上海市三林中学2024-2025学年高二下学期期中教学质量检测物理试题（拓展）

三林中学2024学年第二学期期中教学质量检测 高二物理（拓展） 注意事项： 1．试卷共6页，满分100分，考试时间60分钟。 2．标记“简答”和“计算”的问题，必须给出必要的文字说明和计算步骤。 一、运动之量（共10分） 16世纪末，许多哲学家认为，宇宙间运动的总量是不会减少的，运动的总量应该是守恒的。牛顿支持该观点，他写道：“运动之量，以速度及物质之量联合度之”。 1.（2分）以下各种运动中，物体的动量不会改变的是（ ） A. 匀速圆周运动 B. 自由落体运动 C. 平拋运动 D. 匀速直线运动 2.（4分）质量为2kg的物体在合力的作用下由静止开始运动，合力F随时间t变化的图像如图所示，则物体在4s内动量的变化量为_______kgm/s,3s末的速度为_______m/s. 3.（4分）一小球从空中以一定的初速度水平抛出，不计空气阻力，则小球动量改变量与运动时间t和下落高度h的关系图像中，可能正确的是 （ 　） A. B. C. D. 二、研究电磁感应现象（共20分） 1831年法拉第发现了电磁感应现象，并发明了世界上第一台发电机。1834年楞次发现了楞次定律，他们的发现永远改变了人类文明的进程。 4.在“探究电磁感应现象”的实验中。 （1）(4分）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________ （A.a B.b C.c），M连接到________（A.a B.b C.c)。 （2）（2分）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断（ ）。 A.线圈A向上移动，能引起灵敏电流计指针向左偏转 B.当断开开关时，能引起灵敏电流计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，电流计指针都静止在中央 D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向 （3）（2分）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的______________________（选填A.磁通量 B.磁通量的变化 C. 磁通量的变化率）第二次比第一次的大。 5.（4分）如图所示，某教室墙上有一朝北的钢窗，从室内学生的角度看，学生推开窗户时，穿过窗户的地磁场的磁通量变化为______（A.增大 B.减小），从学生的角度看，窗框中的感应电流方向______（A.顺时针 B.逆时针）。 6. （4分）如图所示，有两个在同一平面内的圆形导线框a、b，则下列哪种情况能使导线框b中产生感应电流 （ ） A.先闭合K1，再闭合K2 的瞬间 B. K1、K2同时闭合的瞬间 C.先闭合K2，再闭合K1的瞬间 D.将K1、K2都闭合，先断开K2，再断开K1 7.（4分）(多选)如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度ω绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，R1＝，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是(　　) A.通过R1的电流方向为自下而上 B．感应电动势大小为2Br2ω C.理想电压表的示数为Br2ω D．理想电流表的示数为 三、生活中的电磁现象（共24分） 安检门可以通过感应电流来检查旅客是否随身携带金属物品。自感涡流、变压器和交流发电机都是电磁感应的实际应用。 8.（4分） 关于涡流，下列说法中错误的是（　　） A. 真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B. 家用电磁炉是利用涡流使锅体发热的 C. 阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动 D. 变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大涡流 9.（4分） “西电东输”为了减少输电线上的电能损耗，需要采用高压输电。水电站输出的功率不变，输出电压提高为原来的20倍，则输电导线上的电能损耗将减小为原来的（　　） A. B. C. D. 10.(4分）光敏电阻是利用半导体制成的一种电阻，其阻值随光照强度增加而变小。某同学设计如图所示的自动控制电路，其中是光敏电阻，为定值电阻，电表均可视为理想电表。闭合开关，当照射光敏电阻的光照强度增加时（ ） A. 电压表V的示数变大 B. 光敏电阻两端的电压增大 C. 灯泡L变亮 D. 电流表A的示数变小 11．（6分）小吴乘坐地铁上学所使用的交通卡如图（a），内部含有一个7匝的感应线圈。刷卡的原理可简化为如图（b）所示，线圈内的磁场可视作匀强磁场，磁感应强度为B（垂直纸面向内为正）。地铁站闸机发出磁场信号的B-t变化规律如图（c）所示，线圈中会产生相应的电信号。每匝线圈面积均为，线圈的总电阻，线圈所连接的芯片的电阻，其余部分电阻不计。则0.2 s时刻，电阻R上电流的方向为___________,0.05 s时刻，线圈产生的感应电动势的大小为_______V，0.4~0.5 s内，通过电阻R的电荷量为________C。 12．（6分）霍尔推进器工作时需要用磁场将带电粒子约束在一定区域内，产生霍尔效应。“霍尔效应”可用图示模型进行理解：将长方形金属导体置于匀强磁场中，磁场B与电流I的方向如图所示且垂直，导体中的自由电子在洛伦兹力的作用下发生漂移，在导体的一侧聚集积累，从而在相对的两个表面之间出现电势差，即“霍尔电压”。图中的__________两个表面间会产生霍尔电压，电势较高的是_________表面（均选填“上、下、左、右、前、后”）。若匀强磁场的磁感应强度为B，电流强度为I，电子电量为e，电子沿电流方向的平均定向移动速率为v，导体长、宽、高分别为a、b、c，则最大“霍尔电压”为________________。 四、法拉第电磁感应定律（共18分） 法拉第电磁感应定律揭示了电磁现象之间的联系和转化，为人类更好地利用能源提供了新的途径。 