【物理】浙江省寧波市九校2022-2023學年高二上學期1月期末考試試題（解析版）

成就未來，新教育伴你成長聯(lián)系電話：400-186-9786寧波市2022學年第一學期期末九校聯(lián)考高二物理試題第I卷：選擇題部分一、選擇題I（本題共12小題，每小題3分，共36分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求，不選、多選、錯選均不得分）1.下列物理量的單位用國際單位制中基本單位正確表示的是（）A.電阻：B.電功率：C.電量：D.電功：【答案】C【解析】A．電阻選項A錯誤；B．電功率選項B錯誤；C．根據(jù)q=It可知電量單位1C=1A?s選項C正確；D．電功選項D錯誤。2.下列說法中錯誤的是（）A.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系B.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，并總結出了法拉第電磁感應定律C.安培提出分子電流假說，指出磁體和電流的磁場本質上都是運動電荷產(chǎn)生的D.麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗“捕捉”到了電磁波【答案】B【解析】A．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，揭示了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象之間存在的某種聯(lián)系，故A正確，不符合題意；B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，紐曼、韋伯在對理論和實驗資料進行嚴格分析后，先后指出：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比，后人稱之為法拉第電磁感應定律，故B錯誤，符合題意；C．安培提出分子電流假說，指出磁體和電流的磁場本質上都是運動電荷產(chǎn)生的，故C正確，不符合題意；D．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗“捕捉”到了電磁波，故D正確，不符合題意。故選B。3.1930年，英國物理學家狄拉克預言了正電子的存在。1932年，美國物理學家安德森在宇宙線實驗中發(fā)現(xiàn)了正電子。他利用放在強磁場中的云室來記錄宇宙線粒子——正電子，并在云室中加入一塊厚6mm的鉛板，借以減慢粒子的速度。當宇宙線粒子通過云室內(nèi)的強磁場時，拍下粒子徑跡的照片，如圖所示。則下列說法正確的是（）A.粒子穿過鉛板后速度減小，因此在磁場中做圓周運動的半徑增大B.粒子穿過鉛板后在磁場中做圓周運動的周期變小C.圖中的粒子是由上向下穿過鉛板的D.該強磁場的磁感應強度方向為垂直紙面向外【答案】C【解析】A．根據(jù)牛頓第二定律解得粒子穿過鉛板后速度減小，因此在磁場中做圓周運動的半徑減小。故A錯誤；B．根據(jù)可得故粒子穿過鉛板后在磁場中做圓周運動的周期不變。故B錯誤；C．粒子穿過鉛板后速度減小，粒子在磁場中運動半徑減小，由圖可知正電子從上向下穿過鉛板。故C正確；D．由左手定則可知，磁場的方向垂直紙面向里。故D錯誤。故選C。4.圖一為某超聲波發(fā)生器中的核心元件—壓電陶瓷片。為使得壓電陶瓷片發(fā)生超聲振動，需要給它通入同頻率的高頻電信號。圖二為高頻電信號發(fā)生原理圖，已知某時刻電流i的方向指向A極板，且正在增大，下列說法正確的是（）A.A極板帶負電B.線圈L兩端的電壓在增大C.磁場能正在轉化為電場能D.減小自感系數(shù)L，可以減小超聲振動的頻率【答案】A【解析】A．某時刻電流正在增大，說明電容器正在放電，根據(jù)電流方向，可判斷A帶負電，故A正確；B．