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德州市2022-2023学年高二下学期期中考试
物理试题
本试题卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2．选择题答案必须使用2B铅笔正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，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．电磁波为信息的传递插上了翅膀。下列说法正确的是（ ）
A．Wi-Fi信号实质是一种电磁波，可以传递信息，具有能量
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场
C．电磁波和机械波都能传递信息，都需要靠介质传播
D．医院拍片的X光机和治疗咽喉炎的超声波雾化器都是电磁波的应用
2．图甲为某小型交流发电机的示意图，线圈绕与磁场方向垂直的对称轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知线圈电阻为2Ω，定值电阻R为8Ω，其余电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.005s时，交流电流表的示数为0
B．t＝0.01s时，穿过线圈的磁通量为0
C．电阻R两端电压的有效值为10V
D．如果将电阻R换成标有“8V 16W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作
3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，其中原线圈接在的交流电源上，副线圈右侧的电阻、、均为定值电阻，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．S断开时，电压表的示数为44V
B．S由断开到闭合，电流表的示数增大
C．S由断开到闭合，变压器的输入功率增大
D．无论S断开还是闭合，通过的电流的频率不变，都为100Hz
4．回旋加速器工作原理如图所示，两个半径为R的D形盒置于磁感应强度为B的匀强磁场中，两盒间的狭缝很小，两盒间接电压为U的高频交流电源。电荷量为q的带电粒子从粒子源A处进入加速电场（初速度为零），若不考虑相对论效应及粒子所受重力，粒子在电场中运动的时间忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A．粒子第一次与第二次在磁场中运动的轨道半径之比为1：3
B．若仅将粒子的电荷量变为，则交流电源频率应变为原来的倍
C．粒子从回旋加速器出来的最大速度与D形盒的半径R无关
D．粒子在回旋加速器中被加速的次数与磁场磁感应强度B无关
5．如图所示，铁芯上绕有和两个线圈，铁芯左侧悬挂一个轻铝环，铝环有一个小缺口，小磁针在导线AB的正下方，静止时与AB平行。下列说法正确的是（ ）
A．闭合电键S瞬间，轻铝环向左摆动，远离铁芯
B．闭合电键S瞬间，导线AB中的感应电流方向由A→B
C．闭合电键S稳定后，断开S瞬间，从上往下看小磁针将逆时针转动
D．闭合电键S稳定后，断开S瞬间，从左往右看，铝环中的感应电流的方向为顺时针
6．粗细均匀的正方形单匝闭合线框abcd静止在光滑水平面上，虚线右侧区域有匀强磁场，方向竖直向下，如图所示。t＝0时，ab边恰与虚线重合，此时对线框施加水平向右的外力F，使线框由静止开始向右一直做匀加速直线运动，经过时间，cd边进入磁场。设线框中感应电流大小为I、ab边两端电压为U、线框的电功率为P，则F、I、U、P随时间t变化关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．如图甲所示，正方形金属框在竖直面内固定放置，金属框两端引出两根导线，分别与两块水平放置的平行金属板连接，金属框内有如图乙所示变化的磁场（规定磁感线垂直于纸面向里为正方向）。平行板间中心锁定一带正电的粒子，重力不计。在t＝0时刻，解除锁定，运动过程中粒子始终未与平行板接触。下列说法正确的是（ ）
A．第1s内a板比b板电势低 B．第2s内和第3s内感应电动势大小不同
C．第2s内粒子向上运动 D．第4s末粒子恰好回到初始锁定的位置
8．如图所示，空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。将一质量为m＝0.1kg、电荷量为q＝1C的带正电小球从P点由静止释放，小球在重力和洛伦兹力的作用下，部分运动轨迹如图中实线所示，到达右侧Q点时速度为0，取，下列说法正确的是（ ）
A．P点位置比Q点高 B．小球可能沿轨迹返回P点
C．小球运动的最大速度为2m/s D．小球下降的最大高度为0.4m
二、多项选择题：本题共4小题，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．在用图甲的电路研究自感现象时，电流传感器显示各时刻通过线圈L（直流电阻为0）的电流如图乙所示。已知灯泡的电阻与定值电阻R相等且不随电流变化，下列说法正确的是（ ）
A．闭合S时灯泡缓慢变亮，断开S时灯泡缓慢熄灭
B．时，S由闭合变为断开
C．时，通过灯泡的电流方向为从左向右
D．时，灯泡的功率约为时的
10．我国远距离特高压输电技术处于世界领先水平。如图所示为远距离高压输电示意图。升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个理想互感器，互感器中电流表、电压表未标明，互感器原、副线圈的匝数比分别为1000：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，输电线路总电阻r＝10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．线路上损耗的功率25000W
B．发电机输出的电功率110kW
C．互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器
D．当用户使用的用电设备变多时，降压变压器输出电压会变小
11．如图所示，y轴上的P点到坐标原点的距离为d，坐标平面内有边界过P点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向外（图中未画出）。有一质量为m，电荷量为q的带电粒子从P点以某一速度射入磁场，速度方向与x轴正方向相同，从x轴上的Q点射出磁场，射出时速度方向与x轴正方向夹角为60°，粒子重力不计。根据以上信息，可以求出（ ）
A．磁场的磁感应强度大小 B．带电粒子做圆周运动的轨迹半径
C．带电粒子做圆周运动的轨迹方程 D．带电粒子在磁场中运动的时间
12．如图所示，水平直线MN是匀强磁场的边界线，直线MN的上、下方磁场的方向相反，磁感应强度的大小分别为B和3B，磁场范围足够大。一边长为L、质量为m、电阻为R的单匝正方形金属线框abcd竖直放置，线框的下边ab与磁场边界MN的距离为H，由静止开始释放线框，当ad边有L/3进入边界MN下方时（图中虚线框位置），此时线框的速度为ab边到达MN时速度的一半（尚未达到匀速），重力加速度为g，空气阻力忽略不计，线框在运动过程中ab边始终与MN平行。下列说法正确的是（ ）
A．ab边到达MN前，线框中的感应电流为0，ab边的电压也为0
B．ab边刚进入下方磁场时，线框中感应电流大小为
C．线框从开始运动至虚线框位置的过程，通过线框的电荷量为
D．线框从开始运动至虚线框位置所用的时间为
三、非选择题：本题共6小题，共计60分。
13．（6分）某实验小组做“探究影响感应电流方向的因素”实验的装置如图所示。
（1）闭合开关的瞬间，发现电流表G指针向右偏转。电路稳定后，将线圈A快速从线圈B中抽出，电流表指针将向______（选填“左”或“右”）偏转。
（2）实验准备过程中，除了查清流入电流表的电流方向与指针偏转方向之间的关系之外，还应查清线圈______中导线的绕制方向。（选填“A”、“B”或“A和B”）
（3）感应电流沿着楞次定律所述的方向，______（选填“是”或“不是”）能量守恒定律的必然结果。
14．（8分）为节能减排，保护环境，公共场所使用声、光控照明系统，声、光控开关需要同时满足光线较暗、有活动声音时才接通电路的工作要求，其示意图如图甲所示。
（1）声控开关和光控开关的连接方式为______（选填“串联”或“并联”）。
（2）其中光控开关内部示意图如图乙所示，光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）的变化关系如图丙所示，由图丙可知随光照度的减弱，光敏电阻的阻值______（选填“增大”或“减小”）。
（3）已知光控开关中的电源电动势为3.0V，内阻不计，电阻箱的阻值调为8Ω，电磁开关的电阻为2Ω。设计要求当流过电磁开关的电流小于0.06A，即照度低于______lx时（保留一位小数），光控开关接通。
（4）为了节约用电，需要在更弱光照度时，光控开关才接通，应该把电阻箱的阻值调______（选填“大”或“小”）。
15．（7分）贯彻新发展理念，构建新发展格局，我国风力发电发展迅猛，截至2022年底我国风力发电装机容量达3.7亿千瓦，稳居世界第一。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，风轮机叶片转动时，通过升速齿轮箱带动磁体绕线圈的对称轴高速转动。已知磁体间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为N，面积为S，磁体匀速转动的角速度为。求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）从图示位置（线圈与磁感线垂直）开始，到磁体转动90°的过程中，线圈中产生的感应电动势的平均值。
16．（10分）如图所示，两平行金属导轨间的距离L＝1m，金属导轨所在的平面与水平面夹角，空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.2T。金属导轨的一端接有电动势E＝3V、内阻r＝1Ω的直流电源。现把一根质量m＝0.1kg的导体棒垂直于金属导轨放置，导体棒恰好静止。导体棒接入电路中的电阻R＝2Ω，导轨电阻不计，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（，）
（1）求导体棒与轨道间的滑动摩擦因数；
（2）若磁场方向改为竖直向上，能使导体棒保持静止状态，求磁感应强度的最大值。
17．（13分）如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角，相距L＝1m，在导轨的虚线P和虚线Q间存在与导轨平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T，磁场区域PQ的长度d＝4m。现有两根相同的导体棒a、b分别从图中M、N处同时由静止释放。导体棒a恰好匀速穿过磁场区域，且当导体棒a刚穿出磁场时，导体棒b恰好进入磁场。已知每根导体棒的质量m＝0.2kg，长度L＝1m，电阻R＝1Ω，重力加速度。不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
（1）导体棒a穿过磁场区域的速度大小；
（2）导体棒a穿过磁场区域的过程中，导体棒a中产生的热量；
（3）导体棒b刚进入磁场时，导体棒b两端的电压。
18．（16分）如图所示，在xOy坐标平面内的第一、二象限有沿y轴负方向的匀强电场；第三、四象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。平面内坐标为（0，－L）的M处有一粒子发射源，能向第三象限发射不同速率的同种带正电的粒子，速度方向与y轴正方向的夹角都为30°，其中发射速度大小为的粒子a恰好没有进入电场；初速度大小未知的另一粒子b恰好自坐标原点O进入电场，并且还能以相同的速度多次经过M点，不计粒子的重力及其相互之间的影响。求：
（1）粒子源射出的粒子的比荷；
（2）粒子b的速度大小；
（3）第一、二象限中匀强电场的电场强度大小；
（4）射入速度为的粒子c从M点开始运动，到第4次经过x轴所用的时间。
高二物理试题参考答案
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．A 2．B 3．C 4．B 5．C 6．A 7．D 8．C
二、多项选择题：本题共4小题，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．BD 10．AD 11．BC 12．BCD
三、非选择题：本题共6小题，共计60分。
13．（6分，每空2分）左 A和B 是
14．（8分，每空2分）串联 增大 0.4 小
15．（7分）
解：（1）电动势的最大值
有效值
解得
（2）法拉第电磁感应定律
解得：
16．（10分）
解：（1）导体棒受力分析如图所示
解得：
（2）安培力变为水平向右，当导体棒所受摩擦力沿斜面向下且达到最大值时，磁感应强度最大
解得：
17．（13分）
解：（1）导体棒a进入磁场后，受力分析如图
解得：v＝8m/s
（2）由能量守恒，
解得：（用求解同样给分）
（3）导体棒a进入磁场时，导体棒b与导体棒a的速度相等。
导体棒a在磁场中的运动时间
对导体棒b受力分析，，，
解得：
18．（16分）
解：（1）初速度为的粒子a恰好没有进入电场，即该粒子的运动轨迹恰好与x轴相切，由几何知识有
由牛顿第二定律有
解得
（2）由几何知识可得，粒子b在磁场中运动的半径为
由牛顿第二定律有
解得
（3）粒子b在电场中做类斜抛运动
x轴方向：
y轴方向：，
解得：
（4）粒子c在磁场中
可得粒子c在磁场中运动的半径
粒子c恰好垂直于x轴进入电场
粒子c在磁场中运动，第1次到达x轴所用时间
粒子c在电场中运动所用时间
粒子c在磁场中运动，所用时间
粒子c在电场中运动，所用时间
则粒子c第4次到达x轴的时间为
解得：

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