陕西师范大学附属中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试题

陕西师大附中 2024-2025 第一学期期末考试 高二年级物理试题 命题人： 审题人： 一、选择题(本题共12小题，满分48分。其中1-8小题为单选题，9-12小题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1.我国拥有世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“天眼”。如图所示，“天眼”的“眼眶”为一半径为R 的圆，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面平行的分量为 B₁、与“眼眶”平面垂直的分量为B₂，则穿过“眼眶”的磁通量为( ) C. πBR² 2.如图所示是某种手机电池外壳上的文字说明，则下列说法正确的是（ ） A.该电池的容量为0.7C B. mA·h与J均属于能量的单位 C.该电池待机时的平均工作电流约为14.58mA D.该电池通过静电力做功将其它形式的能转化为电能 3.雷雨天，高层建筑顶部的引雷针起到主动吸引闪电的作用，被称为“接闪”，以此保护周边建筑和行人的安全。如图所示某次电视塔“接闪”前积雨云层与避雷针附近产生的电场的等差等势面，积雨云的底部积聚负电荷，取大地为零势面，以下说法正确的是( ) A.避雷针的针尖由于静电感应而带负电 B. A、B、C三个位置中A点处的电场强度最大 C. B、A两点间的电势差大于 B、C两点间的电势差 D.空气中一电子由B点运动到C点，其电势能增加 4.如图a所示是高频焊接原理示意图，线圈中通以图b所示的交变电流时(以电流顺时针为正方向)，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流流过工件产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，下列说法正确的是 ( ) A.待焊接金属工件中产生的感应电流为直流电 B.图b中的交流电的频率越小，焊缝处的温度上升越快 内，工件中的感应电流在减小 内，工件中的感应电流方向为顺时针 5.某闭合铁芯绕有两组线圈，线圈的绕向如图所示， 均为理想二极管，导体棒 ef可在两条平行的金属导轨上沿导轨滑行，导轨间的匀强磁场方向垂直于纸面向里。当导体棒 ef在导轨上做某种运动时，使回路中只有红灯发光，则导体棒 ef的运动情况是 A.减速向左或加速向右 B.减速向右或加速向左 C.匀速向左 D.匀速向右 6.有一半径为R的圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框中通有 方向的恒定电流 I，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于圆形线框所在平面向里。整个线圈都在磁场中平衡时弹簧测力计的读数为F；若将线圈上提，让圆形线框正好有一半露出磁场，其他条件都不改变，再次平衡时，弹簧测力计的读数为5F。则匀强磁场的磁感应强度大小为( ) 7.正方形导线框水平放置，mn和ef为导线框的两条轴线，导线框处于匀强磁场中，磁感应强度的方向与水平面成θ=37°斜向下，第一次导线框以角速度ω绕 mn轴匀速转动，第二次导线框以角速度ω绕 ef轴匀速转动。 ，则两次导线框的热功率之比为( ) A. 1:1 B. 9:25 C. 16:25 D. 9:16 8.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨水平放置，以直线MN为分界线，MN左、右两侧导轨的间距分别为l、2l。导轨处在竖直向上的匀强磁场中，其中MN左侧磁场的磁感应强度大小为2B、MN右侧磁场的磁感应强度大小为B。质量分别为m、2m的导体棒a、b均垂直导轨放置，两导体棒接入电路中的阻值均为R，其余电阻不计。初始时两导体棒均静止，现对a棒施加水平向左的恒力. ，同时对b棒施加水平向右的恒力. 且 两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触。已知从开始运动到两棒运动状态刚好稳定的过程中b棒的位移大小为x，则此过程中( ) A.同一时刻a棒的加速度大小等于b棒加速度大小 B.运动状态稳定时a棒做匀加速运动 C.运动状态稳定时b棒的速度大小为 D.α棒产生的焦耳热为 9.电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感、自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是( ) A.真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 B.互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量 C.自感现象是特殊的电磁感应现象，同-线圈加铁芯后线圈自感系数不变 D.磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做是利用电磁阻尼让摆动的指针快速停下来，微安表在运输时要把正负接线柱短接也是利用电磁阻尼，防止指针摆动过大损坏 10.如图所示为某种售货机硬币识别系统简图。虚线框内存在磁场，从入口A进入的硬币或非硬币沿斜面滚落，通过磁场区域后，由测速器测出其速度大小，若速度在某一合适范围，挡板B自动开启，硬币就会沿斜面进入接收装置；否则挡板C开启，非硬币进入拒绝通道。下列说法正确的是 ( ) A.磁场能使硬币的速度增加得更快 B.由于磁场的作用，硬币的机械能增大 C.硬币进入磁场的过程会受到磁场对它的阻力 D.如果没有磁场，硬币通过测速器时，测速器的示数会更大一些 11.如图所示，一长玻璃圆管内壁光滑、竖直放置。有一带正电的小球(可视为质点)，以速率 v₀沿逆时针方向从管口上端贴着管壁水平射入管内，经过一段时间后从底部离开圆管。若再次重复该过程，以相同速度 v₀进入管内，同时在此空间加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间均匀减小的磁场，小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到0。