云南省昆明市官渡区云南大学附属中学星耀学校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题

这是一份云南省昆明市官渡区云南大学附属中学星耀学校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题，共10页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
命题人：张青审题人：郑炜宇
（考试时长：90分钟总分：100分）
班级 姓名 学号 成绩
诚信誓言：我以我的荣誉起誓，在本次考试中，诚实守信，成绩真实。
学生签名：
第I卷（选择题）
一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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.以下说法正确的是（ ）
A.任何交变电流的有效值都是它峰值的
B.感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化
C.穿过某一回路的磁通量变化越大，回路中产生的感应电动势越大
D.电网输电使电力供应更加可靠、质量更高
2.如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（ ）
A.当线圈以dc边为轴转动时，无感应电流产生
B.若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生
C.若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d
D.当线圈向左平动，其中感应电流方向是a→d→c→b
3.如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（ ）
A.甲图中，仅增大加速电压，粒子的最大动能就会增加
B.乙图中，B极板是发电机的负极
C.丙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大
D.丁图中，只有带负电的粒子从左侧射入才能沿直线通过从右侧射出
4.如图甲所示为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数n=50匝的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A.受电线圈的最大磁通量为0.1Wb
B.受电线圈产生的电动势的有效值为V
C.在t1时刻，受电线圈产生的电动势为20V
D.在t2时刻，受电线圈产生的电动势为V
5.在如图所示的电路中，L是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（ ）
A.闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮
B.闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是立即亮
C.断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭
D.断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭
6.如图所示，矩形区域abcd平面内有垂直与平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，bc边长为L，在矩形中心O处有一粒子源，在平面内向各方向均匀发射出速度大小相等的带正电粒子，粒子带电量均为q，质量均为m。若初速度平行于ab边的甲粒子恰能从d点离开磁场且速度方向偏转了60°角，乙粒子在磁场中运动的时间最短，不计粒子之间的相互作用及粒子重力，取sin14.5°=0.25，下列说法正确的是（ ）
A.矩形区域的ab边长为
B.粒子在磁场中运动的速度大小为
C.粒子在磁场运动的最短时间为
D.甲乙两粒子在磁场中运动的时间之比为29∶120
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，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选的得0分）
7.关于电磁驱动和电磁阻尼，下列说法正确的是（ ）
A.甲图中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快
B.甲图中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁
C.乙图中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，因为摩擦极小，所以能一直转动不会停下
D.乙图中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下
8.如图所示，在空间中存在一范围足够大的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，MN为磁场区域的上边界，磁场上方有一个正方形导线框abcd，ab边与MN平行，线框平面处于竖直面内。已知线框质量为m，边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，线框从图示位置由静止开始下落，则在ab边进入磁场的过程中，关于线框的运动，以下图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
9.某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
甲 电路图乙 电脑显示的电压波形
A.若增大C，则t3—t2的值将增大
B.若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡
C.在t1~t2时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向
D.在t2~t3时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大
10.如图甲所示，一倾角为30°、上端接有R=3Ω定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为B=2T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距L=1.5m，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量m=3kg、阻值r=1Ω的金屈棒，在金属棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，g=10m/s2，则金属棒从起点b沿导轨向上运动到x=1m的过程中（ ）
A.金属棒做匀加速直线运动
B.通过电阻R的感应电荷量为0.75C
C.拉力F做的功为2.25J
D.金属棒上产生的焦耳热为0.5625J
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，共16分。请把答案写在答题卡中指定的答题处）
11.（6分）某实验小组做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
（1）下列给出的器材中，本实验需要用到的有
A. B. C. D.
（2）下列说法正确的是
A.变压器工作时副线圈中电流的频率与原线圈不相同
B.为了保证人身安全，实验中只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V
C.实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法
D.绕制降压变压器的原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线细一些
（3）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 （选填“平均”“有效”或“最大”）值。
12.（10分）某兴趣小组在探究感应电流的方向，进行了如下两个实验：
= 1 \* GB3 ①图甲的实验中，当电流从灵敏电流计右端的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体 （选填“向上”或“向下”）运动时，灵敏电流计指针向右偏转；
②若图乙的电路连接正确，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最 端（填“左”或“右”）；
③图乙的实验中，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针 （选填“左偏”“不动”或“右偏”）；保持开关闭合，滑动变阻器的阻值不变，将线圈A拔出的瞬间灵敏电流计的指针 （选填“左偏”“不动”或“右偏”）：当断开开关时，灵敏电流计的指针 （选填“左偏”“不动”或“右偏”）
四、计算题（本题共4小题，共44分。请把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤）
13.（8分）某个小水电站的发电机的输出功率为200kW，发电机的电压为250V。由于输电线上有电能损失，用户端获得的功率为190kW，为了减少电能损失采用高压输电，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为25Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。变压器均可视为理想变压器。请计算：
（1）用户端的电流I4（结果可用分数表示）；
（2）升压变压器的匝数比n1∶n2
14.（10分）如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为的通电直导线，电流I=1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在方向竖直向上的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律为B=0.4t，设t=0时B=0，g取10m/s2，请计算：
（1）需要多长时间斜面对导线的支持力为零？此时轻绳的拉力为多大？
（2）当磁感应强度大小为2.1T时，将磁场方向变为垂直斜面向上，同时剪短轻绳，求此时导体棒的加速度大小。
15.（12分）如图所示的坐标系中x轴水平向右，质量为m=0.2kg、带电量为的小球（视为质点）在y轴上的M点，从静止开始释放进入场强为E=2×103V/m的匀强电场I中，电场与y轴正方向的夹角为60°，接着小球从x轴上的P点，进入垂直纸面向里有圆形边界的匀强磁场和竖直向上电场强度也为E=2×103V/m的匀强电场II中，圆形边界与x轴的交点为P、Q，圆心O1在x轴上，粒子从Q射出磁场，最后运动到S点，已知lMp=5m，lPQ=lQS=3m，重力加速度为g=10m/s2，求：
（1）小球在匀强电场I中运动的加速度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）小球从M点运动到S点的总时间。
16.（14分）如图甲所示，平行光滑金属轨道ABC和A'B'C'置于水平面上，两轨道间距为d=0.8m，CC'之间连接一定值电阻R=0.2Ω，BB'P'P为宽x1未知的矩形区域，区域内存在磁感应强度B1=1.0T、竖直向上的匀强磁场。质量m=0.2kg、电阻r=0.2Ω的导体棒以v0=4m/s的初速度从BB'进入磁场区域，当导体棒以v1=2m/s的速度经过PP'时（t=0），右侧宽度x2=0.2m的矩形区域MM'C'C内开始加上如图乙所示的磁场B2，已知PM=P'M'=1.0m。金属轨道和其他电阻都不计。求：
图甲图乙
（1）导体棒刚进入匀强磁场时，导体棒两端的电势差的大小；
（2）导体棒从BB'到PP'过程中流过导体棒的电荷量q与的x1大小；
（3）导体棒在0-0.2s内的位移x的大小；
（4）整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热。
云大附中星耀学校2023-2024学年上学期期中考试
高二物理答案
命题人：张青审题人：郑炜宇
一：单项选择题（每题4分，共6题，总分24分）
1．D2．B3．C4．B5．A6．C
二：多项选择题（每题4分，共4题，少选得2分，总分16分）
7．BD8．BCD9．AD10．BD
三：实验题（每空2分，总分16分）
11．BD；C；有效
12．①向上；②左；③右偏；左偏；左偏
四：计算题（总分44分）
13．（1）；（2）1∶40
（1），解得
（2），解得，
，
，解得
14．（1）5s；1N；（2）20m/s2
【详解】（1）由题意知，当斜面对导线支持力为零时导线受力如图所示
由图知①，②
由①②解得导线所受安培力的为，
又根据F=BIL，
此时导线所处磁场的磁感应强度为
因为磁感应强度每秒增加0.4T，所以有B=0.4t
解得t=5s
（2）由牛顿第二定律得
解得
15．（1）1s；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知
由于电场力与重力的夹角为120°，所以合力大小为F合=2N
且F合与OM的夹角为60°，小球在电场I中做加速度为的匀加速直线运动，加速度为a=10m/s2
（2）轨迹沿着MP，则MP与x的夹角为30°，设小球从M点到P点的运动时间为tMP，由初速度为零的匀变速直线运动规律可得
解得
在电场II与磁场中，由于电场力与重力大小相等，方向相反，所以小球的合力为洛伦兹力，洛伦兹力充当向心力，小球做匀速圆周运动，小球在P点的速度为
过P、Q分别做速度的垂线，交点为轨迹圆的圆心O2，设轨迹圆的半径为R，小球在P点的速度vP的延长线与x的夹角为30°，由几何关系可得，
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得
（3）小球从P到Q的运动时间为
粒子从Q射出磁场后继续在电场II中运行一段时间，电场力与重力等大反向，小球做匀速直线运动，从Q到S的运动时间为
小球从M点到S点的总时间为
解得
16．（14分）【答案】（1）1.6V（2）0.5C，0.25m；（3）0.4m；（4）1.44J
【详解】（1）根据题意可知，导体棒刚进入匀强磁场时，感应电动势为
导体棒两端的电势差的大小
（2）根据题意，导体棒在B1磁场运动过程中，设任意小段时间，速度的变化量为，
由动量定理有
两边求和有
解得
又有，，
可得
解得
（3）由图乙可知，0-0.2s内B2磁场均匀减小，此过程导体棒的位移
（4）根据题意，导体棒在B1磁场运动过程中，由能量守恒定律有
导体棒上的焦耳热
解得
0-0.2s内导体棒的位移则导体棒未进入B2，感应电动势为
导体棒上产生的热为
B2磁场在0.2s之后保持不变，则导体棒进入B2之前回路中无感应电流，导体棒不产生热，导体棒进入B2后，假设导体棒能过停止在B2中，进入的距离为，同理可得
假设成立，由能量守恒定律有
解得
则整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热