精品解析：山东省济宁市曲阜市2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试题

2024~2025学年度第二学期期中教学质量检测 高二物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求 1. 物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　） A. 甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B. 乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向周期性变化），稳定后接在cd端的表头示数始终为0 C. 丙图中，增大两盒间的加速电压可增大出射粒子的最大动能 D. 丁图中，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过通电导线周围产生的磁场实现的，故A错误； B．乙图中，若在ab的两端接上交流电源，则穿过线圈的磁场不断变化，磁通量不断变化，cd线圈中产生感应电流，接在cd端的表头示数不为0，故B错误； C．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，则有 可得粒子最大速度为 粒子最大动能为 可知粒子获得的最大动能与加速电压无关，故C错误； D．通过速度选择器的粒子，速度大小相等，其在磁场中满足 故打在底片上的位置与进入磁场的位置间距为 代入解得 即粒子打在底片上的位置，越靠近狭缝时，比荷越大，故D正确。 故选D。 2. 风能是一种清洁的可再生能源。小型风力交流发电机，其原理可以简化为图甲，发电机线圈电阻不计，外接电阻R，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（　　） A. 电压表的示数为V B. t＝0.1s时刻，线圈恰好转到图示位置 C. 通过电阻R的电流方向每秒改变10次 D. 若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿 【答案】B 【解析】 【详解】A．交变电流电压表的示数应该为交变电压的有效值，正弦式交变电压的有效值为 所以电压表的示数为12V,故A错误； B．时，线圈的电动势最大，此时线圈应处于中性面的垂直面，即线圈与磁感线平行，故B正确； C．交变电流在一个周期内，电流方向改变两次，故电流方向改变次数次，故C错误； D．交变电流的峰值为,而电容器的电压为12V，故交变电流的峰值大于电容器的电压，电容器会被击穿。 故选B。 3. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 A. 开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C. 开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同 D. 开关断开时、立即熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．开关闭合时，、马上变亮，因线圈自感而缓慢变亮；开关闭合后，当电路稳定时，自感线圈相当于导线，故、亮度相同，在干路，故最亮；故AB错误，C正确； D．开关断开时立即熄灭，、因线圈断电自感而缓慢熄灭，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，两个相同的弹簧测力计下方竖直悬挂通电线框，线框放在以虚线为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。已知的长度为L，通过的电流大小为I，电流方向为，两弹簧测力计的示数均为。仅将电流反向，两弹簧测力计的示数均为。电流产生的磁场忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 和不受安培力 B. 两次弹簧测力计示数 C. 通电线框的质量 D. 匀强磁场的磁感应强度大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．和都受安培力，它们受到的安培力大小相等、方向相反，选项A错误； BCD．电流反向前，根据左手定则，可知边的安培力方向竖直向上，根据线框的平衡有 电流反向后，根据左手定则，可知边的安培力方向竖直向下，根据线框的平衡有 解得， 选项C正确，BD错误。 故选C。 5. 如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力是自身受到的重力大小的倍，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，由 解得 物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力 此时物块受到向上的洛伦兹力 物块第二次经过圆槽最低点时，物块在半圆槽内做往复运动，此时物块受到向下的洛伦兹力 联立解得 故选A。 6. 如图所示，平面内固定一导轨，右侧有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，左侧固定一个椭圆导线框。现将导体棒置于导轨上并给其一个向右的初速度，则在导轨运动的过程中（　　） A. 导体棒端电势高于端 B. 导体棒受到水平向右的安培力 C. 中有逆时针方向的感应电流 D. 受到水平向右的安培力 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，导体棒中的电流方向从b到a，故导体棒端电势低于端，A错误； B．根据右手定则可知，导体棒ab中的电流方向从b到a，结合左手定则可知，导体棒受到的安培力水平向左，B错误； C．