2022—2022学年高二第一学期期中考试物理试卷本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）总分110分，考试时间90分钟一．选择题（共15小题，每小题4分，选不全得2分，其中1-7为单选，其余为多选）1.如图所示，无限长直导线M、N均通有大小为I的恒定电流，其中M在纸面内水平放置，电流方向水平向右，N垂直于纸面放置，电流方向垂直纸面向里，两导线在纸面连线的中点A处产生的磁感应强度大小均为B。则A点的磁感应强度大小为( )A.0 B.BC.BD.2B图12.弹簧测力计下挂一条形磁铁，其N极一端位于一通电螺线管的正上方，如图所示，下列说法正确的是( )A．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数不变B．若将a接电源正极，b接电源负极，弹簧测力计示数将增大C．若将b接电源正极，a接电源负极，弹簧测力计示数将减小D．若将b接电源正极，a接电源负极、弹簧测力计示数将增大图23.如图所示，有两根长为L、质量为m的细导体棒a、b，a被水平放置在倾角为45°的光滑斜面上，b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置，且a、b平行，它们之间的距离为x，当两细棒中均通以电流强度为I的同向电流时，a恰能在斜面上保持静止，则下列关于b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度的说法不正确的是( )A．方向向上B．大小为C．要使a仍能保持静止，而减小b在a处的磁感应强度，可使b上移D．若使b下移，a将不能保持静止10\n图34．如图所示，由均匀导线制成的半径为R的圆环，以速度v匀速进入一磁感应强度大小为B的匀强磁场。当圆环运动到图示位置(∠aOb＝90°)时，a、b两点的电势差为( )A.BRv B.BRv C.BRv D.BRv图45.如图所示，足够长的光滑金属导轨MN、PQ平行放置，且都倾斜着与水平面成θ角，在导轨的最上端M、P之间接有电阻R，不计其他电阻，导体棒ab从导轨的最底端冲上导轨，当没有磁场时，ab上升的最大高度为H；若存在垂直导轨平面的匀强磁场，ab上升的最大高度为h.在两次运动过程中ab都与导轨保持垂直，且初速度都相等．关于上述情景，下列说法正确的是( )A．两次上升的最大高度相比较有H＜hB．有磁场时导体棒所受合力做的功大于无磁场时合力做的功C．有磁场时，电阻R产生的热量为mvD．有磁场时，ab上升过程的最小加速度为gsinθ图56.面积为S的矩形线圈共有N匝，内阻为r，绕OO′轴以角速度ω匀速转动，当从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )A．电压表的读数是B．通过电阻R的电荷量是C．外力做功是D．电阻R上产生的焦耳热是7.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交流电源,输入电压u随时间t10\n的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光。下列说法正确的是( )图7A.输入电压u的表达式u=20sin(50πt)VB.只断开S2后,L1、L2均正常发光C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8W8．在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献．下列说法正确的是( )A．奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B．麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C．库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D．安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛伦兹发现了磁场对电流的作用规律9.图中装置可演示磁场对通电导线的作用。电磁铁上下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属导轨，L是置于导轨上并与导线垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端a、b，导轨两端e、f，分别接到两个不同的直流电源上时，L便在导轨上滑动。下列说法正确的是( )A．若a接正极，b接负极，e接正极，f接负极，则L向右滑动B．若a接正极，b接负极，e接负极，f接正极，则L向右滑动C．若a接负极，b接正极，e接正极，f接负极，则L向左滑动D．若a接负极，b接正极，e接负极，f接正极，则L向左滑动图810.如图是在有匀强磁场的云室中观察到的带电粒子的运动轨迹图，M、N是轨迹上两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是( )A．粒子在M点动能大，在N点动能小10\nB．粒子先经过N点，后经过M点C．粒子带正电D．粒子在M点受到的洛伦兹力大于在N点受到的洛伦兹力图911．如图甲所示，线圈的匝数n＝100匝，横截面积S＝50cm2，线圈总电阻r＝10Ω，沿轴向有匀强磁场，设图示磁场方向为正方向，磁场的磁感应强度随时间的变化图像如图乙所示，则在开始的0.1s内( )图10A．磁通量的变化量为0.25WbB．磁通量的变化率为2.5×10－2Wb/sC．a、b间电压为0D．在a、b间接一个理想电流表时，电流表的示数为0.25A2022081212．两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的左端接有电阻R，导轨的电阻可忽略不计。斜面处在以匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑，并上升h高度。如图所示，在这过程中（）θA．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于零B．作用在金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零图11D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热13.两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g10\nB．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→bC．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F＝D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少图1214.如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合开关S,下列说法正确的是( )A.P向下滑动时,灯L变亮B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大图1315.如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有( )A.向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C的电容图14二．填空题（共10分，16题6分，17题4分）16.(6分)如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ.则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________．图1517.（4分）在“研究电磁感应现象”10\n的实验中,首先按甲图接线,以查明电流表指针的偏转方向与电流方向之间的关系。当闭合S时观察到电流表指针向左偏,不通电时电流表指针停在正中央。然后按乙图所示将电流表与线圈B连成一个闭合回路,将线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。(1)S闭合后,将线圈A插入线圈B的过程中,电流表的指针将 (选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (2)线圈A放在B中不动时,指针将 (选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (3)线圈A放在B中不动,将滑动变阻器的滑动片P向左滑动时,电流表指针将 (选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 (4)线圈A放在B中不动,突然断开S,电流表指针将 (选填“左偏”“右偏”或“不偏”)。 三.计算题（共3题，共40分，18题15分，19题15分，20题10分）18．（15分）如图所示空间分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三个足够长的区域，各边界面相互平行，其中Ⅰ、Ⅱ区域存在匀强电场E1＝1.0×104V/m，方向垂直边界竖直向上，E2＝×105V/m，方向水平向右；Ⅲ区域存在匀强磁场，磁感应强度B＝5.0T，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为d1＝5.0m，d2＝4.0m，d3＝10m，一质量m＝1.0×10－8kg、电荷量q＝1.6×10－6C的粒子从O点由静止释放，粒子重力忽略不计。求：图16(1)粒子离开区域Ⅰ时的速度大小；10\n(2)粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角；(3)粒子从O点开始到离开Ⅲ区域时所用的时间。19．（15分）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界AA′、CC′与水平面平行，间距为d，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上．用粗细均匀的导线绕制的矩形线框abcd位于斜面上，其质量为m，电阻为R，ab边长为2l，bc边长为l(l＜d)．现令线框由静止开始沿斜面下滑，恰好匀速进入磁场区域，线框下滑过程中cd边始终与磁场边界平行．重力加速度为g.求：(1)线框释放时ab边与磁场上边界AA′的距离L；(2)ab边穿出边界CC′瞬间，a、b两点间的电势差Uab；(3)从开始释放线框到ab边与CC′重合的过程中，线框中产生的热量Q.图1720．（10分）我国为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。某一水电站发电机组设计为：水以的速度流入水轮机后，以的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m3/s,水轮机效率为75%，发电机效率为80%。试问：（1）发电机组的输出电功率是多少？（2）如果发电机输出电压为240V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为5%，输电线电阻为，那么所需升、降压变压器的原、副线圈匝数比分别是多少10\n2022—2022学年高二第一学期期中考试物理试卷答案一．选择题（共15小题，每小题4分，选不全得2分，其中1-7为单选，其余为多选）1-5CDBDD6-10CDACBDBC11-15BDADACBDBC二．填空题（共10分，16题6分，17题4分）16.（6分）答案 （3分） g（3分）解析 当小球刚开始下滑时，有最大加速度，即a＝g当小球的加速度为零时，有最大速度，即mg＝μff＝qvB解得v＝17.（4分）答案:(1)右偏（1分） (2)不偏（1分） (3)右偏（1分）(4)左偏（1分）三.计算题（共3题，共40分，18题15分，19题15分，20题10分）18.（15分）答案：(1)v1＝4×103m/s（5分） (2)θ＝30°（5分） (3)t＝6.12×10－3s（5分）解析：(1)由动能定理得：mv＝qE1d1得：v1＝4×103m/s(2)粒子在区域Ⅱ做类平抛运动，设水平向右为y轴，竖直向上为x轴，粒子进入区域Ⅲ时速度与边界的夹角为θtanθ＝①vx＝v1 vy＝at2②a＝③t2＝④10\n由①②③④式解得θ＝30°(3)粒子进入磁场时的速度v2＝2v1粒子在磁场中运动的半径R＝＝10m所以粒子在磁场中运动所对的圆心角为120°，因此t3＝×＝×10－3s；粒子在电场Ⅰ中，qE1＝ma1，v1＝a1t1得t1＝2.5×10－3s由④得t2＝10－3st＝t1＋t2＋t3＝(3.5＋)×10－3s＝6.12×10－3s19.（15分）(1) （5分）(2)（5分） (3)Q＝mglsinθ（5分）[解析](1)线框匀速进入磁场，有mgsinθ＝IB·2l，而I＝，线框进入磁场前由机械能守恒定律，得mgLsinθ＝mv2，联立解得L＝.(2)线框完全进入磁场后，匀加速下滑的距离为(d－l)时ab边穿出边界CC＇，设此时线框的速度为v2，此过程机械能守恒，有mg(d－l)sinθ＋mv2＝mv，此时cd边切割磁感线，电动势E＝B·2l·v2，电流方向为a→b→c→d→a，Uab＞0，且Uab＝，联立解得Uab＝.(3)由能量守恒定律得Q＝mglsinθ.20.（10分）（1）624kW（4分）（2）433:26000（3分）26945:433（3分）解：（1）水轮机获得的机械能为×75﹪=×75﹪，代入数据，得t则发电机的输出电能：80﹪=发电机的输出功率：KW10\n（2）发电机的输出电流为A输电线路损失×5﹪=W输电电流由焦耳定律得，，得A则升压变压器原副线圈匝数比用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率W输出电流A所以用户降压变压器原副线圈匝数比10
