09，江苏省无锡市锡东高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题

这是一份09，江苏省无锡市锡东高级中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 分值：100分
一、单选题：（本大题共10小题，共40分）
1. 使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波（ ）
A. 是蓝光
B. 波长比手机通信的电磁波短
C. 在真空中的传播速度大小为
D. 不能真空中传播
【答案】B
【解析】
【详解】A．蓝牙通信的电磁波频率不在可见光频率范围内，不是蓝光，A错误；
B．蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波频率大，所以其波长比手机通信的电磁波短，B正确；
CD．电磁波在真空中的传播速度为，故CD错误。
故选B。
2. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机的负极
C. 图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器的试卷源自 每日更新，汇集全国各地小初高最新试卷。条件是，即
D. 图丁是质谱仪的主要原理图。其中、、在磁场中偏转半径最大的是
【答案】D
【解析】
【详解】A．粒子射出回旋加速度器时
，
得
可知，粒子的最大动能与加速度电压无关，A错误；
B．根据左手定则，正离子向下偏转，负离子向上偏转，则A极板是发电机的负极，B极板是发电机的正极，B错误；
C．根据左手定则可知，电场力与洛伦兹力同向，则图丙不是速度选择器，C错误；
D．粒子经过速度选择器后的速度相同，根据
得
的比荷最小，则运动半径最大，D正确。
故选D。
3. 如图所示，一根有裂缝的空心铝管竖直放置。让一枚磁性比较强的永磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时没有跟铝管内壁发生摩擦。则磁体（ ）

A. 在管内的加速度越来越大
B. 受到铝管中涡流作用力方向一直向下
C. 受到铝管中涡流的作用力方向一直向上
D. 受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下
【答案】C
【解析】
【详解】A．磁体在下落过程中由牛顿第二定律可得
刚开始时磁体的加速度为g，随速度增大感应电动势增大，感应电流增大，安培力增大，加速度减小；当重力与安培力大小相等，加速度为零，故A错误；
BCD．虽然有竖直裂缝的铝管，但永磁体在铝管中下落时在侧壁也会产生涡流，根据楞次定律可知，铝管中的感应电流阻碍磁体的下落，对磁体始终产生向上的阻力；故C正确，BD错误。
故选C。
4. 如图甲所示电路中，电流i（以图甲中电流方向为正）随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（ ）
A. 内，电容器C正在充电B. 内，电容器C上极板带负电
C. 内，自感电动势逐渐增大D. 内，电场能转化为磁场能
【答案】B
【解析】
【详解】A．依题图可知，内，电流逐渐变大，电容器C正在放电，故A错误；
B．依题图可知，内，电流在逐渐减小，电容器正在充电，根据电流方向可知，电容器C下极板带正电，上极板带负电，故B正确；
C．依题图可知，内，电流随时间变化率减小，则自感电动势逐渐减小，故C错误；
D．依题图可知，内，电流逐渐减小，磁场能转化为电场能，故D错误。
故选B。
5. 笔记本电脑盖上屏幕，屏幕盖板上磁铁和主板机壳上“霍尔传感器”配合，使屏幕进入休眠模式，其工作原理如图所示。当电脑盖上屏幕时，相当于屏幕边缘的磁极靠近霍尔元件，已知该霍尔元件载流子为电子，以下说法正确的是（ ）
A. 盖上盖板， a端带正电
B. 打开盖板， a端带正电
C 盖上屏幕过程中，a、b间电势差逐渐增大
D. 盖上屏幕过程中，a、b间电势差不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．无论盖上盖板还是打开盖板，霍尔元件磁场方向向下，电流方向向左，根据左手定则可得，载流子受力方指向a，因此a端带负电，AB错误；
CD．盖上屏幕过程中，磁感应强度变大，霍尔电压增大，a、b间电势差逐渐增大，C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率恒为20kW。在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为1：10，电流表的示数为1A，输电线的总电阻用表示，大小为10Ω。下列说法正确的是（ ）
A. 电流互感器是一种降压变压器
B. 将滑动触头P下移，用户获得的电压将增大
C. 升压变压器的输出电压
D. 用户获得的功率为19kW
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据线圈匝数关系可知电流互感器是一种升压变压器，故A错误；
B．将滑动触头P下移，相当于增大了n3，降压变压器用户获得的电压
可知n3增大时，U4减小，故B错误；
C．电流互感器原线圈中的电流
升压变压器的输出电压
故C错误；
D．输电线上的损失功率
用户获得的功率
故D正确；
故选D。
7. 图是用电流传感器（电流传感器相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，电源的电动势为E，内阻为r，自感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻值大于灯泡D的阻值，在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开开关S．在图所示的图象中，可能正确表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】AD．闭合开关的瞬间，电感的电阻很大，灯泡中有一定的电流通过，过一段时间，电感的电阻减小，电感与灯泡并联的两端电压减小，故灯泡中的电流变小，选项AD均错误；
BC．当时间再延长，灯泡的电流稳定在某一值上；当断开开关时，电感产生自感电动势，电感中的电流与原来的电流方向相同，它与灯泡组成的电路中，感应电流沿逆时针方向，而灯泡中原来的电流沿顺时针方向，故灯泡中的电流比稳定时要小一些，然后电流随自感电动势的减小而慢慢减小到0，故选项B正确，C错误。
故选B。
8. 半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 导体棒A端相等于电源正极
B. 导体棒中的电流方向为B→A
C. 导体棒AB两端的电压大小为
D. 若导体棒不动，要产生同方向的感应电流，可使磁感应强度增强
【答案】C
【解析】
【详解】AB．导体棒旋转切割磁感线产生感应电流相当于电源，由右手定则可知，导体棒中感应电流的方向是从A端流向B端，A点相当于电源负极，故AB错误；
C．AB棒产生的感应电动势为
导体棒AB两端的电压大小为
故C正确；
D．若导体棒不动，使磁感应强度增强，磁通量增大，根据楞次定律可得电流由B流向A，故D错误。
故选C。
9. 无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（ ）
A. 供电线圈中电流的有效值为
B. 受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
C. t=0.01s时受电线圈的感应电流最小
D. t=0.01s时两线圈之间的相互作用力最大
【答案】C
【解析】
【详解】AB．结合图乙知，供电线圈中电流的有效值为
交流电的周期为0.02s，其频率
一个周期内交流电的方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变100次，故AB错误；
CD．由图乙知，t=0.01s时供电线圈中电流最大，磁通量变化率最小，为0，则感应电动势最小，为0，感应电流最小为0，此时两线圈之间的相互作用力最小，故C正确，D错误。
故选C。
10. 一个边长为2L的正方形ABCD区域内，有垂直纸面的匀强磁场，其中ABC范围内的磁场垂直纸面向内，ACD范围内的磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B，如图所示。其左侧有一个用金属丝制成的边长为L的正方形线框abcd，线框以水平速度v匀速通过整个匀强磁场区域，设电流逆时针方向为正。在线框通过磁场的过程中，线框中感应电流i随时间t变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】线框开始进入磁场运动L过程中，只有边bc切割，感应电流不变，根据右手定则产生的逆时针方向电流，即为正方向；前进L后，边bc的开始出垂直纸面向里的磁场，进入垂直纸面向外的磁场，边ad开始进入磁场，回路中的感应电动势为边bc在垂直纸面向外的磁场中产生的电动势的2倍，随着线框的运动回路中电动势逐渐增大，电流逐渐增大，方向为负方向；当再前进L时，边bc完全出磁场，ad边开始出垂直纸面向里的磁场，进入垂直纸面向外的磁场，有效切割长度逐渐减小，根据楞次定律可得产生的顺时针方向电流，即为负方向；当再前进时，有效切割长度为零，过后有效切割长度逐渐增大，根据楞次定律可得产生的逆时针方向电流，即为正方向，故A正确，B、C、D错误；
故选A。
二、非选择题：（本大题共6小题，共60分）
11. 为探究影响感应电流方向的因素，两位同学做了如下的实验。
（1）小李同学选用图（甲）中的器材模仿法拉第的实验进行探究
①为了保证实验现象明显，电源选用________；电表选用________；（填写器材前的代码）
A. 低压直流电源 B. 低压交流电源 C. 220V交流电源 D. 灵敏电流计
E. 0~0.6A量程的电流表 F. 0~0.6V量程的电压表
②实验过程中，记录的实验现象如下表所示，观察四项实验结果，能够得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关？（选填“A”“B”或“C”）
磁场 B. 电场 C. 闭合导体回路包围的面积
（2）小张同学用导轨、导体棒、电表、导线组成图（乙）所示的电路，整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与________的变化有关？（选填“A”“B”或“C”）
A. 磁场B. 电场C. 闭合导体回路包围的面积
【答案】（1） ①. A ②. D ③. A
（2）C
【解析】
【小问1详解】
①[1][2]依据电磁感应现象，结合实验器材，为了保证实验现象明显，电源选用低压直流电源，即选用A；而电表选用灵敏电流计，即选用D；
②[3]由以下开关和变阻器的状态与线圈中是否有电流关系
可知产生感应电流的条件与磁场的变化有关。
故选A。
【小问2详解】
整个电路处于垂直导轨的磁场中，当导体棒在金属导轨上向右移动时，电表中有电流，得出结论，产生感应电流的条件与闭合导体回路包围的面积的变化有关。
故选C。
依据小李和小张两位同学的实验得出结论：只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。
12. 盐道街外语学校创新小组同学想用220V交流电作为小型收录机的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。
（1）他不知道如何接法，也没有相应的说明书，你能帮他判断正确的接法是ad端接________（填“220V”或“6V”）。
（2）这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是________匝。
（3）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列说法正确的是________（填字母）。
A. 用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈
B. 测量原、副线圈的电压，可用“测定电池的电动势和内阻”实验中的直流电压表
C. 原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，则副线圈电压大于原线圈电压
D. 为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响
【答案】（1）6V （2）11000 （3）AD
【解析】
【小问1详解】
由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故a、d接6V，b、c接220V。
【小问2详解】
根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可得
解得
【小问3详解】
AD．变压器的输出电压跟输入电压、原副线圈匝数之比都有关，因此需要用可拆卸的变压器研究，探究副线圈电压与匝数的关系，采用控制变量法，即为便于探究，先保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，研究其对副线圈电压的影响，故AD正确；
B．“测定电池的电动势和内阻”实验中的电压表是直流电压表，直流电压表不能测量交变电流的电压，故B错误；
C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，根据原副线圈匝数之比等于输入输出电压之比
可知副线圈的电压小于原线圈电压，故C错误。
故选AD。
13. 如图所示，矩形线圈abcd的面积是0.01m2，共100匝，线圈的总电阻r=1Ω，外接电阻R=9Ω，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）：
（1）线圈中感应电动势的最大值为多少；
（2）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小；
（3）电压表的示数。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为
（2）交变电流的最大值为
电流的瞬时值表达式为
从图示位置转过60°时
此时的电流为
（3）电压表的示数为交流电路端电压的有效值，根据有效值定义可得
可得电动势有效值为
则电压表的示数为
14. 如图所示，质量m=1kg的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度L=1m的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下（磁场仅存在于绝缘框架内）．右侧回路中，电源的电动势E=8V、内阻r=1Ω，额定功率为8W、额定电压为4V的电动机M正常工作．取sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度大小g=10m/s2．试求：
（1）电动机当中的电流IM与通过电源的电流I总．
（2）金属棒受到的安培力大小及磁场的磁感应强度大小．
【答案】（1）电动机当中的电流是2A，通过电源的电流是4A；
（2）金属棒受到的安培力大小是6N，磁场的磁感应强度大小3T．
【解析】
【分析】
【详解】（1）电动机的正常工作时，有
PM=UIM
代入数据解得
IM=2A
通过电源的电流为
（2）导体棒静止在导轨上，由共点力的平衡可知，安培力的大小等于重力沿斜面向下的分力，即
F=mgsin37°=6N
流过电动机的电流I为
I=I总-IM=4A-2A=2A
F=BIL
解得
B=3T
15. 如图所示，直角坐标系中第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场B。一电量为q、质量为m的带正电的粒子，在轴上的点a以速率，方向和轴方向成射入磁场，然后经过y轴上的b点（0，L）垂直于y轴方向进入电场，并从x轴上处的c点进入第IV象限，此后粒子做匀速直线运动，进入矩形有界匀强磁场（图中未画出），并从矩形磁场边界上d点（，-L）射出，速度沿x轴负方向，不计粒子重力。求：
(1)粒子在第Ⅱ象限的运动时间t；
(2)电场强度E的大小及粒子射出电场时的偏转角θ；
(3)矩形有界匀强磁场的磁感应强度B0大小以及最小面积Smin。
【答案】(1) (2) ,θ=60° (3)
【解析】
【分析】
【详解】（1）电子转过的圆心角为120°，则得
而
联立得：
（2）设电子在电场中运动的加速度为a，时间为t，离开电场时，沿y轴方向的速度大小为，则水平方向有：

