内容正文:
高二物理
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修第二册第一章至第四章。
一、选择题:本题共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1.关于电场和磁场,下列说法正确的是
A.电场线可以相交,磁感线不能相交
B.电场是人们假想的而磁场是客观存在的特殊物质
C.电荷在电场中一定受力而在磁场中不一定受力
D.洛伦兹力的方向和正电荷运动方向相同,和负电荷运动方向相反
2.下面有关四幅闭合回路的描述正确的是
A.图甲中,感应电流方向沿顺时针
B.图乙中,感应电流方向沿顺时针
C.图丙中,导体棒中的电流从M到N
D.图丁中,导体棒中的电流从M到N
3.如图所示,一根通电导线弯折后固定在匀强磁场中,电流大小为,磁感应强度为,的长度为,为,与磁感线垂直,连线与磁感线平行,下列说法正确的是
A.导线所受安培力大小为
B.导线所受安培力大小为
C.导线所受安培力大小为
D.导线所受安培力大小为
4.匝数为的矩形闭合线圈在某磁场中转动的过程中,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示,线圈的电阻值为。则的时间内,线圈中产生的焦耳热为
A. B. C. D.
5.如图甲所示为一振荡电路在某时刻的情景,该时刻线圈的磁场能正在逐渐减弱,图乙为振荡过程的图像,已知线圈的自感系数为,电容器的电容为,规定回路中的电流沿顺时针方向为正方向。下列说法正确的是
A.该时刻流过电流计的电流方向向右
B.该时刻应介于之间
C.两极板之间的电压正在减小
D.若仅减小两极板间的距离,则振荡周期减小
6.晓强在研究通电自感和断电自感时,设计了如图所示的电路,其中、为两个完全相同的灯泡,为电感线圈且直流电阻不能忽略,为定值电阻,两灯泡的电阻不受温度影响。下列说法正确的是
A.开关闭合瞬间,两灯泡均立即变亮
B.开关闭合后,灯泡逐渐变亮,灯泡立即变亮
C.开关断开后,灯泡逐渐变暗,灯泡闪亮一下再逐渐熄灭
D.开关闭合与断开瞬间,流过灯泡的电流均向右
7.如图甲所示,水平虚线的正下方存在垂直纸面方向的磁场(包括边界),时刻磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示,直径为、匝数为的圆形导体线圈竖直固定,线圈有一半在磁场中,已知线圈单位长度的电阻值为。下列说法正确的是
A.时间内线圈中的电流沿逆时针方向
B.时间内,线圈所受的安培力方向先竖直向下后竖直向上
C.线圈中产生的感应电流大小为
D.时线圈所受的安培力大小为
8.2024年12月,由中国航天科技集团有限公司六院801所研制的国内首款磁阳极霍尔推力器在国际上实现首次飞行应用。如图甲所示,霍尔推力器是一种先进的电推进装置,被广泛应用在卫星位置保持和姿态控制领域,其工作原理为闭合环轨道中的电子在磁场中受到约束。如图乙所示,在较窄的环形空间内有沿径向向内的磁场,该磁场在环形空间内的磁感应强度近似认为大小均为;在垂直于环面同时加上方向向右的匀强电场(场强大小未知)和方向向左的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为。在各个场的共同作用下,电子恰好能在环形空间内沿图中方向做半径为的匀速圆周运动。已知电子的质量为,电荷量大小为,不计电子重力。下列说法正确的是
A.沿径向向内的磁场产生的洛伦兹力与电场力平衡
B.若电子的速度反向,则电子仍然能做匀速圆周运动
C.电子的运动速率为
D.电场强度大小为
9.2025年6月21日,四川甘孜藏族自治州金上至湖北千伏特高压直流输电工程进入最后验收阶段,直流输电的最大特点是能减少能量的损耗,直流输电时首先通过整流器将交流电变为直流电,然后
再通过逆变器将直流电变为交流电,其中交流电的有效值等于直流电。如图所示为远距离输电的简易图,发电厂输出电压的有效值为,输出功率为,输电线的总电阻为。已知用户的电压为,降压变压器的匝数比为,升压变压器和降压变压器均为理想变压器。下列说法正确的是
A.图中X为逆变器,Y为整流器
B.升压变压器的匝数比为
C.用户得到的功率为
D.增加用户时,用户得到的电压升高
10.如图所示,正方形线框放在绝缘水平面上,其中与虚线重合,虚线左侧存在竖直向上的匀强磁场(其中边界处不存在磁场),欲使线框离开磁场可采用两种方式:①在外力作用下保持线框向右匀速运动,直到边与虚线重合;②在外力作用下使线框绕轴沿顺时针方向匀速转动,保持边的线速度大小与①中匀速运动的速度大小相等,直到边转到虚线的正上方。下列说法正确的是
A.①、②两种方式,线框离开磁场瞬间两端的电压不同
B.①、②两过程中,流过某一横截面的电荷量不同
C.①、②两过程中,线框产生的焦耳热之比为
D.①、②两过程中,流过线框的平均电流之比为
二、非选择题:本题共5小题,共57分。
11.(8分)某实验小组的同学利用如图所示的电路完成了“探究感应电流方向”的实验,实验时,该小组的同学将线圈A置于线圈B中,电键闭合瞬间发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下。
(1)灵敏电流计的偏转方向与线圈A的绕向________,灵敏电流计的偏转方向与线圈B的绕向________(均选填“有关”或“无关”)。
(2)电键闭合后,将滑动变阻器的触头向左滑动,灵敏电流计的指针________,线圈A从线圈B中拔出的过程中,灵敏电流计的指针________(均选填“向左偏转”“不偏转”或“向右偏转”)。
12.(8分)某实验小组的同学在进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验时,设计了如图甲所示的电路,其中触头1、2、3对应的线圈匝数分别为300匝、600匝、1200匝,触头4、5对应的线圈匝数分别为100匝、200匝。
(1)实验室为其准备的实验器材有学生电源、可拆变压器、多用电表、开关和导线若干.学生电源如图乙所示,实验时变压器原线圈的两端应接________(选填“ab”或“cd”);
(2)若变压器原线圈的输入电压为18 V,原线圈的单刀多掷开关接触头2,此时副线圈多用电表的旋钮旋至10 V挡位,多用电表的指针偏转如图丙所示,则副线圈的输出电压为________V,此时副线圈单刀多掷开关接的是触头________(选填“4”或“5”);
(3)若将原线圈的单刀多掷开关接触头3,副线圈的单刀多掷开关接5,则当原线圈接入的电压为12 V时,接入副线圈多用电表的示数可能为________(选填“3 V”“2 V”或“1.9 V”),其原因可能为____________________________(说出一种理由即可).
