精品解析：福建省漳州市广兆中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

广兆中学2024-2025高二物理下学期期中考试卷 考试时间：75分钟 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4小题，每小题4分，共16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. 如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中不能引起电流表指针转动的是（　　） A. 闭合电键瞬间 B. 电键闭合后断开瞬间 C. 闭合电键后拔出螺线管铁芯瞬间 D. 断开电键后变阻器的滑片不动 2. 如图所示，在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b，匝数分别为n1=800和n2=200，上线圈a两端与u=100sin314tV的交流电源相连，将下线圈b两端接交流电压表，考虑到漏磁，则（　　） A. 若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出恒定电流 B. 若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量为零 C. 电压表读数不可能为25V D. 电压表读数可能为25V 3. 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器的匝数比为，、、为三个定值电阻，、，电阻两端的电压随时间变化的正弦曲线如图乙所示，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为0.5A B. 电流表的示数为 C. 电压表的示数为 D. 电压表的示数为110V 4. 如图所示，矩形线框abcd所在平面与其右侧的有界匀强磁场垂直，矩形线框的bc边与磁场边界平行，矩形线框的ab边长度为磁场宽度的2倍，矩形线框以某一速度匀速穿过磁场，从矩形线框bc边进入磁场开始计时，以逆时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流可能是下面图中的（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：本题共4题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，甲图是远距离输电的电路示意图，乙图是用电器两端的电压随时间变化的图像。已知降压变压器的原线圈与副线圈的匝数之比n3：n4=40∶1，输电线的总电阻R=20Ω，降压变压器的输出功率P4=88kW，发电机的输出电压为250V，电路中的升压变压器和降压变压器均为理想变压器。则下列结论正确的是（　　） A. 降压变压器原线圈中电流的频率为50Hz B. 流过输电线的电流大小为400A C. 发电机的输出功率为92kW D. 升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶36 6. 如图所示，边长为l的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m，带电量为q的粒子以垂直于方向的初速度从中点e点射入，从的中点f点射出。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子带负电 C. 磁感应强度 D. 磁感应强度 7. 如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是（　　） A. 适当减小电场强度E B. 适当增大磁感应强度B C. 适当增大加速电场极板之间的距离 D. 适当减小加速电压U 8. 磁场的磁感应强度大小在100μT（1μT=10－6T）之内，对人体是安全的。赤道上有一用于轻轨电车引电的载流长直导线，沿东西方向水平延伸，导线中通有大小为150A，方向由东向西的电流。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为B=k，式中I为导线上的电流大小，r为某点距导线的距离，k≈1.3×10-6T·mA，赤道表面附近的地磁场的磁感应强度大小为5×10－5T。下列说法正确的是（ ） A. 在导线的正下方，电流产生的磁场方向自南向北 B. 在导线的正上方，电流产生的磁场方向自南向北 C. 若考虑地磁场的影响，在导线的正上方1.5m处，磁场对人体是安全的 D. 若考虑地磁场的影响，在导线的正下方1.5m处，磁场对人体是安全的 第II卷（非选择题） 三、填空题（每空3分，共24分。把正确答案写在答题卡中的横线上） 9. 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）在图中用实线代替导线完成实验电路连接；______ （2）连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向左偏了一下。保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈A时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；几分钟后断开电键，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏。 （3）实验中如果将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，滑动变阻器滑片位置不变，闭合电键时灵敏电流计G______。 A．