2024-2025学年山东省济宁市兖州区高二（下）期中物理试卷（含解析）.docx

2024-2025学年山东省济宁市兖州区高二（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共24分1.如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管下列说法正确的是(    )A. 电流计中的电流先由a到b，后由b到aB. a点的电势始终低于b点的电势C. 磁铁减少的重力势能等于回路中产生的热量D. 磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度2.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为3.0Ω的灯泡，则(    )A. 理想电压表V的示数为4VB. 电路中的电流方向每秒改变10次C. 0.05s时，线圈磁通量变化率最大D. 电动势的瞬时值表达式为e=4 2sin20πtV3.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R为滑动变阻器，理想交流电压表V1和V2的示数分别为U1和U2，理想交流电流表A1和A2的示数分别为I1和I2.下列说法正确的是(    )A. U1和U2是电压的瞬时值B. I1、I2之比等于原、副线圈的匝数之比C. 滑片P向上滑动过程中，U2变大，I1变大D. 滑片P向上滑动过程中，U2不变，I1变小4.如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。

升压变压器原、副线圈匝数之比为n1:n2=1:10，其输入电压如图所示，输电功率为200kW，输电线总电阻为R线=8Ω，则下列说法正确的是(    )A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100HzB. 升压变压器副线圈的电压有效值为5000VC. 高压输电线上电流有效值为40AD. 高压输电线上损失的电压为320 2V5.R1、R2为两个完全相同的定值电阻，R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的 3倍)，R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1:Q2为(    )A. 2:3 B. 4:3 C. 2: 3 D. 5:46.如图所示，水平面内有相距为l=1.0m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E=4V、内阻r=1Ω的电源，金属棒ab跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒ab接入电路部分的电阻R=1Ω，金属导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中，磁场方向与棒ab垂直且与水平面成θ=30∘角斜向右上方，棒ab始终静止于导轨上下列说法正确的是(    )A. 棒ab所受摩擦力水平向左 B. 棒ab所受安培力大小为1NC. 棒ab受到的支持力比重力小1N D. 棒ab所受摩擦力大小为1N7.关于下列四幅图的说法正确的是(    )A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压UB. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出A极板是发电机的正极，B极板是发电机的负极C. 图丙是速度选择器的示意图，带电粒子(不计重力)能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器的条件是Eq=qvB，即v=EBD. 图丁是质谱仪的主要原理图。

其中 11H、 12H、 13H在磁场中偏转半径最大的是 13H8.如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为−q(q>0)的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是(    )A. 粒子可能从B点射出B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 32LC. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为πm3qB0D. 所有从AB边射出的粒子，其在磁场中运动的时间都不相等二、多选题：本大题共4小题，共16分9.如图甲所示，在虚线所示的区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的变化规律如图乙所示，面积为S的单匝金属线框处在磁场中，线框与电阻R相连，若金属框的电阻为R2，下列说法正确的是 (    )A. 流过电阻R的感应电流由a到b B. 线框cd边受到的安培力方向向上C. 感应电动势大小为2B0St0 D. a、b间的电压大小为2B0S3t010.如图所示，圆形区域内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，两比荷相同的带电粒子(不计重力)沿直线AB方向从A点射入磁场中，分别从圆弧上的P、Q两点射出，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是(    )A. 从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：2B. 从P、Q射出的粒子在磁场中运动的时间之比为1：3C. 从P、Q射出的粒子速率之比为2：1D. 从P、Q射出的粒子速率之比为3：111.如图所示的两个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L。

距磁场区域的左侧L处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直现用拉力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时电动势E为正，拉力F向右为正关于感应电动势E、线框中通过的电荷量q、拉力F和产生的热功率P随时间t变化的图象正确的有(    )A. B. C. D. 12.如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻平直部分导轨左边区域有宽度为d，方向竖直向上，磁感应强度大小为B的匀强磁场质量为m，电阻为2R的金属棒从高为ℎ处静止释放，到达磁场右边界处时速度为v已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好则金属棒穿过磁场区域的过程中(    )A. 通过金属棒的电荷量为BdLRB. 金属棒产生的焦耳热为23m(gℎ−μgd−12v2)C. 机械能的损失量为mgℎ−12mv2D. 通过磁场的时间为 2gℎμg−vμg−B2L2d3μmgR三、非选择题：本题共6小题，共60分13.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。

以下是实验探究过程的一部分(图中A是小线圈，B是大线圈)1)如图甲所示，当磁体N极朝下且向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转电路稳定后，若向右移动滑动变阻器的滑片，此过程中电流表指针向          偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向          偏转均选填“左”或“右”)(3)某同学按图丙所示电路完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把A、B两线圈和铁芯分开放置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除          (选填“A”或“B”)线圈所在电路时发生的，分析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应          (选填“断开开关”或“把A、B线圈分开放置”)14.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材：可拆变压器、学生电源、数字多用电表1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是          A.控制变量法                       B.等效代替法                       C.整体隔离法(2)为了减少涡流的影响，铁芯应该选择          。

A.整块硅钢铁芯                                          B.整块不锈钢铁芯C.绝缘的硅钢片叠成                                    D.绝缘的铜片叠成(3)现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为n1时的输入电压U1和副线圈匝数为n2时的输出电压U2，数据如表所示原线圈匝数n1(匝)副线圈匝数n2(匝)输入电压U1(V)输出电压U2(V)1002004.328.271008004.3233.904008004.338.2640016004.3316.52①在误差允许范围内，表中数据基本符合          规律②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因          15.如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数n=100匝，面积为S=0.02m2，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，角速度ω=100rad/s已知匀强磁场磁感应强度B= 2T，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻R相接，电表均为理想电表，电流表示数为I=4A从线框转至中性面位置开始计时，求：(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。

16.如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带负电荷的粒子，不计重力，从x轴上的P点以速度v射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好从y轴上的Q点垂直于y轴射出第一象限已知v与x轴正方向成60°角，OQ=a1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)求带电粒子在磁场中运动的时间；(3)若只改变匀强磁场的磁感应强度的大小，求B满足什么条件时，粒子不会从y轴射出第一象限17.如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37 ∘的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距L=1m，整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中，磁场向垂直斜面向上，质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1Ω，电路中其余电阻不计，金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37 ∘=0.6，cos37 ∘=0.8，取g=10m/s21)求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度vm；(2)求金属棒ab沿导轨向下运动过程中，电阻R的最大电功率PR；(3)若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.5J，求流过电阻R的总电荷量q。

18.如图所示，xOy平面内，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场强度大小为E，方向与xOy平面平行，且与x轴成45°夹角一带电粒子以大小为v0的初速度从y轴上的P点沿y轴正方向射出，P点的坐标为(0,L)，一段时间后粒子第一次进入电场且进入电场时的速度方向与电场方向相反不计粒子的重力1)判断带电粒子的电性，并求其比荷(qm)；(2)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；(3)求带电粒子第四次经过x轴的位置的横坐标答案解析1.【答案】D 【解析】【分析】当磁铁的N极向下运动，导致穿过线圈的磁通量发生变化，导致线圈中产生感应电动势由楞次定律可得感应电流的方向，从而判断电流计中电流方向，感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因，根据来拒去留的判断口诀分析在各点的受力情况，从而知道加速度的大小本题考查了楞次定律的应用，重点是根据磁通量的变化判断出感应电流的有无和方向，能根据来拒去留的判断口诀分析在各点的受力情况，难度适中解答】AB.在磁铁进入螺线管的过程中。