开封重点中学2022-2023学年下学期期中考试高二物理试卷（时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. 关于传感器，下列说法正确的是（）A．酒店大厅的自动门使用了力传感器B．自动灌溉系统利用的是湿度传感器C．传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的D．光敏电阻在传感器中的作用是将电信号转化为光信号2.下列关于教材中四幅插图的说法正确的是（）A．图甲中，当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中产生大量热量，从而冶炼金属C．丙是铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快D．图丁是微安表的表头，运输时把两个正、负接线柱用导线连接，可以减小电表指针摆动角度3.如图所示，两平行金属导轨CD、EF间距为L，与电动势为E的电源相连，质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成θ角，回路其余电阻不计。
为使ab棒静止，需在空间施加的匀强磁场磁感应强度的最小值及其方向分别为（）A. 水平向右B. 竖直向下C. 垂直于回路平面向下D.垂直于回路平面向上4.如图中表示磁场方向、运动电荷速度和洛伦兹力的方向，正确的是（）5.如图所示为一交流电的电流i随时间t变化的图像，该交流电的电流的有效值为（）A．7A B．5A C. D.6.如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场。
若粒子射入磁场时的速度大小为v1，运动轨迹为PN；若粒子射入磁场时的速度大小为v2，运动轨迹为PM。
不计粒子的重力，下列判断正确的是（）A．粒子带负电B．速度v1大于速度v2C．粒子以速度v1射入时，在磁场中运动时间较长D．粒子以速度v1射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大7. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。
当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（）A．盖上盖板，a端带正电B．打开盖板，a端带正电C．盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变D．盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大8.如图甲所示，100匝的线圈（图中只画了2匝）两端A、B与一个R=40Ω的电阻相连。
线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，穿过线圈的磁通量按图乙所示规律变化。
已知线圈的电阻r=10Ω，则（）A．线圈内感应电流的方向为顺时针B．A点电势比B点电势低C．通过电阻R的电流大小为1.0AD．0.2s内电路中产生的电能为1.0J9.如图甲所示的电路中的5个灯泡完全相同，当A、B端输入如图乙所示的交变电压时，5个灯泡亮度相同，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（）A．3：2 B．1：1 C．2：3 D．2：1二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。
在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目的要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
10.如图所示，变压器为理想变压器，保持交流电电压U不变，当滑动变阻器R₂的触头向上滑动时，下列说法正确的有（）A．伏特表的示数不变B．安培表的示数变小C．R1消耗的功率变小D．R1消耗的功率变大11. 如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=10Ω连接，t=0时线圈以T=0.02s的周期从图中位置开始转动，转动时理想交流电压表示数为10V，其余部分电阻忽略不计，则下列说法正确的是（）A．电阻R上的电功率为20WB．R两端的电压u随时间变化的规律是C．t=0.005s时R两端的电压瞬时值最大D．一个周期内电阻R产生的热量是0.2J12. 我国成功建造了世界首个将电磁推动和磁悬浮两者结合的高速实验设施—“电磁撬”，它能够将吨级或以上的物体加速到1030km/h。
如图所示，两根金属导轨ab和a₁b₁，固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S 极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。
不计金属导轨的电阻和摩擦。
现保持其它量不变，仅做以下改变，接通电源后，导体棒在轨道上运动的加速度将增大的是（）A．将电磁铁磁性增强B．滑动变阻器滑片向右滑动C．换一根材料、横截面积均相同但较短点的导体棒D．换一根材料、长度均相同但横截面积较大的导体棒三、实验题（13题6分，14题4分，15题8分，共18分）13. （6分）如图所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。
（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将（填“向左偏”或“向右偏”），A线圈插入B 线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针将（填“向左偏”或“向右偏”）。
