广东省东莞实验中学2022-2023学年高二下学期期中考试物理试卷

东莞实验中学2022-2023学年第二学期高二物理期中考试试题

出题人：      审题人：

一、单选题（共10小题，每小题3分，共30分）

1．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）

A．麦克斯韦预言电磁波并用实验证实了电磁波的存在

B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产

生变化的电场

C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场

D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场

2．如图甲、乙两根长直导线垂直纸面放置，A点为纸面上与甲、乙等距的点，图中虚线为在纸面内过A点分别与甲、乙两导线垂直的线，且这两条虚线互相垂直。当甲、乙两根导线中通有图示方向的电流时，两电流在A点处所产生的磁场方向一定（　　）

A．指向区域①     B．指向区域②

C．指向区域③     D．指向区域④

3．如左图所示,在LC振荡电路中,通过P点的电流i变化规律如右图所示,若把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向,则              (　　)

A.0.5 s到1 s时间内,电容器在放电

B.0.5 s至1 s时间内,电容器的上极板带正电

C.1 s至1.5 s时间内,Q点的电势比P点的电势高

D.t=0.5 s时电路中电场能最大,磁场能最小

4．如图所示是一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（　　）

A．4A        B．  

C．       D．

5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示．F>0为斥力，F<0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(        )

A．乙分子由a到b做加速运动，由b到d做减速运动

B．乙分子由a到c做一直做加速运动，到达c时速度最大

C．乙分子由a到c的过程中，加速度先减小，后增大

D．乙分子由b到d的过程中，分子力增大，加速度增大

6．以下装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（　　）

A．甲图为回旋加速器，增加电压U可增大粒子的最大动能

B．乙图为磁流体发电机，可判断出A极板是发电机的正极

C．丙图为质谱仪，打到照相底片D同一位置粒子的比荷相同

D．丁图为速度选择器，特定速率的粒子从左右两侧沿轴线进入后都做直线运动

7．如图所示的电路中， A、B是两个相同的灯泡，L1、L2是自感系数很大，直流电阻为零的线圈，开始时S1、S2均断开，先闭合S1，稳定后再闭合S2，最后先断开S1再断开S2则下列判断正确的是（    ）

A．闭合S1一瞬间，A、B两灯立即变亮

B．闭合S2一瞬间，A、B两灯立即变暗

C．闭合S2后，A灯逐渐熄灭，B灯逐渐变亮

D．断开S1瞬间，A、B两灯立即熄灭

8．如图1所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝，则下列说法正确的是（　　）

A．线圈转动的角速度为 

B．1.5s时线圈所在平面与中性面垂直

C．100s内线圈中电流方向改变100次 

D．感应电动势的最大值为

9．显像管电视机应用了电子束的磁偏转原理，显像管电子枪发出的电子，由安装在管颈上的偏转线圈产生的磁场控制电子水平偏转，水平方向偏转的俯视图如图所示，水平方向由到的扫描，称之为行扫描.关于由到的一次行扫描过程中行偏转线圈产生的磁场，下列说法正确的是（    ）

A．磁场方向先向右后向左

B．磁场方向先向下后向上

C．磁感应强度先变小后变大

D．磁感应强度先变大后变小

10．如图所示，圆形区域的圆心为O，区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，MN为圆的直径。从圆上的A点沿AO方向，以相同的速度先后射入甲、乙两个粒子，甲粒子从M点离开磁场，乙粒子从N点离开磁场。已知，不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　）

A．乙粒子带正电荷

B．乙粒子与甲粒子的比荷之比为3：1

C．乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为3：1

D．乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3：1

二、多选题（共5小题，每小题4分，共20分，漏选的2分，错选不得分）

11．2月4日晚，在北京2022年冬奥会张家口赛区，由中国自主研发的绿氢点燃了太子城火炬台。绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气，其燃烧时只产生水，从源头上实现了二氧化碳零排放，是纯正的绿色新能源，在全球能源转型中扮演着重要角色。已知气体的摩尔体积为22.4 L/mol，氢气摩尔质量为2 g/mol，阿伏伽德罗常数为，由以上数据能估算出氢气（　　）

A．每个分子的质量 

B．每个分子的体积

C．每个分子占据的空间体积 

D．1 kg该气体中所含的分子个数

12．在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（电阻值随温度的升高而减小），R为定值电阻．下列说法正确的是（     ）

A．变压器原线圈两端电压的瞬时表达式为u=36sin50πt(V）

B．在t=0.01s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零

C．Rt处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表V1、V2

的比值不变

D．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大

13．如图所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图所示，P所受的重力为，桌面对P的支持力为，则在下列说法正确的是（　　）

