广东省茂名市信宜市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1信宜市2023—2024学年度第二学期期中试题高二物理第I卷（选择题，共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.在生活中，许多地方都应用了传感器，像路灯的自动控制就要用到（

）A.位移传感器

B.光传感器

C.温度传感器

D.压力传感器〖答案〗B〖解析〗灯要求夜晚亮、白天熄．则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，故B正确，ACD错误．故选B.2.如图所示，宽为l的光滑导轨与水平面成α角，质量为m、长为l的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当回路中电流为I时，金属杆恰好能静止。匀强磁场磁感应强度大小不可能是下列的（）A B. C. D.〖答案〗D〖解析〗当安培力的方向沿斜面向上时，安培力最小，此时磁感应强度最小，由可得则匀强磁场磁感应强度大小不可能是。故选D。3.如图所示，两个小灯泡A、B规格相同，A灯与滑动变阻器串联后接入电路，B灯与自感系数相当大的线圈L串联后接入电路。先调节滑片置于P点，再闭合开关，一段时间后，发现A灯和B灯一样亮。那么，下列说法正确的是（）A.滑片置于P点时，滑动变阻器的阻值小于线圈的直流电阻B.开关闭合瞬间，A、B灯缓慢变亮C.断开开关瞬间，电流自左向右通过B灯D.现将滑片右移，再断开开关，A、B灯均闪亮后再缓慢变暗〖答案〗C〖解析〗A．闭合开关一段时间后，A灯和B灯一样亮，所以此时滑动变阻器的阻值等于线圈的直流电阻，A错误；B．开关闭合瞬间，A灯立即变亮，B灯由于自感线圈的阻碍作用，流过的电流从零开始逐渐变大，故B灯逐渐变亮，B错误；C．开关闭合时，流过线圈电流是自左向右，断开开关，由于自感线圈的阻碍作用，电流不能马上减到零，电流方向仍自左向右，因此流过B灯的电流自左向右，C正确；D．滑片右移，滑动变阻器电阻变大，此时滑动变阻器的阻值大于线圈的直流电阻，流过A灯电流小于流过B灯电流，接着断开开关，线圈充当电源作用，流过A灯电流先变大再逐渐变小，流过B灯的电流缓慢变小，故A灯闪亮后再缓慢变暗，B灯缓慢变暗，D错误。4.如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，有关图中各表的读数变化判断正确的是（）A.A2读数变小 B.A1读数变大C.V1读数变大 D.V3读数不变〖答案〗B〖解析〗由于变压器原线圈的输入电压不变，则V1读数不变，根据可知副线圈的输出电压不变，当用户的用电器增加时，则减小，副线圈回路总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，则A2读数变大；根据可知V3读数变小。5.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图2所示，则（）A.t=0.005s时线框的磁通量变化率最大B.t=0.01s时线框平面垂直于中性面C.线框产生的交变电动势有效值为311VD.线框产生的交变电动势频率为100Hz〖答案〗A〖解析〗由图乙可知，t=0.005s时刻，感应电动势最大，由法拉第电磁感应感应定律可知，穿过线框的磁通量变化率最大，故A正确；t=0.01

s时感应电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面位于中性面，故B正确；线框产生的交变电动势最大值为311V，有效值为220V，选项C错误；线框产生的交变电动势周期为0.02s，则频率为50Hz，选项D错误；故选B.

6.关于电磁波及其应用，下列说法错误的是（）A.紫外线能使很多物质发出荧光，具有杀菌作用B.雷达是通过发射和接收红外线来判断远处物体的方位C.X射线频率较高，穿透力较强，医学上常用X射线作透视检查D.射线的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自动控制〖答案〗B〖解析〗A．紫外线是波长比可见光短的电磁波，它的波长从380×10-9~10×10-9m，它有显著的化学效应和荧光效应，具有杀菌作用，A正确；

