广东省广州仲元中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

这是一份广东省广州仲元中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题（本题共7小题，每小题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．如图所示，回旋加速器是由两个D形金属盒组成，中间狭缝之间加电压（电场），使粒子在通过狭缝时都能得到加速．两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子射出D型盒时的最大速度与电压大小无关
B．粒子在磁场中运动周期是电场变化周期的两倍
C．粒子在磁场中运动周期是电场变化周期的一半
D．电场是起偏转的作用，磁场是起加速的作用
2．如图，在平行板器件中，电场强度E与磁感应强度B相互垂直．一带电粒子（重力不计）从左端以速度v沿虚线射入后做匀速直线运动，则该带电粒子（ ）
A．一定带正电B．一定带负电
C．速度大小D．若此粒子从右端沿虚线方向以速度v射入，将做曲线运动
3．普通的交流电压表不能直接用来测量高压输电线路间的电压，通常要通过电压互感器来连接。图（b）为电压互感器示意图，ab端所接线圈的匝数较少，工作时ab端电压为，cd端所接线圈的匝数较多，工作时cd端电压为，现利用这个电压互感器通过普通的交流电压表测量图（a）中输电导线间的高电压，下列说法中正确的是（ ）

（a） （b）
A．ab接MN、cd接电压表，B．ab接MN、cd接电压表，
C．cd接MN、ab接电压表，D．cd接MN、ab接电压表，
4．如图，半径为R的金属圆盘水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，圆盘圆心处固定一个摇柄，边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线将电刷与零刻度在中央的电流表连接起来形成回路。转动摇柄，使圆盘逆时针（俯视）以角速度ω匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．电流表中将产生交变电流B．有从导线b流入电流表的稳定电流
C．圆盘转动产生大小为的稳定电动势D．由于圆盘的磁通量不变，圆盘上无感应电动势
5．如图甲所示是磁电式电流表的结构，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，线圈绕在铝框上，匝数为n，面积为S，线圈a、b两边导线长均为l，所在处的磁感应强度大小均为B，当线圈中电流为I时，a、b边所受安培力F的方向如图乙，则下列说法错误的是（ ）
A．该磁场不是匀强磁场B．穿过线圈的磁通量为0
C．转动过程中安培力F大小总为D．铝框有电磁阻尼的作用，使指针尽快稳定
6．小明同学利用如图所示的电路采用伏安法测定线圈的直流电阻（自感系数较大的线圈一般都有直流电阻）在实验测量完毕后，他将电路拆去时先断开开关，再断开开关，对他的操作步骤，正确的判断是（ ）
A．他的操作步骤正确，其目的是可以同时保护两个电表
B．他的操作步骤不正确，应先断开开关，确保电压表安全
C．他的操作步骤不正确，应先断开开关，确保电流表安全
D．他的操作步骤不正确，应先拆去电流表，确保电流表安全
7．如图所示为电流天平。它的右臂挂有一个矩形金属线圈，匝数为N，底边长为L，下部悬在匀强磁场中，线圈平面与磁场垂直。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡；然后使电流反向、大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡。以下关于磁场的磁感强度B的大小判断正确的是（ ）
A．若金属线圈的质量不能忽略，则B．若金属线圈的质量不能忽略，则
C．若金属线圈的质量不能忽略，则D．若金属线圈的质量可以忽略，则
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图示，则此时（ ）
A．电容器两端电压正在增大B．LC回路中的电流正在增大
C．磁场能正在转化为电场能D．线圈中的自感电动势在减小
9．如图，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，O为三角形的中心点，bc沿水平方向，P为bc中点，Q为ac中点，三根导线中均通有大小相等的电流，方向如图，则以下判断正确的有（ ）
A．O点的磁感应强度水平向右B．P点的磁感应强度水平向右
C．Q点的磁感应强度水平向右D．导线a受到的安培力方向竖直向下
10．空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图（a）中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上．时磁感应强度的方向如图（a）示．磁感应强度B随时间t的变化关系如图（b）所示，则在到的时间间隔内（ ）

图（a） 图（b）
A．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向B．圆环所受安培力的方向始终不变
C．时圆环所受安培力的大小为D．时圆环中的感应电流大小为
三、非选择题（本题共5小题，共54分．考生根据要求作答）
11．（6分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，
（1）下列器材需要的有________。
A．学生电源B．干电池组C．多用电表D．直流电压表
（2）在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
（3）如图，当左侧线圈“0”“8”间接入9V电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是________。
A．3.8VB．4.0VC．5.0VD．5.2V
12．（9分）在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。
（1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的________（选填“直流电流”或“交流电流”或“欧姆”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。
（2）该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔________（选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的________（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。
（3）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图甲中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性________．
（4）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。
①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接________；
②将插入后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是________．
A．闭合开关，稳定后断开开关B．闭合开关，稳定后拔出线圈
C．闭合开关，稳定后拔出软铁棒D．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移
13．（10分）如图所示，线圈面积，匝数，线圈总电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，交流电流表、交流电压表均为理想电表．线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以转速匀速转动．从线圈处于中性面开始计时，求：
（1）电动势的瞬时值表达式．
（2）交流电流表、交流电压表的示数．
（3）线圈匀速转动一周外力所做的功．
14．（13分）如图所示，“ㄈ”形光滑金属框架水平固定放置，其中平行的两边、是两足够长的平行导轨，间距为d，整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m的匀质金属杆CD放置在两平行导轨上，并始终保持与框架的MN边平行．右侧较远处有一小型电机Q，杆CD的正中O点用足够长的不可伸缩的绝缘细线系住，细线另一端连接在电动机的转轴上．电动机工作时，水平细线拉动金属杆沿导轨向右运动．金属杆从静止开始经过一段时间速度增大到v时，细线上的拉力为F．金属杆CD的电阻为R，MN边电阻也为R，其余电阻不计．求：
（1）速度为v时金属杆的加速度大小．
（2）若从静止运动一段时间通过杆的电荷量为q，求该过程的位移．
（3）若金属杆速度为v时细线瞬间断裂，则细线断后杆还能运动的最大位移是多少．
15．（16分）如图甲所示的装置由偏转电场、偏转磁场组成。偏转电场随时间变化，匀强磁场竖直宽度一定，水平长度足够大，其紧靠偏转电场的上边界MN。大量电子以相同初速度连续不断地沿竖直虚线的方向向上射入。当不加电场时，这些电子从O点运动到边界MN的时间为；当加上乙图示的电场时，所有电子均能通过电场并穿过磁场而打在水平放置的荧光屏上。已知电子的质量为m、电荷量为e，不计电子的重力及电子间的相互作用，场强E的最大值为，方向水平向右（长度足够大）；磁场的磁感应强度大小为B、方向水平且垂直纸面向里。
（1）如果电子在时刻从O点竖直向上射入时，求它离开偏转电场时的水平分速度和水平分位移大小．
（2）要使电子在时刻从O点竖直向上射入，进入磁场并直接垂直打在荧光屏上，匀强磁场的竖直宽度l为多少．
（3）在满足第（2）问的情况下，打在荧光屏上的电子束的宽度为多少．广东仲元中学2023学年第二学期高二年级期中考试
物理学科试卷参考答案
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．
1-5：ADDBC6-7：BC
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．BD9．AB10．ACD
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）（1）AC（2分） （2）减小（2分） （3）AB（2分）
12．（9分）（1）欧姆（2分）
（2）短暂（1分） 负（1分）
（3）如图甲（2分）
（4）①如图乙（2分） ②D（1分）
13．（10分）解：（1）线圈转速为
角速度为（1分）
电动势的最大值为（1分）
解得
从线圈处于中性面开始计时，则（1分）
即（1分）
（2）电动势的有效值为
电流表的示数（1分）
解得（1分）
电压表的示数（1分）
（3）线圈匀速转动一周，外力做功与电流做功相等，即（2分）
解得（1分）
14．（13分）解：（1）感应电动势（1分）
感应电流（1分）
安培力（1分）
由牛顿第二定律得
（1分）
联立上式，解得（1分）
（2）从静止运动一段时间通过杆的电荷量为q的过程中
平均感应电动势（1分）
平均感应电流（1分）
通过杆的电荷量（1分）
该过程的位移（1分）
联立上式，解得（1分）
（3）方法一：细线断裂后，CD杆还受到安培力的作用做减速直线运动，直到静止，取向右为正方向由动量定理得
（1分）
即
细线断裂后，CD杆滑行的距离为（1分）
联立上式，解得（1分）
方法二：细线断裂后，CD杆还受到安培力的作用做减速直线运动，直到静止由动量定理得
（1分）
又（1分）
联立上式，解得（1分）
15．（16分）解：（1）电子在时刻进入电场后，先做匀速运动，后做类平抛运动，在时间内发生偏转
水平方向：由牛顿第二定律得
（2分）
解得
由运动学公式得
水平分速度（1分）
解得（1分）
水平分位移（1分）
解得（1分）
（2）设电子从电场中射出的偏向角为，速度为v，
由几何关系得（1分）
电子通过匀强磁场并能垂直打在荧光屏上，其圆周运动的半径为R，
由牛顿第二定律得
（1分）
解得
由几何关系得（1分）
解得，水平宽度（1分）
（3）由题意可知，要使电子的侧向位移最大，应让电子从、…等时刻进入偏转电场，在这种情况下，电子的侧向位移为：（2分）
要使电子的侧向位移最大，应让电子从0、、…等时刻进入偏转电场，在这种情况下，电子的侧向位移为：（2分）
电子从偏转电场中出来时的最大侧向位移和最小侧向位移的差值为：
（1分）
因进入磁场时速度大小相同、方向平行，所以电子在磁场中的轨道半径相同，都垂直打在荧光屏上，所以打在荧光屏上的电子束的宽度也为（1分）