江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高二下学期4月期中检测物理试卷(含答案)

这是一份江苏省扬州市宝应县2023-2024学年高二下学期4月期中检测物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．春季是流行病高发季，某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其它部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波( )
A.γ射线B.X射线C.紫外线D.无线电波
2．下列各情况中，线圈都以角速度ω绕图中的转动轴匀速转动，不能产生交变电流的是( )
A.B.
C.D.
3．下列说法不正确的是( )
A.灵敏电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，是防止电磁阻尼
B.为避免工伤事故发生，工厂中大都是利用光电控制设备使机床停止工作
C.电磁炉是利用变化的磁场使电磁炉面板上铁锅中产生涡流发热来加热食物
D.回旋加速器所加磁场的磁感应强度B的大小由粒子的比荷与交流电源的频率共同决定
4．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，则可判断( )
A.在B和D时刻线圈处于中性面位置
B.从0时刻到A时刻穿过线圈的磁通量变大
C.从0时刻到B时刻线圈转过的角度为2π
D.若从0时刻到B时刻历时0.02s，则交变电流的频率为50Hz
5．如图所示，一个金属圆环静止在水平放置的绝缘光滑桌面上，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当把条形磁铁向水平向右移动时，则( )
A.金属圆环将向左运动
B.金属圆环对桌面的压力将变大
C.金属圆环将受到水平向右的驱动力
D.从上向下看，金属圆环内产生顺时针的感应电流
6．图甲为LC振荡电路，振荡电流i随时间t的变化规律如图乙所示，则( )
A.时刻，电容器放电完毕
B.时刻，线圈中的磁场最弱
C.过程中，电容器极板上的电荷量变大
D.过程中，线圈中的自感电动势变小
7．某自发电门铃原理如图。N匝线圈绕在固定的铁芯上，初始时右侧强磁铁S极与线圈铁芯接触。按下门铃时，右侧强磁铁上N极与铁芯接触，同时内部电路接通工作。当有磁极与铁芯接触时线圈内磁感应强度为B，线圈截面积为S，则设转换接触时间为，则线圈产生的感应电动势为( )
A.B.C.D.
8．如图所示，用可拆变压器探究原、副线圈电压与匝数的关系。A线圈“0”“8”对应接线柱间的匝数为800，通过导线a、b接的正弦交流电；B线圈“0”“4”对应的匝数为400，通过导线c、d接交流电压表，该表读数可能为( )
9．某学习小组利用传感器制作简单的自动控制装置的实验中选择了智能扶手电梯课题，设计如下原理图，其中R是压敏电阻，电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快，下列说法正确的是( )
A.电磁继电器与发电机工作原理相同
B.电磁铁上端是N极
C.电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触
D.电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大
10．如图所示，为水平固定放置的U形导体框，其中bc长为x，bc部分阻值为，其余部分电阻不计。长为、阻值为r的均匀导体棒MN，始终与导体框接触良好。整个装置处于垂直纸面的匀强磁场中，现使导体棒以速度v水平向左匀速运动，则导体棒两端的电势差是( )
A.B.C.D.
