海南省部分中学2024-2025学年高二下学期期中模拟考试物理试题

这是一份海南省部分中学2024-2025学年高二下学期期中模拟考试物理试题，共32页。试卷主要包含了单选题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意）
1．如图所示，带电平行板中匀强电场E的方向竖直向上，匀强磁场B的方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下，经P点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的C点自由滑下，经P点进入板间，不计空气阻力则小球在板间运动过程中（ ）
A．动能将会减小B．电势能将会减小
C．机械能将会减小D．小球带负电
2．如图甲所示，有一螺线管，其绕线两端并联了发光二极管和。在螺线管中通以如图乙所示的变化的磁场（忽略自感现象），磁场向上为正方向，下列所描述的实验现象正确的是（ ）
A．时间段，二极管发光
B．时间段，二极管发光
C．时间段，总有一个二极管在发光
D．时间段可观察到和交替发光
3．如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其直流电阻几乎为0，、、是三个完全相同的灯泡，下列说法正确的是
A．开关闭合时，马上变亮，、缓慢变亮
B．开关闭合后，当电路稳定时，会熄灭，、亮度相同
C．开关闭合后，当电路稳定时，最亮，、亮度相同
D．开关断开时、立即熄灭
4．如图所示为交流发电机的示意图，匝数N=100、内阻r=1Ω、面积的线圈处于水平方向的B=0.1T匀强磁场中，并绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度ω=30rad/s．电路中电阻R=9Ω，电压表为理想电压表。从图示位置开始计时，以下判断正确的是（ ）
A．发电机产生的电动势瞬时值表达式为
B．发电机的输出功率为0.405W
C．当线圈从图示位置经过时，理想电压表的示数为3V
D．线圈从图示位置经过半个周期的过程中，通过电阻R的电荷量为0.02C
5．如图所示，关于下列器材的原理和用途，下列说法中正确的是（ ）
A．扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈存在电阻
B．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流，涡流产生热量使炉内金属熔化
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场是辐射状磁场，是匀强磁场
6．在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示，灵敏电流计电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．流过电流计的电流方向向左
B．电容器的电荷量正在减小
C．线圈中的磁感应强度正在增大
D．电容器两板间的电场强度恒定不变
7．弹簧振子和LC振荡电路虽然有着本质的不同，但它们的一些物理量及周期性变化规律相类似。如图甲、乙所示，分别为研究弹簧振子和LC振荡电路的实验装置示意图。已知当图乙中的双掷开关置于a时，线圈L和电容C可构成一个理想的LC振荡电路且其振荡周期与图甲中弹簧振子的振动周期相等。现将图乙中的开关置于b处给电容C充电，待充电完毕后又突然将开关置换到a处，与此同时，将图甲中的弹簧振子从最大振幅处由静止释放，则下列说法中不正确的是（ ）
A．弹簧振子速度最大时，LC振荡电路中的电流达到最大
B．弹簧振子加速度最大时，LC振荡电路中的电场能达到最大
C．弹簧振子从最大振幅处运动到平衡位置过程中，LC振荡电路处于放电过程
D．若减小振荡电路中的电容，则振荡电路的周期将大于弹簧振子的周期
8．以下是教材中关于传感器的应用几幅图片，说法正确的是（ ）
A．如图甲，是测量储罐中不导电液体高度的装置，当储罐中液面高度升高时，LC回路中振荡电流频率将增大
B．如图乙，是一种电感式微小位移传感器，当物体1向左移动时，线圈自感系数变大
C．如图丙，是电容式话筒的原理示意图，当膜片向左运动时，A点的电势比B点的低
D．如图丁，是霍尔元件工作原理示意图，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平
二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分，在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分。）
9．圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，两个比荷不同的带电粒子、，以相同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，运动轨迹如图所示（弧长关系：），不计带电粒子重力，则以下说法正确的是（ ）
A．两个粒子都带正电
B．粒子的比荷较大
C．粒子在磁场中运动时间较长
D．两粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期相同
10．如图甲所示，面积为S，电阻为r的单匝金属线框处在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线框与电阻为R的定值电阻相连形成闭合回路。下列说法正确的是（ ）
A．线框有扩张的趋势
B．a点的电势高于b点的电势
