2022-2023学年福建省福州市平潭县重点中学高二（下）期中物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年福建省福州市平潭县重点中学高二（下）期中物理试卷一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）1.金属探测器如图所示，当金属中处在变化的磁场中时，这个磁场能在金属物体的内部产生涡电流。涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声。考生进考场时，每个同学都必须经过金属探测器的检查。关于金属探测器的检查，下列说法不正确的是(

)A.金属探测器的工作原理是利用了电磁感应的原理

B.金属探测器探测到考生衣服上的金属扣时，金属扣中感应出涡流

C.此金属探测器也可用于食品生产，检测食品中是否混入细小的砂粒

D.探测过程中，无论金属探测器与被测金属处于相对静止状态，还是相对运动状态，都能产生涡流2.如图所示，A、B两灯相同，L是带铁芯的电阻可不计的线圈，下列说法中错误的是(

)A.开关K合上瞬间，A、B同时亮着

B.K合上稳定后，A灯熄灭，B灯变亮

C.K断开瞬间，A、B同时熄灭

D.K断开瞬间，B立即熄灭，A过一会儿再熄灭

3.某静电除尘装置由带正电的金属圆筒Q和带负电的线状电极P组成，其横截面上的电场线分布如图所示，A、B、M、N四点到P距离相等，则(

)A.A、B两点电势相等

B.M、N两点电场强度相同

C.带负电的粉尘从B点运动到C点，电势能减小

D.带电荷量均为−q的粉尘由P分别运动到A、B两点时，电场力所做的功W4.2021年5月11日，浙江卫视三星GalaxyZFold25G折量屏手机《迫星星的人》开启新征程，来到平潭岛。在气候宜人的“白金海岸”潭南湾，吴奇隆、窦骁、宋轶、张杰瑞将携手钟汉良、陈楚生，在温暖的海风中仰望星空，享受解压偶像之旅，宋轶体验海上飞龙全程尖叫。如图所示，宋轶和工作人员在玩海上飞龙时，工作人员操控喷射式悬浮飞行器将水带送上来的水反转180°后竖直向下以相等大小的速度喷出，令宋轶和工作人员悬停在空中。已知宋轶、工作人员与装备的总质量MA.7.1m/s B.9.0m/s二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）5.如图甲所示，N=10匝的线圈(图中只画了1匝)，电阻r=10Ω，其两端a、b与一个R=20A.线圈中的感应电流大小为0.03A

B.电阻R两端的电压为0.2V

C.线圈中感应电流的方向由b到a

D.06.2017年4月26日，我国第一艘国产航母成功下水，标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。它的舰载机和辽宁舰一样采用的滑跃式起飞，滑跃式起飞和弹射式起飞在作战效能上有较大的差距的，弹射起飞是航母的主流，航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示。当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去。则下列说法正确的是(

)A.合上开关S的瞬间，从右侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流

B.若金属环固定，合上开关S的瞬间金属环将有收缩趋势

C.若将金属环置于线圈的右侧，金属环将向左弹射

D.若将电池正负极调换后，金属环仍能向左弹射7.如图甲所示为一自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图，线圈均匀绕在圆环形铁芯上，滑动触头C在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个变阻器R，若AB间输入图乙所示的交变电压，则(

)

A.当t=2×10−2s时，电压表的示数为零

B.AB间输入电压的瞬时值u=2202si8.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件，当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，电脑进入休眠状态。休眠状态时、简化原理如图所示，宽为a、厚为b、长为c的矩形半导体霍尔元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，其载流子是电荷量为e的自由电子，当通入方向向右、大小为I的电流时，元件前、后表面间电压为U，则此时元件的(

)

A.前表面的电势比后表面的低 B.自由电子受到的洛伦兹力大小为eUa

C.前、后表面间的电压U与b无关 D.前、后表面间的电压U与三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）9.如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=50匝，线圈ab的边长为l1=0.2m，bc的边长为l2=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=

10.如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100kW，输出电压U1=500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=1：20，降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3：n4=480：11四、实验题（本大题共2小题，共14.0分）11.用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接。安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下：

步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上.重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；

步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞.重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；

步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．

(1)对于上述实验操作，下列说法正确的是______。

A.轨道一定是光滑的

B.必须要测量轨道末端到地面的高度

C.每次小球1都要从同一高度由静止滚下

D.实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动

(2)入射小球1与被碰小球2直径相同，它们的质量m1和m2的大小应满足m1______m2。(填“>”、“<”或“=”)

