安徽省宿州市省市示范高中20232024學(xué)年高二下學(xué)期期中教學(xué)質(zhì)量檢測物理試題

宿州市省、市示范高中2023—2024學(xué)年度第二學(xué)期期中教學(xué)質(zhì)量檢測高二物理試卷一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一項(xiàng)是符合要求的。1.下列物理學(xué)史中說法正確的是（）A.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由紐曼和韋伯發(fā)現(xiàn)的B.楞次提出了分子電流假說C.最早預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是赫茲D.建立完整的電磁場理論的科學(xué)家是麥克斯韋【答案】D【解析】【詳解】A．法拉第最先發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．安培提出了分子電流假說，故B錯(cuò)誤；CD．麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，并最早預(yù)言了電磁波的存在，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。2.下列說法正確的是（）A.如圖甲，導(dǎo)線通電后，其正下方小磁針的N極向紙面外轉(zhuǎn)動(dòng)B.如圖乙，如果長為l、通過電流為I的短直導(dǎo)線在該磁場中所受磁場力的大小為F，則可測出該處磁感應(yīng)強(qiáng)度必為C.如圖丙，繞虛線軸轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈平面S轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，穿過線圈平面的磁通量為零D.如圖丁，閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中兩個(gè)圖示位置間來回水平運(yùn)動(dòng)，線圈中有交變電流產(chǎn)生【答案】C【解析】【詳解】A．圖甲中，由安培定則可知，導(dǎo)線下方的磁場垂直紙面向里，則其正下方小磁針的N極向紙面里轉(zhuǎn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．圖乙中，由于通電導(dǎo)線不一定是垂直于磁場方向放置的，所以公式不一定成立，即該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不一定等于，故B錯(cuò)誤；C．圖丙中，線圈平面與磁場平行，穿過線圈平面的磁通量為零，故C正確；D．圖丁中，閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中兩個(gè)圖示位置間來回水平運(yùn)動(dòng)，穿過線圈平面的磁通量不變，線圈中沒有交變電流產(chǎn)生，故D錯(cuò)誤。故選C。3.如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以垂直紙面向里方向的電流時(shí)，下列判斷正確的是（）A.磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B.磁鐵對(duì)桌面壓力增大C.磁鐵受到向右的摩擦力作用D.磁鐵不受到摩擦力作用【答案】B【解析】【詳解】由條形磁鐵及左手定則可判斷通電導(dǎo)線所受安培力如圖由牛頓第三定律得磁鐵受到通電導(dǎo)線的力與大小相等，方向相反。對(duì)磁鐵受力分析設(shè)與水平方向夾角為，則當(dāng)導(dǎo)線不通電時(shí)，支持力等于重力，有上式可知，導(dǎo)線通電后，支持力大于重力，桌面對(duì)磁鐵的支持力增大，有牛頓第三定律得，磁鐵對(duì)桌面的壓力增大。磁鐵受到向左的摩擦力作用。故選B。4.如圖所示，兩個(gè)標(biāo)有“4V0.8W”的相同燈泡L1、L2，分別與電感線圈L和電阻R相連后接在內(nèi)阻r=1Ω的電源兩端，閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，兩燈泡均正常發(fā)光。已知電感線圈的自感系數(shù)很大，電阻R的阻值為4Ω，則下列說法正確的是（）A.電感線圈直流電阻為5ΩB.斷開開關(guān)S的瞬間，有向右的電流通過燈泡L1C.斷開開關(guān)S的瞬間，兩個(gè)燈泡會(huì)先閃亮再熄滅D.斷開開關(guān)S的瞬間，燈泡L2先熄滅【答案】B【解析】【詳解】A．閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，兩燈泡均正常發(fā)光，兩端電壓都為，且通過兩燈泡的電流均為根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知電感線圈的直流電阻等于電阻R的阻值，為4Ω，故A錯(cuò)誤；BCD．?dāng)嚅_開關(guān)S的瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢阻礙電流減小，線圈與L1、L2、構(gòu)成閉合回路，有向右的電流通過燈泡L1，且通過兩燈泡的電流均從逐漸減小，最后一起熄滅，故兩個(gè)燈泡不會(huì)先閃亮再熄滅，故B正確，CD錯(cuò)誤。故選B。5.如圖所示，甲、乙、丙、丁為用相同導(dǎo)線制成的單匝閉合線框。其中甲、乙為邊長為L和2L的矩形，丙、丁分別為邊長為L和2L的正方形。它們以相同的速度先后沿垂直于磁場邊界的方向勻速穿過正方形（邊長大于2L）勻強(qiáng)磁場區(qū)域，勻強(qiáng)磁場方向垂直于紙面向外，則進(jìn)入磁場過程中，線框中感應(yīng)電流最大的是（）A.甲線框 B.乙線框 C.丙線框 D.丁線框【答案】A【解析】【詳解】線框進(jìn)入磁場過程中，做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢E＝Bdv根據(jù)電阻定律可知，線框的電阻R＝由閉合電路歐姆定律可知，回路中的感應(yīng)電流為I＝聯(lián)立以上各式有I甲＝，I乙＝I丙＝I?。郊拙€框中電流最大，故A正確，故BCD錯(cuò)誤。故選A。6.如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以與水平方向成30°角的某速度斜向上從P點(diǎn)射入磁場，恰從Q點(diǎn)射出磁場，虛線PQ水平且通過圓心O，不計(jì)粒子的重力。下列說法正確的是（）A.粒子帶負(fù)電B.粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心角為120°C.粒子射入磁場時(shí)的速度大小為D.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，故A錯(cuò)誤；C．由幾何關(guān)系可知，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為根據(jù)粒子射入磁場時(shí)的速度大小為故C正確；B．由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心角為60°，故B錯(cuò)誤；D．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為故D錯(cuò)誤。故選C。7.如圖（a）所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1，定值電阻R1=5Ω，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電源電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A.交流電壓表示數(shù)為B.變壓器輸入、輸出功率之比為5∶1C.若熱敏電阻RT的溫度升高，則電流表的示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大D.當(dāng)熱敏電阻RT=5Ω時(shí)，變壓器輸出功率為250W【答案】D【解析】【詳解】A．由圖（b）可知原線圈所接電源電壓的峰值交流電壓表示數(shù)為電壓的有效值故A錯(cuò)誤；B．變壓器輸入、輸出功率之比，故B錯(cuò)誤；C．若熱敏電阻RT的溫度升高，其阻值減小，所以副線圈回路中總電阻減小，而副線圈兩端的電壓不變，所以副線圈中電流I2增大，所以電流表的示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；D．原線圈電壓由得當(dāng)熱敏電阻RT=5Ω時(shí)，變壓器輸出功率故D正確。故選D。8.如圖所示，長、寬分別為L1、L2，電阻為r的單匝矩形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與線圈平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電路中接入定值電阻R。線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。則下列說法正確的是（）A.在圖示位置通過線框的磁通量最大，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大B.勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)過圖示位置線框中的電流方向不會(huì)發(fā)生改變C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流有效值為D.線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖所示位置轉(zhuǎn)過180的過程中，通過電阻R的電荷量為【答案】C【解析】【詳解】A．由圖可知，圖示位置線框平面與磁場垂直，則穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢最小，故A錯(cuò)誤；B．線框每經(jīng)過中性面一次電流方向改變一次，所以在圖示位置電流方向會(huì)發(fā)生改變，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可得，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為感應(yīng)電流的最大值為則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流有效值為故C正確；D．根據(jù)公式、和q＝It可得，通過電阻R的電荷量故D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共2小題，每小題5分，共10分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分。9.如圖甲所示，圓形線圈電阻r=1Ω，匝數(shù)n=100，線圈內(nèi)部存在垂直紙面向外的磁場，磁場面積為S=0.2m2，有一個(gè)阻值為R=2Ω的電阻兩端分別與線圈兩端a、b相連，電阻的一端b接地。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示，不考慮圓形線圈缺口對(duì)感應(yīng)電動(dòng)勢的影響，下列說法正確的是（）A.在04s時(shí)間內(nèi)，a點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢B.在04s時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量大小為4CC.當(dāng)t=4s時(shí)穿過線圈的磁通量為12WbD.在04s時(shí)間內(nèi)，a、b兩點(diǎn)間電壓大小為2V【答案】BD【解析】【詳解】A．在04s時(shí)間內(nèi)，穿過線圈的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，通過電阻R的電流從b流向a，b點(diǎn)為電源的正極，則b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，故A錯(cuò)誤；B．在04s時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢為感應(yīng)電流為在04s時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電荷量大小為故B正確；C．當(dāng)t=4s時(shí)穿過線圈的磁通量為故C錯(cuò)誤；D．在04s時(shí)間內(nèi)，a、b兩點(diǎn)間電壓大小為故D正確。故選BD。10.如圖所示，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m、帶電量大小為q的小球，以初速度v0沿與電場方向成45°夾角射入場區(qū)，能沿直線運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過時(shí)間t，小球到達(dá)C點(diǎn)（圖中沒標(biāo)出），電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，電場強(qiáng)度大小不變。已知重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.小球一定帶正電B.時(shí)間t內(nèi)小球可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為D.電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，則小球一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且半徑【答案】ACD【解析】【詳解】A．對(duì)小球受力分析如圖所示，可知，小球一定帶正電，A正確；B．由題可知，小球這三個(gè)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)幾何知識(shí)可得所以解得C正確；D．