C．时间内通过定值电阻的电流为
D．时间内通过定值电阻的电荷量为
11．如图所示，一理想变压器接在一个输出电压有效值不变的正弦式交流电源上，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（光照越强阻值越小），L为阻值不变的灯泡，所有电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．保持单刀双掷开关K与a连接，增加R2的光照强度，电压表示数变小
B．保持单刀双掷开关K与a连接，增加R2的光照强度，电流表A1示数变小
C．保持R2的光照强度不变，将单刀双掷开关K由a扳向b，灯泡L变亮
D．保持R2的光照强度不变，将单刀双掷开关K由a扳向b，电流表A1示数变小
12．为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，线圈L的磁场能为零
B．由图乙可判断汽车正驶出智能停车位
C．t1~t2过程电容器内的电场强度逐渐增大
D．过程，电容器带电量逐渐增大
13．电熨斗构造示意图如图所示，其中温度敏感元件是双金属片，在温度升高时上层金属的膨胀大于下层金属，可造成双金属片的形变。观察电熨斗的构造，以下说法正确的是（ ）
A．双金属片的作用是控制电路的通断
B．常温下，电熨斗的上下触点是分开的
C．当温度过高时，双金属片向上弯曲
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，调温旋钮应该向下旋
三、实验题（本题共两个小题，共18分）
14．如图所示，可以用天平来测定磁感应强度。天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为l，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量分别为、的砝码，天平平衡；当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。（、未知）
(1)磁场方向是垂直纸面 （填“向里”或者“向外”）；
(2)磁感应强度B的大小 ；
(3)仅仅使磁场反向和仅仅使电流方向变化，两者 （填“等效”或者“不等效”）。
15．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)为弄清灵敏电流表的指针摆动方向与电流方向的关系，某同学想用多用电表的某一挡位来进行探究，他应选用多用电表的 （填“欧姆”“直流电流”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试。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 （填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱，此时发现灵敏电流表的指针向右摆动；
(2)实验中，该同学将磁铁向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转如图甲所示，说明磁铁的下端为 （填“S”或“N”）极；
(3)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。闭合开关后将插入，发现指针向右偏转。下列说法正确的是（ ）
A．断开开关，指针向左偏转
B．拔出线圈，指针向右偏转
C．拔出软铁棒，指针向左偏转
D．使滑动变阻器的滑片P右移，指针向右偏转
四、计算题（本题共三个小题，其中第16题10分，第17题12分，第18题16分，共38分。）
16．如图所示为无线话筒中LC振荡电路的简易图，其中电容器的电容，线圈的自感系数L=0.4mH。现使电容器带上一定的电荷，开关S断开时，一带正电的小球刚好在两极板间静止。取重力加速度g=10m/s2，小球始终处于两极板间。
(1)t=0时闭合开关S，在哪些时刻电容器两极板间的电场强度最大且与t=0时方向相反？在这些时刻小球的加速度为多大？
(2)t=0时闭合开关S，在哪些时刻电路中的电流最大？在这些时刻小球的加速度为多大？
17．如图所示，两根足够长的刚性金属导轨（电阻不计）CD、PQ平行放置，间距为L，与水平面的夹角为，导轨左端用导线连接有一阻值为的定值电阻，导轨上有一略长于L的导体杆（质量为m，接入电路阻值为）垂直导轨放置，用轻绳连接后绕过光滑定滑轮与一质量为2m的物块连接（滑轮左侧部分的轻绳始终与导轨平行，物块离地足够高），与导体杆平行的MN上方区域存在着垂直于导轨平面向上的匀强磁场（磁感应强度为B），现让导体杆距MN为处由静止释放，已知导体杆与导轨间的动摩擦因数为，且始终接触良好，导体杆通过MN后又运动了达到最大速度，重力加速度为g。求：
(1)导体杆在释放瞬间的加速度a大小；
(2)杆达到的最大速度；
(3)导体杆从进入磁场到刚达到最大速度过程中，导体杆上产生的焦耳热；
(4)导体杆速度从0到刚达到过程运动的时间。
18．如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。
(1)求线框中感应电动势的频率；
(2)求线框中感应电动势的瞬时值表达式；
(3)若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P
参考答案
1．C
【详解】小球从A点滑下进入复合场区域时沿水平方向做直线运动，则小球受力平衡，判断可知小球带正电，则有mg＝qE＋qvB
从C点滑下刚进入复合场区域时，其速度小于从A点滑下时的速度，则有
