四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版）

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本试卷分为试题卷和答题卷两部分，其中试题卷由第I卷（选择题）和第Ⅱ卷组成，共6页；答题卷共2页。满分100分，时间75分钟。考试结束后将答题卡和答题卷一并交回。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
注意事项：
1.答第I卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔涂写在答题卡上。
2.每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案，不能答在试题卷上。
一、本大题12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项是符合题目要求的，第9~12题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，有错或不选的得0分。
1. 电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进武器。如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。一对足够长的光滑水平金属加速导轨M、N与可控电源相连，导轨电阻不计，在导轨间有竖直向上的匀强磁场。装有“电磁炮”弹体的导体棒ab垂直放在导轨M、N上，且始终与导轨接触良好，空气阻力不计。在某次试验发射时（ ）
A. 若要导体棒向右加速，则电流需从a端流向b端
B. 导轨间磁场方向若改为水平向右导体棒仍可加速
C. 若电源为恒压源，则导体棒可做匀加速直线运动
D. 若电源为恒流源，则导体棒可做匀加速直线运动
2. 如图所示，固定长直导线正上方用绝缘细线悬挂一金属圆环，静止时金属圆环的中心位于点。现在导线中通有水平向右的恒定电流，将金属圆环的中心拉到位置无初速度释放，金属圆环的中心运动到位置后反向运动，已知金属圆环和长直导线始终在同一平面内，且细线始终处于张紧状态。则金属圆环从到位置的过程中（ ）
A. 圆环中没有感应电流产生
B. 圆环中感应电流的方向先顺时针再逆时针方向
C. 圆环受到安培力的方向总是竖直向上
D. 圆环所受安培力的方向总是水平向左
3. 地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直于纸面向里。一个带电油滴沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动。由此可以判断（ ）
A. 如果油滴带正电，它是从N点运动到M点
B. 如果油滴带正电，它可能从M点运动到N点，也可能从N点运动到M点
C 如果水平电场方向向右，油滴带正电，从M点运动到N点
D. 如果水平电场方向向右，油滴带负电，从N点运动到M点
4. 下列现象中利用的主要原理与电磁感应无关的是（ ）
A. 如图甲，磁铁穿过一个固定的闭合线圈上下振动，磁铁很快就能停下来
B. 如图乙，电线的两端与灵敏电流计的接线柱相连，两学生摇动电线，发现电流计有示数
C. 如图丙，真空冶炼炉外有线圈，线圈中通入高频交流电，炉内金属能迅速熔化
D. 如图丁，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧上下振动
5. 如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关，接通，A、B两灯都能正常发光。若最初是接通的，是断开的，那么下列描述中正确的是（ ）
A. 刚接通，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮
B. 刚接通时，A灯延迟一段时间才亮，B灯就立即亮
C. 接通到电路稳定，A灯变暗，B灯由亮变暗最后熄灭
D. 接通，电路稳定后再断开时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭
6. 如图甲所示，一个矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转动，线框内磁通量随时间t变化的情况如图乙所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 时刻线框中的感应电动势最大B. 时刻线框平面与中性面重合
C. ，时刻交流电方向各改变1次D. 、时刻线框中感应电流的方向相同
7. 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，下列说法正确的是（ ）

A. 甲图如果加速电压减小，那么粒子最终的最大动能也会减小
B. 乙图可通过增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势
C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D. 丁图中产生霍尔效应时，稳定时一定是D侧面电势高
8. 在平面的的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，速率相等的大量质子从原点O朝各个方向均匀发射到第一象限内，发现从磁场上边界射出的质子数占总数的三分之二，不计质子间相互作用及重力，则质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为（ ）
