2024启东东南中学高二上学期第二次质量检测试题物理含解析

这是一份2024启东东南中学高二上学期第二次质量检测试题物理含解析，共24页。

注意事项：
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答写在本试卷上无效．本次考试时间为75分钟，满分值为100分．
2．答题前，请务必将自己的姓名和准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3．选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应的题目答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其他位置答题一律无效．
一、单项选择题（本题共13小题，每小题4分，共52分．每小题只有一个选项符合题意）．
1. 如图所示，导线放置在磁感应强度为的匀强磁场中，、长分别为、，分别与磁场方向平行、垂直。当通以电流为时，导线受到的安培力大小为（ ）
A. 0B. C. D.
2. 如图所示，一根有裂缝的空心铝管竖直放置。让一枚磁性比较强的永磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时没有跟铝管内壁发生摩擦。则磁体（ ）

A. 在管内的加速度越来越大
B. 受到铝管中涡流作用力方向一直向下
C. 受到铝管中涡流的作用力方向一直向上
D. 受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
3. 要分开垂直进入电场或磁场方向的带电粒子束，不可行的方法是（ ）
A. 速度不同的电子束可用匀强电场
B. 速度不同的电子束可用匀强磁场
C. 相同动能的质子和α粒子可用匀强电场
D. 相同动能的质子和α粒子可用匀强磁场
4. 如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法错误的是（ ）
A. 用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，说明环内有感应电动势
B 把磁铁远离A环，A环又会被吸引，说明环内有感应电流
C. 磁极接近或者远离B环时，B环保持静止，但环的端口上下两端有电势差
D. 磁铁N极接近B环时，环的断口处右端电势比左端电势高
5. 飞机水平飞行时，飞行员的左侧机翼顶端电势为φ1，右侧机翼顶端电势为φ2，则（ ）
A. 在北半球自西向东飞行时，φ1 = φ2
B. 在北半球飞行时，φ1 > φ2
C. 在南半球自西向东飞行时，φ1 = φ2
D. 在南半球飞行时，φ1 > φ2
6. 如图，一条长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为E，ab两端的电势分别为φa，φb，则（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
7. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A. 当开关闭合的瞬间，A立即发光，B不发光
B. 当开关闭合的瞬间，A不发光，B立即发光
C. 当开关S闭合电路稳定后，再断开开关，A立即熄灭，B闪亮后再慢慢熄灭
D. 当开关S闭合电路稳定后，再断开开关，A慢慢熄灭，B不发光。
8. 在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴转动时，则线圈平面（ ）
A. 转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B. 转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应电动势最大
C. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应电动势最大
D. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率最小，线圈中的感应电动势最小
9. 如图，图甲为方波交变电流，图乙为正弦交变电流，则甲乙交流电的有效值之比为（ ）
A. B. 3：2C. 1：2D.
10. 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过的过程中，下列说法错误的是（ ）
A. t时刻穿过线圈的磁通量的变化率
B. t时刻穿过线圈的磁通量的变化率
C. 通过电阻R电荷量
D. 电阻R产生的焦耳热
11. 如图所示，有一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，距一有界匀强磁场上边界h处自由下落，如图所示，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边cd刚刚开始传出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是L，已知重力加速度为g，则能用物理量m，g，h，L求得（ ）
A. 线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热
B. 线框在穿越匀强磁场过程中通过导线横截面的电量
C. 线框的电阻
D. 匀强磁场的磁感应强度
12. 如图所示，虚线上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，在直角三角形中，，。两个带电荷量数值相等的粒子a、b分别从、两点以垂直于的方向同时射入磁场，恰好在点相遇。不计粒子重力及粒子间相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A. a带负电，b带正电B. a、b两粒子的周期之比为
C. a、b两粒子的速度之比为D. a、b两粒子的质量之比为
13. 如图所示，导体棒与V形导轨为粗细相同的同种金属，导轨处于与其平面垂直的匀强磁场中。时刻，导体棒与导轨角平分线垂直，并从处沿角平分线在导轨上匀速向右运动，下列关于回路中通过导体棒横截面的电荷量、电功率随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
二、非选择题：本题共5小题，共48分．其中第15题～第17题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位．
14. 利用右端装置课探究感应电流产生的条件，以下措施不能产生感应电流的时______
A.闭合开关S2，闭合或断开开关S1瞬间
B.闭合开关保持原线圈A所在电路稳定
C.闭合开关后快速移动滑动变阻器的滑片
D.闭合开关保持原线圈A所在的电路稳定，在原线圈A中插入铁芯
E.闭合开关后把原线圈A从副线圈B中抽出
15. 如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，时，磁感应强度为，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为d的正方形，为使MN棒中不产生感应电流，从时开始，请推导在这种情况下B与t的定量关系式________________ 。
16. 如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°．求：
（1）匀速圆周运动半径；
（2）电子的质量；
（3）穿越磁场的时间。
17. 如图所示，理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2，在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。
（1）若，求原副线圈两端的电压比；
（2）若，，求原线圈两端的电压；
（3）若，则多大时，副线圈两端能获得最大电压，最大电压为多少。
18. 如图所示，MN和PQ是两根互相平行、间距为d、竖直放置的光滑金属导轨，且处于磁感应强度为B的匀强磁场中，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆的质量为m，电阻为r。将开关S闭合，让ab由静止开始自由下落高度h后杆的速度达到最大。已知重力加速度为g。
（1）请大致画出金属杆的速度随时间变化的图像；
（2）金属杆在下落过程中通过金属杆的电量、产生的热量；
（3）金属杆下落这段高度需要的时间。
江苏省启东市东南中学2023-2024学年度第一学期第二次质量检测
高二物理试卷
考试时间：75分钟；
注意事项：
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答写在本试卷上无效．本次考试时间为75分钟，满分值为100分．
2．答题前，请务必将自己的姓名和准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3．选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应的题目答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其他位置答题一律无效．
一、单项选择题（本题共13小题，每小题4分，共52分．每小题只有一个选项符合题意）．
1. 如图所示，导线放置在磁感应强度为的匀强磁场中，、长分别为、，分别与磁场方向平行、垂直。当通以电流为时，导线受到的安培力大小为（ ）
A. 0B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，导线电流方向与磁场方向平行，不受安培力作用；所以导线受到的安培力即为导线受到的安培力，则有
故选B。
2. 如图所示，一根有裂缝的空心铝管竖直放置。让一枚磁性比较强的永磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时没有跟铝管内壁发生摩擦。则磁体（ ）

A. 在管内的加速度越来越大
B. 受到铝管中涡流作用力方向一直向下
C. 受到铝管中涡流的作用力方向一直向上
D. 受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
【答案】C
【解析】
【详解】A．磁体在下落过程中由牛顿第二定律可得
刚开始时磁体加速度为g，随速度增大感应电动势增大，感应电流增大，安培力增大，加速度减小；当重力与安培力大小相等，加速度为零，故A错误；
BCD．虽然有竖直裂缝的铝管，但永磁体在铝管中下落时在侧壁也会产生涡流，根据楞次定律可知，铝管中的感应电流阻碍磁体的下落，对磁体始终产生向上的阻力；故C正确，BD错误。
故选C。
3. 要分开垂直进入电场或磁场方向的带电粒子束，不可行的方法是（ ）
A. 速度不同的电子束可用匀强电场
B. 速度不同的电子束可用匀强磁场
C. 相同动能的质子和α粒子可用匀强电场
D. 相同动能的质子和α粒子可用匀强磁场
【答案】D
【解析】
【详解】AC．粒子垂直进入电场时，则
速度不同的电子，在电场中偏转距离不同，可以分开；相同动能的质子和α粒子，因电量不同，则偏转距离不同，可用电场分开，选项AC错误；
BD．进入偏转磁场时
速度不同电子束，轨道半径不同，可用匀强磁场分开；动能相同的质子和α粒子，因相同，则运动半径相同，不可用匀强磁场分开，选项B错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法错误的是（ ）
A. 用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，说明环内有感应电动势
B. 把磁铁远离A环，A环又会被吸引，说明环内有感应电流
C. 磁极接近或者远离B环时，B环保持静止，但环的端口上下两端有电势差
D. 磁铁N极接近B环时，环的断口处右端电势比左端电势高
【答案】D
【解析】
【详解】A．当磁铁靠近A环时，导致圆环A中的磁通量变大，从而由法拉第电磁感应定律可知闭合圆环A中将产生感应电动势及感应电流，圆环处于磁场中，将受到的安培力作用，根据“来拒去留”可知它远离磁铁，即被推开。故A正确；
B．磁铁远离A环时，导致圆环A的磁通量变小，从而由法拉第电磁感应定律可知圆环A中将产生的感应电流，圆环处于磁场中，根据“来拒去留”可知它靠近磁铁，即被吸引，故B正确；
C．对于B环，磁极接近或者远离时，穿过环的磁通量发生变化，环中将产生感应电动势，但由于B环是断开的，所以环中无感应电流，B环不受安培力的作用，从而保持静止，但B环端口上下两端有电势差，故C正确；
