北京市房山区2022-2023学年高二下学期期中物理试题（含答案）

北京市房山区2022-2023学年高二下学期期中物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、单选题1．四幅图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是（）A． B．C． D．2．关于电磁场和电磁波，下列说法不正确的是（）A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场能够产生电场B．麦克斯韦第一次通过实验验证了电磁波的存在C．无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线都是电磁波D．紫外线是一种波长比紫光更短的电磁波，能够灭菌消毒3．关于穿过线圈的磁通量与感应电动势的关系，下列说法正确的是（）A．磁通量变化越大，感应电动势一定越大B．磁通量增加时，感应电动势一定变大C．磁通量变化越快，感应电动势一定越大D．磁通量为零时，感应电动势一定为零4．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OOA．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向垂直D．0.02s时线圈中磁通量最大5．如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（）A．铝框与磁铁转动方向相反B．铝框始终与磁铁转动的一样快C．铝框是因为受到安培力而转动的D．当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动6．回旋加速器的工作原理如图所示。D1和D2是两个中空的半圆金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，由高频振荡器产生的交变电压u加在两盒的狭缝处。A处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（）A．带电粒子在D形盒内被磁场不断地加速B．交变电压的周期等于带电粒子在磁场中做圆周运动周期的一半C．两D形盒间交变电压u越大，带电粒子离开D形盒时的动能越大D．保持磁场不变，增大D形盒半径，能增大带电粒子离开加速器的最大动能7．如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（）A．A板带正电 B．线圈L两端电压在增大C．电容器C正在充电 D．电场能正在转化为磁场能8．如图所示，U-I图像中，直线I为电源E的路端电压与电流的关系图线，直线II为电阻R的U-I图线，用电源E直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（）A．R的阻值为1.5ΩB．电源电动势为3.0V，内阻为0.5ΩC．电源的输出功率为3.0WD．电阻R消耗的功率为3.0W9．如图所示，一根长1m左右的空心铝管竖直放置，把一枚磁性比较强的小圆柱形永磁体从铝管上端放入管口，圆柱直径略小于铝管的内径。让磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时，没有跟铝管内壁发生摩擦。有关磁体在铝管中下落的过程，下列说法可能正确的是（）A．磁体做自由落体运动B．磁体受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下C．磁体受到铝管中涡流的作用力方向一直向上D．磁体的机械能守恒10．如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，有a、b两个电子从同一处沿垂直磁感线方向开始运动，a的初速度为v，b的初速度为2v，则（）A．a做圆周运动的轨道半径大B．b做圆周运动的周期大C．a、b同时回到出发点D．a、b在纸面内做逆时针方向的圆周运动11．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的共轴的圆形线圈，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，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形．若只增大电子枪的加速电压或励磁线圈中的电流，下列说法正确的是A．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径不变B．增大电子枪的加速电压，电子束的轨道半径变小C．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径不变D．增大励磁线圈中的电流，电子束的轨道半径变小12．甲同学用多用电表的欧姆挡判断一个变压器线圈是否断路。同组的乙同学为方便甲同学测量，没有注意操作的规范，用双手分别握住裸露线圈的两端让甲同学测量。测量完成后，甲同学把多用电表的表笔与测量线圈脱离。关于该组同学在实验中可能出现的情况，下列说法正确的是（）A．测量时，由于线圈会发生自感现象导致多用电表的指针不发生偏转B．测量时，多用电表中的电源会让乙同学有“触电”的感觉C．当多用电表的表笔与线圈两端脱离时，乙同学和线圈中流过的电流大小相等D．该实验不能判断出线圈是否存在断路13．特高压交流输电是指100kV及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低等突出优势。远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到原来的3倍，则（）A．输电线上的电流增大为原来的3倍B．输电线上损失的电压降低为原来的1C．输电线上的电能损失增大为原来的9倍D．用户得到的电功率增大为原来的3倍14．在实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）A．当污水中离子浓度升高时，MN两点电压将增大B．磁感应强度B不变，当污水流速恒定时，MN两点电压U为零C．测出磁感应强度B及MN两点电压U的值，就能够推算污水的流量D．测出磁感应强度B、直径d及MN两点电压U的值，就能推算污水的流量二、实验题15．如图甲为“探究影响感应电流方向的因素”实验装置，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。（1）将条形磁铁S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向左偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。通过螺线管中的感应电流方向为（填“A→B”或“B→A”）。（2）经分析可得出结论：磁铁S极向下插入螺线管时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向（填“相同”或“相反”）。（3）接上面的（1），将条形磁铁从螺线管中抽出时，电流表的指针向（填“左”或“右”）偏转。16．某学习小组作“探究变压器原、副线圈电压和匝数关系”的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。（1）下列说法正确的是__________。A．为保证实验安全，原线圈应接低压交流电源B．多用电表应置于交流电压挡C．原线圈电压及匝数不变，改变副线圈匝数，可研究副线圈匝数对输出电压的影响D．变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈（2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择_________。A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成（3）该实验小组认真检查电路无误后，分别测出相应的原线圈电压U1、副线圈电压U2。若A、B线圈匝数分别为n1=240匝、n2=120匝，在原线圈两端依次加上不同的电压，分别测量原、副线圈两端的电压。将所得数据标记在坐标系中，如图所示。请你做出U1-U2图像、图像的斜率k=（保留两位有效数字）序号12345原线圈：U1(V)2.04.06.08.010.0副线圈：U1(V)0.901.822.753.634.50（4）实验发现，U1-U2图像的斜率k与n1A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化三、解答题17．如图甲所示N=200匝的线圈（图中只画了2匝），电阻r=2Ω，其两端与一个R=48Ω的电阻相连。线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示规律变化。（1）判断通过电阻R的电流方向；（2）求线圈产生的感应电动势E；（3）求线圈两端的电压U。18．质谱仪的原理简图如图所示。一带正电的粒子从狭缝S1经S1和S2之间电场加速后进入速度选择器，P1、P2两板间的电压为U，间距为d，板间还存在着匀强磁场，磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向外。带电粒子沿直线经速度选择器从狭缝S3垂直MN入偏转磁场，该磁场磁感应强度的大小为B2，方向垂直纸面向外。带电粒子经偏转磁场后，打在照相底片上的H点，测得S3、H两点间的距离为l。不计带电粒子的重力。求∶（1）速度选择器中电场强度E的大小和方向；（2）带电粒子离开速度选择器时的速度大小v；（3）带电粒子的比荷qm19．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，放置一段通有电流为I，长度L，质量m的导体棒，电流方向垂直纸面向里，试求：（1）若空间中有竖直向上的匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，则所加匀强磁场的磁感应强度B1（2）要使导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场的磁感应强度B2（3）如果磁场的大小方向可变，棒依然静止，匀强磁场沿什么方向时磁感应强度最小，最小值为多少？20．水平平行放置的两根足够长的直光滑金属导轨上放有一根导体棒ab，ab与导轨垂直，其电阻为0.02Ω，质量为0.1kg，它在导轨间的长度为1m，导轨处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为0.2T，电路中电阻R的阻值为0.08Ω，其它电阻不计，求：（1）断开电键K，ab在大小为0.1N、水平向右的恒力F作用下，由静止开始沿轨道滑动过程中ab产生的电动势随时间变化的表达式；（2）当ab以10m/s的速度滑动时闭合电键，并同时撤掉力F，那么由此时开始以后的时间里电阻R所消耗的电能；（3）在上述（2）的情况下，导体棒ab能滑行的最大距离。

答案解析部分1．【答案】A【解析】【解答】A．由左手定则可知，安培力与磁感应强度方向和电流方向关系正确，故A正确；

B．电流方向与磁场方向平行，则导线不受安培力，故B错误；

C．由左手定则可知，安培力方向应向下，故C错误；

D．由左手定则可知，安培力方向应垂直纸面向外，故D错误。

故选A。

【分析】由手定则确定安培力与磁感应强度方向和电流方向关系。2．【答案】B【解析】【解答】解：A、变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场．所以电场和磁场总是相互联系着的，故A正确；B、麦克斯韦只是预言了电磁波的存在；是赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在；故B错误；C、电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线，故B正确；D、紫外线的波长比紫光的短，它可以进行灭菌消毒；故D正确；本题选择错误的，故选：B【分析】电磁波是由变化电磁场产生的，电磁波有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线．它们的波长越来越短，频率越来越高．3．【答案】C【解析】【解答】A．由法拉第电磁感应定律可知，磁通量变化越大，感应电动势不一定越大，还与变化时间有关，故A错误；

B．当磁通量均匀增加时，由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势不变，故B错误；

C．磁通量变化越快，即磁通量变化率越大，则感应电动势越大，故C正确；

D．磁通量为零时，如果磁通量变化率不为零，则感应电动势不为零，故D错误。

故选C。

【分析】由法拉第电磁感应定律逐项分析即可。4．【答案】A【解析】【解答】A．电流表的示数为交流电的有效值即I=Im2=1022A=10A，故A正确；

B．由图乙可知，周期为0.02s，则角速度为ω=2π5．【答案】C【解析】【解答】ABC．转动磁铁时，通过铝框的磁通量发生变化，根据“来拒去留”可知，铝框与磁铁转动方向相同，且铝框转动比磁铁转动更滞后，由于转动过程中铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流，铝框受到安培力作用而发生转动，故AB错误，C正确；

D．当磁铁停止转动后，铝圈转过过程中由于穿过铝圈的磁通量变化，铝框中产生感应电流，动能转化为内能，即当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将减速转动，最后停止，故D错误。

故选C。

【分析】根据“来拒去留”分析铝框的转动方向、转动快慢；由能量守恒分析当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框的运动情况。6．【答案】D【解析】【解答】A．带电粒子在两盒的狭缝处间的电场中不断加速，在D形盒内偏转，故A错误；

B．为了带电粒子能在电场中同步加速，则交变电压的周期等于带电粒子在磁场中做圆周运动周期，故B错误；

CD．当带电粒子运动半径达到D形盒半径时，带电粒子的动能最大，则有qvmB=mv2R，则E7．【答案】D【解析】【解答】AC．由于电流正在增大，说明电容器处于放电过程，根据图中电流方向可知，B板带正电，故AC错误；

B．由于电容器处于放电过程，则A、B两点电压减小，即线圈L两端电压在减小，故B错误；

D．由于电容器处于放电过程，电场能减小，电流正在增大，则磁场能增大，所以电场能正在转化为磁场能，故D正确。

故选D。

【分析】根据电流变化，分析电容器充、放电情况，由电流方向确定两极板的电性，根据能量转化进行分析电场能与磁场能转化情况。8．【答案】A【解析】【解答】A．由图线II可知，R的阻值为R=1.51.0Ω=1.5Ω，故A正确；

B．图线I与纵轴的交点表示电动势即为3.0V，图线I直线的斜率绝对值表示内阻即r=3.02.0Ω=1.5Ω，故B错误；

CD．两图线的交点即为此时电路的工作点，则电源的输出功率为P=1.5×1.0W=1.5W，电阻9．【答案】C【解析】【解答】ABC．将空心铝管看成由无数个圆形线圈组成，小圆柱形永磁体下落过程中穿过圆形线圈的磁通量发生变化，圆形线圈中产生感应电流，根据楞次定律可知，感应电流阻碍小圆柱形永磁体的下落，则小圆柱形永磁体受到铝管中涡流的作用力向一直向上，所以磁体不是做自由落体运动，故AB错误，C正确；

D．由于小圆柱形永磁体受到铝管中涡流的作用力做负功，则磁体的机械能减小，故D错误。

故选C。

【分析】将空心铝管看成由无数个圆形线圈组成，小圆柱形永磁体下落过程中穿过圆形线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律判断作用力的方向及磁体的运动；由于小圆柱形永磁体受到铝管中涡流的作用力做负功，则磁体的机械能减小。10．【答案】C【解析】【解答】ABC．由洛伦兹力提供向心力有qvB=mv2r=m4π2T2r可得r=mvqB，T=2πmqB，由于a电子的初速度小于b粒子的初速度，则a11．【答案】D【解析】【解答】AB．电子在加速度电场中有eU=12mv2，在磁场中有qvB=mv2r，则r=mveB=meB2eUm12．【答案】C【解析】【解答】AD．测量时，如果线圈没有断路，多用电表与线圈组成闭合回路，电路中有电流流过，多用电表指针发生偏转，如果线圈断路，则多用电表指针不偏转，故AD错误；

B．测量开始时，回路中的电流增大，线圈中产生感应电动势阻碍电流的增大，即增大相同的电动势时间较长，所以此时电动势较小，乙同学不会有触电的感觉，故B错误；

C．当多用电表的表笔与线圈两端脱离时，线圈中的电流减小，线圈中产生感应电动势，线圈与乙同学组成闭合回路，则乙同学和线圈中的电流大小相等，故C正确。

故选C。

【分析】由线圈中的电流发生变化时，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，即延长变化的时间。13．【答案】B【解析】【解答】AB．由I=PU可知，若输送电压提高到原来的3倍，输电线上的电流减小为原来的三分之一，输电线上损失的电压∆U=IR，则损失的电压降为原来的三分之一，故A错误，B正确；

C．输电线上的功率损失∆P=I2R，则损失的功率变为原来的19，损失电能为原来的19，故C错误；

D．由于输电线上损失的功率变为原来的19，原来用户得到的电功率P114．【答案】D【解析】【解答】AB．对离子有qvB=qUd，则MN两点电压U=Bvd，所以MN两点电压与离子浓度无关，故AB错误；

CD．污水的流量Q=V=π(d2)2v，且U=Bvd，则Q=πd24×UBd=15．【答案】（1）A→B（2）相反（3）右【解析】【解答】（1）由题意可知，电流应从负接线柱流入电流表，则通过螺线管中的感应电流方向为A→B；

（2）条形磁铁的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，感应电流产生的磁场向下，则感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方相反；

（3）将条形磁铁从螺线管中抽出时，穿过螺线管的磁通量减小，且原磁场方向向上，由楞次定律可知，螺线管中电流由B到A，即电流从正接线柱流入电流表，电流表指针向右偏转。【分析】（1）由题意可知，电流应从负接线柱流入电流表，则通过螺线管中的感应电流方向为A→B；

（2）由右手螺旋定则判定感应电流的方向，从而分析感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向；

（3）由楞次定律判定螺线管中电流，从而分析电流表指针偏转方向。16．【答案】（1）A；B；C（2）D（3）2.2（4）A；B；C【解析】【解答】1）AB．变压器工作原理为互感，为了安全，原线圈应接低压交流电源，多用电表应用交流电压档，故AB正确；

C．根据变压比n1n2=U1U2可知，原线圈电压及匝数不变，改变副线圈匝数，可研究副线圈匝数对输出电压的影响，故C正确；

D．变压器工作原理为互感，变压器正常工作后，电能并不是由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈，故D错误。

故选ABC；

（2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择绝缘的硅钢片叠成，故选D；

（3）根据图中的数据，描点如图所示

图像的斜率；

（4）A．原、副线圈上通过的电流发热，使能量损失，则不满足变压比n1n2=U1U2=k，故A正确；

B．铁芯在交变磁场作用下发热，则有能量损失，即不是理想变压器，则不满足变压比n1n2=U17．【答案】（1）解：根据楞次定律，通过电阻R的电流方向由a指向b。（2）解：线圈产生的感应电动势为E=N（3）解：线圈两端的电压为U=【解析】【分析】（1）根据楞次定律，通过电阻R的电流方向；

（2）由法拉第电磁感应定律求解线圈产生的感应电动势；

（3）由闭合电路欧姆定律求解线圈两端的电压。18．【答案