【解析】江蘇省淮安市高中校協(xié)作體2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題

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江蘇省淮安市高中校協(xié)作體2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期期中物理試題

一、單選題

1．（2023高二下·淮安期中）物理學(xué)家通過艱苦的實驗來探究自然的物理規(guī)律，為人類的科學(xué)做出了巨大貢獻，值得我們敬仰。下列描述中符合物理學(xué)史實的是（）

A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)并提出了分子電流假說

B．洛倫茲通過實驗測定了磁場對電流的作用力

C．楞次發(fā)現(xiàn)了確定感應(yīng)電流方向的楞次定律

D．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象并總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律

2．（2023高二下·淮安期中）測量體溫是新冠疫情防控的一種措施。在許多場合，使用手持測溫儀測量體溫，該測溫儀用到的傳感器通常是（）

A．氣體傳感器B．紅外線傳感器

C．壓力傳感器D．生物傳感器

3．（2023高二下·淮安期中）為了減少電能在輸電線路中的損耗，在輸送電功率一定時，遠距離輸送電能通常采用（）

A．高電壓輸電B．低電壓輸電

C．增大輸電電流D．增大輸電線電阻

4．（2023高二下·淮安期中）如圖所示的虛線框為一長方形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有一垂直于紙面向里的勻強磁場，一束電子以不同的速率從O點垂直于磁場方向、沿圖中方向射入磁場后，分別從a、b、c三點射出磁場，比較它們在磁場中的運動時間ta、tb、tc，其大小關(guān)系是（）

A．tatcD．tatcD．ta<tb=tc

【答案】C

【知識點】帶電粒子在勻強磁場中的運動

【解析】【解答】電子在磁場中運動的時間t=，與速度無關(guān)，故在磁場中運動的時間取決于圓心角的大小。由幾何關(guān)系，，故C正確，ABD錯誤。

故選：C。

【分析】根據(jù)公式t=，通過角度分析時間。

5．（2023高二下·淮安期中）在勻強磁場中，帶正電的物體沿光滑的絕緣水平面以初速度v0向左運動，如圖，運動過程中物體除了受重力和支持力外，還受到的一個力是（）

A．電場力B．庫侖力C．安培力D．洛侖茲力

【答案】D

【知識點】洛倫茲力的計算

【解析】【解答】帶電的物體在磁場中運動，當(dāng)速度與磁場方向不平行時會受到洛倫茲力，力的方向根據(jù)左手定則判斷。故D正確，ABC錯誤。

故選：D。

【分析】帶電的物體速度與磁場方向不平行時會受到洛倫茲力。

6．（2023高二下·淮安期中）某小組制作了一對近距離的共軸平行閉合線圈M、N，研究線圈M中的電流在線圈N中產(chǎn)生的感應(yīng)電流情況，則（）

A．當(dāng)M中電流保持不變時，N中會產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．當(dāng)M中電流均勻減小時，N中會產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．當(dāng)M中通有電流時，N中一定有同方向的感應(yīng)電流

D．當(dāng)M中通有電流時，N中一定有反方向的感應(yīng)電流

【答案】B

【知識點】楞次定律

【解析】【解答】A．當(dāng)M中電流保持不變時，M中電流產(chǎn)生的磁場保持不變，N中磁通量不變，N中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A錯誤；

B．當(dāng)M中電流均勻減小時，N中磁通量減小，N中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；

CD．當(dāng)M中通有電流時，如果M中電流保持不變，N中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；如果M中電流增大，則N中有反方向的感應(yīng)電流；如果M中電流減小，則N中有同方向的感應(yīng)電流；故CD錯誤。

故選：B。

【分析】根據(jù)M的電流變化，分析N中磁通量變化，根據(jù)楞次定律，分析感應(yīng)電流的產(chǎn)生，同時分析電流方向。

7．（2023高二下·鎮(zhèn)原月考）如圖所示是研究自感實驗的電路圖，甲、乙是兩個規(guī)格相同的小燈泡，電源內(nèi)阻不可忽略．實驗開始前先閉合開關(guān)S1、S2，使電路穩(wěn)定，兩個小燈泡亮度相同．下列說法正確的是（）

A．僅將S2斷開，甲亮度不變

B．僅將S2斷開，甲逐漸變得更亮

C．僅將S1斷開，乙立刻熄滅

D．僅將S1斷開，乙的電流方向不變

【答案】B

【知識點】電感器與電容器對交變電流的影響

【解析】【解答】僅將S2斷開，由于電路中總電流變小，則電源的內(nèi)電壓減小，外電壓增大，使流過甲的電流變大，但由于自感作用，甲逐漸變得更亮，A不符合題意，B符合題意；若僅將S1斷開，由于電感的作用，則乙中仍有電流，不會立刻熄滅，但電流方向相反，CD不符合題意．

故答案為：B

【分析】線圈的電流增大或減小，產(chǎn)生自感電動勢，根據(jù)楞次定律判斷電流如何變化，分析燈泡亮度如何變化。

8．（2023高二下·淮安期中）如圖所示，導(dǎo)體棒ab沿水平面內(nèi)的光滑導(dǎo)線框向右做勻速運動，速度v=5.0m/s。線框?qū)挾萳=0.4m，處于垂直紙面向下的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.2T。則感應(yīng)電動勢E的大小為（）

A．0.1VB．0.2VC．0.3VD．0.4V

【答案】D

【知識點】法拉第電磁感應(yīng)定律

【解析】【解答】感應(yīng)電動勢E=Blv=0.4V，故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

【分析】根據(jù)切割電動勢公式，求電動勢大小。

9．（2023高二下·淮安期中）關(guān)于交變電流的感應(yīng)電動勢的有效值U和最大值Um，下列說法中正確的是（）

A．任何形式的交變電流都具有U＝的關(guān)系

B．只有正（余）弦交變電流才具有U＝的關(guān)系

C．照明電壓220V、動力電壓380V指的都是最大值

D．交流電壓表和交流電流表測的都是最大值

【答案】B

【知識點】交變電流的峰值、有效值、平均值與瞬時值

【解析】【解答】AB．正、余弦式交變電流的電壓或者電流的最大值等于有效值的倍，不是任何形式的交變電流都這樣，故A錯誤，B正確；

C．在提到交變電流的電壓或者電流時，是指電壓或者電流均指有效值，故C錯誤；

D．交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)均為有效值，故D錯誤。

故選：B。

【分析】正、余弦式交變電流的電壓或者電流的最大值等于有效值的倍；交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)均為有效值。

10．（2023高二下·淮安期中）某電路中電場隨時間變化的圖像有如圖所示幾種情況，能激發(fā)電磁波的電場是（）

A．B．

C．D．

【答案】D

【知識點】電磁場與電磁波的產(chǎn)生

【解析】【解答】A．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，穩(wěn)定的電場，不能產(chǎn)生磁場，不能激發(fā)電磁波，故A錯誤；

BC．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，磁場不變就不能形成電磁場，不能激發(fā)電磁波，故BC錯誤；

D．根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，周期性變化的電場，會產(chǎn)生周期性變化的磁場，形成電磁場，向外發(fā)射電磁波，故D正確。

故選：D。

【分析】根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，在空中激發(fā)電磁波。

二、實驗題

11．（2023高二下·淮安期中）在“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，可拆變壓器如圖所示。

（1）為實現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是()

A．等效替代法B．控制變量法C．演繹法D．理想實驗法

（2）變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是()

A．整塊硅鋼鐵芯B．絕緣的銅片疊成

C．絕緣的硅鋼片疊成D．整塊不銹鋼鐵芯

（3）為了保證安全，低壓交流電源的電壓不要超過()

A．2VB．12VC．220VD．無法確定

（4）在實際實驗中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間，用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為4V，則原線圈的輸入電壓可能為()

A．2VB．4VC．6VD．9V

（5）實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別，原因不可能為()

A．原線圈輸入電壓發(fā)生變化B．鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱

C．變壓器鐵芯漏磁D．原、副線圈上通過的電流發(fā)熱

【答案】（1）B

（2）C

（3）B

（4）D

（5）A

【知識點】探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

【解析】【解答】（1）保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變原、副線圈匝數(shù)，測量副線圈上的電壓。探究兩個變量之間的關(guān)系時保持其他變量不變，這個探究過程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法。故B正確，ACD錯誤。

故選：B。

（2）為了減小渦流在鐵芯中產(chǎn)生的熱量，所以變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)是絕緣的硅鋼片疊成。故ABD錯誤，C正確。

故選：C。

（3）為了保證安全，低壓交流電源的電壓不要超過12V。故B正確，ACD錯誤。

故選：B。

（4）理想變壓器，原副線圈電壓比等于匝數(shù)比，即

原線圈接“0”和“8”兩個接線柱，用電表測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為4V，原、副線圈匝數(shù)比為2：1，則原線圈的電壓為8V，考慮到不是理想變壓器，有漏磁等現(xiàn)象，則原線圈的電壓應(yīng)大于8V，可能為9V。故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

（5）A．原線圈輸入電壓發(fā)生變化，不會影響電壓比和匝數(shù)比，故A錯誤。

BD．鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱，原副線圈上通過的電流發(fā)熱，都會使變壓器輸出功率發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故BD正確；

C．變壓器鐵芯漏磁，從而導(dǎo)致電壓比與匝數(shù)比有差別，故C正確。

本題選原因不可能的，故選：A。

【分析】（1）“探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實驗，探究過程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法。

（2）鐵芯結(jié)構(gòu)是絕緣的硅鋼片，減小渦流。

（3）為了保證安全，低壓交流電源的電壓不要超過12V。

（4）根據(jù)，同時結(jié)合漏磁等現(xiàn)象，分析電壓關(guān)系。

（5）電壓比等于匝數(shù)比，不受輸入電壓影響；鐵芯漏磁、鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱，會影響電壓比與匝數(shù)比關(guān)系。

三、解答題

12．（2023高二下·淮安期中）有一正方形多匝線圈處于勻強磁場中，線圈的匝數(shù)n=1000匝，線圈平面與磁場方向垂直，在的時間內(nèi)，磁通量由均勻增加到。求：

（1）在內(nèi)線圈中磁通量的變化量為多少？

（2）在內(nèi)線圈中產(chǎn)生的電動勢為多少？

【答案】（1）解：磁通量的變化量為

（2）解：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢為

【知識點】法拉第電磁感應(yīng)定律

【解析】【分析】（1）根據(jù)磁通量的變化量定義，計算磁通量的變化量。

（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，計算感應(yīng)電動勢。

13．（2023高二下·淮安期中）如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ相距l(xiāng)=0.5m，NQ間連接有電阻R，放置在平行導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒ab向右以大小為v=0.4m/s的速度勻速運動，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T。求：

（1）ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？

（2）電阻R=1.5Ω，導(dǎo)體棒電阻r=0.5Ω，導(dǎo)軌電阻不計，求作用于導(dǎo)體棒ab上的外力大小。

【答案】（1）解：由電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢為

（2）解：由安培力公式

由閉合電路歐姆定律

由受力平衡可得

聯(lián)立解得

【知識點】閉合電路的歐姆定律；安培力的計算；導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢

【解析】【分析】（1）由切割電動勢公式，計算切割電動勢；

（2）由安培力公式、閉合電路歐姆定律以及平衡等式聯(lián)立，求作用于導(dǎo)體棒ab上的外力大小。

14．（2023高二下·淮安期中）如圖甲所示，理想變壓器原，副線圈匝數(shù)比，原線圈接在一電源上，副線圈接有一阻值的定值電阻。交流電壓表和交流電流表均為理想電表。當(dāng)電源電壓隨時間變化如圖乙所示的正弦曲線時，求：

（1）電壓表示數(shù)；

（2）電流表示數(shù)；

（3）原線圈的輸入功率。

【答案】（1）解：由圖乙知正弦交流電原線圈兩端電壓的有效值為

根據(jù)原副線圈電壓比等于匝數(shù)比，可得

解得電壓表示數(shù)為

（2）解：根據(jù)歐姆定律，電流表示數(shù)為

（3）解：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，則有

【知識點】閉合電路的歐姆定律；交變電流的峰值、有效值、平均值與瞬時值

【解析】【分析】（1）根據(jù)峰值，計算正弦交流電原線圈兩端電壓的有效值，根據(jù)原副線圈電壓比等于匝數(shù)比，計算電壓表示數(shù)；

（2）根據(jù)歐姆定律，計算電流表示數(shù)；

（3）原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，根據(jù)功率計算式，計算原線圈的輸入功率。

15．（2023高二下·淮安期中）如圖所示，有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里，MN、PQ為磁場的邊界，磁場區(qū)域?qū)挾葹閐。一束電荷量為e的帶電粒子以速度v垂直磁場邊界射入磁場中，穿出磁場時速度方向與磁場右邊界夾角為45°。不考慮電荷之間的相互作用力，求：

（1）粒子的電性；

（2）穿越磁場時的軌道半徑；

（3）該粒子的質(zhì)量；

（4）穿越磁場的時間。

【答案】（