小球向下偏转，重力做正功，静电力做负功，因为mg>qE，则合力做正功，小球的电势能和动能均增大，根据能量守恒可知，机械能减小。
故选C。
2．B
【详解】A．规定磁场向上为正方向，时间段，磁感应强度为负值，磁场方向向下，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流方向沿发光二极管向上，根据二极管的单向导电性可知，二极管发光，故A错误；
B．规定磁场向上为正方向，时间段，磁感应强度为负值，磁场方向向下，磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向沿发光二极管向下，根据二极管的单向导电性可知，二极管发光，故B正确；
C．时间段，磁感应强度没变，穿过线圈的磁通量没有发生变化，线圈回路中没有产生感应电流，则该时间段内两个二极管均不发光，故C错误；
D．结合上述可知，时间段，感应电流方向沿发光二极管向下，二极管发光，时间段，磁感应强度为正值，磁场方向向上，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可判断，感应电流方向沿发光二极管向下，二极管发光，即时间段，感应电流方向相同，只有发光，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】ABC．开关闭合时，、马上变亮，因线圈自感而缓慢变亮；开关闭合后，当电路稳定时，自感线圈相当于导线，故、亮度相同，在干路，故最亮；故AB错误，C正确；
D．开关断开时立即熄灭，、因线圈断电自感而缓慢熄灭，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】A．发电机产生的电动势的峰值
图示位置线圈垂直于中性面，发电机产生的电动势瞬时值表达式为
故A错误；
B．发电机产生的电动势的有效值为
发电机的输出功率为
故B正确；
C．理想电压表的示数为发电机输出电压的有效值，即
故C错误；
D．在内通过电阻R的电荷量为
又，
联立得
线圈从图示位置经过半个周期的过程中，
故
故D错误。
故选B。
5．B
【详解】A．扼流圈对交流有阻碍作用不是因为线圈存在电阻，而是因为在扼流圈图中产生的感应电动势阻碍电流的变化，故A错误；
B．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流，故B正确；
C．真空冶炼炉的工作原理是金属产生涡流，涡流产生热量使炉内金属熔化，故C错误；
D．磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场是辐射状磁场，不是匀强磁场，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】A．由线圈电流产生磁场的方向，结合右手螺旋定则，可知流过电流计的电流方向向左，故A正确；
BD．由电容器极板间的场强E的方向，可知电容器上极板带正电，结合电流方向，可知电容器正在充电，电容器的电荷量正在增大，两板间的电压、电场强度都在增大，故BD错误；
C．由LC振荡电路的规律可知线圈中的电流正在减小，线圈中的磁感应强度正在减小，故C错误。
故选A。
7．D
【详解】A．弹簧振子在平衡位置时速度最大，此时动能最大。对于LC振荡电路，电流最大时，磁场能最大，相当于弹簧振子动能最大的状态，两者变化规律类似，正确；
B．弹簧振子在最大位移处加速度最大，此时弹性势能最大。LC振荡电路中电场能最大时，电容器极板上电荷量最多，类似弹簧振子处于最大位移的状态，B正确；
C．弹簧振子从最大振幅处运动到平衡位置过程中，动能增大，弹性势能减小。LC振荡电路初始状态电容器充满电，从开始放电到放电完毕，电场能转化为磁场能，与弹簧振子的能量转化过程相似，正确；
D．根据LC振荡电路周期公式，减小电容，周期减小，所以LC振荡电路的周期将小于弹簧振子的周期，错误。
本题选不正确的，故选D。
8．B
【详解】A．图甲中，不导电液体为电介质，储罐中液面高度升高时，介电常数增大，根据
可知，电容器电容C增大，根据
可知，LC回路中振荡电流频率将减小，故A错误；
B．图乙中，当物体1向左移动时，铁芯插入的长度变大，线圈自感系数变大，故B正确；
C．图丙中，当膜片向左运动时，膜片与固定电极之间的间距增大，根据
可知电容C减小，由于极板电压不变，根据
可知，电容器电量减小，电容器放电，通过电阻的电流方向由A到B，则A点的电势比B点的高，故C错误；
D．图丁中，在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过，故D错误。
故选B。
9．AB
【详解】A．根据左手定则可知两个粒子都带正电，故A正确；
B．如图所示由图
可知粒子的运动半径小于粒子的半径，即，根据
可得
可知粒子的比荷较大，故B正确；
CD．根据
可知两粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期不同；根据可知a粒子运动时间较短，故CD错误。
故选AB。
10．BD
【详解】AB．穿过线框的磁通量在增大，根据楞次定律可知线框有缩小的趋势；结合安培定则可得感应电流沿逆时针方向，故流过电阻R的感应电流由a到b，电阻R为外电路，故a点的电势高于b点的电势，故A错误，B正确；
C．穿过线圈的感应电动势为
时间内通过定值电阻的电流为
故C错误；
D．时间内通过定值电阻的电荷量为
故D正确。
故选BD。
11．AC
【详解】B．保持单刀双掷开关K与a连接，由变压器原副线圈匝数比不变，原线圈两端电压不变可知，副线圈两端电压不变，增加光照强度，R2阻值减小，灯泡L与R2并联的总电阻减小，副线圈中的电流增大，则原线圈中电流增大，故B错误；