设运动过程中小球所带电量不变，空气阻力不计。以下说法正确的是( ) A.加磁场后小球在管中运动的时间等于没加磁场时的时间 B.加磁场后小球离开管口的速率等于没加磁场时的速率 C.加磁场后小球对玻璃管的压力一定不断增大 D.加磁场后，小球在玻璃管中运动时，小球与地球组成的系统机械能增加 12.如图甲所示，间距L=0.5m的平行光滑金属导轨固定在水平面内，左端用导线连接，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，一根长度也为L、电阻R=2Ω的金属棒放在导轨上，在平行于导轨向右、大小F=8N的恒力作用下向右运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直并接触良好，金属棒运动的加速度与速度的关系如图乙所示。不计导轨及左边导线电阻，导轨足够长，下列说法正确的是 ( A.金属棒的质量为5kg B.匀强磁场的磁感应强度大小为8T C.当F做功为5J时，通过金属棒横截面的电量为1.25C D.若某时刻撤去F，此后金属棒运动过程中加速度大小与速率的关系为 二、实验题(共2小题, 第13题10分, 第14题6分, 共16分) 13.(10分)用如图所示电路测定一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的内阻非常小，为防止调节滑动变阻器时造成短路，电路中用了一个定值电阻充当保护电阻R₀。除蓄电池、开关和足量导线外，还有下列仪器可供选择： A. 电流表 A₁(0~3A); 电流表A₂(0~0.6A); B. 电压表 V₁(0~3V); 电压表 V₂(0~15V); C. 滑动变阻器R₁(10Ω, 2A); 滑动变阻器. D. 定值电阻R₃(阻值2Ω, 额定功率5W); 定值电阻R₄(阻值10Ω, 额定功率10W)。 (1)实验时，滑动变阻器选 (选填R₁或R₂)，定值电阻选 (选填R₃或R₄)。 (2)请按图甲电路完善图乙实物的连线 。 (3)根据测得的数据得到如图所示的 U-I图线。由图可知，该电源的电动势. 内电阻 (结果均保留2位有效数字) 14.(6分)某学习小组利用砷化镓霍尔元件(载流子为电子)测量磁感应强度B，实验原理如图甲所示，匀强磁场垂直于元件的工作面，工作电源为霍尔元件提供霍尔电流 通过1、3测脚时，2、4测脚间将产生霍尔电压 (1)2、4测脚中电势低的是 (选填“2”或“4”) 测脚; (2)某次实验中，调节工作电压，改变霍尔电流，测出霍尔电压，实验数据如下表所示： 实验次数 1 2 3 4 5 IH/mA 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 UH/mV 41.5 83.1 144.8 166.4 208.1 在图乙坐标纸上标出以上5组数据对应的坐标点，然后画出 关系图像； (3)若测得图乙中 关系图像的斜率为k，若该元件沿电流方向单位长度中自由电子的个数为n，元件宽度为a，电子电荷量为e，则磁感应强度B= (用k，n，a，e等表示)。 三、计算题(第15题6分, 第16题6分, 第17题10分, 第18题14分, 共36分) 15.(6分)如图所示，某固定点电荷电场中有a、b两点，两点处电场强度方向与两者连线延长线的夹角均为30°，大小均为E，c点为 ab连线的中点，已知a、b两点间的距离为 静电力常量为k，求： (1)该点电荷的电荷量q，并确定其电性； (2)若将电荷量为-q₁的点电荷由a点沿直线移到b点的过程中，电场力做功最大值为W，求b、c两点之间的电势差 Ubc。 16.(6分)目前困扰5G发展的大难题之一是供电，5G基站单系统功耗为4kW(基站用电器功率)，信号覆盖半径约为100m，而在4G时代，基站单系统功耗仅为1kW，信号覆盖半径约为2km。如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%(变压器均视为理想变压器)。 (1)求输电线路中的电流； (2)高压变压器原、副线圈的匝数比； 17.(10分)如图所示为某种电磁缓冲车的结构示意图，其主要部件为缓冲滑块K和质量为m的缓冲车厢。在缓冲车的底板上安装着电磁铁，能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，沿车的轴线固定着两个光滑水平绝缘导轨 PQ、MN，可以在导轨内自由滑动的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，缓冲滑块K上绕有闭合的多匝矩形线圈，线圈的总电阻为R，匝数为n，ab边长为L，假设缓冲车和缓冲滑块以速度v₀与障碍物碰撞后，缓冲滑块 K立即停下，此后线圈与轨道的磁场作用力使缓冲车厢减速运动，从而实现缓冲，一切摩擦及空气阻力不计。 (1)求缓冲车厢减速过程中最大加速度的大小： (2)碰撞后缓冲车厢向前移动一段距离后速度为零，则此过程线图 中产生的焦耳热是多少； (3)缓冲车与障碍物碰撞后，要使导轨右端不碰到障碍物，则缓冲车与障碍物碰撞前，导轨右端与缓冲滑块K的 cd边距离至少多大。 18.(14分)微波炉中的磁控管是一种用来产生微波的电真空器件。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控制下，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波的目的。如图所示，MN、PQ为带电金属板，板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B。一束电子以平行于金属板的速度自O点射入复合场区域，恰好沿直线通过。O为MP中点，MP=2d，MN足够长，电子比荷为 不计电子重力及它们之间的相互作用。 (1)求电子沿直线经过两板间的速度大小； (2)若撤去电场，求电子打在金属板上的位置距所在金属板左端的距离x； (3)若电子进复合场的初速度不变，将电场强度变为 求电子在两板间运动的最大速度以及电子沿电场线方向上的最大位移。 学科网（北京）股份有限公司 $$