由題可知，電場力與重力大小相等，當(dāng)電場方向變?yōu)樨Q直向上時(shí)，小球受到重力和電場力恰好平衡，只受洛倫茲力的作用，故小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，則有解得把磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小代入可得D正確。故選ACD。三、非選擇題（本題共5小題，共58分）11.如圖所示，利用電流天平可以測量勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。電流天平的右臂掛著矩形線圈，匝數(shù)n=10，線圈的水平邊長L=10cm，bc邊處于勻強(qiáng)磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與線圈平面垂直，當(dāng)線圈中通過abcda方向電流且I=0.2A時(shí)，調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達(dá)到平衡。然后使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在右盤中增加質(zhì)量為m=20g的砝碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡?；卮鹨韵聠栴}：（1）可判斷該勻強(qiáng)磁場的方向垂直于線圈平面_____（選填“向里”或“向外”）；（2）測得的磁感應(yīng)強(qiáng)度表達(dá)式B=______（用n、L、I、m表示），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為______T（g取9.8m/s2）。【答案】（1）向外（2）①.②.0.49【解析】【小問1詳解】若使電流反向，大小不變，這時(shí)需要在右盤中增加質(zhì)量為m=20g的砝碼，才能使兩臂達(dá)到新的平衡，可知，電流方向改變后，線圈所受安培力方向向上，根據(jù)左手定則可知，勻強(qiáng)磁場的方向垂直于線圈平面向外?！拘?詳解】[1]電流方向改變之前，結(jié)合上述可知，線圈所受安培力方向向下，兩臂達(dá)到平衡，令左右臂上懸掛物的質(zhì)量分別為、，則有電流方向改變之后，結(jié)合上述可知，線圈所受安培力方向向上，兩臂達(dá)到新的平衡，則有解得[2]將所給數(shù)據(jù)代入上述表達(dá)式，解得12.在“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的實(shí)驗(yàn)中：（1）為明確靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向與通過電流計(jì)的電流方向的關(guān)系，除靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線、定值電阻和開關(guān)這些器材之外，還需要。A.條形磁鐵 B.干電池 C.變壓器 D.電子秤（2）實(shí)驗(yàn)得出，電流由“+”接線柱流入時(shí)靈敏電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)；如圖甲所示，該同學(xué)將條形磁鐵的N極向螺線管插入的過程中，發(fā)現(xiàn)指針__________（選填“向左”或“向右”）偏轉(zhuǎn)。（3）如圖乙所示，將第（2）問中的螺線管置于電子秤上，在條形磁鐵的N極從螺線管拔出的過程中，電子秤的示數(shù)會(huì)___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，總是要___________引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。（5）本實(shí)驗(yàn)涉及的物理規(guī)律在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用有___________。（舉一例）【答案】（1）A（2）向左（3）變小（4）阻礙（5）發(fā)電機(jī)、變壓器等符合題意即可【解析】【小問1詳解】本實(shí)驗(yàn)通過感應(yīng)電流磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與條形磁鐵對(duì)線圈磁通量變化的關(guān)系，來探究影響感應(yīng)電流方向的因素故選A【小問2詳解】由楞次定律可知，感應(yīng)電流的磁場方向向上，又由右手定則可以判定，電流由負(fù)接線柱流入靈敏電流計(jì)，所以靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)?！拘?詳解】若條形磁鐵不動(dòng)，則線圈中磁通量不變，線圈中沒有感應(yīng)電流，線圈在電子秤上受重力和支持力二力平衡，支持力大小等于重力。當(dāng)條形磁鐵向上拔出過程中，由楞次定律得，感應(yīng)電流的磁場方向向下，線圈的上端為S極，條形磁鐵對(duì)線圈有向上的磁力作用，這時(shí)支持力大小加磁力大小等于重力的大小，即支持力小于重力。又由牛頓第三定律得，線圈對(duì)電子秤的壓力減小，電子秤的示數(shù)變小?！拘?詳解】由楞次定律可知，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。【小問5詳解】發(fā)電機(jī)、變壓器等都利用了電磁感應(yīng)。13.綠色環(huán)保低碳出行已經(jīng)成為一種時(shí)尚，新能源汽車越來越受市民的喜愛，正在加速“駛?cè)搿卑傩占遥臣矣媒涣鞒潆姌兜墓╇婋娐啡鐖D所示。已知總電源的輸出功率為100kW，其輸出電壓為，輸電線的總電阻，變壓器視為理想變壓器，其中升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比為，汽車充電樁的額定電壓為。當(dāng)汽車以額定電壓充電時(shí)，求：（1）通過輸電線的電流的大??；（2）降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，由公式可得，電源的輸出電流為又有代入數(shù)據(jù)解得（2）由可得又有解得則14.某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，a為粒子加速器，加速電壓U1（未知）；b為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，板間距離為d，極板間電壓為U2；c為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。今有一電荷量為q的帶正電的粒子（不計(jì)重力），從靜止開始經(jīng)加速后，該粒子恰能通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為R。求：（1）粒子通過速度選擇器的速度大小v；（2）粒子的質(zhì)量