山东省菏泽市2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题（B）

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注意事项：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
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。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 在物理学发展过程中有许多伟大的科学家做出了突出贡献，下列叙述符合事实的是（ ）
A. 楞次首先发现了电磁感应现象
B. 法拉第提出了分子电流假说，成功揭示了磁现象来源于运动电荷这一本质
C. 麦克斯韦建立了电磁场理论，赫兹通过实验证实了电磁波的存在
D. 安培归纳总结了判断感应电流方向的方法
2. 太赫兹（THz）波是指频率在0.1~10THz（波长为3000μm~30μm）范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识，通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是（ ）
A. 太赫兹波比短波频率更小
B. 太赫兹波比红光更容易发生明显衍射
C. 太赫兹波比紫外线的能量更大，可以用于杀菌
D. 太赫兹波可以用于胸透检查
3. 如图所示，A、B都是很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法正确的是（ ）
A. 用磁铁任意一磁极接近A环时，A环均被排斥
B. 磁铁N极远离A环时，A环会被排斥
C. 磁铁S极接近B环时，B环会被吸引
D. 磁极N极远离B环时，B环会被吸引
4. 如图所示，在直角三角形abc中，d是ac的中点，，在b、c两点放有垂直纸面的直导线，当导线中通有大小相等、方向向外的恒定电流时，d点的磁感应强度大小为B。若把c点的直导线平移至a点，电流方向和大小都不变，则此时d点的磁感应强度大小和方向分别为（ ）
A. B，方向竖直向上B. ，方向竖直向上
C. ，方向水平向左D. ，方向水平向左
5. 如图所示，新能源汽车由地面供电装置（直接连接家用电源的发射线圈）将电能传送至轿车底部的感应装置（连接充电电池的接收线圈），对车载电池进行充电，则（ ）
A. 地面供电装置接入的是恒定电流B. 充电时，穿过接收线圈的磁通量是恒定不变的
C. 车身底部感应装置线圈内产生恒定电流D. 地面供电装置会产生随时间变化的磁场
6. 如图所示的交流电，前半周期为峰值是4V的正弦式交流电的四分之一周期，后半周期为峰值是2V的正弦式交流电的四分之一周期，则该交流电的电压有效值是（ ）
A. 2VB. C. D.
7. 如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂达到新的平衡，若， ，，重力加速度，则待测磁感应强度大小为（ ）
A. 0.2TB. 0.45TC. 0.5TD. 1.0T
8. 某风速测量装置由风杯组系统和电磁信号产生系统组成，如图甲、乙所示。电磁信号产生系统由半径为L圆形区域的匀强磁场，阻值为r固定于风轮转轴的导体棒OA（导体棒长度大于L），以及测量电路共同组成。匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向竖直向下，风推动风杯绕轴逆时针匀速转动，A端与弹性簧片接触时电流强度恒为I，测量电路中保护电阻的阻值为R，其余电阻不计。则（ ）
A. 通过电流表电流方向a→b，风杯转动的角速度
B. 通过电流表电流方向b→a，风杯转动的角速度
C. 通过电流表电流方向a→b，风杯转动的角速度
D. 通过电流表电流方向b→a，风杯转动的角速度
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. 2023年1月“白浙工程”（白鹤滩-浙江800kV特高压直流输电工程）成功投产运营，该工程是国家“西电东送”战略部署的重点工程。输电线路流程和参数可简化为下图，变压设备和整流逆变设备造成的能量损失均不计。直流和交流转变时有效值不发生变化。下列说法正确的是（ ）
A. “550kV”指交流电的平均值
B. 降压变压器的原副线圈匝数之比为8:5
C. 采用直流输电可以减少远距离输电中感抗、容抗引起的电能损失
D. 若远距离输电电压降低一半，输电线上损失的电能为原来的4倍
10. 济青高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向匀速行驶的汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的电磁波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个尖形波在显示屏上的距离，可以计算出汽车距雷达距离。显示屏如图乙所示，根据给出的、、t的意义，结合电磁波的传播速度为c可求出汽车车速表达式，则下面关于测速原理及结果表达正确的是（ ）
A. 第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为
B. 第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为
C. 汽车速度大小可表示为
