2021-2022学年海南省华中师范大学琼中附属中学高二（下）期中检测物理试题（解析版）

华中师范大学琼中附属中学2021-2022学年度第2学期期中考试高二年级物理试题考试时间：90分钟满分：100分注意事项：1.物理考试时间：90分钟，满分：100分2.答题前请考生在答题卡上指定位置填写好自己的姓名、班级、考号等信息3.只上交答题卡，请将答案正确填涂和填写在答题卡上指定位置，超出范围无效第I卷选择题（1-13题共44分）一、单选题（1-8题，每题3分，共24分）1.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为（）

A.麦克斯韦 B.霍尔 C.洛伦兹 D.法拉第【答案】D【解析】【详解】由题意可知，圆管为金属导体，导体内部自成闭合回路，且有电阻，当周围的线圈中产生出交变磁场时，就会在导体内部感应出涡电流，电流通过电阻要发热。该过程利用原理的是电磁感应现象，其发现者为法拉第。故ABC错误，D正确。故选D。2.在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是（）A.电容器中的电场最强B.电路里的磁场最强C.电场能已有一部分转化成磁场能D.磁场能已有一部分转化成电场能【答案】A【解析】【分析】【详解】LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化。故选A。3.如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时，导线所受安培力的方向为（）A.向上 B.向下 C.向左 D.向右【答案】B【解析】【详解】根据安培定则，可知蹄形电磁铁的分布情况，如图所示故导线所处位置的磁感应线的切线方向为水平向右，根据左手定则，可以判断导线所受安培力的方向为向下。故选B。4.一矩形线框abcd与长直通电导线处于同一平面内，ad边与导线平行，如图所示，当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中，线框内感应电流的方向为（）A.一直沿顺时针方向B一直沿逆时针方向C.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向D.先沿顺时针方向，再沿逆时针方向，最后沿顺时针方向【答案】D【解析】【详解】由安培定则得，载有恒定电流直导线产生的磁场在导线左边的方向为垂直纸面向外，右边的磁场方向垂直向里，当线圈向导线靠近时，则穿过线圈的磁通量向外变大，根据楞次定律可知：感应电流方向为顺时针方向；当线圈越过导线时到线圈中心轴与导线重合，穿过线圈的磁通量向外变小，根据楞次定律可知：感应电流方向为逆时针方向，当线框继续向右运动时，穿过线框的磁通量向里变大，根据楞次定律可知：感应电流方向为逆时针方向，当线框越过导线远离导线时，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，所以当线框在此平面内向右运动到导线的右边的过程中，电流方向先顺时针、再逆时针、再顺时针故选D。5.在图中，标出了磁场B的方向、带电粒子的电性及运动方向，电荷所受洛仑兹力F的方向，其中正确的是A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】A图中磁场向里，电子向右运动，所以电流方向向左，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向下，所以A错误；B图中磁场向外，正电荷向右运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向向下，所以B正确；C图中磁场向左，正电荷向右运动，运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力的作用，所以C错误；D图中磁场向上，正电荷向左运动，根据左手定则可得，洛伦兹力的方向内，所以D错误；故选B．6.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关。关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（）

A.合上开关，a先亮，b后亮；断开开关，a、b同时熄灭B.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a、b同时熄灭C.合上开关，b先亮，a后亮；断开开关，a先熄灭，b后熄灭D.合上开关，a、b同时亮；断开开关，b先熄灭，a后熄灭【答案】B【解析】【详解】由图可以看出，a、b灯泡在两个不同的支路中，对于纯电阻电路，不发生电磁感应，通电后用电器立即开始正常工作，断电后停止工作。但对于含电感线圈的电路，在通电时，线圈产生自感电动势，对电流的增大有阻碍作用，使a灯后亮，则合上开关，b先亮，a后亮。当断开电键时，线圈中产生自感电动势，由a、b及电感线圈组成一个回路，两灯同时逐渐熄灭，故ACD错误，B正确。故选B。7.交流发电机的示意图如图所示，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，电路中产生的最大电流为，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（）

