精品解析：山东省潍坊市2022-2023学年高二下学期期中调研考试物理试题（解析版）

潍坊市2023年5月调研物理试题

高二物理

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的学校、姓名、班级、座号、考号填涂在相应位置。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

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. 北斗导航卫星与导航终端之间通过电磁波传输信息，下列说法正确的是（　　）

A. 导航使用的电磁波是纵波

B. 变化的电场一定向空间辐射电磁波

C. 为使电磁波携带信息，发射前需进行调制

D. 波长越长的电磁波在真空中的传播速度越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．导航使用的电磁波是横波，故A错误；

B．均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能向空间辐射电磁波，故B错误；

C．为使电磁波携带信息，发射前需进行调制，故C正确；

D．各种波长的电磁波在真空中的传播速度相同，故D错误。

故选C

2. 玻璃管裂口尖端非常尖锐如图甲所示，将其在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝如图乙所示。该现象说明（　　）

A. 玻璃在导热时具有各向异性

B. 烧熔使玻璃由晶体变为非晶体

C. 玻璃烧熔为液态时表面分子间的作用力表现为斥力

D. 玻璃烧熔为液态时表面存在张力

【答案】D

【解析】

【详解】AB．玻璃是非晶体，高温熔化冷却凝固后仍然是非晶体，导热性表现为各向同性。故AB错误；

CD．玻璃管裂口尖端在火焰上烧熔，冷却后尖端变钝，是表面张力的作用，因熔化后的玻璃表面分子间作用力表现为引力使其表面收缩。故C错误；D正确。

故选D。

3. 如图所示，甲、乙两完全相同的铅块，表面磨平，使其紧密接触，两铅块就能结合在一起，挂上铅块丙后，甲、乙仍未分离。下列说法正确的是（　　）

A. 大气压强使甲、乙结合在一起

B. 接触面上分子间的作用力表现为引力

C. 甲的重力势能大，所以内能比乙的大

D. 加挂丙后，接触面分子间的分子势能减小

【答案】B

【解析】

【详解】AB．两铅块底面磨平，使其紧密接触，因两铅块底面分子之间的距离较大，分子间表现为引力作用，两铅块就能结合在一起，挂上铅块丙后，甲、乙仍未分离，A错误，B正确；

C．铅块的内能由分子间的相互作用、相对位置及温度决定，与铅块相对地球的位置无关，C错误；

D．加挂丙后，接触面分子间的相对位置不变，因此分子势能不变，D错误。

故选B。

4. GIL输电系统应用“三相共箱”技术，三根超高压输电线缆a、b、c平行，横截面如图所示，截面的圆心构成正三角形，a、c圆心连线水平。规定垂直纸面向外为电流的正方向，a、b、c中的电流分别为、、，则时（　　）

A. a受到的安培力方向水平向左 B. c受到的安培力方向水平向左

C. b圆心处磁感应强度方向水平向左 D. b圆心处磁感应强度方向水平向右

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据题意可知在时，a、b、c中的电流分别为

根据同向电流相互吸引可知a受到的安培力方向水平向左，c受到的安培力方向水平向右，故A正确，B错误；

CD．根据右手定则可知导线a在b处产生的磁感应强度方向垂直ab连线指向左上方，导线c在b处产生的磁感应强度方向垂直cb连线指向右上方，根据对称关系及合成法则可知b圆心处磁感应强度方向垂直ac连线竖直向上，故CD错误。

故选A。

5. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。产生5G无线电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　）

A. 线圈中磁场的方向向上

B. 线圈中感应电流的方向与图中电流方向相反

C. 线圈储存的磁场能正在增加

D. 电容器两极板间电场强度正在变大

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据安培定则，线圈中磁场的方向向下，故A错误；

B．电容器在充电，电流减小，根据楞次定律，线圈中感应电流的方向与图中电流方向相同，故B错误；

C．电流减小，线圈储存的磁场能正在减小，故C错误；

D．电容器在充电，电容器两极板间电场强度正在变大，故D正确。

故选D。

6. 如图所示，固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd边长为l，其中ab、cd两边是两根完全相同的均匀电阻丝，其余两边是电阻可忽略的导线，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一根与ab完全相同的电阻丝PQ垂直ab放在线框上，以恒定速度v从ad边滑向bc边。PQ在滑动过程中与导线框接触良好，当PQ滑过的距离时，PQ两点间的电势差为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设电阻丝PQ的电阻为，在滑动过程中产生的感应电动势为