A．时刻，且P有收缩的趋势

B．时刻，且穿过P的磁通量最大

C．时刻，且P中有感应电流

D．时刻，且穿过P的磁通量最小

14．图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　）

A．按下按钮过程，螺线管端电势较高

B．松开按钮过程，螺线管端电势较高

C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势

D．若按下和松开按钮的时间相同，螺线管产生大小相同的感应电动势

15．2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是（　　）

A．用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越小

B．用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大

C．用户接入电路的用电器越多，升压变压器输出电压变大

D．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r上损失的电压越小

三、实验题（每空2分，共16分）

16．某实验小组在做“油膜法估测油酸分子大小”的实验中，需使油酸在水面上形成______（选填“单”或“多”）分子层油膜，为使油酸尽可能地散开，将纯油酸用酒精稀释，若稀释后的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.5mL，用滴管向量筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1mL，一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积V为_______m3，油酸未完全散开就开始测量油酸膜的面积S，会导致油酸分子直径的计算结果______（选填“偏大”或“偏小”）。

17．甲、乙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。

（1）如图，请补齐连线_________，补齐线后，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，

下列操作中同样能使指针向右偏转的有________。

A．闭合开关

B．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动

C．开关闭合时将B线圈从A线圈中拔出

D．开关闭合时将B线圈倒置再重新插入A线圈中

（2）为确切判断A线圈中的感应电流方向，应在实验前先查明灵敏电流计指针偏转方向与______的关系。

（3）乙同学设计了如图b所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的________（选填“正极”或“负极”）。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯________（选填“C”或“D”）短暂亮起。

四．解答题(共两题，34分)

18．（16分）如图所示，相距的两光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，在M、P两点间接一阻值为的电阻，在两导轨间的矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为的匀强磁场，磁感应强度。一质量、电阻的导体棒ab垂直的搁在导轨上，与磁场的上边界相距。现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好接触且下落过程中始终保持水平），导轨电阻不计。g取，求：

（1）棒ab离开磁场下边界的速度大小

（2）棒ab进入磁场瞬间的加速度大小和方向

（3）棒ab在通过磁场区域的过程中，电阻R上产生的焦耳热

19．（18分）如图所示，相距为R的两块平行金属板M．N正对着放置，s1．s2分别为M．N板上的小孔，s1．s2．O三点共线，它们的连线垂直M．N，且s2O=R．以O为圆心．R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B．方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M．N板．质量为m．带电量为+q的粒子，经s1进入M．N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．

（1）当M．N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ

（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M．N间的电压值U0

（3）当M．N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值

2022-2023高二下学期期中考物理试卷答案详解

1．D【解析】A．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，A错误；B．根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的，如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的，B错误；C．均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，C错误；D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，D正确。

2答案】C【详解】由题意可知，根据右手螺旋定则，甲通电长直导线在A处的磁场方向是乙、A的连线由乙指向A；同理，乙通电导线在A处的磁场方向是甲、A的连线由甲指向A，再根据矢量叠加原则，可知，两电流在A点处所产生的磁场方向在区域③。故选C。

3【答案】C【详解】0.5 s至1 s时间内,振荡电流是充电电流,电容器的上极板带负电;1 s至1.5 s时间内,振荡电流是放电电流,电流为负值,所以Q点的电势较高;t=0.5 s时电流最大, 磁场能最大，电路中电场能最小,.选项C正确.

4【答案】B【详解】由电流有效值的定义可得解得故选B。

5【答案】B【详解】省略

6【答案】C【详解】A．粒子做圆周运动由洛伦兹力提供向心力得

对于同一个粒子，增大磁感应强度和加速器半径可以增大其速度，从而增大其动能。故A错误；

B．根据左手定则可以判断，带正电的粒子向B极板聚集，故B极板为正极。故B错误；

C．粒子由加速电场加速粒子做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力

联立解得粒子经过相同得加速电场和偏转磁场，所以打到同一位置的粒子的比荷相同。

故C正确；

D．丁图的速度选择器，粒子只能从左向右运动才符合原理。比如带正电的粒子进入时，洛伦兹力向上，电场力向下才能受力平衡。故D错误。故选C。

7．C【详解】AB．闭合S1一瞬间，由于L2自感作用阻碍电流的增大，L2中的电流逐渐变大，A、B两灯逐渐变亮，AB错误；

C．L1直流电阻为零的线圈，闭合S2后，L1中电流逐渐变大，直至A被短路，因此A灯逐渐熄灭，而B灯逐渐变亮，C正确；

D．断开S1瞬间，B立即熄灭，线圈L1中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过A灯，A闪亮一下后熄灭，D错误。故选C。

8．C【详解】A．由图乙可得交流电的周期，故线圈转动的角速度

故A错误；

B．由图2可知，1.5s时磁通量最大，则线圈处于中性面位置，故B错误；

C．交变电流一个周期内电流方向改变两次，则100s内线圈中电流方向改变100次，故C正确；

D．感应电动势的最大值故D错误。故选C。

9．C【详解】AB.电子受到的洛伦茲力先向上后向下，由左手定则可知磁感应强度先垂直纸面向外后垂直纸面向里，A、B错误；

CD.电子束偏转半径先变大后减小，故磁感应强度先变小后变大，C正确，D错误。故选C。

10【答案】B【详解】A．根据左手定则可知，乙粒子带负电，故A错误；

BCD．粒子的轨迹如图

设圆形磁场的半径为R，有几何关系可知甲的半径为

乙的半径为

则乙粒子与甲粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为

由可得乙粒子与甲粒子的比荷之比为

粒子在磁场中运动时间为其中为速度的偏转角，则乙粒子与甲粒子在磁场中运动的时间之比为故B正确；CD错误。故选B。

11【答案】ACD【详解】A．每个分子的质量等于摩尔质量与阿伏伽德罗常数之比，两个量都已知，故能求出每个分子的质量，故A符合题意；

B．由于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于气体分子体积之和，所以不能求出气体每个分子的体积，故B不符合题意；

