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甘肃省兰州市教育局第四片区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷
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这是一份甘肃省兰州市教育局第四片区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷，文件包含甘肃省兰州市教育局第四片区2023-2024学年高二下学期期中物理试卷docx、2023-2024-2期中高二年级物理学科试卷pdf、2023-2024-2期中高二年级物理学科答案docx、2023-2024-2期中高二年级物理学科答案pdf、20232024学年第二学期联片办学期中考试高二年级物理答题卡pdf等5份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本答题卡交回、试卷自己保存。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位（ ）
A．力传感器B．光传感器
C．温度传感器D．生物传感器
2．把长为20cm的直导线全部放入磁感应强度为5×10﹣3T的匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直。当直导线中通以0.1A的电流时，该直导线受到的磁场力大小为（ ）
A．1.0×10﹣2N B．2.5×10﹣3N C．1.0×10﹣3N D．1.0×10﹣4N
如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为的U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大
B．灯泡中的电流方向每秒改变ω2π次
C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt
D．变压器原、副线圈匝数之比为nBSωU
4．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械有（ ）
A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的X光机
C．测量体温的红外线测温枪
D．检查血流情况的超声波“彩超”机
5．如图所示，一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。若磁感应强度为B，粒子带电量为q（q＞0），质量为m，速度大小为v，不计重力，则粒子的轨道半径为（ ）
A．qBmv B．mBqvC．qvmBD．mvqB
6．如图，将一空的铝质易拉罐倒扣于笔尖上，在“冂”型木框两侧各固定一个强铷磁铁，用电钻控制木框匀速转动，发现木框虽然不与易拉罐接触，但易拉罐也会随木框转动。则下列说法正确的是（ ）
A．木框的转速总比易拉罐的大
B．易拉罐与木框的转动方向相反
C．易拉罐与木框保持相同的转速同方向转动
D．两个磁铁必须异名磁极相对
7．如图，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，二者直径相同、轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。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中将产生俯视顺时针方向的感应电流
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对水平桌面的压力大于自身重力
8．如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin100πt（V），则（ ）
A．电压表的示数为222V
B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大
C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大
D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小
二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在下列匀强磁场B中，带电粒子受到的洛伦兹力为F，则F的方向正确的有（ ）
A． B． C． D．
10．如图是4个同学所画的通电导线在磁场中的受力示意图，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，一质量为m的金属杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行，两轨间宽为L，导轨与电阻R连接，放在竖直向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，杆的初速度为v，其余电阻不计，则（ ）
A．由于金属杆和导轨之间无摩擦力，回路中的感应电动势始终是BLv
B．金属杆所受的安培力方向与初速度方向相反
C．金属杆所受的安培力逐渐增大
D．电阻R上产生的总焦耳热为12mv2
12．如图甲，一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则（ ）
A．电流表的示数为10sin100πt（A）
B．变压器的输出电流的周期为2s
C．变压器的输入功率是1×103W
D．电压表的示数是100V
第Ⅱ卷 （非选择题 共52分）
填空题：每空3分，共18分。
13．某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”。
（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将 （选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
②将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将 （选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
（2）在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，则感应线圈B中将 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，有感应电动势，但无感应电流
C．不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
14．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
上表数据表示变压器线圈两端的电压和匝数
（1）为实现探究目的，保持原线圈的输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是 。
A．归纳总结法 B．控制变量法
C．理想实验法 D．等效替代法
（2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是 。
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（3）通过实验得到3组实验数据如上表1所示，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是 。
计算题：共34分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，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。
15．（10分）如图所示，赤道上的地磁场可视为由南向北的水平匀强磁场，磁感应强度B＝0.50×10﹣4T．赤道上有一根沿东西方向放置的直导线，长L＝2.0m，通有方向由东向西、大小I＝10A的电流。
①判断导线所受安培力方向是竖直向上还是竖直向下；
②求导线所受安培力F的大小；
③如果将上述通电导线沿南北方向放置，则导线所受安培力大小为多少？
16．（12分）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，进入磁场后经历半个圆周，从P点射出磁场。已知O、P两点间的距离为l，忽略重力的影响，求：
（1）匀强电场场强E的大小；
（2）粒子从电场射出时速度v的大小；
（3）匀强磁场磁感应强度B的大小。
17．（12分）如图所示，光滑的水平平行金属导轨间距为L，导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导轨平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，轻质导体棒ab垂直导轨放置，导体棒ab的电阻为r，与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻，其阻值为R，轻质导体棒中间系一轻细线，细线通过定滑轮悬挂质量为m的物体，现从静止释放该物体，当物体速度达到最大时，下落的高度为h，在本问题情景中，物体下落过程中不着地，导轨足够长，忽略空气阻力和一切摩擦阻力，重力加速度为g。求：
