精品解析：甘肃省天水市第一中学2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题

天水一中高二级2024-2025学年度第二学期期中考试 物理试题 （满分：100分 时间：75分钟） 一、选择题（本题共10小题共43分，1~7为单选每题4分，8~10为多选，全选对得5分，选对不全对3分，选错0分） 1. 传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法不正确的是（　　） A. 非触摸式自动水龙头自动感应水龙头应用的传感器是压力传感器 B. 办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用 C. 空调在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，是温度传感器的应用 D. 电熨斗够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断 2. 如图甲所示，金属圆环的直径与两匀强磁场的边界重合，边界右侧有垂直纸面向里，大小恒为的匀强磁场（图中未画出）。边界左侧的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。关于0~2T时间内，金属环中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. 先逆时针方向后顺时针方向 B. 先顺时针方向后逆时针方向 C. 顺时针方向 D. 逆时针方向 3. 电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，在两导轨平面间产生强磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度大小与电流成正比。使抛射体在导轨电流产生磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将抛射体发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示，磁场垂直于轨道平面，则（ ） A. 若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍 B. 若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍 C. 改变电流的方向不影响抛射体的发射方向 D. 抛射体的发射速度与抛射体的质量无关 4. 如图所示，L是自感系数很大的线圈但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，则下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，A先亮B不亮 B. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A亮度不变 C. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A变得更亮 D. 开关闭合达到稳定后断开开关，A立即熄灭，B逐渐熄灭 5. 如图为通过定值电阻的电流一时间图像，则该电流（　　） A. 是一种直流电 B. 周期为0.5s C. 有效值约为 D. 在内通过定值电阻的电荷量为 6. 如图所示为某振荡电路，电流流向A极板且逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A极板带负电 B. 电场能正转化为磁场能 C. 线圈的自感电动势增大 D. 减小自感系数，电磁振荡的频率不变 7. 下列四幅图分别是等离子体发电机、质谱仪、回旋加速器、速度选择器的示意图，进入装置的带电粒子重力均不计，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中板是电源的负极 B. 图乙中粒子打在照相底片上的位置越靠近，粒子的比荷越小 C. 图丙中若增大回旋加速器的加速电压，粒子获得的最大动能增大 D. 图丁中从左侧射入的带电粒子，若能沿直线射出，其速度大小为 8. 如图甲所示，电阻、匝数匝的线圈两端A、B与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A. 通过R的电流方向为由B通过R到A B. 圆形线圈具有收缩趋势 C. 线圈中感应电动势大小为100V D. R的电功率为75W 9. 如图为某水电站的电能输送示意图，A、B均为理想变压器，其中A为升压变压器，B为降压变压器的原、副线圈匝数比为，A、B之间的输电线路的总电阻为。已知用户端获得的电压为220V，获得的电功率是。下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器输出端的电压为2400V B. 输电线中电流为100A C. 输电线上功率损失为 D. 输电效率为 10. 如图所示，正方形线框放在光滑的绝缘水平面上，为正方形线框的对称轴，在的左侧存在竖直向下的匀强磁场。现用外力使正方形线框以两种不同的方式运动出磁场：第一种方式以速度v使正方形线框匀速向右运动，直到边刚好与重合；第二种方式只将速度变为。则下列说法正确的是（　　） A. 两次线框中电流方向相同 B. 两次磁通量的变化量相同 C. 两次线框中的感应电动势相同 D. 两次边所受安培力之比为 二、实验题（共2小题，共15分，每空3分） 11. 如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。 （1）如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。 （2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 12. 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. 开关闭合后将向A线圈中插入铁芯 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下移动一小段距离，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，从右向左看，金属环A出现的现象是__________（填字母）。 