福建省晋江市五校2022-2023高二下学期期中联考物理试题（答案）

2023年春季期中联考高二年物理科试卷参考答案：
1、B 2、D 3、C 4、D 5、AB 6、AC 7、BD 8、AC
9、75V，56.25W 10、
11、gsinθ,
12、C B
13、（1）6m/s （2） 2m/s （3）3m (过程略)
14、
15、答案　(1)　　(2)　(3)
解析　试题考查带电粒子在电场与磁场中运动等必备知识,主要考查理解能力、推理能力、模型建构能力,体现了物理观念、科学思维的学科素养,突出对综合性考查要求。
(1)粒子运动轨迹如图所示:
设粒子在第二象限磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由牛顿第二定律得:qvB=m
由几何关系得:(r-d)2+(d)2=r2
解得:r=2d,B=
设粒子在第三象限电场中运动的时间为t2,y轴方向分运动为匀速直线运动:d=vt2
设x轴方向匀加速运动的加速度大小为a,有:d=a
由牛顿第二定律得:Eq=ma
解得:E=,t2=
(2)设粒子在第二象限磁场中运动的时间为t1,AC弧对应的圆心角为α,由几何关系知:sin α=
解得:α=60°
由运动学公式有:t1==
粒子由A至D过程所用的时间t=t1+t2=
(3)设粒子在D点的速度与y轴负方向夹角为θ,在D点,粒子的x轴分速度:vx==v
由合速度与分速度的关系得:tan θ=
解得:θ=60°,vD=2v
设粒子在第四象限磁场中做匀速圆周运动的半径为r1,由牛顿第二定律得:q·2v·4B=m
解得:r1=d
粒子运动轨迹如图所示:
粒子在第四象限运动的轨迹必定与D、Q速度所在直线相切,
由于粒子运动轨迹半径为d,因此粒子在第四象限运动的轨迹是如图所示,轨迹与vD所在直线相切于M点、与vQ所在直线相切于N点,连接M、N,
由几何关系可知:MN=d
由于M点、N点必须在磁场内,即线段MN在磁场内,故可知磁场面积最小时必定是以MN为直径(如图所示)的圆,
即面积最小的磁场半径为:r3=MN=
则圆形磁场区域的最小面积:S=π=晋江市五校2022-2023学年高二下学期期中联考物理科试卷
一、选择题：（第1-4题为单项选择，每小题4分，第5-8题为多项选择，每小题6分，漏选得3分，错选不得分，共40分）
如图，速度选择器两极板间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一电荷量为+q的粒子以水平速度v0从左侧射入，恰能沿直线飞出速度选择器，不计粒子重力和空气阻力。下列说法正确的是( )
A.若仅将粒子改为从右侧射入，粒子仍将沿直线飞出
B.若仅将粒子改为从右侧射入，粒子不能沿直线飞出
C.若仅将电荷量改为-q，粒子不能沿直线飞出
D.若仅将电荷量改为+2q，粒子不能沿直线飞出
2、在如图所示的甲、乙电路中,电阻R和灯泡A的阻值相等,自感线圈L的电阻值可认为是0,在接通开关S时,则 (　 　)
A.在电路甲中,灯泡A将立即变亮
B.在电路甲中,灯泡A将逐渐变亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,灯泡A将渐渐变亮
D.在电路乙中,灯泡A将先变亮,然后渐渐变暗,最后熄灭
3、如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住处于静止状态，a为垂直纸面放置的直导线的横截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为F1，当导线中有电流通过时，磁铁对斜面的压力为F2，则下列关于a中电流方向、磁铁对斜面的压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是( )
A.电流垂直纸面向外时，F1<F2，弹簧的伸长量减小
B.电流垂直纸面向外时，F1>F2，弹簧的伸长量增大
C. 电流垂直纸面向里时，F1<F2，弹簧的伸长量增大
D. 电流垂直纸面向里时，F1>F2，弹簧的伸长量减小
4、如图，在光滑的水平面上，宽为2L的有界匀强磁场左侧放置一边长为的正方形导电线圈，线圈在水平外力作用下向右匀加速穿过该磁场，则在线圈穿过磁场的过程中，拉力F随位移x的变化图像、线圈中感应电流 (顺时针方向为正)、热功率随位移x的变化图像正确的是( )
5、电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（ ）
A.杀菌用的紫外灯
B.拍胸片的X光机
C.治疗咽喉炎的超声波雾化器
D.检查血流情况的“彩超”机
6、图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是( )
A.电流表的示数为10A
B.线圈转动的转速为100r/s
C.0.05s时线圈平面与磁场方向平行
D.电流的瞬时值表达式为
7、如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是 (　 　)
A.P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小
B.光照强度不变,当滑动触头P向上滑动时,用电器消耗的功率减小
C.当f减小时,变压器的输入功率减小
D.P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大
8、如图为某小型水电站的电能输送示意图,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电,已知输电线的总电阻R=10Ω,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器,T2的副线圈两端电压U=220 sin 100πt(V),当用电器电阻R0=11Ω时，( 　　)
A.通过输电线的电流最大值是5A
B.发电机中的电流变化频率为100 Hz
C.升压变压器的输入功率为4650W
D. 当用电器的电阻R0减小时,发电机的输出功率减小
二、填空题：（每空2分，共16分）
9、如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电源接入如图乙所示的电路，电阻R阻值为100Ω，则理想电压表读数为____________V，电阻R消耗的电功率为___________W
10、如图所示，在光滑的水平面上有A和B两小车，质量分别为m1、m2，A车上有一质量为m3的人，开始时两车和人均静止。现人以速度vo向右跳上B车，并与B车保持相对静止，则人跳离A车后，A车的速度大小为_________;人跳上B车后，A、B两车的速度大小之比为_________
11、如图所示，质量是m的小球带有正电荷，电荷量为q，小球中间有一孔套在足够长的绝缘细杆上。枉与水平方向成θ角。与球的动摩擦因数为μ，此装置放在沿水平方向、磁感应强度为B的匀强磁场中，若从高处将小球无初速释放，已知重力加速度为g，小球下滑过程中加速度的最大值为____________，运动速度的最大值为________________
12、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)在实际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.3.0V C.6.0V D 7.0V
（2)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，原因不可能为____________(填字母)
A.原、副线圈上通过的电流发热 B. 原线圈输入电压发生变化
C.变压器铁芯漏磁 D. 铁芯在交变磁场作用下发热
三、计算题：（13题10分，14题16分，15题18分）
13、（10分）如图所示,质量m=245g的物块(可视为质点)放在质量M=0.5 kg的木板左端,木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,质量m0=5 g的子弹以速度v0=300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),物块最后恰好没有滑离木板,取g=10 m/s2,求在整个过程中（1）子弹射入物块后，物块的速度（2）木板的最大速度（3）木板的长度
14、（16分）“福建舰”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置。电磁阻拦可简化为如图所示的模型:在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道 MN、PQ 固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点 MP间接有阻值为R的电阻，金属导体棒ab长为L，阻值为R、质量可忽略，垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。质量为m的飞机通过轻质绝缘阻拦索钩住导体棒ab并立即与导体棒获得共同的水平速度v0，同时飞机关闭动力系统。假如飞机受到的摩擦阻力恒为kmg，飞机和导体棒共同运动x距离停下来，求:
(1)飞机刚钩住导体棒时，流过导体棒的电流大小:
(2)全过程导体棒中产生的焦耳热
(3)飞机和导体棒共同运动的时间。
15、（18分）如图,在坐标系xOy的第二象限存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里;第三象限内有沿x轴正方向的匀强电场;第四象限的某圆形区域内存在一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为第二象限磁场磁感应强度大小的4倍。一质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子以速率v自y轴的A点斜射入磁场,经x轴上的C点以沿y轴负方向的速度进入电场,然后从y轴负半轴上的D点射出,最后粒子以沿着y轴正方向的速度经过x轴上的Q点。已知OA=d,OC=d,OD=d,OQ=4d,不计粒子重力。
(1)求第二象限磁感应强度B的大小与第三象限电场强度E的大小;
(2)求粒子由A至D过程所用的时间;
(3)试求第四象限圆形磁场区域的最小面积。

福建省晋江市五校2022-2023高二下学期期中联考物理试题（答案）