精品解析：四川省绵阳南山中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

高2023级高二下期半期考试试题 物理 命题人：李欣阳 魏豪 高明 审题人：高明 魏豪 本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）组成，共6页；答题卡共2页。满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。 2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 3．考试结束后将答题卡收回。 第I卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列关于电磁场与电磁波的说法正确的是（　　） A. 稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 B. 紫外线波长比可见光波长更长，不能直接引起视觉 C. 一切物体都能向外辐射红外线，温度越低，辐射出的红外线越弱 D. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．稳定电场不能够在周围空间产生稳定的磁场，故A错误； B．紫外线波长比可见光波长短，不能直接引起视觉，故B错误； C．一切物体都能向外辐射红外线，温度越低，辐射出的红外线越弱，故C正确； D．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹利用实验证实了电磁波的存在，故D错误； 故选C。 2. 如图所示，以减速渗透薄膜为界的区域I和II有大小相等、方向相反的匀强磁场。一带电粒子从垂直磁场方向进入磁场，穿过薄膜，在两磁场区域内做圆周运动，图中虚线是部分轨迹，粒子在II中运动轨迹半径大于I中运动轨迹半径。粒子运动过程中，电性及电荷量均不变，不计重力与空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子从I减速穿过薄膜运动到II B. 粒子从I加速穿过薄膜运动到II C. 粒子在I中做圆周运动的周期小于在II中的做圆周运动的周期 D. 粒子在I中做圆周运动的周期等于在II中的做圆周运动的周期 【答案】D 【解析】 【详解】AB．粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 解得 在II中运动轨迹半径大于I中运动轨迹半径，故粒子在II中运动的速度大于I中运动的速度，根据运动轨迹可知粒子带正电，粒子从II区域减速穿过薄膜运动到I区域，AB错误； CD．根据周期 结合 解得 由于两区域磁感应强度相等，粒子的电荷量、质量不变，故粒子在两区域内运动的周期相同，C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向为顺时针且正在增大。则此时（　　） A. M板带负电 B. 电容器C正在充电 C. 线圈L中磁场能正在减少 D. 当电容器C充电完成后，电路中将不会再产生电流 【答案】A 【解析】 【详解】AB．电流方向为顺时针且正在增大，说明电容器C正在放电，电流方向从正极板流向负极板，因此下板带正电，M板带负电，故A正确B错误； C．电容器正在放电，可知电场能正在转化为磁场能，磁场能正在增大，故C错误； D．当电容器C充电完成后，将开始放电，回路中产生持续振荡电流，故D错误。 故选A 。 4. 如图所示，两个相同材料相同粗细的正方形导线圈与内切圆导线圈彼此绝缘。仅在圆导线圈内有均匀变化的匀强磁场，则方形线圈与圆形线圈内产生的感应电动势与感应电流的大小之比分别为（　　） A. 4∶π，1∶1 B. 1∶1，π∶4 C. 4∶π，4∶π D. 4∶π，π∶4 【答案】B 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律 故方形线圈与圆形线圈内产生的感应电动势之比为1:1； 设圆的半径为r，由电阻定律可知方形线圈的电阻为 圆形线圈的电阻为 由欧姆定律 可得方形线圈与圆形线圈内产生的感应电流的大小之比为 故选B。 5. 如图所示为某一线圈交流电的电流时间图像（前半周期为正弦波形的），则一周期内该电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据有效值的概念可知 解得 故选B。 6. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（D>L）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小（以向右为正）、以Uab表示线框ab两点间的电势差，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．线框向右做匀速直线运动，进入磁场和出磁场过程中根据楞次定律阻碍相对运动的条件，可知拉力与安培力等大反向，即 即线圈进入磁场和出离磁场的过程中拉力大小相同，方向相同；线框完全进入磁场运动过程中，闭合线框中，线框中无感应电流，所以安培力为0，拉力大小为0，故AB错误； CD．线框进入磁场时，导体棒切割磁感线，即电源，根据右手定则可知 所以两端电势差为路端电压 完全进入磁场，线框中无电流，所以 线框穿出磁场过程中，边切割磁感线，根据楞次定律判断感应电流可知 则 对应图像可知，选项C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，ab中点和cd中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场磁感应强度为B，只计外接电阻R，不计线圈电阻。线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO'轴匀速转动，则（　　） A. 线圈中感应电动势瞬时值表达式为 B. 线圈中感应电动势瞬时值表达式为 C. 图示位置线圈中感应电动势 D. 线圈从图示位置转动半圈通过R的电荷量为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．线圈中感应电动势瞬时值表达式为 选项A正确，B错误； C．图示位置线圈中感应电动势为零，选项C错误； D．