MN中的电流方向由M到N，由安培定则可知，椭圆导线框S所在处的磁场方向垂直纸面向里，结合上述分析可知导体棒ab向右做减速运动，则产生的感应电流减小，所以椭圆导线框S所在处的磁感应强度向里减小，由楞次定律可知，S中有顺时针方向的感应电流，C错误； D．由于椭圆导线框S处于垂直向里的磁场中，且椭圆导线框中的感应电流为顺时针，根据左手定则可知，受到水平向右的安培力，D正确。 故选D。 7. 排污管道对于一个城市的正常运转是不可或缺的。管道中的污水通常含有大量的正负离子。如图所示，管道内径为d，污水流速大小为v，方向水平向右。现将方向与管道横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段管道，磁感应强度大小为B，M、N为管道上的两点，当污水的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. M点电势低，N点电势高 B. M、N间电势差与污水流速无关 C. 由于沉淀物导致管道内径变小时，污水流速变小 D. 由于沉淀物导致管道内径变小时，M、N间的电势差变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，带正电的粒子所受洛伦兹力向上，则M点电势高，N点电势低，故A错误; B．温度后满足 得，即M、N间电势差与污水流速有关，故B错误； C．由于污水流量一定，根据 当沉淀物导致管道内径变小时，S变小，则污水流速变大，故C错误； D．由于沉淀物导致管道内径变小时，根据 故M、N间的电势差U变大，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子从C点射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 【答案】BC 【解析】 【详解】A．带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误； BC．粒子从C点射出，如图乙所示 根据几何关系可得 解得 则粒子轨迹对应的圆心角的正弦值为 则 粒子在磁场中运动的时间为 故BC正确； D．由，可知 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示 粒子从AB边射出时的圆心角相同，根据 可知粒子在磁场中运动的周期相等，则其在磁场中运动的时间相同，故D错误。 故选BC。 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 9. 据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变小 C. 电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 甲图的时刻应该对应乙图中的0.5至1s时间段内 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，线圈中磁场的方向向下，故A正确； B．电容器正在放电，两极板电荷量在减少，极板间电场强度正在变小，故B正确； C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增大，故C错误； D．该过程为放电过程，线圈中的电流越来越大，甲图的时刻应该对应乙图中的0至0.5s时间段内，故D错误。 故选AB。 10. 如图所示的交变电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，各表均为理想电表，为热敏电阻，电阻值随温度的升高而减小，现在MN间接有有效值恒定的交流电压，已知，当环境温度降低时，、、、示数变化量的大小分别为、、、。则下列说法正确的是（　　） A. 的示数减小、的示数增大 B. 的示数增大、的示数减小 C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．变压器等效电阻 当环境温度降低时，增加，可知R等变大，则根据 可知初级电流I1减小，则次级电流I2减小；R1电压减小，则U1变大，则次级电压U2变大，则选项A正确，B错误； C．因 可得 选项C错误； D．因 可得 而 可知 可得 选项D正确。 故选AD。 11. 如图所示，宽度的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里。一正方形导线框，从距磁场上边界高度处自由下落，下落过程中线框边始终与磁场边界平行，其下边刚进入磁场和刚离开磁场时的速度相同。已知线框质量，边长，电阻，取。则（　　） A. 线框刚进入磁场时线框中有顺时针方向的电流 B. 线框完全离开磁场时的速度为 C. 线框在穿越磁场过程中产生的热量为 D. 线框穿越整个磁场所用时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知电流方向为逆时针，故A错误； B．设线框刚进入磁场和即将离开磁场时的速度相等，设为，则 根据题意，线框恰好完全离开磁场和恰好完全进入磁场时的速度相等，设为，由题意可知线框从完全进入磁场到即将离开磁场过程中只受重力，则有 可得 故B正确； C．由能量守恒可得 解得 故C错误； D．线框进入和离开磁场的过程所用时间相同设为t，则在线框进入或离开磁场过程中的一段极短的时间内，根据动量定理有  其中 代入且两边对时间求和得 解得 完全进入磁场到刚要离开磁场所用时间设为，根据 解得 故总时间为 故D正确。 故选BD。 12. 如图，水平放置长为d的方筒，横截面是边长为a的正方形，P点为方筒左侧面的中心，Q点为右侧面的中心，筒内有磁感应强度为B，方向与PQ连线平行的水平匀强磁场。粒子源在P点向PQ所在的竖直面内多个方向发射质量为m，电荷量为+q的带电粒子，所有粒子速度v的水平分速度大小均为，最终所有带电粒子均能从Q点射出方筒，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列关于粒子运动的说法中正确的是（　　） A. 磁感应强度B的最小值为 B. 磁感应强度B的最小值为 C. 磁感应强度B为最小值时，粒子速度v与PQ连线最大夹角的正切值为 D. 磁感应强度B为最小值时，粒子速度v与PQ连线最大夹角的正切值为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．带电粒子在匀强磁场中运动时，将其分解为沿水平方向的匀速直线运动和在竖直面内的匀速圆周运动，设带电粒子入射时沿竖直方向的分速度大小为，由带电粒子在水平方向做匀速直线运动得 在竖直面内，设带电粒子做圆周运动的半径为r，周期为T，易得 则有，联立得，当n=1时，B有最小值，可得，故A正确，B错误； CD．将粒子的速度分解，如图所示 有 当tanθ有最大值时，取得最大值，此时 又， 联立可得此时，故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 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）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是（　　） A. 演绎法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （2）以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 学生电源 B. 干电池 C. 直流电压表 D. 多用电表 （3）考虑变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比之间的关系为_______（选填“＞”、“＝”或者“＜”）。 【答案】（1）B （2）AD （3）> 【解析】 【小问1详解】 保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，所用的探究方法是控制变量法。故B正确，ACD错误。 故选B。 【小问2详解】 实验中需要交流电源和多用电表，不需要干电池和直流电压表。故AD正确，BC错误。 故选AD。 【小问3详解】 根据变压器原理可知，原副线圈两端电压之比等于原副线圈匝数之比，即变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比，实验中由于变压器的铜损、磁损和铁损，导致变压器的铁芯损失一部分能量，所以副线圈上的电压的实际值一般略小于理论值，所以原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。 14. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。 （1）如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有________（填字母）。 A. 开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出 B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 D. 开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 （2）如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向上移动一小段距离，出现的现象是________（填字母）。 A. 红灯短暂发光、黄灯不发光 B. 红灯、黄灯均不发光 C. 红灯不发光、黄灯短暂发光 D. 两灯交替短暂发光 （3）如图3所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向________（选填“向左”或“向右”或“不”）运动 【答案】（1）C （2）A （3） ①. 逆时针 ②. 向右 【解析】 【小问1详解】 将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针向右偏转，则 A．开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转，选项A错误； B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动时，电阻变大，线圈A中电流减小，则穿过B的磁通量减小，则指针向左偏转，选项B错误； C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变小，线圈A中电流变大，则穿过B的磁通量变大，则指针向右偏转，选项C正确； D．开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出时，磁通量减小，则指针向左偏转，选项D错误； 故选C。 【小问2详解】 条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下减少，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由下到上，则红光二极管导通，黄光二极管截止，则红灯短暂发光、黄灯不发光。 故选A。 【小问3详解】 [1][2]当光照增强时，R电阻减小，则回路电流变大，穿过金属环A的磁通量向右增加，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针，根据 “来拒去留”可知，金属环A将向向右运动。 15. 如图所示，匝数N=1000匝、截面积S=1.0×10-2m、电阻r=0.5Ω的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1，其变化率k=0.4T/s。线圈通过开关S连接两根间距L=50cm、倾角θ=30°的平行金属导轨，下端连接阻值R=1Ω的电阻。一根阻值R0=1Ω、质量m=4×10-2kg的导体棒ab垂直放置于导轨上。在平行金属导轨区域内仅有垂直于导轨平面向上的不随时间变化的匀强磁场B2。