C．将气体分子占据的空间看成立方体，而且这些空间一个挨一个紧密排列，则每个分子占据的空间体积等于摩尔体积与阿伏伽德罗常数之比，故C符合题意；

D．1kg气体中所含的分子个数，等于该气体的质量与摩尔质量之比乘以阿伏伽德罗常数；

结果再乘以1000，就等于1 kg该气体中所含的分子个数，故D符合题意。

12．BD【详解】AB. 原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压，周期0.02s，故角速度

所以原线圈两端电压的瞬时表达式

当t=0.01s时，u=0，此时穿过该线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故A项与题意不相符，B项与题意相符；

C. Rt处温度升高时，原副线圈电压比不变，但是V2不是测量副线圈电压，Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，则R电压增大，所以V2示数减小，则电压表V1、V2示数的比值增大，故C项不相符；

D. Rt温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，变压器输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率增大，故D项与题意相符．

13．ABC【详解】A．时刻螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，则，故A正确；

B．时刻螺线管中电流最大且不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故时刻，此时穿过P的磁通量最大，故B正确；

C．时刻螺线管中电流为零，此时两线圈的相互作用力为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈中有感应电流，故C正确；

D．t4时刻螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻，此时由于电流不是最小，则穿过P的磁通量不是最小，故D错误。选ABC

14【答案】BD【详解】A．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从P端流入从Q端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，故A错误；

B．松开按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左减小，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入，从P端流出，螺线管充当电源，则P端电势较高，故B正确；

C．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，螺线管不会产生感应电动势，故C错误；

D．按下和松开按钮过程，若按下和松开按钮的时间相同，螺线管中磁通量的变化率相同，根据法拉第电磁感应定律可知，螺线管产生的感应电动势大小相同，故D正确。故选BD。

15【答案】AB【详解】根据发电机的输出电压U1不变，由

可知升压变压器输出电压U2不变，用户接入电路的用电器越多，用电器所消耗的功率增大，发电机的输出功率也增大，根据P=U1I1   可知I1增大，由

可得I2增大，由  

可得Ur增大，U3减小，由可知，随着U3减小，U4也应该减小，即用电器两端电压减小。

故选AB。

16【答案】     单     1.0×10-11     偏大

【详解】[1] 某实验小组在做“油膜法估测油酸分子大小”的实验中，需使油酸在水面上形成单分子油膜

[2] 一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积V为

[3]根据油酸未完全散开就开始测量油酸膜的面积S，S偏小，导致油酸分子直径的计算结果偏大。

17【答案】 如图    CD    电流方向         负极     C

【详解】（1）[1]断开开关时，线圈中电流迅速减小，则B线圈中磁通减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小B线圈中的磁通量或增加B线圈中反向的磁通量。

CD符合要求。

（2）[2]判断感应电流具体流向，应先查明灵敏电流计指针偏转方向

与电流流入方向的关系。

（3）欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；当磁铁插入线圈时，可判断线圈中方向的电流，灯C短暂亮起。

18【详解】（1）棒ab在离开磁场前已做匀速直线运动，

则有 ..........................2分

又， ..........................1分

..........................2分

联立解得..........................1分

（2）棒ab进入磁场前做自由落体运动，则有..........................2分

解得

根据牛顿第二定律可得 .........................2分

可得  ...................1分     方向向上...................1分

（3）棒ab在通过磁场区域的过程中，

根据能量守恒可得......................2分

解得........................1分

电阻R上产生的焦耳热为........................1分

19【详解】(1)粒子从S1到达S2的过程中，

根据动能定理得qU＝mv2 ①........................2分

解得粒子进入磁场时速度的大小v＝........................2分

(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，

有qvB＝m ②........................2分

由①②得，加速电压U与轨迹半径r的关系为U＝

当粒子打在收集板D的中点时，粒子在磁场中运动的半径r0＝R.........2分

对应电压U0＝........................1分

(3)M．N间的电压越大，粒子进入磁场时的速度越大，粒子在极板间经历的时间越短，同时在磁场中运动轨迹的半径越大，在磁场中运动的时间也会越短，出磁场后匀速运动的时间也越短，所以当粒子打在收集板D的右端时，对应时间t最短．

根据几何关系可以求得，对应粒子在磁场中运动的半径r＝R......2分

由②得粒子进入磁场时速度的大小v＝＝

粒子在电场中经历的时间t1＝＝........................2分

粒子在磁场中经历的时间t2＝＝........................2分

粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间t3＝＝.................2分

粒子从S1到打在收集板上经历的最短时间t＝t1＋t2＋t3＝1分