甘肃省兰州市教育局第四片区2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

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一、单选题(本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题列出的4个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)

1．(本题4分)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t0.4s时电流改变方向B．该交变电流的周期为0.5s

C．该交变电流的表达式为D．该交变电流的有效值为

2．(本题4分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．如图导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2L，与磁场方向垂直，bc边长为L，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（）

A．0

B．BIL

C．2BIL

D．√5BIL

3．(本题4分)如图所示，半径为r的圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为常量，则图中半径为R的单匝圆形线圈中产生的感应电动势大小为（）

A．

B．

C．

D．

4．(本题4分)某月球探测器着陆月球后，在磁场极其微弱的月球上，通过探测器拍摄到带电粒子在月球磁场中的运动轨迹.如果探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置，拍摄到的电子运动轨迹照片如图所示（四张照片尺寸比例相同）。设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是（）

A．④③②①B．①④②③C．③④②①D．①②③④

5．(本题4分)如图所示，四幅图分别表示在匀强磁场中，闭合电路的一部分导体的运动方向与电路中产生的感应电流方向的关系，其中错误的是（）

A．B．

C．D．

6．(本题4分)某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S，匝数为N，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈平面最初平行于磁场，经过时间t后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，则在这段时间内，线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向（从左往右看）为（）

A．，逆时针

B．，逆时针

C．，顺时针

D．顺时针

二、多选题(本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题列出的4个备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，有选错的得0分)

7．(本题5分)如图，四条相互平行的细长直导线垂直坐标系xOy平面，导线与坐标平面的交点为a、b、c、d四点。已知a、b、c、d为正方形的四个顶点，正方形中心位于坐标原点O，e为的中点且在y轴上；四条导线中的电流大小相等，其中过a点的导线的电流方向垂直坐标平面向里，其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则（）

A．O点的磁感应强度为0

B．O点的磁感应强度方向由O指向c

C．e点的磁感应强度方向沿y轴正方向

D．e点的磁感应强度方向沿y轴负方向

8．(本题5分)如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（）

A．R的发热功率不变

B．电压表的示数不变

C．电流表的示数变大

D．电流表的示数变小

9．(本题5分)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（）

A．接收线圈的输出电压约为8V

B．接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1

C．发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同

D．穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同

10．(本题5分)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示。内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器。两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点。粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点。装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（）

A．粒子1可能为中子

B．粒子2可能为电子

C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点

D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点

三、实验题(本题共2小题，每小题6分，共12分)

11．(本题6分)磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：

（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）．

A．平行于南北方向，位于小磁针上方

B．平行于东西方向，位于小磁针上方

C．平行于东南方向，位于小磁针下方

D．平行于西南方向，位于小磁针下方

（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项）

A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向

C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向

（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.

12．(本题6分)某同学使用如图所示的三组器材探究电磁感应现象。

（1）在甲图中，闭合开关s后，将滑片P向右减速移动的过程中，线圈B中的磁通量______（选填“增大”或“减小”）。

（2）在乙图中，将如图所示条形磁铁向下插入线圈的过程中，感应电流从______（选填“正”或“负”）接线柱流入电表。

（3）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈连接，如图丙所示．已知线圈由端开始绕至端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离时，指针向右偏转．俯视线圈，其绕向为_______（填：“顺时针”或“逆时针”）。

四、解答题(本题共4小题，共44分)

13．(本题10分)厦门某个小型水电站发电机的输出功率为，发电机的输出电压为。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为，在用户端用降压变压器把电压降为。要求输电效率达到95%。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：

（1）输电线上通过的电流是多少？

（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？

（3）降压变压器的匝数比等于多少？

14．(本题10分)如图甲所示的螺线管，匝数n=1500匝，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=3.5Ω，R2=2.5Ω，向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。求：