接通开关S后，导体棒ab恰好能静止在金属导轨上。假设导体棒ab与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻，重力加速度g取10m/s2。求： （1）导体棒ab所受安培力F的大小； （2）磁感应强度B2的大小。 【答案】（1）F=0.2N （2） 【解析】 【小问1详解】 导体棒恰好静止在滑轨上，对导体棒受力分析如图所示 有 解得 F=0.2N 【小问2详解】 线圈中产生的感应电动势 解得 E=4V； 外电路为导体棒和电阻R并联， 导体棒两端的电压 流过导体棒的电流 由 可得 16. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积S=0.02m2，匝数N=100匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻R=2Ω，输电功率保持P=400W不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。从图示位置开始计时。 （1）写出感应电动势随时间变化的关系式； （2）若用户得到的功率为350W，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值 感应电动势的瞬时表达式为 代入数据可得 【小问2详解】 由输电功率P=400W，用户得到的功率 可知导线消耗的功率 导线上的电流满足 即 因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以 升压变压器 原线圈中的电流I满足关系P = UI 即 升压变压器 原线圈中的电流I和副线圈中的电流 的关系为 所以 17. 如图所示，和是两条足够长、相距为的平行金属导轨，左侧圆弧轨道表面光滑，右侧水平轨道表面粗糙，并且右侧空间存在一竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。在左侧圆弧轨道上高为处垂直导轨放置一导体棒AB，在右侧水平轨道上某位置垂直导轨放置另一导体棒CD。已知AB棒和CD棒的质量分别为和，接入回路部分的电阻均为，棒与水平轨道间的动摩擦因数为，圆弧轨道与水平轨道平滑连接且电阻不计。现将AB棒由静止释放，让其沿轨道下滑并进入磁场区域，最终在棒CD左侧距处停下，此过程中CD棒因摩擦一直处于静止状态。重力加速度为，求： （1）AB棒刚进入磁场时AB两端的电压； （2）AB棒从进入磁场到最终停止运动的过程中流过CD棒的电荷量； （3）若水平轨道光滑，求AB棒从开始运动到最终达到稳定状态的过程中所产生的热量以及为使两棒不相碰，棒CD初始位置与的最小距离。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 AB棒下滑过程，根据动能定理有 解得 AB棒刚进入磁场时，产生的电动势为E=BLv 回路中的感应电流为 AB棒两端的电压大小为 AB为一个等效电源，根据右手定则可知 可知 解得 【小问2详解】 从AB棒进入磁场到停止运动过程中，感应电动势的平均值 根据电流的定义式有 根据闭合电路欧姆定律有 解得 【小问3详解】 若水平轨道光滑，AB棒与CD棒构成的系统动量守恒，最终达到共速，设其为v共，则有 根据能量守恒定律有 AB棒产生的热量 解得 双棒均运动时，感应电动势的平均值 感应电流的平均值 对CD棒进行分析，根据动量定理有 结合上述解得 为使两棒不相碰，棒CD初始位置与的最小距离 解得 18. 如图（a）所示，在空间有一圆形区域磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向外，圆与轴相切于原点，平行于轴且与圆相切于点的电场边界MN下方有沿轴正方向的匀强电场，在空间有垂直纸面的随时间周期性变化的磁场随时间变化如图（b）所示，其中已知，垂直纸面向外为正方向。足够长的挡板PQ垂直于轴放置，挡板可沿轴左右平移。质量为，电荷量为）的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向进入匀强电场，并从点进入圆形区域磁场，接着从原点进入第一象限（此时）。已知两点沿轴方向的距离为，沿轴方向的距离为，不计粒子重力，不考虑磁场变化产生的感应电场。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子在圆形区域磁场内的运动时间； （3）若粒子恰好能垂直击中挡板，则挡板距离轴的距离应满足的关系。 【答案】（1）； （2）； （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，有① 水平方向，有② 竖直方向，有③ 联立解得 【小问2详解】 粒子从到过程，由动能定理，有④ 解得粒子在点的速度 粒子在点时，速度与轴正方向的夹角满足⑤ 故 粒子从点运动到点，如图所示，根据几何关系可知粒子在圆形磁场内运动的圆弧轨迹所对圆心角为 粒子做圆周运动，有 ⑦ ⑧ 联立解得粒子在圆形磁场运动的时间 【小问3详解】 粒子到达点时速度大小为，与轴正方向夹角，在第1、4象限内，磁感应强度为和时粒子做圆周运动的半径为和，周期为和，则 ⑨ ⑩ 联立解得 通过计算和对比图像可以发现，粒子运动轨迹为圆心角、半径和的圆弧交替变化的周期性运动，如图所示。由几何关系可知，若要粒子能够垂直击中挡板，则 ⑪ 或者 联立解得 或者 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年度第二学期期中教学质量检测 高二物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求 1. 物理学是一门以实验为基础的学科，物理从生活中来又到生活中去。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（　　） A. 甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的 B. 乙图中，若在ab的两端接上交流电源（电流的大小和方向周期性变化），稳定后接在cd端的表头示数始终为0 C. 丙图中，增大两盒间的加速电压可增大出射粒子的最大动能 D. 丁图中，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 2. 风能是一种清洁的可再生能源。小型风力交流发电机，其原理可以简化为图甲，发电机线圈电阻不计，外接电阻R，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（　　） A. 电压表的示数为V B. t＝0.1s时刻，线圈恰好转到图示位置 C. 通过电阻R的电流方向每秒改变10次 D. 若将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿 3. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是 A. 开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮 B. 开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同 C. 开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同 D. 开关断开时、立即熄灭 4. 如图所示，两个相同的弹簧测力计下方竖直悬挂通电线框，线框放在以虚线为边界的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。已知的长度为L，通过的电流大小为I，电流方向为，两弹簧测力计的示数均为。仅将电流反向，两弹簧测力计的示数均为。电流产生的磁场忽略不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 和不受安培力 B. 两次弹簧测力计示数 C. 通电线框的质量 D. 匀强磁场的磁感应强度大小 5. 如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力是自身受到的重力大小的倍，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，平面内固定一导轨，右侧有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，左侧固定一个椭圆导线框。现将导体棒置于导轨上并给其一个向右的初速度，则在导轨运动的过程中（　　） A. 导体棒端电势高于端 B. 导体棒受到水平向右的安培力 C. 中有逆时针方向的感应电流 D. 受到水平向右的安培力 7. 排污管道对于一个城市的正常运转是不可或缺的。管道中的污水通常含有大量的正负离子。如图所示，管道内径为d，污水流速大小为v，方向水平向右。现将方向与管道横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段管道，磁感应强度大小为B，M、N为管道上的两点，当污水的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. M点电势低，N点电势高 B. M、N间电势差与污水流速无关 C. 由于沉淀物导致管道内径变小时，污水流速变小 D. 由于沉淀物导致管道内径变小时，M、N间的电势差变大 8. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为的带电粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子从C点射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，其在磁场中运动的时间越短 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 9. 据工信部2024年3月25日发布的数据显示，截至今年2月末，中国5G基站总数达350.9万个，5G移动电话用户达8.51亿户，占移动电话用户的48.8%。5G无线信号是由LC振荡电路产生的，该电路某时刻的工作状态如图甲所示，其电流变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变小 C. 电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 甲图的时刻应该对应乙图中的0.5至1s时间段内 10. 如图所示的交变电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，各表均为理想电表，为热敏电阻，电阻值随温度的升高而减小，现在MN间接有有效值恒定的交流电压，已知，当环境温度降低时，、、、示数变化量的大小分别为、、、。则下列说法正确的是（　　） A. 的示数减小、的示数增大 B. 的示数增大、的示数减小 C. D. 11. 如图所示，宽度的区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直纸面向里。一正方形导线框，从距磁场上边界高度处自由下落，下落过程中线框边始终与磁场边界平行，其下边刚进入磁场和刚离开磁场时的速度相同。已知线框质量，边长，电阻，取。则（　　） A. 线框刚进入磁场时线框中有顺时针方向的电流 B. 线框完全离开磁场时的速度为 C. 线框在穿越磁场过程中产生的热量为 D. 线框穿越整个磁场所用时间为 12. 如图，水平放置长为d的方筒，横截面是边长为a的正方形，P点为方筒左侧面的中心，Q点为右侧面的中心，筒内有磁感应强度为B，方向与PQ连线平行的水平匀强磁场。粒子源在P点向PQ所在的竖直面内多个方向发射质量为m，电荷量为+q的带电粒子，所有粒子速度v的水平分速度大小均为，最终所有带电粒子均能从Q点射出方筒，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列关于粒子运动的说法中正确的是（　　） A. 