84，重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期入学考试物理试题

这是一份84，重庆市第八中学2023-2024学年高二下学期入学考试物理试题，共18页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

（一）单项选择题：共7题，每题4分，共28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. 关于电磁学的相关理论，下列正确的是（ ）
A. 某点的磁场方向与该点的正电荷所受磁场力方向相同
B. 穿过某一回路的磁通量变化越大，回路中产生的感应电动势越大
C. 将一小段直导线放在磁场中，若导线不受安培力则此处磁感应强度一定为0
D. 若把改为，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．某点的磁场方向与放在该点的小磁针的N极所受磁场力方向相同，故A错误；
B．穿过某一回路的磁通量变化越大，磁通量变化率不一定越大，回路中产生的感应电动势不一定越大，故B错误；
C．当导线中电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力，故将一小段直导线放在磁场中，若导线不受安培力则此处磁感应强度不一定为0，故C错误；
D．根据左手定则以及洛伦兹力公式
若把改为，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变，故D正确。
故选D。
2. 下列四幅图的说法中正确的是（ ）
A. 图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量
B. 图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器
C. 图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头
D. 图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会和磁铁同向共速转动您看到的资料都源自我们平台，家威鑫 MXSJ663 低至0.3/份 【答案】C
【解析】
【详解】A．图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，金属中会产生涡流，产生大量热量，故A错误；
B．图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、交变电场进行加速的仪器，故B错误；
C．图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁阻尼保护表头，故C正确；
D．图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，则铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转动慢，故D错误。
故选C。
3. 两个弹簧振子甲、乙沿水平方向放置，其振动图像如图所示，则（ ）
A. 甲、乙两弹簧振子的频率之比为
B. 时甲具有负向最大加速度
C 时乙具有正向最大位移
D. 时甲、乙两弹簧振子的速度方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图所示，得甲的周期为
乙的周期为
得
由关系式
联立解得
故A错误；
B．时，甲在平衡位置处，回复力为零，得加速度为零，故B错误；
C．时，乙速度为零，在正向最大位移处，故C正确；
D．时，甲乙都处于平衡位置，具有最大速度，但甲在下时刻位移为正，即甲向正向运动，此时速度方向为正，而乙在下时刻位移为负，即乙向负向运动，此时速度方向为负，得甲、乙两弹簧振子的速度方向相反，故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，、和是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源，在时刻，闭合开关S，电路稳定后在时刻断开开关S，规定以电路稳定时流过、的电流方向为正，分别用、表示流过和的电流，则下图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当闭合电键时，因为线圈与D1相连，所以电流I1会慢慢增大，D2这一支路立即就有电流，当电键断开时，线圈阻碍电流的减小，而且D1、D2、D3组成回路，所以通过D1的电流不会立即消失，会从原来慢慢减小，且方向不变，通过D1的电流也流过D2，I2反向，逐渐减小，由于电路稳定时通过D1的电流大于D2的电流，所以D2和D3都会闪亮一下。
故选C。
5. 如图，电源电动势，内阻，电阻箱初始电阻值，定值电阻，，电容器电容。当开关闭合时，电容器内的带电微粒恰好处于静止状态。则（ ）
A. 变大，带电微粒将向下加速运动
B. 变大，上的功率可能增大
C. 电容器两极板距离增大时，电流表的电流方向从到
D. 开关由闭合到断开，通过电流表的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】A．变大，总电阻增大，电路总电流减小，内阻两端的电压减小，路端电压增大，两端电压增大，电容器内电场强度增大，带电微粒受到的电场力大于重力，带电微粒将向上加速运动，故A错误；
B．电路的外电阻为
变大，电路的外电阻增大，电源输出功率减小，通过、的电流增大，、的功率增大，则上的功率一定减小，故B错误；
C．根据
电容器两极板距离增大时，电容减小，电容器两极板电势差不变，根据
可知电容器带电量减少，电容器放电，电流表的电流方向从到，故C正确；
D．开关闭合时，干路电流为
路端电压为
电阻两端的电压为
开关断开时，电阻两端的电压为
开关由闭合到断开，通过电流表的电荷量为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，在边长为的正三角形区域内有垂直直面向外的匀强磁场，一边长为的菱形单匝金属线框的底边与在同一直线上，菱形线框的。使线框保持恒定的速度沿平行于方向匀速穿过磁场区域。以边刚进磁场时为零时刻，规定导线框中感应电流沿顺时针方向时为正，则感应电流与时间的关系图线可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】线框进入磁场时，根据楞次定律可以判断出感应电流的方向为顺时针，所以感应电流为正值，由于边与边平行，所以边进入磁场后线框切割磁感线的有效长度一直为
根据
可知，有效切割长度不变，电流都不变。
线框全部进入磁场后，由几何关系可知，a点即将从AC边穿出，在穿出磁场过程中根据楞次定律，可判断出感应电流方向为逆时针，所以电流为负值。
线框在穿出磁场的过程中有效切割长度从0开始增大到后又逐渐减小到0，
根据
可知，电流先增大后减小。
故选B。
7. 如图，半径的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，为磁场边界上的一点，大量相同的带正电粒子，在纸面内沿各个方向以相同的速率从点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于圆弧上且点为最远点。已知圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设轨迹圆的半径为，由几何关系
则粒子做圆周运动的半径为
圆形磁场中有粒子经过的区域面积如图所示
圆形磁场中有粒子经过的区域面积为
故选A。
（二）多项选择题：本题共3题，每题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选或未选的得0分。
8. 内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电小球，以速度沿逆时针方向匀速转动，如图所示，若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，则以下说法正确的是
A. 小球对玻璃环的压力一定不断增大
B. 小球受到的磁场力一定不断增大
C. 小球先沿逆时针方向减速运动一段时间后沿顺时针方向加速运动
D. 电场力对小球先做负功后做正功
【答案】CD
【解析】
【详解】因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的旋涡电场，对带正电的小球做功．由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向．在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动．电场力对小球先做负功后做正功。小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力．考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力F不一定始终在增大．故CD正确，AB错误。
9. 八中科技节上，小明制作了一个风力发电机模型如图1所示。空气流动带动风叶下方的磁铁旋转，引起线圈中磁通量发生变化，产生交变电流。某稳定风速环境下，电压传感器上得到的发电机电动势随时间变化的关系如图2所示，则（ ）
A. 该交流电的频率为
B. 风力发电机电动势的有效值为
C. 若仅增大风速，使磁铁转速加倍，则电动势表达式为
D. 将击穿电压为的电容器接到电压传感器两端，在各种风速环境下电容器均安全工作
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图像可得交流电周期是 ，则根据
可得该交流电的频率为2.5Hz，A正确；
B．由图像可得交流电的电动势的最大值，根据
可得风力发电机电动势的有效值为，B错误；
C．转动的角速度
则电动势的瞬时表达式为
使磁铁转速加倍时，转动的角速度加倍，产生的电动势的最大值加倍，则
C正确；
D．因为风速增大，磁铁转速加大，则产生的交流电的电动势就会增大，有可能电动势大于15V，所以击穿电压为15V的电容器接到电压传感器两端,在各种风速环境下电容器不一定安全工作，D错误。
故选AC。
10. “太空粒子探测器”简化原理图如图，两个同心扇形圆弧面之间存在辐射状的加速电场，方向由指向，圆心为，两弧面间的电势差为。右侧边长为的正方形边界内存在垂直纸面向里的匀强磁场（大小可调节），点为边的中点，与边的夹角均为。若太空中质量为、电荷量为的粒子均匀地吸附到外弧面的右侧面上，由静止经电场加速后穿过内弧面均从点进入磁场，不计粒子重力、粒子间的作用力及碰撞，则（ ）
A. 粒子到达点时的速率
B. 若从点垂直于边界射入磁场的粒子恰能从点离开，则
C. 若沿方向射入磁场的粒子恰好从点射出磁场，此时
D. 若外弧面上所有的粒子均从边射出磁场，则
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．粒子加速过程，根据动能定理可得
解得粒子到达点时的速率
故A正确；
B．若从点垂直于边界射入磁场的粒子恰能从点离开，轨迹如图所示
由几何关系可得
根据洛伦兹力提供向心力
解得
故B错误；
C．若沿方向射入磁场的粒子恰好从点射出磁场，由几何关系可得
根据洛伦兹力提供向心力
解得
故C正确；
D．磁感应强度最小时，只要沿着方向入射的粒子轨迹与bc边界相切，则其他方向射入磁场的粒子均能从cd边界射出，由几何关系可得
根据洛伦兹力提供向心力
解得
磁感应强度最大时，只要满足沿PO方向射入磁场的粒子，轨迹经过d点，则其他方向射入磁场的粒子均能从cd边界射出，综上所述，要求外弧面PQ上所有的粒子均从cd边射出磁场，则磁场范围应满足
故D正确。
故选ACD。
二、非选择题：共5题，共57分。
11. 物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。乙图中线圈上标的数字为该接线柱到“0”接线柱间的线圈匝数。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（ ）
A．整块硅钢铁心 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）如图，当左侧线圈“0”“2”间接入交流电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是______。
A． B． C．
（3）第（2）问测得结果电压比不等于匝数比的原因可能是______。
【答案】 ①. D ②. B ③. 不是理想变压器，有漏磁等现象
【解析】
【详解】（1）[1] 观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。故选D。
（2）[2]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数成正比的关系，若变压器的原线圈接0和2两个接线柱，副线圈接0和4两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为1：2，则副线圈的电压为12V，考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则输出电压可能小于12V，但一定大于原线圈的6V。故选B。
（3）[3] 不是理想变压器，有漏磁等现象导致电压比不等于匝数比。
12. 某同学根据所学知识制作了一台简易电子秤，原理图如图甲所示，图中电压表可视为理想电压表（量程为），滑动变阻器的最大阻值部分的长度，滑片P与托盘固定连接。
（1）该同学将电子秤里两节纽扣电池（如图丙所示）串联，利用如图乙所示的电路测定串联后电池的电动势和内阻，根据多次测量得到的数据作出的图像如图丁所示，可知一节纽扣电池的电动势______，内阻______。（结果均保留两位有效数字）
（2）该同学分析了实验中由电表内阻引起的误差。图中实线是根据本实验的数据描点作图得到的图像，虚线是该电源在没有电表内阻影响的理想情况下所对应的图像，则可能正确的是（ ）
（3）为了得到电压表的示数与被测物体质量之间的关系，该同学还设计了如下实验：
①调节图甲中滑动变阻器的滑片的位置，使电压表的示数恰好为零；
②在托盘里缓慢加入细砂，直到滑动变阻器的滑片恰好滑到端，然后调节电阻箱，直到电压表达到满偏，此时电阻箱的阻值应取______：（保留两位有效数字）
（4）将电压表的表盘改为电子秤的表盘，直接显示称量物体的质量，则电子秤的表盘刻度是______（填“均匀”或“不均匀”）的。
【答案】 ①. 1.9 ②. 0.23 ③. C ④. 2.8 ⑤. 均匀
【解析】
【详解】（1）[1]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像纵截距表示电动势，则两节纽扣电池的电动势为
一节纽扣电池的电动势为
[2]图像斜率的绝对值表示两节纽扣电池的内阻，则两节纽扣电池的内阻为
一节纽扣电池的内阻为
（2）[3]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，因此虚线在实线的上方，当电压表示数为零时，电流测量值与真实值相等，因此虚线与实线在轴相交，故图C符合要求。
故选C。
（3）[4]电压表达到满偏时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据欧姆定律
解得电阻箱的阻值
（4）[5]根据平衡条件
根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流
与电压表并联部分的电阻
根据欧姆定律，电阻两端电压
联立解得电压表的示数为
由此可知，所称量物体的质量m和电压表的示数U的关系为线性关系，所以电子秤的表盘刻度是均匀的。
13. 如图甲，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2。求：
（1）单摆的摆长；
（2）摆球的质量。
【答案】（1）0.9m；（2）0.1kg
【解析】
【详解】（1）由图可知，单摆的振动周期
根据单摆的振动周期公式
可得单摆的摆长
（2）设最大偏角为，由图像可知，在最高点A时
在最低点B时
对球在A、B时受力分析，由牛顿第二定律
对球从最高点到最低点的过程，由机械能守恒定律
联立以上并代入数据解得
14. 如图甲，轴上方（不含轴）存在着垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度随时间周期变化的规律如图乙所示，规定磁场方向垂直纸面向里为正。有一粒子源位于坐标原点，可在时间内的某个时刻垂直轴向上发射速率为的带正电粒子，其中为带电粒子在磁场中的运动周期，求：
（1）粒子在磁场中的运动半径；
（2）粒子的运动轨迹与轴相切点的坐标。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据洛伦兹力提供向心力
带电粒子在磁场中的运动周期为
解得粒子在磁场中的运动半径为
（2）粒子的运动轨迹与轴相切时，粒子的运动轨迹如图所示。
根据几何关系
则
粒子的运动轨迹与轴相切点的坐标为。
15. 如图，间距为的两平行光滑金属导轨水平放置。区域内有方向竖直向上、大小为的匀强磁场。初始时刻，磁场外的细金属杆以初速度向右运动，磁场内的细金属杆处于静止状态，两金属杆在运动过程中始终与导轨垂直，且在磁场内不相碰。已知金属杆出磁场时的速度为，金属杆的质量分别为，两金属杆在导轨间的电阻均为，忽略感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，求：
（1）金属杆的最大加速度大小；
（2）初始时刻金属杆距磁场左边界的最小距离；
（3）若初始时刻仅改变磁场左边界的位置，令金属杆距左边界的距离为金属杆依然在磁场外，），要求金属杆能出磁场，且不与金属杆相撞，则的取值有何要求？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆刚进入磁场时，金属杆的加速度最大，当细金属杆以初速度向右刚进入磁场时，产生的动生电动势为
电流的大小为
金属杆最大加速度大小为
（2）设两杆在磁场内运动时速度差为，当同时在磁场内运动时，回路中的感应电动势
则两杆受到的安培力
初始时刻距磁场左边界的距离为最小距离，当出磁场时恰好未与N相撞，有
对N由动量定理有
解得
（3）若初始时刻仅改变磁场左边界的位置，令金属杆距左边界的距离为，则光滑导轨上的N出磁场时的速度仍为，根据动量守恒定律得
解得N出磁场时，M的速度大小为
由题意可知，此时M到cd边的距离为
若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况：
①M减速出磁场，出磁场的速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，对M，根据动量定理有
电量为
解得
②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有
电量为
解得
综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为