2023届北京市通州区2022-2023学年高二下学期期中质量检测物理试题

试卷更新日期：2023-06-19 类型：期中考试

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一、单选题

1. 玻璃杯从同一高度落下，落在坚硬地面上比落在地毯上容易碎，下列说法正确的是（　　）

A、玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量大 B、玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的冲量大 C、玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化率大 D、玻璃杯落在坚硬地面上比落在地毯上的动量变化量大

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2. 在下图的四幅图中，正确标明了匀强磁场的磁感应强度B、通电直导线中的电流I和它受到的安培力F的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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3. 我国北斗导航系统所使用的电磁波频率约1561MHz；家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约2450MHz；家用WiFi所使用的电磁波频率约5725MHz。则家用WiFi所使用的电磁波（　　）

A、波长比微波炉所使用的电磁波波长短一些 B、比微波炉所使用的电磁波更容易产生明显的衍射现象 C、比北斗导航所使用的电磁波更容易绕过障碍物 D、从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时其频率会变化

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4. 如图所示的理想变压器，其原线圈接在 $u = 311 \sin 100 π t (V)$ 的交流电源上，副线圈接有阻值为22Ω的负载电阻R ，原、副线圈匝数之比为5：1。电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（　　）

A、电流表的示数为10.0A B、电压表的示数约为62V C、原线圈的输入功率为88W D、原线圈的输出交流电的频率为10Hz

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5. 如图所示，在水平放置的条形磁铁的S极附近，一个闭合线圈始终竖直向下加速运动，并始终保持水平。在位置B时S极附近的磁感线正好与线圈平面平行，A、B之间和B、C之间的距离相等，且都比较小。下列说法正确的是（　　）

A、线圈在位置A时感应电流的方向为逆时针（俯视） B、线圈在位置C时感应电流的方向为逆时针（俯视） C、线圈在位置B时穿过线圈的磁通量最小 D、线圈在位置C时的感应电流与在位置A时的一样大

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6. 如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等部分组成。励磁线圈是一对彼此平行、共轴的圆形线圈，它能够在两线圈之间产生匀强磁场．玻璃泡内充有稀薄的气体，电子枪在加速电压下发射电子，电子束通过玻璃泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。若电子枪垂直磁场方向发射电子，电子质量为m，电荷量为e，匀强磁场的磁感应强度为B。根据上述信息可以得出（）

A、电子做圆周运动的轨道半径 B、电子做圆周运动的速度大小 C、电子做圆周运动的周期 D、电子的加速电压

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7. 如图所示，质量为m的金属杆ab处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，金属杆ab所受安培力大小为F ，且始终静止于水平导轨上，下列说法正确的是（　　）

A、金属杆所受摩擦力为0 B、金属杆所受摩擦力大小为 $F \cos θ$ C、金属杆对导轨压力为0 D、金属杆对导轨压力大小为 $m g + F \cos θ$

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8. 如图所示，我国直升机在北京上空悬停时，长度为L的螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动（俯视），转动角速度为ω。该处地磁场的水平分量为B ，竖直分量为B。叶片的近轴端为a ，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为（　　）

A、 $B_{y} L^{2} ω$ ， a端电势低于b端电势 B、 $\frac{1}{2} B_{y} L^{2} ω$ ， a端电势低于b端电势 C、 $\frac{1}{2} B_{y} L^{2} ω$ ， a端电势高于b端电势 D、 $\frac{1}{2} B_{x} L^{2} ω$ ， a端电势低于b端电势

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9. 如图所示电路中，电源内阻不计，L是自感系数很大、电阻可忽略不计的自感线圈，A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　）

A、闭合开关S时，A、B灯立即同时亮 B、闭合开关S时，A灯先亮，B灯后亮 C、断开开关S时，AB灯立即同时熄灭 D、断开开关S时，通过B灯的电流方向发生改变

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10. 如图所示，匀强磁场限定在一个圆形区域内，磁感应强度大小为B ，一个质量为m ，电荷量为q ，初速度大小为v的带电粒子从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点沿半径方向射出磁场，粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了 $θ$ 角，忽略粒子的重力，下列说法正确的是（　　）

A、粒子带负电 B、粒子在Q点的速度大小为2v C、粒子在磁场中运动的时间为 $\frac{m}{B q}$ D、圆形磁场区域的半径为 $\frac{m v}{B q} \tan \frac{θ}{2}$

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11. 如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法正确的是（　　）

A、子弹射入物块A的过程中，两物块的动量守恒 B、子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的冲量大小大于物块A对子弹的冲量大小 C、子弹射入物块A的过程中，子弹和物块A的机械能守恒 D、两物块运动过程中，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能

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12. 如图所示，OMN是竖直平面内固定的光滑轨道，MN水平且足够长，OM下端与MN相切。质量为m的小球B静止在水平轨道上，质量为2m的小球A从OM上距水平轨道高为h处由静止释放，A球进入水平轨道后，与B球发生弹性碰撞。A、B两小球均可视为质点。关于A、B球碰撞后的速度大小之比，正确的是（　　）

A、 $1 ： 2$ B、 $1 ： 4$ C、 $4 ： 1$ D、 $2 ： 1$

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13. 为探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，小明绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上（线圈电阻忽略不计），如图所示，他将线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡，当闭合电源开关时，发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）指示灯亮。为解决电源过载问题，下列措施中可行的是（）

A、增大电源电压 B、适当减小原线圈a的匝数 C、适当减小副线圈b的匝数 D、换一个电阻更小的灯泡

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14. 如图所示是磁流体发电机的示意图，在间距为d的平行金属板M、N间，存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与滑动变阻器相连，变阻器接入电路的电阻为R。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）连续以速度v平行于两金属板垂直射入磁场，理想电流表A的读数为I ，下列说法正确的是（　　）

A、发电机的上极板M为正极 B、带正电的粒子在两极板间受到的洛伦兹力方向向上 C、发电机的效率 $η = \frac{I R}{B d v}$ D、只增大M、N两板的面积，发电机的电动势增大

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二、实验题

15. 用如图所示的装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。图中的O点为小球抛出点在记录纸上的垂直投影。实验时，先使A球多次从斜轨上位置P静止释放，找到其平均落地点的位置E。然后，把B球静置于水平轨道的末端，再将A球从斜轨上位置P静止释放，与B球相碰后两球均落在水平地面上，多次重复上述A球与B球相碰的过程，分别找到碰后A球和B球落点的平均位置D和F。

(1)、以下提供的器材中，本实验必须使用的是______（选填选项前字母）；

A、刻度尺 B、天平 C、秒表

(2)、关于该实验的注意事项，下列说法正确的是______（选填选项前字母）；

A、斜槽轨道必须光滑 B、斜槽轨道末端的切线必须水平 C、AB两球半径相同

(3)、用刻度尺测量出水平射程OD、OE、OF。测得A球的质量为 $m_{A}$ ， B球的质量为 $m_{B}$ 。为了尽量减小实验误差，两个小球的质量应满足 $m_{A}$ $m_{B}$ （选填“＞”“＜”或“＝”），当满足表达式时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果再满足表达式时，则说明两球的碰撞为弹性碰撞。（用所测物理量表示）

(4)、实验中，“通过测量小球做平抛运动的水平射程来代替小球碰撞前后的速度”的依据是。

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16. 用如图所示装置探究电磁感应现象，将带铁芯的线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电池组上，线圈B的两个接线柱连接到灵敏电流计上，把线圈A静置于线圈B的内部。

(1)、实验过程中，下列说法正确的是______（选填选项前字母）；

A、开关闭合瞬间，电流计指针会偏转 B、只要开关是闭合的，电流计指针就会偏转 C、该装置是用来探究线圈B中感应电流产生条件的 D、开关闭合，向右匀速移动滑动变阻器滑片的过程中，电流计指针会偏转