A. 金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B. 金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C. 金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D. 金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 三、计算题（共3小题，共42分） 13. 如图甲所示为交流发电机示意图，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时通过滑环和电刷保持与外电路连接，已知外电路电阻R=5Ω，图示线圈匝数n=50匝（其电阻可忽略不计），穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，求： （1）发电机输出电压随时间变化的瞬时值表达式； （2）电流表的读数。 14. 如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： （1）电子运动的轨迹半径r； （2）电子的比荷； （3）电子穿越磁场的时间t。 15. 如图甲所示，一足够长、电阻不计、固定的光滑平行金属导轨、间距，两导轨的左端连接有阻值的电阻，其导轨平面与水平面成角。导轨上有一与导轨垂直并接触良好的金属杆的质量，其电阻整个装置处于磁场方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。在时刻，对金属杆施加一平行于导轨平面向上且与杆垂直的拉力，使之由静止开始向上运动，拉力与金属杆速率倒数的关系如图乙所示。（取）求： （1）当金属杆速率时拉力的功率； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）当杆的加速度大小时，金属杆的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天水一中高二级2024-2025学年度第二学期期中考试 物理试题 （满分：100分 时间：75分钟） 一、选择题（本题共10小题共43分，1~7为单选每题4分，8~10为多选，全选对得5分，选对不全对3分，选错0分） 1. 传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法不正确的是（　　） A. 非触摸式自动水龙头自动感应水龙头应用的传感器是压力传感器 B. 办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用 C. 空调在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，是温度传感器的应用 D. 电熨斗够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断 【答案】A 【解析】 【详解】A．利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现，是利用光传感器而制成的。故A错误，与题意相符； B．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用。故B正确，与题意不符； C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器。故C正确，与题意不符； D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同。故D正确，与题意不符。 故选A。 2. 如图甲所示，金属圆环的直径与两匀强磁场的边界重合，边界右侧有垂直纸面向里，大小恒为的匀强磁场（图中未画出）。边界左侧的磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，取垂直纸面向外为正方向。关于0~2T时间内，金属环中感应电流的方向，下列说法正确的是（　　） A. 先逆时针方向后顺时针方向 B. 先顺时针方向后逆时针方向 C. 顺时针方向 D. 逆时针方向 【答案】D 【解析】 【详解】设金属圆环的面积为，则边界右侧的磁通量为 边界左侧磁通量初始为 所以，金属圆环的合磁通量先为零，此后时间内，左侧磁通量减小，所以金属圆环的合磁通量垂直纸面向里增加；时间内，左侧磁场也垂直纸面向里增大，即磁通量也垂直纸面向里增加，则金属圆环的合磁通量垂直纸面向里增加。即时间内，金属圆环的合磁通量一直垂直纸面向里增加，根据楞次定律可知，金属环中感应电流的方向逆时针。 故选D。 3. 电磁炮是通过给导轨回路通以很大的电流，在两导轨平面间产生强磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度大小与电流成正比。使抛射体在导轨电流产生磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终以很高的速度将抛射体发射出去。如图为电磁炮的原理示意图，电流方向如图所示，磁场垂直于轨道平面，则（ ） A. 若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大2倍 B. 若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大4倍 C. 改变电流的方向不影响抛射体的发射方向 D. 抛射体的发射速度与抛射体的质量无关 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据动能定理 其中F=BId，B=kI 可得 可知若只将电流增大2倍，炮弹射出的动能也会增大到原来的4倍；若只将导轨长度增大2倍，炮弹射出的动能会增大2倍，选项AB错误； C．改变电流的方向，则磁场方向和电流方向都改变，则安培力方向不变，即不影响抛射体的发射方向，选项C正确； D．根据 抛射体的发射速度与抛射体的质量有关，质量越大速度越小，选项D错误。 故选C。 4. 