精品解析：江苏省镇江市2023～2024学年高二下学期期中考试物理试卷

镇江市2023~2024学年第二学期高二期中试卷 物理 注意事项： 1．本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分。 2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场中，有一面积为S的单匝圆形线圈，其圆心位于磁场边界。已知磁场的磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量是（　　） A. 0 B. BS C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】磁通量的有效面积为线圈面积的一般，则穿过线圈的磁通量为 故选C。 2. 如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，O点为MN中点。若导线M在O产生的磁感应强度大小为B，那么O点的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. B C. D. 2B 【答案】D 【解析】 【详解】根据安培定则判断得知，两根通电导线在O点产生的磁场方向相同，由于O点是MN连线的中点，那么两根通电导线在O点产生的磁感应强度大小相等，即O点的磁感应强度大小为 故选D。 3. 质子和α粒子（其质量为质子的4倍，电荷量为质子的2倍）在同一个匀强磁场中做半径相同的匀速圆周运动，那么质子与α粒子的动量大小之比为（　　） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 1∶4 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力可得 解得轨道半径为 由于质子和α粒子在同一个匀强磁场中做半径相同的匀速圆周运动，则质子与α粒子的动量大小之比为 故选B。 4. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，直流电阻不计。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. S闭合时，A灯立即发光，B灯延迟发光 B. S闭合时，A、B灯立即同时发光，稳定后只有A灯发光 C. S由闭合变为断开时，A、B灯泡都要闪亮一下才熄灭 D. S由闭合变为断开时，流过灯泡B的电流自左向右 【答案】B 【解析】 【详解】AB．S闭合时，A、B灯立即同时发光，自感线圈由于电磁感应起到阻碍电流增大作用，稳定后线圈相当于导线，B灯被短路，只有A灯发光，故A错误，B正确； CD．S由闭合变为断开时，A灯立即熄灭，自感线圈与B灯形成回路，自感线圈由于电磁感应起到阻碍电流减小作用，流过灯泡B电流自右向左，故CD错误。 故选B。 5. 如图所示，发电站通过理想变压器给用户端供电，发电机组输出的交变电压恒定，输电线总电阻r保持不变。当用户端接入的用电器增多时，下列判断正确的是（　　） A. 升压变压器副线圈端的电压不变 B. 输电线上损失的电功率减小 C. 用户端的电压升高 D. 降压变压器的输出电流减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．升压变压器原、副线圈电压不受用户端影响，A正确； B D．当用户端接入的用电器增多时，降压变压器副线圈电流增大，则输电线电流增大，则输电线上损失的电功率增大，BD错误； C．输电线电流增大，则输电线分压增大，故用户端电压降低，C错误。 故选A。 6. 如图所示为回旋加速器工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。A处粒子源产生的质子在加速器中被加速后射出，质子穿过狭缝的时间可忽略，下列说法正确的是（　　） A. 质子运动周期是交流电周期的两倍 B. 质子的最大动能和D形盒半径无关 C. 若只减小交流电压U，则质子回旋加速器中运行时间会变长 D. 若磁感应强度B增大，交流电周期T必须适当增大才能正常加速质子 【答案】C 【解析】 【详解】A．质子每运动半周期，交流电方向变化一次，故质子运动周期与交流电周期相等，A错误； B．质子射出D形盒时，根据 得 可知，质子最大速度与D形盒有关，即质子的最大动能和D形盒半径有关，B错误； C．根据 若只减小交流电压U，不会改变质子运动周期，但加速次数增多，质子运动时间变长，C正确； D．若磁感应强度B增大，质子运动周期减小，则交流电周期T必须适当减小才能正常加速质子，D错误。 