(3)实验时，要验证两小球碰撞前后动量是否守恒，下列表达式正确的是______。

A.m1OP−=12.在做《测定金属的电阻率》的实验中，若待测电阻丝的电阻约为5Ω，要求测量结果尽量准确，备有以下器材：

A.电池组(3V、内阻约为1Ω)

B.电流表(0～3A，内阻约为0.0125Ω)

C.电流表(0～0.6A，内阻约为0.125Ω)

D.电压表(0～3V，内阻约为4kΩ)

E.电压表(0～15V，内阻约为15kΩ)

F.滑动变阻器(0～20Ω，允许最大电流1A)

五、简答题（本大题共1小题，共11.0分）13.如图所示，在直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，半径为R=1m，其边界与x轴正半轴相切于M点，与y轴负半轴相切于P点，MN为圆的一条直径。一比荷为qm=33×106C/kg的正电荷从y轴正半轴上的A点垂直电场线方向射入，其初速度v0=1×六、计算题（本大题共2小题，共27.0分）14.相距为L=0.5m的竖直平行金属轨道，上端接有一阻值为R=2Ω的电阻，导轨间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。一根质量为m=0.03kg、长度也为L、电阻r=1Ω的金属杆，从轨道的上端由静止开始下落，下落过程中始终与导轨接触良好并保持水平，经过一段时间后金属杆匀速运动。(不计空气阻力，重力加速度g15.如图所示，一轻质弹簧的一端固定在滑块B上，另一端与滑块C接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上。现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=1.8m高处由静止开始滑下，与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动，经一段时间，滑块C脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出。已知mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求：

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、金属探测器采用了电磁互感原理，故A正确；

B.金属探测器探测到考生衣服上的金属扣时，金属扣中感应出涡流，反过来影响探测器，故B正确；

C.因为砂粒是绝缘体，不能发生电磁感应现象，无法影响金属探测器，此金属探测器不可以检测食品中是否混入细小的砂粒，故C错误；

D.探测过程中，由于金属中处在变化的磁场中时，无论金属探测器与被测金属处于相对运动状态，还是相对静止状态，都能产生变化的磁场时，产生涡流，故D正确。

本题选错误的故选：C。

探测环中的发射线圈通以正弦式电流，被测金属物中产生的是交变电流，违规携带的物品只要是金属就会被探测到，从而即可求解。

本题考查了电磁感应在生活和生产中的应用，理解金属探测器的原理是解题的关键，注意恒定直流与交变电流的区别。

2.【答案】C

【解析】解：A.开关K闭合的瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，线圈相当于断路，则A、B两灯同时获得电压，所以A、B同时亮着，故A正确；

B.K合上稳定后，由于线圈电阻不计，线圈将A灯短路，A灯熄灭，而外电阻减小，流过B灯电流变大，B灯变亮，故B正确；

CD.断开开关K的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，自感电流流过A灯，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故D正确，C错误。

本题选择错误的，

故选：C。

当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化，根据自感现象的规律来分析。3.【答案】C

【解析】解：A.根据沿电场方向电势降低，根据电场线的疏密程度可知，PA间的电场强度大于PB间的电场强度，又A、B两点到P距离相等，可知UAP>UBP

则有A点电势大于B点电势，故A错误；

B.根据电场的叠加及对称性可知，M、N两点电场强度大小相等，但方向不同，故B错误；

C.带负电的粉尘从B点运动到C点，电场力做正功，电势能减小，故C正确；

D.带电荷量均为−q的粉尘由P分别运动到A、B两点时，有WPA=−qUPA=qUAP>4.【答案】A

【解析】解：设喷嘴处喷水的速度大小为v，每个喷嘴喷出的水对人的作用力大小均为F，运动员与装备悬停在空中，受力平衡，则有Mg=2F

故F=Mg2

选择喷嘴喷出的一小段水柱为研究对象，设在较短的时间Δt内，一个喷嘴喷出水的质量为Δm=ρΔV=ρSvΔt

一个喷嘴喷出的水与人的接触面积S=πd24

规定竖直向下为正方向，由动量定理可得FΔ5.【答案】BC【解析】解：AB、线圈产生的感应电动势的大小为E=NΔΦΔt=10×6×10−22V=0.3V

线圈中的感应电流大小为I=ER+r=0.320+10A=0.01A

故电阻R两端的电压为U=IR=0.01×6.【答案】BD【解析】解：A、线圈中电流为左侧流入，根据安培定则可知，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由右侧看为顺时针；故A错误；

B、若金属环固定，合上开关S的瞬间磁场变强，则由楞次定律可知，金属环将有收缩趋势。故B正确；

C、若将金属环置于线圈的右侧，根据“来拒去留”可得，金属环将向右弹射。故C错误；

D、若金属环放在线圈左方，根据“来拒去留”可得，环将向左运动；电池正负极调换后，金属环受力仍然向左，故仍将向左弹出；故D正确；

故选：BD。

由右手螺旋定则可求得线圈中的磁场方向，再由楞次定律明确电流方向及环的受力方向。

本题要掌握楞次定律的两种描述，一是“增反减同”；二是“来拒去留”；并能灵活根据它们去判断电流方向及受力方向。7.【答案】BC【解析】解：A、电压表的示数为有效值，则当t=2×10−2s时，电压表的示数一定不为零，故A错误；

B、由图可知，交变电压的峰值为Um=2202V

周期T=2×10−2s

则角速度ω=2πT=2π2×10−2rad/s=100πrad/s

AB间输入电压的瞬时值为u=Umsinωt8.【答案】BD【解析】解：A.当通入方向向右、大小为I的电流时，根据左手定则可知电子受到的洛伦兹力指向后表面，结合电子的电性可知后表面带负电，由此可分析出前表面的电势比后表面的高，故A错误；

B.元件前、后表面间电压为U时，洛伦兹力和电场力平衡，则有

F洛=eUa，故B正确；

CD.根据电流的微观表达式I=nevab

洛伦兹力和电场力平衡，则有evB=eUa

联立解得：U=IBneb9.【答案】100

45【解析】解：感应电动势的最大值为Em=NBSω=NBl1l2ω=50×0.4×0.2×0.2510.【答案】4×103【解析】解：升压变压器原线圈电流为I1=P1U1=100×103500A=200A

理想变压器原副线圈电流比等于匝数的反比，升压变压器副线圈电流为I2=n1n2I1=120×200A11.【答案】C

>

A

【解析】解：(1)A、只要入射球从斜槽的同一位置由静止释放，小球到达斜槽末端时的速度相等，斜槽不需要光滑，故A错误；

B、因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，所以不需要测量轨道末端到地面的高度，故B错误；

C、每次小球1都要从同一高度由静止滚下，以保证小球到达斜槽轨道末端时的速度相等，故C正确；

D、实验中白纸不能移动，但复写纸是可以移动的，可以保证落点位置不变，故D错误．

故选：C。

(2)实验中为了防止入射球反弹，应让入射球质量大于被碰球的质量．

(3)因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，OP是A球不与B球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，该位移可以代表碰撞后B球的速度，当所测物理量满足表达式m1OP−=m1OM−+m2ON−，说明两球碰撞遵守动量守恒定律，故A正确，12.【答案】C

F

偏小

随着电阻丝中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大

【解析】解：(1)电路中的最大电流I=ERx+r=35+1A=0.5A

所以电流表应选C。

由于电路中的电压从零开始变化，滑动变阻器应用分压式接入电路，所以应选阻值较小的便于操作，即选F。

(2)由题图的测量电路可知，由于电压表的分流作用，使电流表的测量值比真实值偏大，由R=UI

13.【答案】解：(1)正电荷在电场做匀变速曲线运动由牛顿第二定律得：

a=qEm

x轴方向粒子做匀速直线运动：

R=v0t

y轴方向做匀加速直线运动：

v0tanθ=at

联立解得：E=3×106N/C

(2)正电荷在磁场中做匀速圆周运动

v=v0cosθ

解得：v=2v0

【解析】(1)正电荷在电场中做类平抛运动，根据运动学公式和牛顿第二定律即可求解匀强电场的场强；

(2)根据运动的分解求出正电荷到达M点的速度，正电荷在磁场中做匀速圆周运动，由几何知识求出半径，再根据洛伦兹力提供向心力求匀强磁场的磁感应强度B14.【答案】解：(1)经分析可知，当安培力等于导体棒重力的时