海南省白沙黎族自治县白沙中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

2024-2025学年度第二学期高二年级期中考试物理科 考试时间：90分钟； 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．广播电台发射的中波无线电信号、家用微波炉中的微波、可见光、人体透视用的X光都是电磁波，设它们的频率分别是、、、，则（　　） A． B． C． D． 2．我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（　　） A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流 C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定 3．把如图所示的交变电流通过定值电阻R，经过一个周期T，产生的热量是多少：（   ） A． B． C． D． 4．如图所示是显像管的原理示意图，图中虚线框区域中有垂直于纸面的磁场，该磁场会使电子枪射出的速率相同的高速电子束发生偏转，最后电子打在荧光屏上，电子重力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．磁场对电子的磁场力对电子做正功或负功 B．电子经过偏转磁场时，做类平抛运动 C．电子打到荧光屏上不同位置的速度大小相等 D．若电子束打在点，则偏转磁场垂直纸面向外 5．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（   ）   A．P与Q同时熄灭 B．P比Q先熄灭 C．Q闪亮后再熄灭 D．P闪亮后再熄灭 7．如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（   ） A．原线圈两端电压的有效值为 B．副线圈中电流的有效值为0.5A C．原、副线圈匝数之比为1∶4 D．原线圈的输入功率为12W 8．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．发电机输出的电流 B．输电线上的电流 C．降压变压器的匝数比 D．用户得到的电流 二、多选题 9．下列四幅图中的现象说法正确的是（   ） A．甲图，赫兹利用该装置验证了电磁波存在 B．乙图，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反 C．丙图，磁块在平行于轴线的裂缝铝管中由静止开始下落做自由落体运动 D．丁图，电子感应加速器中，磁场作用力使电子做加速运动 10．用麦克斯韦的电磁场理论判断，图中表示电场（或磁场）产生磁场（或电场）的正确图像是（　　） A． B． C． D． 11．如图所示，电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，现使磁铁开始自由下落，在N极靠近线圈上端的过程中，关于流过电阻R的电流方向和电容器C极板的带电情况是（　　） A．流过电阻R的电流方向由a→b B．流过电阻R的电流方向由b→a C．电容器C上极板带正电 D．电容器C下极板带正电 12．为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈的磁场能为零 B．时刻，电容器带电量最大 C．过程，电容器带电量逐渐增大 D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 13．如图所示，一矩形闭合金属线框绕垂直匀强磁场的轴以角速度匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度，线框匝数匝，面积，电阻为。从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法中正确的是（　　）。 A．在图示位置时线框中的感应电流为0 B．线框中的感应电流的方向在内改变100次 C．线框匀速转动产生的电动势瞬时值表达式为 D．线框在一分钟内产生的焦耳热是 三、实验题 14．某实验小组用图示电路测量匀强磁场的磁感应强度。实验器材如下：边长为L、匝数为N的正方形线圈（a、b为引出端）一个，天平一台，各种质量砝码若干，直流电源一个，灵敏电流计一个，定值电阻一个，开关、导线等若干。实验步骤如下： （1）将线圈悬挂在天平右臂，添加合适质量的砝码，使天平平衡，将a与c连接、b与d连接，闭合开关S，记录 （填物理量名称及符号），添加合适质量的砝码，使天平再次平衡； （2）断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平的 （选填“左盘”“右盘”）中放入质量为的砝码，仍旧使天平平衡； （3）已知重力加速度大小为g，则磁感应强度的大小为 （用上述物理量表示）。 15．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．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法 （2）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是 。 A．整块硅钢铁芯      B．整块不锈钢铁芯     C．绝缘的铜片叠成    D．绝缘的硅钢片叠成 （3）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （填“多”或“少”）。 （4）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过 。（填字母） A．2V     B．12V   C．50V （5）第一组同学将变压器正确组装好，如图乙所示。连接到图乙中的电源，闭合电源开关，发现原线圈两端电压传感器有示数，但无论如何调节电源的电压旋钮，副线圈两端电压传感器均无示数，经检查导线和各连接处均无断路，则最可能的原因是_______。 A.接入的电源电压不够大        B.连接了电源ab间的直流电 C.副线圈匝数太少 （6）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 。（填字母） A．1.5V    B．6.0V      C．7.0V （7） 实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为 。 A．原、副线圈上通过的电流发热     B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．变压器铁芯漏磁                  D．原线圈输入电压发生变化 四、解答题 16．如图，水平U形光滑框架，宽度为1m，电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=0.2kg、电阻R=0.5Ω，匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，方向垂直框架向上。现用F=1N的外力由静止开始向右拉ab棒，当ab棒向右运动的距离为d=0.5m时速度达到2m/s，求此时： （1）ab棒产生的感应电动势的大小； （2）ab棒的电流； （3）ab棒所受的安培力； 17．如图所示，矩形线圈的匝数N为100，线圈为边长L是0.1m的正方形，线圈电阻r为1Ω，在磁感应强度B为2T的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω为5rad/s匀速转动，外电路电阻R为4Ω，（不计转动中的一切摩擦），求： （1）感应电动势的最大值； （2）在线圈由图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量q； （3）线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热Q。 18．如图，仅在第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，一个带负电的微粒a从坐标处射入磁场，射入方向与y轴正方向夹角为45°，经时间t与静止在坐标处的不带电微粒b发生碰撞，碰后瞬间结合为微粒c，碰撞过程电荷量不发生变化。已知a、b质量相同（重力均不计），求： (1)碰后c的轨迹半径大小； (2)c在磁场中运动的时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A A C A D B C AB BC 题号 11 12 13 答案 BC AD BD 1．B 【详解】电磁波按频率从小到大的顺序为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线（X射线）、伽马射线（γ射线），则 故选B。 2．A 【详解】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变交流再降压，故A正确，B错误； C．1100kV指的是交流电的有效值，故C错误； D．输电的功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D错误。 故选A。 3．A 【详解】根据电流的热效应可得交变电流通过定值电阻R，经过一个周期T，产生的热量是：，故A正确，BCD错误． 4．C 【详解】AC．磁场的洛伦兹力对电子不做功，电子打到荧光屏上不同位置的速度大小相等，A错误，C正确； B．电子经过偏转磁场时，洛伦兹力始终与速度垂直，方向一直在变，电子不做类平抛运动，B错误； D．电子带负电，根据左手定则，偏转磁场垂直纸面向里，D错误。 故选C。 5．A 【详解】该装置的原理是利用电磁阻尼。薄板出现扰动时，穿过薄板表面的磁通量如果发生变化，就会产生感应电流，薄板就会受到安培力作用，安培力总是阻碍导体相对磁场的运动，从而使薄板尽快停下来。 A．薄板上、下、左、右运动时，磁通量都会发生变化，所以都会产生感应电流，所以都会受到安培力作用而很快停下来，故A正确； B．薄板只有向左运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故B错误； C．板只有向左运动较大距离时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上向下和向右运动时，则不会产生感应电流，故C错误； D．薄板只有向左、向右运动时，磁通量才会发生变化，才会产生感应电流，进而受到安培力作用而很快停下来，而向上、向下运动时，则不会产生感应电流，故D错误。 故选A。 6．D 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。 故选D。 7．B 【详解】A．由题图知，原线圈电压最大值为，则原线圈两端电压的有效值为 故A错误； B．灯泡正常发光，由P = UI得，副线圈中电流有效值为 故B正确； C．由理想变压器电压与匝数关系可知 故C错误； D．理想变压器没有能量损失，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则原线圈的输入功率 P1 = PL = 3W 故D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．根据电功率公式 发电机输出电流 A错误； B．输电线上损失功率，由 可得 故B错误； C．降压变压器原副线圈得到的功率为 P4=P-P线=95kW 根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得 C正确； D．用户得到的功率为，用户得到的电流 D错误。 故选C。 9．AB 【详解】A．甲图，赫兹利用该装置验证了电磁波存在，故A错误； B．乙图，根据楞次定律和右手螺旋定则可知，闭合和断开开关瞬间，电流表指针偏转方向相反，故B正确； C．