内容正文:
绝密★启用前
莎车县2025—2026学年第二学期阶段性练习题
高二 物理
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共计12小题,其中1—7题为单选,8—10题为多选,每题4分,共计40分)
1. 下列仪器或设备,在正常工作时不需要利用磁场的是( )
A. 速度选择器 B. 磁电式电流表 C. 磁流体发电机 D. 避雷针
2. 一个不计重力的电子,沿图中箭头所示方向进入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外,则电子的运动轨迹( )
A. 可能为圆弧a B. 可能为直线b
C. 可能为圆弧c D. a、b、c都有可能
3. 如图所示,矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的两条边与导线平行。线圈以速度远离直导线。下列说法中正确的是( )
A. 线圈会产生感应电流
B. 线圈不会产生感应电流
C. 只有线圈速度足够大,线圈才会产生感应电流
D. 只有直导线电流足够大,线圈才会产生感应电流
4. 为了提高航空母舰上飞机在单位时间内起飞的架次,人们正研制一种电磁弹射装置,它的基本原理如图所示,待弹射的飞机挂在导体棒上,导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行导轨上,给导轨通以很大的电流,使飞机和导体棒作为一个载流导体在磁场的作用下,沿导轨作加速运动,从而将飞机以某一速度弹射出去.关于这种弹射装置以下说法中正确选项全选的是( )
①导体棒中的电流方向是N→M
②导体棒中的电流方向是M→N
③可以通过改变磁感应强度的大小来改变飞机弹射出时速度
④如要提高飞机的弹射速度,可以增大导轨中的电流
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③ D. ②④
5. 某同学学习了电磁感应相关知识后,做了探究性实验:将闭合线圈按图示方式放在电子秤上,手握条形磁铁静止在线圈的正上方,此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时( )
A. 电子秤的示数等于 B. 电子秤的示数大于
C. 线圈有扩张的趋势 D. 线圈有收缩的趋势
6. 2024年9月,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体,成功产生了42.02T的稳态磁场(稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场),其磁感应强度约为地磁场磁感应强度的80万倍,打破了2017年美国国家强磁场实验室水冷磁体创造的世界纪录,成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑,下列说法正确的是( )
A. 42.02T表示磁通量的大小
B. 该稳态磁场不可能激发出电场
C. 磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场
D. 将通电直导线放入该稳态磁场,受到的安培力一定很大
7. 我国特高压输电技术在世界上处于领先地位。特高压输电是指直流电压在800kV以上或交流电压在1000kV以上进行的电能输送,特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假若采用550kV超高压从A处向B处输电,输电线上损耗的电功率为 ,在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为,不考虑其他因素的影响,则( )
A. B.
C. D.
8. 下列说法中正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在
B. 电磁波不能在真空中传播
C. 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体
D. 爱因斯坦最早提出能量子概念,并成功解释黑体辐射实验规律,他是量子力学的奠基人之一
9. 利用电场和磁场可以约束或者控制带电粒子的运动及轨迹,下列关于甲、乙两图中的仪器及工作原理的说法正确的是( )
A. 甲图是回旋加速器,乙图是磁流体发电机
B. 甲图是质谱仪,乙图是回旋加速器
C. 甲图中,三个粒子均带负电
D. 乙图中,仅增大所接电源的电压,其他条件不变,粒子射出仪器时的速度大小不变
10. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用,下列相关说法正确的是( )
A. 图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应
B. 图乙中摇动手柄使磁铁旋转,铝线框也会跟着转动起来这种现象叫电磁驱动
C. 图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
D. 图丁中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属块中会产生涡流,金属块中就会产生大量热量,从而冶炼金属
二、实验探究题(本题共计2小题,每空2分,共计22分)
11. 某同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。(线圈绕向如图中所示)
(1)①当条形磁铁的N极向下插入线圈时,观察到灵敏电流计指针向右偏转,从上往下看线圈中感应电流的方向为____________(填顺时针方向或逆时针方向);②当条形磁铁的N极从线圈中向上拔出时,灵敏电流计指针将向_______(填“左”或“右”)偏转。
(2)该同学进一步探究电磁感应现象:将两个线圈A、B套在同一铁芯上,线圈A与电源、滑动变阻器、开关组成回路,线圈B与灵敏电流计组成闭合回路。①开关闭合瞬间,指针__________(偏转/不偏转);②开关闭合,电路稳定后指针__________(偏转/不偏转);③开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片的过
程中,指针__________(偏转/不偏转)。
(3)在做“探究电磁感应现象”实验时,如果B线圈两端不接任何元件,仍然进行(2)中操作,则B线圈电路中将( )
A. 因电路不闭合,无电磁感应现象 B. 有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向 D. 可以用楞次定律判断感应电动势方向
12. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”
(1)实验室中有下列器材:
在本实验中不需要的是______(填器材序号)。
A. 可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B. 条形磁铁
C. 直流电源
D. 多用电表
E. 开关、导线若干
F. 低压交流电源
(2)该学生继续做实验,先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压______(选填“增大”“减小”或“不变”);保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)上述“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是__________________;
(4)实验中考虑到变压器“三损”,实验结论将有:______(选填“>”“<”或“=”)。
三、解答题(本题共计3小题,共计38分)
13. 如图所示,两根平行光滑金属导轨和 放置在水平面内,其间距,磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻,在导轨上有一金属棒,其电阻,金属棒与导轨垂直且接触良好,在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动,设金属导轨足够长。求:
(1)金属棒产生的感应电动势;
(2)通过电阻 的电流大小和方向;
(3)金属棒、两点间的电势差。
14. 如图甲所示,理想变压器原,副线圈匝数比,原线圈接在一电源上,副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时,求:
(1)电压表示数U;
(2)电流表示数I;
(3)原线圈的输入功率P。
15. 如图所示,在的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面并指向纸外,磁感应强度大小为B。一带电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为,并从x负半轴离开匀强磁场。粒子重力不计。求:
(1)判断粒子的电性;
(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(3)该粒子在磁场中运动的时间。
(4)该粒子在磁场中离x轴的最远距离;
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绝密★启用前
莎车县2025—2026学年第二学期阶段性练习题
高二 物理
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共计12小题,其中1—7题为单选,8—10题为多选,每题4分,共计40分)
1. 下列仪器或设备,在正常工作时不需要利用磁场的是( )
A. 速度选择器 B. 磁电式电流表 C. 磁流体发电机 D. 避雷针
【答案】D
【解析】
【详解】A.速度选择器是利用正交的电场和磁场对带电粒子的共同作用来工作的,当满足 时,带电粒子可匀速通过速度选择器,所以正常工作时需要磁场,故A不符合题意;
B.磁电式电流表的原理是通电线圈在磁场中受安培力作用发生偏转,所以工作时需要磁场,故B不符合题意;
C.磁流体发电机利用等离子体在磁场中受洛伦兹力的作用向两极偏转形成电势差,所以工作时需要磁场,故C不符合题意;
D.避雷针的工作原理是尖端放电,属于静电现象,不需要利用磁场,故D符合题意。
故选D。
2. 一个不计重力的电子,沿图中箭头所示方向进入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外,则电子的运动轨迹( )
A. 可能为圆弧a B. 可能为直线b
C. 可能为圆弧c D. a、b、c都有可能
【答案】A
【解析】
