安徽省宿州市省、市示范高中2023—2024学年高二下学期期中教学质量检测物理试题

这是一份安徽省宿州市省、市示范高中2023—2024学年高二下学期期中教学质量检测物理试题，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合要求的。
1．下列物理学史中说法正确的是（ ）
A．电磁感应现象是由纽曼和韦伯发现的
B．楞次提出了分子电流假说
C．最早预言电磁波存在的科学家是赫兹
D．建立完整的电磁场理论的科学家是麦克斯韦
2．下列说法正确的是（ ）
A．如图甲，导线通电后，其正下方小磁针的N极向纸面外转动
B．如图乙，如果长为l、通过电流为I的短直导线在该磁场中所受磁场力的大小为F，则可测出该处磁感应强度必为
C．如图丙，绕虚线轴转动的线圈平面S转到图示位置时，穿过线圈平面的磁通量为零
D．如图丁，闭合线圈在匀强磁场中两个图示位置间来回水平运动，线圈中有交变电流产生
3．如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在其左上方固定一根与磁铁垂直的长直导线，当导线通以垂直纸面向里方向的电流时，下列判断正确的是（ ）
A．磁铁对桌面的压力减小
B．磁铁对桌面的压力增大
C．磁铁受到向右的摩擦力作用
D．磁铁不受到摩擦力作用
4．如图所示，两个标有“4V 0.8W”的相同灯泡L1、L2，分别与电感线圈L和电阻R相连后接在内阻r=1Ω的电源两端，闭合开关S，稳定后，两灯泡均正常发光。已知电感线圈的自感系数很大，电阻R的阻值为4Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．电感线圈的直流电阻为5Ω
B．断开开关S的瞬间，有向右的电流通过灯泡L1
C．断开开关S的瞬间，两个灯泡会先闪亮再熄灭
D．断开开关S的瞬间，灯泡L2先熄灭
5．如图所示，甲、乙、丙、丁为用相同导线制成的单匝闭合线框。其中甲、乙为边长为L和2L的矩形，丙、丁分别为边长为L和2L的正方形。它们以相同的速度先后沿垂直于磁场边界的方向匀速穿过正方形（边长大于2L）匀强磁场区域，匀强磁场方向垂直于纸面向外，则进入磁场过程中，线框中感应电流最大的是（ ）
A．甲线框B．乙线框C．丙线框D．丁线框
6．如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带电粒子以与水平方向成30°角的某速度斜向上从P点射入磁场，恰从Q点射出磁场，虚线PQ水平且通过圆心O，不计粒子的重力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子带负电
B．粒子在磁场中做圆周运动对应的圆心角为120°
C．粒子射入磁场时的速度大小为
D．粒子在磁场中运动的时间为
7．如图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5∶1，定值电阻R1=5Ω，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电源电压u随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．交流电压表示数为
B．变压器输入、输出功率之比为5∶1
C．若热敏电阻RT的温度升高，则电流表的示数变大，电压表示数变大
D．当热敏电阻RT=5Ω时，变压器输出功率为250W
8．如图所示，长、宽分别为L1、L2，电阻为r的单匝矩形金属线框置于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度为B，电路中接入定值电阻R。线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。则下列说法正确的是（ ）
A．在图示位置通过线框的磁通量最大，线框中产生的感应电动势最大
B．匀速转动中经过图示位置线框中的电流方向不会发生改变
C．线框中产生的感应电流有效值为
D．线框匀速转动后，从图所示位置转过180的过程中，通过电阻R的电荷量为
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
9．如图甲所示，圆形线圈电阻r=1Ω，匝数n=100，线圈内部存在垂直纸面向外的磁场，磁场面积为S=0.2m2，有一个阻值为R=2Ω的电阻两端分别与线圈两端a、b相连，电阻的一端b接地。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，下列说法正确的是（ ）
A．在0-4s时间内，a点电势高于b点电势
B．在0-4s时间内，通过电阻R的电荷量大小为4C
C．当t=4s时穿过线圈的磁通量为12Wb
D．在0-4s时间内，a、b两点间电压大小为2V
10．如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电量大小为q的小球，以初速度v0沿与电场方向成45°夹角射入场区，能沿直线运动。经过时间t，小球到达C点（图中没标出），电场方向突然变为竖直向上，电场强度大小不变。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球一定带正电
B．时间t内小球可能做匀变速直线运动
C．匀强磁场的磁感应强度为
D．电场方向突然变为竖直向上，则小球一定做匀速圆周运动且半径
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