A.图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大B.图示位置电流最大，方向为A→BC.从图示位置开始经过，电流方向将发生改变D.从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为【答案】D【解析】【详解】ABC.图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小，电流最小，每经过一次图示位置的中性面，电流方向就改变一次，故ABC错误；D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为，故D正确。故选D。8.如图所示，在x>0，y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B．现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的P点沿着与x轴正方向成30°角的方向射入磁场．不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是A.只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点B.粒子在磁场中运动所经历的时间一定为C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为【答案】C【解析】【详解】A．带正电的粒子从P点沿与x轴正方向成30°角的方向射入磁场中，则圆心在过P点与速度方向垂直的直线上，如图所示:粒子在磁场中要想到达O点，转过的圆心角肯定大于180°，因磁场有边界，故粒子不可能通过坐标原点．故A错误．BCD．由于P点的位置不确定，所以粒子在磁场中运动的轨迹圆弧对应的圆心角也不同，最大的圆心角是轨迹圆弧与y轴相切时即300°，运动时间为T，而最小的圆心角是P点在坐标原点时即120°，运动时间为T，而，故粒子在磁场中运动所经历的时间最长为，最短为．故C正确，BD错误．二、多选题（9-13题，每题4分，选全对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分，共20分）9.下列说法中正确的是（）A.电磁波中最容易发生衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进人体对钙的吸收C.X射线和γ射线的波长比较短，穿透能力比较强D.红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线【答案】AC【解析】【详解】A．无线电波的波长长，易发生衍射现象，故A正确；B．紫外线的频率比可见光高，故B错误；C．X射线和γ射线的波长比较短，穿透能力比较强，故C正确；D．任何物体都能辐射红外线，故D错误。故选AC。10.图示是应用光敏电阻设计的实验电路，闭合开关后，用光照向光敏电阻，发现光照强度增加时，灯变得更亮，下列分析正确的有（）A.光敏电阻的阻值随光照强度的增加而增大B.光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小C.灯变得更亮，说明电路中的总电阻减小D.灯变得更亮，说明电路中的总电阻增大【答案】BC【解析】【分析】【详解】光照强度增加时，灯变得更亮，则电流变大，故光敏电阻阻值减小，闭合回路的总电阻减小。故选BC。11.有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（）

A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小【答案】AC【解析】【详解】AB．保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知U2不变，当P向上滑动时，R变大，由I2＝知I2减小，I1减小，故电流表的读数变小，选项A正确，B错误；CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知U2增大，由I2＝知I2增大，I1增大，故电流表的读数变大，选项C正确，D错误。故选AC。12.如图，半径为R的圆形区域内有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，某质量为m、带电量为q的粒子从圆上P点沿半径方向以速度v0射入匀强磁场，粒子从Q点飞出，速度偏转角为60°现将该粒子从P点以另一速度沿半径方向射入匀强磁场，粒子离开磁场时，速度偏转角为120°，不计粒子重力，则（）A.该粒子带正电 B.匀强磁场的磁感应强度为C.该粒子第二次射入磁场的速度为 D.该粒子第二次在磁场中运动的时间为【答案】CD【解析】【详解】A．由左手定则可知该粒子带负电，A错误；B．由知如图，由几何关系可得B错误；C．由几何关系知知则进入磁场速度为C正确；D．第二次粒子在磁场中运动的时间D正确。故选CD。13.如图1所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中的电流i随时间t变化的规律如图2所示，取图1中电流方向为正方向，P所受的重力为G，桌面对P的支持力为FN，则（）。

A.在0～t1时间内，FN>G，P有收缩的趋势B.在t1～t2时间内，FN=G，穿过P的磁通量不变C.在t2～t4时间内，线圈所受安培力方向不变D.在t3时刻，FN>G，P有收缩的趋势【答案】AB【解析】【详解】A．在0～t1时间内，Q线圈的电流增大，P线圈的磁通量增大，相当于Q线圈靠近P，相互排斥，FN>G。P的磁通量增大，根据楞次定律，P线圈阻碍磁通量增大，有收缩的趋势，A正确；B．在t1～t2时间内，Q线圈的电流不变，P线圈的磁通量不变，P线圈中不产生感应电流，FN=G，B正确；C．在t2～t3时间内，Q线圈电流减小，P线圈的磁通量减小，相当于Q线圈远离P，两线圈相互吸引，P线圈所受安培力向上；在t3～t4时间内，Q线圈电流增大，P线圈的磁通量增大，相当于Q线圈靠近P，两线圈相互排斥，P线圈所受安培力向下，C错误；D．在t3时刻，Q线圈的电流等于零，两个线圈之间没有作用力，FN=G，D错误。故选AB。第II卷非选择题（共56分）三、实验、填空题（每空2分，共20分）14.实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。（1）实验室中有下列器林：A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）B.条形磁铁C.直流电源D多用电表E开关、导线若干上述器材在本实验中无用的是__________（填器材序号）本实验中还需用到的器材有__________。（2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”、“减小”或“不变”）：然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压__________（选填“增大”、“减小”或“不变）；上述“探究副线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是__________（选填）A控制变量法B.等效替代法C.描迹法【答案】①.BC#CB②.低压交流电源③.增大④.减小⑤.A【解析】【详解】（1）[1][2]实验中用交流电源，不需要直流电源，且使用变压器不需要条形磁铁，故不需要BC。还需要低压交流电源供电。（2）[3][4]保持原线圈的匝数不变，增加副线圈匝数，根据可知，增加副线圈的匝数，副线圈两端电压增大。再增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压减小。[5]实验中采用的实验方法是控制变量法。故选A。15.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道_______。（2）如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转。电路稳定后，若向左移动滑片，此过程中电流表指针向______偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向______偏转。（均选填“左”或“右”）（3）某同学按图丙完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生,在拆除电路前应______（选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”）。【答案】①.电流表指针偏转方向与电流方向间的关系②.右③.左④.A⑤.断开开关【解析】【详解】(1)[1]如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系；(2)[2][3]如图乙所示，实验中发现闭合开关时，穿过线圈B的磁通量增加，电流表指针向右偏；电路稳定后，若向左移动滑动触头，通过线圈A的电流增大，磁感应强度增大，穿过线圈B的磁通量增大，电流表指针向右偏转；若将线圈A抽出，穿过线圈B的磁通量减少，电流表指针向左偏转；(3)[4][5]在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时，线圈A中的电流突然减少，从而出现断电自感现象，线圈中会产生自感电动势，进而突然会被电击了一下，为了避免此现象，则在拆除电路前应断开开关。四、计算题（共36分，要有必要的文字说明、表达式和演算步骤，只有答案的不给分）16.如图所示，一面积S=0.08m2的单匝矩形线圈以bc边为轴匀速转动，转速ω=50rad/s，线圈处于垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场中。E、F是两个集流环，线圈在转动时可以通过集流环保持与外电路的连接，外电路电阻R=2Ω，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：（1）电流表的示数和电阻R消耗的热功率。（2）线圈从图示位置转过90°过程中，流过R的电荷量为多少？

【答案】（1）2A，8W；（2）0.04C【解析】【分析】明确交变电流最大值、瞬时值、有效值和平均值的适用情况是解决类似问题的关键。【详解】（1）由题可知，线圈在图示位置时，磁通量最大，感应电动势为零，线圈产生正弦式交流电，根据Em=NBSω，可得感应电动势的最大值感应电动势的有效值则感应电流即电流表的示数为2A根据P=I2R，解得（2）根据法拉第电磁感应定律有，则电荷量解得转过90°，磁通量的变化量解得q=0.04C17.质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为，b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为，板间距离为，c为偏转分离器，磁感应强度为。