精品解析：新疆维吾尔自治区喀什地区巴楚县2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

巴楚县2024-2025学年第二学期高二年级期中考试试卷 物理试卷 考试时间：60分钟 班级∶___________姓名：______________ 考号：___________ 一、单选题（每道题6分，共48分） 1. 如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B. 交变电流的周期为0.03s C. 在时穿过线框的磁通量为零 D. 线框匀速转动的角速度为 2. 如图所示，若有完全相同的、两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，球的速度是，球的速度是，一段时间后、两球发生了一维碰撞。对于该碰撞之后的、两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种推测，下面的推测结果一定无法实现的是（　　） A. B. C. D. 3. 高空抛物是一种会带来社会危害的不文明行为，不起眼的物品从高空落下就可能致人伤亡。某小区的监控摄像头录像显示，一花盆从距离地面高的阳台上掉下，落地时与地面作用时间为，假设花盆质量为且掉下时无初速度，重力加速度，不计空气阻力。则花盆落地时对地面的平均作用力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 电阻中的电流方向每分钟变化100次 B. 时刻电流表示数为 C. 图甲位置感应电动势最小 D. 线圈转动的角速度为 5. 在图（a）所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1。滑动变阻器滑片初始时处在最右端，电阻，此时中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示，题中各电表均为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为5A B. 交流电源输出电压的有效值为100V C. 原线圈中交流电周期为2s D. 若滑片向左滑，则电流表、示数均变大 二、多选题（全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 6. 一质量为、电量为的带电粒子以速度从y轴上的A点垂直轴射入第一象限，第一象限某区域存在磁感强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，粒子离开第一象限时速度方向与轴正方向夹角。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子带负电荷 B. 带电粒子在磁场中的做圆周运动的时间为 C. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是 D. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是 7. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A. 时，线圈平面平行于磁感线 B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 时，线圈中的感应电动势最大 D. 线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 8. 一质量为的物块静止在水平面上，如图甲所示。时刻，对物块施加一水平向右的拉力F，通过力传感器测得拉力F随时间的变化关系如图乙所示。已知物块与地面间的摩擦因数，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则（　　） A. 至时间内，摩擦力对物块的冲量为0 B. 时刻，拉力F的功率等于 C. 至时间内，拉力F做的功等于 D. 后，物块将继续向前运动停下来 三、实验题（每道题3分，共24分） 9. 某学习小组的同学们用两根等长细线制成的双线摆如图甲所示，同学们讨论后决定用双线摆来测定当地的重力加速度。用毫米刻度尺测得双线摆中两根细线的长度，结果发现两根细线的长度相同，将细线的长度记为L；用量角器测得两根细线与水平方向的夹角相等，将夹角记为。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______。 A. 摆线要选择较细且弹性更好的线 B. 摆球应选择质量较大、体积较小的球 C. 为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆球从摆角较大的位置释放 （2）学习小组的张同学用游标卡尺测量摆球的直径，正确操作后，游标卡尺的示数如图乙所示，则该摆球的直径______mm。 （3）同学们将摆球沿垂直纸面的方向向外拉开大约，然后由静止释放，当双线摆摆动稳定后，自摆球经过最低点时记为0次并用秒表开始计时，此后摆球每经过最低点增加一次计数，当计数到50时秒表的读数为t，则双线摆的振动周期______（用t表示）。 （4）当地的重力加速度______（用L、d、和T表示）。 10. 利用如图所示的实验装置进行“探究感应电流方向”的实验。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在______（填“a”或“b”）位置。 （2）下列操作不能产生感应电流的是______。 A. 开关闭合瞬间 B. 开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C. 