黑龙江省齐齐哈尔市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（原卷版+解析版）

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考生注意：
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：新人教选择性必修第二册第一章至第三章。
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. B. C. D.
4. 如图所示的电路，由两个相同的小灯泡、自感线圈、开关和直流电源连接而成。已知自感线圈的自感系数较大，且其直流电阻不为零．下列说法正确的是（ ）

A. 开关S闭合时，灯泡立刻变亮
B. 开关S闭合时，灯泡逐渐变亮
C. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡逐渐熄灭
D. 开关S闭合待稳定后再断开的瞬间，灯泡闪亮一下后逐渐熄灭
5. 如图所示，两倾角为的光滑平行导轨，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. B. C. D.
6. 单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化图像如图所示，则（ ）
A. 在时，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B. 在时，线圈中磁通量最小，感应电动势最大
C. 在时，线圈中磁通量最大，感应电动势最大
D. 在时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
7. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—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，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（ ）

A. 回路中的电流方向为a→b
B. C、D两端的电势差为
C. 定值电阻的功率为
D. 圆盘转一圈的过程中，回路中的焦耳热为
8. 如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a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，下列说法中正确的是（ ）

A. 线圈a中将产生俯视逆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FN将增大
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，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 输电线上损耗的功率为80W
B. 用户端的电流为44A
C. 降压变压器的匝数比
D. 若用户端用电器变多，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，则（ ）
A. 交变电压的周期等于粒子在磁场中回转周期
B. 加速电压为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.静止不动 B.向下插入 C.向上拔出
（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“”或“”）
（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，两根间距为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，金属杆的电阻为，其余电阻不计，整个过程中金属杆均与导轨垂直接触良好。求：
（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，为交流发电机的矩形线圈，其面积，匝数，线圈内阻，外电阻。线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。图中的电压表、电流表均为理想交流电表，取，求：
（1）交流电压表的示数；
（2）从图示位置转过，通过R的电荷量；
（3）线圈转一周，线圈内阻产生焦耳热。
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、场强大小为的匀强电场。现有一个比荷的带正电粒子从x轴上的A点以初速度垂直x轴射入电场，经y轴上的N点进入第一象限，已知A点横坐标为，N点纵坐标为2.0m，不计粒子重力，求：
（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。