江西省2024-2025学年高二下学期4月期中联考物理试卷（解析版）

这是一份江西省2024-2025学年高二下学期4月期中联考物理试卷（解析版），共12页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容，1N，方向垂直BC边斜向右上方等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第一册第四章，选择性必修第二册前三章。
一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6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。
1. 下列现象能说明光是一种横波的是（ ）
A. 光的偏振B. 光的直线传播C. 光的衍射D. 光的干涉
【答案】A
【解析】A．只有横波才能发生偏振现象，光的偏振现象能说明光是一种横波，故A正确；
B．光的直线传播是光的基本传播特性，与光的横波或纵波性质无关，故B错误；
C．光的衍射是光绕过障碍物传播的现象，所有波都能发生衍射，不能说明光是横波，故C错误；
D．光的干涉是两列或多列光在空间相遇时相互叠加形成稳定图样的现象，所有波都能发生干涉，不能说明光是横波，故D错误。
故选A。
2. 我国电网中交变电流的频率是50Hz，1s内电流的方向变化的次数为（ ）
A. 20次B. 50次C. 100次D. 150次
【答案】C
【解析】我国电网中交变电流的周期是
一个周期内电流的方向改变2次，则1s内电流的方向发生变化的次数为100次。
故选C。
3. 一束光从鄱阳湖水面射出，入射角为30°，折射角为45°，则水对该光的折射率是（ ）
A. 1.2B. C. D. 1.5
【答案】C
【解析】根据折射定律可得
故选C。
4. 下列情况中，线圈都以角速度绕其转轴OO′匀速转动，不能产生交变电流的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】闭合电路中线圈在磁场中转动时，如果磁通量发生周期性变化，则线圈中会有周期性变化得电流，由图可知ACD转动时会产生交变电流，而B线圈转动时线圈中磁通量始终为零，没有感应电流。故ACD错误，B正确。
故选B。
5. 如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上方分别放一小铁锅纯净水和一塑料杯纯净水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是（ ）
A. 恒定直流、塑料杯中的水B. 恒定直流、小铁锅中的水
C. 变化的电流、塑料杯中的水D. 变化的电流、小铁锅中的水
【答案】D
【解析】通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以塑料杯中的水不会升温。
故选D。
6. 如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c将向右摆动（ ）
A. 向右做匀速直线运动
B. 向左做匀加速直线运动
C. 向右做减速直线运动
D. 向右做变加速直线运动
【答案】C
【解析】A ．导体棒ab向右做匀速运动时，ab中产生的感应电流不变，螺线管产生的磁场是稳定的，穿过c的磁通量不变，c中没有感应电流，线圈c不受安培力作用，不会被螺线管吸引，故A 错误；
B．导体棒ab向左做匀加速直线运动，导体棒ab中产生的感应电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过c的磁通量增强，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互排斥，线圈c将向左摆动，故B错误；
C．导体棒ab向右做减速直线运动，导体棒ab中产生的感应电流减小，螺线管产生的磁场减小，穿过c的磁通量减弱，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互吸引，线圈c将向右摆动，故C正确；
D．导体棒ab向右做变加速直线运动，导体棒ab中产生的感应电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过c的磁通量增强，根据“来拒去留”规律，螺线管与线圈c相互排斥，线圈c将向左摆动，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，有一闭合三角形导线框ABC，AC水平，已知AB=BC=1m，放在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中，磁场垂直于线框平面。若在线框中通以I=0.5A的电流，∠ABC=120°，则下列说法正确的是（ ）
