2021-2022学年山东省潍坊市部分县市高二（下）期中质量监测物理试题（解析版）

保密★启用前2021—2022学年下学期期中质量监测高二物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.传感器为我们生活带来诸多便利，关于传感器下列说法不正确的是（）A.传感器一般由敏感元件和处理电路组成B.走近自动门时，门会自动打开，应用的是温度感器C.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用的是温度传感器D.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量【1题答案】【答案】B【解析】【详解】A．传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，工作处理的一般流程是：先由非电学量，比如：光信号、压力信号等，通过敏感元件后，由电路处理，变为电信号，从而得以工作，故A不符合题意；B．走近自动门时，门会自动打开，是利用红外感应器来感应人的存在，应用的是红外传感器，故B符合题意；C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用了温度传感器，故C不符合题意。D．霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的传感器，故D不符合题意。故选B。2.2022年3月23日下午，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了第三次太空授课。航天员太空授课的画面通过电磁波传输到地面接收站，下列关于电磁波的说法正确的是（）A.发射前为使电磁波携带信号需对其进行解调B.电磁波传播过程能量不会损失C.电磁波在传播时遇到导体，导体中会产生感应电流D.不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小不同【2题答案】【答案】C【解析】【详解】A．调制是把计算机的数字信号（如文件等）调制成可传输的信号，解调是将信号转换成计算机能接收的数字信号，是调制的逆过程。发射前为使电磁波携带信号需对其进行调制，A错误；B．电磁波会衰减，电磁波在传播的过程中也会被介质吸收一部分，所以会有能量损失，B错误；C．（高频）电磁波在导体表面产生感应电流，这种现象也叫“集肤效应”。电磁波是变化的电磁场，导体表面的自由电子形成闭合回路，所以当导体遇到电磁波时，导体会产生微弱的感应电流。C正确；D．不同波长的电磁波，在真空中的传播速度大小均为光速，D错误；故选C。3.一种延时继电器的示意图如图所示。铁芯上绕有线圈A和B，A跟电源连接，B的两端直接连在一起。在断开开关S的时候，弹簧K并不会立刻将衔铁P拉起而使触头Q（连接工作电路）离开，而是过一小段时间后才执行这个动作。下列说法正确的是（）A.断开S瞬间，铁芯上端为N极B.若B不闭合，断开S时仍有延时效果C.若改变B的缠绕方向，断开S时不会再有延时效果D.S断开后再次闭合瞬间，A线圈产生磁场的方向与B线圈产生磁场的方向相反【3题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据右手螺旋定则，断开S瞬间，铁芯上端为S极，A错误；B．若B不闭合，断开S时，铁芯内的磁场迅速消失，不会有延时效果，B错误；C．即使改变B的缠绕方向，根据楞次定律，断开S时仍会有延时效果，C错误；D．S断开后再次闭合瞬间，由于“增反减同”，A线圈产生磁场的方向与B线圈产生磁场的方向相反，D正确。故选D。4.如图所示，L为电感线圈，R为滑动变阻器，A1、A2是两个完全相同的灯泡。将R触头滑动至某一位置，闭合开关S，灯A1立即变亮，灯A2逐渐变亮，最终A2亮度更高。则（）A.R连入电路的阻值与L的直流阻值相同B.闭合S瞬间，L中电流与变阻器R中电流相等C断开S，A1立刻熄灭，A2逐渐熄灭D.断开S，A1闪亮后再逐渐熄灭，A2逐渐熄灭【4题答案】【答案】D【解析】【详解】A．已知最终A2亮度更高，则通过A2的电流更大，根据并联电路电压相等可知，R连入电路的阻值大于L的直流阻值，故A错误；B．闭合S瞬间，L阻碍电流的增大，L中电流小于变阻器R中电流，故B错误；CD．断开S，L阻碍电流的减小，L和变阻器R以及两灯泡构成回路，断开S瞬间该回路电流大小等于初始通过A2的电流，故A1闪亮，之后L的电流逐渐减小至零，则两灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。故选D。5.动圈式扬声器结构如图所示，圆筒线圈安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动。音频电流通入线圈中，线圈会左右移动，与线圈连接的纸盆也随着线圈振动而发声。这样的扬声器也可以当话筒使用。关于其两种应用，下列说法正确的是（）A.作为扬声器使用，其工作原理是电磁感应现象B.作为扬声器使用，通入线圈的音频电流是变化的C.作为话筒使用，人对纸盆讲话时线圈中会产生恒定电流D.作为话筒使用，人对纸盆讲话时线圈受安培力带动纸盆运动【5题答案】【答案】B【解析】【详解】A．作为扬声器使用，是线圈中变化的电流在磁场作用下，带动纸盆随着线圈振动而发声，A错误；B．作为扬声器使用，纸盆随着线圈振动而发声，说明安培力是变化的，即电流是变化的，B正确；C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，产生变化的电流，C错误；D．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，D错误．故选B。6.如图所示，矩形单匝线圈ABCD在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第二次以速度3v匀速进入同一磁场。则第二次与第一次进入过程（）A.外力做功的功率之比为B.线圈中电流之比为C.通过线圈的电量之比为D.线圈中产生的热量之比为【6题答案】【答案】B【解析】【详解】A．因为线框匀速运动，则外力做功的功率与焦耳热的功率相等，设线框电阻为R，磁感应强度为B，线框边长为L，依题意两次功率之比为故A错误；B．设线框电阻为R，磁感应强度为B，线框边长为L，根据欧姆定律两次电流之比为故B正确；C．通过导体横截面的电量为q，则有据前面分析有时间之比依题意有可知电量之比为，故C错误；D．据前面分析，两次产生的焦耳热之比为故D错误。故选B。7.如图所示，两根足够长的光滑直金属导轨平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L；导轨上端接入电源和滑动变阻器，电源电动势为E、内阻为r；整个装置处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨的匀强磁场中。调节滑动变阻器滑动头至某一位置，将质量为m的金属棒ab垂直两导轨置于导轨上，ab恰能保持静止。已知重力加速度大小为g，导轨和导体棒的电阻不计，ab与两导轨接触良好，则（）A.磁场方向垂直导轨向下B.流过ab的电流大小为C.滑动变阻器接入电路的阻值为D.若减小滑动变阻器的阻值，ab向下运动【7题答案】【答案】C【解析】【详解】A．由于金属棒ab恰能保持静止，根据力的平衡可知，安培力方向应斜向上，由图可知金属棒ab的电流方向为b到a，根据左手定则，磁场方向应该垂直导轨向上，故A错误；B．根据力的平衡可知解得故B错误；C．设滑动变阻器接入电阻为R，根据闭合回路欧姆定律得解得故C正确；D．若减小滑动变阻器的阻值，电路电流增大，因此导体棒ab受到的安培力增大，由于安培力方向为斜向上，因此ab会向上运动，故D错误。故选C。8.如图所示，O-xyz坐标系中，地球磁场沿y轴正方向；环形金属线圈在yOz平面内且以O为中心；O处xOy平面内有一小磁针（图中未画出），可绕z轴在xOy平面自由转动；当环形线圈中的电流为4.0A时，磁针与x轴正方向的夹角为45°。已知线圈通有恒定电流时，环形电流在O点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，若要使小磁针与x轴正方向的夹角变为53°，则线圈中的电流大小为（）

A.1.2A B.1.5A C.2.5A D.3.0A【8题答案】【答案】D【解析】【详解】由题意可知，电流为4.0A时，环形电流在O点的磁感应强度与地磁场磁感应强度等大，环形电流在O点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，则可得可得故ABC错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.1932年，物理学家安德森在实验中发现了正电子，该发现为确定反物质的存在提供了重要的证据。正电子在施加了磁场的云室中运动，其穿过铅板前后的运动轨迹如图所示。已知正电子穿过铅板时会损失一部分动能，则（）A.正电子由下向上穿过铅板 B.正电子由上向下穿过铅板C.磁场方向垂直纸面向里 D.磁场方向垂直纸面向外【9题答案】【答案】AC【解析】【详解】设正电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有解得正电子穿过铅板时会损失一部分动能，即速度减小，所以运动半径减小，由图可知正电子由下向上穿过铅板，且根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。故选AC。10.如图所示，导体棒ab长为2L，磁感应强度为B的匀强磁场垂直导体棒所在平面。当导体棒绕a端以角速度顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（）A.a端电势高B.b端电势高C.ab产生的感应电动势大小为D.ab产生的感应电动势大小为【10题答案】【答案】BC【解析】【详解】AB．由右手定则可知，b端电势高，选项A错误，B正确；CD．