B．雷达是利用电磁波测定物体位置的无线电设备，是利用无线电波工作的，B错误；

C．X射线的频率较高，穿透力较强，医学上常用X射线作透视检查，C正确；

D．射线是原子核发出的，是频率很高的电磁波，它的穿透力很强，在工业中可用来探伤或流水线的自动控制，也可在医院里用γ射线来杀死癌细胞，D正确。故选B。7.如图所示，长直导线a垂直于纸面放置，通入垂直于纸面向里的恒定电流，一个带正电的粒子b正沿连线向右运动，此时带电粒子受到的洛伦兹力的方向是（）A.垂直连线竖直向上 B.垂直连线竖直向下C.垂直纸面向里 D.垂直纸面向外〖答案〗C〖解析〗根据安培定则可知，直导线中的电流产生的磁场在b点的方向垂直连线竖直向下，根据左手定则可知，带电粒子受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束正离子以速度v从左侧水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力）则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，下列说法正确的是（）A.该电场场强大小为，方向向下B.离子沿直线匀速穿过该装置的时间与场强无关C.负离子以速度v从右向左水平射入时，不会发生偏转D.负离子以速度v从左向右水平射入时，也不会发生偏转〖答案〗BD〖解析〗A．为使粒子不发生偏转，粒子所受到的电场力和洛伦兹力是平衡力，即所以电场强度大小与磁感应强度大小的关系为根据左手定则，得洛伦兹力方向向下，所以电场力必须向上，即电场强度向上。故A错误；B．设装置长度为L，则离子沿直线匀速穿过该装置的时间为故时间与场强无关。故B正确；C．负离子从右向左以速度v水平射入时，洛伦兹力和电场力的方向都向下，所以受力不再平衡，将发生偏转。故C错误；D．负离子从左向右以速度v水平射入时，洛伦兹力向上，电场力向下，还是受力平衡，所以负离子不会发生偏转。故D正确。9.某同学设计了一个电磁冲击钻，其原理示意图如图所示，若发现钻头M突然向右运动，则可能是（）A.开关S由断开到闭合的瞬间B.开关S由闭合到断开的瞬间C.保持开关S闭合，变阻器滑片P向左滑动D.保持开关S闭合，变阻器滑片P向右滑动〖答案〗AC〖解析〗A．开关S由断开到闭合的瞬间，线圈磁通量增大，钻头M中的磁通量也增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增大，钻头M向右运动。A正确；B．开关S由闭合到断开的瞬间，线圈磁通量减小，钻头M中的磁通量也减小，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量减小，钻头M向左运动。B错误；C．保持开关闭合，变阻器滑片P向左滑动，滑动变阻器接入电路电阻减小，电路电流增大，线圈磁通量增大，钻头M中的磁通量也增大，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增大，钻头M向右运动。C正确；D．保持开关闭合，变阻器滑片P向右滑动，滑动变阻器接入电路电阻增大，电路电流减小，线圈磁通量减小，钻头M中的磁通量也减小，根据楞次定律可知，为阻碍磁通量减小，钻头M向左运动。D错误；故选AC。10.在我国，电压被分成了安全电压、低压、高压、超高压和特高压五大类，而特高压技术是指及以上电压等级的交流输电工程及相关技术。某电站采用的电压进行远距离输电，输送总功率为。下列说法正确的是（）A.输电电流为B.输电电流为C.若改用特高压输电，则输电线上损耗的功率减小D.若改用特高压输电，则输电效率减小〖答案〗BC〖解析〗AB用的电压进行远距离输电，输送总功率为，输电电流故A错误、B正确；C．若改用特高压输电，则输电电流减小，根据输电线上损耗的功率减小，故C正确；D．若改用特高压输电，输电线上损耗的功率减小，则输电效率提高，故D错误。第II卷（非选择题，共54分）二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目的要求作答。解答题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〗的不得分；有数值计算的题，〖答案〗中必须明确写出数值和单位。11.在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验中：（1）下列器材在本实验中不需使用是（）A．可拆变压器（两个线圈已知匝数） B．条形磁铁C．滑动变阻器 D．学生电源（2）实验中，原线圈所接的电源应是（）A．学生电源低压直流输出 B．学生电源低压交流输出（3）实验中，使用的电压表应该是（）：A．交流电压表 B．直流电压表（4）变压器的工作原理是（）A．电磁感应定律 B．欧姆定律（5）变压器线圈两端的电压与匝数的关系应该是（）A．