新疆喀什地区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(解析版)

这是一份新疆喀什地区2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(解析版)，共11页。

1．本试卷共100分，考试用时90分钟。
2．本试卷为问答分离式试卷，其中问卷6页。所有答案一律写在答题卷上，在问卷和其他纸张上答题无效。
一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分）
1. 了解物理规律的发现过程，学会象科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法中正确的是（ ）
A. 安培提出了著名的分子电流假说
B. 法拉第发现了电流热效应的规律
C. 特斯拉发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D. 奥斯特最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式
【答案】A
【解析】A．安培提出了著名分子电流假说，选项A正确；
B．焦耳发现了电流热效应的规律，选项B错误；
C．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕，选项C错误；
D．洛伦兹最先总结出磁场对运动电荷作用力的公式，选项D错误。
故选A。
2. 根据法拉第电磁感应定律，下列说法正确的是（ ）
A. 穿过回路的磁通量越大，回路中的感应电动势也越大
B. 磁通量的变化量越大，回路中的感应电动势越大
C. 穿过回路的磁通量的变化率为0，回路中的感应电动势一定为0
D. 某一时刻穿过回路的磁通量为0，回路中的感应电动势一定为0
【答案】C
【解析】根据法拉第电磁感应定律可知，回路中感应电动势正比于磁通量的变化率，与某时刻磁通量大小及其变化量大小无直接关系。
故选C。
3. 对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述正确的是（ ）
A. 电流的大小变化，方向不变，是直流电
B. 电流的大小不变，方向变化，是交变电流
C. 电流的大小和方向都变化，是交变电流
D. 电流的大小和方向都不变，是直流电
【答案】A
【解析】由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流，而是直流，但不是恒定直流。
故选A。
4. 下列关于电流磁场和通电导体在匀强磁场中所受安培力的判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A．该图中电流和磁场平行，则不受安培力作用，选项A错误；
B．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向向上，选项B错误；
C．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向水平向右，选项C错误；
D．根据左手定则可知，该电流受的安培力方向垂直直导线斜向右下，选项D正确。
故选D。
5. 图为演示自感现象的实验电路，A1、A2为相同的灯泡，电感线圈L的自感系数较大，且使得滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈L的直流电阻相等，下列判断正确的是（ ）

