高二下学期期中考试物理试卷(附有答案解析)

高二下学期期中考试物理试卷（附有答案解析）

学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________

一、单选题

1、我国北斗导航系统的电磁波频率约1561MHz，家用WiFi的电磁波频率约5725MHz。则( )

A.这两种电磁波不会产生偏振现象

B.北斗导航系统的电磁波更容易产生明显的衍射现象

C.家用WiFi的电磁波穿墙壁进入另一个房间时频率会减小

D.家用WiFi与北斗导航的电磁波叠加时将会产生干涉现象

2、电磁炉是目前家庭常用的炊具，由线圈盘、陶瓷面板等部件组成，如下图所示。下列说法正确的是( )

A.电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的

B.电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物

C.锅底越是靠近陶瓷面板，锅的加热效果就越好

D.电磁炉加热食物时线圈盘中通有恒定电流

3、如图，一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧的圆心处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )

A.a端向纸内，b端向纸外转动，且靠近导线

B.a端向纸内，b端向纸外转动，且远离导线

C.a端向纸外，b端向纸内转动，且靠近导线

D.a端向纸外，b端向纸内转动，且远离导线

4、1932年，美国物理学家安德森在宇宙线实验中发现了正电子，证实了反物质的存

在。实验中，安德森记录了正电子在云室中由上向下经过6mm 铅板的轨迹，如图所示，若忽略一切阻力，正电子每次穿过铅板损失能量相同，则可判定正电子( )

A.所在磁场方向一定垂直于纸面向外

B.相邻两次轨迹圆半径的差值为定值

C.穿过铅板前做圆周运动的半径比穿过后的半径大

D.从穿出铅板到再次穿入铅板的时间间隔越来越小

A.所在磁场方向一定垂直于纸面向外

B.相邻两次轨迹圆半径的差值为定值

C.穿过铅板前做圆周运动的半径比穿过后的半径大

D.从穿出铅板到再次穿入铅板的时间间隔越来越小

5、图甲为LC 振荡电路，通过P 点的电流如图乙，P 点电流向左为正，下列说法正确的是( )

A.10~t 电容器上极板带正电

B.12~t t 电容器中的电场能增大

C.在3t 时刻，线圈中的磁场能最大

D.增大电容器两板间距，振荡电流的周期将减小

6、如图，小明做自感现象实验时，连接电路如图所示，其中L 是自感系数较大、直流电阻不计的线圈，1L 和2L 是规格相同的灯泡，D 是理想二极管。则( )

A.闭合开关S ，2L 逐渐变亮，然后亮度不变

B.闭合开关S ，1L 和2L 都逐渐变亮，最后亮度相同

C.断开开关S ，2L 一直不亮，1L 逐渐变暗至熄灭

D.断开开关S ，2L 变亮后与1L 一起逐渐变暗至熄灭

7、用如图实验装置验证楞次定律，条形磁铁自由释放加速穿过固定线圈，磁铁经过A 位置时灵敏电流计指针如图。则下列说法正确的是( )

A.条形磁铁的上端为N 极

B.经过A 位置时，线圈中电流产生的磁场向上

C.经过B 位置时，灵敏电流计的指针偏向右侧

D.条形磁铁经过A 、B 两对称位置的加速度相等

8、如图所示为利用霍尔元件制成的磁传感器.已知该长方体金属导体宽为d ，高为h ，上下表面接线柱MN 连线与导体竖直边平行，上表面过M 点的水平虚线与导体水平边平行，当导体通过一定电流，且电流与磁场方向垂直时，下列说法正确的是( )

A.电压表a 端接“+”接线柱

B.为提升磁传感器的灵敏度，可减小导体的宽度d

C.将电压的表盘改装为磁传感器的表盘，则刻度线不均匀

D.若上表面接线柱M 沿虚线向右移动少许，则电压表示数不变

9、如图所示，KLMN是一个竖直的单匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角

t=时刻，MN边与磁场方向的夹角为速度ω匀速转动，转动方向为俯视顺时针。在0

30°。则下列判断正确的是( )

1

BSω

B.从图示位置开始，转动30°的过程中，导线框中电流逐渐减小

C.从图示位置开始，转动60°的过程中，导线框中磁通量的变化量为零

10、如图所示，外表绝缘的电阻丝构成正弦波形的闭合线圈MPQN，MN长为2d。线

v沿MN方向垂直进入有界匀强磁场，磁场的宽度为

圈在外力作用下以恒定的速度

d。线圈从N端进入磁场到M端穿出磁场的过程中，线圈中的感应电流i及其受到的F随时间t变化的图像可能正确的是( )

安培力

A

A. B.

C. D. 二、实验题

11、在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示：

（1）为了确保实验的安全，下列做法正确的是______。

A.为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过16V

B.为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱

C.确保多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测

（2）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢。

①铁芯B 安放在铁芯A 上时，硅钢片应平行于______；

A.平面abcd

B.平面abfe

C.平面abgh

D.平面aehd

②这样设计的原因是____________________。

（3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______；（填“多”或“少”）

（4）用匝数400a n =匝和800b n =匝的变压器，实验测量数据如表：

三、计算题

12、绝缘水平桌面有一竖直向上的匀强磁场1T B =，间距1m L =的平行金属导轨固定在桌面上，左端连接电源的电动势15V E =，内阻1r =Ω。质量0.5kg m =的金属棒垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为0.5μ=。细线一端系在金属棒的中点，另一端通过桌边光滑定滑轮挂一重物M 时，金属棒恰处于静止且刚好不向右滑，细线水平且

与金属棒垂直。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度210m /s g =，金属棒接入电路的电阻2R =Ω，导轨电阻不计，sin 530.8︒=和cos530.6︒=。

（1）求悬挂重物的质量M ：

（2）若锁定金属棒，保持磁感应强度大小不变，将磁场方向顺时针旋转过53°后解锁金属棒，求重物加速度a 的大小.

13、可视为理想变压器的环形变压器，原线圈接内阻为r 的交流发电机，副线圈接了若干盏“12V 、22W ”相同的照明电灯，如图所示.变压器原、副线圈匝数比

12:33:2n n =，发电机产生电动势为(V)e t π=，图中理想交流电表示数为1A 时，照明电灯均正常发光.求：

（1）照明灯的个数N ；

（2）发电机内阻r 。

14、如图所示，间距为d 的光滑平行金属导轨MNC 、PQD 由倾斜和水平两部分组成，两部分平滑连接，其中倾斜部分与水平部分的夹角为θ，水平部分固定在绝缘水平面上，M 、P 间接有两定值电阻122R R R ==，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B 。质量为m 、长度为d 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放在导轨的水平部分，距两部分连接处QN 的距离为L 。现给金属棒ab 一水平向左的初速度0v ，金属棒ab 在足够长的倾斜轨道上上滑的最大高度为h 。已知重力加速度为g ，金属棒ab 始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻忽略不计。求：

（1）金属棒刚开始运动时金属棒ab中电流I大小和方向；

R的电量q；

（2）金属棒ab从开始运动到上滑至最高点的过程中通过

1

R产生的热量Q。

（3）金属棒ab从开始运动到上滑至最高点的过程中

2

15、某种回旋加速器的设计方案如图a所示，两个相距为d的正对的极板之间存在匀强电场，两极板之间的电压U连续可调。两个极板的板面中部各有一狭缝（沿OP方向的狭长区域），带电粒子可通过狭缝穿越极板，如图b所示。两细虚线间（除开两极板之间的区域）既无电场也无磁场，其它部分存在方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。在粒子源S中产生的质量为m、带电量为q（0

q>）的粒子，由静止开始被电场加速，经狭缝中的O点进入磁场区域，最终从出射孔P射出。O点到极板右端的距离为D，到出射孔P的距离为4D。粒子打到器壁或粒子源外壁则被吸收，忽略相对论效应。

U；

（1）若粒子以最短时间射出，求两板之间的电压

（2）若电压调节为U=

t；

Ⅰ.粒子在磁场中运动的时间

1

t。

Ⅱ.粒子在电场中运动的时间

2

参考答案

1、答案：B

解析：

2、答案：C

解析：

3、答案：A 解析：根据右手螺旋定则知，直线电流产生的磁场在纸面内是同心圆，方向为顺时针，由于圆弧的方向与磁场的方向平行，不受安培力，在ab 直线部分上下各取一小段，根据左手定则判断得知，a 端的受力向内，b 端的受力向外，可知a 端向纸内、b 端向纸外转动，当转动90度后，ab 直线部分与直线电流平行，电流方向相同，根据同种电流相互吸引，知会靠近导线。故A 正确，B 、C 、D 错误。故选：A 。

4、答案：C

解析：

5、答案：D

解析：

6、答案：D

解析：

7、答案：A

解析：

8、答案：B

解析：

9、答案：D

解析：

10、答案：B

解析：AB.金属导线在磁场中运动时产生的电动势为0e Byv =，y 为导线切割磁感线的有效长度，设导线组成正弦圆形顶部或底部到MN 距离都是Y ，则在导线运动过程中

0sin π

sin πsin v t x y Y Y Y t d d ω===ω=导线从开始向右运动到d 过程中有00001sin πsin Byv BYv v t BYv i t R R L R

ω===导线从d 向右运动到2d 的过程中，有

00002222sin πsin Byv BYv v t BYv i t R R L R

ω===故A 错误，B 正确；CD.根据弯曲导线所受安培力的特点可知，导线从开始向右运动到d 的过程中222011sin A B Y v F Bi y t R

ω==导线从d 向右运动到2d 的过程中有22202242sin A B Y v F Bi y t R

ω=⋅=故CD 错误。

11、答案：（1）C ；（2）D ；减小涡流，提高变压器的效率；（3）少；（4）b

解析：

12、答案：（1）0.75kg M =；（2）23.2m /s a =

解析：（1）金属棒恰处于静止且刚好不向右滑

BIL mg Mg μ+=

金属棒接入电路的电流

E

I R r =+

解得

0.75kg M =

（2）磁场旋转后轨道对金属棒的支持力为N F

sin 53N BIL F mg ︒+=

磁场旋转后，安培力水平方向分量减小，金属棒向右加速 cos53()N Mg BIL F m M a μ︒--=+

解得

23.2m /s a =

13、答案：（1）9N =；（2）22r =Ω

解析：（1）设每盏灯额定电流为I

P UI =

得

11

A 6I =

原、副线圈中电流分别为1I 和2I

1

221

I n I n =

得

233

A 2I =

灯泡并联

2NI I =

解得

9N =

（2）变压器原、副线圈中电压分别为1U 和2U 11

22

U n U n =

得

1198V U =

发电机产生的电动势有效值

220V E =有

对原线圈回路分析

11E I r U =+有

解得

22r =Ω

14、答案：（1

）I =

=()

2

028m v gh Q -=

解析：（1）金属棒ab 开始运动时产生的感应电动势为 0E Bdv =

1R 、2R 并联后与金属棒构成回路

22R

R R =+总

金属棒ab 中的电流

2Bdv I R =

右手安培定则

方向a →b

（2）由法拉第电磁感应定律得

t E φ

∆=∆

tan h Bd L φθ⎛⎫

∆=+ ⎪⎝⎭

通过金属棒的电量为

E q t R =⋅∆总总

通过2R 的电量

2q q =总

解得

(tan )

4tan Bd L h q R θθ+=

（3）由能量守恒定律得

2

01

2mv mgh Q =+总

外电阻中产生的总热量为

R Q Q R R =+外外总

外

电阻1R 中产生的热量

1

2Q Q =外

解得

()

2

028m v gh Q -=

15、答案：（1

）0U =

1=2120md qBD = 解析：（1）粒子以最短时间射出时，在电场中只加速1次，偏转半个圆周到P 点 2r D =

2

mv qvB r

= 电场中加速

2012

qU mv = 解得

22

02qB D U m

= （2）粒子在电场中加速一次所获得的速度为1v ，在磁场中偏转半径为1r ，则有 2112

qU mv = 2111

mv qv B r = 粒子在电场和磁场中的轨迹如图所示

1424m r R D +=

2m m m

mv qv B R = Ⅰ.前两次加速、减速后，粒子还需加速n 次

212

m nqU mv = 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为

2πm T qB

= 1(1)2T t T n T =+-+ 联立各式得

1129πm t qB

= Ⅱ.粒子第l 次在电场中的加速时间为0t

2012qU d t md

= 粒子从第3次开始加速后在电场中的总加速时间为t ，则有 m qU v t md

= 在加速电场中运动的总时间

204t t t =+

解得

2120md

t qBD =