A. AB边受到的安培力大小为N，方向竖直向上
B. AB、BC边受到的安培力的合力大小为N，方向竖直向下
C. 整个线框受到安培力大小为N，方向竖直向上
D. BC边受到的安培力大小为0.1N，方向垂直BC边斜向右上方
【答案】B
【解析】A．根据安培力的计算公式可得AB边受到的安培力大小为
根据左手定则可知，安培力方向垂直AB边斜向右下方，故A错误；
B．AB、BC边受到的安培力的合力大小为
方向竖直向下，故B正确；
C．整个线框受到的安培力大小为0，故C错误；
D．BC边受到的安培力大小与AB边受到的安培力大小相等，即为0.1N，方向垂直BC边斜向左下方，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，一矩形闭合金属线框绕垂直匀强磁场的轴OO′以的角速度匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度大小B=0.02T，线框匝数N=20匝，面积S=0.5m2，电阻R=10Ω。从图示位置（线框平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（ ）
A. 在图示位置时线框中的感应电流的瞬时值为2πA
B. 线框从图示位置转到第一次磁通量最大的位置，通过线框截面的电荷量为0.001C
C. 线框转过180°，磁通量为0
D. 线框匀速转动产生的电动势的有效值为V
【答案】ACD
【解析】A．由题意可知，产生的感应电动势的最大值为
在图示位置时线框中的磁通量为零，感应电动势最大，则感应电流也最大，所以此位置的感应电流瞬时值为
故A正确；
B．线框在图示位置的磁通量为，则线框从图示位置转即可到第一次磁通量最大的位置，最大的磁通量为
根据，
联立得
代放数据解得通过线框截面的电荷量为
故B错误；
C．由图可知，线框转过180°，线框仍然与磁感应线平行，故磁通量为0，故C正确；
D．由A项可知，产生的感应电动势的最大值为
由图示位置开始计时，则线框匀速转动产生的是余弦式交流电，则产生的感应电动势的有效值为
故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示，电阻不计且间距L=1m光滑平行金属导轨竖直放置，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里、大小B=1T的匀强磁场。现将质量m=0.2kg、电阻R=2Ω的金属杆ab从OO′上方h=5m处由静止释放，金属杆ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆ab刚进入磁场时的速度大小为8m/s
B. 金属杆ab加速度为零时的速度大小为4m/s
C. 金属杆ab进入磁场后电流先增大后不变
D. 金属杆ab进入磁场后受到的安培力方向一直竖直向上
【答案】BD
【解析】A．金属杆进入磁场前做自由落体运动，则
代入数据解得
故A错误；
B．金属杆加速度为零时，有，
代入数据解得
故B正确；
C．金属杆进入磁场时，由于
所以金属杆进入磁场后合力向上，加速度向上，则速度减小，电流先减小后不变，故C错误；
D．根据右手定则和左手定则可知，金属杆进入磁场后受到安培力方向一直竖直向上，故D正确。
故选BD。
10. 回旋加速器D形盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度为B。一个质量为m、电荷量为q的粒子从回旋加速器的中央以速度为零开始加速。忽略粒子在电场中的加速时间，下列说法正确的是（ ）
A. 该回旋加速器所加交变电场的周期为
B. 该回旋加速器所加交变电场的周期为
C. 粒子离开回旋加速器时获得的动能为
D. 粒子离开回旋加速器的动能与加速电压有关，故无法确定
【答案】AC
【解析】AB．回旋加速器所加交变电场的周期等于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，磁场中洛伦兹力提供向心力
所以
故A正确，B错误；
C．当带电粒子离开回旋加速器时其速度达到最大，其运动半径也最大，则，
所以
故C正确；
D．由以上分析可知，粒子离开回旋加速器时的动能与加速电压无关，故D错误。
故选AC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，其自身的直流电阻为零，A和B是两个相同的小灯泡。闭合开关S瞬间，观察到B灯泡亮度的变化情况是________。待电路稳定后，再把开关S断开的过程中，A灯泡亮度的变化情况是________（填“变亮”“立即熄灭”或“闪亮后逐渐熄灭”），B灯泡亮度的变化情况是________（填“不变”“立即熄灭”或“闪亮后逐渐熄灭”）。
【答案】闪亮后逐渐熄灭 立即熄灭 闪亮后逐渐熄灭
【解析】[1]刚闭合S时，电源的电压同时加到两灯上，A、B同时亮，随着L中电流增大，由于线圈L直流电阻可忽略不计，分流作用增大，B逐渐被短路直到熄灭，外电路总电阻减小，总电流增大，A灯更亮，故观察到B灯泡亮度的变化情况是闪亮后逐渐熄灭；
[2][3]稳定后再断开开关S后，灯泡A立即熄灭；灯泡B与线圈L构成闭合回路，感应线圈L阻碍电流减小，流过灯泡B的电流方向从右向左，灯泡B闪亮后逐渐熄灭。
12. “宋应星”研究小组在做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。
（1）对于实验过程，下列说法正确的是（ ）
A. 该实验采用了理想化模型
B. 变压器的原线圈接低压交流电
C. 使用多用电表测电压时，先用最低量程挡试测
D. 测量副线圈电压时应用多用电表的“直流电压挡”
（2）电源接变压器原线圈“0”“6”接线柱，副线圈接“0”“3”接线柱，副线圈所接电表的示数为5.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为（ ）
A. 12.0VB. 8.0VC. 10.0VD. 6.0V
（3）该小组同学正确组装变压器后，用匝数匝和匝的变压器测量数据，测出的数据如表所示。
根据测量数据可判断连接交流电源的线圈是________（填“”或“”）。
【答案】（1）AB （2）C （3）
【解析】（1）A．在本实验认为变压器不漏磁，即将变压器看成理想变压器，采用了理想化模型，故A正确；
B．变压器是根据电磁感应原理工作的，原线圈接低压交流电，才能在副线圈中产生感应电动势，故B正确；
C．使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量，这样可以防止被测电压超过量程损坏电表，故C错误；
D．变压器原线圈接交流电，副线圈产生的也是交流电，测量副线圈电压时应用多用电表的 “交流电压挡”， 故D错误。
故选AB。
（2）由题知，原线圈匝数与副线圈匝数之比为
根据电压与匝数的关系有
将代入可得
故选C。
（3）由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律
由表格数据总略小于，故一定是原线圈。
13. 一交变电源的电动势E随时间t变化的关系如图所示，现让该电源给R=10Ω的金属丝供电，电源内阻不计。
（1）写出电源电动势瞬时值的表达式；
（2）求0~0.3s时间内，金属丝产生的焦耳热Q。
【答案】（1） （2）2.16J
【解析】（1）电源电动势瞬时值的表达式为
（2）0~0.3s时间内，金属丝产生的焦耳热为，
代入数据解得
14. 如图所示，边长L=1m的正方形线框以v=2m/s的速度匀速穿过高度H=1m的匀强磁场区域，线框的质量m=0.2kg，线框的电阻R=1Ω，取重力加速度大小g=10m/s2，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）线框中感应电流I；
（3）感应电流产生的热量Q。
【答案】（1）1T （2）2A （3）4J
【解析】（1）线框匀速穿过匀强磁场区域，则有
又
根据平衡条件有
联立解得
（2）线框中感应电流
（3）由能量守恒定律得
解得
15. 如图所示，区域Ⅰ中有方向竖直向上、大小E=2N/C的匀强电场，区域Ⅱ中有垂直纸面向外的匀强磁场B。现有比荷k=3C/kg的带正电粒子从区域Ⅰ左边界上的C点以v=6m/s的速度水平向右飞入区域Ⅰ，最终恰好不能从区域Ⅱ的右边界射出，已知两区域竖直方向足够长，水平宽度均为L=6m，不计粒子所受重力，求：
（1）带电粒子进入区域Ⅱ时的速度v0；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）粒子从区域Ⅰ左边界上的C点飞入至回到区域Ⅰ左边界的时间t。
【答案】（1），与竖直方向的夹角为45° （2） （3）
【解析】（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，则，
联立解得，
所以带电粒子进入区域Ⅱ时的速度为
设粒子进入磁场时速度方向与竖直方向的夹角为θ，则
所以
即带电粒子进入磁场时速度方向与竖直方向的夹角为45°；
（2）粒子的运动轨迹如图所示
粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
根据几何关系可得
联立解得
（3）粒子在磁场中运动的时间为，
解得
根据对称性可得，从区域Ⅰ左边界上的C点飞入至回到区域Ⅰ左边界的时间为1.80
2.80
3.80
4.90
4.00
6.01
8.02
9.98