（1）物体下落过程的最大速度vm；
（2）物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中，电阻R上产生的电热Q。
实验次数
n1
n2
U1/V
U2/V
1
800
200
10.0
2.47
2
300
100
10.0
3.10
3
120
60
10.0
4.96
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本答题卡交回、试卷自己保存。
第Ⅰ卷（选择题 共48分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位（ ）
A．力传感器B．光传感器
C．温度传感器D．生物传感器
2．把长为20cm的直导线全部放入磁感应强度为5×10﹣3T的匀强磁场中，保持导线和磁场方向垂直。当直导线中通以0.1A的电流时，该直导线受到的磁场力大小为（ ）
A．1.0×10﹣2N B．2.5×10﹣3N C．1.0×10﹣3N D．1.0×10﹣4N
如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为的U的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大
B．灯泡中的电流方向每秒改变ω2π次
C．线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt
D．变压器原、副线圈匝数之比为nBSωU
4．电磁波广泛应用在现代医疗中，下列不属于电磁波应用的医用器械有（ ）
A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的X光机
C．测量体温的红外线测温枪
D．检查血流情况的超声波“彩超”机
5．如图所示，一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。若磁感应强度为B，粒子带电量为q（q＞0），质量为m，速度大小为v，不计重力，则粒子的轨道半径为（ ）
A．qBmv B．mBqvC．qvmBD．mvqB
6．如图，将一空的铝质易拉罐倒扣于笔尖上，在“冂”型木框两侧各固定一个强铷磁铁，用电钻控制木框匀速转动，发现木框虽然不与易拉罐接触，但易拉罐也会随木框转动。则下列说法正确的是（ ）
A．木框的转速总比易拉罐的大
B．易拉罐与木框的转动方向相反
C．易拉罐与木框保持相同的转速同方向转动
D．两个磁铁必须异名磁极相对
7．如图，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，二者直径相同、轴线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。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中将产生俯视顺时针方向的感应电流
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对水平桌面的压力大于自身重力
8．如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2202sin100πt（V），则（ ）
A．电压表的示数为222V
B．在天逐渐变黑的过程中，电流表A2的示数变大
C．在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数变大
D．在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变小
二．多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．在下列匀强磁场B中，带电粒子受到的洛伦兹力为F，则F的方向正确的有（ ）
A． B． C． D．
10．如图是4个同学所画的通电导线在磁场中的受力示意图，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，一质量为m的金属杆可以无摩擦地沿水平的平行导轨滑行，两轨间宽为L，导轨与电阻R连接，放在竖直向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，杆的初速度为v，其余电阻不计，则（ ）
A．由于金属杆和导轨之间无摩擦力，回路中的感应电动势始终是BLv
B．金属杆所受的安培力方向与初速度方向相反
C．金属杆所受的安培力逐渐增大
D．电阻R上产生的总焦耳热为12mv2
12．如图甲，一理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2＝11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则（ ）
A．电流表的示数为10sin100πt（A）
B．变压器的输出电流的周期为2s
C．变压器的输入功率是1×103W
D．电压表的示数是100V
第Ⅱ卷 （非选择题 共52分）
填空题：每空3分，共18分。
13．某中学实验小组利用如图所示电路探究“电磁感应现象”。
（1）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，那么合上开关后进行下述操作时可能出现的情况是：
①将通电线圈A迅速插入感应线圈B时，灵敏电流计指针将 （选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
②将通电线圈A插入感应线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向左滑动时，灵敏电流计指针将 （选填“左偏”“不偏”“右偏”）。
（2）在上述实验中，如果感应线圈B两端不接任何元件，则感应线圈B中将 。
A．因电路不闭合，无电磁感应现象
B．有电磁感应现象，有感应电动势，但无感应电流
C．不能用楞次定律和安培定则判断感应电动势方向
14．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
上表数据表示变压器线圈两端的电压和匝数
（1）为实现探究目的，保持原线圈的输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是 。
A．归纳总结法 B．控制变量法
C．理想实验法 D．等效替代法
（2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是 。
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（3）通过实验得到3组实验数据如上表1所示，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是 。
计算题：共34分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，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。
15．（10分）如图所示，赤道上的地磁场可视为由南向北的水平匀强磁场，磁感应强度B＝0.50×10﹣4T．赤道上有一根沿东西方向放置的直导线，长L＝2.0m，通有方向由东向西、大小I＝10A的电流。
①判断导线所受安培力方向是竖直向上还是竖直向下；
②求导线所受安培力F的大小；
③如果将上述通电导线沿南北方向放置，则导线所受安培力大小为多少？
16．（12分）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，进入磁场后经历半个圆周，从P点射出磁场。已知O、P两点间的距离为l，忽略重力的影响，求：
（1）匀强电场场强E的大小；
（2）粒子从电场射出时速度v的大小；
（3）匀强磁场磁感应强度B的大小。
17．（12分）如图所示，光滑的水平平行金属导轨间距为L，导轨电阻忽略不计。空间存在垂直于导轨平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，轻质导体棒ab垂直导轨放置，导体棒ab的电阻为r，与导轨之间接触良好。两导轨之间接有定值电阻，其阻值为R，轻质导体棒中间系一轻细线，细线通过定滑轮悬挂质量为m的物体，现从静止释放该物体，当物体速度达到最大时，下落的高度为h，在本问题情景中，物体下落过程中不着地，导轨足够长，忽略空气阻力和一切摩擦阻力，重力加速度为g。求：
（1）物体下落过程的最大速度vm；
（2）物体从静止开始下落至速度达到最大的过程中，电阻R上产生的电热Q。
实验次数
n1
n2
U1/V
U2/V
1
800
200
10.0
2.47
2
300
100
10.0
3.10
3
120
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