开关断开瞬间 D. 开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 （3）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，则保持开关S闭合，以下操作中也能使电流计指针右偏的是______。 A. 拔出线圈A B. 将滑动变阻器的滑片向左移动 C. 将滑动变阻器的滑片向右移动 （4）某同学第一次将滑动变阻器的滑片慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片快速向右移动，发现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈B中的______（填“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量的变化率”）第二次比第一次的大。 四、计算题（第11题16分，第12题12分） 11. 一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知） （1）求电子在磁场中运动的轨道半径； （2）求电子的质量； （3）求粒子在磁场中运动时间。 12. 一个质量为0.2的小球竖直向下以6的速度落至水平地面，再以4的速度反向弹回。 （1）取竖直向下为正方向，求小球与地面碰撞前后的动量变化量？ （2）考虑小球的重力，当小球与地面的作用时间为0.2s，求小球受到地面的平均作用力大小和方向？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 巴楚县2024-2025学年第二学期高二年级期中考试试卷 物理试卷 考试时间：60分钟 班级∶___________姓名：______________ 考号：___________ 一、单选题（每道题6分，共48分） 1. 如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断 B. 交变电流的周期为0.03s C. 在时穿过线框的磁通量为零 D. 线框匀速转动的角速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，交流电流的最大值为，故有效值 可知该交变电流不可将熔断电流为3A的保险丝熔断，故A错误； B．根据图乙可知交流电的周期，故B错误； C．根据图乙可知时，产生的感应电流为零，此时线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，故C错误； D．线框转动的角速度为 故D正确。 故选D。 2. 如图所示，若有完全相同的、两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，球的速度是，球的速度是，一段时间后、两球发生了一维碰撞。对于该碰撞之后的、两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种推测，下面的推测结果一定无法实现的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．设每个球的质量均为，碰前系统总动量 碰前的总机械能 碰后总动量 总机械能 动量守恒，机械能不增加，A可能实现； B．两球碰后总动量 总机械能 动量守恒，机械能不增加，B可能实现； C．碰撞之后都没有改变速度方向，违背了碰撞的可能性的规律，C不可能实现； D．碰后总动量 总机械能 动量守恒，机械能不增加，D可能实现。 本题选一定无法实现的，故选C。 3. 高空抛物是一种会带来社会危害的不文明行为，不起眼的物品从高空落下就可能致人伤亡。某小区的监控摄像头录像显示，一花盆从距离地面高的阳台上掉下，落地时与地面作用时间为，假设花盆质量为且掉下时无初速度，重力加速度，不计空气阻力。则花盆落地时对地面的平均作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】花盆做自由落体运动，则有 代入数据解得 取向上为正，花盆与地面作用过程中，根据动量定理有 代入数据解得 故选B。 4. 图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，线圈电阻，电流表内阻不计。从图示位置开始计时，、间输出的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 电阻中的电流方向每分钟变化100次 B. 时刻电流表示数为 C. 图甲位置感应电动势最小 D. 线圈转动的角速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，则电阻R中的电流方向每分钟变化6000次，故A错误； B．电流表示数等于电路电流有效值，则有 故B正确； C．图示位置线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．线圈转动的角速度为 故D错误。 故选B。 5. 在图（a）所示的交流电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1。滑动变阻器滑片初始时处在最右端，电阻，此时中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示，题中各电表均为理想电表，则下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为5A B. 交流电源输出电压的有效值为100V C. 原线圈中交流电周期为2s D. 