2022年高二下學期期中物理試題含解析zhangsan

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1、2022年高二下學期期中物理試題 含解析zhangsan 命題:高二理綜備課組 審定:高二理綜備課組 校對:高二理綜備課組 本試卷分選擇題和非選擇題兩部分,共12頁,滿分300分,考試用時150分鐘。 注意事項: 1.答卷前,考生務必用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的校名、姓名、考號填寫在答題卷的密封線內(nèi)。 2.選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑;如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其它答案;不能答在試卷上。 3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答,答案必須寫在另發(fā)的答題卷各題目指定區(qū)域內(nèi)的相應位置上;如需改動,先劃掉原來的

2、答案,然后再寫上新的答案;不準使用鉛筆和涂改液.不按以上要求作答的答案無效。 4.考生必須保持答題卷的整潔,考試結(jié)束后,將答題卷收回。 一、選擇題(本題包括16小題,每小題4分,共64分。每小題只有一個選項符合題意) 13.如圖為遠距離高壓輸電的示意圖.關于遠距離輸電,下列表述正確的是( ) A. 采用高壓輸電可節(jié)省輸電線的銅材料 B. 輸電損失的功率與輸送電壓的二次方成正比 C.在輸送電壓一定時,輸送的電功率越大,交流電的頻率越高,輸電過程中的電能損失越小 D. 發(fā)電機能發(fā)電的主要原理是法拉第電磁感應定律 變壓器能變壓的主要原理是安培定律,電動機通電后能轉(zhuǎn)動起來的主要原

3、理是法拉第電磁感應定律 【答案】A A、設輸送電功率為P,輸送電壓為U,輸電電流為I,輸電線的總電阻為R,由得:,則輸送的電功率一定,知輸電電壓越高,輸電電流越小,根據(jù),知輸電線上損耗的能量就小,這樣電阻不需要太小,導線不需要太粗,從而能節(jié)省輸電線的材料,故A正確; B、輸電線上損失的電功率為,在輸送電功率P一定,可知輸電損失的功率與輸送電壓的二次方成反比,故B錯誤; C、由上式知輸電過程中的電能損失與交流電的頻率無關,故C錯誤; D、發(fā)電機能發(fā)電的主要原理是法拉第電磁感應定律,變壓器能變壓的主要原理是法拉第電磁感應定律,電動機通電后能轉(zhuǎn)動起來的主要原理是通電導線在磁場中受到安培

4、力,故D錯誤。 故選A。 【考點】遠距離輸電 14.玻璃杯從同一高度落下,掉在石頭上比掉在草地上容易碎,這是由于玻璃杯在與石頭的撞擊過程中 A. 玻璃杯的動量變化較大 B.玻璃杯受到的沖量較大 C. 玻璃杯的動量變化率較大 D. 玻璃杯的動量較大 【答案】C 玻璃杯從同一高度下落,落地前的速度大小相等,故落地前的動量相等;而最后的速度均為零;故說明動量的變化一定相等;由動量定理可知沖量也一定相等; 但由于掉在水泥地上的時間較短,則說明玻璃杯掉在水泥地上動量變化較快,從而導致沖擊力較大;使玻璃杯易碎,故C正確。 故選C。 【考點】動量定理

5、15.若某交流電的電流與時間的關系如下圖所示(其中的曲線是正弦的一部分),則該交流電的有效值是: A. B. C. D. 【答案】C 設交流電電流的有效值為I,周期為T,電阻為R; 則,解得:。 故選C。 【考點】交流的峰值、有效值以及它們的關系 16.如圖所示,閉合金屬框從一定高度自由下落進入足夠大的勻強磁場區(qū)域,從cd邊開始進入磁場區(qū)到ab邊剛進入磁場區(qū)這段時間內(nèi),線框運動的速度圖象不可能的是: 【答案】B A、金屬框進入勻強磁場時,若重力與所受安培力平衡,做勻速直線運動,是可能的,故A錯誤; BC、金屬框進入勻強磁場時,若重力大

6、于所受安培力,做加速運動,根據(jù)安培力公式可知,速度增大時,線框所受的安培力增大,則合力減小,加速度減小,不可能做勻加速運動,做加速度減小的加速運動,故B正確C錯誤; D、金屬框進入勻強磁場時,若重力小于所受安培力,做減速運動.根據(jù)安培力公式可知,速度減小時安培力減小,則加速度減小,金屬棒做加速度減小的減速運動,直到勻速運動,故D錯誤。 故選B。 【考點】閉合電路的歐姆定律;法拉第電磁感應定律 二、雙項選擇題(本題包括9小題,每小題6分,共54分。每小題只有兩個選項符合題意。若正確答案只選一個且正確的給3分;若正確答案選兩個且都正確的給6分,但只要選錯一個或不選,該小題就為0分) 17

7、.如圖,一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入一正方形的勻強磁場區(qū),磁場方向垂直紙面向里,對從ab邊離開磁場的電子,下列判斷正確的是 A.從a點離開的電子速度最小 B.從a點離開的電子在磁場中運動時間最短 C.從b點離開的電子運動半徑最小 D.從b點離開的電子速度偏轉(zhuǎn)角最小 【答案】BC 對于從右邊離開磁場的電子,從a離開的軌道半徑最大,根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中的半徑公式,知軌道半徑大,則速度大,則a點離開的電子速度最大.從a點離開的電子偏轉(zhuǎn)角最小,則圓弧的圓心角最小,根據(jù),與粒子的速度無關,知θ越小,運行的時間

8、越短,故BC正確。 故選BC。 【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動;牛頓第二定律;向心力 18.如圖所示,平行金屬導軌光滑并且固定在水平面上,導軌一端連接電阻R,其它電阻不計,垂直于導軌平面有一勻強磁場,磁感應強度為B,當一質(zhì)量為m的金屬棒ab在水平恒力F作用下由靜止向右滑動: A. 棒從靜止到最大速度過程中,棒的加速度不斷增大 B. 棒從靜止到最大速度過程中,棒克服安培力所做的功等于棒的動能的增加量和電路中產(chǎn)生的內(nèi)能 C. 棒ab作勻速運動階段,外力F做的功等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能 D. 無論棒ab做何運動,它克服安培力做的功一定等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能 【答案】CD A、金

9、屬棒所受的安培力,則,則知金屬棒的速度增大時,安培力增大,則加速度減小,故A錯誤; BD、根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律,可知無論棒ab做何運動,克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能.棒從靜止到最大速度過程中,外力F做的功等于棒的動能的增加量和電路中產(chǎn)生的內(nèi)能之和,故B錯誤D正確; C、當ab棒勻速運動時,外力做的功全部轉(zhuǎn)化為電路中的電能,則外力F做的功等于電路中產(chǎn)生的內(nèi)能,故C正確。 故選CD。 【考點】法拉第電磁感應定律;焦耳定律 19.如圖,理想變壓器輸入有效值恒定的正弦式交流電,輸出電壓通過輸電線送給用戶(電燈等用電器),R表示輸電線的電阻,原來開關S是斷開的: A.要提高用戶的電

10、壓,滑動觸頭P應向上滑動 B.若P點不動,將變壓器的原線圈的匝數(shù)增加,變壓器的輸入功率將增加 C.用電器增加時(即開關S閉合時),變壓器的輸入功率將增加 D.用電器增加(即開關S閉合時),輸電線的熱損耗減少 【答案】AC A、根據(jù)變壓器原理可知輸出電壓,當滑動觸頭P應向上滑時,n2增大,所以輸出電壓增大,故A正確; B、若P點不動,將變壓器的原線圈的匝數(shù)增加,副線圈的電壓減小,輸出功率減小,則變壓器的輸入功率將減小,故B錯誤; C、電器增加時總電阻變小,總電流增大,輸出功率增大,所以輸入功率增大,故C正確; D、由于用電器是并聯(lián)的,因此用電器增加時總電阻變小,輸出電壓不變,

11、總電流增大,故輸電線上熱損耗增大,故D錯誤。 故選AC。 【考點】變壓器的構(gòu)造和原理;閉合電路的歐姆定律;電功、電功率 20.一矩形線圈位于一個方向垂直線圈平面向里的磁場中,如圖a所示,磁感應強度B隨t的變化規(guī)律如圖b所示.以I表示線圈中的感應電流,以圖a線圈上箭頭所示方向(即順時針方向)的電流為正;MN邊所受的安培力為F(以水平向左為力F的正方向),則以下的i-t、F-t圖中正確的是 【答案】AC AB、第一秒內(nèi),磁感應強度均勻增加,根據(jù)楞次定律,感應電流的磁場與原磁場方向相反,故電流的磁場方向向外,根據(jù)右手螺旋定則,電流為逆時針方向,故電流為負方向,再根據(jù)法拉第電磁感

12、應定律,得到感應電動勢為:(定值),由可知電流大小不變; 第二秒內(nèi),磁感應強度不變,感應電流為零; 第三秒內(nèi),磁感應強度均勻減小,根據(jù)楞次定律,感應電流的磁場與原磁場方向相同,故電流的磁場方向向內(nèi),根據(jù)右手螺旋定則,電流為順時針方向,故電流為正方向,再次根據(jù)法拉第電磁感應定律,得到感應電動勢為:(定值),由可知電流大小不變;故A正確B錯誤; CD、MN邊受到的安培力,在0-s內(nèi),I、L不變,B增大,F(xiàn)增大, 在1-2s內(nèi),I=0,F(xiàn)=0, 在2-3s內(nèi),I、L不變,B減小,F(xiàn)減小,由左手定則可知,0-1s內(nèi),安培力向右,為負的, 在2-3s內(nèi),安培力向左,為正的,故C正確D錯誤。

13、 故選AC。 【考點】法拉第電磁感應定律;楞次定律 21.為了測量某化肥廠的污水排放量,技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計,該裝置由絕緣材料制成,長、寬、高分別為a、b、c ,左右兩端開口,在垂直于上下表面方向加磁感應強度為B的勻強磁場,在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極,污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時,電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量 (單位時間內(nèi)排出的污水體積),下列說法正確的是 A.若污水中負離子較多,則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高 B.若污水中正離子較多,則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高 C.污水的流速 D.污水流量Q只與B、U、c有關 【答案】

14、CD AB、正負離子流動時,根據(jù)左手定則,正離子洛倫茲力,向后表面偏轉(zhuǎn),所以后表面上帶正電荷,前表面上帶負電荷,前表面電勢比后表面低,故A錯誤B錯誤; C、最終正負離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡,有: 解得:,故C正確; D、最終正負離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡,有:,流量,所以,污水流量Q只與B、U、c有關,故D正確。 故選CD。 【考點】霍爾效應及其應用 第二部分 非選擇題(共182分) 34.(本小題分三小題,每空2分,共18分) (1)如圖是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,為交流電流表。線圈繞垂直于磁場方向

15、的水平軸 沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,已知磁感應強度大小為B,線圈的匝數(shù)為n ,線圈轉(zhuǎn)動的角速度為,正方形線圈的邊長為L,線圈的內(nèi)阻為r,外電阻為R,則線圈產(chǎn)生的感應電動勢e的表達式為: ;線圈從開始轉(zhuǎn)過300過程中,通過電阻R的電量為: ;線圈從開始轉(zhuǎn)過900過程中,外力對線圈所做的功為: ; 【答案】 根據(jù)公式,此交流發(fā)電機產(chǎn)生感應電動勢的最大值為; 從垂直中性面位置開始計時; 從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過30°的過程中,磁通量變化為: ; 根據(jù)法拉第電磁感應定律,有:; 根據(jù)歐姆定律,有:

16、 根據(jù)電流強度定義: 聯(lián)立解得: 外力做的功轉(zhuǎn)化為電能。 【考點】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦式電流的原理;電功、電功率;正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達式 (2)如圖所示,L1、L2是輸電線,甲是________互感器,若甲圖中原副線圈匝數(shù)比為1000:1,乙圖中原副線圈匝數(shù)比為1:20,且電壓表示數(shù)100V,電流表示數(shù)2A,則線路輸送電壓為_____ ___,電流為________. 【答案】電壓 100000V 40A 根據(jù)圖象可知,甲與輸電線并聯(lián),所以甲是電壓互感器,乙與輸電線串聯(lián),所以乙為電流互感器; 甲互感器原線圈的匝數(shù)比副線圈匝數(shù)1000:1,且

17、電壓表示數(shù)為100V,則線路輸送電壓; 乙互感器原線圈的匝數(shù)比副線圈匝數(shù)1:20,由電流表的示數(shù)為2V,則線路輸送電流。 【考點】變壓器的構(gòu)造和原理 (3)A、B兩個物體的質(zhì)量之比為,它們以相同的初動能始終沿同一水平面滑動,設它們與水平面間的摩擦力大小相等,則:A、B兩物體的初動量大小之比: ,A、B兩個物體滑行時間之比: ; A、B兩個物體滑行的距離之比: 。 【答案】 1:1 動能: 得: 則動量:, 則二者動量之比: 根據(jù)動量定理:, 則AB之間滑行時間之比為: 根據(jù)動能定理: 則滑行距離之比為

18、:。 【考點】動量守恒定律;動能定理 35.(18分)如圖所示,質(zhì)量為M的導體棒ab,電阻為R,垂直放在相距為d的平行光滑金屬軌道上。導軌平面與水平面的夾角為θ,并處于磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向下的勻強磁場中;左側(cè)是水平放置、間距為L的平行金屬板, 板間還有垂直紙面向里、大小也為B的勻強磁場,R和Rx分別表示定值電阻和滑動變阻器的阻值,不計其他電阻。 (1)調(diào)節(jié)Rx=R ,釋放導體棒,當棒沿導軌勻速下滑時,求通過棒的電流I、棒的速率v及電壓表的讀數(shù)U1。 (2)改變Rx ,待棒沿導軌再次勻速下滑后,將某離子(不計重力)以速度v0水平射入金屬板間 ,若它能勻速通過,求此時的R

19、x 【答案】(1); ; (2) (1)導體棒勻速下滑時,得 設導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為E0 由法拉第電磁感應定律得 由閉合電路歐姆定律得: 得; 電壓表測量的是電路的外電壓,即 則; (2)改變Rx,再次勻速下滑后可知電流不變,設帶電微粒在金屬板間勻速通過時,板間電壓為Ux,電場強度大小為E 則,而場強, 粒子勻速通過復合場有 而 得。 【考點】閉合電路的歐姆定律;安培力;法拉第電磁感應定律 36.如圖所示是一種簡化磁約束示意圖,可以將高能粒子約束起來。有一個環(huán)形勻強磁場區(qū)域的截面內(nèi)半徑R1,外半徑R2 ,被約束的粒子帶正電,比荷=4.0×107

20、C/kg,不計粒子重力和粒子間相互作用.(請在答卷中簡要作出粒子運動軌跡圖) (1) 若內(nèi)半徑R1=1m, 外半徑R2=3m,要使從中間區(qū)域沿任何方向,速率的粒子射入磁場時都不能越出磁場的外邊界,則磁場的磁感應強度B至少為多大? ⑵若內(nèi)半徑R1= m, 外半徑R2=3 m,磁感應強度,帶電粒子從中間區(qū)域沿半徑方向射入磁場,則粒子不能穿越磁場外邊界的最大速率vm是多少? (3)若帶電粒子以(2)問中最大速率vm從圓心O出發(fā)沿圓環(huán)半徑方向射入磁場,請在圖中畫出其運動軌跡,并求出粒子從出發(fā)到第二次回到出發(fā)點所用的時間(結(jié)果可用分數(shù)表示或保留二位有效數(shù)字). 【答案】(1) (2)

21、 (3) (1)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,磁感應強度越小,粒子軌道半徑越大, 粒子軌道半徑最大時,運動軌跡如圖所示: 則半徑 由牛頓第二定律:,得 則; (2)粒子沿半徑方向射出恰好不射出磁場時的運動軌跡如圖所示: 根據(jù)圖示,由勾股定理可知:, 將,代入解得:, 粒子在磁場中做勻速圓周運動, 由牛頓第二定律得:, 解得:, 則粒子的最大速率為 (3)帶電粒子必須三次經(jīng)過磁場,才能回到出發(fā)點,軌跡如圖所示: 根據(jù)圖示由數(shù)學知識可知,,則 則粒子在磁場中運動一次轉(zhuǎn)過的圓心角, 粒子在磁場中的運動時間: , 粒子在磁場外的運動時間: 粒子

22、從出發(fā)到第二次回到出發(fā)點所用的時間。 【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動;牛頓第二定律;向心力 物理參考答案 選擇題 13A 14C 15C 16B 17BC 18CD 19AC 20AC 21CD 34.(本小題分三小題,每空2分,共18分) (1) (2)電壓 100000V 40A (3) 1:1 35.(18分) (1)導體棒勻速下滑時,得 設導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為E0 由法拉第電磁感應定律得 由閉合電路歐姆定律

23、得: 得; 電壓表測量的是電路的外電壓,即 則; (2)改變Rx,再次勻速下滑后可知電流不變,設帶電微粒在金屬板間勻速通過時,板間電壓為Ux,電場強度大小為E 則,而場強, 粒子勻速通過復合場有 而 得。 36. (1)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,磁感應強度越小,粒子軌道半徑越大, 粒子軌道半徑最大時,運動軌跡如圖所示: 則半徑 由牛頓第二定律:,得 則; (2)粒子沿半徑方向射出恰好不射出磁場時的運動軌跡如圖所示: 根據(jù)圖示,由勾股定理可知:, 將,代入解得:, 粒子在磁場中做勻速圓周運動, 由牛頓第二定律得:, 解得:, 則粒子的最大速率為 (3)帶電粒子必須三次經(jīng)過磁場,才能回到出發(fā)點,軌跡如圖所示: 根據(jù)圖示由數(shù)學知識可知,,則 則粒子在磁場中運動一次轉(zhuǎn)過的圓心角, 粒子在磁場中的運動時間: , 粒子在磁場外的運動時間: 粒子從出發(fā)到第二次回到出發(fā)點所用的時間。

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