甘肃省武威第十八中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

这是一份甘肃省武威第十八中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共5页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

命题人：王 杉
一、单选题(共7小题，共35分)
1．如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，变压器为理想变压器，原线圈接有效值恒定的交流电源及理想电表A，副线圈接定值电阻、滑动变阻器R及理想电表V。若将滑动变阻器的滑片向b端移动，则（ ）
A．A示数变大B．A示数不变C．V示数变大D．V示数不变
3．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流的频率为
B．该交变电流的有效值是
C．时，穿过线圈的磁通量最大
D．该交变电流瞬时值表达式为
4．如图所示，一个边长为的等腰直角三角形ABC区域内，有垂直纸面向里的匀强磁场，其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度匀速通过整个匀强磁场区域，设电流顺时针方向为正。则在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化的规律正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，匀强磁场中有两个导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度B随时间均匀减小。两圆环半径之比为3：1，圆环中产生的感应电动势分别为和，不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（ ）
A．，感应电流均沿逆时针方向
B．，感应电流均沿顺时针方向
C．，感应电流均沿逆时针方向
D．，感应电流均沿顺时针方向
6．如图所示，某品牌手机一经面世，就受到世人追捧，除了领先世界的5G通信、信息安全以外，人们还可以体验它无线充电的科技感。题图为无线充电原理图，由与充电底座相连的送电线圈和与手机电池相连的受电线圈构成。当送电线圈通入周期性变化的电流时，就会在受电线圈中感应出电流，从而实现为手机充电。在充电过程中（ ）
A．送电线圈中产生均匀变化的磁场
B．送电线圈中产生稳定不变的磁场
C．无线充电的原理是互感现象
D．手机电池是直流电源，所以受电线圈输出的是恒定电流
7．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比
D．用户得到的电流
二、多选题(共3小题，每小题5分. 漏选得3分，错选不得分，共15分)
8．如图所示，下列生产生活现象中，属于涡流的是（ ）
A．图用电磁炉烹制菜肴
B．图变压器工作时，绕制线圈的铁芯中会发热
C．图过安检时用金属探测器探测人身是否携带金属物品
D．图工人穿上金属丝织成的衣服进行高压带电作业
9．如图所示，通电导体棒ab放置在光滑的金属导轨上，轨道面与水平面成θ角。导轨所在空间存在下列哪几种方向的匀强磁场有可能使导体棒ab静止在轨道上（ ）
A．水平向左的匀强磁场
B．竖直向上的匀强磁场
C．竖直向下的匀强磁场
D．垂直于轨道面向下的匀强磁场
10．粒子风洞T-2是国之重器，是民族复兴之器如图甲所示是风洞用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连。带电粒子在磁场中运动的动能随时间t的变化规律如图乙所示。忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是（ ）
A．在图像中应有
B．加速电压越大，粒子最后获得的动能就越大
C．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大
D．要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的面积
三、实验题(共2小题，共18分)
11．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）变压器的铁芯，它的结构和材料是 ；（填字母）
A．整块硅钢铁芯 B．绝缘的硅钢片叠成
C．绝缘的铜片叠成 D．整块不锈钢铁芯
（2）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为 。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．原线圈输入电压发生变化 D．变压器铁芯漏磁
（3）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“800匝”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“400匝”两个接线柱之间的电压为3.0V，则可推断原线圈的输入电压可能为 。
A．3V B．5.5V C．6.0V D．6.5V
12．某实验小组用图（a）所示装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验。该小组同学在纸上画出实验草图，记录磁极运动的四种情况，根据实验结果，分别标出不同情况下磁体的N极、S极运动方向以及相应感应电流的方向，如图（b）所示，请回答下面问题：
（1）甲、乙两次实验记录表明，当磁体靠近线圈运动，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）；
（2）丙、丁两次实验记录表明，当磁体远离线圈运动，根据右手螺旋定则可以判定感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向 （选填“相同”或“相反”）；
（3）总结上述实验结果，可以得到关于感应电流方向的规律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要 引起感应电流的磁通量的变化。
四、解答题(共3小题，共32分)
13．（10分）如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度L＝0.4m，一端连接R＝1Ω的电阻。导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v＝5m/s。求：
（1）感应电动势E和感应电流I的大小；
（2）拉力F的大小。
14．（10分）如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，区域的左、右两边界均沿竖直方向，磁场左、右两边界之间的距离为d，磁场磁感应强度的大小为B，某一质量为m，电荷量q的带负电粒子从左边界M点以水平向右的初速度进入磁场区域，该粒子从磁场的右边界N点飞出，飞出时速度方向与初速度方向的夹角θ=60°，重力不计。求：
（1）该粒子的运动速率；
（2）该粒子在磁场中运动的时间。
15．（12分）在如图所示的直角坐标系中，第一象限内有沿轴正方向的匀强电场，第四象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带负电粒子从轴上的点以大小为的速度沿轴正方向射入电场，并从轴上的点进入磁场区域，粒子经磁场偏转后垂直于轴方向进入第三象限。不计粒子自身的重力。求：
（1）电场强度的大小E；
（2）粒子到达点时的速度的大小与方向；
（3）磁感应强度的大小。
高二物理参考答案：
单选题
1．C 2．A 3．D 4．B 5．A 6．C 7．C
多选题
8．ABC 9．CD 10．AD
实验题（蒋录元，许广平）
11．（1）B （2）C （3）D
12．（1）相反 （2）相同 （3）阻碍
解答题
13.（1）2V，2A（2）0.8N
【详解】（1）根据动生电动势公式得
E=BLv=1×0.4×5V=2V
故感应电流为
（2）金属棒匀速运动过程中，所受的安培力大小为
F安=BIL=1×2×0.4N=0.8N
由于导体棒做匀速直线运动，所以导体棒所受拉力为
F=F安=0.8N
14.（1）；（2）（李燕，王杉）
【详解】（1）如图所示

设粒子的轨道半径为，根据几何关系可知
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得该粒子的运动速率为
（2）该粒子在磁场中运动的时间为
又
联立解得
15.（1）；（2），方向与x轴正方向成角；（3）
【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，沿轴方向，有
其中
沿轴方向，有
解得
（2）粒子到达点时的水平分速度大小为，竖直分速度大小为，水平方向，有
竖直方向，有
解得
则粒子到达点时的速度大小
方向与轴正方向成角；
（3）粒子从点进入磁场后做圆周运动的轨迹如图所示

由几何关系可知，粒子做圆周运动的半径
由洛伦兹力提供向心力，有
解得