A．在副线圈所在回路中，由于电流增大，则R1的分压增大，电压表示数变小，故A正确；
CD．保持R2的光照强度不变，将单刀双掷开关K由a扳向b，变压器原线圈匝数减小，则副线圈两端电压增大，负载总电阻不变，副线圈所在回路电流增大，则灯泡L与A2电流增大，A1电流增大，故C正确，D错误。
故选AC。
12．BC
【详解】A．由乙图可知，时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，故A错误；
B．由图乙可知，振荡电路的周期变小，根据
可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故B正确；
C．在乙图中，t1~t2过程中，电流逐渐减小，电容器正在充电，电容器内电场强度逐渐增大，故C正确；
D． 过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，故D错误。
故选BC。
13．AD
【详解】AB．常温下，电熨斗的上下触点是接触的，电熨斗工作，当温度过高时，双金属片向下弯曲使触点断开，电熨斗不工作，故双金属片的作用是控制电路的通断，故A正确，B错误；
C．当温度升高时，金属片上层的膨胀系数大于下层的膨胀系数，双金属片向膨胀系数小的一侧弯曲，即金属片向下弯曲，故C错误；
D．熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，即温度较高时金属片才能离开触点，故要将调温旋钮旋转下降，保证在温度未达到一定值时，金属片不与触点断开，故D正确。
故选AD 。
14．(1)垂直纸面向外
(2)
(3)等效
【详解】（1）当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡，表明此时线框下侧所受安培力方向向上，电流没有反向时，线框下侧所受安培力方向向下，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外。
（2）当电流方向为图示方向时，线框下侧所受安培力方向向下，根据平衡条件有
当电流方向反向时，线框下侧所受安培力方向向上，根据平衡条件有
解得
（3）结合上述可知，若将电流反向，线框下侧所受安培力方向由向下变为向上，若电流方向不变，将磁场方向反向，根据左手定则可知，线框下侧所受安培力方向也由向下变为向上，即仅仅使磁场反向和仅仅使电流方向变化，两者等效。
15．(1) 欧姆 短暂
(2)N
(3)AC
【详解】（1）[1]要使灵敏电流表指针摆动，一定有电流通过，想用多用电表的某一挡位来进行探究，只有“欧姆”档挡有电源，因此他应选用多用电表的“欧姆”挡。
[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，由于灵敏电流计的量程很小，欧姆挡电表内部的电源电压相对较高，流过灵敏电流计的电流将较大，为保护灵敏电流计，将黑表笔“短暂”接灵敏电流表的负接线柱。
（2）[1]实验中，该同学将磁铁向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转如图甲所示，可知感应电流是从电流表的负接线柱流入，可知线圈中感应电流产生的磁场方向向上，由楞次定律可知，磁铁的下端为N极。
（3）A．闭合开关后将插入，穿过线圈的磁通量增大，发现指针向右偏转，闭合开关，断开开关，穿过线圈的磁通量减弱，由楞次定律可知，指针向左偏转，故A正确；
B．拔出线圈，可知穿过的磁场减弱，由楞次定律可知，指针向左偏转，B错误；
C．稳定后拔出软铁棒，可知穿过的磁场减弱，由楞次定律可知，在中产生与开关闭合时相反方向的感应电流，指针向左偏转，故C正确；
D．使滑动变阻器的滑片P右移，可知变阻器接入电路的电阻值增大，则通过的电流减小，产生的磁场减弱，由楞次定律可知，由楞次定律可知，指针向左偏转，故D错误。
故选AC。
16．(1)，20m/s2
(2)，10m/s2
【详解】（1）开关S断开时，两极板间的小球刚好静止，说明小球所受电场力方向竖直向上，且
又由于小球带正电，则电容器两极板间电场方向竖直向上，闭合开关S后，此LC振荡电路中的电容器开始放电，且周期
至少经过半个周期，即
电容器两极板间电场方向变为竖直向下且电场强度最大，因此
电容器两极板间的电场强度最大且与t=0时方向相反，在这些时刻小球所受电场力的大小仍为mg，但方向与重力方向相同，可得加速度大小
（2）在第一个周期内，在或时，电路中电流最大，因此
电路中电流最大，在这些时刻电容器两极板间的电场强度为零，可得小球的加速度大小为
17．(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】（1）释放瞬间，设绳中的张力为，对物块根据牛顿第二定律
对杆根据牛顿第二定律
联立可得
（2）达到最大速度时，设回路中的电流为，有
又
联立可得
（3）设该过程中，回路中产生的总热量为，由能量守恒定律有
可得
则
（4）设该时间内，绳中的平均张力为，对重物根据动量定理
对杆根据动量定理
（指该过程中安培力对杆的冲量），若杆在磁场中运动的时间为，则
联立可得
18．(1)
(2)
(3)；
【详解】（1）线框中感应电动势的频率为
（2）从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为
（3）根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知电阻R上消耗的电功率为
根据理想变压器电压比等于匝数比，可得
可得副线圈两端电压为U2=40V
根据
可得电阻R的阻值为