山東省濟(jì)寧市鄒城市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期4月期中物理試題

2023~2024學(xué)年度第二學(xué)期期中教學(xué)質(zhì)量檢測高二物理試題2024.04注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫在相應(yīng)位置。認(rèn)真核對(duì)條形碼上的姓名、考生號(hào)和座號(hào)，并將條形碼粘貼在指定位置上。2．選擇題答案必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題答案必須使用0.5mm黑色簽字筆書寫，字體工整，筆跡清楚。3．請(qǐng)按照題號(hào)在各題目的答題區(qū)域內(nèi)答題，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效；保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。1．下列說法正確的是（）A．帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定受到洛倫茲力作用B．感應(yīng)電流的磁場方向總是和引發(fā)感應(yīng)電流的磁場方向相反C．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊壓而成是為了減小渦流D．交流電頻率越大，電容器的電容越大，對(duì)交流電的阻礙作用越大2．小型發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理可簡化為圖甲所示，矩形線圈abcd處于勻強(qiáng)磁場中，通過理想交流電流表與阻值為R的電阻相連。線圈繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖乙是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像。下列說法正確的是（）A．時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢最大 B．時(shí)刻，電流表示數(shù)為零C．時(shí)刻，線圈處于中性面位置 D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變兩次3．如圖所示，半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子以速率v從A點(diǎn)沿半徑方向射入磁場，從B點(diǎn)射出磁場，速度的偏轉(zhuǎn)角為60°，不計(jì)重力，則該粒子的比荷為（）A． B． C． D．4．某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢為（）A． B． C． D．5．有邊長為l的正方形均勻銅線框abcd，在銅線框的右側(cè)有一邊界為等腰直角三角形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，兩直角邊的邊長也為l，且磁場的下邊界與線框的ad邊處于同一水平面上。現(xiàn)線框以恒定的速度v沿垂直于磁場左邊界的方向穿過磁場區(qū)域，如右圖所示。設(shè)ab剛進(jìn)入磁場為時(shí)刻，則在線框穿過磁場區(qū)域的過程中，ab間的電勢差隨時(shí)間t變化的圖像是下圖中的（）A． B． C． D．6．圖甲為家用燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的電路原理圖，直流電通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電加在理想變壓器的原線圈上，原、副線圈的匝數(shù)分別為，電壓表為理想電壓表。當(dāng)兩點(diǎn)火針間電壓大于時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花進(jìn)而點(diǎn)燃燃?xì)?。閉合開關(guān)，下列說法正確的是（）A．電壓表的示數(shù)為 B．副線圈中電流的頻率為C．若能點(diǎn)燃燃?xì)猓瑒t D．閉合開關(guān)后每秒鐘點(diǎn)火50次7．電子感應(yīng)加速器的基本原理如圖甲所示，上、下為電磁鐵的兩個(gè)磁極，磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。電磁鐵線圈中電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使電子加速。如圖乙所示，從上向下看，電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，電磁鐵中磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率為k（k為一定值）。下列說法正確的是（）A．感生電場的方向沿逆時(shí)針方向B．線圈中通入恒定電流也可使電子加速C．若電磁鐵的磁場方向由下向上，則電流正在減小D．電子在真空室中加速運(yùn)動(dòng)一周，獲得的動(dòng)能8．如圖所示，在等腰直角三角形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，為邊的中點(diǎn)，在處有一粒子源，可沿紙面內(nèi)不同方向、以相同的速率不斷向磁場中釋放相同的帶正電的粒子。已知粒子的質(zhì)量為，電荷量為，直角邊長為，不計(jì)重力和粒子間的相互作用力。則從邊射出的粒子中，在磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為（）A． B． C． D．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16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)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種天平，其裝置如圖所示。兩相同的同軸圓線圈M、N水平固定，圓線圈P與MN共軸且平行等距。初始時(shí)，線圈M、N通以等大反向的電流后，在線圈P處產(chǎn)生沿半徑方向的磁場，線圈P內(nèi)無電流且天平平衡。當(dāng)左托盤放入重物后，要使線圈P仍在原位置且天平平衡，從上往下看，可能的辦法是（）A．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入逆時(shí)針方向的電流B．若P處磁場方向沿半徑向外，則在P中通入順時(shí)針方向的電流C．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入逆時(shí)針方向的電流D．若P處磁場方向沿半徑向內(nèi)，則在P中通入順時(shí)針方向的電流10．1831年10月28日，法拉第展示了人類歷史上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)——法拉第圓盤發(fā)電機(jī)，其原理如圖所示。銅質(zhì)圓盤安裝在水平同軸上，圓盤平面與水平向右的勻強(qiáng)磁場垂直，兩銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圓盤的邊緣接觸。圓盤以角速度ω順時(shí)針（從左向右看）勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤、導(dǎo)線和阻值為R的定值電阻組成閉合回路。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓盤半徑為，圓盤接入間的電阻為，其他電阻不計(jì)，下列說法正確的是（）A．流經(jīng)電阻的電流方向?yàn)锽．兩端的電勢差為C．電阻的功率為D．圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，通過電阻的電荷量為11．霍爾效應(yīng)在1879年被EH·霍爾發(fā)現(xiàn)，它定義了磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，霍爾元件是一種重要的磁傳感器。利用霍爾元件將電壓表改裝為磁強(qiáng)計(jì)的原理如圖所示，導(dǎo)電物質(zhì)為電子的長方體霍爾元件三邊長度分別為，放在與它垂直的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)恒定電流通過霍爾元件時(shí)，在它的前后兩個(gè)側(cè)面之間會(huì)產(chǎn)生霍爾電壓，通過電壓表示數(shù)可以計(jì)算出勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。下列說法正確的是（）A．點(diǎn)電勢高于點(diǎn)電勢B．適當(dāng)增大，電壓表示數(shù)會(huì)增大C．將電壓表的表盤改裝為磁強(qiáng)計(jì)的表盤，則刻度線不均勻D．為提升磁強(qiáng)計(jì)的靈敏度（靈敏度為），可減小導(dǎo)體的寬度12．兩正方形單匝線圈和由相同材料、相同粗細(xì)的導(dǎo)線制成，線圈的邊長為、質(zhì)量為、電阻為；線圈的邊長為。現(xiàn)使兩線圈從距離磁場上部水平邊界處同時(shí)靜止釋放，線圈恰好能勻速進(jìn)入磁場。已知磁場下方范圍足夠大，不計(jì)空氣阻力和線圈之間的相互作用力，重力加速度為。下列說法正確的是（）A．線圈進(jìn)入磁場的過程中做加速運(yùn)動(dòng)B．勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小C．線圈在進(jìn)入磁場的過程中產(chǎn)生的焦耳熱D．當(dāng)線圈剛好完全進(jìn)入磁場時(shí)，兩線圈的下邊與的高度差三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13．（6分）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路來觀察燈泡的發(fā)光情況，已知和是兩個(gè)同樣規(guī)格的燈泡，和帶有鐵芯的線圈串聯(lián)，和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器，使燈泡和亮度相同；再調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩個(gè)燈泡都正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)。回答下列問題：（1）若重新閉合開關(guān)，可觀察到開關(guān)閉合的瞬間，燈泡_________（填“”或“”）逐漸變亮。（2）閉合開關(guān)穩(wěn)定后，斷開開關(guān)的瞬間，通過燈泡的電流方向_________（填“向左”或“向右”）。（3）斷開開關(guān)時(shí)，欲觀察到燈泡閃亮一下再熄滅，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)_________（填“大于”或“小于”）線圈的直流電阻阻值。14．（8分）某同學(xué)從家里舊電器上拆得一環(huán)形變壓器，如圖所示，但變壓器的銘牌已經(jīng)污損無法看清參數(shù)。該同學(xué)利用所學(xué)知識(shí)來探究該變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系，操作步驟如下：（1）確定繞組：結(jié)合銘牌殘存數(shù)據(jù)可知圖中1、2為輸入端，3、4和5、6為兩次級(jí)繞組輸出端，用多用電表歐姆擋測量發(fā)現(xiàn)都導(dǎo)通。（2）測量變壓器的初級(jí)（原）、兩次級(jí)（副）線圈匝數(shù)分別為和：先在該變壓器閉合鐵芯上緊密纏繞匝漆包細(xì)銅線，并將理想交流電壓表接在細(xì)銅線兩端；然后在初級(jí)線圈（1、2端）上輸入有效值為的交流電，若理想交流電壓表的示數(shù)為，則初級(jí)線圈的匝數(shù)_________；把理想交流電壓表接在3、4端，示數(shù)為，則次級(jí)線圈的匝數(shù)_________。（3）該同學(xué)通過裸露部分觀察，發(fā)現(xiàn)該變壓器使用了兩種規(guī)格的銅線繞制，結(jié)合前面數(shù)據(jù)可以推想其中較粗的銅線屬于_________（填“初級(jí)線圈”或“次級(jí)線圈”）。