若滑片向左滑，则电流表、示数均变大 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由图（b）可知副线圈交流电周期为，则原线圈中交流电周期为；由图（b）可知副线圈电流有效值为 根据理想变压器电流比等于匝数比的反比可得 可得原线圈电流有效值为 则电流表的示数为，故AC错误； B．副线圈输出电压有效值为 根据理想变压器电压比等于匝数比可得 可得交流电源输出电压的有效值为 故B正确； D．若滑片向左滑，则滑动变阻器接入电路阻值增大，根据 可知副线圈输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈电流减小，根据 可知原线圈电流减小，则电流表、示数均变小，故D错误。 故选B。 二、多选题（全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 6. 一质量为、电量为的带电粒子以速度从y轴上的A点垂直轴射入第一象限，第一象限某区域存在磁感强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，粒子离开第一象限时速度方向与轴正方向夹角。如图所示（粒子仅受洛伦兹力），下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子带负电荷 B. 带电粒子在磁场中的做圆周运动的时间为 C. 如果该磁场区域是圆形，则该磁场的最小面积是 D. 如果该磁场区域是矩形，则该磁场的最小面积是 【答案】BC 【解析】 【详解】A．磁场方向垂直于纸面向外，粒子受到的洛伦兹力向下，根据安培左手定则可知粒子带正电荷，故A错误； BC．由洛伦兹力充当向心力得 所以半径为 粒子运动周期为 运动轨迹如下图所示 由图可知粒子速度方向偏转了，则圆心角为 粒子运动的时间为 若是圆形区域磁场，则以CD为直径的圆面积最小CD=R 所以最小面积为 故BC正确； D．若是矩形区域磁场，则以CD为长，以圆弧最高点到直线CD的距离h为宽，则矩形的面积最小。根据几何关系可得高为 所以矩形区域磁场最小面积为 故D错误。 故选BC。 7. 在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A. 时，线圈平面平行于磁感线 B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 时，线圈中的感应电动势最大 D. 线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确； B．每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值），电流的方向改变一次，时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，此时不是中性面，线圈中的电流没有改变方向，故B错误； C．时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误； D．由题图可知线圈从垂直中性面开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 其中 感应电动势最大值为 则感应电动势瞬时值表达式为 故D正确。 故选AD。 8. 一质量为的物块静止在水平面上，如图甲所示。时刻，对物块施加一水平向右的拉力F，通过力传感器测得拉力F随时间的变化关系如图乙所示。已知物块与地面间的摩擦因数，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则（　　） A. 至时间内，摩擦力对物块的冲量为0 B. 时刻，拉力F的功率等于 C. 至时间内，拉力F做的功等于 D. 后，物块将继续向前运动停下来 【答案】BD 【解析】 【详解】A．物块与地面间的最大静摩擦力为 故物块在内处于静止，物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于拉力F大小，则摩擦力对物块的冲量不为0，故A错误； B．物块在时开始运动，在内根据动量定理可得 由图乙可知拉力F的冲量为 解得时刻，物块的速度大小为 则时刻，拉力F的功率等于 故B正确； C．至时间内，根据动能定理可得 可得拉力F做的功满足 故C错误； D．在内根据动量定理可得 由图乙可知拉力F的冲量为 解得时刻，物块的速度大小为 后，根据动量定理可得 解得 可知后，物块将继续向前运动停下来，故D正确。 故选BD。 三、实验题（每道题3分，共24分） 9. 某学习小组的同学们用两根等长细线制成的双线摆如图甲所示，同学们讨论后决定用双线摆来测定当地的重力加速度。用毫米刻度尺测得双线摆中两根细线的长度，结果发现两根细线的长度相同，将细线的长度记为L；用量角器测得两根细线与水平方向的夹角相等，将夹角记为。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______。 A. 摆线要选择较细且弹性更好的线 B. 摆球应选择质量较大、体积较小的球 C. 为了使摆的周期大一些以方便测量，应使摆球从摆角较大的位置释放 （2）学习小组的张同学用游标卡尺测量摆球的直径，正确操作后，游标卡尺的示数如图乙所示，则该摆球的直径______mm。 （3）同学们将摆球沿垂直纸面的方向向外拉开大约，然后由静止释放，当双线摆摆动稳定后，自摆球经过最低点时记为0次并用秒表开始计时，此后摆球每经过最低点增加一次计数，当计数到50时秒表的读数为t，则双线摆的振动周期______（用t表示）。 （4）当地的重力加速度______（用L、d、和T表示）。 【答案】（1）B （2）14.30 （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小实验误差，摆线要选择细些的、伸缩性小些的线，并且适当长一些，故A错误； B．