黑龙江省绥化市哈尔滨师范大学青冈实验中学2024-2025学年高二上学期12月考试物理试题

这是一份黑龙江省绥化市哈尔滨师范大学青冈实验中学2024-2025学年高二上学期12月考试物理试题，共13页。试卷主要包含了电磁炉，如图所示，我国的球面射电望远镜等内容，欢迎下载使用。
一.选择题:本题共12小题，共54分，在每小题给出的四个选项中，1~9题只有一项符合题目要求，10~12题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。
1．电磁炉（图甲）是目前家庭常用的炊具，具有无明火、无污染、高效节能等优点。某同学依据电磁炉原理自己制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图乙所示。在线圈上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（ ）
A．家用电磁炉工作时，利用其面板产生的涡流来加热食物
B．家用电磁炉的锅用铁而不用陶瓷材料，主要是因为陶瓷的导热性能较差
C．简易电磁炉工作时，利用自感产生的电流来加热水
D．仅增大简易电磁炉所接交流电源的频率，可以缩短从开始加热到水达到沸腾的时间
2．如图所示，在绝缘的水平面上，有闭合的两个线圈、，线圈处在匀强磁场中，现将线圈从磁场中匀速拉出，关于线圈、中产生的感应电流及方向的判断正确的是（ ）
A．线圈中逆时针，线圈中无电流B．线圈中顺时针，线圈中无电流
C．线圈中顺时针，线圈中顺时针D．线圈中顺时针，线圈中逆时针
3．如图，学校兴趣小组利用厚度为d、电阻率为的硅钢片制成一个内径为r、高度为h的圆筒，。已知圆筒所在处有沿轴线竖直向上方向的磁场，磁感应强度随时间变化的规律为（k为常数）。下列说法正确的是（ ）
A．硅钢片中感应电流的方向为从上往下看逆时针方向
B．硅钢片中感应电动势大小随时间成正比变化
C．硅钢片中感应电流大小为
D．硅钢片的发热功率为
4．空间中有足够大的磁场区域，方向如图所示，磁场内有一个竖直固定的半圆形滑轨，滑轨两端在同一水平线上。闭合金属环从滑轨右端静止滑下，不计一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若是匀强磁场，环上滑的最大高度小于h
B．若是匀强磁场，环上滑的最大高度等于h
C．若是非匀强磁场，环上滑的最大高度等于h
D．若是非匀强磁场，环上滑的最大高度大于h
5．如图所示，为高中物理实验室常用的磁电式电流表的内部结构，基本组成部分是磁体和放在磁体两极之间的线圈，其物理原理就是通电线圈因受安培力而转动。电流表的两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。关于磁电式电流表，下列说法正确的是（ ）
A．铁质圆柱内部磁感应强度为零
B．如图所示的电流表指针只能顺时针转动
C．线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈转动
D．电流不为零，线圈停止转动后不再受到安培力
6．如图甲所示，A、B两不同的绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A．时刻B环电功率最大 B．时刻两环相互吸引
C．时刻两环相互排斥 D．时刻两环作用力最大
7．如图所示电路中， A、B为两个相同灯泡，L为自感系数较大、电阻可忽略不计的电感线圈，C为电容较大的电容器，下列说法中正确的是（ ）
A．接通开关S，A立即变亮，最后A比B亮
B．接通开关S，B逐渐变亮，最后A、B一样亮
C．断开开关S，A、B都立刻熄灭
D．断开开关S，A、B都逐渐熄灭
8．如图所示，我国的球面射电望远镜（FAST）是世界上最大的单口径射电望远镜，被称为“超级天眼”，并通过随地球自转指向太空不同方向。“天眼眼眶”的直径为，其边缘圆周处于同一水平面内，其所在处地磁场的磁感应强度大小为，方向与水平面夹角为，则（ ）
A．穿过“眼眶”的磁通量大小为
B．磁感应强度B的方向为穿出“眼眶”斜向上
C．在地球自转的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0
D．在地球自转的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为
9．如图，沿南北方向放置一水平长直导线，在导线正下方附近水平放置一个小磁针，小磁针初始时处于静止状态。现给导线中通入恒定电流，从上往下看，小磁针逆时针偏转，待最终静止时小磁针在水平面内偏转了30°，已知地磁场的水平分量为3 × 10−15 T，则下列说法正确的是（ ）
A．通电长直导线的电流方向为从北向南
B．通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为
C．通电长直导线在小磁针处产生的磁场的磁感应强度大小为
D．通电长直导线中的电流大小变为原来的2倍，则小磁针最终静止时与初始位置之间的夹角变为原来的2倍
10．如图甲为手机正在进行无线充电，无线充电的原理图如图乙所示，充电器和手机各有一个线圈，充电器端的叫发射线圈（匝数为n1），手机端的叫接收线圈（匝数为n2），两线圈面积均为S，在△t内发射线圈产生磁场的磁感应强度增加量为△B。磁场可视为垂直穿过线圈。下列说法不正确的是（ ）
A．手机端的接收线圈b点的电势低于a点
B．手机端的接收线圈a和b间的电势差值为
C．接收线圈和发射线圈是通过自感实现能量传递
D．增加c、d间电流的变化率，接收线圈a和b间的电势差始终不变
11．质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的、、三点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为、，速度选择器中匀强电场电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则下列说法不正确的是（ ）

