山东省菏泽市鄄城县重点学校2022-2023学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

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一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上。两个相同的带正电小球可视为质点同时分别从轨道的左端最高点由静止释放，、分别为两轨道的最低点，则下列说法正确的是()

A.两小球到达轨道最低点时的速度相等

B.两小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力

C.两小球从释放到第一次到达轨道最低点的时间

D.两小球在运动过程中都机械能守恒

2.如图所示，空间存在以圆为边界的磁场区域，氕核和氦核先后从磁场边界上的点沿半径方向射入磁场，并且都从磁场边界点射出，已知两条半径、相互垂直，不计两原子核的重力，下列说法正确的是()

A.氕核与氦核射入磁场的速率之比：

B.氕核与氦核在磁场运动时间之比：

C.氕核与氦核射入磁场的动量大小之比：

D.氕核与氦核在磁场运动加速度大小之比：

3.如图所示，有界匀强磁场宽度为，边长为的正方形金属框匀速穿过磁场。以磁场左边界上的点为坐标原点建立轴，则线框中的感应电流、边两端的电压、线框所受安培力、穿过线圈的磁通量随位移的变化图像一定错误的是()

A.B.

C.D.

4.如图所示，固定长直导线的正上方用绝缘细线悬挂一金属圆环，静止时金属圆环的中心位于点。现在导线中通有水平向右的恒定电流，将金属圆环的中心拉到位置无初速度释放，金属圆环的中心运动到位置后反向运动，已知金属圆环和长直导线始终在同一平面内，且细线始终处于张紧状态。则金属圆环从到位置的过程中()

A.圆环中没有感应电流产生

B.圆环中感应电流的方向先顺时针再逆时针方向

C.圆环受到安培力的方向总是竖直向上

D.圆环所受安培力的方向总是水平向左

5.如图所示，固定于水平面内的电阻不计的足够长光滑平行金属导轨间距为，质量均为、阻值均为的金属棒、垂直搁置于导轨上，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上某一时刻同时给、以平行于导轨的初速度、，则两棒从开始运动至达到稳定速度的过程中()

A.中的最大电流为B.达到稳定速度时，其两端的电压为

C.速度为时，其加速度比的小D.、间距增加了

6.已知，某个变压器原、副线圈的匝数分别为、，原线圈的输入功率为、电压为、电流为、频率为，副线圈的输出功率为、电压为、电流为、频率为下列说法正确的是()

A.若变压器为理想变压器，且，则，

B.若变压器为理想变压器，且，则

C.若仅考虑产生的磁场不能完全局限在铁芯内，则

D.若仅考虑变压器线圈通过电流时会发热，则

7.在理想振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强的方向如图所示，是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时()

A.电路中的磁场能在增大B.流过点的电流方向向左

C.电路中电流正在增加D.电容器两板间的电压在减小

8.如图所示，是温度自动报警器的工作原理图图中是电磁铁、是衔铁、是触点、是水银温度计水银导电则下列说法正确的是()

A.温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮

B.温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭

C.温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警

D.温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响

二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）

9.如图所示为三根相同的导线、、的截面图，其中置于光滑绝缘水平面上，、处于空中。当三根导线中通过大小相等，方向如图的电流时，三根导线恰好处于静止状态。已知直导线中通入电流为时，在距其距离为的位置产生的磁场的磁感应强度大小为，为正常数。下列说法正确的是()

A.水平面对导线的支持力等于三根导线的重力之和

B.水平面对导线的支持力为零

C.图中、连线和、连线的夹角为

D.图中、连线和、连线的夹角为

10.如图所示，在竖直悬挂的金属圆环右侧，有一螺线管水平放置，两者处于同一轴线上。螺线管下方接有水平方向的平行金属导轨，且导轨所在位置有竖直向上的匀强磁场。现将导体棒置于平行导轨上，让其垂直于导轨向右做加速运动。若整个过程中导体棒与导轨接触良好，金属圆环未发生扭转，则()

A.导体棒端电势高于端

B.电流在螺线管内产生的磁场方向由指向

C.从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流

D.金属圆环向左摆动

11.钳式电流表是根据变压器原理设计的，其外形和结构如图所示，已知表中线圈的匝数为匝。现用其测量一电缆线中的电流，若电流表上指示出线圈中的电流为，则下列说法正确的是。()