（2）在灵敏电流计所在的电路中，为电路提供电流的是（填图中仪器的字母）。
14.（4分）密立根实验装置如图，用喷雾器向一个透明的圆柱形容器里喷入带电油滴，油液被喷射撕裂成油滴时，一般都是带负电的。
将容器中A、B板接入电路。
我们可以通过调节滑动变阻器，改变极板间的电压（从零开始）来控制油滴的运动，假设极板间为匀强电场。
（1）调节AB间电压，使油滴处于悬浮状态。
两极板电压为U，极板间距为d，设油滴质量为m，重力加速度为g，则油滴的带电荷量为。
（2）重复对许多油滴进行实验之后，发现油滴电荷量皆为某最小固定值的整数倍。
此最小带电量数值为C，我们称之为。
15.（8分）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是；（填字母）A．整块硅钢铁芯B．整块不锈钢铁芯C．绝缘的铜片叠成D．绝缘的硅钢片叠成（2）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”）（3）实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压为；（填字母）A．1.5V B．6.0V C．7.0V（4）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是。
（填字母）A．控制变量法B．等效替代法C．整体隔离法四、解答题。
本题共2小题，15题12分，16题16分，共28分。
15.（12分）如图所示，线圈的自感系数0.2H，电容器的电容20μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5 V，内阻不计。
闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC 电路中将产生电磁振荡。
如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时t=0，（1）试求t=0时，通过电阻R的电流是多少？（2）请画出电感线圈中电流i随时间t变化的图像，并标明关键点的坐标值。
16.（16分）如图所示，矩形线圈面积为0.15m2，匝数为n=100，线圈电阻为阻r=10Ω，在磁感应强度为B=0.20T的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω=100πrad/s匀速转动，外电路电阻为R=90Ω。
当线圈由图示位置转过90°的过程中，试求：（1）通过电阻R的电荷量q；（2）电阻R上所产生的热量Q五、附加题（10分，不计入总分）如图所示，在正交坐标系O-xy z空间中，O z竖直向下，O'为y轴上的一点。
相距0.5m的两平行抛物线状光滑轨道OP、O'P'通过长度不计的光滑绝缘材料在P、P'处与平行倾斜粗糙直轨道PQ、P'Q'平滑相接，其中抛物线状轨道OP的方程为OO'间用导线连接R=1Ω的定值电阻，倾斜轨道足够长，QQ'间用导线连接C=1F的电容器。
电容器最初不带电。
抛物线状轨道区域存在方向竖直向下、磁感应强度B1=4T的匀强磁场，倾斜直轨道区域存在与导轨垂直向上、磁感应强度B2=2T的匀强磁场。
一质量为0.5kg，长为0.5m的金属导体棒在恒定外力F作用下从y轴开始以初速度v0沿抛物线状轨道做加速度方向竖直向下、大小为10m/s2的加速运动，导体棒到达连接处PP'后立即撤去该外力F。
已知金属导体棒与轨道始终接触良好，金属棒与倾斜直轨道间的动摩擦因数μ=0.75，P点纵坐标金属棒电阻为1Ω，其他电阻忽略不计，金属棒在运动过程中始终与y轴平行，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
求：（1）金属棒初速度v0的大小；（2）外力F的大小和金属棒在抛物线状光滑轨道运动过程中产生的焦耳热Q。
高二物理参考答案.一、单项选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。
1. B2. D3. C4. D5. A6. C7. D8. C9. A二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。
在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目的要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
10. BC 11. BD 12. AC三、实验题（共18分）13. （6分）（1）向右偏；向左偏；（2）B14. （4分）（1）（2）1.6×10-19，元电荷15. （8分）（1）D；（2）少；（3）C；（4）A四、解答题，共28分。
16. （12分）解：（1）0.5A（2）17. （16分）解：当线圈由图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化量为：△φ=BS线圈转动90°的时间为：此过程中，平均感应电动势为：平均感应电流为：则通过电阻R的电荷量为：联立以上各式解得：q=0.03C（2）五、选做题（10分，不计入总分）解：（1）由题意可知，金属棒在抛物线状轨道区域内做类平抛运动，加速度为a=10m/s2，则有水平方向有x=v0t竖直方向有解得：对照轨迹方程解得：v0=2m/s（2）由金属棒运动性质可知，金属棒在抛物线状轨道区域内有效切割速度不变，由法拉第电磁感应定律可得E=B1lv₀由闭合电路欧姆定律可得又联立解得：F=4N由解得金属棒在抛体状轨道上运动的时间为由焦耳定律可得Q=I²rt1解得：Q=0.6J。