A. 断开开关S，灯A1、A2逐渐熄灭
B. 接通开关S，灯A2逐渐变亮
C. 接通开关S，灯A1立即变亮
D. 断开开关S，灯A1逐渐熄灭，A2闪一下再逐渐熄灭
【答案】A
【解析】AD．断开开关时，由于线圈产生自感电动势，立即反向对A2“供电”；由于滑动变阻器R接入电路中的阻值与线圈L的直流电阻相等，所以电路稳定后两灯的直流电流相等，因此不会出现A2闪一下再逐渐熄灭，而是两灯同时逐渐熄灭，A正确，D错误；
BC．接通开关S，由于自感线圈的自感作用，A2立即变亮，A1逐渐变亮，BC错误。
故选A。
6. 一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 在t0.4 s时电流改变方向B. 该交变电流的周期为0.5 s
C. 该交变电流的表达式为D. 该交变电流的有效值为
【答案】C
【解析】A．由图可知t0.4 s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；
B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误；
C．由图可知，电流的最大值为，角速度为
故该交变电流的表达式为
故C正确；
D．该交变电流的有效值为
故D错误。
故选C。
7. 两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为（ ）
A. 1∶B. 5∶4C. 3∶4D. 3∶2
【答案】B
【解析】根据有效值的定义，甲图则有
解得有效值为
乙图为正弦交流电，电流有效值为
通过两电热器的电流有效值之比为
根据功率公式P=I2R得到
故选B。
二、多选题（共3小题，每小题4分，共计12分，选对且不全得2分，错选不得分）
8. 在如图所示的四幅图中，带正电的粒子所受洛伦兹力F方向错误的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】ACD
【解析】A．根据左手定则，该图中正电荷受洛伦兹力方向向下，则A错误，符合题意；
B．根据左手定则，该图中正电荷受洛伦兹力方向向上，则B正确，不符合题意；
C．根据左手定则，该图中正电荷受洛伦兹力方向垂直纸面向里，则C错误，符合题意；
D．根据左手定则，该图中正电荷受洛伦兹力方向垂直纸面向外，则D错误，符合题意。
故选ACD。
9. 如图，在一水平桌面上放置的闭合可伸缩导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁由静止开始快速向下运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（ ）
A. 圆环中感应电流的方向是逆时针
B. 圆环中感应电流方向是顺时针
C. 圆环有缩小的趋势
D. 圆环有扩大的趋势
【答案】AC
【解析】条形磁铁由静止开始快速向下运动时，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律“增反减同”可知，感应电流的磁场向上，则感应电流的方向从上向下看是逆时针方向；根据“增缩减扩”可知，圆环有缩小的趋势。
故选AC。
10. 如图所示，匝的线圈（图中只画了2匝），电阻，其两端与一个的电阻相连。线圈内有垂直纸面向里的磁场，其磁通量按所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
A. 电阻R两端b点比a点电势低
B. 电阻R两端的电压大小为10V
C. 0.1s内电阻R产生的电热为0.192J
D. 0.1s时间内通过电阻R的电荷量为0.05C
【答案】AC
【解析】A．穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，a端为电源的正极，即电阻R两端b点比a点电势低，选项A正确；
B．感应电动势
则电阻R两端的电压大小为
选项B错误；
C．0.1s内电阻R产生的电热为
选项C正确；
D．0.1s时间内通过电阻R的电荷量为
选项D错误。
三、实验题（每空3分，共15分）
11. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，斌斌利用如图所示可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究。
（1）实验还需要下列器材中的_________；
A. B.
C.
（2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是_________。
A. 控制变量法B. 等效替代法
C. 演绎法D. 理想实验法
（3）实验中，图中变压器的原线圈接线“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0V，副线圈接线“0、4”接线柱，若将该变压器视为理想变压器，则副线圈输出的电压为_________V。
（4）实验过程中，某同学发现输出电压测量值明显_________（大于、等于、小于）理论值，可能的原因是_________（写出一种情况即可）。
【答案】（1）C （2）A （3）5 （4）小于 发生漏磁或磁漏现象、铁芯或线圈损耗、导线上产生损耗（明确说出一点即可）
【解析】（1）实验还需要学生电源，不需要直流电流表和直流电压表，故选C；
（2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法，故选A；
（3）若为理想变压器，则副线圈输出的电压为
（4）实验过程中，某同学发现输出电压测量值明显小于理论值，可能的原因是：发生漏磁或磁漏现象、铁芯或线圈损耗、导线上产生损耗（写出一种情况即可）。
四、计算题（共4小题，第12、13题各10分，第14题13分，第15题12分，共计45分）
12. 如图所示，在磁感应强度为0.2T的匀强磁场中，水平放置两根光滑的平行金属导轨，导轨间距为0.6m，导轨间接有电阻，有一导体棒AB在导轨上以10m/s的速度向右匀速滑动，导体棒AB的电阻，其余电阻不。求：
（1）导体棒AB两端感应电动势的大小；
（2）导体棒AB受到的安培力大小和方向。
【答案】（1）1.2V；（2）0.048N，水平向左
【解析】（1）根据
E=BLv
可得
E=0.2×0.6×10V=1.2 V
（2）回路的感应电流
解得
I=0.4A
安培力
F=BIL
解得
F=0.048 N
安培力方向水平向左。
13. 发电机转子是匝数，边长的正方形线圈，其置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻，外电路电阻试求：
（1）写出该线圈中产生的感应电动势的最大值；
（2）写出交变电流瞬时值表达式。
【答案】（1）400πV；（2）
【解析】（1）该线圈中产生的感应电动势的最大值
（2）感应电流的最大值
当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，则交变电流瞬时值表达式
14. 一具有速度选择器的质谱仪如图所示：A为粒子加速器、电场中电压为U，C中有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带正电粒子，质量为m，电荷量为q（不计所受重力）从加速器上极板由静止加速后恰好垂直进入C后做匀速圆周运动。求：
（1）粒子从电场中射出的速度大小v；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R；
（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间t。
【答案】（1）（2）；（3）
【解析】（1）粒子在电场中被加速，则

解得

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则
解得
解得

（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期
在磁场中运动的时间
解得
15. 如图所示，某发电厂用总电阻为2.5Ω的输电线输电，其输出的总功率是，现用5000V的电压输电，求：
（1）输电线上的电流；
（2）输电线上损失的电压和功率；
（3）若发电机输出的电压为500V，求升压变压器的匝数比。
【答案】（1）600A；（2）1500V，；（3）
【解析】（1）输电线上的电流
（2）输电线上损失的电压
损失的功率
（3）升压变压器的匝数比