线圈从图示位置转动半圈通过R的电荷量为 选项D错误。 故选A 8. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上的两平行虚线之间存在竖直向上的匀强磁场（俯视如图），边长为L的单匝正方形闭合线框ABCD，其电阻为R，从磁感应强度为B的磁场左侧向右运动，以大小为3v0的速度开始进入磁场，当AB边穿出磁场右边界时线框的速度大小为v0，假设线框在运动过程中CD边始终平行于磁场边界，磁场的宽度大于正方形的边长。关于线框整个运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 线框ABCD进入磁场时所受安培力方向向左，穿出磁场时所受安培力方向向右 B. 线框ABCD离开磁场时的速度大小 C. 线框ABCD进入和穿出磁场的过程中安培力做功大小相同 D. 线框ABCD穿出磁场的过程中产生的焦耳热 【答案】D 【解析】 【详解】A．线框ABCD进入磁场时，根据右手定则可知，线框电流方向为顺时针方向，根据左手定则可知，所受安培力方向向左；线框ABCD穿出磁场时，根据右手定则可知，线框电流方向为逆时针方向，根据左手定则可知，所受安培力方向向左；故A错误； B．从线框ABCD进入磁场到完全离开磁场，根据动量定理可得 其中 解得线框ABCD离开磁场时的速度大小 故B错误； C．由于线框ABCD进入和穿出磁场的过程均做减速运动，根据 可知线框ABCD进入磁场所受平均安培力大于穿出磁场所受平均安培力；根据 可知线框ABCD进入磁场过程安培力做功大小大于穿出磁场过程安培力做功大小，故C错误； D．设线框ABCD刚要离开磁场时的速度为，则线框ABCD穿出磁场的过程，根据动量定理可得 解得 根据能量守恒可知线框ABCD穿出磁场的过程中产生的焦耳热为 故D正确。 故选D。 二、本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 闭合电键S稳定后，A灯最亮 B. 闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮 C. 闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C 灯都缓慢熄灭 D. 闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭 【答案】AC 【解析】 【详解】B．由于A灯与自感线圈L串联，因此，当闭合电键瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合电键瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，故B错误； A．由于自感线圈的电阻可忽略，因此当电路稳定后，线圈相当于一根导线，可知，稳定后，A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，则A灯比B、C两灯亮，即A灯最亮，故A正确； CD．闭合电键稳定后，断开电键瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C灯所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C灯所在电路构成闭合回路，A、B、C三灯都缓慢熄灭，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，理想变压器的原线圈接在有效值为100V的正弦交流电源上，原、副线圈匝数比为2∶1，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω、20Ω、20Ω，电流表为理想交流电流表。下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数为1A B. R1的电功率为40W C. 副线圈两端电压为40V D. 副线圈的输出功率为80W 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设原副线圈的电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，则有 根据欧姆定律有E=I1R1+U1 整理可得I2=4A ，I1=2A，U2=40V，U1=80V,B正确，A错误； C．故电流表的示数等于2A，R1的电功率为P=I12R1=22×10W=40W，C正确； D．副线圈的输出功率为P2=U2I2=40×4W=160W，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，空间中有一个底角均为60°的梯形，上底与腰长相等为L，梯形处于磁感应强度大小为B、垂直于纸面向外的匀强磁场中，现c点存在一个粒子源，可以源源不断射出速度方向沿cd，大小可变的电子，电子的比荷为k，为使电子能从ab边射出，下列说法正确的是（　　） A. 粒子的最大速度为 B. 粒子的最小速度为 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．能够从ab边射出的电子，半径最小为从b点射出，如图所示 由几何关系可知 半径最大为从a点射出，如图所示 由几何关系可知 由牛顿第二定律有 解得、 故A正确，B错误； CD．由上述分析可知粒子运动估计对应圆心角最大为120°，最小为60°，根据 则运动时间最长为 最短时间为 故C错误，D正确； 故选AD。 12. 如图所示，MN、PQ为两条平行光滑金属轨道，与水平面夹角θ=30°，置于竖直向上的匀强磁场中，轨道间距L=1m。倾斜导轨上端接3Ω定值电阻，下端连粗糙水平导轨。质量m=0.1kg、阻值r=1Ω的导体棒ab置于水平导轨上，与导轨垂直且接触良好，动摩擦因数μ=0.2。导体棒以v0=10m/s速度进入磁场，经t=1s达最高点，后下滑并静止于距磁场边界x=1m处。导轨电阻不计，忽略轨道衔接处动能变化，导体棒不脱离轨道，摩擦为滑动摩擦，取g=10m/s2。以下说法正确的是（　　） A. 导体棒ab在倾斜轨道上运动的最远位移为1m B. 导体棒ab从进入磁场到运动到最高位置，通过导体棒ab的电荷量为0.5C C. 导体棒ab在磁场中运动的过程中，电阻R产生的焦耳热为4.8J D. 导体棒ab在磁场中的运动时间为2.4s 【答案】BD 【解析】 【详解】B．