北京重點(diǎn)大學(xué)附中2022—2023學(xué)年第二學(xué)期期中練習(xí)高二物理說明：本試卷共8頁，共100分.考試時(shí)長(zhǎng)90分鐘.一、選擇題.本題共14小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)符合題意.（每小題3分，共42分，漏選得2分，錯(cuò)選不得分）1.下列說法正確的是（）A.麥克斯韋預(yù)言了電磁波，并且首次用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證B.變化電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的C.恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D.電磁波的傳播速度是2.如圖所示的電路中，a、b是兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈（自感系數(shù)足夠大，直流電阻不計(jì)），E為電源，S為開關(guān).下列說法正確的是（）A.閉合開關(guān)，a、b同時(shí)亮B.斷開開關(guān)，a先熄滅，b閃亮后熄滅C.閉合開關(guān)和斷開開關(guān)瞬間，a中電流方向相同D.閉合開關(guān)和斷開開關(guān)瞬間，b中電流方向相同3.如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有的負(fù)載電阻.原、副線圈匝數(shù)之比為.電流表、電壓表均為理想電表.下列說法正確的是（）A.原線圈中電流表的讀數(shù)為1AB.原線圈中的輸入功率為C.副線圈中電壓表的讀數(shù)為110VD.副線圈中輸出交流電的周期為50s4.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝均勻金屬線框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通過寬度為D（）、方向豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng).在整個(gè)過程中線框的ab邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行，若以F表示拉力大小、以表示線框ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差、I表示通過線框的電流（規(guī)定逆時(shí)針為正）、P表示拉力的功率，則下列反映這些物理量隨時(shí)間變化的圖象中可能正確的是（）A. B. C. D.5.如圖甲所示電路中，電流i（以圖甲中電流方向?yàn)檎╇S時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示的正弦曲線，下列說法正確的是（） 甲 乙A.內(nèi)，電容器C正在充電B.內(nèi)，電容器C上極板帶負(fù)電C.內(nèi)，自感電動(dòng)勢(shì)逐漸增大D.內(nèi)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能6.如圖所示，赤道附近地區(qū)的幾位同學(xué)在做“搖繩發(fā)電”實(shí)驗(yàn)：把一條長(zhǎng)約20m的導(dǎo)線的兩端連在一個(gè)靈敏電流計(jì)的兩個(gè)接線柱上，形成閉合回路.甲、乙兩位同學(xué)按某一方向搖動(dòng)導(dǎo)線的AB段，另兩位同學(xué)觀察電流計(jì)的指針.下列說法正確的是（）A.若搖繩同學(xué)沿南北方向站立，搖繩過程中觀察到電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)不明顯，其主要原因是導(dǎo)線太短B.若搖繩同學(xué)沿東西方向站立，觀察到靈敏電流計(jì)指針在“0”刻度線左右擺動(dòng)C.若搖繩同學(xué)沿東西方向站立，繩上升的過程中繩中的電流方向從東到西D.若搖繩同學(xué)沿東西方向站立，換用更細(xì)的導(dǎo)線會(huì)使電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)更明顯7.下面的方框圖表示遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，已知發(fā)電機(jī)的輸出電壓保持恒定不變，而且輸電線路及其設(shè)備均正常.那么由于負(fù)載變化而引起用戶端獲得的電壓降低時(shí)，則對(duì)應(yīng)著（）A.升壓變壓器的輸入電流減小B.升壓變壓器的輸出電流減小C.降壓變壓器的輸出電流增大D.發(fā)電機(jī)輸出的總功率減小8.磁電式儀表的基本組成部分是磁鐵和線圈.纏繞線圈的骨架常用鋁框，鋁框、指針固定在同一轉(zhuǎn)軸上.線圈未通電時(shí)，指針豎直指在表盤中央；線圈通電時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，指針隨之偏轉(zhuǎn)，由此就能確定電流的大小.如圖所示，線圈通電時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)，在此過程中，下列說法正確的是（）A.俯視看，線圈中通入的是逆時(shí)針方向的電流B.穿過鋁框的磁通量少C.俯視看鋁框中產(chǎn)生逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流D.使用鋁框做線圈骨架能夠盡快使表針停在某一刻度處9.如圖甲所示，空間存在方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線MN為其邊界.一個(gè)用細(xì)金屬絲繞成的半徑為r的圓環(huán)固定在紙面內(nèi)，圓心O在MN上.已知細(xì)金屬絲的電阻率為、橫截面積為S.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向如圖甲中所示.則在0到時(shí)間間隔內(nèi)（） 圖甲 圖乙A.圓環(huán)所受安培力的方向始終不變B.圓環(huán)中感應(yīng)電流方向先沿逆時(shí)針后沿順時(shí)針C.圓環(huán)中的感應(yīng)電流大小為D.圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為10.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示.已知線圈總電阻為，則（）A.時(shí)線圈中感應(yīng)電流為0B.時(shí)線圈平面平行于磁感線C.時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D.一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為11.如圖是法拉第圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖，銅質(zhì)圓盤安裝在水平銅軸上，圓盤位于兩磁極之間，圓盤平面與磁感線垂直.兩銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動(dòng)軸和圓盤的邊緣接觸，使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R就有電流通過.下列說法正確的是（）A.僅改變圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，通過R的電流保持不變B.僅改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，通過R的電流發(fā)生改變C.僅斷開電阻R，兩銅片C、D間電勢(shì)差為零D.同時(shí)改變磁場(chǎng)方向和圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，通過R的電流方向不變12.