電容器正在放電，則電容器電壓減小，則線圈L兩端的電壓在減小，故B錯誤；C．電容器正在放電，則電場能正在轉化為磁場能，故C錯誤；D．根據(jù)，減小自感系數(shù)L，可以增大超聲振動的頻率，故D錯誤。故選A。5.如圖所示，匝數(shù)均為n，半徑分別為、的兩個導線圈a、b共面同心放置，兩導線圈之間的圓環(huán)區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強磁場，在時間內(nèi)，磁感應強度由增加到，在這段時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A.線圈a磁通量的變化量為B.線圈b磁通量的變化量為C.線圈a磁通量的變化率為D.線圈b磁通量的變化率為【答案】D【解析】A．線圈a磁通量的變化量為故A錯誤；B．線圈b磁通量的變化量為故B錯誤；C．線圈a磁通量的變化率為D．線圈b磁通量的變化率為故D正確。故選D。6.如圖所示電路中，L是一電阻可忽略不計的自感線圈，a、b為L的左、右兩端點，A、B、C為完全相同的三個燈泡。電源內(nèi)阻忽略不計，則下列說法正確的是（）A.閉合電鍵瞬間，A、B、C同時亮起，然后A燈逐漸熄滅B.閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵瞬間，A燈電流反向C.閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵瞬間，a點電勢高于b點D.閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵瞬間，自感電動勢大于電源電動勢【答案】D【解析】A．由于A燈與自感線圈L串聯(lián)，因此，當閉合電鍵瞬間，B、C立即亮起，而由于自感線圈在閉合電鍵瞬間產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的通過，通過A燈的電流逐漸增大，因此A燈不會立即變亮，而是緩慢變亮，又因為自感線圈的電阻可忽略，因此當電路穩(wěn)定后A燈所在支路的電流大于B、C兩燈所在支路電流，即A燈比B、C兩燈亮，故A錯誤；BCD．閉合電鍵穩(wěn)定后，斷開電鍵瞬間，自感線圈會產(chǎn)生自感電動勢，B、C所在支路的原電流瞬間消失，自感電動勢大于電源電動勢，線圈產(chǎn)生的自感電動勢阻礙A燈中電流的減小，因此A燈中電流方向不變，并與B、C所在電路構成閉合回路，可知，流過自感線圈的電流從a到b，而外電路電流從b流向a，因此a點的電勢低于b點的電勢，故BC錯誤，D正確。故選D。7.如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導軌，相距L=1m。PM間接有一個電動勢為E=6V，內(nèi)阻r=1Ω的電源和一只滑動變阻器。導體棒ab跨放在導軌上，棒的質量為m=0.2kg，棒的中點用細繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質量M=0.3kg。棒與導軌的動摩擦因數(shù)為μ=0.5（設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，導軌與棒的電阻不計，g取10m/s2），勻強磁場的磁感應強度B=2T，方向豎直向下，為了使物體保持靜止，滑動變阻器連入電路的阻值不可能的是（）A.2Ω B.4ΩC.5Ω D.6Ω【答案】D【解析】ab中的電流方向從a到b，所以根據(jù)左手定則可得導體棒受到的安培力方向水平向左，導體棒還受到繩子水平向右的拉力，和方向未知摩擦力，如果導體受到向左的最大靜摩擦力時，此時電流最小，設此時的電流大小為，根據(jù)共點力平衡條件可得解得電流最小，此時滑動變阻器連入電路的電阻最大，根據(jù)歐姆定律可得如果導體受到向右的最大靜摩擦力時，此時電流最大，設此時的電流大小為，根據(jù)共點力平衡條件可得解得此時滑動變阻器連入電路電阻最小，根據(jù)歐姆定律可得故要使導體棒靜止，連入電路的電阻大小范圍為，故D不可能。故選D。8.如圖，半徑為的圓是一圓柱形勻強磁場區(qū)域的橫截面（紙面），磁感應強度大小為，方向垂直于紙面向外，一電荷量為q（），質量為的粒子沿平行于直徑的方向射入磁場區(qū)域，射入點與的距離為，已知粒子射出磁場與射入磁場時運動方向間的夾角為60°，則粒子的速率為（不計重力）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由題意知，粒子運動軌跡如圖所示圓心角就為60°，為等邊三角形所以帶電粒子運動的半徑為由解得故選B。9.一靜止在水平地面上的物體受到方向不變的水平拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關系如圖甲所示，物塊的加速度a與時間t的關系如圖乙所示。設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，重力加速度取，則下列說法錯誤的是（）A.物塊所受滑動摩擦力的大小為2NB.物塊的質量為2kgC.在0~4s內(nèi)，合外力的沖量大小為D.在0~4s內(nèi)，摩擦力的沖量大小為【答案】D【解析】A．t=1s時，物體開始運動，故此時的拉力等于物體的摩擦力，故有故A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律有代入，，，解得故B正確；C．a(chǎn)-t圖象圍成的面積表示速度變化量，合外力的沖量大小為故C正確；D．0-1s內(nèi)摩擦力是靜摩擦力，在0~4s內(nèi)，摩擦力的沖量小于故D錯誤。故選D。10.馬先生投資85萬建了一個小水電站。已知該水電站輸出功率為100kW，發(fā)電機的電壓為250V，通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線的總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。已知輸電過程中輸電線上損失的功率為5kW。則下列說法正確的是（）A.輸電線上通過的電流為625A B.升壓變壓器的輸出電壓為4000VC.降壓變壓器的匝數(shù)比為200：11 D.升壓變壓器的匝數(shù)比為5：76【答案】B【解析】A．根據(jù)求得故A錯誤；B．變壓器不損耗能量，功率不變，根據(jù)求得輸出電壓為故B正確；C．降壓變壓器輸入端電壓又由可得故C錯誤；D．根據(jù)可得升壓變壓器的匝數(shù)比為1：16，故D錯誤。故選B。11.如圖所示，平行金屬導軌固定在斜面上，導軌上下兩端分別連著定值電阻和，且。勻強磁場垂直于斜面向上，恒力F拉動阻值也為R的金屬桿從靜止開始沿導軌向上滑動，金屬桿與導軌接觸良好，導軌光滑且電阻不計。已知從靜止開始到金屬桿達到最大速度的過程中，恒力F做功為W，金屬桿克服重力做功為，金屬桿克服安培力做功為，定值電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q，金屬桿動能的增加量為，重力勢能的增加量為，則（）A. B.C. D.，【答案】C【解析】功是能量轉化的量度，做功的過程就是能量轉化的過程，力F做功轉化為電路中產(chǎn)生焦耳熱、金屬桿ab增加的動能和增加的重力勢能，所以有W=Q＋ΔEk＋ΔEpab桿克服重力做的功等于ab桿重力勢能的增加量，即W1=ΔEpab桿克服安培力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱，即W2=Q故C正確。12.磁流體發(fā)電機的示意圖如圖所示，橫截面為矩形的管道長為l，寬為a，高為b，上下兩個側面為絕緣體，相距為a的兩個側面是電阻可忽略的導體，此兩導體側面與一負載電阻R相聯(lián)，整個管道放在一勻強磁場中，磁感應強度大小為B，方向垂直于上下側面向上。現(xiàn)在電離氣體（正、負帶電粒子）持續(xù)穩(wěn)定地流經(jīng)管道，為使問題簡化，設橫截面上各點流速相同。已知電離氣體所受的摩擦阻力與流速成正比；且無論有無磁場存在，都維持管兩端電離氣體壓強差為p，設無磁場存在時電離氣體流速為，電離氣體的平均電阻率為，則下列說法正確的是（）A.電離氣體所受的摩擦阻力與流速的比值為B.有磁場存在時電離氣體的流速大于無磁場存在時電離氣的流速C.有磁場存在時電離氣體受到的安培力大小與電離氣體流速v的關系可表示為：D.有磁場存在時電離氣體受到的安培力大小可表示為【答案】C【解析】A．無磁場存在時電離氣體流速為，穩(wěn)定平衡時，有而聯(lián)立解得故A錯誤；B．設有磁場時，流速為，由力的平衡可得解得而其中因此可得故B錯誤；C．有磁場存在時，電離氣體受到的安培力大小為故C正確；D．設磁流體發(fā)電機的內(nèi)阻為，由電阻定律可得氣體穩(wěn)定時，洛倫茲力與電場力平衡，有解得由閉合電路的歐姆定律可得管內(nèi)氣體受到的安培力聯(lián)立解得故D錯誤。故選C。二、選擇題II（本題共3小題，每小題3分，共9分。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的，全部選對得3分，漏選得2分，錯選得0分）13.如圖所示。下列說法正確的是（）A.甲圖中，火箭升空過程中受到推進力的施力物體是大氣層中的空氣B.乙圖中，驗鈔機利用了紫外線的熒光效應C.丙圖中，浙江交通之聲廣播FM93發(fā)射的電磁波調(diào)制方式為調(diào)頻D.丁圖中，磁電式儀表線圈的鋁框骨架在指針偏轉時起到了電磁阻尼的作用【答案】BCD【解析】A．火箭升空時，火箭發(fā)動機向外高速噴出氣體，氣體對火箭有反作用力，這個力推動火箭向上加速運動，這個力的施力物體是噴出的氣體，故A錯誤；B．紫外線的顯著作用包括化學作用，例如殺菌消毒、熒光作用，故B正確；C．浙江交通之聲廣播FM93發(fā)射的電磁波調(diào)制方式為調(diào)頻，故C正確；D．線圈在磁場中偏轉時，由于電磁感應現(xiàn)象中的“阻礙”作用，產(chǎn)生阻礙線圈的偏轉，這是電磁阻尼原理，故D正確。故選BCD。14.如圖所示。圖一為直線加速器，它由多個橫截面積相同的金屬圓筒共軸依次排列，圓筒長度按照一定的規(guī)律依次增加。被加速的帶電粒子每次通過圓筒間隙都被加速，且通過圓筒間隙的時間可以忽略不計。圖二為回旋加速器，、為兩個中空的半圓金屬盒，處于豎直向下的勻強磁場B中。被加速的帶電粒子通過D形盒間隙的時間可以忽略不計。兩個加速器中所接交流電源的電壓大小均保持恒定不變。下列說法正確的是（）A.直線加速器中的金屬圓筒起到了屏蔽的作用，帶電粒子在圓筒中做勻速直線運動B.回旋加速器中制作D形盒的金屬不能選用鐵磁性材料D.直線加速器中，帶電粒子在金屬圓板0中心處由靜止釋放，則之后依次通過1、2、3圓筒的時間之比為1：2：3【答案】ABC【解析】A．直線加速器中金屬圓筒形成了靜電屏蔽，內(nèi)部場強為零，粒子在圓筒中做勻速直線運動，故A正確；B．鐵磁性材料在磁場中會受到磁場力的作用，不能制作D形盒，故B正確；C．當粒子的速度滿足粒子從回旋加速器中射出，只增加交流電壓值U，則每一次通過D形盒間隙增加的速度變大，則可以使加速次數(shù)變少，減小在加速器中的運動時間，故C正確；D．直線加速器接交變電壓，每次通過一個圓筒的時間應當固定（一般為半個交變電流的周期），如此，才可以每次通過間隙都被加速，故D錯誤。故選ABC。15.圖示為一臺教學用手搖式交流發(fā)電機。當緩慢搖動大皮帶輪手柄時，連接在發(fā)電機上的小燈泡就會一閃一閃的發(fā)光。若已知大皮帶輪半徑為，小皮帶輪半徑為，搖動手柄的角速度為，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，燈泡電阻為R（假設恒定不變），線圈在磁感應強度大小為B的勻強磁場中轉動，產(chǎn)生正弦式交變電流。搖動過程中皮帶不打滑。則下列說法中正確的是（）A.小燈泡閃爍的頻率為B.提高搖動手柄的角速度，可以提高小燈泡的閃爍頻率及亮度C.線圈由中性面開始轉過的過程中，小燈泡上產(chǎn)生的焦耳熱為D.線圈由中性面開始轉過的過程中，通過小燈泡的電荷量為【答案】BD【解析】AB．皮帶不打滑，兩輪邊緣的線速度相等，則線圈轉動的角速度即小皮帶輪轉輪的角速度交流電的頻率有小燈泡閃爍的頻率感應電動勢的峰值感應電動勢的有效值為由閉合電路的歐姆定律得小燈泡的功率提高搖動手柄的角速度，則變大，燈泡的實際功率P增大，小燈泡的閃爍頻率及亮度增大。故A錯誤，B正確；C．線圈由中性面開始轉過的過程中，小燈泡上產(chǎn)生的焦耳熱解得故C項錯誤；D．線圈由中性面開始轉過，由法拉第感應定律得由閉合電路的歐姆定律得通過燈泡的電荷量解得故D項正確。第II卷：非選擇題部分三、實驗題（本題共2小題，共16分。）16.在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”實驗中，小糊同學采用了如圖所示的可拆式變壓器進行研究。（1）本實驗中，除可拆變壓器外，下列器材中還需要的有________：A．低壓直流電源 B．交流電壓表C．刻度尺 D．開關、導線若干（2）小糊同學將圖中變壓器的原線圈接線柱0、8與低壓直流電源的輸出端相連，選擇開關置于12V擋，則與副線圈0、2接線柱相連的電表示數(shù)可能是________；A．48.0V B．4.0VC．3.6V D．0V（3）小糊正確選材并接線后，記錄如下表所示四組實驗數(shù)據(jù)。匝100100200200匝2004004008002.101.955.222.354.288.0010.609.64分析表中數(shù)據(jù)可知，一定是________線圈的匝數(shù)（填“原”或“副”）。【答案】（1）BD（2）D（3）副【解析】（1）[1]本實驗中選用低壓交流電源，故用交流電壓表測副線圈電壓，另實驗還需要開關、導線若干。（2）[2]變壓器的原線圈與低壓直流電源的輸出端相連，可知副線圈中磁通量不變，則副線圈中無感應電流，即副線圈所接電表無示數(shù)。（3）[3]由表中數(shù)據(jù)可得，在誤差允許范圍內(nèi)變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即由于存在漏磁、鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱等影響電壓，則變壓器的副線圈兩端測得的電壓略小于理想值，故可知一定是副線圈的匝數(shù)。17.某學習小組采用圖甲所示氣墊導軌裝置驗證滑塊碰撞過程中的動量守恒。其主要實驗步驟如下，請回答下列問題。（1）用天平測得滑塊（均包括擋光片）的質量分別為；用游標卡尺測得擋光片的寬度均為d。若某次用游標卡尺測量擋光片的寬度時的示數(shù)如圖乙所示，則其讀數(shù)為___________mm。（2）充氣后，調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的旋鈕，導軌左側放一個滑塊并推動滑塊，滑塊通過兩個光電門時，若與光電門1、2相連的計時器測得的擋光時間分別為0.05s、0.06s，則應使導軌右端___________（選填“調(diào)高”或“調(diào)低”），直至滑塊在導軌上運動，通過兩個光電門時___________，說明氣墊導軌已經(jīng)調(diào)節(jié)水平。（3）滑塊B放在兩個光電門之間，滑塊A向左擠壓導軌架上的輕彈簧，并釋放滑塊A，滑塊A一直向右運動，與光電門1相連的計時器的示數(shù)只有一個，為，與光電門2相連的計時器的示數(shù)有兩個，先后為。（4）在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若表達式___________（用測得的物理量表示）成立，說明滑塊碰撞過程中動量守恒；若表達式___________（僅用、和表示）成立，說明滑塊碰撞過程中機械能和動量均守恒?！敬鸢浮浚?）5.20（2）調(diào)低兩個計時器顯示的時間相等（4）【解析】（1）[1]游標卡尺的讀數(shù)為。（2）[2][3]同一滑塊通過兩個光電門，由知，時間長的速度小，可知滑塊做減速運動，導軌右端應調(diào)低一點，直至兩個計時器顯示的時間相等，即說明滑塊做勻速運動，導軌已調(diào)成水平。（4）[4]滑塊A碰前速度，碰后速度，滑塊B碰后速度，在實驗誤差允許范圍內(nèi)，若表達式即說明碰撞過程中動量守恒；[5]若表達式即聯(lián)立解得說明碰撞過程中機械能和動量均守恒。四、計算題（本題共4小題，共39分。）18.如圖，質量均為m的木塊A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一豎直輕桿，輕桿上端的O點系一長為L的細線，細線另一端系一質量為m的球C。現(xiàn)將C球拉起使細線水平伸直，并由靜止釋放C球。求：（1）C球第一次運動到最低點時的速度大小。（2）A、B兩木塊分離后，C球偏離豎直方向的最大偏角的余弦值?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）小球C下落到最低點時，AB開始分離，此過程水平方向動量守恒。根據(jù)機械能守恒有取水平向左為正方向，由水平方向動量守恒得聯(lián)立解得（2）選A、C為研究對象，由水平方向動量守恒有由機械能守恒，有解得19.如圖所示，與水平面成37°的傾斜軌道AC，其延長線在D點與半圓軌道DF相切，全部軌道為絕緣材料制成且位于豎直面內(nèi)，整個空間存在水平向左的勻強電場，MN的右側存在垂直紙面向里的勻強磁場（C點處于MN邊界上）。一質量為0.4kg的帶電小球沿軌道AC下滑，至C點時速度為，接著沿直線CD運動到D處進入半圓軌道，進入時無動能損失，且恰好能通過F點，在F點速度（不計空氣阻力，，）。求：（1）小球受到電場力的大小與方向；（2）半圓軌道的半徑R；（3）在半圓軌道部分，摩擦力對小球所做的功?！敬鸢浮浚?）3N，水平向左；（2）1m：（3）【解析】（1）由題意可知，小球在CD間做勻速直線運動，電場力與重力的合力垂直于CD向下，故有方向水平向左（2）在D點速度為在CD段做直線運動，分析可知，CD段受力平衡，故有解得在F點處由牛頓第二定律可得把代入得（3）小球在DF段，由動能定律可得解得20.粗糙絕緣水平桌面上存在兩個相距為2L、垂直水平桌面向下的半無界勻強磁場。虛線MN左側區(qū)域為I區(qū)磁場，磁感應強度隨時間均勻變化的規(guī)律為；虛線PQ右側區(qū)域為II區(qū)磁場，磁感應強度隨時間變化規(guī)律未知。一個質量為m、電阻為R、與水平桌面間動摩擦因數(shù)為的n匝金屬線框靜止在如圖所示位置，其中ab邊長為2L，ad邊長為L，且MN過ab、cd的中點。一段時間后，金屬線框水平向右運動起來，而后以的速度穿出I區(qū)磁場、進入II區(qū)磁場。在線框進入II區(qū)磁場的同時，給線框施加一個水平向右的恒力，線框開始勻速進入II區(qū)磁場，經(jīng)時間后，線框開始以加速度勻加速繼續(xù)進入II區(qū)磁場。已知II區(qū)磁場的磁感應強度沒有發(fā)生突變，當?shù)刂亓铀俣葹間，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：（1）線框開始運動瞬間電功率的大小。（2）框從開始運動到穿出I區(qū)磁場的過程中，通過線框導線橫截面電荷量的大小。（3）若線框進入II區(qū)磁場經(jīng)時間后重新開始計時，求線框勻加速進入II區(qū)磁場的過程中，磁感應強度隨時間變化的規(guī)律（不用寫出定義域）?！敬鸢浮浚?）