D．磁铁N极接近B环时，穿过B环的磁通量增加，根据楞次定律，可判断知B环内部断口处右端电势比左端电势低，故D错误。
由于本题选择错误的，故选D。
5. 飞机水平飞行时，飞行员的左侧机翼顶端电势为φ1，右侧机翼顶端电势为φ2，则（ ）
A. 在北半球自西向东飞行时，φ1 = φ2
B. 在北半球飞行时，φ1 > φ2
C. 在南半球自西向东飞行时，φ1 = φ2
D. 在南半球飞行时，φ1 > φ2
【答案】B
【解析】
【详解】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场有竖直向下的分磁场，由右手定则可知，此时四指指向机翼左端，左端电势高，即在北半球飞行时，无论飞行方向如何，都有
φ1 > φ2
同理，在南半球飞行时，磁场有竖直向上的分磁场，无论飞行方向如何，都有
φ2 > φ1
故选B。
6. 如图，一条长为l的导体棒在磁感应强度为B的匀强磁场中绕其一端以角速度ω在垂直于磁场的平面内匀速转动，ab两端产生的感应电动势为E，ab两端的电势分别为φa，φb，则（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律得，ab两端产生的感应电动势为
根据右手定则，导体棒中电流方向由b到a，在电源内部电流由电势低处流向电势高处，所以
故选B。
7. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为0，A和B是两个相同的小灯泡，下列说法正确的是（ ）
A. 当开关闭合的瞬间，A立即发光，B不发光
B. 当开关闭合的瞬间，A不发光，B立即发光
C. 当开关S闭合电路稳定后，再断开开关，A立即熄灭，B闪亮后再慢慢熄灭
D. 当开关S闭合电路稳定后，再断开开关，A慢慢熄灭，B不发光。
【答案】C
【解析】
【详解】AB．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AB错误；
CD．灯泡B与线圈L构成闭合回路，所以稳定后再断开开关S后，灯泡B由暗变亮再逐渐熄灭，灯泡A立即熄灭，故D错误，C正确
故选C。
8. 在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴转动时，则线圈平面（ ）
A. 转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B. 转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应电动势最大
C. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应电动势最大
D. 当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率最小，线圈中的感应电动势最小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，线框平面与磁感线方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，故AB错误；
CD．当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，线圈中磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知，此时线圈中的感应电动势最大，故C正确，D错误。
故选C。
9. 如图，图甲为方波交变电流，图乙为正弦交变电流，则甲乙交流电的有效值之比为（ ）
A B. 3：2C. 1：2D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据有效值的定义，则有：方波，
解得甲的有效值
正弦交流电的电流有效值
则
故选A。
10. 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过的过程中，下列说法错误的是（ ）
A. t时刻穿过线圈的磁通量的变化率
B. t时刻穿过线圈的磁通量的变化率
C. 通过电阻R的电荷量
D. 电阻R产生的焦耳热
【答案】B
【解析】
【详解】AB．线圈在图示位置时穿过线圈得磁通量为零，则穿过线圈的磁通量的变化率
故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；
C． 转过的过程中，穿过线圈磁通量的变化量
由，， 可得，通过电阻R的电荷量为
故C正确，不符合题意；
D．线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为
电流的有效值为
由图示位置转过所用的时间
电阻R产生的焦耳热
故D正确，不符合题意。
故选B。
11. 如图所示，有一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，距一有界匀强磁场上边界h处自由下落，如图所示，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边cd刚刚开始传出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是L，已知重力加速度为g，则能用物理量m，g，h，L求得（ ）
A. 线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热
B. 线框在穿越匀强磁场过程中通过导线横截面的电量
C. 线框的电阻
D. 匀强磁场的磁感应强度
【答案】A
【解析】
【详解】A．线框在穿越匀强磁场过程中做匀速运动，根据功能关系可知，线框穿过匀强磁场过程中产生的焦耳热
故A正确；
BCD．线框做匀速运动时，根据平衡条件有
根据闭合电路欧姆定律有
根据电流定义式可得
因线框电阻R未知，无法得出线框在穿越匀强磁场过程的速度和时间，更无法得出磁感应强度B和通过导线横截面的电量q。故BCD错误。
故选A。
12. 如图所示，虚线上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，在直角三角形中，，。两个带电荷量数值相等的粒子a、b分别从、两点以垂直于的方向同时射入磁场，恰好在点相遇。不计粒子重力及粒子间相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A. a带负电，b带正电B. a、b两粒子的周期之比为
C. a、b两粒子的速度之比为D. a、b两粒子的质量之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．如下图所示
由几何关系可得两粒子轨迹圆心在同一点，轨迹半径相等。可知粒子a进入磁场时受到的洛伦兹力方向向右，根据左手定则可知a带正电，粒子b进入磁场时受到的洛伦兹力方向向左，根据左手定则可知b带负电，A错误；
B．两带电粒子同时射入磁场，同时到达点，故运动时间相等，由图可知，粒子a到达点时运动的圆弧对应的圆心角为，粒子b到达点时运动的圆弧对应的圆心角为，则有
a、b两粒子的周期之比为
B错误；
D．根据周期公式
由于两粒子所带电荷量数值相等，则有a、b两粒子的质量之比为
D错误；
C．根据洛伦兹力提供向心力
解得
由于两粒子的轨迹半径相等，所带电荷量数值相等，则有a、b两粒子的速度之比为
C正确。
故选C。
13. 如图所示，导体棒与V形导轨为粗细相同的同种金属，导轨处于与其平面垂直的匀强磁场中。时刻，导体棒与导轨角平分线垂直，并从处沿角平分线在导轨上匀速向右运动，下列关于回路中通过导体棒横截面的电荷量、电功率随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．设V形导轨顶角为，导体棒匀速运动速度为，则时刻导体棒切割磁感线的有效长度为
设单位长度电阻为，则此时电路总电阻为
电动势为
感应电流为
则时间内的电荷量为
故A正确，B错误；
CD．电功率为
可知图像为一条过原点的倾斜直线，故CD错误。
故选A。
二、非选择题：本题共5小题，共48分．其中第15题～第17题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位．
14. 利用右端装置课探究感应电流产生的条件，以下措施不能产生感应电流的时______
A.闭合开关S2，闭合或断开开关S1瞬间
B.闭合开关保持原线圈A所在的电路稳定
C.闭合开关后快速移动滑动变阻器的滑片
D.闭合开关保持原线圈A所在的电路稳定，在原线圈A中插入铁芯
E.闭合开关后把原线圈A从副线圈B中抽出
【答案】B
【解析】
【详解】[1]A．闭合开关S2，闭合或断开开关S1瞬间，穿过线圈B的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，A错误；
B．闭合开关保持原线圈A所在的电路稳定，穿过线圈B的磁通量没有发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施不能产生感应电流，B正确；
C．闭合开关后快速移动滑动变阻器的滑片，穿过线圈B的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，C错误；
D．闭合开关保持原线圈A所在的电路稳定，在原线圈A中插入铁芯，穿过线圈B的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，D错误；
E．闭合开关后把原线圈A从副线圈B中抽出，穿过线圈B的磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件可知，该措施能产生感应电流，E错误。
故选B。
15. 如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动，时，磁感应强度为，此时MN到达的位置恰好使MDEN构成一个边长为d的正方形，为使MN棒中不产生感应电流，从时开始，请推导在这种情况下B与t的定量关系式________________ 。
【答案】
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律可知，要使棒不产生感应电流，穿过回路的磁通量应保持不变，则有
解得
16. 如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°．求：
（1）匀速圆周运动的半径；
（2）电子的质量；
（3）穿越磁场的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在磁场中做圆周运动，半径为R
（2）洛伦兹力提供向心力
解得
（3）由
得
电子周期
电子穿越磁场的时间
17. 如图所示，理想变压器的原副线圈匝数分别为n1、n2，在原副线圈的回路中分别接有阻值为R1、R2的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。
（1）若，求原副线圈两端的电压比；
（2）若，，求原线圈两端的电压；
（3）若，则为多大时，副线圈两端能获得最大电压，最大电压为多少。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）根据变压器原理
（2）由于
联立
原线圈电路
联立解得
（3）设
则
分析原线圈电路
当
解得
此时，副线圈两端能获得最大电压
18. 如图所示，MN和PQ是两根互相平行、间距为d、竖直放置的光滑金属导轨，且处于磁感应强度为B的匀强磁场中，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆的质量为m，电阻为r。将开关S闭合，让ab由静止开始自由下落高度h后杆的速度达到最大。已知重力加速度为g。
（1）请大致画出金属杆的速度随时间变化的图像；
（2）金属杆在下落过程中通过金属杆电量、产生的热量；
（3）金属杆下落这段高度需要的时间。
【答案】（1）见解析；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属杆由静止开始下滑，受向下的重力和向上的安培力，开始时重力大于安培力，加速度向下，随速度的增加，金属杆受的安培力变大，加速度减小，最终当加速度为零时，金属杆做匀速运动，则v-t图像如图
（2）金属杆ab先做加速度减小的变加速运动，安培力等于重力时速度达到最大。
解得最大速度
金属杆下落过程中运用动能定理
解得
电荷量
（3）金属杆下落过程运用动量定理
解得