为了减小空气阻力的影响，实验中摆球应选择质量大些、体积小些的球，故B正确； C．为了确保单摆近似做简谐运动，应使摆球从摆角较小的位置释放，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 游标卡尺的最小分度值为0.05mm，所以摆球的直径为d=14mm+6×0.05mm=14.30mm 【小问3详解】 摆球连续两次经过最低点的时间是一个周期，则双线摆的振动周期为 【小问4详解】 根据单摆周期公式有 摆长为 所以 10. 利用如图所示的实验装置进行“探究感应电流方向”的实验。 （1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应放置在______（填“a”或“b”）位置。 （2）下列操作不能产生感应电流的是______。 A. 开关闭合瞬间 B. 开关闭合后，滑动变阻器滑片不动 C. 开关断开瞬间 D. 开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片 （3）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，则保持开关S闭合，以下操作中也能使电流计指针右偏的是______。 A. 拔出线圈A B. 将滑动变阻器的滑片向左移动 C. 将滑动变阻器的滑片向右移动 （4）某同学第一次将滑动变阻器的滑片慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片快速向右移动，发现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈B中的______（填“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量的变化率”）第二次比第一次的大。 【答案】（1）a （2）B （3）C （4）磁通量的变化率 【解析】 【小问1详解】 滑动变阻器采用限流接法，为了确保安全，开关闭合前，滑动变阻器接入电阻应为最大值，即滑动变阻器的滑片应放置在a端。 【小问2详解】 A．开关闭合瞬间，线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中能够产生感应电流，A不符合题意； B．开关闭合后，滑动变阻器滑片不动，线圈A电流不发生变化，穿过线圈B的磁通量没有发生变化，线圈B中不能够产生感应电流，B符合题意； C．开关断开瞬间，线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中能够产生感应电流，C不符合题意； D．开关闭合后，迅速移动滑动变阻器的滑片，线圈A电流发生变化，穿过线圈B的磁通量发生变化，线圈B中能够产生感应电流，D不符合题意。 故选B。 【小问3详解】 A．将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，线圈A电流增大，穿过线圈B的磁通量增大，线圈B中产生感应电流，此时发现电流计指针右偏，表明当穿过线圈B的磁通量增大时，电流计指针将向右偏，当拔出线圈A时，穿过线圈B的磁通量减小，则电流计指针将向左偏，故A错误； B．将滑动变阻器的滑片向左移动，滑动变阻器接入电阻增大，通过线圈A的电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，结合上述可知，电流计指针将向左偏，故B错误； C．将滑动变阻器的滑片向右移动，滑动变阻器接入电阻减小，通过线圈A的电流增大，则穿过线圈B的磁通量增大，结合上述可知，电流计指针将向右偏，故C正确。 故选C。 【小问4详解】 电流计指针的摆动幅度较大，表明B中产生的感应电流较大，B中的感应电动势较大，第一次将滑动变阻器的滑片慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片快速向右移动，发现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈B中的磁通量的变化率第二次比第一次的大。 四、计算题（第11题16分，第12题12分） 11. 一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知） （1）求电子在磁场中运动的轨道半径； （2）求电子的质量； （3）求粒子在磁场中运动时间。 【答案】（1）2d；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电子垂射入匀强磁场中，做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示 由几何知识可得 （2）电子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 解得 （3）电子在匀强磁场中的运动周期为 由几何知识可得电子在磁场中运动轨迹的圆心角为 则电子的运动时间为 12. 一个质量为0.2的小球竖直向下以6的速度落至水平地面，再以4的速度反向弹回。 （1）取竖直向下为正方向，求小球与地面碰撞前后的动量变化量？ （2）考虑小球的重力，当小球与地面的作用时间为0.2s，求小球受到地面的平均作用力大小和方向？ 【答案】（1）；（2），方向竖直向上 【解析】 【详解】（1）取竖直向下为正方向，则碰撞前后的动量变化量为 （2）由动量定理可得 其中负号表示力的方向竖直向上。考虑小球的重力，则小球受到地面的平均作用力大小为 方向竖直向上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $