ，此题就解决了；
（2） 如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以B=kt规律变化（k为常数） ，及穿过圆盘的磁通量发生了改变， 但没有电流通过电阻R ， 圆盘中产生涡旋电流 ， 沿半径方向没有电势差 ，这一点是我们学生最容易混淆的地方。
19．（2023高二下·通州期中）如图所示，宽度为L的U型导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒MN沿光滑导线框向右做匀速运动，PQ间接有阻值为R的电阻。已知，导体棒MN的电阻为r，运动的速度为v。导线框的电阻不计。
（1）求MN棒两端的电势差U；
（2）推导论证在时间内外力对导体棒所做的功W与整个电路生热Q的关系。
【答案】（1）解：导体棒 MN 棒产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得
MN 棒两端的电压为
（2）解：在 时间内，外力 对导体棒做功为
整个电路生热为
可得
在 时间内外力对导体棒所做的功 与整个电路生热 相等。
【知识点】法拉第电磁感应定律；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）本题考查导体棒MN棒产生的感应电动势为 ， 在结合闭合电路欧姆定律 ，然后求出路端电压；
（2）外力对导体棒做功为 ，导体棒运动切割磁感线产生感应电流，电流路过电阻产生热量，能量又是守恒的，所以有 。
20．（2023高二下·通州期中）如图所示，火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。设质量为m的火箭由静止发射时，在极短的时间内喷射燃气的质量是，喷出的燃气相对地面的速率是u。
（1）求火箭在喷气后增加的速度；
（2）比冲是用于衡量火箭引擎燃料利用效率的重要参数。所谓“比冲”，是指火箭发动机工作时，在一段时间内对火箭的冲量与这段时间内所消耗燃料的质量的比，数值上等于消耗单位质量的燃料时火箭获得的冲量。假设用F表示喷气过程中火箭获得的向前的推力，用表示火箭发动机的比冲，请根据题目信息写出比冲的定义式，并推导该火箭发动机比冲的决定式；
（3）1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭（发动机已熄火），如图所示。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为，开动时间为，测出飞船和火箭的速度变化为。不考虑飞船质量的变化，推导出测得宇宙飞船质量的表达式。
【答案】（1）解：在很短时间Δt内，研究火箭及其喷出的燃气组成的系统，可以不考虑火箭的重力，系统动量守恒
火箭在喷气后增加的速度
（2）解：比冲的定义式为
在很短时间Δt内，火箭受到的冲量
代入比冲的定义式，该火箭发动机比冲的决定式
（3）解：设飞船质量为M，对飞船和火箭组成的系统，由动量定理可得
解得
【知识点】动量定理；动量守恒定律；反冲
【解析】【分析】（1）本题考查系统动量守恒 ；
（2）本题提出了一种全新的概念“比冲”，这是同学们，理解比较困难的地方，但是我们如果能把“比冲”分析清楚了，本题属于送分的题目， 比冲的定义式为 ，通过此表达式，让我们想起来了冲量 ；
（3） 以飞船和火箭组成的系统，由动量定理可得 ，本题可以解决了。
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