(2)、为了探究影响感应电流的因素，闭合开关后，以不同的速度将滑动变阻器滑片P从最左端滑到最右端（仪器无损坏），观察指针摆动情况；由此实验可得出恰当的结论是______（选填选项前字母）；

A、滑片P从最左端滑到最右端，螺线管A的磁性变强 B、滑片P从最左端滑到最右端，螺线管A的磁性变弱 C、螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小 D、螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向

(3)、为了探究影响感应电流的因素，闭合开关后，滑动变阻器的滑片P不动，只以不同的速度插入线圈A，若三次依次插入的速度 $v_{1} < v_{2} < v_{3}$ ，观察到电流计指针偏离中间0刻度线的角度 $θ_{1} < θ_{2} < θ_{3}$ 。由此实验可以得出直接的结论是______（选填选项前字母）。

A、线圈A插入得越快，螺线管B中产生的感应电流越大 B、线圈A的匝数越多，螺线管B中产生的感应电流越大 C、当线圈A拔出时，电流计的指针向相反方向偏转 D、线圈A插入得越快，螺线管B中磁通量的变化量越大

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三、解答题

17. 回旋加速器在核技术、核医学等领域得到了广泛应用，其原理如图所示。D₁和D₂是两个中空的、半径为R的半圆金属盒，接在电压恒为U的交流电源上，位于D₁圆心处的质子源A能产生质子（初速度可忽略，重力不计，不考虑相对论效应），质子在两盒狭缝间的电场中运动时被加速。D₁、D₂置于与盒面垂直的、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的质量为m ，带电荷量为q。求：

(1)、质子被回旋加速器加速能达到的最大速率v_m；

(2)、质子获得最大速度的过程中在回旋加速器中被加速的次数n。

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18. 如图所示为法拉第圆盘发电机的示意图：铜质圆盘安装在水平铜轴上，两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。圆盘处于水平向右的匀强磁场中，圆盘平面与磁感线垂直。从左向右看，圆盘以角速度ω沿顺时针方向匀速转动。已知匀强磁场磁感应强度大小为B ，圆盘半径为r ，定值电阻的阻值为R。

(1)、圆盘中任意一半径都在切割磁感线，它可以看成一个电源。推导论证当圆盘的角速度ω减小，这个发电机的电动势E的变化情况；

(2)、如果圆盘不转动，使磁场的磁感应强度以B=kt规律变化（k为常数），请判断是否有电流通过电阻R？简要说明理由。

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19. 如图所示，宽度为L的U型导线框放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，导体棒MN沿光滑导线框向右做匀速运动，PQ间接有阻值为R的电阻。已知，导体棒MN的电阻为r ，运动的速度为v。导线框的电阻不计。

(1)、求MN棒两端的电势差U；

(2)、推导论证在 $Δ t$ 时间内外力对导体棒所做的功W与整个电路生热Q的关系。

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20. 如图所示，火箭的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度。设质量为m的火箭由静止发射时，在极短的时间 $Δ t$ 内喷射燃气的质量是 $Δ m$ ，喷出的燃气相对地面的速率是u。

(1)、求火箭在喷气后增加的速度 $Δ v$ ；

(2)、比冲是用于衡量火箭引擎燃料利用效率的重要参数。所谓“比冲”，是指火箭发动机工作时，在一段时间内对火箭的冲量与这段时间内所消耗燃料的质量的比，数值上等于消耗单位质量的燃料时火箭获得的冲量。假设用F表示喷气过程中火箭获得的向前的推力，用 $τ$ 表示火箭发动机的比冲，请根据题目信息写出比冲的定义式，并推导该火箭发动机比冲的决定式；

(3)、1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验。实验时，用宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭（发动机已熄火），如图所示。接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭共同加速，推进器的平均推力为 $F^{'}$ ，开动时间为 $Δ t$ ，测出飞船和火箭的速度变化为 $Δ v^{'}$ 。不考虑飞船质量的变化，推导出测得宇宙飞船质量的表达式。

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