2022-2023学年重庆市长寿中学校高二下学期4月期中考试 物理 Word版

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重庆市长寿中学校2024届高二下•半期考试物理试题 第I卷（选择题）一、单选题（每小题4分，7小题共28分）1.  将一磁铁由某一位置缓慢或者迅速地插到闭合固定线圈中的同一位置，对比两个过程，不同的是（　　）A. 磁通量的变化量 B. 磁通量的变化率
C. 感应电流的方向 D. 流过导线横截面的电荷量2.  两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子不计重力，从较弱磁场区域进入到较强磁场区域后，粒子的（　　）A. 轨道半径减小，运动周期减小 B. 轨道半径增大，运动周期增大
C. 轨道半径减小，运动周期增大 D. 轨道半径增大，运动周期减小3.  下列关于电磁感应的说法中正确的是（　　）A. 只要闭合导体与磁场发生相对运动，闭合导体内就一定产生感应电流
B. 只要导体在磁场中做相对运动，导体两端就一定会产生电势差
C. 闭合回路中感应电动势的大小只与磁通量的变化情况有关，而与回路的导体材料无关
D. 感应电动势的大小跟穿过回路的磁通量变化成正比4.  如图所示，长为的直导线折成边长相等，夹角为的形，并置于与其  所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为当在该导线中通以电流强度为的电流时，该形通电导线受到的安培力大小和方向平行于纸面为（　　）
A. 方向竖直向下    B. 方向水平向右  C. 大小为 D. 大小为5.  如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子、、，以不同的速率对准圆心沿着方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的（　　）
A. 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长   B. 粒子速率最大，在磁场中运动时间最短
C. 粒子速率最小，在磁场中运动时间最短   D. 粒子速率最大，在磁场中运动时间最长 6.  如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中丙的磁感应强度大小为、电场强度大小为，下列说法正确的是（　　）
A. 甲图要增大粒子的最大动能，可减小磁感应强度
B. 乙图可判断出极板是发电机的正极
C. 丙图中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
D. 丁图中若导体为金属，稳定时板电势高7.  如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，匀强磁场与导轨平面垂直，阻值为的导体棒垂直于导轨静止放置．时，将开关由掷到．、、和分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和棒的加速度，则下列图像中正确的是 （　　）A.   B. C.   D.二、多选题（每小题5分，3小题共15分）8.  如图所示，两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向在图中已经标出．左线圈连着平行导轨和，导轨电阻不计，在导轨垂直方向上放着金属棒，金属棒处在垂直于纸面向外的匀强磁场中．下列说法中正确的是（　　）A. 当金属棒向右匀速运动时，点电势高于点，点电势高于点
B. 当金属棒向右匀速运动时，点电势高于点，点与点等电势
C. 当金属棒向右加速运动时，点电势高于点，点电势高于点
D. 当金属棒向右加速运动时，点电势高于点，点电势高于点9.  如图所示，一矩形匀强磁场区域，，，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，从中点射入一速度大小为、方向与边成角的带电粒子，恰好从边的中点射出磁场，不考虑重力对带电粒子的影响，则下列说法正确的是（　　）A. 带电粒子带负电        B. 带电粒子的运动半径为
C. 带电粒子的比荷为  D. 带电粒子在磁场中的运动时间为 10.  法拉第设计了世界上第一台发电机，模型如图所示，将一半径为的铜圆盘，在竖直面内绕过圆盘中心的水平轴，以角速度匀速旋转，圆盘的边缘和圆心处各与一铜电刷紧贴，用导线与灯泡连接起来，除灯泡外，其余电阻不计，下列说法正确的是（　　）A. 灯泡两端的电压为  B. 通过灯泡的电流方向始终是由到
C. 在圆盘转动过程中，穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D. 若角速度增加为原来的倍，则灯泡消耗的功率将增加为原来的倍第II卷（非选择题）三、实验题（共15分，每一空3分）11.  胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲所示。为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是___________填“向上拔出”或“向下插入”。胡丽同学将灵敏电流计接入图丙所示的电路，要想使电流计指针发生偏转，下列四种操作中可行的是___________A.闭合开关，螺线管和螺线管相对静止向上运动B.闭合开关，螺线管不动，螺线管插入或拔出螺线管C.闭合开关，螺线管、不动，移动滑动变阻器的滑片D.螺线管、和滑动变阻器的滑片不动，闭合或断开开关12.  某同学在实验室利用如图所示的装置测量磁感应强度。虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，在天平右端挂一宽度为、高为的多匝矩形线圈始终不完全进入磁场，线圈内通入逆时针方向的电流，天平左盘加砝码使天平平衡，然后不改变电流大小仅改变电流的方向，在天平左盘再加入质量为的砝码后，天平再次平衡，矩形线圈所在平面始终与磁场垂直且下边水平，重力加速度为。矩形线圈的高度对实验结果_________填“有”或“没有”影响。要测量该磁场的磁感应强度，还需要测量的物理量有_________。该磁场的磁感应强度大小_________用以上测量的物理量表示。四、解答题（共42分，13题12分，14题12分，15题18分）13.  如图甲所示，一个面积为，阻值为的圆形金属线圈与阻值为的电阻组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，图中和已知，导线电阻不计。在至时间内，求：
电阻中电流的方向；       、两点间的电势差。  14.  如图所示，正对平行金属板两板间的电压为，带负电的极板外侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场区域沿垂直于金属板方向的宽度为，沿平行于金属板方向的范围足够大。质量为、电荷量为的带电粒子，由带正电的极板上的小孔从静止开始经两金属板间的电场加速后，沿直线经带负电极板上的小孔垂直于金属板和磁场的方向进入磁场区域。已知带电粒子在磁场中转过后从磁场的右边界射出，带电粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，求：
带电粒子在磁场中运动的速度大小；
匀强磁场的磁感应强度的大小。   15.  如图所示，一矩形金属框架与水平面成角，宽，上、下两端各有一个电阻，框架的其他部分电阻不计，框架足够长，垂直于金属框架平面的方向有一向上的匀强磁场，磁感应强度为金属杆，与框架良好接触，其质量，电阻，杆与框架的动摩擦因数杆由静止开始下滑，在速度达到最大的过程中，上端电阻产生的热量取， ， 。求：流过杆的电流方向及最大电流；杆的最大速度；从开始到速度最大的过程中杆沿斜面下滑的距离。
          重庆市长寿中学校2024届高二下•半期考试物理参考答案1-5BACCB       6-7CD8.  9.  10.  11. 向下插入；12. 没有；矩形线圈的匝数；
。 13. 解：根据楞次定律可知，电流方向由到；
根据法拉第电磁感应定律：，其中，，
代入得到：
根据闭合回路欧姆定律：，
及，，
可得：  14. 【解答】
设带电粒子在电场中被加速后达到的最大速度即粒子在磁场中运动的速度大小为，根据动能定理有：
 
解得： 
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，设其轨道半径为，根据牛顿第二定律有：
 
带电粒子在磁场中的运动轨迹以及几何关系如图所示
由图可知， 
联立可解得磁感应强度为：． 
答：带电粒子在磁场中运动的速度大小为；
匀强磁场的磁感应强度的大小为． 15. 解：根据右手定则，电流方向：从到；
达到最大速度后，由平衡条件：
  ，
解得：；
电路中的总电阻：，
电路中的最大电动势： ，
由法拉第电磁感应定律，
解得：；
依题意，易知电路中产生的总焦耳热 ，
由能量守恒定律得：，
代入数据，解得：；
答：流过杆的电流方向从到，最大电流为；
杆的最大速度为；
从开始到速度最大的过程中杆沿斜面下滑的距离为。