江西省萍鄉(xiāng)市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期4月期中物理試題

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二、實(shí)驗(yàn)題
11. 減小（2分） 不偏轉(zhuǎn) （2分） 正 （1分） BD（2分）
12. a（2分） 左（2分） 左端（2分） 220（2分）
三、解答題
13.（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=nBSω=42V（2分）
線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=Em2=4V（1分）
小燈泡正常發(fā)光，小燈泡兩端電壓U=3V，通過小燈泡的電流I=E?Ur=1A（2分）
則燈泡電阻RL=UI=31Ω=3Ω（1分）
線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60o過程中，磁通量變化量 ΔΦ=BSsin60°=32BS （1分）
通過小燈泡的電荷量為q=I?Δt=nΔΦRL+r（2分）
則：q=nΔΦRL+r=100×32×0.2×0.2×0.253+1C=38C（1分）
14.(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律，有E=Δ?Δt=ΔBΔtLd（1分）
由閉合電路歐姆定律，可得I1=ER+r（1分）
代入數(shù)據(jù)，得I1=0.2A（1分）
(2)當(dāng)t=2s時(shí)，B1=1.0T，導(dǎo)體棒受力平衡
F=mgsinθ+B1I1L（2分）
解得F=1.1N（1分）
(3)當(dāng)t=4s時(shí)B2=2.0T，此后磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，設(shè)導(dǎo)體棒最大速度為vm，有
E2=B2Lvm
I2=E2R+r
mgsinθ=B2I2L
可解得vm=2.5m/s（3分）
由能量守恒，有mgdsinθ=12mvm2+Q（1分）
QR=RR+rQ（1分）
QR=1.1J（1分）
（1）帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可得
r=lsin30°=2l（2分）
設(shè)粒子在p點(diǎn)的速度大小為v1，由洛倫茲力提供向心力，
qv1B=mv12r（2分）
解得v1=2qBlm（1分）
粒子進(jìn)入電場(chǎng)，在第三象限的運(yùn)動(dòng)可看做逆過程拋物線運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子經(jīng)x軸的坐標(biāo)為（-x1，0），粒子射入電場(chǎng)到經(jīng)n點(diǎn)的時(shí)間為t1，由幾何關(guān)系可得 x1=3+2l，在n點(diǎn)有v2=v1cs60，由拋物線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，有：
3+2l=v2t1（2分）
v1sin60=at1（1分）
a=qEm（1分）
聯(lián)立解得E=(23?3)qlB2m（1分）
（3）由對(duì)稱性可知，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
2t1=23+2mqB（2分）
粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=2πmqB
粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t2=210360T=7πm6qB（2分）
粒子在第一象限磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t3=23T=4πm3qB（2分）
帶電粒子從開始到第三次通過x軸的時(shí)刻為t=5π2+23+4mqB（1分）
1．下列敘述中不符合物理學(xué)史實(shí)的有
A．法拉第提出用電場(chǎng)線描繪電場(chǎng)的分布，極大促進(jìn)了人們對(duì)電磁現(xiàn)象的研究
B．安培提出的“分子電流假說”，揭示了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)
C．麥克斯韋建立了完整的電磁場(chǎng)理論，并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D．庫侖設(shè)計(jì)了“扭秤”，得到電荷間作用力與距離二次方成反比的規(guī)律
2.電磁學(xué)知識(shí)在科技生活中有廣泛的應(yīng)用，下列相關(guān)說法正確的是（ ）
A．圖甲中動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的工作原理是電磁感應(yīng)
B．圖乙中搖動(dòng)手柄使磁鐵旋轉(zhuǎn)，鋁線框也會(huì)跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來這種現(xiàn)象叫電磁驅(qū)動(dòng)
C．圖丙中自制金屬探測(cè)器是利用地磁場(chǎng)來進(jìn)行探測(cè)的
D．一切電流都可以用變壓器改變它的電壓
3.如圖所示,圓形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,在a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管、電源和滑動(dòng)變阻器連接成閉合回路.若將滑動(dòng)變阻器的滑片P向下滑動(dòng),下列表述正確的是
A.線圈a中將產(chǎn)生順時(shí)針方向(俯視)的感應(yīng)電流
B.線圈a對(duì)水平桌面的壓力將增大