13.(12分)如图所示,矩形线框的匝数为匝,其中,,矩形线框的电阻值,矩形线框在、两点通过两个电刷连接如图所示的电路,其中两电表均为理想交流电表,定值电阻的阻值为,线圈所在空间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为,为过边和边中点的轴线. 现让线框绕以恒定周期转动,导线的电阻不计,图示位置计为时刻.求:
(1)电压表的示数;
(2)从时刻开始,线框转过的过程中,流过电流表的电荷量;
(3)从时刻开始,在1 min的时间内定值电阻上产生的焦耳热.
14.(12分)如图所示,在直角三角形(含边界)区域内,存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场.一束质量为,电荷量为的带正电粒子从边中点以不同初速度沿平行于方向射入该磁场区域.已知边长为,,不计粒子间的相互作用力及粒子所受的重力.求:
(1)粒子想从边射出的最大速度;
(2)粒子想从边射出的最小速度.
15.(17分)如图所示,倾角为的足够长的光滑绝缘斜面体固定在水平面上,水平虚线1、2间存在垂直斜面体向上的匀强磁场,磁感应强度大小为.质量为、阻值为、边长为的正方形导体框由虚线1上方 处静止释放,线框的边与虚线平行,当线框的边刚到达虚线2处时刚好匀速.已知从导体框边越过虚线1到导体框的边运动到虚线1的时间,重力加速度,整个过程正方形导体框不转动.求:
(1)正方形导体框边刚越过虚线1瞬间的加速度的大小;
(2)虚线1、2间的距离.
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高二物理参考答案、提示及评分细则
1.C 2.A 3.D 4.C 5.B
6.B 7.B 8.AD 9.BC 10.CD
11.(1)有关(2分) 有关(2分)
(2)向左偏转(2分) 向左偏转(2分)
12.(1)(1分)
(2)6.0(1分) 5(2分)
(3)1.9(2分) 原、副线圈上通过的电流发热或铁芯在交变磁场作用下发热或变压器铁芯漏磁(2分)
13.解:(1)线框的角速度为
线框在匀强磁场中转动产生的感应电动势的最大值为 (1分)
线框中产生感应电动势的瞬时值为 (1分)
电压表的示数 (2分)
(2)线框从图示位置转过所用的时间为
则磁通量变化量的绝对值为
由法拉第电磁感应定律得 (1分)
由闭合电路欧姆定律得 (1分)
又 (1分)
整理得
解得 (1分)
(3)感应电动势的有效值为 (1分)
电路中感应电流的有效值为 (1分)
1 min的时间内定值电阻上产生的焦耳热为 (1分)
代入数据解得 (1分)
14.解:(1)粒子从边射出的临界情况如图甲所示
由 (1分)
当粒子的轨迹与边相切时,有 (2分)
得半径为 (1分)
解得 (2分)
(2)粒子从bc边射出的临界情况如图乙所示
由 (1分)
当粒子的轨迹与bc边相切时,有 (2分)
得半径为 (1分)
解得 (2分)
15.解:(1)正方形线框释放后沿斜面体下滑,设刚进入磁场瞬间正方形导体框的速度为,由机械能守恒定律得
(1分)
解得 (1分)
导体框刚越过虚线1后,cd棒切割磁感线
cd棒中产生的感应电动势为 (1分)
由欧姆定律得 (1分)
导体框所受的安培力为 (1分)
由牛顿第二定律得 (1分)
代入数据解得 (1分)
(2)导体框进入虚线1、2间磁场的过程,取时间导体框速度的变化量为
由动量定理得 (1分)
两边求和得 (1分)
设导体框ab边越过虚线1的速度为,则有 (1分)
解得 (1分)
cd边刚到达虚线2时刚好匀速,此时的速度为,则由力的平衡条件得 (1分)
结合以上可知此时的安培力为 (1分)
解得 (1分)
导体框完全进入磁场后做匀加速直线运动,加速度为 (1分)
导体框匀加速的位移为 (1分)
则虚线1、2的间距为 (1分)
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