重庆市名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1重庆市名校联盟2023~2024学年度第二期期中联考物理试题一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。A.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场B.在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小C.在LC振荡电路中，电容器极板上电荷量最大时电路中的电流最小D.常用的遥控器通过发出微波来遥控电视机〖答案〗C〖解析〗A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场产生磁场，但不一定产生变化的磁场；变化的磁场产生电场，但不一定产生变化的电场，故A错误；B．无线电波、红外线、可见光、紫外线都是电磁波，它在真空中的速度相同，故B错误；C．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电容器的电场能最大，则线圈产生的磁场能最小，磁场能大小与电流大小变化同步，所以电路中的电流最小，故C正确；D．常用的遥控器通过发出红外线脉冲信号来遥控电视机，故D错误。故选C。2.下列有关磁现象的四种模型对应的物理规律，说法错误的是（）A.图甲中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用B.图乙中磁块在铝管中下落的加速度一定小于当地的重力加速度gC.图丙中电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型D.图丁中的探雷器是利用涡流工作的，探测时是地下的金属感应出涡流，而涡流的磁场会影响线圈中的电流，使仪器报警〖答案〗A〖解析〗A．图甲中磁电式仪表中的铝框能起电磁阻尼的作用，指针转动时铝框中会产生感应电流，铝框受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，故A项错误，符合题意；B．磁体在铝管中运动的过程中，穿过铝管的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，所以铝管受到向下的安培力，磁体受到向上的安培力，因此磁体的加速度小于重力加速度，故B项正确，不符合题意；C．电磁炮的基本原理是电能转化为机械能，是一种安培力做正功的电动机模型，故C项正确，不符合题意；D．探雷器中有交变电流，其产生变化的磁场，其磁场会在金属物品中感应出涡流，而涡流产生的磁场又会反过来影响线圈中的电流，从而使仪器报警，故D项正确，不符合题意。故选A。3.如图所示，是自感系数很大的线圈，电阻不为零，和是两个相同的小灯泡。闭合开关一段时间后两灯泡都发光，断开开关瞬间，灯泡闪亮一下后熄灭。下列说法正确的是（）A.闭合开关一段时间后两灯泡亮度相同B.线圈的电阻必定小于小灯泡的电阻C.断开开关后小灯泡逐渐熄灭D.断开开关前后小灯泡的电流方向保持不变〖答案〗B〖解析〗A．闭合开关S一段时间后，由于流过A的电流大于流过B的电流，所以两灯泡亮度不相同，故A错误；B．断开开关S瞬间，灯泡B闪亮一下后熄灭，说明开关S闭合稳定后，通过线圈的电流大于通过B的电流，则线圈的电阻小于小灯泡B的电阻，故B正确；C．断开开关S后，灯泡B与线圈构成回路，而小灯泡A断开，立即熄灭，故C错误；D．断开开关S前后小灯泡B的电流方向由原来的向右变为向左，故D错误。故选B。4.图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的感应电动势随时间变化的规律如图（b）所示，则（）A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小B.1s内线圈中感应电流方向改变50次C.如把击穿电压为22V的电容器与线圈并联，电容器能正常工作D.风速加倍时，线圈中产生的感应电动势有效值为44V〖答案〗D〖解析〗A．t=0.01s时感应电动势最小，穿过线框的磁通量最大，故A错误，B．在一个周期内电流方向改变2次，故1s内电流方向改变的次数为次故B错误；C．感应电动势最大值为如把击穿电压为22V的电容器与线圈并联，电容器不能正常工作，故C错误；D．感应电动势最大值为有效值风速加倍时，线圈中产生的感应电动势有效值为44V，故D正确。故选D。5.如图甲所示，一个矩形线圈悬挂在竖直平面内，悬点P为AB边中点。矩形线圈水平边，竖直边，在EF下方有一个范围足够大、方向垂直纸面（竖直平面）的匀强磁场。取垂直纸面向外为磁感应强度的正方向，电流逆时针方向为正方向，安培力向下为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线圈内的感应电流i、线圈受到的安培力F随时间t变化的图像正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗AB．在一个周期内，B先线性增大，再线性减小，且增大时的变化率比减小时的变化率大，所以线圈内的磁通量先垂直纸面向外线性增大，再垂直纸面向外线性减小，前者的变化率大于后者的变化率，根据楞次定律可知，感应电流先沿顺时针（逆方向），再沿逆时针（正方向），且根据法拉第电磁感应定律可知，顺时针的电流大于逆时针的电流，故A错误，B正确；CD．根据左手定则可知，当电流沿顺时针方向时，F方向向上，且线性增大；当电流沿逆时针方向时，F方向向下，且线性减小，根据可知，F线性增大时的变化率大于线性减小时的变化率，故CD错误。6.如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。长度也为r、电阻为R的直导体棒OA置于圆导轨上面，导体棒在外力作用下绕O点以角速度ω顺时针匀速转动。直导体棒O端和圆轨道引出导线分别与电阻R1=R、R2=2R和电容为C的平行板电容器相连。