二、实验题
11．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过程的一部分。
（1）如图甲所示，当磁铁的N极向下运动时，发现电流计指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道_______________。
（2）如图乙所示，闭合开关后，线圈A相当于条形磁铁，下端为_____极（填“N”或“S”）；实验中发现闭合开关瞬间，电流计指针向左偏。电路稳定后，若向右移动滑动触头，此过程中电流计指针向_____偏转（填“左”或“右”），此时线圈B中感应电流的方向_____（从上向下看，填“逆时针”或“顺时针”）；若将线圈A抽出，此过程中电流计指针向_____偏转（填“左”或“右”）。
三、计算题
12．饭卡是学校等单位最常用的辅助支付手段，其内部主要部分是一个多匝线圈，当刷卡机发出电磁信号时，置于刷卡机上的饭卡线圈的磁通量发生变化，发生电磁感应，产生电信号，其原理可简化为如图所示。设线圈的匝数为1000匝，每匝线圈面积均为，线圈的总电阻为，线圈连接一电阻，其余部分电阻不计。线圈处磁场的方向不变，其大小按如图所示的规律变化，（垂直纸面向里为正）。
（1）求0～0.1s时间内，电阻R产生的焦耳热；
（2）求0.1～0.4s时间内，通过电阻R的电荷量。
13．如图所示为某种质谱仪工作原理示意图，离子从电离室A中的小孔飘出（初速度不计），经电压为U的加速电场加速后，通过小孔，从磁场上边界垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，运动半个圆周后打在照相底片D上并被吸收形成谱线.照相底片D上有刻线均匀分布的标尺（图中未画出），可以直接读出离子的比荷。若比荷为k的离子落在标尺a处，比荷为的离子落在标尺b处。求：
（1）落在标尺a处的离子在磁场中运动的半径多大；
（2）a、b谱线之间的间隔为多大，并通过计算说明标尺上各刻线对应比荷的值不是均匀变化的.
14．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝匝，面，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电导线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的匝数比，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率；
（2）升压变压器副线圈两端电压；
（3）若升压变压器原、副线圈匝数比，交流发电机线圈电阻r上消耗的热功率P。
15．如图，两个半圆状同心圆弧，分别交于坐标轴上的点和点.大圆半径为，辐向电场（电场方向由原点O向外）分布于两圆弧之间，其间的电势差为；圆弧abc内为无场区.半圆弧def外侧区域有垂直纸面向里的足够大匀强磁场，其上边界在处，O点处有一粒子源，可以在xOy平面内向x轴上方各个方向均匀射出带正电的粒子（粒子的质量为m、电荷量为q），初速度均为，先后经过电场和磁场区域。不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。求：
（1）粒子刚进入磁场区域的速度；
（2）某粒子初速度方向与x轴正方向夹角为45°，恰能从磁场上边界垂直射出，则磁感应强度为多少；
（3）调节不同的磁感应强度，则能从磁场上边界垂直射出的粒子的运动半径不同。其中半径最小时对应的磁感应强度为多少。
参考答案
1．答案：B
解析：拍摄CT胸片时使用X射线。
故选B。
2．答案：A
解析：A.线圈转动时，线圈的磁通量一直为零，即磁通量保持不变，故线圈不产生感应电流，选项A满足题意要求；
BCD.选项BCD中的线圈都是在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中都会产生正弦式交变电流，选项BCD不满足题意要求；
故选A。
3．答案：A
解析：A.灵敏电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，是利用电磁阻尼防止表头任意晃动，故A错误；
B.为避免工伤事故发生，工厂中大都是利用光电控制设备的灵敏性使机床及时停止工作，故B正确；
C.根据电磁感应现象，电磁炉是利用变化的磁场使电磁炉面板上铁锅中产生涡流发热来加热食物，故C正确；
D.回旋加速器中粒子在磁场中转动的周期
该周期应与交流电源的周期相同，频率相反，则转动所加磁场的磁感应强度B的大小由粒子的比荷与交流电源的频率共同决定，故D正确。
本题选错误的，故选A。
4．答案：A
解析：A.在B和D时刻感应电流为零，说明穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面位置，故A正确；
B.从0时刻到A时刻，感应电流越来越大，说明磁通量变化率越来越大，远离中性面，说明穿过线圈的磁通量越来越小，故B错误；
C.从0时刻到B时刻，线圈转动半个周期，则转过的角度为π，故C错误；
D.从0时刻到B时刻，线圈转动半个周期，历时0.02s，则周期为0.04s，则频率为25Hz，故D错误。
故选A。
5．答案：C
解析：AC.根据“来拒去留”可知，金属圆环将受到水平向右的驱动力，金属圆环将向右运动，故A错误，C正确；
BD.当条形磁铁沿水平向右平移时，闭合金属环内向上的磁通量减小，由楞次定律可知，金属圆环中会产生逆时针方向的感应电流，将金属圆环等效成条形磁体，则上面为N极，故与条形磁铁相吸，则环对桌面的压力小于重力，故BD错误。
故选C。
6．答案：D
解析：A.时刻，电流开始增大，说明电容器开始放电，故A错误；
B.时刻，电流最大，说明电容器放电完毕，则此时电场能最小，磁场能最大，故B错误；
CD.过程中，电流增大，说明电容器放电，则电容器极板上的电荷量变小，由于电流的变化率变小，则穿过线圈的磁通量变化率变小，则线圈中的自感电动势变小，故C错误，D正确。
故选D。
7．答案：D
解析：初始时右侧强磁铁S极与线圈铁芯接触，穿过线圈的磁通量为，按下门铃时，右侧强磁铁上N极与铁芯接触，穿过线圈的磁通量为，转换接触时间为，根据法拉第电磁感应定律
故选D。
8．答案：A
解析：原线圈电压有效值为
若为理想变压器，根据变压比，副线圈电压即交流电压表读数为
本题中可拆变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，所以副线圈的电压小于理论值。
故选A。
9．答案：C
解析：A.电磁继电器的主要结构是电磁铁，电磁铁是通电流之后具有磁性，是根据电流的磁效应工作的，而发电机是根据电磁感应原理制成的，故A错误；
B.根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定可知，电磁铁的下端是N极、上端是S极，故B错误；
C.当电梯上无乘客时，电动机转速较慢，电动机两端的电压较小，电阻和电动机都接入电路，此时衔铁和上面的静触头1接通，故C正确；
D.电梯上有乘客时，衔铁和下面的静触头2接通，说明线圈中电流增加，磁性增加而吸引触头2，此时压敏电阻R的阻值减小，选项D错误。
故选C。
10．答案：D
解析：导体棒水平向左匀速运动，等效电路如图所示
闭合回路之外的电势差为
所以导体棒两端的电势差
故选D。
11．答案：（1）电流表指针偏转方向与电流方向间的关系（2）N；右；顺时针；右
解析：（1）若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道电流从正（负）接线柱流入时，电流表指针的偏转方向。
（2）根据安培定则，闭合开关后，线圈A相当于条形磁铁，下端为N极；
因为当闭合开关时，电路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增加，已知此时产生的感应电流使电流表指针向左偏；
电路稳定后，若向右移动滑动触头，变阻器接入电路阻值增大，则电流减小，穿过线圈的磁通量减少，则此过程中电流计指针向右偏；
由上分析，穿过线圈向下的磁通量减少，根据楞次定律和安培定则，此时线圈B中感应电流的方向从上向下看“顺时针”；
若将线圈A抽出，穿过线圈向下的磁通量减少，则此过程中电流表指针向右偏转。
12．答案：（1）（2）
解析：（1）由法拉第电磁感应定律有
0～0.1s时间内线圈产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，则有
根据焦耳定律，可得0～0.1s时间内，电阻R产生的焦耳热为
（2）0.1～0.4s时间内，根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
则通过电阻R的电荷量为
结合图像可得
13．答案：（1）（2），刻度不均匀
解析：（1）该离子在电场中加速时，有
得
在磁场中，有
得
（2）谱线之间的间隔为
标尺上各刻线到小孔的距离为
因此d与比荷是非线性关系，所以标尺上各刻线对应比荷的值是不均匀的。
14．答案：（1）（2）（3）640W
解析：（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则有
根据理想变压器的变流比可知
解得
所以输电线路上损耗的电功率
解得
（2）根据理想变压器的变压比可知
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得
（3）根据理想变压器的变压比可知
可得
升压变压器的原线圈输入功率
可得
根据
解得
根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为
代入数据解得
电机线圈内阻上消耗的热功率
可得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）令粒子刚离开电场的速度为v，粒子在电场中有
解得
（2）如图所示
由图可知粒子做圆周运动的半径
由洛伦兹力提供向心力得
解得
（3）粒子运动过程如下图所示
令粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，是粒子做圆周运动的圆心，令间的距离为d，由几何关系可知，d的大小总满足
当最小时，d也最小，由图可知
代入可求
由洛伦兹力提供向心力得
解得