河南省周口市恒大高级中学2022-2023高二下学期4月期中考试物理试题（含解析）

恒大高级中学2022-2023学年高二下学期4月期中考试
物 理 试 卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
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。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题，每小题4分，共28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．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力（　　）
A．增大为原来的 2 倍
B．增大为原来的 4 倍
C．减小为原来的一半
D．改变为零
2．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的高电压，所用的器材叫电压互感器。如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
3．闭合回路由电阻R与单匝导线框组成，其面积大小为S，内部磁场大小按B-t图变化，方向如图，且B-t图线的斜率为K，则回路中
A．感应电流的方向为逆时针方向
B．感应电流的电流强度越来越大
C．磁通量的变化率越来越大
D．产生的感应电动势大小为KS
4．在下列几种电流的波形图中，能表示生活、生产用电的是（　　）
A． B．
C． D．
5．光滑绝缘水平面上垂直穿过两根长直导线，俯视图如图所示，两根导线中通有大小相同，方向相反的电流，电流方向如图所示，水平面上一带电滑块（电性未知）以某一初速沿两导线连线的中垂线入射，运动过程中滑块始终未脱离水平面，下列说法正确的是（　　）
A．小球将做匀速直线运动
B．小球将先做减速运动后做加速运动
C．小球将向左做曲线运动
D．小球将向右做曲线运动
6．如图所示，U形金属框架固定在水平面上，处于竖直向下的匀强磁场中，与框架接触良好的ab棒以水平初速度向右运动，下列说法正确的是
A．ab棒做匀减速运动
B．回路中电流均匀减小
C．a点电势比b点电势低
D．ab棒受到水平向左的安培力
7．下列生产生活现象中，不属于利用涡流的是（　　）
A．电磁炉工作时加热食物 B．变压器的铁芯用硅钢片
C．真空冶炼炉工作 D．金属探测器进行探测
多项选择题:本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．中央电视台焦点访谈栏目曾多次报道某些边远落后的农村电价过高、农民负担过重的问题。造成电价高的客观原因主要是电网陈旧老化，电能损耗严重。为了保障农民的利益，在进行电网改造的时候，电力部门必须考虑尽可能减少输电线上的能量损耗。下列方法可行的是（　　）
A．提高输送电压
B．将铝线换成银线
C．适当增大输电线的截面积
D．缩短输电线长度
9．如图所示，在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从M点沿MN方向发射两个粒子，两粒子分别从P、Q射出。已知ME=PQ=QE，两粒子（　　）
A．速率之比为5：2 B．速率之比为5：3
C．在磁场中运动时间之比为53：90 D．在磁场中运动时间之比为37 ：90
10．小明同学对正、负电子对撞产生了浓厚的兴趣，他根据所学知识设计了正、负电子对撞装置，通过电子在匀强磁场中的运动来实现正、负电子在不同位置能发生正碰。如图所示，ab和cd是关于y轴对称、间距为2l的直线磁场边界，在两边界之间有两个有界匀强磁场。两磁场的边界MN位于x轴上方且平行于x轴，MN与x轴的距离h可调。MN下方的磁场垂直纸面向里，上方的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B。若将质量为m、电荷量为e的正、负电子分别从ab和cd磁场边界上沿x轴同时以相同速率进入强磁场，使正、负电子能在y轴的不同位置垂直于y轴方向发生正碰，则MN与x轴的距离h的大小可能是（不计粒子间的相互作用力和粒子重力）（　　）
A． B．
C． D．
非选择题:共54分。把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和需要演算步骤,共写出最后答案的不能得分。有数作计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”。
（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将_____________________（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
②将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将_____________________（选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
（2）在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，则感应线圈B中将__________________。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，有感应电动势，但无感应电流
C．不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
12．（8分）（1）探究电磁感应现象应选用如图_____（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。在这个现象中感应电流的方向与_____的方向和磁感线方向有关。
