2022-2023学年河南省焦作市高二下学期期中物理试题 Word版

焦作市普通高中2022-2023学年（下）高二年级期中考试

物理

一、选择题：本题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合题目要求，第7~10题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1．现代生活中离不开物理，其中电磁学知识应用非常广泛，下列说法正确的是（    ）

A．电磁炉可以对陶瓷锅加热

B．城市街道上的光控路灯是利用热敏电阻传感器

C．灵敏电流计在运输时总要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁驱动

D．周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，可以形成由近向远传播的电磁波

2．2023年短道速滑世界杯德累斯顿站男子5000米接力决赛中，由李文龙、林孝、刘冠逸、钟宇晨组成的中国队获得冠军。如图所示，“交棒”运动员向前推“接棒”的运动员接力。不计摩擦。关于一组“交接棒”运动员的运动，下列说法正确的是（    ）

A．以看台为参考系，两运动员是静止不动的

B．接力过程中两运动员之间的相互作用力相同

C．接力过程中两个运动员的惯性保持不变

D．接力过程中质量较大运动员的速度变化率也较大

3．如图所示，直角三角形玻璃砖ABC，∠C＝30°。一束单色光沿平行于AC方向从BC边上D点射入玻璃砖，从AB边的E点（图中未标出）射出，且。已知该单色光的频率为f，在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（    ）

A．该单色光射出AB边时折射角为30°

B．该玻璃砖的折射率

C．该单色光在玻璃中的波长为

D．该单色光在玻璃砖中传播的时间为

4．手机无线充电利用了电磁感应原理。如图1所示是市场上某款手机无线充电装置，其工作原理图如图2所示，受电线圈未与电源连接。当ab间接上正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机充电。下列说法正确的是（    ）

A．该装置主要利用了电磁感应中的自感现象

B．送电线圈回路中的瞬时电流为零时，受电线圈两端的瞬时电压也为零

C．增大送电和受电线圈的间距，受电线圈输出电压频率改变

D．若只减小送电和受电线圈的间距，则受电线圈输出电压增大

5．如图1所示，跳台滑雪简称“跳雪”。一可视为质点的滑雪运动员从距离跳台底部高为h＝3m的倾斜跳台滑出后，在空中运动过程中他离跳台底部所在水平面的高度y随时间t变化的图线如图2所示。已知t＝1.4s时运动员恰好到达最高点，重力加速度g取，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A．t＝1.0s时，运动员竖直方向分速度大小为5m/s

B．该运动员起跳速度为14m/s

C．t＝1.8s时，图线的切线斜率大小为4m/s

D．运动员离跳台底部所在水平面的最大高度为9.8m

6．如图所示，纸面内有两根足够长的相互垂直且彼此绝缘的长直导线、，通有大小分别为2I、I的电流，电流方向如图所示。若距离导线、分别为r、2r处的P点的磁感应强度大小为，Q点与P点关于原点O对称。已知一根无限长直导线通过电流I时，在距离导线r处所产生的磁感应强度大小为，当把向上平移至P位置时，则Q点的磁感应强度应为（    ）

A．方向垂直于纸面向里 B．方向垂直于纸面向外

C．方向垂直于纸面向外 D．方向垂直于纸面向里

7．某空间存在沿x轴的电场线，、、、是x轴上的四个点，x轴上各点电势随位置的变化情况如图所示，处电势最高。下列说法正确的是（    ）

A．点的电场强度为零

B．质子在点受到的电场力为零

C．与点的电场强度的方向相同

D．将一电子从移到的过程，电子的电势能一直减小

8．如图所示，在真空区域内，有宽度为l的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里，MN、PQ是磁场的边界。一质量为m，带电量为的粒子，先后两次沿着与MN夹角为60°的方向垂直于磁感线射入匀强磁场中。第一次粒子以速度射入磁场，粒子刚好没能从PQ边界射出磁场；第二次粒子以速度射入磁场，粒子刚好垂直PQ射出磁场，不计粒子的重力，、均为未知量。下列说法正确的是（    ）

A．两次粒子射入磁场的速度大小之比为3：1

B．两次粒子射入磁场的速度大小之比为1：3

C．两次粒子在磁场中运动的时间之比为4：1

D．两次粒子在磁场中运动的时间之比为8：1

9．静止的某种粒子源，某时刻垂直于匀强磁场以大小相等、方向相反的动量释放氚核（）和氦核（），已知氚核（）的动能为，在磁场中做匀速圆周运动的周期为。下列说法正确的是（    ）

A．氚核（）和氦核（）的速度大小之比为2：3

B．氚核（）和氦核（）的圆周运动的半径之比为2：1

C．氦核（）的动能为

D．两个粒子再次相遇的最短时间为

10．如图所示，粗糙的倾斜导轨a、b间距为L，互相平行固定放置，与水平面的夹角为37°，半径分别为L和2L的光滑同心圆环c、d水平固定，圆心均在O点，a与c、b与d分别通过导线连接，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。导体棒1水平放置在光滑的圆环轨道c、d上，在拉力作用下绕O点做匀速圆周运动，导体棒2与倾斜轨道a、b垂直放置，其质量为m，接入电路的阻值为R，在a、b上静止且所受摩擦力恰好为零。已知导体棒的长度均为L，导体棒与导轨、圆环均接触良好，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，其余电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列说法正确的是（    ）

A．流过导体棒2的电流大小为

B．导体棒1绕O点做匀速圆周运动的角速度为

C．导体棒1受到的安培力大小为

D．导体棒1受到的拉力的功率为

二、非选择题：本题共6小题，共60分。

11．（5分）（1）物理实验小组在实验室中，选用如图所示三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中不会产生感应电流的操作是______。（填选项序号）

A．图1中，使条形磁体匀速穿过线圈

B．图1中，使条形磁体在线圈中保持不动

C．图2中，使导体棒AB水平向右运动

D．图2中，使导体棒AB顺着磁感线方向运动，且保持穿过ABCD的磁感线条数不变

（2）某同学采用如图3所示装置来“研究电磁感应现象”，请完成：

①开关的闭合与断开过程，电流表的指针______（选填“会”或“不会”）偏转；

②开关断开后，将A线圈匀速插入B线圈的过程中，电流表的指针______（选填“会”或“不会”）偏转；

③开关闭合后，匀速移动滑动变阻器的滑片，电流表的指针______（选填“会”或“不会”）偏转。

12．（8分）（1）学校物理实验小组为完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验．下列必须要选用的是______。（填选项序号）

A．有闭合铁芯的原、副线圈 B．直流电源 C．多用电表（欧姆挡）

（2）如图1所示，在用可拆变压器“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是______。（填选项序号）

A．为了保证人身安全，只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V

B．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响

C．测量原、副线圈的电压，可用直流电压表

（3）如图2所示，小明同学是一名音乐爱好者，通过学习变压器相关知识后，将家里的音响功放电源变压器带到学校实验室里，准备探究一下图2中哪一端是原线圈。经查阅相关资料，已知图2中两根红色导线所连线圈的匝数为匝，两根蓝色导线所连线圈的匝数为匝，实验测量数据如下表：

根据测量数据可判断连接原线圈的是______导线（选填“红”或“蓝”）。

（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能是______（填选项序号）

A．原、副线圈通过电流时发热 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

13．（8分）如图所示为电磁炮模型示意图，水平发射轨道宽1m，轨道间有磁感应强度为方向竖直向上的匀强磁场，炮弹（含相关副件）总质量为0.5kg，当电路中通20A的恒定电流时，炮弹从轨道左端由静止开始加速，然后以的速度从轨道右端发射出去。忽略一切阻力，求：

（1）电流从哪一端流入炮弹，炮弹的加速度大小；

（2）导轨的长度为多长。

14．（10分）如图所示，发电机的矩形线圈长为25cm、宽为20cm，匝数为N＝1000，放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，内阻不计。该发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈上接有规格为“12V，24W”的灯泡。现在发电机线圈绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，灯泡正常发光，其余电阻均忽略不计。求：

（1）该理想变压器的原、副线圈匝数之比；

（2）若保持线圈匀速转动，外力每分钟需要对线圈所做的功。

15．（13分）如图1所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度大小B随时间变化的关系如图2所示，在t＝0时刻有一比荷为的带正电粒子从坐标为的P点以初速度且与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入。开始时，磁场方向垂直坐标平面向里，不计粒子重力，求：

（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径；

（2）在内和内，粒子运动轨迹对应的圆心角之比；

（3）粒子到达y轴时与O点的距离s。

16．（16分）如图所示，间距为d＝1m的两根光滑平行金属导轨（电阻不计）由一段竖直圆弧和水平导轨组成，右侧有一间距也为d＝1m足够长的倾斜导轨平行固定，倾斜导轨底端接有阻值为R＝1Ω的定值电阻，水平导轨PQ右侧存在竖直向下的匀强磁场，倾斜导轨处存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小均为B＝2T。倾斜导轨顶端与水平导轨最右端的高度差为0.45m、水平距离为1.2m。质量为m＝1kg、有效阻值为r＝1Ω的导体棒b垂直静置在水平导轨PQ上，某时刻一质量为m＝1kg的导体棒a由高度为h＝1.8m圆弧轨道处静止释放，并与导体棒b发生弹性碰撞（时间极短），一段时间后导体棒b刚好由倾斜导轨上端无碰撞地滑上倾斜导轨，直至静止。已知导体棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为，在导轨上运动过程导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计其他电阻且忽略空气阻力，重力加速度g取。求：

（1）两棒碰撞后，导体棒b的速度大小；

（2）倾斜导轨与水平面间夹角的正切值；

（3）整个过程系统因摩擦产生的热量。

焦作市普通高中2022-2023学年（下）高二年级期中考试

物理•答案

选择题：共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，第1∼6题只有一个选项符合题目要求，第7∼10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1．D   2．C   3．B   4．D   5．C   6．A   7．AC   8．BD   9．BD   10．BCD

11．（1）BD（2分） （2）①会（1分） ③不会（1分） ③会（1分）

12．（1）A（2分） （2）AB（2分） （3）蓝（2分） （4）D（2分）

13．（1）由于炮弹向右加速，说明安培力向右，根据左手定则可判断电流从端流入（2分）

对炮弹，根据安培力公式和牛顿第二定律有（1分）    （1分）

联立解得（1分）

（2）对炮弹运用匀变速直线运动规律有

导轨的长度为（3分）

14．（1）矩形闭合线圈在磁场中转动，产生的交流电压的最大值为

（2分）

由题意可知原线圈两端电压为（1分）

副线圈两端电压为（1分）

根据理想变压器变压规律有（1分）

即该变压器的原、副线圈匝数之比（1分）

（2）对于灯泡，根据焦耳定律有（2分）

根据能量守恒定律，外力做功等于灯泡产生的热量，

则有（2分）

15．（1）粒子进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为，由洛伦兹力提供向心力有

（2分）    得（1分）

（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期为，则（1分）

内，粒子运动的周期数为（1分）

运动轨迹对应的圆心角为60°（1分）

内，粒子运动的周期数为（1分）

运动轨迹对应的圆心角为120°（1分）

在内和内，

粒子运动轨迹对应的圆心角之比为（1分）

（3）粒子运动轨迹如图所示

粒子恰好在时到达轴，由图可知（2分）

粒子到达轴时与点的距离（2分）

16．（1）绝缘棒与发生弹性碰撞，满足动量守恒和机械能守恒定律

（1分）    （1分）    （1分）

解得，（2分）

（2）导体棒离开水平导轨后做平抛运动，设导体棒离开水平导轨前的速度大小为，在空中运动的时间为，则在水平方向有，在竖直方向有（1分）

代入数据解得（1分）

竖直方向的速度为（1分）

倾斜导轨与水平面间夹角的正切值为（1分）

（3）导体棒在倾斜导轨上运动过程，由动量定理有，又（2分）

由法拉第电磁感应定律有（1分）

结合闭合电路欧姆定律有（1分）

解得（1分）

整个过程系统因摩擦产生的热量为（2分）