导体棒在进入磁场到运动的最高位置的过程中，根据动量定理 通过导体棒ab的电荷量为 联立，解得 故B正确； A．根据，， 联立，解得 故A错误； C．设导体棒离开磁场时的速度大小为，在离开磁场后，根据动能定理 解得 根据能量守恒可知，导体棒ab在磁场中运动的过程中，产生的总的焦耳热为 根据串联关系，可知电阻R产生的焦耳热为 故C错误； D．导体棒ab在磁场下滑过程中，根据动量定理 其中，， 联立，解得 所以，导体棒ab在磁场中的运动时间为 故D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题，共52分） 三、本大题2小题，共16分。 13. 为了节能和环保，一些公共场所用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，如图甲所示是某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线，照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为：勒克斯（lx）。 （1）如图乙所示，电源电动势为3 V，内阻不计，当控制开关两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0 lx时控制开关接通照明系统，则R1＝________ kΩ。 （2）某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值，设计了如图丙所示的电路进行测量，电源（E＝3 V，内阻未知），电阻箱（0~99 999 Ω）。实验时将电阻箱阻值置于最大，闭合S1，将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵敏电流计的示数为I，图丁为实验时电阻箱的阻值，其读数为________ kΩ；然后将S2与2相连，调节电阻箱的阻值如图戊所示，此时电流表的示数恰好为I，则光敏电阻的阻值为________ kΩ（结果均保留3位有效数字）。 【答案】 ①. 10 ②. 62.5 ③. 40.0 【解析】 【详解】（1）[1]电阻R1和R0串联，有 依题意，可得 U0＝2 V，U1＝3 V－2 V＝1 V 当照度为1.0 lx时，电阻R0＝20 kΩ，则 R1＝10 kΩ （2）[2]题图丁所示电阻箱读数为 R2＝6×10kΩ+2×1kΩ+5×100Ω=62.5 kΩ [3]同理，题图戊所示电阻箱读数R2′＝22.5 kΩ，本题采用等效替代法测电阻，前后两次电路中的电流相等，则电路中的总电阻相等，则有 R2＝R0′＋R2′ 解得 R0′＝400 kΩ 14. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 （1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整，则N连接到__________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。 （2）a.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片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右偏转 B.当断开开关时，能引起灵敏电流计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑片P减速向左滑动，电流计指针向右偏转 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 b.开关闭合后，将线圈A向下移动，电流表指针发生偏转。若想让电流表指针偏转角度变大，可以采取的操作有__________。 A．增加电池节数 B.移动线圈A前，将滑片P向右移动 C.增大线圈A的移动速度 D.去掉线圈A中的铁芯 （3）某同学第一次将滑动变阻器的滑片P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片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“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。 （4）图中，在未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置的情况下，直接拆除某线圈处导线，可能由于自感现象突然被电击一下，则被电击可能是在拆除___________（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的。 【答案】（1） ①. a ②. c （2） ①. AB ②. AC （3）磁通量变化率 （4）A 【解析】 【小问1详解】 [1][2]要把电路连接完整，则N连接到a，M连接到c。 【小问2详解】 [1]某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断线圈A的电流减小时，即穿过线圈B的磁通量减小时电流计指针向右偏转； A．线圈A向上移动，则穿过线圈B的磁通量减小，则也能引起灵敏电流计指针向右偏转，选项A正确； B．当断开开关时，穿过线圈B的磁通量减小，则也能引起灵敏电流计指针向右偏转，选项B正确； C．滑动变阻器的滑片P减速向左滑动，电阻减小，则线圈A的电流增加，穿过线圈B的磁通量增加，电流计指针向左偏转，选项C错误； D．综合上述分析可知，选项D错误。 故选AB。 [2]A．增加电池节数，则会使线圈A中的电流变大，磁场更强，则当线圈A向下移动时，穿过B的磁通量变化率更大，感应电流更大，电流表指针偏转角度变大，选项A正确； B．移动线圈A前，将滑片P向右移动，则电阻变大，则会使线圈A中的电流变小，磁场变弱，则当线圈A向下移动时，穿过B的磁通量变化率变小，感应电流变小，电流表指针偏转角度变小，选项B错误； C．增大线圈A的移动速度，会使穿过B的磁通量变化率更大，感应电流更大，电流表指针偏转角度变大，选项C正确； D．去掉线圈A中的铁芯，会使磁场减弱，则当线圈A向下移动时，穿过B的磁通量变化率变小，感应电流变小，电流表指针偏转角度变小，选项D错误。 故选AC。 