河南省新乡市2022-2023高二下学期期中考试物理试题（答案）

2022~2023学年新乡市高二期中（下）测试
物 理
考生注意：
1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共110分，考试时间90分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
第I卷（选择题 共60分）
一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。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.小赵同学到图书馆凭磁卡借还书时，将磁卡以一定的速度通过装有线圈的检测头，检测头的线圈中产生感应电动势和感应电流，从而传输了被记录的信号。该情景说明现代生活、生产中广泛应用了电磁感应。电磁感应的首次发现者为
A． 密立根 B．法拉第
C．洛伦兹 D．爱因斯坦
2.1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是
A．大部分α粒子发生了大角度的偏转
B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞
C． α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的
D．α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
3.如图所示，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向外的电流I时，导线所受安培力的方向为
A．向上 B．向下 C． 向左 D．向右
4. 如图所示，大人和小孩在同一条竖直线上的不同高度分别水平抛出相同的小球，结果恰好都落在前方同一位置，大人抛出的小球为球1，小孩抛出的小球为球2，不计空气阻力，下列说过正确的是
A．抛出瞬间球1的动量小于球2 B．抛出瞬间球1的动量与球2相等
C．球1在空中受到的重力的冲量小于球2 D．球1在空中受到的重力的冲量与球2相等
5.动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变，车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是
A．烟雾浓度增大时，的阻值增大
B． 烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大
C．滑片P向左移动可以提高报警灵敏度
D．烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大
6.如图所示，在点电荷Q产生的电场中有A、B两点，相距为d，已知B点的电场强度大小为E、方向与AB连线垂直，A点电场强度的方向与AB连线成角，则下列说法正确的是
A．点电荷Q带正电
B．A、B两点到点电荷Q的距离之比为：1
C．点电荷Q在A点产生的电场强度大小为
D．A点的电势低于B点的电势
7.一特殊滑动变阻器的结构示意图如图甲所示，其主体为两段长度相同、材料相同的圆柱形导体拼接成的电阻，滑片P可以自由滑动，A，B间的电阻R与A，P间的距离x的关系如图乙所示，则左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为
A． 1： B． 1： C． 1：3 D． 3：4
8.单闭合线圈的电阻为R，穿过线圈的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示，则线圈中的电流的有效值为
A． B． C． D．
9. 如图所示，倾角为的光滑斜面体A静止地放在光滑水平面上，将一滑块B从斜面顶端由静止释放，一段时间后滑块到达斜面底端，下列说法正确的是
A．B下滑过程中，A对B的支持力等于B对A的压力
B． B下滑过程中，B对A的压力不做功
C． B下滑过程中，A、B组成的系统水平方向上动量守恒
D． B下滑过程中，A、B组成的系统动量守恒
10.如图甲所示，理想变压器的原线圈a、b端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈接有阻值R=10Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是
A．电压表的示数为90V B．电流表的示数为3A
C．原、副线圈消耗的功率之比为3：1 D．理想变压器的输入功率为0.81kW
11. 探究光电效应规律的实验装置图如图甲所示，在实验中测得截止电压与人射光频率v之间的关系如图乙所示，已知电子的电荷量为e，下列说法正确的是
A． 光电子的最大初动能与入射光频率成正比
B．电源的左端为正极
C． 该金属的极限频率为v2
D． 普朗克常量为
12.如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a的质量为3m，电阻为r，导体棒b的质量为m，电阻为3r，两导体棒的长度均为l，其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度v0，除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用。在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是
A．最终a、b棒以相同的速度做匀速直线运动
B． a棒受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热
C．b棒受到的安培力做的功为
D． 全过程中，通过导体棒a的电荷量为
第II卷（非选择题 共50分）
二、非选择题：共5小题，共50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，答案中必须明确写出数值和单位。
13.（6分）徐同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
（1）实验中使用的电源应为___________。
A．低压直流电源 B．高压直流电源 C．低压交流电源 D．高压交流电源
（2）该同学把交流电源接在原线圈两端，调节学生电源使输出电压为30V，用多用电表交流电压“10V”挡测得副线圈两端的电压为7.5V，若将实验中使用的变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为 。
（3）实验中由于变压器的铜损和铁损，因此原线圈与副线圈的电压之比一般___________（填“大于”、“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。
14.（8分）某学习小组用两种不同的金属电极插入柠檬做了一个“水果电池”，为了测量该电池的电动势和内阻，同学们经过讨论设计的实验电路图如图甲所示。
（1）在图甲中，①应为___________表，②应为___________表。（均填“电流”或“电压”）
（2）正确连接电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录多组U和I的值，并以U为纵坐标、I为横坐标，作出的U-I图像如图乙所示，则该水果电池的电动势E=___________V、内阻r=___________Ω。（结果均保留三位有效数字）
（3）为测未知电阻R，，某同学将改接在A、B之间，其他部分保持不变，电路图如图丙所示。正确连接电路后重新实验，得到另一条U-I图线，分析发现图线满足关系式-kI，则未知电阻的阻值=_ 。（用b、k和r表示）
15.（10分）如图所示，固定光滑斜面的倾角，与斜面底边平行的PQ、MN为斜面上有界匀强磁场的两条分界线，宽度为d的匀强磁场的磁感应强度大小、方向垂直斜面向下，质量、电阻的矩形导体框abcd置于斜面上，ab边长=0.8m，bc边长小于d，cd边水平且与磁场边界PQ平行，初始时cd边与PQ间的距离=0.9m，导体框由静止开始下滑，导体框在经过分界线MN的过程中恰好做匀速运动，直至离开磁场区域。取重力加速度大小，求；
（1）导体框在经过分界线MN过程中的速度大小v；
（2）导体框的cd边刚进入磁场时，导体框的加速度大小。
16.（12分）如图所示，在坐标系xOy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场，在区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。A是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离为，C是x轴上的一点，到原点O的距离为，一质量为m、电荷量为q的带负电的粒子以初速度v0沿x轴正方向从A点进入电场区域，继而通过C点进入磁场区域，一段时间后再次通过A点，不计粒子受到的重力。求：
（1）粒子经过C点时速度方向与x轴正方向夹角的正切值tanθ：
（2）匀强磁场磁感应强度的大小B。
17.（14分）如图所示，质量2kg的小球A系在细线的一端，细线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的高度。物块B的质量，置于水平传送带左端的水平面上且位于O点的正下方。传送带右端有一带半圆光滑轨道的小车，水平面、传送带及小车的上表面三者等高且平滑连接。现拉动小球A使细线水平伸直后由静止释放，小球A运动到最低点时与物块B发生正碰（碰撞时间极短），小球A反弹后上升到最高点到水平面的高度。传送带长，始终以的恒定速率顺时针运转，物块B刚好能滑到与圆心等高的C点。物块B与传送带间的动摩擦因数，其余摩擦不计，小车的质量且不固定，取重力加速度大小，小球A与物块B均可视为质点，求：
（1）小球A和物块B相碰后瞬间物块B的速度大小；
（2）物块B受到的摩擦力的冲量大小I；
（3）小车上半圆轨道的半径R。
2022~2023学年新乡市高二期中（下）测试
物理参考答案
1. B
【解析】法拉第在1831年首次发现了电磁感应现象，选项B正确。
2. D
【解析】当α粒子穿过原子时，只有极少数发生了大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，选项A错误：α粒子大角度散射是由于它受到原子核库仑斥力的作用，而不是与电子发生碰撞，选项B错误；α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，选项C错误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，和几乎全部质量，选项D正确。
3. B
【解析】据安培定则可知蹄形电磁铁周围磁感应的分布情况，导线所处位置的磁感应强度的方向为水平向左，根据左手定则可知，导线所受安培力的方向为向下，选项B正确。
4.A
【解析】大人在竖直方向上的分位移大于小孩，则球1在空中运动的时间大于球2，则球1在空中受到的重力的冲量大于球2，选项C、D错误：大人与小孩在水平方向的分位移相等，则球1抛出瞬间的速度小于球2，两球质量相等，则抛出瞬间球1的动量小于球2，选项A正确、B错误。
5. C
【解析】定值电阻N两端电压增大，传感器两端电压一定减小，干路电流增加，则并联部分电阻一定减小，则烟雾浓度增大时的阻值减小，选项A错误；根据欧姆定律可知，烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流减小，选项B错误：滑动变阻器接入电路的阻值越大，滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近，烟雾浓度增大时，N两端的电压增大的越明显，即提高了报警灵敏度，选项C正确；烟雾浓度增大时，传感器两端电压一定减小，通过传感器的电流增大，其消耗的功率可能增加，也可能减小或不变，选项D错误。
6. B
【解析】将场强E、延长，交点即为点电荷所在位置，由于电场强度方向指向点电荷Q，则知该点电荷带负电，根据沿着场强方向电势越来越低可知a点的电势高于b点的电势，选项A、D均错误；根据几何知识可得，A、B两点到点电荷O的距离之比为：1，选项B正确；由公式，A、B两点电场强度大小的比为。即，选项D错误。
7.A
【解析】R-x关系图像的斜率代表着单位长度的电阻，则左、右两侧的圆柱形导体单位长度电阻之比为3：1，结合电阻定律可知，左、右两侧的圆柱形导体横截面的半径之比为1：，选项A正确。
8. B
【解析】根据法拉第电磁感应电流可知，每个周期内前T的感应电动势，后T的感应电动势大小，设线圈中的电流的有效值为I，根据焦耳定律可知，T，解得，选项B正确。
9. AC
【解析】根据牛顿第三定律可知，B下滑过程中A对B的支持力等于B对A的压力，选项A正确；B下滑过程中，A向左运动，B对A的压力对A做正功，选项B错误：B下滑过程中，A、B组成的系统竖直方向有A受到的重力作用，水平方向不受外力，则B下滑过程中A、B组成的系统水平方向上动量守恒，系统动量不守恒，选项C正确、D错误。
10. AD
【解析】根据图乙可知，理想变压器原线圈接入电压的有效值为30V，根据可知，，则电压表示数为90V，选项A正确；根据欧姆定律可知，电流表的示数，选项B错误；根据变压器原理可知，原、副线圈消耗的功率相等，选项C错误：根据，选项D正确。
11.BD
【解析】根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光频率为线性关系，并不成正比，选项A错误；测量截止电压时电子受到的电场力方向与电子初始运动方向相反，则电源左端为正极，选项B正确；根据图像可知，该金属极限频率为v1，选项C错误：根据光电效应方程结合动能定理有c，变形可得，即图像的斜率，变形可知，选项D正确。
12. ACD
【解析】导体棒向右做切割磁感线运动，回路中产生感应电流，a棒受到向左的安培力而减速，b棒受到向右的安培力而加速，最终最终a、b棒的速度相同，做匀速直线运动，加速度均为零，选项A正确；根据功能关系可知，a棒受到的安培力和b棒受到的安培力做的功的代数和的绝对值等于电路中产生的焦耳热，选项B错误；设最终a、b两棒的共同速度为v，取向右为正方向，根据动量守恒定律有，解得0，对b棒，根据动能定理有，选项C正确；对b棒，根据动量定理可得：通过导体棒b的电荷是t，解得，选项D正确。
13.（1）C（2分）
（2）4：1（或4）（2分）
（3）大于（2分）
【解析】（1）变压器工作原理为互感现象，故应选用交流电源，确保安全应选用低压，实验中使用的电源应为低压交流电源，选项C正确。
（2）若将实验中使用的变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为。
（3）根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比；实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压U2较小，所以导致，因此原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。
14.（1）电压（1分）电流（1分）
（2）1.46（2分）192（2分）
（3）k-r（2分）
【解析】（1）电压表测量路端电压应与电源并联，则①应为电压表，电流表测干路电流应串联在电路中，则②应为电流表。
（2）根据闭合电路欧姆定律有可知，该水果电池的电动势；内阻
（3）根据电路结构结合闭合电路欧姆定律可知，，则未知电阻的阻值。
15.解：（1）导体框在经过分界线MN的过程中恰好做匀速运动，导体框产生的感应电动势（1分）
导体框中的盛应电流
（1分）
导体框的ab边在磁场中运动时受到的安培力大小
1（1分）
根据受力平衡有
A。（1分）
解得（1分）
（2）导体框从静止开始到导体框的cd边进入磁场的过程中，根据机械能守恒定律有
2（1分）
导体框的cd边刚进入磁场时受到的安培力大小
（1分）
导体框的cd边刚进人磁场时，根据牛顿第二定律有
（1分）
解得（2分）
16.解：（1）设粒子从C点进入磁场时的速度为v，速度方向与x轴正方向的夹角为θ·带电粒子从A点运动到C点经历的时间为t，将该运动沿x轴、y轴方向分解，根据运动学规律有
（1分）
（1分）
根据几何关系有（1分）
解得（2分）
（2）根据速度的合成与分解的规律有
（1分）
根据题意可知，带电粒子出磁场瞬间，速度方向与x轴正方向的夹角也为θ，设粒子从C点进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，根据牛顿第二定律有
（1分）
根据几何关系有
（2分）
由洛伦力提供向心力有
（1分）
解得。（2分）
17.解：（1）设小球A和物块B相碰前、后的速度大小分别为v0和，根据机械能守恒定律有
（1分）
（1分）
小球A和物块B碰撞过程中系统动量守恒，根据动量守恒定律有
（2分）
解得s（1分）
（2）设物块B滑上传送带后经过时间t，两者的速度相等，根据运动学规律有
（1分）
该段时间内物块B的位移
（1分）
解得（1分）
传送带对物块B的摩擦力的冲量大小
（1分）
解得（1分）
（3）物块B到达传送带右端时恰好与传送带的速度相等，物块B滑上小车后系统水平方向动量守恒，根据动量守恒定律有
（1分）
根据机械能守恒定律有
（2分）
解得（1分）

河南省新乡市2022-2023高二下学期期中考试物理试题（答案）