A.图中电缆线中的电流为

B.图中电缆线中的电流为

C.用这种电流表测量电流时要先断开被测电路，再将电表联入电路中进行测量

D.这种电流表可以测量普通电流表不便直接测量的较大交变电流

12.如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入、两个互感器均为理想器材，两互感器原、副线圈的匝数比分别为和：，电压表的示数为，电流表的示数为，输电线路总电阻，则下列说法正确的是()

A.互感器是电压互感器，互感器是电流互感器

B.线路上损耗的功率为

C.发电机输出的电功率为

D.用户使用的用电设备增多，降压变压器输出电压大小不变

三、实验题（本大题共1小题，共8.0分）

13.甲、乙、丙三位同学利用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素。

如图，甲同学在断开开关时发现灵敏电流计指针向右偏转，下列操作中同样能使指针向右偏转的有

A.闭合开关

B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动

C.开关闭合时将线圈从线圈中拔出

D.开关闭合时将线圈倒置再重新插入线圈中

如图，乙同学将条形磁铁从线圈上方由静止释放，使其笔直落入线圈中，多次改变释放高度，发现释放高度越高，灵敏电流计指针偏转过的角度越大。该现象说明了线圈中选填“磁通量”“磁通量变化量”或“磁通量变化率”越大，产生的感应电流越大。

丙同学设计了如图所示的装置来判断感应电流的方向。他先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的选填“正极”或“负极”。实验操作时将磁铁插入线圈时，只有灯选填“”或“”短暂亮起。

四、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

14.如图是一旋转电枢式交流发电机的示意图。水平向右的匀强磁场的磁感应强度，矩形线框的匝数匝，，。时磁感线平行于线框平面，固定于线框上都的转轴与磁场方向垂直，线框匀速转动的转速。已知线框的内阻，外电阻。取，。求：

交流电流表的示数

当时，线框边所受安培力的大小。

15.如图所示，轴上点的坐标为，与轴平行，与轴之间有匀强磁场区域，磁场垂直纸面向里。在的区域存在沿方向的匀强电场，电场强度为，在坐标原点处有一带正电粒子以速率沿方向射入磁场，粒子穿出磁场进入电场，速度减小到后又返回磁场。已知粒子的比荷为粒子重力不计。求：

匀强磁场的磁感应强度的大小

该粒子第一次上升到最高点的坐标

从原点出发后经过多长时间，带电粒子第一次回到轴。

16.如图所示，、是位于水平面内间距为的电阻不计的两无限长平行导轨，、间接有阻值为的电阻，质量为、内阻为的导体棒垂直静置于导轨上，垂直于导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度大小为。现给一水平向右、大小为的初速度，在向右滑行的过程中通过电阻的电荷量为。已知与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为。求向右滑行过程中

两端的最大电压

速度为时的加速度大小

中产生的焦耳热。

答案和解析

1.【答案】

【解析】略

2.【答案】

【解析】略

3.【答案】

【解析】略

4.【答案】

【解析】

【分析】

本题由楞次定律可得出电流的方向，重点在于弄清磁通量是如何变化的；由左手定则判断安培力的方向。圆环在非匀强磁场中运动时，穿过圆环的磁通量变化，产生感应电流，根据楞次定律判断电流方向，根据左手定则判断安培力方向。

本题考查法拉第电磁感应定律，楞次定律等，注意研究圆环水平方向受到的安培力合力为零，安培力方向始终沿竖直方向向上。

【解答】

根据安培定则，通电直导线下方区域磁场方向垂直纸面向里，上方区域磁场方向垂直纸面向外，圆环由点开始运动到最低点过程中，磁通量增大，根据楞次定律，圆环中感应电流的磁场方向垂直纸面向里，感应电流的方向顺时针，从到的过程中，磁通量减小，感应电流的方向逆时针，故A错误，B正确；

因为磁感应强度在水平方向均匀分布，把圆环分成若干份，可以知道对称的一小段在水平方向的安培力是大小相等，方向相反的，圆环下方部分所处的磁场强于上方部分，故圆环从到过程所受安培力方向竖直向上，从到过程受安培力竖直向下，故CD错误。

故选B。

5.【答案】

【解析】略

6.【答案】

【解析】略

7.【答案】

【解析】略

8.【答案】

【解析】

【分析】

该图中，温度控制电路的通断，当温度高于警戒温度时，电路接通；通路状态指示灯与电铃二者在显示电路中分属不同的支路，由此分析即可。

该题考查电磁继电器的应用，理解电磁继电器实质上是由电磁铁控制的开关，以及其原理是关键。

【解答】

、温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过常闭触点与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮，故AC错误；

、温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电路不报警，故B错误，D正确。

故选：。

9.【答案】

【解析】略

10.【答案】

【解析】

【分析】

本题考查电磁感应现象。解决问题的关键是熟练应用右手定则、安培定则、楞次定律进行分析判断。

【解答】

A.根据右手定则，导体棒中的感应电流方向由向，故端电势高于端，故A错误；

B.根据安培定则，感应电流在螺线管内产生的磁场方向由指向，故B错误；

由于导体棒垂直于导轨向右做加速运动，根据可知，感应电动势增大，感应电流增大，则穿过金属圆环的向左的磁场增强，向左的磁通量增大，根据楞次定律，从右侧观察，金属圆环产生逆时针方向的感应电流，为阻碍磁通量的增大，金属圆环将向左摆动，故CD正确。

11.【答案】

【解析】解：、根据变压器原理可得：，所以图中电缆线中的电流为，故A错误、B正确；

C、钳型电流表使用很方便，可以在不切断电路的情况下测量电流，故C错误；

D、钳型电流表能将大电流变成小电流，所以这种钳形电流表可以测量普通电流表不便测量的较大交变电流，故D正确；

故选：。

变压器的工作原理是利用变化的磁场能够产生感应电流，变压器的输入功率和输出功率相同，变压器输入电压和输出电压之比等于原副线圈的匝数之比；根据钳式电流表的工作原理进行解答．

本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输入功率且相等．

12.【答案】

【解析】略

13.【答案】；磁通量变化率；负极；。

【解析】

【分析】

本题主要考查探究影响感应电流方向的因素的实验，明确实验原理是解决问题的关键。

结合题意，明确线圈中磁通量的变化与灵敏电流计指针偏转方向的关系，由此即可正确求解；

线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大；

电流从多用电表的红表笔流入，从黑表笔流出，二极管具有单向导通的特点，由此分析即可正确求解。

【解答】

断开开关时，线圈中电流迅速减小，则线圈中磁通量减小，出现感应电流，使灵敏电流计指针向右偏转；为了同样使指针向右偏转，应减小线圈中的磁通量或增加线圈中反向的磁通量。

A.闭合开关，线圈中的电流突然增大，则线圈中的磁通量增大，灵敏电流计指针向左偏转，故A不符合题意；

B.开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，线圈中的电流增大，则线圈中的磁通量增大，灵敏电流计指针向左偏转，故B不符合题意；

C.开关闭合时将线圈从线圈中拔出，则线圈中的磁通量减小，灵敏电流计指针向右偏转，故C符合题意；

D.开关闭合时将线圈倒置，再重新插入线圈中，则线圈中反向的磁通量增加，灵敏电流计指针向右偏转，故D符合题意。

故选CD。

释放高度越高，磁铁落入线圈的速度越快，则线圈中磁通量变化率越大，产生的感应电流越大；

二极管具有单向导通的特点，欧姆挡指针没有偏转时，说明二极管的负极与电源正极相连，根据多用电表红进黑出的操作原则，此时黑表笔接触的是二极管的负极；

当磁铁插入线圈时，线圈中出现如图所示方向的电流，灯短暂亮起。

。

14.【答案】

【解析】角速度为：

感应电动势最大值为：

感应电动势的有效值为：

电流表的示数为：

感应电流的瞬时值为：

当时，电流的瞬时值为：

线框边所受安培力的大小：

15.【答案】

【解析】粒子穿出磁场进入电场，速度减小到后又返回磁场，则粒子进电场时的速度方向沿

轴正方向，所以粒子在组合场中轨迹如图

由几何关系知，粒子在磁场中做圆周运动的半径为：根据洛仑兹力提供向心力

得：

解得：

粒子穿出磁场进入电场，当速度减小到时粒子第一次上升到最高点，根据牛顿第二定律