四川省眉山市东辰学校2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

2024-2025学年度领川实验高2023级物理期中考试 考试范围:光学、电磁感应、交流电 考试时间:75min 命题人:张玉凤 审题人:侯玉 注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷(选择题) 一、单项选择题(本题共个 7 小题,每小题 4分,共 28分) 1.如图所示,圆环形导体线圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者轴线重合,螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动,下列表述正确的是( ) A.线圈a中将产生沿顺时针方向(俯视)的感应电流 B.穿过线圈a的磁通量减小 C.线圈a有扩张的趋势 D.线圈a对水平桌面的压力FN将增大 2.交流发电机的线圈匀速转动时产生正弦式交变电流,其电动势随时间变化的图像如图所示,下列正确的是( ) A. 时,穿过线圈的磁通量的变化率最大 B. 时,线圈位于中性面 C. 时,穿过线圈的磁通量为零 D. 发电机线圈转动的角速度为 3.太阳光通过云层时,经冰晶的折射或反射会形成日晕现象.如图所示为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上发生折射的光路图,、为其折射出的光线中两种单色光,下列说法正确的是( ) A.、光在冰晶中传播时,光的速度较大 B.从同种玻璃中射入空气发生全反射时,光的临界角较大 C.用同一装置做双缝干涉实验,光的条纹间距比光的窄 D.遇到同样的障碍物,光比光更容易发生明显的衍射现象 4.如图所示,虚线左侧的匀强磁场垂直纸面向外,右侧的匀强磁场垂直纸面向里。一金属小球从固定的光滑绝缘圆弧轨道上的点a无初速度释放后向右侧运动到最高点b的过程中,下列正确的是( ) A.a、b两点等高 B.小球在最低点处于平衡状态 C.小球在穿过虚线时内部会产生涡流 D.小球在穿过虚线时受到竖直向上的磁场力 5.在如图甲所示的虚线框内有匀强磁场,一固定的金属线圈有部分处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。规定磁感应强度垂直纸面向里为正方向、电流逆时针为正方向,安培力水平向左为正方向,线圈中产生的电动势E、电流I、内能Q、线框受到的安培力F与时间t的关系可能正确的是( ) A. B. C. D. 6.在如图所示的电路中,A、B是两个完全相同的灯泡,L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈,则下列判断错误的是( ) A.S刚闭合瞬间,A灯和B灯同时亮 B.S闭合后电路稳定前,A灯逐渐变暗 C.S闭合电路稳定后,A灯和B灯亮度相同 D.S闭合电路稳定后,再断开S时,A灯闪亮一下后熄灭 7.如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像,每个周期内,前二分之一周期电压按正弦规律变化,后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路,电阻R阻值为50 ,则( ) A.理想电压表读数为50V B.理想电流表读数为0.8A C.电阻R消耗的电功率为45W D.电阻R在50秒内产生的热量为2025J 2、 多项选择题(本题共 3个小题,每小题 6分,全对得6分,对而不全得3分,有错选得 0分,共18 分) 8.一有界区域内,存在着方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,磁场宽度均为L,如图所示。边长为L的正方形导线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上,建立水平向右的x轴,且坐标原点在磁场的左边界上,t=0时刻开始线框沿x轴正方向匀速通过磁场区域,规定逆时针方向为电流的正方向,导线框受向左的安培力为正方向,四个边电阻均相等。下列关于感应电流i或导线框受的安培力F或b、a两点电势差Uba随时间t的变化规律正确的是( ) A. B.C. D. 9.