磁感应强度B的最小值为 B. 磁感应强度B的最小值为 C. 磁感应强度B为最小值时，粒子速度v与PQ连线最大夹角的正切值为 D. 磁感应强度B为最小值时，粒子速度v与PQ连线最大夹角的正切值为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 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）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是（　　） A. 演绎法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （2）以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 学生电源 B. 干电池 C. 直流电压表 D. 多用电表 （3）考虑变压器工作时有能量损失，实验测得的原、副线圈的电压比与原、副线圈的匝数比之间的关系为_______（选填“＞”、“＝”或者“＜”）。 14. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行的实验。 （1）如图1所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则下列甲同学操作中同样能使指针向右偏转的有________（填字母）。 A. 开关闭合后将A线圈的铁芯迅速拔出 B. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动 C. 开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动 D. 开关闭合后将A线圈迅速从B线圈中拔出 （2）如图2所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向上移动一小段距离，出现的现象是________（填字母）。 A. 红灯短暂发光、黄灯不发光 B. 红灯、黄灯均不发光 C. 红灯不发光、黄灯短暂发光 D. 两灯交替短暂发光 （3）如图3所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为________（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将向________（选填“向左”或“向右”或“不”）运动 15. 如图所示，匝数N=1000匝、截面积S=1.0×10-2m、电阻r=0.5Ω的线圈内有方向垂直于线圈平面向上的随时间均匀增加的匀强磁场B1，其变化率k=0.4T/s。线圈通过开关S连接两根间距L=50cm、倾角θ=30°的平行金属导轨，下端连接阻值R=1Ω的电阻。一根阻值R0=1Ω、质量m=4×10-2kg的导体棒ab垂直放置于导轨上。在平行金属导轨区域内仅有垂直于导轨平面向上的不随时间变化的匀强磁场B2。接通开关S后，导体棒ab恰好能静止在金属导轨上。假设导体棒ab与导轨接触良好，不计摩擦阻力和导轨电阻，重力加速度g取10m/s2。求： （1）导体棒ab所受安培力F的大小； （2）磁感应强度B2的大小。 16. 如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积S=0.02m2，匝数N=100匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的OO'轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻R=2Ω，输电功率保持P=400W不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。从图示位置开始计时。 （1）写出感应电动势随时间变化的关系式； （2）若用户得到的功率为350W，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 17. 如图所示，和是两条足够长、相距为的平行金属导轨，左侧圆弧轨道表面光滑，右侧水平轨道表面粗糙，并且右侧空间存在一竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。在左侧圆弧轨道上高为处垂直导轨放置一导体棒AB，在右侧水平轨道上某位置垂直导轨放置另一导体棒CD。已知AB棒和CD棒的质量分别为和，接入回路部分的电阻均为，棒与水平轨道间的动摩擦因数为，圆弧轨道与水平轨道平滑连接且电阻不计。现将AB棒由静止释放，让其沿轨道下滑并进入磁场区域，最终在棒CD左侧距处停下，此过程中CD棒因摩擦一直处于静止状态。重力加速度为，求： （1）AB棒刚进入磁场时AB两端的电压； （2）AB棒从进入磁场到最终停止运动的过程中流过CD棒的电荷量； （3）若水平轨道光滑，求AB棒从开始运动到最终达到稳定状态的过程中所产生的热量以及为使两棒不相碰，棒CD初始位置与的最小距离。 18. 如图（a）所示，在空间有一圆形区域磁场，磁感应强度为，方向垂直纸面向外，圆与轴相切于原点，平行于轴且与圆相切于点的电场边界MN下方有沿轴正方向的匀强电场，在空间有垂直纸面的随时间周期性变化的磁场随时间变化如图（b）所示，其中已知，垂直纸面向外为正方向。足够长的挡板PQ垂直于轴放置，挡板可沿轴左右平移。质量为，电荷量为）的粒子从电场中的点以速度沿轴正方向进入匀强电场，并从点进入圆形区域磁场，接着从原点进入第一象限（此时）。已知两点沿轴方向的距离为，沿轴方向的距离为，不计粒子重力，不考虑磁场变化产生的感应电场。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子在圆形区域磁场内的运动时间； （3）若粒子恰好能垂直击中挡板，则挡板距离轴的距离应满足的关系。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $