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（含答案）

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姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题1．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．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．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．如图所示的理想变压器，其原线圈接在u=311sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有阻值为22Ω的负载电阻A．电流表的示数为10.0AB．电压表的示数约为62VC．原线圈的输入功率为88WD．原线圈的输出交流电的频率为10Hz5．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．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．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0B．金属杆所受摩擦力大小为FC．金属杆对导轨压力为0D．金属杆对导轨压力大小为mg+F8．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．ByL2ω，a端电势低于b端电势 B．12C．12ByL2ω，a端电势高于b端电势 D．9．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．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θ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2vC．粒子在磁场中运动的时间为mD．圆形磁场区域的半径为mv11．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．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．1：2 B．1：4 C．4：1 D．2：113．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．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η=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．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mA，B球的质量为mB。为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足mAmB（选填“＞”“＜”或“＝”），当满足表达式（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．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v1<vA．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．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．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．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Δt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．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Δt内喷射燃气的质量是Δm，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Δv；（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τ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F'，开动时间为Δt，测出飞船和火箭的速度变化为Δ

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A.P=mv，2gh=v2-0，v2gh，v相同，则动量相同，A错误；

BD.由动量定理，I=∆p=0-mv，冲量、动量变化量均相同，BD错误；

C.由动量定理I=Ft=∆p=0-mv，F=∆Pt，在坚硬地面上，时间短，动量变化率大，C正确。

2．【答案】A【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【解析】【解答】A、由λ=CT=C1f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。4．【答案】C【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U1U2=n1n2，副线圈的电压为44V，由欧姆定律可知，I2=U2R=2A，再根据电流与匝数成反比有：5．【答案】C【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【解析】【解答】电子经加速电场eU=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evB=m又因为T=解得T=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【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【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E=12ByL2ω9．【答案】D【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【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t=mBqθ，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，qvB=mv2r，解得：v=mvqB，由几何关系可得：11．【答案】D【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【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：2mgh=122mv0212mv02，

得：v0=2gh2gh

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

113．【答案】C【解析】【解答】A．增大电源电压Ua，根据可知Ub增大，则流过灯泡的电流Ib可知IaB．适当减小原线圈a的匝数na，根据可知Ub增加，则流过灯泡的电流Ib可知IaC．适当减小副线圈b的匝数nb，根据可知Ub减小，则流过灯泡的电流Ib可知IaD．换一个电阻更小的灯泡，根据U可知Ub不变，则流过灯泡的电流Ib可知Ia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【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η=I2RIE=IRBvd故C正确；

D、只增大M、N两板的面积，根据C=εS4kπ=Q15．【答案】（1）A；B（2）B；C（3）>；mA⋅OE=（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【解析】【解答】（1）设落地时间为t，则v0=OEt，碰撞后球A的速度vA=ODtv1=OMt，球B的速度vB=OFtONt，

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v0=OEt，碰撞后球A的速度vA=ODtv1=OMt，球B的速度vB=【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【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B=kIr，磁感应强度就发生变化，故A正确，B错误；

C、根据E=∆Φ∆t，I=ER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【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q解得v（2）解：根据题意有nqU=所以n=【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qv（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qU=12m18．【答案