ab产生的感应电动势大小为选项C正确，D错误。故选BC。11.手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置的原理图。当a、b间接如乙图所示的正弦交流电压，受电线圈给手机充电，手机电池两端的电压为6V。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件（正向电阻为0，反向电阻无穷大），则（）A.该充电装置的工作原理是自感现象B.基座线圈中电流方向每秒变化50次C.受电线圈两端电压的有效值为D.基座线圈和受电线圈的匝数比【11题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．该充电装置通过在基座线圈中输入交变电流而产生交变磁场，从而使受电线圈中产生感应电动势，所以工作原理是互感现象，故A错误；B．由题图乙可知基座线圈中电流的周期为2×10-2s，每个周期电流方向改变2次，所以基座线圈中电流方向每秒变化100次，故B错误；C．设受电线圈两端电压的有效值为U2，由于二极管在一个周期内只有半个周期有电流通过，且通过二极管之后的输出电压等于手机电池两端的电压6V，根据等效热值法有解得故C正确；D．基座线圈两端电压的有效值为根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比可知故D正确。故选CD。12.如图所示，xOy平面第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子质量相等，以大小相同的速度从O点射入磁场，甲初速度方向沿x轴、乙初速度方向沿y轴，两粒子均能通过第一象限内的P点。已知O、P两点连线与x轴正方向之间的夹角为60°，不计粒子的重力及两粒子间的相互作用，则（）

A.甲带负电、乙带正电B.甲、乙运动轨迹的半径之比为C.甲、乙所带电荷量大小之比为D.甲、乙从O运动到P所用时间之比为【12题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．由题意，根据左手定则可判得，甲带正电、乙带负电，故A错误；B．由题意可得，甲、乙的运动轨迹如图中圆弧1、圆弧2

由几何关系得所以甲、乙运动轨迹的半径之比为故B正确；C．根据得因为甲、乙两带电粒子质量相等，初速度相等，所以甲、乙所带电荷量大小之比为半径反比，即故C错误；D．由几何关系得，甲、乙从O运动到P对应圆心角分别为、，所以甲、乙从O运动到P所用时间分别为解得故D正确。故选BD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.如图所示为一种常见的身高体重测量仪，它可以同时测量人的身高和体重。测重台自身质量为M0，水平安置在传感器上，已知传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，当测重台不放任何物体时，传感器输出电压为U0。测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收超声波的时间间隔；当测重台不放任何物体时，测量仪记录的时间间隔为t0。一同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U。

（1）测重台下的传感器是将___________信号转化为___________信号的装置；（2）该同学的身高为___________，质量为___________。（用题中所给物理量字母表示）【13题答案】【答案】①.力##质量##重力##重量##压力②.电##电量##电学③.④.【解析】【详解】（1）测重台下的称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置，所以可填“质量”、“重量”或“压力”合理均可；（2）设身高体重测量仪高度为L，人的身高为h，质量为m。当测重台上没有站人时，根据超声波的速度和位移关系得根据传感器输出电压与作用在其上的压力成正比得当测重台上站人时，同理可得，联立解得，14.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中：（1）下列仪器中不需要的是___________；A．B．C．D．（2）实验时，原线圈接在电源上，用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是___________；A．为确保安全，原线圈两端只能使用低压直流电源B．通电后，不可用手接触裸露的导线、接线柱C．测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”D．测量副线圈电压时先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量（3）某次实验中，变压器两个线圈的匝数分别为100和300，线圈两端的电压分别为2.6V和9.0V，则接电源的线圈匝数为___________（选填“100”或“300”），电压比与匝数比不相等，请写出一条可能的原因___________。