（4）考慮到變壓器工作時(shí)有漏磁損失，實(shí)驗(yàn)中測得的原線圈匝數(shù)_________（填“大于”“等于”或“小于”）原線圈的實(shí)際市數(shù)。15．（8分）如圖所示，第一象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一電子從x軸上的點(diǎn)沿紙面方向射入磁場，速度與x軸正方向夾角為60°，并恰好垂直于y軸射出第一象限。已知電子質(zhì)量為m，帶電量為e，不計(jì)其重力。求：（1）電子的速度v大?。唬?）電子穿過第一象限所用的時(shí)間t。16．（10分）水力發(fā)電是獲得清潔能源的重要途徑之一，基本原理就是將水流的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。有一條河流，水的流量（流量是指流體在單位時(shí)間內(nèi)流過某一橫截面的體積，落差，水的密度為。現(xiàn)利用其發(fā)電，發(fā)電機(jī)的總效率，輸出電壓，水電站到用戶之間需要遠(yuǎn)距離輸電，輸電線的總電阻，用戶獲得的電壓，輸電線上損耗的功率與發(fā)電機(jī)輸出功率的比值。所用變壓器均視為理想變壓器，取重力加速度，求：（1）畫出遠(yuǎn)距離輸電的示意圖；（2）發(fā)電機(jī)的輸出功率；（3）升壓、降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比。17．（12分）如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距，上端連接一個(gè)阻值的電阻，導(dǎo)軌豎直放置，長為的金屬棒垂直于放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中。已知金屬棒的質(zhì)量，阻值，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，取重力加速度，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)。金屬棒從靜止開始下落，下落高度時(shí)，速度恰好達(dá)到最大。在金屬棒從靜止開始下落的過程中，求：（1）最大速度大小；（2）金屬棒上產(chǎn)生的熱量；（3）下落時(shí)間。18．（16分）如圖甲所示，三維直角坐標(biāo)系中，在的區(qū)域中，存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場；在的區(qū)域中，存在沿軸正方向的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相同。如圖乙所示，原點(diǎn)處有一粒子源，可在平面內(nèi)向Ⅰ、Ⅱ象限各個(gè)方向連續(xù)發(fā)射大量質(zhì)量為，電荷量為的粒子，速度大小在之間。在軸上垂直于平面放置著一塊足夠長的薄板，粒子在薄板上轟擊的區(qū)域的長度為。若在薄板上處開一個(gè)小孔，粒子源發(fā)射的部分粒子會(huì)穿過小孔進(jìn)入的區(qū)域。不考慮粒子間的相互作用，不計(jì)粒子的重力。（1）求勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；（2）求穿過長薄板的粒子在的磁場區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間（提示：在的磁場中運(yùn)動(dòng)最短時(shí)間與最長時(shí)間的粒子，從小孔穿過時(shí)的速度大小均為）；（3）若在處垂直于軸放置一圓形熒光屏，屏幕的圓心在軸上，求穿過長薄板打在苂光屏上的粒子，在整個(gè)磁場中運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間與最長時(shí)間的比值；（4）在（3）問中，為了讓所有穿過長薄板的粒子均能打到熒光屏上，求熒光屏的最小半徑。高二物理參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)2024.041．C2．D3．A4．B5．B6．C7．D8．A9．AD10．BC11．AD12．BCD13．（6分）；向左；大于（每空2分）14．（8分）4400；200；次級(jí)線圈；大于（每空2分）15．（8分）（1）電子進(jìn)入磁場后，在xoy平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，得：由幾何關(guān)系，得：聯(lián)立可得，電子的速度大?。?）由幾何關(guān)系可知，圓弧軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角電子圓周運(yùn)動(dòng)的周期電子穿過第一象限所用的時(shí)間16．（10分）（1）（2）水的重力勢能發(fā)電機(jī)的輸出功率代入數(shù)據(jù)，解得：（3）設(shè)輸電線上的電流為，損耗的功率代入數(shù)據(jù)，解得：升壓變壓器的輸出電壓升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比降壓變壓器原線圈兩端的電壓降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比17．（12分）（1）當(dāng)金屬棒ab的速度最大時(shí)，加速度為0，則有感應(yīng)電動(dòng)勢為回路中的感應(yīng)電流為由平衡條件得：聯(lián)立代入數(shù)據(jù)，解得（2）金屬棒從靜止開始下落的過程中，由能量守恒定律得：金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱代入數(shù)據(jù)，解得（3）金屬棒從靜止開始下落的過程中，通過棒某一截面的電荷量為由動(dòng)量定理得：代入數(shù)據(jù)，解得：18．（16分）（1）速度為的粒子沿y軸正向發(fā)射，打在薄板的最遠(yuǎn)處，其在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑為，由幾何關(guān)系得：由牛頓第二定律得：聯(lián)立解得：（2）如圖所示，速度為的粒子與軸成角射出，恰好穿過小孔，在磁場中運(yùn)動(dòng)