内容正文:
海口市琼山中学2025—2026学年度第二学期
高二年级段考物理试卷
考试时间:90分钟 满分100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、智学网考号等信息
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8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.如图所示的几种电器,工作原理与其他几个不同的是( )
A.金属探测器 B.无线充电器
C.高频焊接机 D.充电宝
2.在如图所示平行板器件中,存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,一电子恰好水平向右从运动至,则板间磁场方向可能为( )
A.垂直纸面向外 B.垂直纸面向里 C.水平向右 D.竖直向下
3.如图为通过定值电阻的电流-时间图像,则该电流( )
A.是一种直流电
B.周期为0.5 s
C.有效值约为
D.一个周期内通过定值电阻的电荷量为1.6 C
4.用一根横截面积为、电阻率为的硬质导线做成一个半径为的圆环,为圆环的一条直径如图所示,在的左侧存在一个匀强磁场,磁场垂直圆环所在平面,方向如图,磁感应强度大小随时间的变化率,则( )
A.圆环中产生顺时针方向的感应电流
B.图中a、b两点间的电势差为
C.圆环具有扩张的趋势
D.圆环中感应电流的大小为
5.如图所示的电路中,a、b是两个完全相同的灯泡,为电源,为定值电阻,为自感线圈,线圈直流电阻,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S,a、b均立即亮,稳定时较亮
B.闭合开关S,b立即亮,逐渐亮,稳定时一样亮
C.稳定后断开开关S,b闪亮一下,a、b同时逐渐熄灭
D.稳定后断开开关S,b立即熄灭,逐渐熄灭
6.如图,为矩形,边长为,其内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为、带电荷量为的粒子从点以速度直射入磁场,速度方向与的夹角为,粒子刚好从点射出磁场,不计粒子的重力,下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子做圆周运动的轨道半径为
C.减小粒子的入射速度,粒子在磁场区域内的运动时间变短
D.增大粒子的入射速度,粒子一定从边射出
7.用粗细均匀的相同导线制成等边三角形导体框,将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中。在a、b之间接一直流电源,电流方向如图所示,边受到的安培力大小为,则整个导体框受到的安培力大小为( )
A.0 B. C. D.
8.如图所示,空间内存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,电场强度大小为,磁场方向垂直于纸面向里,一电荷量为的小球,在与磁场垂直的平面内沿直线运动,该直线与电场方向夹角为45°,a、b(图中未标出)为直线轨迹上的两点,两点间距离为。已知重力加速度为,小球在点的速度大小为,则下列说法错误的是( )
A.小球质量为
B.磁感应强度大小为
C.小球由运动到的时间为
D.小球由运动到的过程中电场力做功的大小为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20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.关于下列四幅图的描述,正确的是( )
A.图1中,,洛伦兹力方向在纸面内垂直v指向左上方
B.图2中,甲、乙、丙、丁四根导体棒在导轨上均以速度做匀速直线运动,则产生的感应电动势最大的是甲和丁
C.图3中,图中产生霍尔效应时,若载流子带负电,稳定时D板电势低
D.图4中,此时线圈中的磁感应强度正在变大
10.下列说法正确的是( )
A.图甲为手机与基站及蓝牙耳机的通信示意图。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波,则甲波的频率大于乙波的频率
B.图乙中病房内应用紫外线进行杀菌消毒
C.图丙中,红外体温计是利用体温计辐射出红外线来实现测量人体温度的
D.图丁中,机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪是利用X射线的穿透本领
11.如图所示,有一宽为的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里。现有一边长为、粗细均匀的正方形金属线框,以恒定速度穿过磁场区域。在运动过程中,金属线框边始终与磁场区域边界平行,取边刚进入磁场为计时起点,规定逆时针方向为电流正方向,则在下列选项中,能正确反映线框中感应电流以及两点间电势差随时间变化规律的是( )
A. B.
C. D.
12.特高压交流输电电路图如图所示,采用理想变压器输电,交流发电机的输出电压恒为,输电导线总电阻为,升压变压器原线圈与副线圈的匝数比为,以下说法正确是( )
A.输电导线的电流
B.当发电机的输出功率为时,输电导线的损耗功率为
C.若用户端的电压也为,则升压变压器与降压变压器的匝数比的乘积小于1
D.若用户端使用的用电器增多,则发电机的输出功率增大,用户端的电压变小
13.如图所示,平面内有足够长的间距为的光滑平行金属导轨MN、PQ水平固定放置,导轨处在垂直于导轨平面向上的有界匀强磁场中(虚线是磁场的左边界,其右侧磁场区域足够大)。两根材质相同的金属棒ab、cd垂直导轨放置,长度均为,质量分别为2m、m,金属棒恰好位于磁场的左边界内。现给金属棒向右的初速度,两金属棒发生弹性碰撞,碰撞时间极短。已知两金属棒与导轨始终接触良好,金属棒的电阻为,导轨的电阻不计,下列说法正确的是( )
A.碰撞结束的瞬间,流过金属棒的电流是
B.碰撞结束的瞬间,流过金属棒的电流是
C.最终金属棒ab、cd相距
D.最终金属棒上产生的热量为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题(共20分)
14.(1)有一根条形磁铁脱了漆,分不清哪头是极,哪头是极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性,小明和小华在该条形磁铁的两头标记上P、Q,如图甲所示,并分别做了如下实验:
①小明按图乙连好线圈和检流表,将条形磁铁的端向下插入线圈,发现检流表指针向右边偏转(已知检流表零刻线在正中间,电流从正接线柱流入时其指针往右偏)。
②小华将一个铝环用细线静止悬挂,如图丙所示,并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环,发现铝环向右边摆起。
③分析上述操作,可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性( )
A.小明 B.小华 C.都可以
④通过实验结果,我们可知端为条形磁铁的_____(选填“N极”或“S极”);
⑤丙图中,当条形磁铁从左往右靠近铝环时,铝环有_____(选填“扩张”或“收缩”)的趋势。
(2)热敏电阻可分为正温度系数热敏电阻(简称PTC电阻)和负温度系数热敏电阻(简称NTC电阻),前者的阻值随温度的升高而增大,后者的阻值随温度的升高而减小。某恒温箱温控电路和高温报警装置电路分别如图甲、乙所示,两图中、均为热敏电阻。
①应为_____,应为_____。在汽车电路中,常将热敏电阻与其他元件串联接入电路,以防止其他元件两端的电压过大,从而保护电路和设备,则该热敏电阻为_____。(均填“PTC电阻”或“NTC电阻”)
②在图乙中,若要让蜂鸣器在更低温度时响起,应将图中滑动变阻器滑片向_____(填“左”或“右”)移动少许。
15.利用可拆变压器、低压交流电源、交流电压表等实验器材,探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系:
(1)变压器的铁芯,它的结构和材料是( )
A.整块硅钢铁芯 B.整块不锈钢铁芯 C.绝缘的铜片叠成 D.绝缘的硅钢片叠成
(2)下列说法正确的是( )
A.变压器工作时,通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
B.变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能,在副线圈上将磁场能转化为电能
C.理想变压器输入功率等于输出功率,没有能量损失
D.变压器副线圈上不接负载时,原线圈两端电压为零
(3)实验中,图中变压器的原线圈接“0,800匝”接线柱,所接电源电压为交流10 V,副线圈接“0,400匝”接线柱,则副线圈两端电压可能是( )
A. B. C. D.
(4)由于变压器工作时有能量损失,实验测得的原、副线圈的电压比应当_____(选填“>”、“=”或者“<”)原、副线圈的匝数比。
四、解答题(共36分)
16.(8分)
如图所示,交流发电机的线圈匝数匝,面积,处于磁感应强度的匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,角速度,通过理想变压器连接的电阻,变压器的原、副线圈匝数比,电流表为理想电流表,发电机线圈电阻忽略不计。
(1)图示位置开始计时,求感应电动势瞬时值的表达式;
(2)求电流表的示数;
(3)求发电机的输出功率。
17.(12分)
如图所示,水平放置的光滑、平行金属导轨间距为,左侧连接阻值为的定值电阻。边长为的正方形cdef区域内,存在方向垂直于导轨平面竖直向下,磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为,有效电阻为的导体棒放置在磁场边界cd处。导轨的电阻忽略不计,运动过程中,导体棒始终与导轨保持垂直并接触良好。
(1)若导体棒在外力作用下以速度向右匀速运动,求导体棒离开磁场前定值电阻消耗的电功率;
(2)若给导体棒一向右的初速度,导体棒恰能穿越磁场区域,求该过程中通过电阻的电荷量和初速度的大小。
18.(16分)
在国内顶尖肿瘤治疗领域,质子治疗因其精准杀伤肿瘤细胞、对正常组织损伤小的优势,成为恶性肿瘤治疗的重要手段。其核心原理是利用带电粒子在电场和磁场中受力的特点,控制质子的运动轨迹和能量,实现对肿瘤的精准照射。如图所示,在平面直角坐标系的第一、四象限存在匀强磁场,方向如图所示,第二象限内存在沿轴正方向的匀强电场。一带电量为,质量为的粒子(不计重力)从轴上的点沿轴正方向以初速度进入第二象限,经电场偏转后从轴上的点进入第一象限,然后从轴上的点进入第四象限。求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度大小;
(3)把原磁场撤去,在第一象限某区域只需要加一磁感应强度为原磁场2倍的矩形磁场,即可使带电粒子与轴正方向成角斜向下穿过轴。求该矩形磁场区域的最小面积。
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