原、副线圈两端电压、与两线圈的匝数、的关系是B．原、副线圈两端电压、与两线圈的匝数、的关系是〖答案〗（1）BC##CB（2）B（3）A（4）A（5）A〖解析〗（1）[1]在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验中，需要用到可拆变压器（两个线圈已知匝数），学生电源提供变化电流；不需要用到滑动变阻器和条形磁铁。故选BC。（2）[2]实验中，原线圈的电流必须是变化电流，所以，原线圈所接的电源应是学生电源低压交流输出。故选B。（3）[3]实验中，因为是交变电流，所以使用的电压表应是交流电压表。故选A。（4）[4]实验时通过原线圈的电流发生变化，使得副线圈的磁通量发生，产生感应电动势，故变压器的工作原理是电磁感应定律。故选A。（5）[5]原、副线圈两端电压、与两线圈的匝数、的关系是故选A。12.某实验小组用图示电路测量匀强磁场的磁感应强度。实验器材如下：边长为L、匝数为N的正方形线圈（a、b为引出端）一个，天平一台，各种质量砝码若干，直流电源一个，灵敏电流计一个，定值电阻一个，开关、导线等若干。实验步骤如下：（1）将线圈悬挂在天平右臂，添加合适质量的砝码，使天平平衡，将a与c连接、b与d连接，闭合开关S，记录_________（填物理量名称及符号），添加合适质量的砝码，使天平再次平衡；（2）断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平的_______（选填“左盘”“右盘”）中放入质量为的砝码，仍旧使天平平衡；（3）已知重力加速度大小为g，则磁感应强度的大小为________（用上述物理量表示）。〖答案〗（1）灵敏电流计的读数I（2）右盘（3）〖解析〗（1）[1]实验中闭合开关S，应记录灵敏电流计的读数I；（2）[2]断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，由左手定则可知闭合开关后线框所受的安培力向上，应在天平的右盘中放入合适质量的砝码，才能使天平平衡；（3）[3]断开开关S，将a与d连接、b与c连接，再次闭合开关S，这时需要在天平的右盘中放入质量为的砝码使天平再次平衡，由平衡条件可知解得13.如图所示，宽为的区域中存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度。一带电粒子以速度v从A点垂直于磁场边界进入匀强磁场，已知粒子的质量，电荷量，，粒子重力忽略不计。（1）求带电粒子在磁场中运动的半径r；（2）画出带电粒子的运动轨迹并标出圆心角；（3）求带电粒子在磁场中运动的时间（结果保留2位有效数字）。〖答案〗（1）；（2）见〖解析〗；（3）〖解析〗（1）带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得代入数据解得轨道半径为（2）带电粒子的运动轨迹如图所示（3）由图可知偏转角满足可得带电粒子的运动周期为带电粒子在磁场中运动的时间为代入数据解得14.如图示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度一端连接的电阻，导线所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。质量1kg的导体棒MN放在导轨上，电阻，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度。求；（1）感应电动势E和MN两点间的电势差；（2）在2s时间内，拉力做的功；（3）在2s末撤去拉力，求撤去拉力后电阻R上产生焦耳热。〖答案〗（1）2.5V；2V；（2）10J；（3）10J〖解析〗（1）MN棒产生的感应电动势根据闭合电路欧姆定律得MN两点间的电势差代入数据解得（2）因导体棒沿导轨向右匀速运动，导轨光滑，则拉力与安培力大小相等，则拉力做的功（3）撤去拉力之后棒动能全部转化为焦耳热Q，则又因为R与r串联，R产生的焦耳热15.如图甲所示，长为的平行金属板M、N上加有如图乙所示的交变电压，图乙中均已知，在过两板右端的虚线右侧有垂直于纸面向里足够大的匀强磁场，在两板中线左端有一粒子源，可以不断地从粒子源内沿两板间中线向右射出质量为，电荷量为的带正电的粒子，粒子射出的速度大小为，从时刻射人的粒子恰好从N板右端附近射出，此粒子经磁场偏转后又恰好不能再进入两板间电场，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，求：（1）M、N板间距离；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）匀强磁场中所有粒子通过的区域的面积大小。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（