2022-2023學(xué)年福建省福州市平潭縣重點(diǎn)中學(xué)高二（下）期中物理試卷（含解析）

第=page11頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)2022-2023學(xué)年福建省福州市平潭縣重點(diǎn)中學(xué)高二（下）期中物理試卷一、單選題（本大題共4小題，共16.0分）1.金屬探測(cè)器如圖所示，當(dāng)金屬中處在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，這個(gè)磁場(chǎng)能在金屬物體的內(nèi)部產(chǎn)生渦電流。渦電流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，倒過(guò)來(lái)影響原來(lái)的磁場(chǎng)，引發(fā)探測(cè)器發(fā)出鳴聲?？忌M(jìn)考場(chǎng)時(shí)，每個(gè)同學(xué)都必須經(jīng)過(guò)金屬探測(cè)器的檢查。關(guān)于金屬探測(cè)器的檢查，下列說(shuō)法不正確的是(

)A.金屬探測(cè)器的工作原理是利用了電磁感應(yīng)的原理

B.金屬探測(cè)器探測(cè)到考生衣服上的金屬扣時(shí)，金屬扣中感應(yīng)出渦流

C.此金屬探測(cè)器也可用于食品生產(chǎn)，檢測(cè)食品中是否混入細(xì)小的砂粒

D.探測(cè)過(guò)程中，無(wú)論金屬探測(cè)器與被測(cè)金屬處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，還是相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，都能產(chǎn)生渦流2.如圖所示，A、B兩燈相同，L是帶鐵芯的電阻可不計(jì)的線圈，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(

)A.開(kāi)關(guān)K合上瞬間，A、B同時(shí)亮著

B.K合上穩(wěn)定后，A燈熄滅，B燈變亮

C.K斷開(kāi)瞬間，A、B同時(shí)熄滅

D.K斷開(kāi)瞬間，B立即熄滅，A過(guò)一會(huì)兒再熄滅

3.某靜電除塵裝置由帶正電的金屬圓筒Q和帶負(fù)電的線狀電極P組成，其橫截面上的電場(chǎng)線分布如圖所示，A、B、M、N四點(diǎn)到P距離相等，則(

)A.A、B兩點(diǎn)電勢(shì)相等

B.M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

C.帶負(fù)電的粉塵從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電勢(shì)能減小

D.帶電荷量均為?q的粉塵由P分別運(yùn)動(dòng)到A、B兩點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力所做的功W4.2021年5月11日，浙江衛(wèi)視三星GalaxyZFold25G折量屏手機(jī)《迫星星的人》開(kāi)啟新征程，來(lái)到平潭島。在氣候宜人的“白金海岸”潭南灣，吳奇隆、竇驍、宋軼、張杰瑞將攜手鐘漢良、陳楚生，在溫暖的海風(fēng)中仰望星空，享受解壓偶像之旅，宋軼體驗(yàn)海上飛龍全程尖叫。如圖所示，宋軼和工作人員在玩海上飛龍時(shí)，工作人員操控噴射式懸浮飛行器將水帶送上來(lái)的水反轉(zhuǎn)180°后豎直向下以相等大小的速度噴出，令宋軼和工作人員懸停在空中。已知宋軼、工作人員與裝備的總質(zhì)量MA.7.1m/s B.9.0m/s二、多選題（本大題共4小題，共24.0分）5.如圖甲所示，N=10匝的線圈(圖中只畫(huà)了1匝)，電阻r=10Ω，其兩端a、b與一個(gè)R=20A.線圈中的感應(yīng)電流大小為0.03A

B.電阻R兩端的電壓為0.2V

C.線圈中感應(yīng)電流的方向由b到a

D.06.2017年4月26日，我國(guó)第一艘國(guó)產(chǎn)航母成功下水，標(biāo)志著我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造航空母艦取得重大階段性成果。它的艦載機(jī)和遼寧艦一樣采用的滑躍式起飛，滑躍式起飛和彈射式起飛在作戰(zhàn)效能上有較大的差距的，彈射起飛是航母的主流，航母上飛機(jī)彈射起飛所利用的電磁驅(qū)動(dòng)原理如圖所示。當(dāng)固定線圈上突然通過(guò)直流電流時(shí)，線圈左側(cè)的金屬環(huán)被彈射出去。則下列說(shuō)法正確的是(

)A.合上開(kāi)關(guān)S的瞬間，從右側(cè)看環(huán)中產(chǎn)生沿逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流

B.若金屬環(huán)固定，合上開(kāi)關(guān)S的瞬間金屬環(huán)將有收縮趨勢(shì)