（1）螺线管产生的感应电动势大小；

（2）通过螺线管的电流大小和方向；

（3）螺线管两端的电压大小，并判断M、P两端的电势高低。

15．(本题12分)如图所示，直线MN上方为磁感应强度为B的足够大的匀强磁场。一电子（质量为m、电荷量为e）以速度v从点O与MN成角的方向射入磁场中，求：

（1）电子在磁扬中运动的半径r；

（2）电子从磁场中射出时到O点的距离d；

（3）电子在磁扬中运动的时间。

16．(本题12分)如图所示，一U形金属框的可动边AC长，其电阻为，匀强磁场的磁感强度为，AC以的速度水平向右匀速移动，电阻R阻值为，（其它电阻均不计）。

（1）计算感应电动势的大小；

（2）计算电阻R中的电流大小；

（3）计算导体棒AC受到的安培力大小；参考答案：

1．C

【详解】A．由图可知t0.4s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。

2．C

【详解】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为

Fab=BI2l=2BIl

则该导线受到的安培力为2BIl。

故选C。

3．A

【详解】由题意可知磁场的变化率为

根据法拉第电磁感应定律可知

故选A。

4．D

【详解】根据洛伦兹力提供向心力可得

解得

由图可知半径关系为

可知磁场从强到弱的位置排列是①②③④。

故选D。

5．A

【详解】根据右手定则，即让磁感线穿过手掌心，大拇指所指的方向为运动方向，则四指所指方向为感应电流的方向。

A．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向外，故A错误，符合题意；

B．根据右手定则，可知感应电流方向沿导线向上，故B正确，不符合题意；

C．根据右手定则，可知感应电流方向垂直纸面向外，故C正确，不符合题意；

D．根据右手定则，可知感应电流方向沿导线向下，故D正确，不符合题意。

故选A。

6．A

【详解】经过时间t，面积为S的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处，磁通量变化为

由法拉第电磁感应定律，线圈中产生的平均感应电动势的大小为

由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向。

故选A。

7．BD

【详解】AB．由题知，四条导线中的电流大小相等，且到O点的距离相等，故四条导线在O点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知，与相互抵消，与合成，根据平行四边形定则，可知O点的磁感应强度方向由O指向c，其大小不为零，故A错误，B正确；

CD．由题知，四条导线中的电流大小相等，a、b到e点的距离相等，故a、b在e点的磁感应强度大小相等，c、d到e点的距离相等，故c、d在e点的磁感应强度大小相等，根据右手螺旋定则可知，四条导线中在O点产生的磁感应强度方向，如图所示

由图可知与大小相等，方向相反，互相抵消；而与大小相等，方向如图所示，根据平行四边形定则，可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿y轴负方向，故C错误，D正确。

故选BD。

8．BC

【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为的线圈输出功率变大，匝数为的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由

可知电流表的示数变大，根据

因比值不变，变大，变大，因此，R的发热功率变大，故A错误，C正确；

B．根据理想变压器电压比等于匝数比

可知输出电压不变，电压表的示数不变，故B正确；

D．根据理想变压器电流与匝数关系可得

由于匝数均保持不变，增大，所以、增大，故电流表的示数变大，故D错误。

故选BC。

9．AC

【详解】A．根据

可得接收线圈的输出电压约为U2=8V；

B．由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，故B错误；

C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；

D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故D错误。

故选AC。

10．AD

【详解】AB．由题图可看出粒子1没有偏转，说明粒子1不带电，则粒子1可能为中子；粒子2向上偏转，根据左手定则可知粒子2应该带正电，A正确、B错误；

C．由以上分析可知粒子1为中子，则无论如何增大磁感应强度，粒子1都不会偏转，C错误；

D．粒子2在磁场中洛伦兹力提供向心力有

解得

可知若增大粒子入射速度，则粒子2的半径增大，粒子2可能打在探测器上的Q点，D正确。

故选AD。

（1）A（1分）逆时针（1分）

B（2分）

吸引（1分）排斥（1分）

【详解】（1）无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，根据左手定则，可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针，故选A；

（2）电子束运动径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，由左手定则知a为阴极；故B对．

（3）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；

12．（1）增大（2分）（2）负（2分）（3）逆时针（2分）

【详解】（1）[1]滑片P向右减速移动的过程中，电阻减小，电路中电流增大，线圈A产生的磁场增强，B中的磁通量增大。

（2）[2]条形磁铁向下插入线圈，线圈中的磁场方向向上，且磁通量增大，根据楞次定律的“增减反同”，线圈中的感应电流产生的磁场向下，根据安培定则和图中线圈的绕向可知线圈中感应电流从上端流入，下端流出，因此电流从负接线柱流入电表。

（3）[3]条形磁铁从图中位置向右远离L时，穿过L的磁通量向上且减小，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场向上，由安培定则可知，线圈中电流由b流