湖北省武汉市常青联合体2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（Word版附答案）

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命题学校：江夏实验高中命题教师：王祥审题教师：邵艳艳
考试时间：2024年4月18日试卷满分：100分
第I卷（选择题）
一、一、选择题（本题共10题，每小题4分，共40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，第8-11题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错0分。）
1．下列关于书中的几幅图片说法正确的是（ ）
A．真空冶炼炉是利用交变电流直接让线圈产生电热，从而融化炉内金属的
B．运输毫安表时正负极连接导线是利用了电磁驱动
C．显像管颈部的偏转线圈产生的水平磁场能使电子束在水平方向偏转
D．根据穿过铅板的正电子的轨迹变化可以知道空间的磁场方向是垂直纸面向里
2．如图所示，将一个半径为R的导电金属半圆环串联接入电路中，电路的电流强度为I，接入点a、b是圆环直径上的两个端点。金属圆环处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与圆环所在平面垂直。则金属圆环ab受到的安培力大小为（ ）
A．0 B．πRBI C．2RBI D．2πRBI
3.如图所示，A、B两个闭合线圈用同样的导线制成，匝数均为10匝，半径rA=2rB，图示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小．A、B线圈中产生的感应电动势和感应电流之比分别为（ ）
A．4：1，2：1 B．2：1，1：1
C．4：1，1：2 D．1：2，1：1
4．在以P1Q1、P2Q2为边界的区域内有垂直纸面向内的匀强磁场，直角三角形金属导线框ABC位于纸面内，C点在边界P1Q1上，且AB⊥BC，已知AB=BC=L,P1Q1、P2Q2间距为2L。从t=0时刻开始，线框向右匀速穿过磁场区域，以逆时针方向为线框中感应电流i的正方向，则感应电流i随时间t变化的图像是（ ）
A．B．C．D．
5．如图为某款电吹风的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片p可同时接触两个触点。触片p处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风等不同的工作状态。n1 和n2分别是理想变压器的两个线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是（ ）
A. 吹冷风时触片p与触点a、b接触
B. 可由表格中数据计算出小风扇的内阻为8Ω
C. 变压器原副线圈的匝数比n1 :n2=11:5
D. 若电热丝截一小段再接入电路，电吹风吹热风时功率将变小，吹冷风时功率不变
6．在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻几乎为零的自感线圈，则下列判断错误的是（ ）
A．S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同
B．S闭合后电路稳定前，A灯逐渐变暗
C．S刚闭合瞬间，A灯和B灯同时亮
D．S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯闪亮一下后熄灭
7．传感器是采集信息的一种重要元件，如图所示是一种电容式压力传感器，当待测压力作用于可动电极时，使它发生形变，从而改变传感器的电容。若流经灵敏电流计的电流方向向左时，指针向右偏。当待测压力突然增大时，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器的电容将减小
B．M点的电势比N点的低
C．灵敏电流表指针向左偏转
D．若电流计示数稳定且不为零，说明压力不再变化
8．如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ ）
A．甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B．乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C．丙：产生霍尔效应时，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
D．丁：粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是v=EB，无法判断带电粒子的电性，且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
9．某种感温式火灾报警器的简化工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R0为滑动变阻器，R1为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测R1的电流触发报警。下列说法正确的是（ ）
A．警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小
B．警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变大
C．通过定值电阻R1的电流过大时，报警装置就会报警
D．若要调高预设的报警温度，可减小滑动变阻器R0的阻值
10．蜜蜂飞行时依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点进行定位做“8”字形运动，以此告知同伴蜜源方位。某兴趣小组用带电粒子在电场和磁场中的运动模拟蜜蜂的运动。如图所示，空间存在范围足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，其上、下边界分别为MN、PQ，间距为2d。MN与PQ之间存在沿水平方向且大小始终为E=mv02qd的匀强电场，当粒子通过MN进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过PQ进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为m、电荷量为+q的粒子在纸面内以初速度v0从A点垂直MN射入电场，一段时间后进入磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和磁场Ⅰ，以速度v0回到A点，磁场Ⅱ的磁感应强度B2=2mv0qd，不计粒子重力。则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在水平向右的电场中运动的位移大小为2d
B. 粒子在磁场Ⅱ中运动的速度大小
C. 粒子在磁场Ⅱ中做匀速圆周运动的弦长为d
D. 磁场Ⅰ的磁感应强度大小
第II卷（非选择题）
二、实验题（共8+8=16分）
11．（8分）某同学用如图所示的电路探究影响感应电流的因素，G为灵敏电流计（已知电流由“+”接线柱流入，指针向右偏转；电流由“”接线柱流入，指针向左偏转），采用如下步骤完成实验：
（1）
如图（a），将条形磁铁的N极向下插入线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（2）如图（b），将条形磁铁的S极向上抽出线圈的过程中，该同学发现灵敏电流计的指针 （填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”）。
（3）经过多次实验操作，得出结论：当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向 （填“相同”“相反”或“没有关系”）。
12．（8分）在探究“变压器的电压与匝数的关系”中，可拆变压器如图所示。
（1）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是 。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
（2）下列说法正确的是 。
A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
B．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
C．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时用多用电表的“直流电压挡”
D．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
（3）观察原副线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 （填“多”或“少”）；
（4）若变压器原、副线圈的匝数分别为800和400，测得变压器原、副线圈两端的电压为8.0V和3.8V，可知变压器的原线圈两端电压比与匝数比不相等，可能的原因是
（写出一条即可）。
三、计算题（请写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。共12+14+18=44分）
13．（12分）如图所示，矩形线圈面积为S=0.01m2，匝数为N=100匝，线圈电阻为r=1Ω，在磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω=20rad/s匀速转动，外电路电阻为R=4Ω。当线圈由图示位置转过90°的过程中。(取π=3计算)求：（1）通过电阻R的电荷量q；（2）电阻R上所产生的热量Q；
14．（14分）如图所示，水平导轨间距为L=1m，导轨电阻忽略不计，导体棒ab的质量m=32kg，电阻R0=0.9Ω与导轨接触良好，电源电动势E=10V，内阻r=0.1Ω，电阻R=4Ω，外加匀强磁场的磁感应强度B=3T，方向垂直于ab，与导轨平面成θ=60°角，ab与导轨间动摩擦因数为μ=310（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，线对ab的拉力为水平方向，ab处于静止状态。g取10m/s2，求：
（1）ab受到的安培力大小和方向；（2）重物的重力G的取值范围。
15.（18分）如图（a）所示，左侧接有定值电阻R=4Ω的水平粗糙固定导轨处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B=1T，导轨间距L=1m。一质量m=2kg金属棒在水平拉力F作用下以初速度v0开始从MN处沿导轨向右运动，金属棒中的电流i与位移x图像如图（b）所示。已知金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，忽略金属棒与导轨电阻，不计电磁辐射，求
（1）金属棒在x=2m处的速度；
（2）从开始到x=2m处系统产生的总热量；
（3）从开始到x=2m处拉力做功； 热风时输入功率
冷风时输入功率
小风扇额定电压
正常工作时小风扇输出功率