如圖1所示，地面上方高度為d的空間內(nèi)有水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m的正方形閉合導(dǎo)線框abcd的邊長(zhǎng)為l，從bc邊距離地面高為h處將其由靜止釋放，已知.從導(dǎo)線框開始運(yùn)動(dòng)到bc邊即將落地的過程中，導(dǎo)線框的v-t圖像如圖2所示.重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，以下有關(guān)這一過程的判斷正確的是（） 圖1 圖2A.時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框受到的安培力逐漸增大B.磁場(chǎng)的高度d可以用v-t圖中陰影部分的面積表示C.導(dǎo)線框重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量D.導(dǎo)線框產(chǎn)生的焦耳熱大于mgl13.某同學(xué)根據(jù)查閱到的某種熱敏電阻的R-t特性曲線（如圖1），設(shè)計(jì)了圖2所示的恒溫箱溫度控制電路.圖2中，為熱敏電阻，為可變電阻，控制系統(tǒng)可視作的電阻，電源的電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì).當(dāng)通過控制系統(tǒng)的電流小于2mA時(shí)，加熱系統(tǒng)將開啟，為恒溫箱加熱；當(dāng)通過控制系統(tǒng)的電流等于2mA時(shí)，加熱系統(tǒng)將關(guān)閉.下列說法正確的是（） 圖1 圖2A.若要使恒溫箱內(nèi)溫度保持20℃，應(yīng)將調(diào)為B.若要使恒溫箱內(nèi)溫度升高，應(yīng)將增大C.若恒溫箱內(nèi)溫度降低，通過控制系統(tǒng)的電流將減小D.保持不變，通過控制系統(tǒng)的電流大小隨恒溫箱內(nèi)的溫度均勻變化14.將一段裸銅導(dǎo)線彎成如圖甲所示形狀的線框，將它置于一節(jié)5號(hào)干電池的正極上（線框上端的彎折位置與正極良好接觸），一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極，使銅導(dǎo)線框下面的兩端P、Q與磁鐵表面保持良好接觸，放手后線框就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而制成了一個(gè)“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”，如圖乙所示.關(guān)于該“簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)”，下列說法中正確的是（） 甲 乙A.線框會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來是因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流受到了安培力的作用B.如果磁鐵吸附在電池負(fù)極的磁極調(diào)換一下，線框轉(zhuǎn)動(dòng)的方向不會(huì)改變C.電池的輸出功率一定大于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械功率D.線框由靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，通過線框中的電流大小始終不變二、填空題（15題12分，16題8分，共20分）15.探究感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)所需器材包括：條形磁鐵、電流表、線圈、導(dǎo)線、一節(jié)干電池（用來查明線圈中電流的流向與電流表中指計(jì)偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系）.（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如圖1所示，在四種情況下，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入下表. 甲 乙 丙 丁 圖1①線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)的情況圖號(hào)原磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向甲豎直向下逆時(shí)針（俯視）豎直向上乙豎直向上順時(shí)針（俯視）②線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)的情況圖號(hào)原磁場(chǎng)方向感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向丙豎直向下順時(shí)針（俯視）豎直向下丁豎直向上逆時(shí)針（俯視）（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)穿過閉合線圈的磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向（填寫“相同”或“相反”）.（3）總結(jié)提煉：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的.（4）拓展應(yīng)用：如圖2所示是一種延時(shí)繼電器的示意圖.鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B.線圈A和電源連接，線圈B與直導(dǎo)線ab構(gòu)成一個(gè)閉合回路.彈簧K上與銜鐵D相連，D的右端觸頭C連接工作電路（未畫出）.開關(guān)S閉合狀態(tài)下，工作電路處于導(dǎo)通狀態(tài).S斷開瞬間，延時(shí)功能啟動(dòng)，此時(shí)直導(dǎo)線ab中電流方向?yàn)椋ㄌ顚憽癮到b”或“b到a”）.說明延吋繼電器的“延時(shí)”工作原理：. 圖216.某實(shí)驗(yàn)小組用可拆變壓器探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，可拆變壓器如圖所示. 甲可拆變壓玉器零部件 乙組裝后的變壓器（1）以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的是A.干電池B.學(xué)生電源C.實(shí)驗(yàn)室用電壓表D.多用電表（2）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是；A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)B.因?yàn)槭褂玫碾妷狠^低，通電時(shí)可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接C.實(shí)驗(yàn)時(shí)可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響D.變壓器開始正常工作后，通過鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈（3）某次實(shí)驗(yàn)中，用匝數(shù)匝和匝的線圈實(shí)驗(yàn)，測(cè)量的數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法中正確的是1.802.803.804.904.006.018.029.98A.原線圈的匝數(shù)為，用較粗導(dǎo)線繞制B.副線圈的匝數(shù)為，用較細(xì)導(dǎo)線繞制C.原線圈的匝數(shù)為，用較細(xì)導(dǎo)線繞制D.副線圈的匝數(shù)為，用較粗導(dǎo)線繞制（4）為了減小能量傳遞過程中的損失，鐵芯是由相互絕緣的娃鋼片平行疊成.作為橫檔的鐵芯Q的硅鋼片應(yīng)按照下列哪種方法設(shè)計(jì).A. B. C. D.三、計(jì)算題（17題8分，18題9分，19題9分，20題12分，共38分）17.（8分）如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd在磁場(chǎng)中，圖中abcd分別為矩形線圈的四個(gè)頂點(diǎn)，其中的c點(diǎn)被磁鐵遮擋而未畫出.線圈可繞過bc邊和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).為了便于觀察，圖中發(fā)電機(jī)的線圈只畫出了其中的1匝，用以說明線圈兩端的連接情況.線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上；用導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中可以通過滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接.已知矩形線圈ab邊和cd邊的長(zhǎng)度，bc邊和ad邊的長(zhǎng)度，匝數(shù)匝，線圈的總電阻，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，外電路的定值電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.電流表和電壓表均為理想電表，滑環(huán)與電刷之間的摩擦及空氣阻力均可忽略不計(jì)，計(jì)算中取，.（1）求電壓表的示數(shù)U；（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)1圈的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）；（3）從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時(shí)，求線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量q（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）.18.（9分）如圖1所示，足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌間距為l，左端連接一阻值為R的電阻.導(dǎo)軌所在空間存在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.導(dǎo)體棒MN置于導(dǎo)軌上，其質(zhì)量為m，電阻為r，長(zhǎng)度恰好等于導(dǎo)軌間距，與導(dǎo)軌接觸良好.不計(jì)導(dǎo)軌的電阻、導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦.在水平拉力作用下，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小為v. 圖1 圖2 圖3（1）請(qǐng)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小.（2）若在某時(shí)刻撤去拉力，導(dǎo)體棒開始做減速運(yùn)動(dòng)，并最終停在導(dǎo)軌上.a.以向右為正方向，在圖2和圖3中定性畫出撤去拉力后導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像和位移—時(shí)間圖像；b.求導(dǎo)體棒減速運(yùn)動(dòng)過程中克服安培力做的功W，以及這一過程中電阻R消耗的總電能.19.（9分）電磁炮是利用磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用使炮彈加速的，其原理示意圖如圖所示，假設(shè)圖中直流電源電動(dòng)勢(shì)為，電容器的電容為.兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為，電阻不計(jì).炮彈可視為一質(zhì)量為、電阻為的金屬棒MN垂直放在兩導(dǎo)軌間處于靜止?fàn)顟B(tài)，并與導(dǎo)軌良好接觸.首先開關(guān)S接1，使電容器完全充電：然后將S接至2，導(dǎo)軌間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN開始向右加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后回路中電流為零，MN達(dá)到最大速度，之后離開導(dǎo)軌.問：（1）直流電源的a端為正極還是負(fù)極；（2）MN離開導(dǎo)軌時(shí)的最大速度的大??；（3）已知電容器儲(chǔ)藏的電場(chǎng)能為，導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到離開軌道的過程中，導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱的大小.（電磁輻射可以忽略）20.（12分）在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)兩種.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”，在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能.（1）利用圖甲所示的電路可以產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì).設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，金屬棒ab的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，在外力作用下以速度v水平向右勻速運(yùn)動(dòng).此時(shí)金屬棒中電子所受洛侖茲力f沿棒方向的分力即為“電源”內(nèi)部的非靜電力.設(shè)電子的電荷量為e，求電子從棒的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程中做的功. 甲 乙 丙 ?。?）均勻變化的磁場(chǎng)會(huì)在空間激發(fā)感生電場(chǎng)，該電場(chǎng)為渦旋電場(chǎng)，其電場(chǎng)線是一系列同心圓，單個(gè)圓上的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，如圖乙所示.在某均勻變化的磁場(chǎng)中，將一個(gè)半徑為r的金屬圓環(huán)置于相同半徑的電場(chǎng)線位置處.從圓環(huán)的兩端點(diǎn)a、b引出兩根導(dǎo)線，與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計(jì)的電流表串接起來，如圖丙所示.金屬圓環(huán)的電阻為，圓環(huán)兩端點(diǎn)a、b間的距離可忽略不計(jì)，除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場(chǎng)外.此時(shí)金屬圓環(huán)中的自由電子受到的感生電場(chǎng)力F即為非靜電力.若電路中電流表顯示的示數(shù)為I，電子的電荷量為e，求：a.金屬環(huán)中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大??；b.金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場(chǎng)力F的大小.（3）直流電動(dòng)機(jī)的工作原理可以簡(jiǎn)化為如圖丁所示的情景.在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩根光