故选C。 7. 如图所示，显像管中有一电子枪，工作时它能发射高速电子，偏转线圈通以偏转电流后在虚线区域内产生偏转磁场，电子经过偏转磁场后撞击荧光屏上的A点发光。下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场方向垂直纸面向里 B. 电子经过偏转磁场的过程中动能不断增大 C. 电子经过偏转磁场区域的轨迹是抛物线 D. 发光点从A向B点运动过程中，偏转电流先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，电子进入磁场时所受洛伦兹力向上，根据左手定则，拇指指向洛伦兹力方向，四指指向负电荷运动的反方向，则手心垂直纸面向里，即偏转磁场方向垂直纸面向外，A错误； B．洛伦兹力对电子不做功，电子动能不变，B错误； C．洛伦兹力提供电子圆周运动的向心力，则电子在磁场中做匀速圆周运动，C错误； D．根据 得 电子运动半径先变大后变小，则磁感应强度先垂直纸面向外减小，后垂直纸面向里增大，线圈中偏转电流先减小后增大，D正确。 故选D。 8. 某实验装置如图甲所示，两个线圈A和B绕在同一软铁芯上。在A线圈中通以如图乙所示变化的电流，用示波器测线圈B输出的电压波形。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈B输出电压随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A线圈的电流随时间正弦式变化，当电流变化率最大时，B线圈的感应电动势最大；当电流变化率为0时，B线圈感应电动势为0。故B线圈输出电压随时间的变化为余弦规律。 故选D。 9. 如图所示，在水平光滑桌面上有一直径为L的半圆形刚性导体，处于磁感应强度为B、竖直向下的强磁场中，半圆形导体直径与磁场边界重合，导体两端用长为的绝缘细线连接，细线跨过一定光滑圆钉P，当导体通入图示方向电流I时，则细线的张力为（　　） A. 0 B. C. BIL D. 【答案】B 【解析】 【详解】当导体通入图示方向电流I时，导体所受安培力为 由几何关系可知，两段细绳垂直。由平衡得 则细线的张力为 故选B。 10. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流的大小、方向可以变化，以图中电流为正方向。若要让电子枪发出的电子逆时针加速，下列可行的是（　　） A. 线圈中电流逐渐增大 B. 线圈中电流逐渐减小 C. 线圈中电流反向逐渐减小 D. 线圈中电流反向逐渐增大 【答案】A 【解析】 【详解】要让电子枪发出的电子逆时针加速，根据负电荷的电场力方向与场强方向相反，则产生的感生电场应沿顺时针方向；由洛伦兹力提供向心力可知，则环形真空室中磁场方向应向上，线圈中电流方向为图示方向；根据楞次定律可知，电流应逐渐增大。 故选A。 11. 如图所示，ab杆与cd杆放置在光滑水平轨道上，时刻ab杆以初速度向右运动，直到两杆达到稳定状态。v、a、q、，x分别表示cd杆的速度、加速度、通过的电量、动能、位移，轨道电阻不计，杆与轨道始终接触良好，则下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．通过受力分析可知，运动过程中，ab受到向左的安培力，做减速运动，cd杆受到向右的安培力，做加速运动。设ab杆的速度为，杆长为，质量为，cd杆的速度为，杆长为，质量为，则整个回路的电动势为 因为减小，增大，故感应电动势逐渐减小，感应电流也逐渐减小。运动过程中，由牛顿第二定律，对ab杆有 故ab杆做初速度为，加速度减小的减速运动，对cd杆有 故cd杆做初速度为零，加速度减小的加速运动，且根据动量定理可得 即当 即 时，回路中电动势为零，电流为零。故A错误； B．图像的面积表示速度的大小，cd杆做初速度为零，加速度减小的加速运动，开始时加速度最大，随着时间的推移加速度逐渐变小，但是因杆的安培力越来越小，加速度随时间的变化应越来越小，故B错误； C．对cd杆，根据动量定理得 联立解得 又 但当二杆共速后，电流为0，电荷量为0，故C错误； D．对cd杆研究，根据动能定理可得 由于I减小，故图像的斜率随x的增大而减小直到速度不变，故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某物理兴趣小组用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 （1）可拆变压器如图1所示。下列说法正确的是_______。 A. 实验采用控制变量法进行探究 B. 变压器的铁芯是用整块硅钢制成的 C. 匝数多的线圈，要用粗一些的导线绕制 （2）关于实验操作，下列说法正确的是_______。 A. 实验可以用多节干电池串联起来作为电源 B. 实验中手不能接触裸露的导线、接线柱 C. 用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应接小灯泡 （3）某次实验中用多用电表的交流电压10V档测线圈两端电压，其示数如图2所示，则电压为_______V。 （4）若变压器为理想变压器，由原、副线圈若干组电压比与匝数比作出如图3所示的关系图像，该图像的斜率为________。 （5）实际实验中测得的原、副线圈的电压比________原、副线圈的匝数比。（选填“大于”、“等于”、“小于”） 【答案】（1）A （2）B （3）7.4 （4）1 （5）大于 【解析】 【小问1详解】 A．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系时，应采用控制变量法进行探究，A正确； B．变压器的铁芯是用硅钢片叠装而成，B错误； C．匝数少的线圈电流较大，为减小电能损失，应用粗一些的电阻较小的导线绕制，C错误。 故选A。 【小问2详解】 A．该实验应使用交流电源，A错误； B．手接触裸露导线、接线柱，会使人体接入电路中，导致数据不准确，B正确； C．若副线圈接小灯泡，测得电压为小灯泡两端电压，小于副线圈电压，C错误。 故选B。 【小问3详解】 选择1-10V一排读数，精度为，读数为7.4V。 【小问4详解】 由于是理想变压器，则，故图像的斜率为1。 【小问5详解】 由于实际上变压器的铁芯会损失一部分能量，所以副线圈的电压真实值会小于理论值，故原线圈与副线圈的电压比大于原线圈与副线圈的匝数比。 13. 如图所示，金属矩形线框MNPQ放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，，线框的阻值为R。现线框以角速度ω绕对称轴匀速转动。求： （1）线框中产生感应电动势的最大值； （2）线框中电流的有效值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）线框中产生感应电动势的最大值为 （2）电动势有效值为 根据闭合电路欧姆定律可得线框中电流的有效值为 14. 如图所示，两平行金属导轨与水平方向成角，间距。电源电动势，内阻，空间存在平行导轨向下的匀强磁场，其磁感应强度。金属导体棒ab与导轨垂直且始终接触良好，接通电源后恰能静止在导轨下方。导体棒质量，电阻，其他电阻不计，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。重力加速度g取。求： （1）金属导体棒ab所受安培力的大小与方向； （2）金属导体棒与导轨之间动摩擦因数μ。 【答案】（1）垂直轨道平面向上，2N；（2）0.5 【解析】 【详解】（1）根据左手定则可以判断安培力方向垂直轨道平面向上，根据闭合电路欧姆定律有 安培力大小为 （2）接通电源后导棒恰能静止在导轨下方，导棒受力如图所示 根据平衡条件有 ， 解得 15. 如图所示，导体棒ab质量为m，电阻为r，在水平向右的外力作用下沿固定在水平面上的粗糙导轨向右做匀速运动，导轨左端接有电阻R，导轨处在磁感应强度为B的竖直向下的匀强磁场中，导轨间距为d，导体棒运动速度为v。导轨与导体棒的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，导体棒始终和导轨良好接触，其他电阻均不计。 （1）求通过导体棒的电流； （2）求外力的大小； （3）当撤去作用在导体棒上的外力后，导体棒还能在导轨上运动的距离为x，求此过程中电阻R上产生的电热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒产生的电动势为 则通过导体棒的电流为 （2）根据受力平衡可得 又安培力大小为 联立解得外力的大小为 （3）当撤去作用在导体棒上的外力后，导体棒还能在导轨上运动的距离为x，根据功能关系可知，此过程中回路产生的总焦耳热为 则此过程中电阻R上产生的电热为 16. 如图所示，在xOy平面内存在半径为R的圆形匀强磁场区域，其圆心在处。在与之间也存在匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小均为B、方向垂直纸面向里。位于坐标原点O处的离子源能向区域沿不同方向发射速度大小相等的负离子。沿y轴正方向发射的离子，恰好从A点沿x轴正方向射出磁场。离子质量为m，电荷量为，不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 （1）求离子发射速度大小； （2）求与y轴正方向成射向第一象限的离子到达边界PQ的时间； （3）为了让所有离子都不从边界PQ射出，可在MN和PQ之间增加一沿x轴正方向的匀强电场，求所加匀强电场场强的最小值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意画出轨迹，如图 离子在磁场中做圆周运动，轨迹半径为，根据洛伦兹力提供向心力，可得 解得离子发射速度大小为 （2）由题意画出轨迹，如图 圆形磁场区域轨迹对应圆心角为，区域轨迹对应圆心角为，离子在磁场中做圆周运动周期为 在圆形区域运动的时间为 离开圆形区域到进入区域之前运动的时间为 在区域运动的时间为 与y轴正方向成射向第一象限的离子到达边界PQ的时间为 （3）所有离子都垂直边界进入，电场强度最小时，刚好不出边界，到达时速度与相切，如图 根据动量定理，有 可得 解得 根据动能定理，有 解得所加匀强电场场强的最小值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 镇江市2023~2024学年第二学期高二期中试卷 物理 注意事项： 1．本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分。 2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项最符合题意。 1. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场中，有一面积为S的单匝圆形线圈，其圆心位于磁场边界。已知磁场的磁感应强度为B，则穿过线圈的磁通量是（　　） A. 0 B. BS C. D. 2. 如图所示，两根平行长直导线M、N分别通以大小相等、方向相反的电流，O点为MN中点。若导线M在O产生的磁感应强度大小为B，那么O点的磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. B C. D. 2B 3. 质子和α粒子（其质量为质子的4倍，电荷量为质子的2倍）在同一个匀强磁场中做半径相同的匀速圆周运动，那么质子与α粒子的动量大小之比为（　　） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 1∶4 4. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，直流电阻不计。A和B是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（　　） A. S闭合时，A灯立即发光，B灯延迟发光 B. S闭合时，A、B灯立即同时发光，稳定后只有A灯发光 C. S由闭合变为断开时，A、B灯泡都要闪亮一下才熄灭 D. S由闭合变为断开时，流过灯泡B的电流自左向右 5. 如图所示，发电站通过理想变压器给用户端供电，发电机组输出的交变电压恒定，输电线总电阻r保持不变。当用户端接入的用电器增多时，下列判断正确的是（　　） A. 升压变压器副线圈端的电压不变 B. 输电线上损失的电功率减小 C. 用户端的电压升高 D. 降压变压器输出电流减小 6. 如图所示为回旋加速器工作原理示意图，磁感应强度为B的匀强磁场与D形盒面垂直，两盒间的狭缝很小，它们接在电压为U、周期为T的交流电源上。A处粒子源产生的质子在加速器中被加速后射出，质子穿过狭缝的时间可忽略，下列说法正确的是（　　） A. 质子运动周期是交流电周期的两倍 B. 质子的最大动能和D形盒半径无关 C. 若只减小交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变长 D. 若磁感应强度B增大，交流电周期T必须适当增大才能正常加速质子 7. 如图所示，显像管中有一电子枪，工作时它能发射高速电子，偏转线圈通以偏转电流后在虚线区域内产生偏转磁场，电子经过偏转磁场后撞击荧光屏上的A点发光。下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场方向垂直纸面向里 B. 电子经过偏转磁场的过程中动能不断增大 C. 电子经过偏转磁场区域的轨迹是抛物线 D. 发光点从A向B点运动的过程中，偏转电流先减小后增大 8. 某实验装置如图甲所示，两个线圈A和B绕在同一软铁芯上。在A线圈中通以如图乙所示变化的电流，用示波器测线圈B输出的电压波形。