第=page11頁，共=sectionpages11頁2024-2025學(xué)年山東省濟寧市兗州區(qū)高二（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共8小題，共24分。1.如圖所示，螺線管與靈敏電流計相連，磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放，向下穿過螺線管。下列說法正確的是(

)

A.電流計中的電流先由a到b，后由b到a

B.a點的電勢始終低于b點的電勢

C.磁鐵減少的重力勢能等于回路中產(chǎn)生的熱量

D.磁鐵剛離開螺線管時的加速度小于重力加速度2.在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，已知線框內(nèi)阻為1.0Ω，外接一只電阻為3.0Ω的燈泡，則(

)

A.理想電壓表V的示數(shù)為4V

B.電路中的電流方向每秒改變10次

C.0.05s時，線圈磁通量變化率最大

D.電動勢的瞬時值表達式為e=43.如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u=Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R為滑動變阻器，理想交流電壓表V1和V2的示數(shù)分別為U1和U2，理想交流電流表A1和A2A.U1和U2是電壓的瞬時值

B.I1、I2之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比

C.滑片P向上滑動過程中，U2變大，I1變大

D.滑片4.如圖所示為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為n1:n2=1:10，其輸入電壓如圖所示，輸電功率為200kW，輸電線總電阻為R線A.降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為100Hz

B.升壓變壓器副線圈的電壓有效值為5000V

C.高壓輸電線上電流有效值為40A

D.高壓輸電線上損失的電壓為3205.R1、R2為兩個完全相同的定值電阻，R1兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示(三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的3倍)，R2兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1A.2:3 B.4:3 C.2:3 6.如圖所示，水平面內(nèi)有相距為l=1.0m的兩平行固定金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌左端接有電動勢E=4V、內(nèi)阻r=1Ω的電源，金屬棒ab跨接在金屬導(dǎo)軌上，與兩金屬導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良好，棒ab接入電路部分的電阻R=1Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小B=1T的勻強磁場中，磁場方向與棒ab垂直且與水平面成θ=30°角斜向右上方，棒A.棒ab所受摩擦力水平向左 B.棒ab所受安培力大小為1N

C.棒ab受到的支持力比重力小1N D.棒ab所受摩擦力大小為1N7.關(guān)于下列四幅圖的說法正確的是(

)

A.圖甲是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，要想粒子獲得的最大動能增大，可增加電壓U

B.圖乙是磁流體發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，可以判斷出A極板是發(fā)電機的正極，B極板是發(fā)電機的負極

C.圖丙是速度選擇器的示意圖，帶電粒子(不計重力)能夠沿直線從右側(cè)進入并勻速通過速度選擇器的條件是Eq=qvB，即v=EB

D.圖丁是質(zhì)譜儀的主要原理圖。其中?11H、8.如圖所示，邊長為L的等邊三角形ABC內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場，D是AB邊的中點，一質(zhì)量為m、電荷量為?q(q>0)的帶電的粒子從D點以速度v平行于BC邊方向射入磁場，不考慮帶電粒子受到的重力，下列說法正確的是(

)

A.粒子可能從B點射出

B.若粒子垂直于BC邊射出，則粒子做勻速圓周運動的半徑為32L

C.若粒子從C點射出，則粒子在磁場中運動的時間為πm3qB二、多選題：本大題共4小題，共16分。9.如圖甲所示，在虛線所示的區(qū)域有垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的變化規(guī)律如圖乙所示，面積為S的單匝金屬線框處在磁場中，線框與電阻R相連，若金屬框的電阻為R2，下列說法正確的是

(

)

A.流過電阻R的感應(yīng)電流由a到b B.線框cd邊受到的安培力方向向上

C.感應(yīng)電動勢大小為2B0St0 D.10.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)存在著垂直于紙面向外的勻強磁場，兩比荷相同的帶電粒子(不計重力)沿直線AB方向從A點射入磁場中，分別從圓弧上的P、Q兩點射出，不計粒子間的相互作用，下列說法正確的是(