【详解】运动电子在磁场中受洛伦兹力,由于电子带负电,进入电场时电子的运动方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向外,由左手定则可得:电子刚进入电场时所受洛伦兹力竖直向上,则电子的运动轨迹可能是圆弧a;
故选A。
3. 如图所示,矩形线圈位于通电长直导线附近,线圈与导线在同一平面内,线圈的两条边与导线平行。线圈以速度远离直导线。下列说法中正确的是( )
A. 线圈会产生感应电流
B. 线圈不会产生感应电流
C. 只有线圈速度足够大,线圈才会产生感应电流
D. 只有直导线电流足够大,线圈才会产生感应电流
【答案】A
【解析】
【详解】通电长直导线周围的磁场是非匀强磁场,离导线越远,磁场越弱。当线圈以速度v远离直导线时,穿过线圈的磁场变弱,因此穿过线圈的磁通量会减小。根据法拉第电磁感应定律,只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,回路中就会产生感应电流,与速度和电流大小无关。
故选A。
4. 为了提高航空母舰上飞机在单位时间内起飞的架次,人们正研制一种电磁弹射装置,它的基本原理如图所示,待弹射的飞机挂在导体棒上,导体棒放置在处于匀强磁场中的两条平行导轨上,给导轨通以很大的电流,使飞机和导体棒作为一个载流导体在磁场的作用下,沿导轨作加速运动,从而将飞机以某一速度弹射出去.关于这种弹射装置以下说法中正确选项全选的是( )
①导体棒中的电流方向是N→M
②导体棒中的电流方向是M→N
③可以通过改变磁感应强度的大小来改变飞机弹射出时速度
④如要提高飞机的弹射速度,可以增大导轨中的电流
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】飞机受到的安培力向前,所以根据左手定则可知电流由M指向N,且飞机的弹射速度由加速度和位移决定,加速度大小由安培力决定,所以只要提高安培力即可提高弹射速度,故选B
5. 某同学学习了电磁感应相关知识后,做了探究性实验:将闭合线圈按图示方式放在电子秤上,手握条形磁铁静止在线圈的正上方,此时电子秤的示数为。则当磁铁远离线圈时( )
A. 电子秤的示数等于 B. 电子秤的示数大于
C. 线圈有扩张的趋势 D. 线圈有收缩的趋势
【答案】C
【解析】
【详解】AB.磁铁远离线圈,根据楞次定律的推论“来拒去留”可知,线圈与磁铁相互吸引,导致电子秤的示数小于,故AB错误;
CD.穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知,线圈有扩张的趋势,故C正确,D错误。
故选C。
6. 2024年9月,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体,成功产生了42.02T的稳态磁场(稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场),其磁感应强度约为地磁场磁感应强度的80万倍,打破了2017年美国国家强磁场实验室水冷磁体创造的世界纪录,成为国际强磁场水冷磁体技术发展新的里程碑,下列说法正确的是( )
A. 42.02T表示磁通量的大小
B. 该稳态磁场不可能激发出电场
C. 磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场
D. 将通电直导线放入该稳态磁场,受到的安培力一定很大
【答案】B
【解析】
【详解】A.42.02T表示磁感应强度的大小,故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论可知该稳态磁场不可能激发出电场,故B正确;
C.磁感应强度不随时间变化的磁场为恒定磁场,在恒定磁场中,如果磁感应强度在空间各处完全相同,即大小和方向都不变,就是匀强磁场,故C错误;
D.将通电直导线与磁场平行放入该稳态磁场,受到的安培力为零,故D错误。
故选B。
7. 我国特高压输电技术在世界上处于领先地位。特高压输电是指直流电压在800kV以上或交流电压在1000kV以上进行的电能输送,特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假若采用550kV超高压从A处向B处输电,输电线上损耗的电功率为 ,在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为,不考虑其他因素的影响,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设输送的电功率为,输电线上的总电阻为 ,则550kV输电线上损耗的电功率为
改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率为
二者比较,计算得出
C正确。
故选C。
8. 下列说法中正确的是( )
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在
B. 电磁波不能在真空中传播
C. 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体叫作黑体
D. 爱因斯坦最早提出能量子概念,并成功解释黑体辐射实验规律,他是量子力学的奠基人之一
【答案】AC
【解析】
【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹验证了电磁波的存在,故A正确;
B.电磁波可以在真空中传播,且传播速度等于光速,故B错误;
C.如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波,而不发生反射,这种物体就被称为“黑体”,故C正确;
D.普朗克通过研究黑体辐射最早提出能量子的概念,并成功解释黑体辐射实验规律,成为量子力学的奠基人之一,故D错误。
故选AC。
9. 利用电场和磁场可以约束或者控制带电粒子的运动及轨迹,下列关于甲、乙两图中的仪器及工作原理的说法正确的是( )
A. 甲图是回旋加速器,乙图是磁流体发电机
B. 甲图是质谱仪,乙图是回旋加速器
C. 甲图中,三个粒子均带负电
D. 乙图中,仅增大所接电源的电压,其他条件不变,粒子射出仪器时的速度大小不变
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.甲图是质谱仪,乙图是回旋加速器,故A错误,B正确;
C.甲图中,在磁场中根据左手定则可知,三个粒子均带正电,故C错误;
D.乙图中,当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时,粒子的速度最大,则有
可得粒子射出仪器时的速度大小为
仅增大所接电源的电压,其他条件不变,粒子射出仪器时的速度大小不变,故D正确。
故选BD。
10. 电磁学知识在科技生活中有广泛的应用,下列相关说法正确的是( )
A. 图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应
B. 图乙中摇动手柄使磁铁旋转,铝线框也会跟着转动起来这种现象叫电磁驱动
C. 图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
D. 图丁中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属块中会产生涡流,金属块中就会产生大量热量,从而冶炼金属
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图甲中动圈式扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受力运动,故A错误;
B.图乙中摇动手柄使磁铁旋转,铝线框也会跟着转动起来这种现象叫电磁驱动,故B正确;
C.图丙中自制金属探测器是利用金属探测器中变化电流产生的磁场来进行探测的,故C错误。
D.图丁中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,炉内金属块中会产生涡流,金属块中就会产生大量热量,从而冶炼金属,故D正确。
故选BD。
二、实验探究题(本题共计2小题,每空2分,共计22分)
11. 某同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。(线圈绕向如图中所示)
(1)①当条形磁铁的N极向下插入线圈时,观察到灵敏电流计指针向右偏转,从上往下看线圈中感应电流的方向为____________(填顺时针方向或逆时针方向);②当条形磁铁的N极从线圈中向上拔出时,灵敏电流计指针将向_______(填“左”或“右”)偏转。
(2)该同学进一步探究电磁感应现象:将两个线圈A、B套在同一铁芯上,线圈A与电源、滑动变阻器、开关组成回路,线圈B与灵敏电流计组成闭合回路。①开关闭合瞬间,指针__________(偏转/不偏转);②开关闭合,电路稳定后指针__________(偏转/不偏转);③开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片的过
程中,指针__________(偏转/不偏转)。
(3)在做“探究电磁感应现象”实验时,如果B线圈两端不接任何元件,仍然进行(2)中操作,则B线圈电路中将( )
A. 因电路不闭合,无电磁感应现象 B. 有电磁感应现象,但无感应电流,只有感应电动势
C. 不能用楞次定律判断感应电动势方向 D. 可以用楞次定律判断感应电动势方向
【答案】(1) ①. 逆时针方向 ②. 左
(2) ①. 偏转 ②. 不偏转 ③. 偏转 (3)BD
【解析】
【小问1详解】
[1]N极向下插入线圈时,穿过线圈的向下的磁通量增加,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向上(阻碍磁通量增加),从上往下看线圈中感应电流的方向为逆时针方向。
[2]N极向上拔出线圈时,穿过线圈的向下的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向下(阻碍磁通量减少),感应电流方向与前面相反,灵敏电流计指针将向左偏转。
【小问2详解】
[1]开关闭合瞬间,线圈A的电流从无到有,产生的磁场从无到有,穿过线圈B的磁通量增加,因此线圈B产生感应电流,电流计指针偏转;
[2]开关保持闭合、滑动变阻器滑片不动时,线圈A的电流不变,穿过线圈B的磁通量不变,没有感应电流产生,因此电流计指针不偏转。
[3]开关闭合后,迅速移动滑动变阻器的滑片的过程中,线圈A的电流发生变化,穿过线圈B的磁通量发生变化,产生感应电流,因此电流计指针偏转。
【小问3详解】
如果线圈B两端不接任何元件,则无法形成闭合回路,当穿过线圈B的磁通量变化时,会产生电磁感应现象,即线圈B电路中将产生感应电动势,但无法形成感应电流,感应电动势的方向与感应电流的方向都可以用楞次定律判断,故选BD。
12. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”
(1)实验室中有下列器材:
在本实验中不需要的是______(填器材序号)。
A. 可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B. 条形磁铁
C. 直流电源
D. 多用电表
E. 开关、导线若干
F. 低压交流电源
(2)该学生继续做实验,先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压______(选填“增大”“减小”或“不变”);保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压______(选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)上述“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是__________________;
(4)实验中考虑到变压器“三损”,实验结论将有:______(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)BC (2) ①. 增大 ②. 减小
(3)控制变量法 (4)>
【解析】
【小问1详解】
A.本实验是探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系,需要可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈),A不符合题意;
B.探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系,不需要条形磁铁,B符合题意;
C.变压器依靠互感现象工作,需要交流电源而不是直流电源,C符合题意;
D.实验中需要测量原副线圈两端的电压,需要多用电表,D不符合题意;
EF.开关、导线若干和低压交流电源都是实验必须的,EF不符合题意。
故选BC;
【小问2详解】
[1][2]根据变压器线圈两端的电压与匝数的关系,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压增大,保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压减小;
【小问3详解】
实验中控制一个线圈的匝数不变,探究电压与另一个线圈匝数的关系,该方法是控制变量法;
【小问4详解】
考虑漏磁、导线电阻发热等能量损耗,实际副线圈电压小于理想情况的输出电压,因此。
三、解答题(本题共计3小题,共计38分)
13. 如图所示,两根平行光滑金属导轨和 放置在水平面内,其间距,磁感应强度的匀强磁场垂直轨道平面向下,两导轨之间连接的电阻,在导轨上有一金属棒,其电阻,金属棒与导轨垂直且接触良好,在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动,设金属导轨足够长。求:
(1)金属棒产生的感应电动势;
(2)通过电阻 的电流大小和方向;
(3)金属棒、两点间的电势差。
【答案】(1);(2)由M到P,;(3)
【解析】
【详解】(1)金属棒ab产生的电动势为
解得
(2)根据右手定则,金属棒的电流方向为由b到a,则电阻R的电流方向为由M到P,根据闭合电路欧姆定律
解得
(3)金属棒a、b两点的电压即为路端电压
解得
14. 如图甲所示,理想变压器原,副线圈匝数比,原线圈接在一电源上,副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时,求:
(1)电压表示数U;
(2)电流表示数I;
(3)原线圈的输入功率P。
【答案】(1)20V;(2)2A;(3)40W
【解析】
【详解】(1)由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为
U1=30V
根据匝数比公式
解得电压表示数
(2)电流表示数
(3)根据匝数比公式
解得
原线圈的输入功率
15. 如图所示,在的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面并指向纸外,磁感应强度大小为B。一带电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为,并从x负半轴离开匀强磁场。粒子重力不计。求:
(1)判断粒子的电性;
(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(3)该粒子在磁场中运动的时间。
(4)该粒子在磁场中离x轴的最远距离;
【答案】(1)负电 (2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
根据左手定则可得,粒子带负电。
【小问2详解】
粒子的运动轨迹如图所示
粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 ,由洛伦兹力提供向心力可得
解得
【小问3详解】
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为 ,则有。
【小问4详解】
由几何关系可知粒子在磁场中离x轴最远距离。
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