如图,间距为L的两根金属导轨平行放置并固定在绝缘水平桌面上,左端接有一定值电阻R,导轨所在平面存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m的金属棒置于导轨上,在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动,一段时间后撤去水平拉力,金属棒最终停在导轨上。已知金属棒在运动过程中,最大速度为v,加速阶段的位移与减速阶段的位移相等,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,不计摩擦及金属棒与导轨的电阻,则( ) A. 加速过程中通过金属棒的电荷量为 B. 金属棒加速的时间为 C. 加速过程中拉力的最大值为 D. 加速过程中拉力做的功为 10.半径分别为r和2r的同心圆导轨固定在同一水平面内,一长为r,电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面,BA的延长线通过圆导轨中心O,装置的俯视图如图所示,整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为B,方向竖直向下,在两环之间接阻值为R的定值电阻和电容为C的电容器,直导体棒在水平外力作用下以角速度 绕O逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好的接触,导轨电阻不计,下列说法正确的是( ) A.金属棒中电流从A流向B B.金属棒两端电压为B 2r C.电容器的M板带正电 D.电容器所带电荷量为CB r2 第II卷(非选择题) 三、实验题(本题共 2 个小题,每空 2 分,共 18分) 11.某实验小组进行光学实验。 (1)在“用插针法测定玻璃的折射率”实验中,先在白纸上描出玻璃砖两个平行面的边界a和b,正确操作后,作出的光路图如图甲所示。然后以入射点O为圆心作圆,与入射光线、折射光线分别交于A、B点,再分别过A、B点作法线的垂线,垂足分别为M、N点,如图乙所示。 ①在插时,应使 (填字母); A.只挡住的像 B.只挡住 C.同时挡住和、的像 ②该玻璃砖的折射率 。(用图中线段的字母表示); ③若在白纸上描玻璃砖的边界b时不小心将玻璃砖向上平移了少许,其余操作均正确,则测出的折射率 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)在完成“用双缝干涉测量光的波长”实验时。实验需测量的“相邻条纹间距”指的是图中的_(填字母)。 A. B. C. D. 12.1834年,物理学家楞次(H.Lenz)在分析了许多实验事实后,总结得到了电磁学中一重要的定律——楞次定律,某中学成才兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验: (1)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流接法,请用笔画线代替导线将实物电路补充完整 。 (2)连成电路后,合上开关瞬间,我们发现电流计的指针 ,开关完全合上后,电流计的指针 (以上选填“偏转”或“不偏转”)。这个演示实验表明,不论用什么方法,只要 。闭合电路中就有感应电流产生。 (3)为进一步研究该小组又做了以下实验,磁体从靠近线圈的上方静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中,传感器显示的电流i随时间t的图像应该是图中的 。 A. B.C. D. 四、解答题(本题共3个小题,共36分,请在答题纸上写出必要的文字说明,重要的方程式,重要的 演算过程,明确的数值和单位,只有答案,没有过程的不得分) 13.(12分)如图所示,ab=50cm.ad=20cm,匝数为100匝的矩形线圈。线圈电阻r=1.外电路电阻R=9,磁感应强度B=0.2T。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度50rad/s匀速转动。 (1)从此位置开始计时,它的感应电动势的瞬时值表达式; (2)1min内R上消耗的电能; (3)线圈由如图位置转过30 的过程中,通过R的电量为多少。 14.(10分)如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,一单色细光束从的中点垂直于面入射。棱镜的折射率,,求: (1)光第一次从棱镜内射出时的折射角; (2)出射点到点的距离。 15.(14分)如图所示,光滑平行导轨MNPQ固定在水平面上,导轨宽度为d,处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨足够长,将质量分别为2m、m,有效电阻均为R的金属棒J和K分别置于轨道上,棒始终与轨道垂直并电接触良好,导轨电阻不计。现使J棒获得水平向右的初速度2v0,K棒获得水向左的初速度v0,求:(1)全过程中系统产生的焦耳热Q; (2)从开始运动到稳定状态过程中两棒间距离的改变量∆x。 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 《2024-2025学年度高中物理期中考试卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C C C C D ACD AB CD 1.D 【详解】AB.当滑动触头P向下移动时电阻减小,由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大,穿过线圈a的磁通量增加,方向向下;根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针,故AB错误; C.根据楞次定律,感应电流的产生总是阻碍引起感应电流的原因,因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加,故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加,故线圈a应有收缩的趋势,故C错误; D.开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力,当滑动触头向下滑动时,可以用“等效法”,即将线圈a和b看做两个条形磁铁,判断知此时两磁铁的N极相对,互相排斥,故线圈a对水平桌面的压力将增大,故D正确。 故选D。 2.C 【详解】A.由图可知,时,电动势为零,线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量变化率为零,A错误; BC.时,电动势最大,平面与磁场方向平行,穿过线圈的磁通量为零,C正确,B错误; D.由图可知,周期,发电机线圈转动的角速度,D错误。故选C。 3.C 【详解】A.由题图可知光的偏折程度比光的偏折程度小,根据折射定律可知,六角形冰晶对光的折射率小于对光的折射率,由可知、光在冰晶中传播时,光的速度较大,故A错误; B.根据全反射临界角公式,同种玻璃对光的折射率比对光的折射率小,可知从同种玻璃中射入空气发生全反射时,光的临界角较大,故B错误; C.因光的折射率小于对光的折射率,则光的频率小于光的频率,由可知光的波长比光的波长大,根据条纹间距公式可知,用同一装置做双缝干涉实验光的条纹间距比光的宽,故C正确; D.波长越小,衍射现象越不明显,因光的波长比光的波长大,则光比光更容易发生明显的衍射现象,故D错误。故选C。 4.C 【详解】BCD.小球在穿过虚线时内部会产生涡流,穿过小球的磁通量发生变化,小球内部会产生涡流,小球在最低点除需做圆周运动的向心力以外,水平方向还受到向左的电磁阻尼,选项BD均错误,选项C正确; A.由于电磁阻尼,b点一定低于a点,选项A错误。故选C。 5.C 【详解】AB.若设磁场向里为正方向,由楞次定律可知,在0~T时间内线圈中产生逆时针方向电流,在T~2T时间内线圈中产生顺时针方向电流,根据法拉第电磁感应定律 可知感应电动势大小不变,但是方向不同,根据 可知,在0~T时间内线圈中产生的逆时针方向电流不变,在T~2T时间内线圈中产生顺时针方向的电流也不变,选项AB错误; C.根据可知,因I、R不变,则图像是过原点的直线,选项C正确; D.根据在时间内B随时间均匀减小,则随时间均匀减小,且方向向左;在时间内B随时间均匀增加,则随时间均匀增加,且方向向右;在时间内随时间均匀减小,方向向左;时间内随时间均匀增大,方向向右,选项D错误。故选C。 6.C 【详解】ABC.开关S闭合的瞬间,两灯同时获得电压,所以A、B同时发光;由于线圈的电阻可以忽略,灯A逐渐被短路,流过A灯的电流逐渐减小,A灯逐渐变暗,直至熄灭,而流过B的电流增大,所以B灯变亮,故AB正确,C错误; D .S闭合电路稳定后,断开开关S的瞬间,B灯的电流突然消失,立即熄灭;流过线圈的电流将要减小,产生自感电动势,相当电源,维持L中的电流逐渐减小,所以A灯突然闪亮一下再熄灭,故D正确。 本题选不正确的,故选C。 7.D 【详解】设交流电电压有效值为,根据有效值定义可得,解得 则理想电压表读数为;根据欧姆定律可得理想电流表读数为 电阻R消耗的电功率为 电阻R在50秒内产生的热量为,故选D。 8.ACD 【详解】正方形导线框进入第一个磁场过程中,只有bc边切割磁感线,由右手定则可知,电流方向为逆时针方向,大小为,b、a两点的电势差为,正方形导线框所受安培力为 由左手定则可知,安培力方向水平向左,正方形导线框进入第二个磁场过程中,ad边在第一个磁场中切割磁感线,bc边在第二个磁场中切割磁感线,由右手定则可知,电流方向为顺时针,大小为 由于电流方向为顺时针则b点电势低于a点电势,b、a两点的电势差为 正方形导线框所受安培力为 由左手定则可知,两边所受安培力方向都水平向左,正方形导线框出第二个磁场过程中,只有ad边在第二个磁场中切割磁感线,由右手定则可知,电流方向为逆时针方向,大小为 b、a两点的电势差为 正方形导线框所受安培力为 由左手定则可知,安培力方向水平向左,故ACD正确,B错误。故选ACD。 9.AB 【详解】A.设加速阶段的位移与减速阶段的位移相等为,根据 可知加速过程中通过金属棒的电荷量等于减速过程中通过金属棒的电荷量,则减速过程由动量定理可得 ,解得,A正确; B.由,解得,金属棒加速的过程中,由位移公式可得,可得加速时间为 B正确; C.金属棒在水平拉力作用下从静止开始做匀加速直线运动,加速过程中,安培力逐渐增大,加速度不变,因此拉力逐渐增大,当撤去拉力的瞬间,拉力最大,由牛顿第二定律可得 其中,联立解得,C错误; D.加速过程中拉力对金属棒做正功,安培力对金属棒做负功,由动能定理可知,合外力的功 可得,因此加速过程中拉力做的功大于,D错误。故选AB。 10.CD 【详解】A.根据右手定则可知,金属棒AB逆时针切割磁感线时,产生的感应电流应该是从B向A,故A错误; B.据E感=BL,以及v=r 可得切割磁感线时产生的电动势,E感=BL=Br=Br2 切割磁感线的导体相当于电源,则AB两端的电压相当于电源的路端电压,根据闭合电路欧姆定律可知 UAB=E感=Br2 =Br2 ,故B错误; C.切割磁感线的AB相当于电源,在AB内部电流方向由B向A,故金属棒A相当于电源正极,故与A接近的电容器M板带正电,故C正确; D.由B分析知,AB两端的电压为Br2 ,则电容器两端的电压也是Br2 ,故电容器所带电荷量Q=CU=CBr2 故D正确。故选CD。 11.(1) C 偏大 (2)D 【详解】(1)①[1]在插时,同时挡住和、的像,故选C; ②[2]根据折射定律有,由几何关系有,,联立得 ③[3]b边界上移使得测得的折射角偏小,故测得的折射率偏大。 (2)实验需测量的“相邻条纹间距”指的是相邻两条亮条纹中心的距离,故选D。 12. 偏转 不偏转 闭合回路中的磁通量发生变化 A 【详解】(1)[1] 滑动变阻器接入电路中必须一上一下接入电路,电流计测量的是线圈中的感应电流,所以正负接线柱都应该接入电流计,故实物电路补充如下 (2)[2] 连成电路后,合上开关瞬间,电路由断开到闭合,且电路处于磁场中,由电磁感应知识可知电流计的指针将出现偏转。 [3]开关完全合上后,闭合回路中磁通量保持不变,电流计的指针不偏转。 [4]这个演示实验表明,不论用什么方法,只要闭合回路中的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。 (3)[5] 磁体进入和穿出线圈时感应电流方向相反,磁体刚进入线圈时速度较小,磁通量变化速率小,磁体穿出线圈时磁通量变化速率大,由感应电动势和感应电流公式, 且磁体完全进入线圈后,线圈中磁通量未发生变化,电动势为0。故A正确,BCD错误。故选A。 13.(1);(2)27000J;(3)0.1C 【详解】(1)线框从磁通量最小位置开始转动,因此感应电动势的瞬时值表达式为(V) (2)电动势有效值为, 1min内R上消耗的电能为 (3)线圈由如图位置转过30 的过程中 通过R的电量为 14.(1) (2) 【详解】(1)光路图如图所示 设该玻璃的临界角为,有,解得 由几何关系知,则光在面发生全反射,又 由折射定律有,解得 (2)设光线分别经过面、面的、点,由几何关系有,,解得 15.(1);(2) 【详解】(1)两棒组成的系统动量守恒,取向右为正方向,则 根据能量守恒可得产生的焦耳热为,联合解得 (2)取J棒研究,设运动过程中平均电流为,经历时间为,取向右为正方向根据动量定理得 ,而,解得 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 $