A. B. C. D.
9. 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，当导线中通以图示方向的电流时( )
A. 磁铁对桌面的压力增大
B. 磁铁对桌面的压力减小
C. 磁铁受到向右的摩擦力作用
D. 磁铁受到向左摩擦力作用
10. 如图，在半径为R的半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，半径OP与半径OA的夹角为60°。现有一对正、负粒子以相同的速度从P点沿PO方向射入磁场中，一个从A点离开磁场，另一个从B点离开磁场。粒子的重力及粒子间的相互作用力均不计，则下列说法中正确的是（ ）
A. 从B点射出磁场的是带正电的粒子B. 正、负粒子在磁场中运动的周期之比为1∶1
C. 正、负粒子在磁场中运动的比荷之比为D. 正、负粒子在磁场中运动的时间之比为3∶2
11. 如图所示，置于磁场中的一段导线与缠绕在螺线管上的导线组成闭合回路，螺线管上的绕线方式没有画出，A是正下方水平放置在地面的细金属圆环，若磁场在变化的过程中，线圈A突然跳起，以下磁场的强弱B随时间t变化的规律可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
12. 如图甲（俯视图）所示，水平面内固定放置面积为，电阻为1Ω单匝线圈，线圈内充满垂直水平面向下的匀强磁场，其磁感应强度随时间t变化关系如图乙所示，线圈两端点M、N与相距的粗糙平行金属导轨相连，导轨置于垂直水平面向上的磁感应强度大小的匀强磁场中。一根总长为，质量为，阻值为9Ω的金属杆置于导轨上，且与导轨始终接触良好。一根劲度系数为的轻弹簧右端连接在固定挡板上，左端与金属杆相连，金属杆与金属导轨间动摩擦因数为，金属杆静止时弹簧伸长量为。在时刻闭合开关S，金属杆在内始终保持静止，g取，忽略平行导轨电阻，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A. 内金属杆中电流方向为
B. 金属杆与金属导轨间动摩擦因数至少为0.45
C. 内通过金属杆电荷量为
D. 内整个回路产生焦耳热
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空题（每空2分，共计16分）
13. 小管同学用如图所示的装置做“探究影响感应电流方向的因素”实验，螺线管A、滑动变阻器、开关与电池相连构成回路，螺线管B与“0刻度线”在中间的灵敏电流计构成闭合回路，螺线管B套在螺线管A的外面。
（1）为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，通过不同的操作观察指针摆动情况，以下正确的有________。
A．断开与闭合开关时指针会偏向同一侧
B．闭合开关，待电路稳定后，如果滑动变阻器的滑片不移动，指针不偏转
C．滑动变阻器的滑片匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央
D．滑动变阻器的滑片向右加速移动和向右减速移动，都能使指针偏向同一侧
（2）图中，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最_______端（填“左”或“右”）；在未断开开关，也未把A、B两螺线管和铁芯分开放置的情况下，直接拆除某螺线管处导线，可能由于自感现象突然被电击一下，则被电击可能是在拆除____________（选填“A”或“B”）螺线管所在电路时发生的。
14. 小贾同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空：
（1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框，将线框的下短边完全置于形磁铁的、极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面___________（填：“平行”或“垂直”）；
（2）在电路___________（填：“接通”或“未接通”）时，记录线框静止时弹簧测力计的读数；
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线框静止时弹簧测力计的读数，则线框所受安培力大小为___________，方向为___________；
（4）用刻度尺测出矩形线框短边的长度；
（5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度___________。
三、本大题3小题，共36分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15. 如图所示，在竖直平面内有一个半径为R=0.5m，质量为M=1kg的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环恰好有一半处在磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于P、Q点。用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连。当圆环中通有逆时针方向大小为I=1A的电流时，滑块保持静止。已知斜面倾角为θ=30°，斜面和滑轮均光滑，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）滑块的质量m；
（2）若圆环电流I大小不变，方向突然变为顺时针方向时，滑块的瞬时加速度为多大？
16. 如图所示，在竖直平面的直角坐标系xOy中，第一象限有沿y轴正方向的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场，第二象限有沿x轴正方向的匀强电场，两匀强电场的电场强度大小相等。一质量为m，电荷量为+q的带电小球，从x轴上的P点以初速度v0沿y轴正方向射入第二象限，依次经过Q点和M点，图中M点未标出。经过Q点的速度与y轴正方向成45°，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。
17. 如图甲所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，其宽度，导轨M与P之间连接阻值为的电阻，质量为、电阻为、长度为1m的金属杆ab静置在导轨上，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现用一垂直杆水平向右的恒力拉金属杆ab，使它由静止开始运动，运动中金属杆与导轨接触良好并保持与导轨垂直，其通过电阻R上的电荷量q与时间t的关系如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，已知ab与导轨间的动摩擦因数，取（忽略ab杆运动过程中对原磁场的影响），求：
（1）磁感应强度B的大小和金属杆的最大速度；
（2）金属杆ab从开始运动的1.8s内所通过的位移；
（3）从开始运动的1.8s内电阻R产生热量。