嘉兴市第五高级中学
2022 学年第二学期高二年级期中考试物理（选考）试卷参考
答案及评分标准
一、选择题（本大题共 13 题，每题 3 分，每题有 1 个选项符合题意。共 39 分）。
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 A D C B D D B
题号 8 9 10 11 12 13
答案 D A C B B B
二、选择题（本大题共 2 题，每题 3 分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目
要求的．全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分，共 6 分）。
题号 14 15
答案 AD BD
三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分）
16．(8分)
(1)(单选) C ；
(2) 有效 (填“有效”或“最大”)．
(3) 正比 (填“正比” 或“反比”) 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)
17．(8分)
V
（1）___单层________（选填“单层”或“多层”）____ S _______。
（2）____DACB_______（填字母代号）。
（3）(多选)___AC_____。
18．(8分)
(1)50 V (2)e＝50sin 10πt(V) (3)5 3 A
解析 (1)线圈中感应电动势的最大值为 Em＝NBSω，ω＝2πn，得 Em＝50 V.
(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt(V)，代入数据，得 e＝50sin 10πt(V)．
(3) 1从开始计时经 s时，线圈中电动势的瞬时值 e＝50sin 10π× 1 (V)
30 30
e
根据闭合电路欧姆定律，有 i＝ ，联立可得 i＝5 3 A.
R＋r
嘉兴市第五高级中学高二年级期中考1 试物理参考答案 第 页 （共 页）
19．(10分)
解析 (1)α粒子在 D形盒内做匀速圆周运动，轨道半径达到最大时被引出，具有最大动能．
2
此时的速度为 v qv mvm qBRm，则有 mB＝ ，解得 vm＝
R m
2
(2)α 1粒子被加速一次所获得的能量为 qU，则α粒子被第 n次加速后有 mv 2 nqU qv B mvn ＝ ， n ＝ n
2 rn
r 2nmU解得 n＝
qB2
(3) 1设α粒子运动周期为 T，则由动能定理有 kqU＝ mvm2
2
2πm
在交变电场中运动时间可不计，只考虑磁场中的运动时间，有 T＝
qB
kT qB2R2t k t πBR
2
＝ 解得 ＝ ， ＝ .
2 2mU 2U
20．(10分)
解析 (1)粒子的运动轨迹如图所示，设粒子的质量和所带电荷量分别为 m和 q，粒子在匀强
电场中运动，由类平抛运动规律及牛顿运动定律得，2L＝v0t1，L
1
＝ at12，qE＝ma
2
mv 2
联立解得 E＝ 0
2qL
粒子到达 O点时沿＋y方向的分速度为 vy＝at1＝v0，tan α v＝ y＝1，
v0
故α＝45°.粒子在磁场中的速度为 v＝ 2v0.
2
Bqv mv mv E v＝ ，由几何关系得 r＝ 2L联立解得 B＝ 0，则 ＝ 0；
r qL B 2
(2) T 2πr t 1T πL粒子在磁场中运动的周期为 ＝ ，粒子在磁场中运动的时间为 2＝ ＝ ，
v 4 2v0
粒子在电场中运动的时间为 t 2L t2 π1＝ ，解得 ＝ .
v0 t1 4
21．(11分)
解析 (1)由题图乙可知金属杆 P先做加速度减小的加速运动，2 s后做匀速直线运动，当 t＝2
E B2s v L
2v
时， ＝4 m/s，此时感应电动势 E＝BLv，感应电流 I＝ ，安培力 F′＝BIL＝ .
R＋r R＋r
根据牛顿运动定律有 F－F′－μmg＝0，解得 F＝0.75 N．
(2)刚开始运动时加速度最大，根据牛顿运动定律有 F－μmg＝ma，解得 a＝2.5 m/s2.