C.線圈a有擴(kuò)張的趨勢(shì)
D.穿過線圈a的磁通量變小
4.將一段導(dǎo)線繞成如圖甲所示的閉合電路，并固定在水平面(紙面)內(nèi)，回路的ab邊置于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ中。回路的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的磁場(chǎng)Ⅱ，以向里為磁場(chǎng)Ⅱ的正方向，其磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。用F表示ab邊受到的安培力，以水平向右為F的正方向，則下圖中能正確反映F隨時(shí)間t變化的圖像是
5．磁場(chǎng)中的四種儀器如圖所示，則下列說法中正確的是（ ）
A．甲中回旋加速器，加速電壓越大，帶電粒子的最大動(dòng)能越大
B．乙中比荷為的粒子在質(zhì)譜儀C區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的半徑
C．丙中自由電荷為電子的霍爾元件有如圖所示電流和磁場(chǎng)時(shí)，N側(cè)電勢(shì)高
D．丁中長(zhǎng)寬高分別為a、b、c的電磁流量計(jì)加上如圖所示勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若流量Q恒定，前后兩個(gè)金屬側(cè)面的電壓大小
6.隨著節(jié)能減排的推進(jìn)，水力發(fā)電站將代替部分火力發(fā)電站而成為發(fā)電主力。某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:16，輸電線總電阻r=8Ω，降壓變壓器的輸出功率和輸出電壓分別為95kW和220V。若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的5%，變壓器均視為理想變壓器，則下列說法正確的是（ ）
A．通過輸電線的電流為20A
B．發(fā)電機(jī)的輸出功率為98kW
C．發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值為500V
D．降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為190:11
7．如圖，半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為磁場(chǎng)邊界上的一點(diǎn)，大量相同的帶正電粒子，在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以相同的速率從點(diǎn)射入磁場(chǎng)，這些粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的位置均位于圓弧上且點(diǎn)為最遠(yuǎn)點(diǎn)。已知圓弧長(zhǎng)等于磁場(chǎng)邊界周長(zhǎng)的四分之一，不計(jì)粒子重力和粒子間的相互作用，則該圓形磁場(chǎng)中有粒子經(jīng)過的區(qū)域面積為（ ）
A．B．C．D．
8.圖1和圖2是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個(gè)電路圖，和為電感線圈。實(shí)驗(yàn)時(shí)，斷開開關(guān)瞬間，燈突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)，燈逐漸變亮，而另一個(gè)相同的燈立即變亮，最終與的亮度相同。下列說法正確的是（ ）
A．圖1中，與的電阻值相同
B．圖1中，閉合，電路穩(wěn)定后，中電流小于中電流
C．圖2中，變阻器R與的電阻值相同
D．圖2中，閉合瞬間，中電流與變阻器R中電流相等
9．如圖甲所示。用一臺(tái)發(fā)電機(jī)給滑動(dòng)變阻器供電，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈的總電阻。電壓表為現(xiàn)想交流電壓表，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，下列說法正確的是（ ）
A．線圈轉(zhuǎn)至圖甲位置時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零
B．該發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
C．理想電壓表示數(shù)為，電阻的功率為
D．如把擊穿電壓為的電容器與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電容器將被擊穿
10.如圖所示，水平直線MN是勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線，直線MN的上、下方磁場(chǎng)的方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為B和3B，磁場(chǎng)范圍足夠大。一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、電阻為R的單匝正方形金屬線框abcd豎直放置，線框的下邊ab與磁場(chǎng)邊界MN的距離為H，由靜止開始釋放線框，當(dāng)ad邊有進(jìn)入邊界MN下方時(shí)（圖中虛線框位置），此時(shí)線框的速度為ab邊到達(dá)MN時(shí)速度的一半（尚未達(dá)到勻速），重力加速度為g，空氣阻力忽略不計(jì)，線框在運(yùn)動(dòng)過程中ab邊始終與MN平行。下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)b邊剛進(jìn)入下方磁場(chǎng)時(shí)，線框中感應(yīng)電流大小為
B．a(chǎn)b邊到達(dá)MN前，線框中的感應(yīng)電流為0，ab邊的電壓也為0
C．線框從開始運(yùn)動(dòng)至虛線框位置的過程，通過線框的電荷量為
D．線框從開始運(yùn)動(dòng)至虛線框位置所用的時(shí)間為
（6分）
某同學(xué)使用如圖所示的三組器材探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
（1）在甲圖中，閉合開關(guān)S后，將滑片P向左迅速移動(dòng)的過程中，線圈B中的磁通量 __________（選填“增大”或“減小”）。
（2）在乙圖中，將導(dǎo)體棒上下運(yùn)動(dòng)的過程中，電表指針 （選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”）。
（3）在丙圖中，將條形磁鐵向下插入線圈的過程中，感應(yīng)電流從 （選填“正”或“負(fù)”）極接線柱流入電表。如果線圈兩端取下電流計(jì)不接任何原件，則線圈中將
A．仍然有感應(yīng)電流 B．無感應(yīng)電流，只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
C．不能用楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向 D．可以用楞次定律判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。
12.傳感器在實(shí)際生活中應(yīng)用得相當(dāng)廣泛，周小南在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定某熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的圖像如圖甲所示，現(xiàn)在用該熱敏電阻制作的簡(jiǎn)易火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器電路圖如圖乙所示。請(qǐng)回答以下問題：
（1）為使溫度在升高到報(bào)警溫度時(shí)，報(bào)警器響起，單刀雙擲開關(guān)c應(yīng)該接 （選填“a”或“b”）。
（2）若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片P向 移動(dòng)；（填“左”或“右”）
（2）為實(shí)現(xiàn)溫度升高到60℃時(shí)報(bào)警器響起的目的，該同學(xué)先把熱敏電阻放入60℃的恒溫水中，然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻，直到報(bào)警器響起。在閉合兩開關(guān)S1，S2之前，該同學(xué)還應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至最 （選填“左端”或“右端”）。
（3）已知直流電源電動(dòng)勢(shì)E1=8V，內(nèi)阻不計(jì)。若繼電器線圈ed電阻忽略不計(jì)，流過繼電器線圈的電流I0≥10mA才會(huì)報(bào)警，欲使溫度升高到60℃時(shí)報(bào)警器響起，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)該是 Ω。
13.（10分）如圖所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的長(zhǎng)度ab=0.25m，寬度bc=0.20m，共有n=100匝，總電阻r=1.0Ω，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.20T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)額定電壓為U=3.0V的燈泡。當(dāng)線圈以角速度ω=42rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小燈泡恰好能正常發(fā)光。求∶
（1）若線圈從圖示位置開始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；
（2）線圈以由圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中，通過燈泡的電荷量。
14.（12分）如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角θ=30o，導(dǎo)軌間距L=0.5m，導(dǎo)軌下端接定值電阻R=2Ω，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌上距底端d=2m處垂直導(dǎo)軌放置一根導(dǎo)體棒MN，其質(zhì)量m=0.2kg，電阻r=0.5Ω，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌接觸良好。某時(shí)刻起在空間加一垂直導(dǎo)軌平面向上的變化磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系為B=0.5t（T），導(dǎo)體棒在沿導(dǎo)軌向上的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，g取10m/s2。求：
(1)流過電阻R的電流I；
(2)t=2s時(shí)導(dǎo)體棒所受拉力F的大?。?br>(3)從t=4s時(shí)磁場(chǎng)保持不變，同時(shí)撤去拉力F，導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑至底端時(shí)速度恰好達(dá)到最大，此過程電阻R產(chǎn)生的熱量QR。
15.（18分）在如圖所示的坐標(biāo)系中，y>0的區(qū)域內(nèi)內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；y