D. 汽车速度大小可表示为
11. 霍尔元件被广泛使用在新能源行业中。图甲中线圈连接待测电压U时，霍尔元件将输出一个电压值。霍尔元件由载流子为正电荷的材料制成，a、b、c、d分别为霍尔元件的四个侧面，元件中通入的霍尔电流从a流向b，放大示意图如图乙所示。则（ ）
A. 图中霍尔元件处有方向向下的磁场B. 图中霍尔元件前表面c为高电势面
C. 增大待测电压U，霍尔电压将增大D. 霍尔电压的大小与霍尔电流无关
12. 一个理想的自耦变压器左端通过定值电阻和电流表接交变电源，电源电压随时间变化的关系为，右端接入如图所示电路，、为定值电阻，为滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表。的最大电阻也为5Ω，不计导线的电阻。研究发现当滑动变阻器的触头调至最上端时电流表示数、电压表示数。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器的触头向上滑动时，电压表的示数减小
B. 保持不变，当自耦变压器的可动端逆时针转动时，电流表的示数增大
C. 电阻的阻值为20Ω
D. 当滑动变阻器的触头调至最上端，电流表示数时，变压器原、副线圈的匝数比为4∶1
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 在“探究通过变压器原、副线圈的电流与匝数的关系”实验中，甲图为可拆变压器零部件，乙图为组装后的变压器。
（1）为实现探究目的，保持原线圈匝数一定，只改变通过原线圈的电流或者副线圈匝数，测量通过副线圈的电流。这个探究过程采用的研究方法是（ ）
A 放大法B. 等效替代法
C. 控制变量法D. 理想实验法
（2）变压器由两个线圈和铁芯等构成，下列说法正确是（ ）
A. 匝数多的线圈导线粗B. 匝数少的线圈导线粗
C. 铁芯由绝缘的铜片叠成D. 铁芯由绝缘的硅钢片叠成
（3）在实验中，将电源接在匝数为800匝的原线圈两端，副线圈的匝数为200匝，用多用电表测得通过副线圈的电流为0.8A，则通过原线圈的电流可能为（ ）
A. 0.06AB. 0.12AC. 0.18AD. 0.24A
14. 电子秤能够准确地测量物体的质量，其中半导体薄膜压力传感器是其关键的电学元件。半导体薄膜压力传感器在压力作用下会发生微小形变，其阻值RF随压力F变化的图线如图甲所示。某学习小组利用该元件和电流表A等器材设计了如图乙所示的电路，尝试用该装置测量物体的质量。已知图乙中电源电动势为4.8V（内阻未知），电流表A的量程为30mA，内阻为9.0Ω。重力加速度。请回答以下问题：
（1）实验时发现电流表A量程偏小，需要将其量程扩大为0.3A，应该给电流表A______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为______Ω的电阻并改写刻度盘；
（2）用改装后的电流表按图乙所示的电路图进行实验，压力传感器上先不放物体，闭合开关S，调节滑动变阻器R的滑片P，使电流表指针满偏。保持滑片P位置不变，然后在压力传感器上放一物体，电流表的示数为0.15A，此时所放物体的质量______kg；
（3）滑片P位置与（2）中相同，写出放到传感器上的物体的质量m与电流表的示数I满足的函数关系式______（表达式中除m、I外，其余相关物理量均代入数值）。
15. 如图所示，坐标系xOy的x轴上方存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外匀强磁场，磁场的边界线MN与x轴平行且距离为d，边界线MN与y轴交点为P。在原点O处有一个粒子源，可以在xOy平面内沿各个方向射出速度大小相等的同种带负电粒子，粒子的质量为m，电荷量为q，粒子在磁场中的运动半径为。某粒子从O点出发恰好通过P点离开磁场。求：
（1）在磁场中运动带电粒子的速度大小；
（2）该粒子从O点出发恰好通过P点离开磁场所用时间
16. 如图所示，矩形线圈的面积，匝数，线圈电阻，在磁感应强度的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻，当线圈由图示位置转过的过程中，求：
（1）通过电阻R电荷量q；
（2）电阻R上所产生的热量Q。
17. 磁力刹车是为保证过山车在最后进站前的安全而设计的一种刹车形式，单匝刹车金属线框安装在过山车底部或两侧，过山车在轨道间的磁场作用下而减速。磁力刹车装置简化模型如图所示，在水平面上的两根平行直导轨间，有等距离分布的方向相反的竖直匀强磁场B1和B2，且（B为已知量），每个磁场分布区间的长都是L，相间排列。正方形刹车线框边长为L，电阻为R，以初始速度大小v0入磁场。已知过山车的质量为m，不计轨道摩擦和空气阻力，求：
（1）线框ab边刚进入磁场时的电流大小I；
（2）线框ab边刚进入磁场B2中时线框的速度v1；
（3）线框ab边第一次刚达到磁场B1左边界时整个线框产生热量Q。
18. 如图所示，第Ⅰ象限有沿x轴负方向的匀强电场，第Ⅲ、Ⅳ象限有完全相同的匀强磁场，大小为，方向垂直纸面向外（图中未画出）。P点坐标为，Q点坐标，某带电粒子从P点以初速度沿x轴正向飞入匀强电场，经Q点进入磁场区域，依次经过Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ三个象限后返回P点。带电粒子质量为m，带电量为q，重力大小可忽略。求：
（1）第Ⅰ象限匀强电场强度大小；
（2）带电粒子经过Q的速度；
（3）带电粒子第二次经过x轴的坐标；
（4）带电粒子从出发到返回P点所经历的时间。