指针始终处于刻度盘中央 B．指针不停的左右摇摆 C．指针偏转到某一位置，并保持不动 D．在调节滑动变阻器的滑片位置时，示数无变化 10. 图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。 （1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为___________。 （2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图象，此电流的瞬时值表达式为___________，电流的有效值为___________。 五、计算题（本题共3小题，共32分。） 11. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。现把一个质量的导体棒ab垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨中通过的电流恒为时，导体棒恰好静止，g取。已知，，求： （1）磁场的磁感应强度为多大？ （2）若突然只将磁场方向变为竖直向上，其他条件不变，则磁场方向改变后的瞬间，导体棒的加速度为多少？ 12. 如图所示，金属杆垂直固定于宽的平行金属导轨上，并处于磁感应强度的匀强磁场中，金属杆与磁场方向垂直，定值电阻，其余电阻均不计。当开关闭合后，电流表示数，求： (1)金属杆受到的安培力大小； (2)内电流通过电阻产生的焦耳热。 13. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，进入第二象限的匀强电场中，电场强度为E．不计粒子重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度的大小； （2）带电粒子在磁场中的运动时间； （3）带电粒子在电场中速度第一次为零时的坐标． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广兆中学2024-2025高二物理下学期期中考试卷 考试时间：75分钟 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4小题，每小题4分，共16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. 如图为探究产生电磁感应现象条件的实验装置，下列情况中不能引起电流表指针转动的是（　　） A. 闭合电键瞬间 B. 电键闭合后断开瞬间 C. 闭合电键后拔出螺线管铁芯瞬间 D. 断开电键后变阻器的滑片不动 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合电键瞬间线圈A中电流发生变化，它激发的电流磁场变化，线圈B中磁通量变化，由楞次定律可知，将产生感应电流致使电流表指针转动。故A正确，与题意不符； B．同理，电键闭合后断开瞬间线圈A中电流发生变化，它激发的电流磁场随之变化，线圈B中磁通量变化，由楞次定律可知，将产生感应电流致使电流表指针转动。故B正确，与题意不符； C．闭合电键后拔出螺线管铁芯瞬间，线圈A激发的电流磁场发生变化，线圈B中磁通量变化，由楞次定律可知，将产生感应电流致使电流表指针转动。故C正确，与题意不符； D．断开电键后，线圈A所在电路没有电流，线圈B中没有磁通量的变化，不会产生感应电流，电流表指针不转动。故D错误，与题意相符。 故选D。 2. 如图所示，在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b，匝数分别为n1=800和n2=200，上线圈a两端与u=100sin314tV的交流电源相连，将下线圈b两端接交流电压表，考虑到漏磁，则（　　） A. 若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出恒定电流 B. 若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量为零 C. 电压表读数不可能为25V D. 电压表读数可能为25V 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据电磁感应原理，若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出正弦交变电流，A错误； B．若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量不变，但不为零，B错误； CD．输入交流电的有效值为U1=100V，则若不考虑漏磁，则次级电压有效值 考虑到漏磁影响，则次级电压小于25V，即电压表读数小于25V，C正确，D错误。 故选C。 3. 在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器的匝数比为，、、为三个定值电阻，、，电阻两端的电压随时间变化的正弦曲线如图乙所示，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数为0.5A B. 电流表的示数为 C. 电压表的示数为 D. 电压表的示数为110V 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据图乙，可知电阻两端电压的最大值为 则电阻两端电压的有效值为 则副线圈的电流为 根据 可得原线圈的电流为，故A正确，B错误； CD．