13.（4分）（多选）如图所示，两条平行的水平虚线间存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一长方形金属线框在重力作用下在竖直平面内向下穿越磁场，线框宽度小于磁场区域宽度。当线框下端进入磁场时，线框恰好能做匀速运动。不计空气阻力，则下列说法中正确的是 （ ） A. 线框下边穿出磁场后的短时间内，线框做减速运动 B. 从上边框进入磁场到下边框即将出磁场的过程中，重力做的功大于其动能的增加量 C. 线框进入磁场过程中，重力势能的减少量等于线框内能的增加量 D. 线框穿出磁场过程中，重力势能的减少量等于线框内能的增加量 ( a b N Q M P B θ θ ) 14．（4分）如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角（0 <θ <90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中（ ） A．运动的平均速度大小为 B．下滑位移大小为 C．产生的焦耳热为qBLv D．受到的最大安培力大小为 15.（计算）某学生小组用小车探究电磁阻拦的效果如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量m = 0.2 kg，金属框宽为0.1 m，长为0.2 m，电阻R = 2 Ω，磁场宽度D = 0.4 m，磁感应强度B = 1 T，不计摩擦。若v0 = 4 m/s，则cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）（4分）ab边刚进入磁场时，请计算线框中产生的感应电流大小和小车的加速度大小。 （2）（3分）在小车穿过磁场的过程中，线框中感应电流的方向有变化么？试分析说明。 （3）（3分）求全过程线框产生的焦耳热。 五、变压器（共14分） 电能输送指将电能由发电厂或电源某处输送到另一处的方式，在输送过程中经常会利用到一种电气设备——变压器。变压器可以调节电压以满足不同的用电器的需求。 16.无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。 （1）（2分）在工作原理上与之最接近的电器是 ( ) A．电热水壶 B．电冰箱 C．电风扇 D．变压器 (2) （4分）如图，送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。已知受电线圈的匝数是送电线圈匝数的2倍，送电线圈中通以图示的交流电，不计能量损失。则受电线圈中产生的电流的频率为__________Hz，产生的电流的有效值为_________________A。 17．（计算）用正弦交流充电桩为动力电池充电的供电电路如图所示。配电设施的输出电压为U1＝250V，变压器均视为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝1:8，降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4＝9:1。充电桩“慢充”时的额定功率为7 kW，额定电压为U4＝220V，频率为50 Hz。 （1）（4分）输电线的总电阻r为多少Ω？（保留3位有效数字） （2） (4分）配电设施的输出功率为多少kW？（保留3位有效数字） 六、电磁波（14分） 我们生活在浩瀚的电磁波的海洋里，光也是一种电磁波。如图1所示为能产生无线电波的振荡电路。振荡电路的频率，其中L为电感（单位：亨利H），C为电容（单位：法拉F）。 18．（2分）下列电场中能产生电磁波的是（ ） A．E = 10 N/C B．E = （6t2 −2t）N/C C．E = （6t + 2）N/C D．E = 8sin（4t + 1）N/C 19．（1）（4分）将图2中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是（ ） A．④①②③ B．②③①④ C．①③④② D．③②④① （2）（4分）图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图像可知 （ ） A．在t2时刻振荡电路中的磁场能最大 B．在t3时刻振荡电路中的电场能最大 C．t1～t2时间内电容器极板上的电荷量不断减小 D．t3～t4时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向 ( 图（1） )20、（4分）（简答）我国500米口径球面射电望远镜（FAST）被誉为“中国天眼”，如图（1）所示。其主动反射面系统是一个球冠反射面，球冠直径为500m，由4450块三角形的反射面单元拼接而成。它能探测到频率在70MHz～3GHz之间的电磁脉冲信号（1MHz=106Hz，1GHz=109Hz）。试计算探测到的电磁脉冲信号的波长，并根据图（2）判断对应的电磁波是哪种电磁波？ ( 图（2） ) ( 4 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 三林中学2024学年第二学期期中教学质量检测答案 高二物理（拓展） 一、运动之量（共10分） 1.D 2.4,2.5 3.A 二、研究电磁感应现象（共20分） 4.(1)A, C. (2)B (3)C 5.B ，A 6.A 7.AC 三、生活中电磁现象(共24分） 8.D 9.D 10.A 11.N流向M（2分） 12.上、下， 下， Bvc 四、法拉第电磁感应定律（共18分） 13.AC 14.B 15.(1)0.2A，0.1m/s2 (4分) (2)略（3分）(3)1.6J（3分） 五、变压器（共14分） 16.(1)D (2) 1.25×105，0.2或0.283 17. （1）5.65或5.66或5.67（6分） （2）7.06或7.07或7.08（2分） 六、电磁波（共14分） 18.D 19.(1)B (2)D 20.(4分)（1）根据电磁波的波速与频率关系：c=f λ（1分）， 可得：λ1=c/f1=4.286m（1分），λ2=c/f2=0.1m（1分），根据图（2）判断，此波段内的电磁脉冲信号对应无线电波（1分）； 学科网（北京）股份有限公司 $$