当PQ滑过的距离时，此时PQ左侧导线框部分的电阻为，PQ右侧导线框部分的电阻为，则外电阻为

PQ两点间的电势差为

故选B

7. 如图所示，理想变压器铁芯上绕有三组线圈，其中线圈c匝数为1100匝，线圈e匝数为330匝，电阻R=22Ω，电表均为理想电表。在a、b间接入交流电压，当单刀双掷开关与1接触时，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（　　）

A. 线圈d匝数为110匝 B. 电压表示数为110V

C. 若开关与2接触，电流表示数2.5A D. 若开关与2接触，电压表示数为22V

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题意可知，当单刀双掷开关与1接触时，电流表示数为0.4A，可知变压器原线圈的输入功率为

可知副线圈d中的输出电功率为P2=88W，则有电阻R中的电流为    

由变压器原、副线圈的电流与匝数的关系可得

A错误；

B．电压表示数为

B错误；

CD．若开关与2接触，电阻R两端的电压为

电阻R中的电流为

则有原线圈中电流为

则有电流表示数为2.5A，电压表的示数为110V，C正确，D错误。

故选C。

8. 将两个完全相同的线圈a、b放入不同的磁场中，磁场方向均垂直于线圈平面。a、b所处磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律分别如图甲、乙所示，则a、b线圈的电功率之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】图甲中a线圈产生的电动势大小恒定不变，根据法拉第电磁感应定律可知

图乙中b线圈产生的电动势最大值为

则b线圈产生的电动势有效值为

根据

可知a、b线圈的电功率之比为

故选B。

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. 手摇式交流发电机结构如图所示，灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连，摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′逆时针匀速转动。某时刻线圈平面与磁感线垂直，则（　　）

A. 此时线圈的磁通量最大 B. 此时电流表A示数为零

C. 此时线圈中的电流最大 D. 经过该位置灯泡L中电流方向改变

【答案】AD

【解析】

【详解】当线圈平面与磁感线垂直时，即线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，而感应电动势、感应电流、磁通量的变化率均为零，电流方向改变，但电流表的示数为交变电流的有效值，始终不变，所以电流表示数不为零。

故选AD。

10. 如图所示，沿光滑斜面固定一螺线管，一个磁性很强的小磁体沿螺线管轴线下滑。轴线上p、q两点到螺线管上、下边缘的距离相等。一灯泡与螺线管串联，小磁体通过p点时灯泡的亮度比通过q点时的亮度小，小磁体的大小可忽略。则小磁体（　　）

A. 在p点的速度小于q点的速度 B. 在p点的机械能小于在q点的机械能

C. 经过p、q两点时，灯泡中电流方向相同 D. 经过p、q两点时，灯泡中电流方向相反

【答案】AD

【解析】

【详解】A．小磁体通过p点时灯泡的亮度比通过q点时的亮度小，说明小磁体通过p点时产生的感应电流小，磁通量的变化率小，所以在p点的速度小于q点的速度，故A正确；

B．由楞次定律可得，小磁体沿螺线管轴线下滑时产生的感应电流受到的安培力总是做负功，小磁体机械能减小，在p点的机械能大于在q点的机械能，故B错误；

CD．小磁体经过p点时磁通量在增大，经过q点时磁通量在减小，由楞次定律可得经过p、q两点时，灯泡中电流方向相反，故C错误，D正确。

故选AD。

11. 质谱仪工作原理如图所示，带电粒子从容器下方的小孔S1飘入加速电场，其初速度几乎为0，经过S2从O点垂直磁场边界射入匀强磁场，a、b两粒子分别打到照相底片上的P1、P2点，P1到O点的距离小于P2到O点的距离。忽略粒子的重力，下列说法中正确的是（    ）

A. a的比荷大于b的比荷

B. 在磁场中a的速率一定大于b的速率

C. 在磁场中a的动能一定大于b的动能

D. a在磁场中的运动时间小于b在磁场中的运动时间

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．带电粒子在电场中加速，由动能定理可得

带电粒子在磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力，可得

联立解得

由上式可知带电粒子比荷越大半径越小，由图可知a粒子的半径小，b粒子的半径大，则有a的比荷大于b的比荷，A正确；

B．由

可得

粒子比荷越大，出加速电场时的速率越大，则在磁场中的速率也越大，在磁场中a的速率一定大于b的速率，B正确；

C．由

可知，若两粒子带电荷量相同，质量不同时，则两粒子的动能一定相同，因a、b两粒子的电荷量关系未知，因此两粒子的动能关系不能确定，C错误；

D．带电粒子在磁场中的运动时间为

可知粒子的比荷越大，运动时间越小，因此a在磁场中的运动时间小于b在磁场中的运动时间，D正确。

故选ABD。

12. 如图所示，直角三角形abc区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，ab边长为2L，∠a=30°，一粒子源固定在ac边的中点d，粒子源垂直ac边向磁场中发射不同速率的带正电的粒子，粒子均从bc边界射出，已知粒子质量为m、电荷量为q，下列说法正确的是（    ）

A. 粒子运动的速率可能为

B. 粒子在磁场中运动的时间可能为

C. bc边界上有粒子射出的区域长度最大为

D. 有粒子经过的磁场区域的面积最大为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．根据题意可知当粒子运动轨迹与ab边相切时，对应的速度最大，根据几何知识可得半径为

根据洛伦兹力提供向心力

解得

同理若粒子从c点射出，则速度

则粒子的速度不可能为，故A错误；

B．粒子在磁场中运动的周期为

当粒子垂直bc边射出时，粒子在磁场中运动的时间为

故B正确；

CD．根据题意可知当粒子运动轨迹与ab边相切时，打在cb上的点到c点的距离最大，即

所以打在bc边界上有粒子射出的区域长度最大为，有粒子经过的磁场区域的面积最大为

故CD正确。

故选BCD。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13. 某实验小组用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。用注射器下端的橡胶塞和柱塞封闭一段空气柱，空气柱的体积可以通过刻度读取，空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。把柱塞向下压或向上拉，读取几组空气柱的体积与对应的压强数据。

（1）实验中下列说法正确的是______。

A．推拉柱塞时应尽量缓慢

B．推拉柱塞时可手握注射器

C．若实验中橡胶塞脱落，可立即装上并继续本次实验

（2）小明同学以p为纵坐标、以为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示，图线发生弯曲的原因可能是______。

（3）小华同学实验中某些操作不规范，得到了如图丙所示的p-V图像，则实验中气体温度的变化情况是______。

【答案】    ①. A    ②. 环境温度突然降低    ③. 先升高后降低

【解析】

【详解】（1）[1]A．为减小实验误差，推拉柱塞时应尽量缓慢，以防止柱塞移动太快，气体的温度产生变化，A正确；

B．推拉柱塞时不能用手握注射器筒上空气柱部分，以防止空气温度产生变化，B错误；

C．若实验中橡胶塞脱落，气体的质量变化，需重新做实验，C错误。

故选A。

（2）[2]对图乙，由理想气体的状态方程可得

可知图线发生弯曲的原因可能是：环境温度突然降低，则有的斜率将减小。

（3）[3]在 p−V图像中，等温过程对应的图线是一条曲线，对同一气体，等温线离坐标轴越远温度越高，因此 A→B不是等温过程，则有气体温度先升高后降低。

14. 某同学设计的苹果自动分拣装置如图甲所示。该装置能把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中托盘置于半导体薄膜压力传感器R1上，托盘重力不计，苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器阻值R1随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当R2两端电压U≥2V时可激励放大电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势E=6V，内阻不计，重力加速度大小取g=10m/s2。

（1）当苹果通过托盘时，质量较小的苹果对应的R1阻值______（选填“较大”、“较小”）；

（2）现以200g为标准将苹果分拣开，应将R2阻值调为______kΩ（保留3位有效数字），此时质量小于200g的苹果将通过______（选填“上通道”、“下通道”）；

（3）若要增大分拣苹果的质量应将R2的阻值______（选填“调大”、“调小”）。

【答案】    ①. 较大    ②. 12.5    ③. 上通道    ④. 调大

【解析】

【详解】（1）[1]苹果通过托盘时，质量较小的苹果托盘对R1的压力较小，根据图乙可知，R1的阻值较大；

（2）[2]当苹果质量为200g时，此时

为使该装置达到分拣目的，R2的阻值满足

解得

[3]若苹果质量小于200g，则R1阻值增大，分压增大，由于电源电动势不变，R2两端分压减小，电衔铁将不被吸合，小苹果将通过上通道；

（3）[4]当苹果质量增大时，R1阻值减小，分压减小，R2两端分压增大，其阻值增大，所以若要增大分拣苹果的质量应将R2的阻值调大。

15. 如图所示，正方形线圈abcd边长l=0.2m，匝数n=100匝，电阻r=5Ω。线圈以角速度ω=10πrad/s绕垂直于匀强磁场轴OO′匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度，外电路电阻R=95Ω。从图示位置开始计时，求：

（1）线圈产生的电动势瞬时值表达式；

（2）经过通过电阻R的电荷量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）线圈产生的电动势最大值为

从图示位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值表达式

（2）经过，线圈转过的角度为

磁通量的变化量为

根据法拉第电磁感应定律有

根据电流定义式有

根据闭合电路欧姆定律有

联立解得

16. 五一假期小王一家自驾游，长时间停放的汽车启动时，仪表盘显示的车轮胎压及当地气温如图甲所示；经过长途跋涉到达目的地时，仪表盘显示车轮胎压如图乙所示。由四个轮胎的气压值可知，右前轮存在漏气问题，将汽车轮胎内气体视为理想气体，忽略汽车轮胎容积的变化，长时间行驶后，汽车两前轮轮胎温度相等并高于当地气温，取0℃为273K。求：

（1）到达目的地时汽车左前轮胎内气体的温度；

（2）行驶过程中右前轮漏掉的气体质量与剩余气体质量的比值。

【答案】（1）51℃；（2）0.125

【解析】

【详解】（1）由图甲可知，汽车左前轮胎内气体的初状态，，末状态，轮胎内气体做等容变化，由查理定律，可得

汽车左前轮胎内气体的温度

t=(324−273)℃=51℃

（2）汽车右前轮胎内气体的初状态，，末状态，，设汽车右前轮胎的体积为V，温度是T2时的气体的体积变为V＇，气体可看做等压变化，由盖−吕萨克定律可得

解得

由于轮胎内气体的质量一定，温度升高后气体的密度相等，可得右前轮漏掉的气体质量与剩余气体质量的比值等于体积之比，则有

17. 如图所示，足够长的光滑金属导轨平行放置，固定在水平面上，间距L=1.0m，导轨处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=2.0T，导轨左端的单刀双掷开关可分别与电阻或电容器相连接，已知定值电阻R=2.0Ω，电容器电容C=0.1F，导体棒质量m=0.4kg、电阻r=1.0Ω，其余电阻不计。开始电容器不带电，导体棒静置于导轨上，开关合向a，对导体棒施加水平向右的F=4N的拉力，当导体棒匀速运动时撤去F，导体棒始终与导轨垂直且接触良好。

（1）求拉力的最大功率；

（2）求撤去F后定值电阻R中产生的热量；

（3）若撤去F的同时将开关合向b，求导体棒最终运动的速度大小。

【答案】（1）12W；（2）1.2J；（3）1.5m/s

【解析】

【详解】（1）导体棒速度为v时产生感应电动势为

感应电流为

由左手定则可得导体棒受到的安培力方向向左，大小为

导体棒的加速度为

所以导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，匀速时速度达到最大值

拉力的最大功率为

（2）撤去F后，导体棒只受水平向左的安培力的作用，加速度为

可得导体棒做加速度逐渐减小的减速运动，最终静止。此过程中动能全部转化为系统的热量Q，由能量守恒定律可得

R中产生的热量为

（3）当导体棒产生的电动势和电容器两端电压相等时，导体棒电流为0，导体棒最终做匀速直线运动，假设导体棒最终运动的速度大小为，由动量定理可得

此时

联立可得

18. 如图甲所示，粒子加速器与速度选择器并排放置，已知速度选择器内匀强磁场磁感应强度大小为、电场强度大小为。在速度选择器右侧建立xOy坐标系，的区域里有磁场，规定磁场方向垂直纸面向里为正，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中。质量为、电荷量为的粒子从加速器M极板由静止释放，通过N极板中间的小孔后进入速度选择器，沿直线穿过速度选择器后从O点沿x轴射入磁场。

（1）求粒子到达O点的速度和M、N两板间的电压；

（2）若粒子在时从O点射入磁场，且在某时刻从点P（，）离开磁场，求的大小；

（3）若，粒子在时刻从O点射入磁场，求粒子离开磁场时的位置坐标；

（4）若，调整磁场变化周期，使在的任一时刻从O点入射的粒子均不从y轴离开磁场，求的取值范围。

【答案】（1），；（2）；（3）（，）；（4）

【解析】

【详解】（1）粒子在沿直线穿过速度选择器，根据受力平衡可得

解得

粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得

解得M、N两板间的电压为

（2）若粒子在时从O点射入磁场，且在的某时刻从点P（，）离开磁场，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得

由几何关系可得

解得

联立解得

（3）若，则粒子在磁场中的轨道半径为

粒子在磁场中运动的周期为

粒子在时刻从O点射入磁场，可知粒子进入磁场时磁场方向刚好变为向外，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示

根据图中几何关系可得

可知粒子离开磁场时的纵坐标为

则粒子离开磁场时的位置坐标为（，）。

（4）若，则粒子在磁场中的轨道半径为

粒子在磁场中运动的周期为

临界情况为粒子从时刻射入磁场，并且轨迹恰好与轴相切，如图所示

由图中几何关系可得

可得

则粒子在时间内转过的圆心角为，对应的运动时间为

为了使在的任一时刻从O点入射的粒子均不从轴离开磁场，应满足

联立可得