如图所示，L是自感系数很大的线圈但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，则下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合瞬间，A先亮B不亮 B. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A亮度不变 C. 开关闭合瞬间，A和B一起亮，达到稳定后B熄灭，A变得更亮 D. 开关闭合达到稳定后断开开关，A立即熄灭，B逐渐熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．开关闭合瞬间，由于线圈自感作用，线圈中的电流由0逐渐增大到稳定值，则开始A、B灯泡同时亮，稳定后，线圈相当于一根导线，发生短路，此时B灯熄灭，由于总电阻减小，通过电路的电流增大，则A灯变的更亮，故A、B灯同时亮，然后B灯逐渐熄灭，A灯变得更亮，故AB错误，C正确； D．开关闭合达到稳定后B灯是熄灭的，开关闭合达到稳定后断开开关，线圈由于自感作用，线圈相当于一个电源，在线圈与B灯构成的新的回路中，B灯先亮一下再熄灭，而A灯立即熄灭，故D错误。 故选C。 5. 如图为通过定值电阻的电流一时间图像，则该电流（　　） A. 是一种直流电 B. 周期为0.5s C. 有效值约为 D. 在内通过定值电阻的电荷量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．该电流的方向随时间做周期性变化，是一种交流电，故A错误； B．该电流的周期为，故B错误； C．根据有效值的定义有，解得，故C正确； D．在内通过定值电阻的电荷量为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示为某振荡电路，电流流向A极板且逐渐减小的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A极板带负电 B. 电场能正转化为磁场能 C. 线圈的自感电动势增大 D. 减小自感系数，电磁振荡的频率不变 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．由题可知电流正在减小，表明电容器正在充电，所以A板带正电，磁场能在减小，电场能正在增大，磁场能正转化为电场能，且电流变化变快，线圈中感应电动势正在增大，故AB错误，C正确； D．电磁振荡的频率 可知减小自感系数，电磁振荡的频率变大，故D错误。 故选C。 7. 下列四幅图分别是等离子体发电机、质谱仪、回旋加速器、速度选择器的示意图，进入装置的带电粒子重力均不计，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中板是电源的负极 B. 图乙中粒子打在照相底片上的位置越靠近，粒子的比荷越小 C. 图丙中若增大回旋加速器的加速电压，粒子获得的最大动能增大 D. 图丁中从左侧射入的带电粒子，若能沿直线射出，其速度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则可以判断等离子体中正电荷向B极板偏转，负电荷向A极板偏转，故A为电源负极，故A答案正确； B．电荷在电场中加速，由动能定理可得 到磁场后 又由 解得 即比荷越大，d越小，故B答案错误； C．回旋加速器的最大速度由D型盒的半径决定，故C答案错误； D．图丁中从左侧射入的带电粒子，若能沿直线射出，则有 则速度大小为,故D答案错误； 故选A。 8. 如图甲所示，电阻、匝数匝的线圈两端A、B与电阻R相连，。线圈内有方向垂直于纸面向里的磁场，线圈中的磁通量按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A. 通过R的电流方向为由B通过R到A B. 圆形线圈具有收缩趋势 C. 线圈中感应电动势大小为100V D. R的电功率为75W 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．线圈相当于电源，图乙可知垂直于纸面向里穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律知通过R的电流方向为由A通过R到B，故A错误； B．由于线圈的磁通量增大，由楞次定律知圆形线圈具有收缩趋势，故B正确； C．根据 故C正确； D．电阻R的功率 因为 代入题中数据，联立以上解得 故D正确。 故选BCD。 9. 如图为某水电站的电能输送示意图，A、B均为理想变压器，其中A为升压变压器，B为降压变压器的原、副线圈匝数比为，A、B之间的输电线路的总电阻为。已知用户端获得的电压为220V，获得的电功率是。下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器输出端的电压为2400V B. 输电线中电流为100A C. 输电线上功率损失为 D. 输电效率为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．用户端电流 根据变压器的原理可得，输电线中电流为， 则有 A正确，B错误； CD．输电线功率损耗 输电效率 C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，正方形线框放在光滑的绝缘水平面上，为正方形线框的对称轴，在的左侧存在竖直向下的匀强磁场。现用外力使正方形线框以两种不同的方式运动出磁场：第一种方式以速度v使正方形线框匀速向右运动，直到边刚好与重合；第二种方式只将速度变为。则下列说法正确的是（　　） A. 两次线框中电流方向相同 B. 两次磁通量的变化量相同 C. 两次线框中的感应电动势相同 D. 两次边所受安培力之比为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，两次线框中产生的感应电流的方向均沿，故A正确； B． 两种情况下初始磁通量相同，末态相同，所以磁通量的变化量相同，即磁通量的变化量为 故B正确； C．正方形线框以速度v匀速向右运动时产生的感应电动势为 正方形线框以速度2v匀速向右运动时产生的感应电动势为 两次线框中的感应电动势之比为 故C错误； D．正方形线框以速度v匀速向右运动时ab边所受安培力为 正方形线框以速度2v匀速向右运动时ab边所受安培力为 两次ab边所受安培力之比为，故D正确。 故选ABD。 二、实验题（共2小题，共15分，每空3分） 11. 