副线圈电阻的电压为 故副线圈两端的电压为 根据 可得原线圈两端的电压为 由题知，电源电压的有效值为，故原线圈中电阻两端的电压为，故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，矩形线框abcd所在平面与其右侧的有界匀强磁场垂直，矩形线框的bc边与磁场边界平行，矩形线框的ab边长度为磁场宽度的2倍，矩形线框以某一速度匀速穿过磁场，从矩形线框bc边进入磁场开始计时，以逆时针方向为电流的正方向，则线框中产生的感应电流可能是下面图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线圈的bc边从开始进入磁场到出离磁场时，感应电流为逆时针方向，感应电流大小为恒定不变；从bc出离磁场到ab进入磁场的过程中，穿过线圈的磁通量不变，则线圈中无感应电流；从ab边进入磁场到ab边出离磁场的过程中，线圈中感应电流为顺时针方向，感应电流大小为恒定不变。 故选B。 二、双项选择题：本题共4题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 如图所示，甲图是远距离输电的电路示意图，乙图是用电器两端的电压随时间变化的图像。已知降压变压器的原线圈与副线圈的匝数之比n3：n4=40∶1，输电线的总电阻R=20Ω，降压变压器的输出功率P4=88kW，发电机的输出电压为250V，电路中的升压变压器和降压变压器均为理想变压器。则下列结论正确的是（　　） A. 降压变压器原线圈中电流的频率为50Hz B. 流过输电线的电流大小为400A C. 发电机的输出功率为92kW D. 升压变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=1∶36 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由用电器两端的电压随时间变化的图像可知 故 变压器不改变电流的频率，故A正确； B．降压变压器副线圈电压为 由电功率可知，降压变压器的输出电流 根据 解得流过输电线的电流大小 故B错误； C．发电机的输出功率 故C错误： D．流过升压变压器原线圈的电流 根据 解得 故D正确。 故选AD。 6. 如图所示，边长为l的正方形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m，带电量为q的粒子以垂直于方向的初速度从中点e点射入，从的中点f点射出。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子带负电 C. 磁感应强度 D. 磁感应强度 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．粒子以垂直于方向的初速度从中点e点射入，从的中点f点射出，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误，B正确； CD．根据几何知识可知粒子运动的半径为，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 故C错误，D正确。 故选BD。 7. 如图所示，从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为E，磁感应强度为B。欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是（　　） A. 适当减小电场强度E B. 适当增大磁感应强度B C. 适当增大加速电场极板之间的距离 D. 适当减小加速电压U 【答案】AB 【解析】 【详解】依题意，要使粒子在复合场中做匀速直线运动，故 根据左手定则可知电子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，故电子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以要么增大洛伦兹力，要么减小电场力。 A．适当减小电场强度E，即可以减小电场力，或者适当增大磁感强度B，可以增大洛伦兹力，故AB正确； C．适当增大加速电场极板之间的距离，根据 可得 由于粒子两者间的电压没有变化，所以电子进入磁场的速率没有变化，因此没有改变电场力和洛伦兹力的大小，故C错误； D．根据 可得 粒子故适当减小加速电压U，可以减小电子在复合场中运动的速度v，从而减小洛伦兹力，故D错误。 故选AB。 8. 磁场的磁感应强度大小在100μT（1μT=10－6T）之内，对人体是安全的。赤道上有一用于轻轨电车引电的载流长直导线，沿东西方向水平延伸，导线中通有大小为150A，方向由东向西的电流。已知通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式为B=k，式中I为导线上的电流大小，r为某点距导线的距离，k≈1.3×10-6T·mA，赤道表面附近的地磁场的磁感应强度大小为5×10－5T。下列说法正确的是（ ） A. 在导线的正下方，电流产生的磁场方向自南向北 B. 在导线的正上方，电流产生的磁场方向自南向北 C. 若考虑地磁场的影响，在导线的正上方1.5m处，磁场对人体是安全的 D. 若考虑地磁场的影响，在导线的正下方1.5m处，磁场对人体是安全的 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由安培定则，可判断出在导线的正下方，电流产生的磁场方向自北向南，在导线的正上方，电流产生的磁场方向自南向北，故A错误，B正确； C．由通电长直导线周围的磁感应强度大小的计算公式，可得通电长直导线在距离直导线1.5m处产生磁场的磁感应强度为 B1=k=1.3×10－6×T=1.3×10－4T 若考虑地磁场的影响，在导线的正上方1.5m处，磁场的磁感应强度 B=B1+B地=1.3×10－4T+5×10－5T=1.8×10－4T 大于100μT，磁场对人体是不安全的，故C错误； D．若考虑地磁场的影响，在导线的正下方1.5m处，在导线的正下方1.5m处，磁场的磁感应强度 B=B1－B地=1.3×10－4T－5×10－5T=0.8×10－4T 小于100μT，磁场对人体是安全的，故D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题） 三、填空题（每空3分，共24分。把正确答案写在答题卡中的横线上） 9. 某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。 （1）在图中用实线代替导线完成实验电路连接；______ （2）连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计G的指针向左偏了一下。保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈A时，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏；几分钟后断开电键，灵敏电流计指针将向______（填“左”或“右”）偏。 （3）实验中如果将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，滑动变阻器滑片位置不变，闭合电键时灵敏电流计G______。 A．指针始终处于刻度盘中央 B．指针不停的左右摇摆 C．指针偏转到某一位置，并保持不动 D．在调节滑动变阻器的滑片位置时，示数无变化 【答案】 ①. ②. 左 ③. 右 ④. 右 ⑤. B 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]如图 （2）[2]由题知闭合开关，线圈中磁通量增大，发现灵敏电流计的指针向左偏了一下；将铁芯迅速插入线圈A时，通过线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针将向左偏； [3]将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，回路电流减小，线圈中磁通量将减小，灵敏电流计的指针将向右偏； [4]几分钟后断开电键，线圈中磁通量减小，灵敏电流计的指针将向向右偏。 （3）[5]如果将电池换成低压交流电源，线圈A插入线圈B中，滑动变阻器滑片位置不变，线圈中磁通量一会增大一会减小，交替发生变化，指针将不停的左右摇摆，故B正确，ACD错误。 故选B。 10. 图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。 （1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为___________。 （2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图象，此电流的瞬时值表达式为___________，电流的有效值为___________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]由题可得手摇发电机周期 因此角速度 （2）[2]由图像可知电流的瞬时值表达式为 [3]电流的有效值 五、计算题（本题共3小题，共32分。） 11. 如图所示，两光滑平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面夹角，在导轨所在平面内，分布着方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。现把一个质量的导体棒ab垂直放在金属导轨上，当接通电源后，导轨中通过的电流恒为时，导体棒恰好静止，g取。已知，，求： （1）磁场的磁感应强度为多大？ （2）若突然只将磁场方向变为竖直向上，其他条件不变，则磁场方向改变后的瞬间，导体棒的加速度为多少？ 【答案】（1）；（2），沿斜面向下 【解析】 【详解】（1）导体棒受力如图，建立直角坐标系如图，根据平衡条件得 而 解得 （2）导体棒受力如图，建立直角坐标系如图，根据牛顿第二定律得 ， 解得 即导体棒的加速度大小为1.2m/s2，方向沿斜面向下。 12. 如图所示，金属杆垂直固定于宽的平行金属导轨上，并处于磁感应强度的匀强磁场中，金属杆与磁场方向垂直，定值电阻，其余电阻均不计。当开关闭合后，电流表示数，求： (1)金属杆受到的安培力大小； (2)内电流通过电阻产生的焦耳热。 【答案】(1)0.5N；(2)480J 【解析】 【分析】 【详解】(1)根据安培力公式有 代入数据解得 (2)根据焦耳定律有 代入数据解得 13. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，进入第二象限的匀强电场中，电场强度为E．不计粒子重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度的大小； （2）带电粒子在磁场中的运动时间； （3）带电粒子在电场中速度第一次为零时的坐标． 【答案】（1）；（2）；（3）。 【解析】 【详解】（1）设磁感应强度为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得： ① 粒子运动轨迹如图所示 由几何知识得： ② 由①②解得： ③ （2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，则： ④ 由图知，粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为： ⑤ 粒子在磁场中运动的时间： ⑥ 由②④⑤⑥解得 ⑦ （3）粒子离开磁场时，离O的距离为： 粒子在电场中做匀减速直线运动 粒子速度第一次为零时的坐标为（-，a） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $