上海市同济大学第二附属中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（等级）(无答案)

这是一份上海市同济大学第二附属中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（等级）(无答案)，共7页。试卷主要包含了本考试分设试卷和答题纸等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须涂或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
3．本试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个或两个以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。
4．本试卷标注“计算”“简答”“论证”等试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等．
5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。
一、磁场力（19分）
磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力
1．磁感应强度B的单位T等价于（ ）
A．B．C．D．
2．下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B．乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止
C．丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实
D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实
3．阴极射线管是一种能从其阴极A发射出电子流的装置。如图所示的电子泼阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子流将（ ）
A．向上偏转B．向下偏转C．向S极偏转D．向N极偏转
4．如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则AB棒所受安培力的方向为__________（选填“向上”或“向下”），电流的方向为__________（选填“从A到”或“从B到A”）。
5．电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到。已知轨道宽、长，通过的电流为，则弹体获得的加速度大小为__________，轨道间所加的匀强磁场的磁应强度__________T（轨道摩擦不计）。
二、无线充电宝（28分）
无线充电宝是一种无线移动电源，在发送端（充电宝）和接收端（手机）各有一个线圈。工作时，发送端的线圈中通有高频变化的电流，两者彼此靠近时，就可以将充电宝中的电能传送到被充电的手机里。
6．无线充电宝实现能量的转移，在工作原理上与之最接近的电器（ ）
A．电热水壶B．电冰箱C．变压器D．电风扇
7．如图送电线圈、受电线圈分别安装在充电宝和手机内。在给手机无线充电过程中（ ）
A．送电线圈产生恒定磁场
B．送电线圈与受电线圈中的电流始终反向
C．基座与手机间无需导线连接，没有能量损失
D．两个线圈是通过电磁感应现象实现能量传递的
8．（多选）某同学利用同一充电宝的无线充电与有线充电功能分别给同款手机充电。手机两次电量均从1%充到93%，充电电压视为恒定，记录的充电量与充电时间如图所示。由图线可知（ ）
A．无线充电的平均电流较大
B．有线充电的平均电流较大
C．无线与有线充电平均功率的比值约为3∶5
D．无线与有线充电平均功率的比值约为5∶3
9．在无线充电的送电线圈中通过如图所示、周期为T的正弦交流电（自上而下看，取顺时针方向为正），将受电线圈视为纯电阻闭合线圈。则时间内，自上而下看，受电线圈中的感应电流方向为__________（选填“顺时针”或“逆时针”）。在时刻，甲乙两线圈相互__________（选填“吸引”或“排斥”）。
10．间距的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直方向的磁感应强度的匀强磁场中，一端接阻值为的电阻。一电阻为，质量为m，长为L的导体棒垂直放置在导轨上，在外力作用下可以让导体棒在匀强磁场中做简谐运动产生类似上述线圈中的正弦交流电。导体棒从时刻开始运动，其感应电动势e与时间t的关系是如图所示的正弦函数。不计导轨电阻。求：（本题结果保留整数）
（1）这一感应电动势的有效值；
（2）导体棒速度大小随时间变化的关系式；
（3）内外力所做的功。
三、电磁感应现象（25分）
法拉第作出了关于电力场的关键性突破，发现了电磁感应现象，永远改变了人类文明。
11．楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现（ ）
A．电阻定律B．库仑定律C．欧姆定律D．能量守恒定律
12．如图所示，一金属线圈用绝缘细线挂于O点，O点正下方有有界水平匀强磁场，磁场宽度大于线圈直径。拉直细线，将线圈拉离平衡位置由磁场外静止释放，线圈摆动过程中经过磁场区域，若不计空气阻力，则（ ）
A．线圈向右穿过磁场后，还能摆至原来释放时的高度
B．只有在进入磁场过程中，线圈中才有感应电流
C．在摆动过程中，线圈中始终有感应电流
D．线圈最终将在磁场中来回摆动
13．如图所示，进机场、火车站之前乘客都要过一道安检门，安检门实际上是一种金属探测器。“门框”内的线圈中通有变化的电流，如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。关于安检门的以下说法错误的是（ ）
A．安检门不能检查出毒贩携带的毒品
B．安检门能检查出旅客携带的金属水果刀
C．如果“门框”的线圈中通上恒定电流、安检门也能正常工作
D．工作安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应
14．（多选）小李同学用图中两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计、A、B是额定电压相同的灯泡，直流电源为一节新的干电池。下列说法正确的是（ ）
A．电键闭合瞬间，A灯慢慢变亮，然后亮度不变
B．电键闭合瞬间，A灯立即变亮，然后亮度不变
C．电键断开瞬间，B灯瞬间熄灭
D．电键断开瞬间，B灯突然闪亮一下再熄灭
15．如图所示的输电线路，变压器均为理想变压器。若输电线的总电阻为，降压变压器的匝数比，副线圈的输出电压、输出功率为，那么降压变压器输入电压__________V，输电线的焦耳热功率__________kW。
16．如图所示，面积为的200匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知感应强度随时间变化的规律为，定值电阻，线圈总电阻。则回路中感应电动势的大小为__________V，a，b两点间的电势差__________V。
四、太阳风（28分）
太阳风是指从太阳辐射出的高能粒子流，由质子和电子等组成。幸亏地球周围存在地磁场，地磁场改变这些带电粒子的运动方向，使其中的大部分不能到达地球，从而保护了地球上的生物。
17．（多选）地磁场的示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．地球的磁感线可以相交
B．地球的磁感线是闭合的曲线
C．赤道包围面积的磁通量比同步卫星轨道包围面积的磁通量大
D．赤道包围面积的磁通比同步卫星轨道包围面积的磁通量小
18．（多选）地磁场使得太阳风发生偏转，而非直射地球，保护了地球上的生命，堪称地球生命的“保护伞”。关于地磁场，下列说法正确的是（ ）
A．进行奥斯特实验时，通电导线南北放置时实验现象最明显
B．进行奥斯特实验时，通电导线东西放置时实验现象最明显
C．地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极的高能粒子流B的偏转作用强
D．地磁场对直射赤道的高能粒子流A的偏转作用比对直射南北极高能粒子流B的偏转作用弱
19．（多选）极光是由来自太阳的高能带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动而形成的。科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（ ）
A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力做负功，使其动能减小
C．南、北两极的磁感应强度增强D．粒子带电量减小
20．假设科学家捕获并引导太阳风中的带正电的质子流进入质谱仪。质谱仪的结构如图a所示，它分别由加速器Ⅰ、速度选择器Ⅱ、质量分离器Ⅲ三部分组成。若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的质子，经过加速器和速度选择器后，速度符合一定大小的质子能够通过，缝射入质量分离器中。整个过程中可以不考虑质子重力的影响。
（1）如果质子从速度开始经加速后速度达到，求加速器两极板间电压。
（2）若质子以速度进入速度选择器Ⅱ中，两板间电压为，两板长度l，相距d。在穿过电场过程中，为了不让质子发生偏转，需要加一个垂直于电场和速度平面的磁场。求磁感强度B的大小，并在图b中分别用和标出质子受到的电场力与磁场力方向。
（3）若质子以速度v垂直于磁场方向进入质量分离器Ⅲ，图c所示其磁感应强度大小为。质子在磁场力作用下做半圆周运动。求质子做圆周运动的直径X。