丙图，铝管虽然有裂缝，但磁块在下落时，在铝管上仍会产生感应电流，感应电流的磁场反过来对磁块的运动形成电磁阻尼，所以，磁块在平行于轴线的裂缝铝管中由静止开始下落并不是自由落体运动，故C错误； D．丁图，电子感应加速器中，变化的磁场产生的感生电场使电子做加速运动，故D错误。 11．BC 【详解】A．A图中的左图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，A图是错误的； B．B图中的左图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，所以B图正确； C．C图中的左图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差，C图是正确的； D．D图中的作图时振荡的电场，它能产生同频率的振荡磁场，且相位相差，D图是错误。 故选BC。 12．AD 【详解】当磁铁N极向下运动时，导致向下穿过线圈的磁通量变大，由楞次定律可得，感应磁场方向与原来磁场方向相反，再由安培定则可得感应电流方向沿线圈盘旋而下，由于线圈相当于电源，则流过R的电流方向是从a到b，对电容器充电下极板带正电。 故选AD。 13．BD 【详解】A．时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，A错误； B．时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确； C．过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，C错误； D．由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D正确。 故选BD。 10．BC 【详解】A．在图示位置时为中性面的垂面，线框边框垂直切割磁感线，感应电动势最大，感应电流最大，故A错误。 B．角速度，可知周期 一个周期内感应电流的方向改变2次，故线框中的感应电流的方向在内改变100次， C．线框匀速转动产生的电动势的峰值为 线圈平面与磁场方向平行时开始计时，所以线框匀速转动产生的电动势瞬时值表达式为 故C正确； D．电动势有效值为 线框在一分钟内产生的焦耳热是 故D错误； 14． 灵敏电流计的读数I 右盘 【详解】（1）[1]实验中闭合开关S，应记录灵敏电流计的读数I； （2）[2]断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，由左手定则可知闭合开关后线框所受的安培力向上，应在天平的右盘中放入合适质量的砝码，才能使天平平衡； （3）[3]断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平的右盘中放入质量为的砝码使天平再次平衡，由平衡条件可知 解得 15． A D 少 B B C D 【详解】（1）[1] 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。探究两个变量之间的关系时保持其他变量不变，这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法. 故选A。 （2）[2] 观察变压器的铁芯，由于涡流在导体中会产生热量，所以它的结构是绝缘的硅钢片叠成，故D正确，ABC错误； 故选D。 （3）[3] 观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据 可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。 （4）[4] 为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V； 故选B。 （5）原线圈通直流电，副线圈没有感应电流 [6] 若是理想变压器，则由 原线圈的“0”和“8”两个接线柱，用电表测得副线圈的 “0”和“4“两个接线柱原副线圈匝数比2：1，副线圈电压为3V，则原线圈的电压为6V，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈的电压可能大于6V，可能为7V。 故选C。 （7） AB．原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，故AB不符合题意； C．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，故C不符合题意； D．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D符合题意。 故选D。 16．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据导体棒切割磁感线的电动势为 （2）由闭合电路欧姆定律得回路电流为 根据右手定则可知电流方向由a流向b。 （3）ab受安培力为 根据左手定则可知安培力的方向水平向左。 17．（1）10V；（2）0.4C；（3） 【详解】（1）产生的感应电动势的最大值为 （2）产生的平均感应电动势为 形成的平均感应电流为 流过电阻的电荷量 联立以上代入数据解得 （3）产生的交流电的有效值 回路中的电流 转动一周的时间为 电阻R产生的热量 18．(1) (2) 【详解】（1）a粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得 由几何关系a、b两粒子碰后瞬间结合为微粒c，碰撞前后系统动量守恒，由动量守恒定律可知 碰撞后动量大小、电荷量都不变，说明c粒子轨迹半径和a粒子轨迹半径相同，运动轨迹如图所示 则碰后C的半径也为 （2）a粒子运动时间 c在磁场中运动的时间为，所以运动时间为 联立可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$