黑龙江省齐市普高联谊校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（含答案）

黑龙江省齐市普高联谊校2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三总分评分一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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）1．下列说法正确的是（）A．点电荷在电场中所受电场力的方向一定与电场线方向相同B．运动的点电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向可能与磁感线方向相同C．运动的点电荷在磁感应强度不为零的磁场中受到的洛伦兹力一定不为零D．通电长直导线在磁感应强度不为零的地方受到的安培力可能为零2．太阳风（含有大量高能质子与电子）射向地球时，地磁场会改变这些带电粒子的运动方向，从而使很多粒子到达不了地面，另一小部分粒子则可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光．赤道上空P处的磁感应强度方向由南指向北，假设太阳风中的一电子以一定的速度竖直向下运动穿过P处的地磁场，如图所示．则该电子受到的洛伦兹力方向为（）A．向东 B．向南 C．向西 D．向北3．如图所示是某一交变电流的i−t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（）A．32A B．22A C．4．如图所示的电路，由两个相同的小灯泡L1A．开关S闭合时，L1B．开关S闭合时，L2C．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1D．开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L25．如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨，质量为m的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场．现导体棒中通有由a到b的恒定电流，使导体棒恰好保持静止．已知磁感应强度大小为B，导体棒中电流为I，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦，则此时平行导轨间距为（）A．mgtanθBI B．mgcosθBI6．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化图像如图所示，则（）A．在t=0时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大B．在t=1×10C．在t=2×10D．在0∼2×107．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机一法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度ω匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路．已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为r=RA．回路中的电流方向为a→bB．C、D两端的电势差为UC．定值电阻的功率为BD．圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为π8．如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成闭合电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（）A．线圈a中将产生逆时针方向的感应电流（从上向下看）B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有扩张的趋势D．线圈a对水平桌面的压力增大9．风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，如图所示为某风力发电厂向一学校供电的线路图．已知发电厂的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻R=20Ω，升压变压器原、副线圈匝数比n1A．输电线上损耗的功率为80WB．用户端的电流为44AC．降压变压器的匝数比nD．若用户端的用电器变多，则输电线上损失的功率会减小10．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间可以忽略不计．匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向与盒面垂直．粒子源S产生的粒子质量为m，电荷量为+q，加速电压为U，下列说法正确的是（）A．交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期B．加速电压U越大，粒子获得的最大动能越大C．D形盒半径R越大，粒子获得的最大动能越大D．磁感应强度B越大，粒子获得的最大动能越大二、实验题（本题共2小题，共16分）11．某同学在做“探究电磁感应现象规律的实验”中，选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计时，电流计的指针恰好指在刻度盘中央．该同学先将灵敏电流计G连接在如图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示．（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示．通过分析可知，图乙中条形磁铁的运动情况可能是____．A．向上拔出 B．向下插入 C．静止不动（2）该同学又将灵敏电流计G接入图丙所示的电路．电路连接好后，A线圈已插入B线圈中，此时合上开关，灵敏电流计的指针向左偏了一下．当滑动变阻器的滑片向（填“左”或“右”）滑动，可使灵敏电流计的指针向右偏转．（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是．12．如图所示，（a）→（b）→（c）→（d）→（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接．（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量，磁通量变化率．（均填“最大”或“为零”）（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是．（填“i=Imsin（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流．（填“最小”或“最大”）（4）当线圈转到图（d）位置时，感应电动势．（填“最小”或“最大”）（5）当线圈由图（d）转到图（e）过程中，ab边感应电流方向为．（填“a→b”或“b→a”）三、计算题（本题共3小题，共38分．作答时应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能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13．如图所示，匀强磁场方向垂直于导轨平面竖直向下，磁感应强度大小为B=2T，两根间距为L=1m的平行光滑金属导轨水平放置在匀强磁场中，金属杆垂直放在金属导轨上．若用大小为F=1.2N的水平拉力作用在金属杆上，可使其向右匀速运动．已知定值电阻的阻值为R=2Ω，金属杆的电阻为（1）通过金属杆的电流及方向；（2）金属杆运动的速度大小；（3）0.5s的时间内通过定值电阻R的电量及金属杆的焦耳热．14．如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积S=2m2，匝数N=5，线圈内阻r=2Ω，外电阻R=8Ω．线圈在磁感应强度大小为B=0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴O（1）交流电压表的示数；（2）从图示位置转过45°，通过R的电荷量；（3）线圈转一周，线圈内阻产生的焦耳热．15．如图所示，第一象限内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B=0.1T的匀强磁场，第二象限内存在水平向右的匀强电场E1（大小未知），第三、四象限内存在与y轴正方向成45°角、场强大小为E2=8×103V/m的匀强电场。现有一个比荷q（1）第二象限内匀强电场的场强E1的大小；（2）粒子从A点出发到刚进入第四象限运动的时间；（3）粒子从A点出发后第二次经过x轴时，距坐标原点的距离。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A、正点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反，故A错误；

B、运动的点电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与磁场方向垂直，故B错误；

C、当电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力，故C错误；

D、通电长直导线在磁感应强度不为零的地方，当通电导线与磁场平行时不受安培力，故D正确。

故答案为：D。

【分析】正点电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，运动的点电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向与磁场方向垂直，当电荷的运动方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力，通电长直导线在磁感应强度不为零的地方，当通电导线与磁场平行时不受安培力。熟悉掌握电场力、安培力及洛伦兹力的特点。2．【答案】C【解析】【解答】根据左手定则，结合题图可判断知此时该电子受到的洛伦兹力方向向西。

故答案为：C。

【分析】根据图示确定电子的运动方向及地磁场的方向，再根据左手定则确定电子所受洛伦兹力的方向，继而确定其偏转方向。3．【答案】B【解析】【解答】有电流有效值的定义可得