如图所示为“探究磁场对通电导线的作用”的部分实验装置，通电导线与磁场方向垂直。请根据下面的实验操作按要求填空。 （1）如图所示分别接通“1、4”和“2、3”，发现导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与________有关。 （2）只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，导线受力的方向________（选填“改变”或“不改变”）。 【答案】（1）导线在磁场中的长度 （2）改变 【解析】 【小问1详解】 分别接通“1、4”和“2、3”，则磁场中的通电导线的长度不同，实验中观察到导线偏转的角度不同，说明导线受到的力的大小与导线在磁场中的长度有关。 【小问2详解】 安培力的方向是由磁感应强度的方向和电流方向共同决定的，故只上下交换磁极的位置以改变磁场方向，则导线受力的方向将发生改变。 12. 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. 开关闭合后将向A线圈中插入铁芯 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下移动一小段距离，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，从右向左看，金属环A出现的现象是__________（填字母）。 A. 金属环A中电流方向顺时针，将向左运动 B. 金属环A中电流方向顺时针，将向右运动 C. 金属环A中电流方向逆时针，将向左运动 D. 金属环A中电流方向逆时针，将向右运动 【答案】（1）AC （2）C （3）B 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，将线圈A插入线圈B中，闭合开关，通过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转。 A．开关闭合后将向A线圈插入铁芯，通过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，故A正确； B．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，线圈A电流减小，通过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故B错误； C．开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，滑动变阻器接入电路阻值变小，线圈A电流增大，通过线圈B的磁通量增大，电流计指针向右偏转，故C正确； D．开关闭合后，后将A线圈迅速从B线圈中拔出，通过线圈B的磁通量减小，电流计指针向左偏转，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 将条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的向下的磁通量增加，根据楞次定律和安培定则可知，感应电流从螺线管最下方的导线中向右流出，根据二极管具有单向导电性可知，红灯不发光、黄灯短暂发光。 故选C。 【小问3详解】 当光照增强时，热敏电阻的阻值减小，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过金属环A的向右的磁通量增大，根据楞次定律可知，从右向左看，金属环A中电流方向顺时针，螺线管电流方向为逆时针，由于反向电流相互排斥，可知金属环将向右运动。 故选B。 三、计算题（共3小题，共42分） 13. 如图甲所示为交流发电机示意图，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时通过滑环和电刷保持与外电路连接，已知外电路电阻R=5Ω，图示线圈匝数n=50匝（其电阻可忽略不计），穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，求： （1）发电机输出电压随时间变化的瞬时值表达式； （2）电流表的读数。 【答案】（1）e=10πcosπt(V) （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知 发电机输出电压瞬时表达式为 【小问2详解】 电流表示数为电流的有效值，则 所以 14. 如图所示，一束电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝30°，求： （1）电子运动的轨迹半径r； （2）电子的比荷； （3）电子穿越磁场的时间t。 【答案】（1）2d （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 作入射、出射速度的垂线确定轨迹圆心，由几何关系，可得r = 2d 【小问2详解】 设电子质量为m、电量为e，由洛伦兹力提供向心力得，解得 【小问3详解】 由洛伦兹力提供向心力，运动的周期，得 由，代入周期得 15. 如图甲所示，一足够长、电阻不计、固定的光滑平行金属导轨、间距，两导轨的左端连接有阻值的电阻，其导轨平面与水平面成角。导轨上有一与导轨垂直并接触良好的金属杆的质量，其电阻整个装置处于磁场方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。在时刻，对金属杆施加一平行于导轨平面向上且与杆垂直的拉力，使之由静止开始向上运动，拉力与金属杆速率倒数的关系如图乙所示。（取）求： （1）当金属杆速率时拉力的功率； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）当杆的加速度大小时，金属杆的速度大小。 【答案】（1）70W （2）2T （3） 5m/s 【解析】 【小问1详解】 由乙图可知， 图像的斜率表示功率，可得 由于斜率不变，则功率不变，所以当金属杆速率时拉力的功率 【小问2详解】 由乙图可知，速度最大值为 当金属棒速度最大时，加速度为零，根据牛顿第二定律 此时拉力 安培力 联立解得 【小问3详解】 根据牛顿第二定律 此时拉力 安培力 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $