山西省太原市2022-2023学年高二下学期期中物理Word版

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2022~2023学年高二年级第二学期期中质量监测物理试卷第Ⅰ卷（选择题共45分）一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前字母标号填入下表内相应位置。1.东汉时期思想家王充在《论衡》书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载，如图所示。司南是用天然磁铁矿石琢成一个勺形的东西，放在一个刻着方位的光滑盘上。下列说法正确的是（）A.“柢”相当于磁体的N极B.司南在转动过程中产生感生电场C.地球的磁场是人为想象出来的D.司南的勺柄能够指南是由司南的磁场决定的2.有关电和磁现象，下列说法正确的是（）A.图甲中若该元件用金属材料制作，则通入图示的电流时，上表面电势比下表面电势低B.图乙中用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自上而下C图丙中使用电磁炉加热食物时可以使用陶瓷锅D.图丁中探雷器工作时，线圈中要有恒定的电流3.科考队进入某一磁矿区域后，发现指南针静止时，N极指向为北偏东

1，如图所示。设该位置地磁场磁感应强度的水平分量为B，磁矿所产生的磁感应强度水平分量最小值为（）A.B.BC.D.4.质量为m的通电细杆置于倾角为θ的光滑斜面上，杆中电流方向垂直于纸面向内。电流恒定，金属杆长度不变。现加一匀强磁场，使杆能在斜面上静止。所加磁场磁感应强度最小时，其方向为（）A.水平向右B.竖直向下C.沿斜面向下D.垂直斜面向上5.如图所示，甲为某无线门铃按钮，其原理如图乙所示，按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。下列说法正确的是（）A.按住按钮不动，门铃可以持续响B.松开按钮过程，螺线管A端电势较高C.按下按钮过程，通过门铃的电流方向是A到BD.无论快速按下按钮，还是缓慢按下按钮，螺线管产生的感应电流大小都相同6.如图所示，粗细均匀的同种导线制成的单匝正方形线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线框顶点a、d与直流电源相接。若边受到的安培力大小为F，则整个线框受到的安培力的大小为（）

2A.FB.C.D.7.带电粒子进入云室时，可以在云室中显示其运动轨迹。在云室中加上匀强磁场，一垂直磁场方向射入云室带正电粒子运动轨迹如图所示，由于带电粒子运动过程中受到阻力的作用，因此带电粒子的动能逐渐减小，下列说法正确的是（　　）A.磁场垂直纸面向外，从A点运动到B点B.磁场垂直纸面向外，从B点运动到A点C.磁场垂直纸面向里，从A点运动到B点D.磁场垂直纸面向里，从B点运动到A点8.一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量和质量均相同的粒子飘入电压为的加速电场，其初速度几乎为零，这些粒子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场，粒子刚好能打在底片上的M点。已知放置底片的区域，且。若想要粒子始终能打在底片上，则加速电场的电压最大为（）A.B.C.D.9.电磁感应回转炉是由发热线圈紧密缠绕粘土制成，当穿过回转炉内的磁场发生变化时，回转炉闭合线圈产生感应电流而发热，从而加热工件。如图为简化示意图，假设回转炉管半径为r，闭合线圈单位长度的电阻为R，线圈匝数为n。充满炉管的匀强磁场平行于轴线，磁感应强度的大小B随时间t变化的关系为，下列说法正确的是（）

3A.线圈内产生的感应电动势为B.线圈产生的热功率与成正比C.穿过线圈的磁通量为D.线圈内的感应电流是10.2022年12月28日我国中核集团全面完成了超导回旋加速器（左图）自主研制的任务，突破了国外垄断，实现我国重大疾病诊断和治疗设备的国产化。如右图所示为回旋加速器工作原理示意图，置于高真空中的D形金属盒半径为R，带电粒子穿过两金属盒间狭缝的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，加速电压为U。圆心A处粒子源产生质子，初速度为零，质子在加速器中被加速，且加速过程中忽略相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是（）A.在其他条件都不改变的情况下，可以用这套装置加速氘核B.质子第n次加速后在磁场中的运动半径是第一次加速后的n倍C.若磁感应强度变为，则加速电压的变化频率应调整为原来的2倍，质子离开回旋加速器时的最大动能为原来的2倍D.在其他条件都不改变的情况下，质子被加速的次数与R2成正比二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确选项前的字母填在下表内相应位置。11.如图的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其直流电阻忽略不计。下列说法正确的是（）

4A.闭合S时，灯泡B立即变亮，A缓慢变亮B.闭合S时，灯泡B不亮，A缓慢变亮C.闭合S待稳定后再断开，灯泡A、B慢慢熄灭D.闭合S待稳定后再断开，灯泡B立即变亮，然后A、B慢慢熄灭12.如图甲所示，在匀强磁场中，一单匝矩形金属线圈，两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（）A.两次时刻线圈的磁通量均为零B.曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2C.两种情况下穿过线圈的最大磁通量相同，都为D.曲线b表示的交变电动势有效值为13.发电机的示意图如图甲所示，边长为L的单匝正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕轴转动，转轴与磁场垂直。阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的为已知量。则金属框转动一周（）

5A.线框转动的角速度B.线框内电流方向不变C.通过电阻的电荷量D.电阻产生的焦耳热14.如图电路变压器为理想变压器，输入端接有电压为的交流电，在原、副线圈的回路中接入的电阻阻值均为R。则（）A.当理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1时，理想电压表的示数为B.当理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1时，理想电压表的示数为C.当理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1时，副线圈输出功率是原线圈中R发热功率的4倍D.当理想变压器的原、副线圈的匝数比为1∶1时，副线圈所接电阻的电功率最大15.光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。下图是某光伏发电系统为一所偏远学校的教室供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出功率为、输出电压为，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为1∶20，输电线的总电阻为；该学校每间教室有标有“”字样的电灯10盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，则（）A.输电线上的电流为B.降压变压器原、副线圈的匝数之比为475∶22C.输电线损耗功率是发电机输出功率的6%D.该光伏发电系统最多能供电190间教室照明第Ⅱ卷（非选择题共55分）三、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。16.在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点。（结果保留三位有效数字）

6（1）、L、C的关系为_________；（2）根据图中给出的数据点作出与C的关系图线_____；（3）求得的L值是_________。17.如图甲所示，某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光．(1)要记录车辆违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合．(2)已知控制电路的电源电动势为6V，内阻为1Ω，继电器电阻为R0＝9Ω，当控制电路中电流大于0.06A时，衔铁会被吸引，如图乙所示，则只有质量超过________kg的车辆违规时才会被记录．(g取10N/kg)四、计算题：本题包含5小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。18.在芯片制造过程中，离子注入是一道重要的工序。如图所示是离子注入工作的部分原理示意图，离子发射器将离子由静止加速，加速电压为U。离子由中点垂直于磁分析器边界垂直射入匀强磁场，磁分析器中为截面为矩形的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，离子从矩形边界的下边界射出时与边界夹角为，已知矩形边界长为L，不计离子间的相互作用及重力。求：（1）带电粒子的比荷；

7（2）带电粒子在磁场中运动的时间。19.无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的受电线圈示意图，已知线圈匝数，电阻，线圈的横截面积，外接电阻。线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，求：（1）时线圈中的感应电动势E；（2）内电阻R上产生的热量Q；（3）内通过电阻R的电荷量q。五、选做题：本题包含两题，请任选一题做答。20.如图所示，在坐标系所在的竖直平面内有一方向未知的匀强电场，第二象限内有垂直纸面向里大小为B的匀强磁场。一质量为m，带电量为的粒子沿方向以速度向坐标原点O做直线运动，与x轴负向夹角为，不计粒子重力。求：（1）试判断粒子到达坐标原点O之前是否做匀速直线运动，并确定匀强电场场强的大小和方向；（2）过O点后粒子经多长时间到达y轴，并确定粒子过y轴的坐标。21.如图所示，在

8坐标系所在的竖直平面内有一方向未知的匀强电场，第二象限内有垂直纸面向里、磁感应强度大小未知的匀强磁场。一带质量为m，电量为的小球沿方向以速度向坐标原点O做直线运动，与x轴负向夹角为，小球重力加速度为g。求：（1）试判断小球到达坐标原点O之前是否做匀速直线运动，并确定匀强电场场强可能的最小值和方向；（2）在满足（1）条件下，小球过O点后小球经多长时间到达y轴，并确定小球过y轴的坐标。六、选做题：本题包含两题，请任选一题做答。22.均匀导线制成单匝正方形闭合线框，每边长为l，总电阻为R，总质量为m。将其置于磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场上方h处，如图所示。线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且边始终与水平的磁场边界平行，线框边进入磁场边界时的速度是边进入磁场边界时速度的。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：（1）当边刚进入磁场边界时线框的加速度大小；（2）线框进入磁场过程中通过线框横截面的电荷量；（3）线框进入磁场过程中，线框中产生的焦耳热。23.如图所示，将边长为l、质量为m、电阻为R的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度也为l、磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，线框向上离开磁场时的速度刚好是进入磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升的最大高度为h。整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f作用，且线框不发生转动，重力加速度为g。求：（1）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度；（2）线框在上升阶段刚进入磁场时的加速度大小；（3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生焦耳热。

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