【14题答案】【答案】①.AB##BA②.BD##DB③.300④.线圈存在漏磁、线圈和铁芯发热造成功率损失【解析】【详解】（1）[1]AC．变压器的工作基础是互感现象，所以不能对直流电进行变压，因此实验中应选择能提供交流电压的学生电源，而不是干电池，故A不需要，C需要；B．本实验中不需要磁铁，故B不需要；D．本实验需要测量副线圈两端电压，所以需要多用电表，故D需要。本题选不需要的，故选AB。（2）[2]AB．为确保安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，且通电后，不可用手接触裸露的导线、接线柱，故A错误，故B正确；CD．变压器副线圈两端输出的为交流电压，所以测量时应当用多用电表的“交流电压挡”，为了保护电表，测量时应先用最大量程试测，再选用适当的挡位进行测量，故C错误，D正确。故选BD。（3）[3]考虑到实验中所用变压器并不是严格意义上的理想变压器，所以其副线圈两端电压只有当U1为9.0V、U2为2.6V、n1为300、n2为100时才能满足上式，即接电源的线圈匝数为300。[4]电压比与匝数比不相等，可能的原因是线圈存在漏磁、线圈和铁芯发热造成功率损失。15.如图甲所示，将一细导线首尾相连构成单匝正方形线框，并固定在水平绝缘桌面上，线框边长d=20cm、电阻R=4Ω。虛线将线框分为左右对称的两部分，虚线与线框的交点分别为M、N，虚线左侧的空间内存在与桌面垂直的匀强磁场，规定垂直桌面向下为磁感应强度B的正方向，B随时间t变化的规律如图乙所示。求：（1）t=1s时线框中感应电流的大小和方向；（2）t=3s时M、N两点间电势差UMN。

【15题答案】【答案】（1）0.01A，顺时针；（2）-0.02V【解析】【详解】（1）因为0-2s内则则根据楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针方向；（2）t=3s时，因同样可求解线圈中的电流为方向为逆时针方向，则16.如图所示，平行板电容器水平放置，两板M、N间距离为d，两板间电势差大小为U，板间存在垂直纸面的匀强磁场（图中未画出）。电容器右侧有一边长为l的等边三角形区域abc，区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、带电荷量为+q的粒子以初速度v沿两板中轴线进入电容器，沿直线穿过电容器，又从ab边的中点d平行于bc边射入三角形区域，恰好从c点射出。粒子所受重力不计，求：（1）两板间磁感应强度大小B1及磁场方向；（2）三角形区域内磁感应强度大小B2。【16题答案】【答案】（1），垂直纸面向里；（2）【解析】【详解】（1）粒子带正电，所受电场力竖直向下，而粒子沿直线穿过电容器，根据平衡条件可知其所受洛伦兹力一定竖直向上，再根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。两板间电场强度大小①根据平衡条件有②联立①②解得③（2）作出粒子在三角形区域内的运动轨迹如图所示，设粒子做匀速圆周运动的半径为r，且半径始终与速度方向垂直，根据几何关系可得④式中⑤⑥联立④⑤⑥解得⑦根据牛顿第二定律有⑧联立⑦⑧解得⑨17.如图所示，两磁极之间匀强磁场沿水平方向，磁场磁感应强度大小为；面积S=0.5m2、匝数n=20匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁场中，线圈平面与磁场平行；线框通过电刷、升压变压器、降压变压器给一只“12V20Ω”的灯泡供电，升压变压器原线圈串联一电流表。当线框绕垂直于磁场的轴以的角速度匀速转动时，灯泡正常发光。已知两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比，线框、输电线路的电阻都不计。求：（1）从图示位置计时，线框中电动势的瞬时值表达式；（2）降压变压器的原、副线圈匝数比；（3）电流表的读数。【17题答案】【答案】（1）(V)；（2）（3）【解析】【详解】（1）电动势最大值从垂直中性面位置开始计时，故瞬时值为(V)（2）升压变压器的输入电压为升压变压器的原副线圈匝数比为根据变压比公式有降压变压器副线圈接入一只“12V20Ω"的灯泡，且灯泡正常发光，故降压变压器的输出电压为12V，根据变压比公式有（3）理想变压器的输入功率等于输出功率，故代入数据得18.如图所示，间距为L的两条光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，甲、乙两根质量均为m、电阻均为R金属杆导轨上，金属杆与导轨垂直且接触良好；乙杆用水平细绳通过定滑轮连接质量为m0的木块；导轨所在空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。给甲杆施加一水平向左的拉力，使其从静止开始以加速度a做匀加速直线运动，当乙杆将要