【小问3详解】 电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是第二次产生的感应电流较大，则第二次线圈中的磁通量变化率第二次比第一次的大。 【小问4详解】 直接拆除A线圈处导线，则可能由于线圈A中电流突然减小到零，在线圈A两端产生自感电动势，会突然被电击一下，则被电击可能是在拆除A线圈所在电路时发生的。 四、本大题3小题，共36分，请写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 如图是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，其磁感应强度，电路中的电流表为理想交流电表。单匝正方形线圈边长a=0.1m，不计线圈电阻。绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，转动一圈的时间t=0.02s，已知R=1Ω。从图示位置开始计时，求： （1）该发电机产生交流电电动势表达式； （2）电阻R消耗的功率是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由于线圈从平行面起转，故交流电动势表达式为 其中，，， 代入得 【小问2详解】 由（1）中表达式可知电动势最大值，且为余弦交流电，故其电动势的有效值为 不计线圈电阻，R上功率为 解得 16. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1 m．整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m＝1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计．金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好．不计空气阻力影响．已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2. (1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm； (2)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q. 【答案】（1） （2）1C 【解析】 【详解】（1）金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为零时达到最大速度vm后保持匀速运动．有： 联解得： （2）设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为x，由能量守恒定律： 根据焦耳定律： 联解得： q＝1C 17. 我国第一台高能量同步辐射光源HEPS将于2025年12月建成。HEPS建成后将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一，也是世界五大高能量同步辐射光源之一，将源源不断为世界释放“中国之光”。 如图甲所示，工作时，源头的电子枪产生电子束，在真空条件下经直线加速器将电子束加速，注入环形增强器，电子继续加速后被注入储存环，以接近光速的速度保持运动。在储存环上的不同位置，电子束通过插入件时，会沿着偏转轨道切线方向释放同步辐射光。 其中，储存环中的插入件能使粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图乙：宽度均为L的条形区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ边界竖直，区域Ⅰ内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅲ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，且区域Ⅲ内磁感应强度大小是区域Ⅰ内的三倍。一电子从平行板电容器板S处由静止释放，经电场加速后平行于纸面水平射入区域Ⅰ。已知极板间电压为U，电子的电荷量大小为e，质量为m，重力不计。 （1）电子水平射入区域Ⅰ的初速度v0； （2）若电子恰好不能从区域Ⅰ右边界射出，求区域Ⅰ内磁感应强度大小； （3）若电子恰好不能从区域Ⅲ右边界射出，求电子从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅲ的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子经过加速电场由动能定理 得 【小问2详解】 电子恰好不能从区域Ⅰ右边界射出，则速度与区域Ⅰ右边界相切，由几何关系得 电子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 解得 【小问3详解】 电子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，由几何关系得 根据洛伦兹力提供向心力有 其中， 电子在区域Ⅱ中做匀速直线运动，有 电子在区域Ⅲ中做匀速圆周运动，由几何关系得 同理有， 则 总时间 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高2023级高二下期半期考试试题 物理 命题人：李欣阳 魏豪 高明 审题人：高明 魏豪 本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）组成，共6页；答题卡共2页。满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。 2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 3．考试结束后将答题卡收回。 第I卷（选择题，共48分） 一、本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列关于电磁场与电磁波的说法正确的是（　　） A. 稳定电场能够在周围空间产生稳定磁场 B. 紫外线波长比可见光波长更长，不能直接引起视觉 C. 一切物体都能向外辐射红外线，温度越低，辐射出的红外线越弱 D. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在 2. 如图所示，以减速渗透薄膜为界的区域I和II有大小相等、方向相反的匀强磁场。一带电粒子从垂直磁场方向进入磁场，穿过薄膜，在两磁场区域内做圆周运动，图中虚线是部分轨迹，粒子在II中运动轨迹半径大于I中运动轨迹半径。粒子运动过程中，电性及电荷量均不变，不计重力与空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 粒子从I减速穿过薄膜运动到II B 粒子从I加速穿过薄膜运动到II C. 粒子在I中做圆周运动的周期小于在II中的做圆周运动的周期 D. 粒子在I中做圆周运动的周期等于在II中的做圆周运动的周期 3. 如图所示的LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向为顺时针且正在增大。则此时（　　） A. M板带负电 B. 电容器C正在充电 C. 线圈L中磁场能正在减少 D. 当电容器C充电完成后，电路中将不会再产生电流 4. 如图所示，两个相同材料相同粗细的正方形导线圈与内切圆导线圈彼此绝缘。仅在圆导线圈内有均匀变化的匀强磁场，则方形线圈与圆形线圈内产生的感应电动势与感应电流的大小之比分别为（　　） A. 4∶π，1∶1 B. 1∶1，π∶4 C. 4∶π，4∶π D. 4∶π，π∶4 5. 如图所示为某一线圈交流电的电流时间图像（前半周期为正弦波形的），则一周期内该电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（D>L）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小（以向右为正）、以Uab表示线框ab两点间的电势差，则下列反映这些物理量随时间变化的图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，ab中点和cd中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场磁感应强度为B，只计外接电阻R，不计线圈电阻。线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO'轴匀速转动，则（　　） A. 线圈中感应电动势瞬时值表达式为 B. 线圈中感应电动势瞬时值表达式为 C. 图示位置线圈中感应电动势为 D. 线圈从图示位置转动半圈通过R的电荷量为 8. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上的两平行虚线之间存在竖直向上的匀强磁场（俯视如图），边长为L的单匝正方形闭合线框ABCD，其电阻为R，从磁感应强度为B的磁场左侧向右运动，以大小为3v0的速度开始进入磁场，当AB边穿出磁场右边界时线框的速度大小为v0，假设线框在运动过程中CD边始终平行于磁场边界，磁场的宽度大于正方形的边长。关于线框整个运动过程，下列说法正确的是（　　） A. 线框ABCD进入磁场时所受安培力方向向左，穿出磁场时所受安培力方向向右 B. 线框ABCD离开磁场时的速度大小 C. 线框ABCD进入和穿出磁场的过程中安培力做功大小相同 D. 线框ABCD穿出磁场的过程中产生的焦耳热 二、本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡，下列说法正确的是（　　） A. 闭合电键S稳定后，A灯最亮 B. 闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮 C. 闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C 灯都缓慢熄灭 D. 闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭 10. 如图所示，理想变压器的原线圈接在有效值为100V的正弦交流电源上，原、副线圈匝数比为2∶1，定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω、20Ω、20Ω，电流表为理想交流电流表。下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数为1A B. R1电功率为40W C. 副线圈两端电压为40V D. 副线圈的输出功率为80W 11. 如图所示，空间中有一个底角均为60°的梯形，上底与腰长相等为L，梯形处于磁感应强度大小为B、垂直于纸面向外的匀强磁场中，现c点存在一个粒子源，可以源源不断射出速度方向沿cd，大小可变的电子，电子的比荷为k，为使电子能从ab边射出，下列说法正确的是（　　） A. 粒子的最大速度为 B. 粒子的最小速度为 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 粒子在磁场中运动的最短时间为 12. 如图所示，MN、PQ为两条平行光滑金属轨道，与水平面夹角θ=30°，置于竖直向上的匀强磁场中，轨道间距L=1m。倾斜导轨上端接3Ω定值电阻，下端连粗糙水平导轨。质量m=0.1kg、阻值r=1Ω的导体棒ab置于水平导轨上，与导轨垂直且接触良好，动摩擦因数μ=0.2。导体棒以v0=10m/s速度进入磁场，经t=1s达最高点，后下滑并静止于距磁场边界x=1m处。导轨电阻不计，忽略轨道衔接处动能变化，导体棒不脱离轨道，摩擦为滑动摩擦，取g=10m/s2。以下说法正确的是（　　） A. 导体棒ab在倾斜轨道上运动的最远位移为1m B. 导体棒ab从进入磁场到运动到最高位置，通过导体棒ab的电荷量为0.5C C. 导体棒ab在磁场中运动的过程中，电阻R产生的焦耳热为4.8J D. 导体棒ab在磁场中的运动时间为2.4s 第II卷（非选择题，共52分） 三、本大题2小题，共16分。 13. 为了节能和环保，一些公共场所用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，如图甲所示是某光敏电阻阻值随光的照度变化曲线，照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为：勒克斯（lx）。 （1）如图乙所示，电源电动势为3 V，内阻不计，当控制开关两端电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0 lx时控制开关接通照明系统，则R1＝________ kΩ。 （2）某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值，设计了如图丙所示的电路进行测量，电源（E＝3 V，内阻未知），电阻箱（0~99 999 Ω）。实验时将电阻箱阻值置于最大，闭合S1，将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵敏电流计的示数为I，图丁为实验时电阻箱的阻值，其读数为________ kΩ；然后将S2与2相连，调节电阻箱的阻值如图戊所示，此时电流表的示数恰好为I，则光敏电阻的阻值为________ kΩ（结果均保留3位有效数字）。 14. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中。 （1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯线圈A、线圈B、灵敏电流计及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整，则N连接到__________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。 （2）a.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片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右偏转 B.当断开开关时，能引起灵敏电流计指针向右偏转 C.滑动变阻器的滑片P减速向左滑动，电流计指针向右偏转 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 b.开关闭合后，将线圈A向下移动，电流表指针发生偏转。若想让电流表指针偏转角度变大，可以采取的操作有__________。 A．增加电池节数 B.移动线圈A前，将滑片P向右移动 C.增大线圈A的移动速度 D.去掉线圈A中的铁芯 （3）某同学第一次将滑动变阻器的滑片P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的滑片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“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。 （4）图中，在未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置的情况下，直接拆除某线圈处导线，可能由于自感现象突然被电击一下，则被电击可能是在拆除___________（选填“A”或“B”）线圈所在电路时发生的。 四、本大题3小题，共36分，请写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 如图是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，其磁感应强度，电路中的电流表为理想交流电表。单匝正方形线圈边长a=0.1m，不计线圈电阻。绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，转动一圈的时间t=0.02s，已知R=1Ω。从图示位置开始计时，求： （1）该发电机产生交流电的电动势表达式； （2）电阻R消耗的功率是多少？ 16. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R＝3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L＝1 m．整个装置处于磁感应强度B＝2 T的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上．质量m＝1 kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r＝1 Ω，电路中其余电阻不计．金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好．不计空气阻力影响．已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2. (1)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm； (2)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5 J，求流过电阻R的总电荷量q. 17. 我国第一台高能量同步辐射光源HEPS将于2025年12月建成。HEPS建成后将是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一，也是世界五大高能量同步辐射光源之一，将源源不断为世界释放“中国之光”。 如图甲所示，工作时，源头电子枪产生电子束，在真空条件下经直线加速器将电子束加速，注入环形增强器，电子继续加速后被注入储存环，以接近光速的速度保持运动。在储存环上的不同位置，电子束通过插入件时，会沿着偏转轨道切线方向释放同步辐射光。 其中，储存环中的插入件能使粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图乙：宽度均为L的条形区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ边界竖直，区域Ⅰ内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅲ内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，且区域Ⅲ内磁感应强度大小是区域Ⅰ内的三倍。一电子从平行板电容器板S处由静止释放，经电场加速后平行于纸面水平射入区域Ⅰ。已知极板间电压为U，电子的电荷量大小为e，质量为m，重力不计。 （1）电子水平射入区域Ⅰ的初速度v0； （2）若电子恰好不能从区域Ⅰ右边界射出，求区域Ⅰ内磁感应强度大小； （3）若电子恰好不能从区域Ⅲ右边界射出，求电子从进入区域Ⅰ到离开区域Ⅲ的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$