C.若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，金屬環(huán)將向左彈射

D.若將電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)仍能向左彈射7.如圖甲所示為一自耦變壓器(可視為理想變壓器)的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，滑動(dòng)觸頭C在某一位置，在BC間接一個(gè)交流電壓表和一個(gè)變阻器R，若AB間輸入圖乙所示的交變電壓，則(

)

A.當(dāng)t=2×10?2s時(shí)，電壓表的示數(shù)為零

B.AB間輸入電壓的瞬時(shí)值u=2202si8.筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對(duì)應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件，當(dāng)顯示屏開(kāi)啟時(shí)磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時(shí)磁體靠近霍爾元件，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài)。休眠狀態(tài)時(shí)、簡(jiǎn)化原理如圖所示，寬為a、厚為b、長(zhǎng)為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其載流子是電荷量為e的自由電子，當(dāng)通入方向向右、大小為I的電流時(shí)，元件前、后表面間電壓為U，則此時(shí)元件的(

)

A.前表面的電勢(shì)比后表面的低 B.自由電子受到的洛倫茲力大小為eUa

C.前、后表面間的電壓U與b無(wú)關(guān) D.前、后表面間的電壓U與三、填空題（本大題共2小題，共8.0分）9.如圖所示，矩形線圈abcd的匝數(shù)為N=50匝，線圈ab的邊長(zhǎng)為l1=0.2m，bc的邊長(zhǎng)為l2=0.25m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線且通過(guò)線圈中線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=

10.如圖所示為某一輸電示意圖，電廠的發(fā)電機(jī)輸出功率為100kW，輸出電壓U1=500V，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=1：20，降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為n3：n4=480：11四、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共14.0分）11.用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，斜槽與水平槽平滑連接。安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙，記下重垂線所指的位置O。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上.重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞.重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；

步驟3：用刻度尺分別測(cè)量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長(zhǎng)度．

(1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法正確的是______。

A.軌道一定是光滑的

B.必須要測(cè)量軌道末端到地面的高度

C.每次小球1都要從同一高度由靜止?jié)L下

D.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，白紙可以移動(dòng)，復(fù)寫(xiě)紙不能移動(dòng)

(2)入射小球1與被碰小球2直徑相同，它們的質(zhì)量m1和m2的大小應(yīng)滿足m1______m2。(填“>”、“<”或“=”)

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要驗(yàn)證兩小球碰撞前后動(dòng)量是否守恒，下列表達(dá)式正確的是______。

A.m1OP?=12.在做《測(cè)定金屬的電阻率》的實(shí)驗(yàn)中，若待測(cè)電阻絲的電阻約為5Ω，要求測(cè)量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，備有以下器材：

A.電池組(3V、內(nèi)阻約為1Ω)

B.電流表(0～3A，內(nèi)阻約為0.0125Ω)

C.電流表(0～0.6A，內(nèi)阻約為0.125Ω)

D.電壓表(0～3V，內(nèi)阻約為4kΩ)

E.電壓表(0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ)

F.滑動(dòng)變阻器(0～20Ω，允許最大電流1A)

五、簡(jiǎn)答題（本大題共1小題，共11.0分）13.如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限存在垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，半徑為R=1m，其邊界與x軸正半軸相切于M點(diǎn)，與y軸負(fù)半軸相切于P點(diǎn)，MN為圓的一條直徑。一比荷為qm=33×106C/kg的正電荷從y軸正半軸上的A點(diǎn)垂直電場(chǎng)線方向射入，其初速度v0=1×六、計(jì)算題（本大題共2小題，共27.0分）14.相距為L(zhǎng)=0.5m的豎直平行金屬軌道，上端接有一阻值為R=2Ω的電阻，導(dǎo)軌間存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T。一根質(zhì)量為m=0.03kg、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)、電阻r=1Ω的金屬桿，從軌道的上端由靜止開(kāi)始下落，下落過(guò)程中始終與導(dǎo)軌接觸良好并保持水平，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)。(不計(jì)空氣阻力，重力加速度g15.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧的一端固定在滑塊B上，另一端與滑塊C接觸但未連接，該整體靜止放在離地面高為H=5m的光滑水平桌面上?，F(xiàn)有一滑塊A從光滑曲面上離桌面h=1.8m高處由靜止開(kāi)始滑下，與滑塊B發(fā)生碰撞并粘在一起壓縮彈簧推動(dòng)滑塊C向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，滑塊C脫離彈簧，繼續(xù)在水平桌面上勻速運(yùn)動(dòng)一段后從桌面邊緣飛出。已知mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，g=10m/s2，求：

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、金屬探測(cè)器采用了電磁互感原理，故A正確；

B.金屬探測(cè)器探測(cè)到考生衣服上的金屬扣時(shí)，金屬扣中感應(yīng)出渦流，反過(guò)來(lái)影響探測(cè)器，故B正確；

C.因?yàn)樯傲Ｊ墙^緣體，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，無(wú)法影響金屬探測(cè)器，此金屬探測(cè)器不可以檢測(cè)食品中是否混入細(xì)小的砂粒，故C錯(cuò)誤；

D.探測(cè)過(guò)程中，由于金屬中處在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，無(wú)論金屬探測(cè)器與被測(cè)金屬處于相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，還是相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，都能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生渦流，故D正確。

本題選錯(cuò)誤的故選：C。

探測(cè)環(huán)中的發(fā)射線圈通以正弦式電流，被測(cè)金屬物中產(chǎn)生的是交變電流，違規(guī)攜帶的物品只要是金屬就會(huì)被探測(cè)到，從而即可求解。

本題考查了電磁感應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用，理解金屬探測(cè)器的原理是解題的關(guān)鍵，注意恒定直流與交變電流的區(qū)別。

2.【答案】C

【解析】解：A.開(kāi)關(guān)K閉合的瞬間，由于線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增大，線圈相當(dāng)于斷路，則A、B兩燈同時(shí)獲得電壓，所以A、B同時(shí)亮著，故A正確；

B.K合上穩(wěn)定后，由于線圈電阻不計(jì)，線圈將A燈短路，A燈熄滅，而外電阻減小，流過(guò)B燈電流變大，B燈變亮，故B正確；

CD.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K的瞬間，B燈的電流突然消失，立即熄滅；流過(guò)線圈的電流將要減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)電源，自感電流流過(guò)A燈，所以A燈突然閃亮一下再熄滅，故D正確，C錯(cuò)誤。

本題選擇錯(cuò)誤的，

故選：C。

當(dāng)開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)的瞬間，流過(guò)線圈的電流發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原來(lái)電流的變化，根據(jù)自感現(xiàn)象的規(guī)律來(lái)分析。3.【答案】C

【解析】解：A.根據(jù)沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，根據(jù)電場(chǎng)線的疏密程度可知，PA間的電場(chǎng)強(qiáng)度大于PB間的電場(chǎng)強(qiáng)度，又A、B兩點(diǎn)到P距離相等，可知UAP>UBP

則有A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)電場(chǎng)的疊加及對(duì)稱性可知，M、N兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，但方向不同，故B錯(cuò)誤；

C.帶負(fù)電的粉塵從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故C正確；

D.帶電荷量均為?q的粉塵由P分別運(yùn)動(dòng)到A、B兩點(diǎn)時(shí)，有WPA=?qUPA=qUAP>4.【答案】A

【解析】解：設(shè)噴嘴處噴水的速度大小為v，每個(gè)噴嘴噴出的水對(duì)人的作用力大小均為F，運(yùn)動(dòng)員與裝備懸停在空中，受力平衡，則有Mg=2F

故F=Mg2

選擇噴嘴噴出的一小段水柱為研究對(duì)象，設(shè)在較短的時(shí)間Δt內(nèi)，一個(gè)噴嘴噴出水的質(zhì)量為Δm=ρΔV=ρSvΔt

一個(gè)噴嘴噴出的水與人的接觸面積S=πd24

規(guī)定豎直向下為正方向，由動(dòng)量定理可得FΔ5.【答案】BC【解析】解：AB、線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為E=NΔΦΔt=10×6×10?22V=0.3V

線圈中的感應(yīng)電流大小為I=ER+r=0.320+10A=0.01A

故電阻R兩端的電壓為U=IR=0.01×6.【答案】BD【解析】解：A、線圈中電流為左側(cè)流入，根據(jù)安培定則可知，磁場(chǎng)方向?yàn)橄蛴?，在閉合開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，金屬環(huán)的感應(yīng)電流由右側(cè)看為順時(shí)針；故A錯(cuò)誤；

B、若金屬環(huán)固定，合上開(kāi)關(guān)S的瞬間磁場(chǎng)變強(qiáng)，則由楞次定律可知，金屬環(huán)將有收縮趨勢(shì)。故B正確；

C、若將金屬環(huán)置于線圈的右側(cè)，根據(jù)“來(lái)拒去留”可得，金屬環(huán)將向右彈射。故C錯(cuò)誤；

D、若金屬環(huán)放在線圈左方，根據(jù)“來(lái)拒去留”可得，環(huán)將向左運(yùn)動(dòng)；電池正負(fù)極調(diào)換后，金屬環(huán)受力仍然向左，故仍將向左彈出；故D正確；

故選：BD。

由右手螺旋定則可求得線圈中的磁場(chǎng)方向，再由楞次定律明確電流方向及環(huán)的受力方向。

本題要掌握楞次定律的兩種描述，一是“增反減同”；二是“來(lái)拒去留”；并能靈活根據(jù)它們?nèi)ヅ袛嚯娏鞣较蚣笆芰Ψ较颉?.【答案】BC【解析】解：A、電壓表的示數(shù)為有效值，則當(dāng)t=2×10?2s時(shí)，電壓表的示數(shù)一定不為零，故A錯(cuò)誤；

B、由圖可知，交變電壓的峰值為Um=2202V

周期T=2×10?2s

則角速度ω=2πT=2π2×10?2rad/s=100πrad/s

AB間輸入電壓的瞬時(shí)值為u=Umsinωt8.【答案】BD【解析】解：A.當(dāng)通入方向向右、大小為I的電流時(shí)，根據(jù)左手定則可知電子受到的洛倫茲力指向后表面，結(jié)合電子的電性可知后表面帶負(fù)電，由此可分析出前表面的電勢(shì)比后表面的高，故A錯(cuò)誤；

B.元件前、后表面間電壓為U時(shí)，洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，則有

F洛=eUa，故B正確；

CD.根據(jù)電流的微觀表達(dá)式I=nevab

洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，則有evB=eUa

聯(lián)立解得：U=IBneb9.【答案】100

45【解析】解：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω=NBl1l2ω=50×0.4×0.2×0.2510.【答案】4×103【解析】解：升壓變壓器原線圈電流為I1=P1U1=100×103500A=200A

理想變壓器原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，升壓變壓器副線圈電流為I2=n1n2I1=120×200A11.【答案】C

>

A

【解析】解：(1)A、只要入射球從斜槽的同一位置由靜止釋放，小球到達(dá)斜槽末端時(shí)的速度相等，斜槽不需要光滑，故A錯(cuò)誤；

B、因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，則水平位移可以代表速度，所以不需要測(cè)量軌道末端到地面的高度，故B錯(cuò)誤；

C、每次小球1都要從同一高度由靜止?jié)L下，以保證小球到達(dá)斜槽軌道末端時(shí)的速度相等，故C正確；

D、實(shí)驗(yàn)中白紙不能移動(dòng)，但復(fù)寫(xiě)紙是可以移動(dòng)的，可以保證落點(diǎn)位置不變，故D錯(cuò)誤．

故選：C。

(2)實(shí)驗(yàn)中為了防止入射球反彈，應(yīng)讓入射球質(zhì)量大于被碰球的質(zhì)量．

(3)因?yàn)槠綊佭\(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，則水平位移可以代表速度，OP是A球不與B球碰撞平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表A球碰撞前的速度，OM是A球碰撞后平拋運(yùn)動(dòng)的位移，該位移可以代表碰撞后A球的速度，ON是碰撞后B球的水平位移，該位移可以代表碰撞后B球的速度，當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式m1OP?=m1OM?+m2ON?，說(shuō)明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律，故A正確，12.【答案】C

F

偏小

隨著電阻絲中的電流增大，溫度升高，電阻率增大，電阻增大

【解析】解：(1)電路中的最大電流I=ERx+r=35+1A=0.5A

所以電流表應(yīng)選C。

由于電路中的電壓從零開(kāi)始變化，滑動(dòng)變阻器應(yīng)用分壓式接入電路，所以應(yīng)選阻值較小的便于操作，即選F。

(2)由題圖的測(cè)量電路可知，由于電壓表的分流作用，使電流表的測(cè)量值比真實(shí)值偏大，由R=UI

13.【答案】解：(1)正電荷在電場(chǎng)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律得：

a=qEm

x軸方向粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)：

R=v0t

y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)：

v0tanθ=at

聯(lián)立解得：E=3×106N/C

(2)正電荷在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

v=v0cosθ

解得：v=2v0

【解析】(1)正電荷在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律即可求解勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；

(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解求出正電荷到達(dá)M點(diǎn)的速度，正電荷在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何知識(shí)求出半徑，再根據(jù)洛倫茲力提供向心力求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B14.【答案】解：(1)經(jīng)分析可知，當(dāng)安培力等于導(dǎo)體棒重力的時(shí)