11．（6分）
如图所示，利用电流天平可以测量匀强磁场的磁感应强度。电流天平的右臂挂着矩形线圈，匝数n=10，线圈的水平边长L=10cm，bc边处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直，当线圈中通过abcda方向电流且I=0.2A时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变，这时需要在右盘中增加质量为m=20g的砝码，才能使两臂达到新的平衡。
回答以下问题：
（1）可判断该匀强磁场的方向垂直于线圈平面 （选填“向里”或“向外”）；
（2）测得的磁感应强度表达式B= （用n、L、I、m表示），磁感应强度的大小为 T（g取9.8m/s2）。
12．（10分）
在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中：
（1）为明确灵敏电流计指针的偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，除灵敏电流计、导线、定值电阻和开关这些器材之外，还需要 。
A．条形磁铁B．干电池C．变压器D．电子秤
（2）实验得出，电流由“+”接线柱流入时灵敏电流计指针向右偏转；如图甲所示，该同学将条形磁铁的N极向螺线管插入的过程中，发现指针 （选填“向左”或“向右”）偏转。
（3）如图乙所示，将第（2）问中的螺线管置于电子秤上，在条形磁铁的N极从螺线管拔出的过程中，电子秤的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）多次实验发现：感应电流产生的磁场，总是要 引起感应电流的磁通量的变化。
（5）本实验涉及的物理规律在生产和生活中的应用有 。（举一例）
13.（10分）
绿色环保低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家，某家用交流充电桩的供电电路如图所示。已知总电源的输出功率为100kW，其输出电压为U1=250V，输电线的总电阻r=10Ω，变压器视为理想变压器，其中升压变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶20，汽车充电桩的额定电压为U4=220V。当汽车以额定电压充电时，求：
（1）通过输电线的电流I2的大小；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数之比n3∶n4。
14.（14分）
某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，加速电压U1（未知）；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d，极板间电压为U2；c为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），从静止开始经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动，半径为R。求：
（1）粒子通过速度选择器的速度大小v；
（2）粒子的质量m；
（3）加速器的加速电压U1。
15.（18分）
如图所示，不同金属材料围成的闭合矩形线框倾斜放置，线框平面与水平面成θ角，两长边很长，电阻不计，两短边长度为L，电阻均为R，在两长边中间正方形区域abcd内存在垂直于线框平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m的金属杆从磁场上边缘由静止释放，滑至磁场下边界时恰好匀速运动。金属杆与线框长边始终垂直且接触良好，金属杆接入电路的电阻为R，不计一切摩擦，重力加速度为g，求：
（1）金属杆滑至磁场下边界时，通过金属线框上侧短边的电流大小；
（2）金属杆滑至磁场下边界时，金属杆的速度大小；
（3）由静止释放到下滑出磁场的过程中金属线框产生的焦耳热。
宿州市省、市示范高中2023-2024学年度第二学期期中教学质量检测
高二物理参考答案
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合要求的。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
三、非选择题（本题共5小题，共58分）
11．（6分，每空2分）（1）向外（2）0.49
12．（10分，每空2分）（1）B（2）向左（3）变小（4）阻碍（5）发电机、变压器等符合题意即可
13.（10分）
解：（1）总电源的输出电压为U1=250V，P1=100kW
可知：
又由带入数据得：
（2）由带入数据得：
又由：带入数据得
则：
14.（14分）
解：（1）在b中，粒子受的电场力和洛伦兹力大小相等，电场强度设为E
则
又有
得
（2）在c中，粒子受洛伦兹力作用而做圆周运动，
解得
（3）在a中，粒子被加速电场U1加速，由动能定理有
得
15.（18分）
解：（1）金属杆匀速出磁场，安培力与重力沿斜面方向分力平衡，有
解得
则通过金属线框上侧短边的电流大小
（2）金属杆切割磁感线产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律知
得
（3）由能量守恒得电路中产生的总焦耳热
又内外电路的电阻之比为2∶1，可得线框产生的焦耳热
1
2
3
4
5
6
7
8
D
C
B
B
A
C
D
C
9
10
BD
ACD