嘉兴市第五高级中学高二年级期中考2 试物理参考答案 第 页 （共 页）
E
(3) ΔΦ BLx通过金属杆 P的电荷量 q＝ I t＝ ，其中 E ＝ ＝ ，
R＋r t t
所以 q BLx＝ ∝x(x为 P的位移)．
R＋r
2 s P x 2 s P x q BLx1设第一个 内金属杆 的位移为 1，第二个 内 的位移为 2，则 1＝ ，
R＋r
q BLx22＝ ，x2＝vt，
R＋r
又由于 q1∶q2＝3∶5，
联立解得 x2＝8 m，x1＝4.8 m．
前 4 s 1内由能量守恒定律得 F(x1＋x2)＝ mv2＋μmg(x1＋x2)＋Qr＋QR，
2
其中 Qr∶QR＝r∶R＝1∶3，解得 QR＝1.8 J．
嘉兴市第五高级中学高二年级期中考3 试物理参考答案 第 页 （共 页）嘉兴市第五高级中学 2022 学年第二学期期中测试
高二年级物理（选考）试题卷
考生须知：
2023 年 4 月
1.本试卷为试题卷，满分 100 分，考试时间 90 分钟。
2.所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效。
3.考试结束，上交答题卷。
一、选择题（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分．每小题列出的四个备选项中只有一个 是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。 以下不．符．合．史实的是 （ ）
A．安培发现了电流的磁效应
B．法拉第发现了电磁感应现象
C．麦克斯韦预言了电磁波的存在
D．赫兹用实验证实了电磁波的存在
2．下列不．属．于．利用电磁波的医用器械是( ) A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的 X 光机
C．测量体温的红外线体温计 D．检查血液流动情况的“彩超”机
3．电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)．这种调制方式称为( )
A．调频 B．调谐 C．调幅 D．解调
4．如图所示，在 xOy 坐标系内，三根相互平行的通电直导线 P、Q、R 分别位于正三角形的 三个顶点，都通有方向垂直 xOy 坐标平面向外、大小相等的电流，则导线 R 受到的安培力的 方向是( )
A．沿 y 轴正方向 B．沿 y 轴负方向 C．沿 x 轴正方向 D．沿 x 轴负方向
5．人们在抗击新冠病毒过程中常使用 84 消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84 消毒液的 主要成分是次氯酸钠(NaClO)，在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是 ( )
A．说明分子间存在斥力
B．这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果
C．如果场所温度降到 0 ℃以下，就闻不到刺鼻的味道了 D．如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道
6．一定质量的气体，温度不变仅体积减小后，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（ ）
A．气体分子的总数增加
B．单位体积内的分子数目不变
C．气体分子每次碰撞器壁的平均作用力增大
D．单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
7．降雪很大时，高压线上冻起厚厚的冰霜，导致部分电线负重增大而断裂，有人想出了通过增大输电线上损耗功率来融冰的方案．假设输电电压是 220 kV，当输送功率保持不变时，为使输电线上损耗的功率增大为原来的 4 倍，输电电压应变为( )
A．55 kV B．110 kV C．440 kV D．880 kV
8．如图所示，L1、L2 是两只完全相同的灯泡，线圈自感系数很大，线圈的直流电阻不计，初始状态开关 S 断开，下列说法中正确的是( )
A．S 闭合后，L1、L2 均逐渐变亮
B．S 闭合后，L2 立即亮，L1 逐渐变亮
C．待电路稳定后再断开 S，L1、L2 立即同时熄灭
D．待电路稳定后再断开 S，L2 立即熄灭，L1 亮一下逐渐熄灭
9．如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈 abcd 在细长磁体的 N 极附近竖直下落，保持 bc 边 在纸外，ad 边在纸内，由图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ，位置Ⅰ和位置Ⅲ都很接近位置Ⅱ，这个过程中线圈中的感应电流( )
A．沿 abcda 流动
B．沿 dcbad 流动
C．先沿 abcda 流动，后沿 dcbad 流动
D．先沿 dcbad 流动，后沿 abcda 流动
10．如图所示，一边长为 a 的正方形线圈与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，磁感应强度为 B.在Δt 时间内将线圈绕虚线(磁场边界)翻转 180°，在此过程中线圈产生的感应电动势为( ) A．零
B．Ba2
2Δt
C．Ba2
Δt
(
D
)2Ba2
．
Δt
11．如图所示，美国物理学家安德森在研究宇宙射线实验中，在云室里观察到有一个粒子的径 迹和电子的径迹弯曲程度相同，但弯曲方向相反，从而发现了正电子，获得了诺贝尔物理学 奖．云室中磁场方向可能是( )
A．垂直纸面向外
B．垂直纸面向里
C．沿纸面向上
D．沿纸面向下
12．如图所示，直角三角形 ABC 中存在一匀强磁场，比荷相同的两个带电粒子沿 AB 方向射 入磁场，分别从 AC 边上的 P、Q 两点射出，不计粒子重力，则( )
A．从 P 射出的粒子速度大
B．从 Q 射出的粒子速度大
C．从 P 射出的粒子在磁场中运动的时间长
D．两粒子在磁场中运动的时间不相等
13．如图所示，A 是一个边长为 L 的正方形导线框，每边导线电阻为 r.现维持线框以恒定速度 v 沿 x 轴向右运动，并穿过图中所示虚线区域内的匀强磁场．以
顺时针方向为电流的正方向，Ubc＝φb－φc，t＝0 时线框处在图示
位置，则 b、c 两点间的电势差随时间变化的图线应为( )
二、选择题Ⅱ（本题共 2 小题，每小题 3 分，共 6 分．每小题列出的四个备选项中至少有一
个是符合题目要求的．全部选对的得 3 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分）
14．如图所示，一束电荷量相同的带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场 和匀强电场(左侧极板带正电，右侧极板带负电)组成的速度选
择器，然后粒子通过平板 S 上的狭缝 P 进入另一匀强偏转磁 场，最终打在 A1、A2 上，下列说法正确的是( )
A．粒子带正电
B．速度选择器中磁场方向为垂直纸面向里
C．所有打在 A1A2 上的粒子，在匀强偏转磁场中的运动时间都相同
D．粒子打在 A1A2 上的位置越远，粒子的质量越大
15．如图所示是 LC 振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( ) A．此时电路中电流等于零
B．电容器正在充电
C．电感线圈中的电流正在增大
D．电容器两极板间的电场能正在增大
三、非选择题（本题共 6 小题，共 55 分）
16．(8 分)某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验．他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干．
(1)(单选)实验需要以下哪种电源 ； A．低压直流电源 B．高压直流电源
C．低压交流电源 D．高压交流电源
(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝 数不变，改变原线圈匝数．分别测出相应的原、副线圈电压值．由于交变电流电压是变化的， 所以，我们实际上测量的是电压的 值 (填“有效”或“最大”)．
(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成 (填“正比” 或“反比”)，实验中由于变压 器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般 (填“大于”“小于”或“等于”)原 线圈与副线圈的匝数之比．
17．(8 分)在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成 （选填“单层”或“多层”）分子油膜的 特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为 V，形成面积为 S 的 油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 。
（2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D．向浅盘中倒入约 2cm 深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上 以上操作的合理顺序是 （填字母代号）。
（3）(多选)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径 d 明显偏大。出现这种情况的原因可能是 。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
18．(8 分)一矩形线圈，面积是 0.05 m2，共 100 匝，线圈电阻 r＝1 Ω，外接电阻 R＝4 Ω，线
圈在磁感应强度 B＝1
π
T 的匀强磁场中以 n＝5 r/s 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图
所示，若从中性面开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的最大值；
(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(3)从开始计时经 1
30
s 时线圈中感应电流的瞬时值．
19．(10 分)如图所示，是用来加速带电粒子的回旋加速器装置，若 D 形盒半径为 R，所加磁场 的磁感应强度为 B.在两 D 形盒之间接上交变电压，被加速的粒子为α粒子，其质量为 m、电荷 量为＋q.α粒子从 D 形盒中央开始被加速(初动能可以忽略)，加速电压均为 U，粒子每转半圈 加速一次，经若干次加速后，α粒子从 D 形盒边缘被引出．求：
(1)α粒子从 D 形盒边缘飞出获得的最大速度 vm；
(2)α粒子在第 n 次加速后进入一个 D 形盒中的回旋半径 rn；
(3)α粒子在回旋加速器中被电场加速的总次数 k 和运动的总时间 t(在交
变电场中运动时间可不计)．
20．(10 分)如图所示，在平面直角坐标系 xOy 内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿 y 轴正方向的匀强电 场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为 L 的圆形匀强磁场，磁场圆心在 M(L,0)点，磁场方向垂直于 坐标平面向外．一带正电粒子从第Ⅲ象限中的 Q(－2L，－L)点以速度 v0 沿 x 轴正方向射入电 场，恰好从坐标原点 O 进入磁场，从 P(2L,0)点射出磁场，不计粒子重力，求：
(1)电场强度与磁感应强度大小的比值；
(2)粒子在磁场与电场中运动时间的比值．
21．(11 分)如图所示，足够长的金属导轨固定在水平面上，金属导轨宽度 L＝1.0 m，导轨上放 有垂直导轨的金属杆 P，金属杆质量为 m＝0.1 kg，空间存在磁感应强度 B＝0.5 T、竖直向下 的匀强磁场．连接在导轨左端的电阻 R＝3.0 Ω，金属杆的电阻 r＝1.0 Ω，其余部分电阻不计， 某时刻给金属杆一个水平向右的恒力 F，金属杆 P 由静止开始运动，图乙是金属杆 P 运动过 程的 v－t 图像，导轨与金属杆间的动．摩．擦．因．数．μ．＝．0．．.5．，在金属杆 P 运动的过程中，第一个 2 s
内通过金属杆 P 的电荷量与第二个 2 s 内通过 P 的电荷量之比为 3∶5，g 取 10 m/s2，求：
(1)水平恒力 F 的大小；
(2)金属杆运动的最大加速度的大小；
(3)前 4 s 内电阻 R 上产生的热量．
