山西省2022-2023高二下学期期中考试物理试题（答案）

秘密★启用前
山西省2022-2023学年高二下学期期中考试物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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：本题包含10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应的位置。
1．全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置最有可能采用的是下列传感器中的（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器 C．酒精传感器 D．红外线传感器
2．关于交变电流的理解，下列说法正确的是（ ）
A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流
B．交变电流一定是按正弦规律变化的
C．交变电流电压的大小和方向随时间做周期性变化
D．化学电池提供的电流也可能是交变电流
3．下列运动中的物体，动量始终保持不变的是（ ）
A．正常运行的地球同步卫星
B．沿倾斜直滑梯匀速下滑的小朋友
C．弹珠碰到竖直墙壁被弹回，速度大小不变
D．荡秋千的小孩，每次荡起的高度保持不变
4．下列说法正确的是（ ）
A．图甲的电场在周围空间一定能产生磁场
B．图乙的电场在周围空间一定产生不变的磁场
C．图丙的磁场在周围空间一定能产生变化的电场
D．图丁的磁场在周围空间一定能产生同频率变化的电场
5．人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现被手机砸伤眼睛的情况。若手机重量为1.5N，从距人眼约20cm的高度由静止掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.1s，不计空气阻力，则下列估算正确的是（ ）
A．手机与眼睛作用的过程中动量变化了
B．手机对眼晴的冲量大小为
C．手机对眼睛的作用力大小为4.5N
D．手机对眼睛的冲量大小为
6．热水器中，常用热敏电阻实现温度控制。如图是一学习小组设计的模拟电路，为加热电阻丝，为正温度系数的热敏电阻（温度越高电阻越大），C为电容器。S闭合后，当温度升高时（ ）
A．电容器C的带电荷量增大 B．灯泡L变暗
C．电容器C两板间的电场强度减小 D．消耗的功率增大
7．图甲是某品牌的手机无线充电器，其工作原理图可简化为如图乙所示。给基座线圈接上220V、50Hz的交流电，受电线圈通过一个二极管可给手机电池充电。已知快速充电时受电线圈两端的电压为11V，设充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量损失。下列说法正确的是（ ）
A．受电线圈能够给手机电池充电是利用了自感现象
B．基座线圈和受电线圈的匝数比为10：1
C．受电线圈两端电压的峰值为22V
D．当受电线圈的输出功率为40W时，基座线圈的电流为
8．面积为S、匝数为N的线圈，放在如图所示的磁场中，磁场的变化规律为。从开始计时，穿过线圈的磁通量的变化规律以及线圈中感应电动势的变化规律分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
9．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率等于（ ）
A．5：4 B．3：2 C． D．2：1
10．在如图所示的电路中，将开关S掷于b给电容器充电，稳定后将S掷于a，线圈与电容器构成的回路产生电磁振荡。若电磁振荡的周期为T，从S掷于a时开始计时，则（ ）
A．时，a点的电势高于b点的电势
B．在到时间段内，线圈中的电流在逐渐减少
C．时，电路中的电流方向从a经线圈流向d
D．在到时间段内，磁场能正在转化为电场能
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项前的字母填在答题卡中相应位置。
11．关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．电磁波在不同介质中的传播速度不同
C．电磁波在真空中传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
12．遥遥领先的中国特高压输电技术，为世界制定了中国标准！已知使用特高压输电的白鹤滩水电站远距离输电的示意图如图所示，若发电厂的输出电压不变，当用户接入电路的用电器增加时，下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出功率增大 B．用电器两端的电压增大
C．输电线电阻r消耗的功率增大 D．输电线电阻r上的电压减小
13．如图所示，小物块A、B静止在足够长的平板车C上，它们间有一根被压缩了的轻弹簧。已知A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，地面光滑，A、B、C的质量比，当弹簧突然释放后，A、B均在C上发生相对滑动，则（ ）
A．A、B、C系统动量守恒 B．A、B系统动量守恒
C．小车向左运动 D．小车向右运动
14．回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交变电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中有周期性变化的电场，使粒子每次通过狭缝时都能得到加速，如图所示。现用LC振荡器作为使带电粒子加速的高频交流电源，已知振荡器中的电感、电容分别为、时恰好能使质子加速。若要使粒子加速，下列措施可行的是（ ）
A．只将C调节为
B．只将L调节为
C．将C调节为，同时将L调节为
D．将C调节为，同时将L调节为
15．质量为2.5kg的物体，静止在水平地面上，在0~6s物体受到一水平拉力F作用，F随时间t变化规律如图所示。已知物体与地面间的动摩摖因数为0.2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，则（ ）
A．0~2s内，F对物体冲量的值小于摩擦力对物体冲量的值
B．0~6s内，F对物体冲量的大小等于
C．0~6s内，摩擦力对物体冲量的大小等于
D．6s时物体速度的大小为12m/s
三、实验探究题：本题包含2小题，共14分。请将正确答案填在答题卡中的横线上，或按要求作答。
16．（6分）
在探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”时，某同学进行了如下操作：
（1）将线圈连到学生电源的________（选填“直流”或“交流”）输出端；
（2）正确连接电路后，用多用电表交流电压挡测得副线圈处于空载状态（没有接负载）时，原、副线圈的电压；
（3）按照表格原、副线圈匝数进行实验如下，并补充完成表格：
次数 1 2 3 4
/匝 200 200 800 800
/匝 400 400 400 400
1：2 1：2 2：1 2：1
2.00 3.00 8.02 9.98
3.90 5.94 3.96 4.92
1：2 ____①____ ____②____ 2：1
（4）分析数据可得：变压器原、副线圈电压与匝数成正比。但副线圈电压值总比理论值略小的原因是________。（填写一种即可）
17．（8分）
在用气垫导轨研究“滑块碰撞时的动量守恒”的实验时，主要步骤如下，完成下列填空。
（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当遮光片经过两个光电门的遮光时间________（选填“相同”或“不同”）时，可认为气垫导轨处于水平状态；
（2）用游标卡尺测得两相同遮光片的宽度均为d，用天平测得滑块M、N（含遮光片）的质量分别为、；
（3）令滑块M、N分别向右和向左运动，测得M经过A的遮光时间为、N经过B的遮光时间为；
（4）两滑块在AB间的某处发生碰撞后，滑块M、N的速度方向改变，再次测得两滑块上遮光片通过光电门的遮光时间分别为、；
（5）实验中，需要验证碰撞前的总动量等于碰撞后的总动量。已知，则________（用题中给出的物理量的符号表示）；
（6）某次测量得到的一组数据为：，，，，，，则________；
（7）定义，本次实验________%（保留1位有效数字）。
四、计算题：本题包含4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。
18．（8分）
如图所示，某车载收音机的LC电路由固定线圈和可调电容器组成。一听众通过旋转可变电容器的动片，使收音机接收电路产生电谐振，从而清晰地收听到FM101.5MHz山西文艺广播电台的节目。已知电感线圈的自感系数，光速，取。求：
（1）FM101.5MHz在空气中传播时的波长；
（2）电谐振时电容器的电容量。
19．（8分）
在第24届冬奥会短道速滑混合团体2000m接力赛中，中国健儿不畏强手、勇夺桂冠。如图为41号曲春雨与54号任子威比赛中在直道上接棒的精彩瞬间。任子威在光滑的冰面上以10m/s的速度滑行，曲春雨以15m/s的速度从任子威后方冲过来并推动他，两人相互作用0.50s后，任子威以13ms的速度脱离曲春雨后向前加速滑行。设任子威、曲春雨的质量分别为70kg、60kg，近似认为两运动员相互作用前后运动方向始终在同一直线上。求相互作用的过程中（ ）
（1）曲春雨动量变化量的大小；
（2）任子威对曲春雨平均作用力的大小。
20．（8分）
如图，一交流发电机与一理想变压器连接，发电机的电枢abcd为单匝矩形线圈（电阻不计），时刻，线圈平面与磁感线平行（图示位置）。让线圈绕轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动，已知、，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，负载电阻阻值为R。求：
（1）发电机产生感应电动势的表达式；
（2）电流表的示数。
21．（12分）
如图，abcd是竖直面内的固定轨道，ab水平且粗糙、长度为2R；bc水平且光滑；cd是半径为R的的光滑圆弧，与bc相切于c点。滑块P自a点处以初速度开始向右运动，到达b点时与连有轻弹簧的滑块Q碰撞（极短时间）并粘在一起，之后与滑块M压缩弹簧至c点时，弹簧与M恰好分离；然后M受到与重力大小相等的水平外力的作用在圆弧上运动。已知滑块P、Q、M的质量均为m，滑块P与ab间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：
（1）弹簧的最大弹性势能；
（2）M到达圆弧上c点时所受弹力的大小；
（3）M与弹簧分离至上升到最大高度的过程中，水平外力对M做的功。
秘密★启用前
2022-2023学年度高二年级第二学期期中测评考试试题
物理参考答案及评分参考
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C B D C A C D A B
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题4分，共20分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
题号 11 12 13 14 15
答案 BC AC AC BD BD
三、实验探究题：本题包含2小题，共14分。
16．（6分）
（1）交流
（3）1：2 2：1
（4）变压器漏磁（或铁芯发热或导线发热）
评分标准：（1）（3）（4）问各2分。
17．（8分）
（1）相同
（5）
（6）
（7）8
评分标准：每空各2分。
四、计算题：本题包含4小题，共36分。
18．（8分）
（1）由得……（3分）
……（1分）
（2）由得……（3分）
……（1分）
19．（8分）
（1）设任子威、曲春雨的质量分别为、，相互作用前速度分别为、，相互作用后速度分别为、
由动量守恒定律得
……（3分）
曲春雨动量变化量为……（1分）
∴其动量变化量大小为……（1分）
（1分）
（2）设任子威与曲春雨相互作用的时间为，由动量定理得
……（2分）
∴……（1分）
20．（8分）
（1）由法拉第电磁感应定律可知，单匝线圈产生感应电动势的峰值为
……（2分）
时，由于线圈与磁场平行，产生感应电动势最大。所以电动势的表达式
……（2分）
（2）由理想变压器可知
……（1分）
得……（2分）
∴电流表示数为
……（1分）
21．（12分）
（1）由动能定理得
……（1分）
设P与Q碰撞粘在一起的速度为。以P、Q整体为研究对象，由动量守恒定律得
……（1分）
当P和Q一起压缩弹簧与M达共同速度时，弹簧的弹性势能最大。设P、Q与M的共同速度为。以P、Q及M整体为研究对象
……（1分）
∴弹簧的最大弹性势能为
……（2分）
（2）弹簧与M在c点时恰好分离，弹簧恢复至原长。设此时P与Q整体速度为，M的速度为，由动量守恒定律得……（1分）
由能量守恒得
……（1分）
得
由牛顿第二定律得
……（1分）
∴……（1分）
（3）由于M受到水平外力与重力大小相等，则M在d点的速度大小也为。M从d点开始运动时，水平方向做加速度大小为g的匀加速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动
……（1分）
……（1分）
∴水平外力对M做的功
……（1分）

山西省2022-2023高二下学期期中考试物理试题（答案）