（2）如图丙所示，A为弹簧测力计（量程足够大），B为条形磁铁（下端为S极），C为螺线管，螺线管线圈的电阻忽略不计。闭合开关S1，记下弹簧测力计示数。现将S1断开，S2由1改接到2，则弹簧测力计的示数将_____；若S2接2不变，再闭合S1，弹簧测力计的示数将_____。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
13．（10分，每空2.5分）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是___________；（填字母）
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数___________；（填“多”或“少”）
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是___________；（填字母）
A． B． C． D．
（4）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为___________；（填字母）
A．1.5V B．6.0V C．9.0V
14．（14分）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则___________；若实验中没有现成的遮光条，某同学用金属片替代，用20分度的游标卡尺测量金属片的宽度如图丙所示，其读数为___________，这种做法是否合理？___________（填“合理”或“不合理”）。
（2）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。这样实验的设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在时间内___________。
（3）得到多组与数据之后，若以为纵坐标、以为横坐标作出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以___________为横坐标。
（4）根据改进后作出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内___________。
（5）其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线图像斜率___________（填“减半”“不变”或“加倍”）。
15．（16分）如图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，导体棒的电阻，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，并一直与导轨接触良好，速度。求：
（1）导体棒上产生的感应电动势E的大小；
（2）导体棒上感应电流I的大小和方向；
（3）拉力F的大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】当一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动时，根据洛伦兹力公式，将该磁场的磁感应强度增大为原来的 2 倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力增加为原来的 2 倍。
故选A。
2．B
【详解】由电压互感器的工作原理可知，电压互感器应跨接在火线与零线之间，且由于电压与匝数成正比，故电压互感器应使高压电线并联接入匝数较多的线圈上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】A. 由楞次定律可知，电流方向为顺时针，故A项与题意不相符；
B. 由图象可知，磁感应随时间均匀增大，则由=BS可知，磁通量随时间均匀增加，故其变化率恒定不变，由法拉第电磁感应定律可知，
感应电动势保持不变，电流强度不变，故BC项与题意不相符，D项与题意相符．
4．C
【详解】A图像是直流电能，B图像为方波形交流电，C图像为正弦交流电，D图像为脉冲交流电，而生活、生产用电为正弦交流电，故选C。
5．A
【详解】根据安培定则，在两直导线连线的垂直平分线上各点的磁感应强度与速度方向平行，故小球不受洛仑兹力，重力和支持力平衡，故合力为零，小球将在水平面内沿速度方向做匀速直线运动；
故选A。
6．D
【分析】使ab棒突然获得一初速度，切割产生感应电动势，产生感应电流，受到向左的安培力，做变减速运动，根据右手定则判断ab棒中的感应电流方向，从而确定a、b两点的电势．
【详解】A、B、C项：棒子具有向右的初速度，根据右手定则，产生b指向a的电流，则a点的电势比b点的电势高．根据左手定则，安培力向左，ab棒做减速运动，因为电动势减小，电流减小，则安培力减小，根据牛顿第二定律，加速度减小，做加速度减小的减速运动，由于速度不是均匀减小，则电流不是均匀减小．故A、B、C错误；
D项：安培力的方向与运动方向相反，知安培力方向向左，故D正确．
故应选：D．
【点睛】解决本题的关键根据切割产生感应电动势，结合闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律判断加速度的变化，从而判断出ab棒的运动规律．以及掌握右手定则判断感应电流的方向和左手定则判断安培力的方向．
7．B
【详解】A．电磁炉工作时，在锅体中产生涡流而加热食物，属于利用涡流，故A错误；
B．变压器的铁芯用硅钢片可以减小涡流，不属于利用涡流，故B正确；
C．真空冶炼炉工作时所接交流电源频率越高，产生的涡流越大，相同时间内产生的热量越多，属于利用涡流，故C错误；
D．金属探测器进行探测时，变化的电流遇到金属物体，在被测金属中产生涡流，从而进行探测，属于利用涡流，故D错误。
故选B。
8．AC
【详解】A．由可知，用户功率不变，增大输送电压可使输电线路电流减小，由焦耳定律
可知，电流减小可以减少输电线上的能量损耗。A正确；
B．将铝线换成银线虽然比铜的电阻小，但银不稳定，已折损，造价成本高等缺点不适用于当输送电线。B错误；
C．适当增大输电线的截面积，可使电阻减小，结合A中分析，可以减少输电线上的能量损耗。C正确；
D．缩短输电线长度，虽能使电阻减小，但每条输电线路都是经过规划的，不能随意更改。D错误。
故选AC。
9．AC
【详解】AB．设ME=PQ=QE=L，则由几何关系可知从Q点射出的粒子的运动半径为
r1=L
从P点射出的粒子半径满足
解得
r2=2.5L
根据
可得
则从P、Q射出的粒子的速率之比为5：2，选项A正确，B错误；
CD．由几何关系可知，从PQ两点射出的粒子在磁场中的偏转角度分别为53°和90°，则根据
可知在磁场中运动时间之比为53：90，选项C正确，D错误。
故选AC。
10．ABC
【详解】设正、负电子以速度v在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r，根据牛顿第二定律有
解得
当粒子运动到MN上方磁场且恰好与ab边界相切，此时粒子在磁场中圆心角最大。根据几何关系有
当h＞r时
所以求得
当n=1时，无解；
当n=2时
当n＞3时
不成立。
所以
当h＜r时，如图所示，正、负电子在两磁场中存在往复运动的情况，根据几何关系有
解得
，（n=2、3、4...）
当n=2时
当n=4时
但是不可能为
故选ABC。
11． 右偏 左偏 B
【详解】（1）①[1]在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，说明当通过感应线圈B的磁通量增加时，产生的感应电流将使灵敏电流计的指针向右偏转；将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，通过感应线圈B的磁通量增加，灵敏电流计指针将右偏。
②[2]将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值将增大，电路电流减小，电流产生的磁感应强度减小，通过感应线圈B的磁通量减小，灵敏电流计指针将左偏。
（2）[3]在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，通过感应线圈B的磁通量发生变化，感应线圈中将有感应电动势，能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向；但因电路不是闭合的，所以无感应电流。
故选B。
12． 甲 导体切割磁感线运动（或“导体运动”） 变小 变大
【详解】（1）[1][2]探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置，在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。
（2）[3]根据安培定则，由图丙可知，闭合开关，螺线管上端是N极，条形磁铁下端是S极，条形磁铁受到向下的吸引力，现将S1断开，S2由1改到2，电路电流变小，通电的螺线管圈数变少，电磁铁的磁性变弱，螺线管对条形磁铁的吸引力变小，弹簧测力计示数变小；
[4]若S2接2不变，闭合S1，电阻R2短路，电路电流变大 ，螺线管的磁场变强，条形磁铁受到的吸引力变大，弹簧测力计的示数变大。
13． D 少 BD C
【详解】(1)[1] 观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。故D正确。
故选D。
(2)[2] 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据
，
可得
可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。
(3)[3] 实验中需要交流电源和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。故BD正确，AC错误。
故选BD。
(4)[4] 若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系
若变压器的原线圈接“0“和”8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2：1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为
考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为9.0V。故C正确。
故选C。
14． 4.800 70.15 不合理 穿过线圈的磁通量的变化量 感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比） 加倍
【详解】（1）[1]螺旋测微器固定刻度为，可动刻度为
所以最终读数为
[2]游标卡尺的主尺读数为，游标读数为
所以最终读数为
[3]遮光条的宽度越小，小车经过遮光条时的平均速度越接近小车的瞬时速度，遮光条的宽度越大，小车的速度误差越大，不能用宽金属片替代遮光条；
（2）[4]在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，穿过线圈磁通量的变化量都相同；
（3）[5]根据
因不变，与成正比，横坐标应该是；
（4）[6]感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）；
（5）[7]匝数加倍后，产生的感应电动势加倍，图像纵坐标加倍，横坐标不变，所以新图像的斜率加倍。
15．（1）；（2），由N指向M；（3）0.48N
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得导体棒上产生的感应电动势大小为
（2）根据闭合电路欧姆定律可得导体棒上感应电流大小为
根据右手定则可判断出导体棒上感应电流方向为由N指向M。
（3）根据平衡条件可得

河南省周口市恒大高级中学2022-2023高二下学期4月期中考试物理试题（含解析）