A．速度选择器中的电场方向向左，且三种粒子均带正电
B．三种粒子的速度大小均为
C．打在点的粒子的比荷最大，且其在磁场中的运动时间最长
D．如果三种粒子电荷量均为q，且、的间距为，则打在、两点的粒子质量差为
12．带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断不正确的有（ ）
A．甲图中，只有速度为的带电粒子从P射入，才能做匀速直线运动从Q射出
B．乙图中，同种带电粒子在磁场中运动的半径越大，周期也越大
C．丙图中，直线加速器使用直流电，且电压越大，粒子获得的能量越高
D．丁图中，磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U减小
二、实验题(12分)
13．图1为某物理兴趣小组组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1 、R2是定值电阻，R3是可调电阻，表头G的满偏电流为1mA，内阻为180Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有3个挡位，分别为：直流电流10mA挡，直流电压2.5V挡，欧姆挡。
(1)图1中的A端与 （填“红”或“黑”）色表笔相连接。
(2)根据已知条件可求得电阻R1的阻值为 Ω，电阻R2的阻值为 Ω。
14．太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，又称为“太阳能芯片”或“光电池”，只要光照达到一定的强度，瞬间就可输出电压．某同学利用如图甲所示的电路测量某光电池的电动势和内阻，已知相同光照强度下该光电池的电动势不变。
部分器材规格如下：
电流表A1（量程为、内阻）；电流表（（内阻忽略不计）；
定值电阻；定值电阻。

（1）该同学把电流表A1和定值电阻中联改装成量程为的电压表。
（2）该同学用一定强度的光照射该电池，闭合开关，调节滑动变阻器的阻值，读出改装后电压表的读数和电流表A2读数，得到该电池的曲线如图乙所示。由图乙可知，该电源的电动势为 （保留三位有效数字），内阻 （填“是”或“不是”）定值。
（3）当滑动变阻器的电阻为零时，若改装的电压表可视为理想电压表，则定值电阻消耗的电功率为 。（结果保留两位有效数字）
三、解答题。(15题8分，16题12分，17题14分)
15．如图所示，两平行金属导轨间的距离L = 0.6 m，金属导轨所在的平面与水平面的夹角θ = 30°，空间中存在磁感应强度大小B = 0.50 T、方向垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E = 9 V、内阻r = 1 Ω的直流电源。现把一个质量m = 0.1 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R = 3.5 Ω，金属导轨电阻不计，取重力加速度大小g = 10 m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
(1)导体棒受到的安培力的大小FA；
(2)导体棒与导轨间的动摩擦因数的最小值μ0。
16．如图所示，两条光滑平行导轨所在平面与水平地面的夹角为，两导轨间距为，导轨上端接有一电阻，阻值为，O、P、M、N四点在导轨上，两虚线OP、MN平行且与导轨垂直，两虚线OP、MN间距为d=1.5m，其间有匀强磁场，磁感应强度大小，方向垂直于导轨平面向上。在导轨上放置一质量、长为L、阻值也为R的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。让金属棒从离磁场上边界OP距离d处由静止释放，进入磁场后在到达下边界MN前已匀速。（已知重力加速度大小为，）不计导轨电阻。求：
(1)金属棒刚进入磁场时的速度v的大小；
(2)金属棒刚进入磁场时的加速度a；
(3)金属棒穿过磁场过程中，所用的时间t和金属棒上产生的电热Q。
17．如图所示，平面直角坐标系xOy面内，y轴右侧第一象限内存在竖直向上的匀强电场，第四象限内存在垂直于纸面向内匀强磁场。一带电粒子以速度从y轴上的M点（0，）垂直于y轴射入电场，从N点（未画出）进入第四象限，恰好不穿过y轴而再回到电场。已知粒子的质量为m，电荷量为q，匀强电场场强大小为，不计粒子重力，求：
（1）N点的坐标；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）粒子从M点开始到第三次到达x轴经历的时间。
物理答题卡
二、实验题(12分)
13．(1)
(2) Ω， Ω。
14．（2） 。
（3）
15 （8分)
16.(12分）
17.（14分）
参考答案：
13．(1)红
(2) 20 232
【详解】（1）电流应由红表笔流进多用电表，由黑表笔流出多用电表，换挡开关接2时，欧姆表电路接通，而电源内部电流由负极流向正极，故A端应接红表笔。
（2）[1] 换挡开关接1时，直流电流10mA挡接通，根据并联电路知识，有
得
[2] 换挡开关接3时，直流电压2.5V挡接通，根据串联电路知识，有
得
14． 2.89#2.90#2.91 不是 0.26#0.27#0.28#0.29
【详解】（2）[1]由闭合电路欧姆定律得
整理得
结合U-I图像可知，图像在纵轴上的截距即为电源的电动势，即
E=2.90V
[2]图像斜率的绝对值等于电源的内阻，可知电源内阻不是常数；
（3）[3]当滑动变阻器的电阻为零时，由于电压表可视为理想电压表，所以外电路的电阻即为定值电阻R2=8Ω，将R2的U-I图画到电源的U-I图线，如图所示

可知两条图线的交点对应的电压为1.50V、电流为185mA，则定值电阻R2消耗的电功率
15．
解（1）根据闭合电路欧姆定律可知，通过导体棒的电流
导体棒受到的安培力大小为
解得
（2）对导体棒受力分析，根据受力平衡有
根据题意有
解得
16．
解（1）金属棒从静止释放到刚进入磁场，机械能守恒，有
解得
（2）根据
，，
则金属棒受到的安培力
根据牛顿第二定律得
解得
方向平行导轨向上。
（3）金属棒穿过磁场过程，由能量守恒得
金属棒匀速运动时
得
=2m/s
金属棒上产生的电热
Q棒=
对m在穿越磁场过程中由动量定理：取沿斜面向下为正，由微元再累加可得
且
得
s
17．
解（1）粒子在电场中做类平抛运动
解得
，
（2）粒子进入磁场时，速度方向与+x方向的夹角满足
速度大小
在磁场中，根据几何关系
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得
（3）粒子在磁场中转过的圆心角
用时
由磁场射入电场到再进入磁场过程
则粒子从M点开始到第三次到达x轴经历的时间
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
D
B
C
B
B
C
C
Acd
题号
11
12








答案
Abc
Bcd