江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

这是一份江苏省扬州中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题，共10页。试卷主要包含了04，0V，则副线圈的输入电压可能为，9V B．3， F=10等内容，欢迎下载使用。


注意事项：
1．本试卷共6页，满分为100分，考试时间75分钟．
2．答题前，请务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置．
3．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满涂黑；作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
4．如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1．有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列说法正确的是
A．X射线的波长比红外线的波长更长
B．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
C．医院里经常利用红外线能摧毁病变细胞的作用对患者进行治疗
D．变化的磁场会产生电场，均匀变化的磁场会产生均匀变化的电场
2．如图所示，在正常供电时，高压线上输电电压为U，电流为I，热耗功率为ΔP；除冰时，需要将输电线上热耗功率增大至16ΔP，设输电功率和输电线电阻不变，则除冰时需将
A．输电电流变为
B．输电电流变为
C．输电电压变为
D．输电电压变为4U
3．如图所示，螺线管CD的导线绕法不明，当磁体AB插入螺线管时，电路中有图示方向的感应电流产生，下列关于螺线管产生的磁场极性的判断正确的是
C端一定是N极
C端一定是S极
C端的极性一定与磁铁B端的极性相反
D．C端的极性一定与磁铁B端的极性相同
4．长直导线MN和L型金属棒处于同一平面内， L型金属棒的AB段和BC段长度相等且互相垂直，通以如图所示方向的电流，则L型金属棒受到安培力的方向可能正确的是
A．沿F1方向
B．沿F2方向
C．沿F3方向
D．沿F4方向
5．三位同学合作完成了一个惊奇小实验：他们手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数较多的线圈L按图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是
A．断开开关时线圈中的电流突然增大
B．断开开关时流过人的电流方向从P→Q
C．开关闭合和断开瞬间，人都有触电的感觉
D．人有触电感觉时流过人体的电流等于流过线圈的电流
6．如图所示，一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一负电荷从A点正对着圆心O的方向射入磁场，从C点射出时速度方向改变了θ角，重力不计。则带电粒子做匀速圆周运动的半径为
A． B．
C．D．
7．如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场，则
A．感应电流沿顺时针方向
B．感应电流沿逆时针方向
C．该拉力的方向水平向右
D．该拉力的方向斜向右上方
8．回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中，其原理如图所示，若用它对氘核（）加速，下列说法正确的是
A．电场和磁场都能加速氘核
B．U越大，氘核射出加速器时的动能越大
C．氘核在D形盒中运动时间与加速电压U无关
D．若要加速氦核（），交流电的频率f不需要改变
9．如图为振荡电路在时刻的状态，该时刻电容器放电刚结束，已知线圈的自感系数为，电容器的电容为，下列说法错误的是
A．时，电流正在减小
B．时，自感电动势正在增大
C．时，电场强度方向向上，正在减小
D．时，磁感应强度方向向上，正在增大
M
N
10．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电压为U2的两块导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，磁感应强度为B，不计粒子的重力。粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离为d，使得d减小可采取的措施是
A．仅减小U1
B．仅增大U1
C．仅减小U2
D．仅增大U2
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．（15分）“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
铁芯Q
（1）本实验主要运用的科学方法是
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想模型法
（2）为了确保实验的安全，下列说法正确的是
A．测电压时，先用最大量程档试测
B．为了人身安全，学生电源的电压不要超过36V
C．为使接触良好，通电时应用手直接捏紧裸露的接线柱
（3）以下给出的器材中，本实验可能需要用到的有
A． B． C． D．
（4）调整原副线圈的匝数之比为1：2，原线圈的两个接线柱之间的电压为6.0V，则副线圈的输入电压可能为
A．2.9V B．3.0V C．11.0V D．12.0V
（5）变压器铁芯是利用由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，铁芯Q安放在铁芯P上时，铁芯Q中的薄硅钢片应平行于
A．平面abcd B．平面abfe
C．平面acge D．平面aehd
12．（8分）某款手摇点火器原理如图所示，当钢针和金属板间瞬时电压超过4000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B=0.2T，手摇发电机线圈的面积S=0.25m2、匝数N=100匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原副线圈匝数比为1:100。求：
（1）当线圈的角速度ω=2rad/s时，电压表的示数为多少；
（2）电压表的示数至少为多少，钢针和金属板间可产生电火花。
13．（8分）如图甲所示，轻质细线吊着一质量m=1kg、边长l=0.2m、单匝的正方形线圈，其总电阻r=0.2Ω。正方形线圈中间位置以下区域处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，g取10m/s2，求：
（1）t=2s时，正方形线圈中的磁通量Φ；
（2）t=3s时，细线对正方形线圈拉力的大小F。
14．（14分）如图所示，足够长平行导轨的间距为d、与水平面夹角为α，两个电阻R1=R2=2R，导体棒ab水平跨在导轨上，导体棒的质量为m、电阻为R，与导轨接触良好，其它电阻不计。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度为B，导体棒从静止开始无摩擦滑动，重力加速度为g。
（1）求导体棒ab下滑的最大速度v；
（2）求导体棒以最大速度下滑时，ab棒上的热功率P；
（3）若导体棒从静止开始至最大速度过程中通过R1的电量为q，求这个过程中导体棒的位移x。
15．（15分）如图所示，第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴下方的分析器由两块相距为h、厚度不计、足够长平行金属薄板M和N组成，其中位于x轴的M板中心有一小孔C（孔径忽略不计），N板接地。位于y轴上的某种材料P能不停地发射质量为m、电荷量为q的正离子，离子速度方向都沿x轴正方向，速度大小连续分布在0和2v0之间，发射区间的上端点坐标(0,3d)，下端点坐标(0,d)。已知从(0,2d)处射出的速度大小为v0的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔C。不计离子的重力及相互作用，不考虑离子间的碰撞，未能射入孔C的离子被分析器的接地外罩接收（图中没有画出）。
（1）求磁感应强度B；
（2）求离子打在N板上区域的最左端与N板中心的距离s；
（3）若在N与M板之间加载电压，调节其大小使得所有离子都不能到达N板，求电压的最小值U。

江苏省扬州中学2023-2024学年第二学期期中试题
2024.04
高二物理参考答案与评分建议
一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．
1．B 2．C 3．D 4．A 5．D
6．A 7．C 8．D 9．C 10．A
二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．（1）B（2）A（3）BD（4）C（5）A （每空3分）
12．（8分）【答案】（1）；（2）
【详解】（1）线圈转动产生的感应电动势的最大值为
电压表的示数为有效值，则有
解得
（2）由于当钢针和金属板间瞬时电压超过4000V时可以产生电火花，则此瞬时电压对应最小电压的有效值为
根据电压匝数关系有
解得
即电压表的示数至少为，钢针和金属板间可产生电火花。
13. （8分）【答案】（1）Φ=0.04Wb；（2）F=10.02N
【详解】（1）t=2s时，正方形线圈中的磁通量
（2）正方形线圈中产生的感应电动势为
根据欧姆定律可知，3s末通过正方形线圈的电流大小
根据共点力平衡条件有F-ILB-mg=0
由图像可知t=3s时的磁感应强度为B=1.0T
代入数据解得F=10.02N
14．（14分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）导体棒切割磁感线产生的感应电动势E＝Bdv
感应电流
导体棒受到的安培力
导体棒匀速运动时速度最大，由平衡条件得
解得最大速度大小
（2）导体棒以最大速度下滑时感应电流为
导体棒以最大速度下滑时，ab棒上的电热功率
（3）由法拉第电磁感应定律得
平均感应电流
通过回路的电荷量
解得导体棒下滑的距离
（15分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可得粒子运动轨迹如下所示
结合几何关系可知，粒子做圆周运动的半径为
根据牛顿第二定律有
解得
当粒子从发射区间的上端射出进入孔C时，粒子打在N板的左侧，且距离最远。
运动轨迹如图所示
由几何关系可得
解得
由几何关系
解得
（3）设速度为v从孔C进入，根据几何关系有
结合牛顿第二定律有
所以
则粒子进入孔C时，竖直方向速度为
将代入解得
粒子到达N板时速度竖直方向速度恰好为零，则根据匀变速直线运动规律及牛顿第二定律有
解得