)

A.從P、Q射出的粒子在磁場中運動的時間之比為1：2

B.從P、Q射出的粒子在磁場中運動的時間之比為1：3

C.從P、Q射出的粒子速率之比為2：1

D.從P、Q射出的粒子速率之比為3：111.如圖所示的兩個有界勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L。距磁場區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直?，F(xiàn)用拉力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計時起點，規(guī)定電流沿逆時針方向時電動勢E為正，拉力F向右為正。關(guān)于感應(yīng)電動勢E、線框中通過的電荷量q、拉力F和產(chǎn)生的熱功率P隨時間t變化的圖象正確的有(

)

A. B.

C. D.12.如圖，MN和PQ是電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑連接，右端接一個阻值為R的定值電阻。平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d，方向豎直向上，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。質(zhì)量為m，電阻為2R的金屬棒從高為?處靜止釋放，到達磁場右邊界處時速度為v。已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好。則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中(

)

A.通過金屬棒的電荷量為BdLR

B.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為23m(g??μgd?12v2)三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.我們可以通過實驗探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流方向的決定因素和遵循的物理規(guī)律。以下是實驗探究過程的一部分(圖中A是小線圈，B是大線圈)。(1)如圖甲所示，當磁體N極朝下且向下運動時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，若要探究線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向，必須知道電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系。(2)如圖乙所示，實驗中發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)時，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。電路穩(wěn)定后，若向右移動滑動變阻器的滑片，此過程中電流表指針向

偏轉(zhuǎn)，若將線圈A抽出，此過程中電流表指針向

偏轉(zhuǎn)。(均選填“左”或“右”)(3)某同學(xué)按圖丙所示電路完成探究實驗，在完成實驗后未斷開開關(guān)，也未把A、B兩線圈和鐵芯分開放置，在拆除電路時突然被電擊了一下，則被電擊是在拆除

(選填“A”或“B”)線圈所在電路時發(fā)生的，分析可知，要避免電擊發(fā)生，在拆除電路前應(yīng)

(選填“斷開開關(guān)”或“把A、B線圈分開放置”)。14.在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，如圖所示為所用實驗器材：可拆變壓器、學(xué)生電源、數(shù)字多用電表。(1)本實驗要通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，實驗中需要運用的科學(xué)方法是

。A.控制變量法

B.等效代替法

C.整體隔離法(2)為了減少渦流的影響，鐵芯應(yīng)該選擇

。A.整塊硅鋼鐵芯

B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的硅鋼片疊成

D.絕緣的銅片疊成(3)現(xiàn)將數(shù)字多用電表的選擇開關(guān)旋至最合適的擋位后，分別測量原線圈匝數(shù)為n1時的輸入電壓U1和副線圈匝數(shù)為n2原線圈匝數(shù)n1(副線圈匝數(shù)n2(輸入電壓U輸出電壓U1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52①在誤差允許范圍內(nèi)，表中數(shù)據(jù)基本符合

規(guī)律。②進一步分析數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)輸出電壓比理論值偏小，請分析原因