I2·R·T=4222·R·T4．【答案】C【解析】【解答】AB、开关S闭合时，L2灯泡立刻变亮，L1灯泡逐渐变亮，故AB错误；

CD、开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，L1和L2灯泡都逐渐熄灭，故C正确，D错误。

故答案为：C。

【分析】电流增大时，自感线圈所在回路的电流会逐渐增大，电流减小时，自感线圈相当于电源，其所在回路的电流会逐渐减小。熟悉掌握灯泡闪亮的分析方法和原因。5．【答案】A【解析】【解答】磁场方向竖直向上，由左手定则可知，安培力水平向右，由力的平衡条件得

BILcosθ=mgsinθ

解得

L=6．【答案】B【解析】【解答】A、t=0时刻，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故A错误；

B、在t=1x10-2s时，线圈中磁通量为零最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故B正确；

C、在t=2x10-2s时刻，线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，故C错误；

D、在0~2x10-2s时间内，磁通量的变化量不为零，则线圈中感应电动势的平均值不为零，故D错误。

故答案为：B。

【分析】线圈中磁通量最大，线圈与磁场垂直，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，线圈中磁通量最小（为零），磁通量的变化率最大，感应电动势最大。磁通量的变化量不为零，则线圈中感应电动势的平均值不为零。熟悉掌握感应电动势产生的条件。7．【答案】D【解析】【解答】A、由右手定则可知，回路中的电流方向为b→a，故A错误；

B、根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势

E=12BL2ω

由于C端电势低于D端电势，则有

UCD=-RR+R2E=-13BL2ω

故B错误；

C、回路中的感应电流

I=E8．【答案】A,D【解析】【解答】AB、当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，通过线圈b的电流增大，从而判断出穿过线圈a的磁通量增加，由右螺旋定则可知，线圈a的磁场方向向下，根据楞次定律可知，线圈a中感应电流方向应为俯视逆时针方向，故B错误，A正确；

C、滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，则线圈面积减少阻碍磁通量的增加，则线圈a应有收缩的趋势，故C错误；

D、开始时，线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，不难判断此时两磁铁的N极相对，互相排斥，线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。

故答案为：AD。

【分析】根据闭合电路欧姆定律确定移动滑片过程中，通电线圈电流的变化情况，电流越大，线圈b产生的磁场强度越大，再根据右手螺旋定则确定穿过线圈a磁场的方向。再根据穿过线圈a磁通量的变化情况，再结合楞次定律进行分析解答。9．【答案】B,C【解析】【解答】A、根据题意，由

P=UI

可得，升压变压器原线圈的电流为

I1=PU1=10×103250A=40A

输电线上的电流为

I2=n1n2I1=4A

则输电线上损耗的功率为

10．【答案】A,C,D【解析】【解答】A、要想使粒子不断地在D型盒的缝隙中被加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中回转的周期，故A正确；

BCD、根据

Bqvm=mvm2R

粒子获得的最大动能为

11．【答案】（1）A（2）右（3）阻碍引起感应电流的磁通量的变化【解析】【解答】（1）根据图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往右偏；由图乙可知，螺线管中的感应电流方向为逆时针方向，根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向上，条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减少，所以条形磁铁可能向上拔出线圈。

故答案为：A。

（2）合上开关后，灵敏电流计的指针向左偏了一下，说明B线圈中磁通量增加时，灵敏电流计指针左偏；现在要使灵敏电流计的指针向右偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小，由图丙可知，滑动变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈B的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈B中的感应电流方向相反，灵敏电流计的指针会向右偏，故滑动变阻器的滑片应向右滑动。

（3）根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

【分析】熟悉掌握探究电磁感应现象规律的实验的原理。根据题意确定不同操作下穿过螺线管磁通量的变化情况，再根据楞次定律进行分析解答。感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。12．【答案】（1）最大；为零（2）i=（3）最小（4）最大（5）b→a【解析】【解答】（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，则此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小为零；

（2）根据题意，由图（b）可知，线圈中电流i随时间t变化的关系是

i=Imcosωt

（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流为零，最小。

（4）当线圈转到图（d）位置时，磁通量最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，13．【答案】（1）解：对金属杆受力分析，根据平衡条件有F=BIL解得通过金属杆的电流为I=0根据右手定则，可知金属杆中的电流方向为N→M（2）解：根据闭合电路欧姆定律，有E=I(R+r)=1金属杆匀速运动过程中产生的感应电动势为E=BLv解得金属杆运动的速度大小为v=0（3）解：0.5s的时间内，通过定值电阻R0.5s【解析】【分析】（1）金属杆向右做匀速直线运动，即处于受力平衡状态，对其进行受力分析，再根据平衡条件及安培力公式确定通过金属杆的电流大小，根据导体棒的运动方向结合右手定则确定电流的方向；

（2）根据闭合电路的欧姆定律确定导体棒产生感应电动势的大小，再根据法拉第电磁感应定律确定此时导体棒的运动速度；

（3）通过回路的电流为恒定电流，再根据电流的定义及焦耳定律进行解答即可。14．【答案】（1）解：交变电压的峰值为E交变电压的有效值为U=根据欧姆定律，电压表示数为U（2）解：从图示位置开始，线圈转过45°的过程中磁通量的变化量为ΔΦ=B⋅Ssin45°−0=0根据法拉第电磁感应定律，有E根据欧姆定律，有I根据电流强度定义，有q=（3）解：回路中电流的有效值为I=线圈转一圈所用时间为T=则线圈内阻产生的焦耳热为Q=【解析】【分析】（1）电压表所测电压为回路中的路端电压的有效值，根据交变电流规律确定线框