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈B输出电压随时间变化关系的图中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，在水平光滑桌面上有一直径为L的半圆形刚性导体，处于磁感应强度为B、竖直向下的强磁场中，半圆形导体直径与磁场边界重合，导体两端用长为的绝缘细线连接，细线跨过一定光滑圆钉P，当导体通入图示方向电流I时，则细线的张力为（　　） A. 0 B. C. BIL D. 10. 电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图所示，上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁体线圈中电流的大小、方向可以变化，以图中电流为正方向。若要让电子枪发出的电子逆时针加速，下列可行的是（　　） A. 线圈中电流逐渐增大 B. 线圈中电流逐渐减小 C. 线圈中电流反向逐渐减小 D 线圈中电流反向逐渐增大 11. 如图所示，ab杆与cd杆放置在光滑水平轨道上，时刻ab杆以初速度向右运动，直到两杆达到稳定状态。v、a、q、，x分别表示cd杆的速度、加速度、通过的电量、动能、位移，轨道电阻不计，杆与轨道始终接触良好，则下列图像可能正确的是（　　） A B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 某物理兴趣小组用可拆变压器探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。 （1）可拆变压器如图1所示。下列说法正确的是_______。 A. 实验采用控制变量法进行探究 B. 变压器的铁芯是用整块硅钢制成的 C. 匝数多的线圈，要用粗一些的导线绕制 （2）关于实验操作，下列说法正确的是_______。 A. 实验可以用多节干电池串联起来作为电源 B. 实验中手不能接触裸露导线、接线柱 C. 用交流电压表测副线圈两端电压时，副线圈应接小灯泡 （3）某次实验中用多用电表的交流电压10V档测线圈两端电压，其示数如图2所示，则电压为_______V。 （4）若变压器为理想变压器，由原、副线圈若干组电压比与匝数比作出如图3所示的关系图像，该图像的斜率为________。 （5）实际实验中测得的原、副线圈的电压比________原、副线圈的匝数比。（选填“大于”、“等于”、“小于”） 13. 如图所示，金属矩形线框MNPQ放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，，，线框的阻值为R。现线框以角速度ω绕对称轴匀速转动。求： （1）线框中产生感应电动势的最大值； （2）线框中电流的有效值。 14. 如图所示，两平行金属导轨与水平方向成角，间距。电源电动势，内阻，空间存在平行导轨向下的匀强磁场，其磁感应强度。金属导体棒ab与导轨垂直且始终接触良好，接通电源后恰能静止在导轨下方。导体棒质量，电阻，其他电阻不计，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。重力加速度g取。求： （1）金属导体棒ab所受安培力的大小与方向； （2）金属导体棒与导轨之间动摩擦因数μ。 15. 如图所示，导体棒ab质量为m，电阻为r，在水平向右的外力作用下沿固定在水平面上的粗糙导轨向右做匀速运动，导轨左端接有电阻R，导轨处在磁感应强度为B的竖直向下的匀强磁场中，导轨间距为d，导体棒运动速度为v。导轨与导体棒的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，导体棒始终和导轨良好接触，其他电阻均不计。 （1）求通过导体棒的电流； （2）求外力的大小； （3）当撤去作用在导体棒上的外力后，导体棒还能在导轨上运动的距离为x，求此过程中电阻R上产生的电热。 16. 如图所示，在xOy平面内存在半径为R圆形匀强磁场区域，其圆心在处。在与之间也存在匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小均为B、方向垂直纸面向里。位于坐标原点O处的离子源能向区域沿不同方向发射速度大小相等的负离子。沿y轴正方向发射的离子，恰好从A点沿x轴正方向射出磁场。离子质量为m，电荷量为，不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 （1）求离子发射速度大小； （2）求与y轴正方向成射向第一象限的离子到达边界PQ的时间； （3）为了让所有离子都不从边界PQ射出，可在MN和PQ之间增加一沿x轴正方向的匀强电场，求所加匀强电场场强的最小值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$