。15.如圖所示為一個小型交流發(fā)電機的示意圖，其線框ABCD匝數(shù)n=100匝，面積為S=0.02m2，總電阻r=10Ω，繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，角速度ω=100rad/s。已知勻強磁場磁感應(yīng)強度B=2T，矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，副線圈與電阻R相接，電表均為理想電表，電流表示數(shù)為(1)線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式；(2)當原、副線圈匝數(shù)比為2：1時，電阻R的阻值及消耗的電功率。16.如圖所示，一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電荷的粒子，不計重力，從x軸上的P點以速度v射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好從y軸上的Q點垂直于y軸射出第一象限。已知v與x軸正方向成60°角，OQ=a。(1)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大小；(2)求帶電粒子在磁場中運動的時間；(3)若只改變勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小，求B滿足什么條件時，粒子不會從y軸射出第一象限。17.如圖所示，兩根足夠長平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角θ=37°的絕緣斜面上，頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻，下端開口，軌道間距L=1m，整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=2T的勻強磁場中，磁場向垂直斜面向上，質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，ab在導(dǎo)軌之間的電阻r=1Ω，電路中其余電阻不計，金屬棒ab由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運動時始終垂直于導(dǎo)軌，且與導(dǎo)軌接觸良好，不計空氣阻力影響。已知金屬棒ab與導(dǎo)軌間動摩擦因數(shù)μ=0.5，sin37°=0.6(1)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運動的最大速度vm(2)求金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運動過程中，電阻R的最大電功率PR(3)若從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱總共為1.5J，求流過電阻R的總電荷量q。18.如圖所示，xOy平面內(nèi)，在x軸上方存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外；在x軸下方存在勻強電場，電場強度大小為E，方向與xOy平面平行，且與x軸成45°夾角。一帶電粒子以大小為v0的初速度從y軸上的P點沿y軸正方向射出，P點的坐標為(0,L)，一段時間后粒子第一次進入電場且進入電場時的速度方向與電場方向相反。不計粒子的重力。(1)判斷帶電粒子的電性，并求其比荷(q(2)求粒子從P點出發(fā)至第一次到達x軸時所需的時間；(3)求帶電粒子第四次經(jīng)過x軸的位置的橫坐標。

參考答案1.D

2.D

3.D

4.D

5.B

6.D

7.D

8.C

9.AD

10.AD

11.AC

12.BCD

13.（2）左；左（3）A；斷開開關(guān)

14.(1)(2)(3)變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比；有漏磁/鐵芯發(fā)熱/導(dǎo)線發(fā)熱15.解：(1)感應(yīng)電動勢的最大值E從線框轉(zhuǎn)至中性面位置開始計時，線圈中感應(yīng)電動勢的表達式為e=E(2)感應(yīng)電動勢的有效值為E=線圈內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir=40V電壓表的示數(shù)U=E?U內(nèi)=200V?40V=160V由于理想變壓器P入=P出電阻R上消耗的電功率P=UI=640W根據(jù)變壓比可知，電阻R兩端的電壓UR=

n電阻R=

UR2P

16.(1)根據(jù)題意，畫出帶電粒子運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系有

r解得軌道半徑為

r由洛倫茲力提供向心力可得

qvB=m解得勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為

B=(2)運動時間為

t=(3)由第一問可得

OP=粒子剛好不會從y軸射出第一象限的軌跡如圖所示由幾何關(guān)系得

OP=由洛倫茲力提供向心力可得

qv聯(lián)立解得

B所以粒子不會從y軸射出第一象限，磁感應(yīng)強度大小滿足的條件為

B≥

17.解：(1)金屬棒由靜止釋放后，在重力、軌道支持力、摩擦力和安培力作用下沿斜面做變加速運動，加速度不斷減小，當加速度為零時達到最大速度vm后保持勻速運動．有：

mgsinθ?μmgcosθ?F安=0…①

又安培力大小為：F安=BI

L…②

感應(yīng)電流為：I=ER+r…③

感應(yīng)電動勢為：E=BLvm…④

聯(lián)立①②③④得：vm=2m/s…⑤

(2)金屬棒以最大速度vm勻速運動時，電阻R上的電功率最大，根據(jù)功率公式有：

PR=I2R…⑥

聯(lián)立③④⑤⑥得：PR=3W…⑦

18.解：(1)假設(shè)粒子帶負電，粒子射出后在磁場中向左偏，進入電場時速度方向與電場方向不可能相反。當粒子帶正電時，射出后粒子在磁場中向右偏，然后進入電場時速度方向才有可能與電場方向相反。因此，粒子帶正電。

設(shè)帶電粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m，粒子在磁場中運動的軌跡半徑為R，粒子的運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系有R根據(jù)洛倫茲力提供向心力

q帶電粒子比荷為

q(2)由幾何關(guān)系可知粒子第一次在磁場中運