竖直方向有：

2
解得：
得：θ=60°
（3）粒子进入第IV象限的速度

由几何关系
得

联立得
B0
设粒子进入矩形磁场的点为e点，以e，d的连线长为矩形的一条边，与电子的运动轨迹相切的另一边fg作为其的对边，有界匀强磁场区域面积为最小。
得
16. 如图所示，与水平方向成夹角的两平行金属导轨AB、，下端连接足够长的水平金属轨道BC、，并在轨道上静止放置导体棒b。已知轨道间距均为，AB、长度，a、b棒质量均为1kg，a棒电阻为，b棒电阻，两轨道平面内均有垂直于其平面的磁场，磁感应强度均为，不计一切摩擦，导轨电阻不计，。现将导体棒a自顶端静止释放，先将导体棒b锁定，导体棒a运动至前已匀速。求：
（1）导体棒a匀速下滑时的速度；
（2）导体棒a沿倾斜导轨从下滑至的过程中通过导体棒a的电荷量及在斜导轨上的下滑时间；
（3）若导体棒a滑到进入水平轨道时无机械能损失，同时解除对导体棒b的锁定，要使a、b棒在水平轨道上不发生碰撞，则导体棒b初始位置至少应离多远。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒a匀速下滑时，根据法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律，则有
导体棒匀速下滑，则有
联立解得
（2）根据
联立得
由动量定理可得
又
联立解得
（3）a、b棒共速时，根据动量定理，对棒，可得
对棒，可得
且
联立解得
又
解得
则导体棒初始位置至少应离远。开关和变阻器的状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合时，滑动变阻器不动
无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
有
开关和变阻器的状态
线圈B中是否有电流
开关闭合瞬间
有
开关断开瞬间
有
开关闭合时，滑动变阻器不动
无
开关闭合时，迅速移动滑动变阻器的滑片
有