已知重力加速度为g，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（）A.M板带负电B.导体棒OA产生的电动势为Br2ωC.电容器所带电荷量为D.电阻R1上消耗的电功率为〖答案〗C〖解析〗A．根据右手定则可知，等效电源OA的A端为正极，则M板带正电，故A错误；B．导体棒OA垂直磁场转动切割磁感线，则产生的感应电动势为故B错误；C．回路的感应电流电容器两端电压根据电容的定义式有解得故C正确；D．电阻R1上消耗的电功率为结合上述解得故D错误。故选C。7.如图，足够长柱形绝缘直杆处于方向垂直纸面向里、磁场磁感应强度大小为B的匀强磁场中，直杆与水平面间夹角。杆上套有一个带电量为、质量为m的小球，小球孔径略大于杆的直径，球与直杆间的动摩擦因数。现将小球由静止释放，小球将沿杆下滑。已知，，重力加速度为g，关于小球的运动下列说法正确的是（）A.小球下滑过程中先加速后减速，最终将静止在杆上B.小球下滑过程中有最大加速度，小球的最大加速度为0.2gC.小球下滑过程中有最大速度，小球的最大速度为D.若小球下滑距离为x时速度刚好达到最大，则该过程中克服摩擦力做的功〖答案〗D〖解析〗A．小球下滑过程，先加速，当其受力平衡后小球将做匀速直线运动，所以小球下滑过程中先加速后匀速，最终在杆上匀速，故A项错误；B．由题意可知，当其加速度最大时，沿杆方向合力最大，此时摩擦力为零，即解得故B项错误；C．当速度最大时，合力为零，有解得故C项错误；D．下滑过程，有解得故D项正确。二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.以下装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（）A.甲图为回旋加速器，粒子的最大动能与加速电压U的大小有关B.乙图为磁流体发电机，可判断出B极板比A极板电势高C.丙图为质谱仪，打到照相底片D同一位置粒子的比荷相同D.丁图为速度选择器，特定速率的粒子从右侧沿轴线进入后能做直线运动〖答案〗BC〖解析〗A．粒子做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，整理有粒子的最大动能为粒子的最大动能与加速电压U的大小无关，故A项错误；B．根据左手定则可以判断，带正电的粒子向B板聚集，所以B板为正极，即B极板比A极板电势高，故B项正确；C．粒子由加速电场加速粒子做匀速圆周运动，有整理有粒子经过相同加速电场和偏转磁场，所以达到同一个位置的粒子的比荷相同，故C项正确；D．丁图的速度选择器，粒子只能从左向右运动才符合原理。比如带正电的粒子进入时，洛伦兹力向上，电场力向下才能受力平衡，故D项错误。9.在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接入恒定的正弦交流电，电流表、电压表均为理想表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S开始接在1端，则下列判断正确的是（）A.将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变小、电压表的示数不变B.将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数不变，电压表的示数变小C.将开关S由1合向2，电流表的示数变大，电压表的示数变小D.将开关S由1合向2，电流表的示数变小，电压表的示数变小〖答案〗AD〖解析〗AB．原线圈两端电压一定，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压一定，电压表的示数不变滑片P向下移，接入电阻增大，根据欧姆定律，副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故A正确，B错误；CD．根据电压匝数关系有将开关S由1合向2，原线圈匝数增大，则副线圈两端电压减小，电压表的示数变小，根据欧姆定律，副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故C错误，D正确。故选BD。10.如图，在平面直角坐标系Oxy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在y轴上的点有一离子源，向各个方向均匀发射速率相等、质量为m、电量为q的相同粒子，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为。当时，粒子从x轴上处离开。不计粒子的重力。则（）A.粒子入射速率为B.粒子打在x轴上的最远处坐标为C.打在x轴上的粒子在磁场中运动的最长时间为D.打在y轴上的粒子数占粒子总数的〖答案〗ACD〖解析〗A．当时，粒子轨迹如图所示由几何关系，可得解得又联立，解得故A正确；B．粒子打在x轴上的最远处时，在磁场中的轨迹为半圆，如图由几何关系可得故B错误；C．打在x轴上的粒子，其轨迹与x轴相切时，在磁场中运动的最长时间，轨迹如图由几何关系可得解得，可知打在x轴上的粒子在磁场中运动的最长时间为又联立，解得D．粒子恰好从原点O飞出磁场的轨迹如图由几何关系可得解得则有综上所述，打在y轴上的粒子速度方向与y轴方向夹角范围为可知打在y轴上的粒子数占粒子总数的。故D正确。故选ACD。三、实验题：本大题共2小题，共15分。11.如图甲是某兴趣小组设计的测量人体重量的电子称的设计电路。已知电源电动势为E=12V，r=2Ω，理想电流表A量程为0~3A，踏板的质量可忽略不计。其中压力传感器R的阻值随压力变化的关系如图乙所示。兴趣小组将电流表A的刻度改成相应的踏板所受压力值即制成一个测量人体重量的电子称。（1）该电子秤的零刻线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表的刻度盘______A处。（保留2位有效数字）（2）该电子秤能测量的最大压力为______N。（3）该电子秤压力刻度______。（填“均匀”或“不均匀”）〖答案〗（1）0.38（2）2800（3）不均匀〖解析〗（1）踏板空载时。压力为0，根据图乙可知，压力传感器的电阻为30Ω，根据闭合电路欧姆定律有（2）压力越大，压力传感器电阻越小，电路电流越大，电流表量程为3A，则压力传感器允许接入的最小电阻为此电阻对应的压力为最大值，则有解得（3）根据闭合欧姆定律有根据图乙有解得可知，图像不是呈现线性关系，即该电子秤压力刻度不均匀。12.某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，先将实验器材按照如图甲所示连接好。（1）该同学将灵敏电流计G接入图甲所示的电路。此时A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向______（选填“有”或“没有”）关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，可采取的操作是______（填正确选项前的字母）。A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动（2）如甲图所示，把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两种情况下通过线圈截面的电荷量分别为q1、q2，则q1______q2。（填>、=或<）（3）为了探究电磁感应规律，该同学选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，灵敏电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图乙所示的电路中，灵敏电流计的指针如图乙中所示。该同学又将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图丙所示。通过分析可知图丙中的条形磁铁的运动情况是______（选填“向上拔出”或“向下插入”）。〖答案〗（1）有BD或DB（2）=（3）向上拔出〖解析〗（1）[1]当线圈A中电流变化时，会引起穿过线圈B的磁通量的变化，线圈B所在回路产生感应电流，感应电流的方向应阻碍线圈B的磁通量的变化。由右手螺旋定则可知，用右手握住线圈B，四指所指的方向和电流方向相同，线圈B中导线的绕向不同，则右手握住线圈的方式不同，故灵敏电流计中电流方向与线圈B中导线的绕向有关。[2]合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏转，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针向右偏转；现在要使灵敏电流计的指针再次向右偏转，因此穿过线圈B的磁通量仍要增加。A．断开开关，线圈A中电流消失，其产生的磁场消失，则线圈B中的磁通量减小，故A错误；B．在线圈A中插入铁芯，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量增大，故B正确；C．变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A产生的磁场减弱，则穿过线圈B的磁通量减小，故C错误；D．变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A产生的磁场增强，则穿过线圈B的磁通量增加，故D正确。故选BD。（2）根据，，可知第一次快插，第二次慢插，两种情况下穿过线圈B的磁通量变化量相同，所以通过线圈B截面的电荷量q1与q2相等。（3）根据图乙可知，电流从灵敏电流计左接线柱流入时，指针往左偏转，则图丙中电流从电流计左接线柱流入，螺线管中的电流方向为顺时针方向（从螺线管的上方向下看），根据右手螺旋定则，螺线管中感应电流产生的磁场方向竖直向下；而条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）也竖直向下，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量减小，所以条形磁铁的运动情况是向上拔出线圈。四、计算题：本大题共3小题，共42分。13.某科研小组模拟的风力发电机发电输电简易模型如图所示。风轮机叶片通过升速齿轮箱带动发电机线圈在磁感应强度大小B=0.1T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴'以角速度匀速转动，其中矩形线圈匝数为N=100匝，面积为0.2m2，线圈总电阻r=2Ω，小灯泡电阻R=8Ω，电流表为理想表。求：（1）从图示位置开始计时线圈中产生的瞬时电动势e的表达式，以及交流电流表的示数；（2）线圈从图示位置转过90°的过程中，线圈中产生的平均电动势。〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）图示位置为中性面，则电动势的表达式为可知有效值根据欧姆定律有解得电流表示数（2）线圈从图示位置转过90°的过程中，磁通量的变化量大小经历时间感应电动势的平均值解得14.如图所示，两根平行光滑足够长金属导轨固定在倾角θ=30°的斜面上，其间距L=1m。导轨间存在垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1T。两根金属棒NQ和ab与导轨始终保持垂直且接触良好，NQ棒通过一绝缘细线与固定在斜面上的拉力传感器连接（连接前，传感器已校零），细线平行于导轨。已知ab棒和NQ棒的质量均为1kg，NQ棒和ab棒接入电路的电阻均为0.5Ω，导轨电阻不计。将ab棒从静止开始释放，其v—t图像如图乙所示，同时拉力传感器开始测量细线拉力FT，当ab棒的位移为x=10m时，其速度已达到了最大速度vm=5m/s，重力加速度g取10m/s2。求：（1）金属棒ab的速度为v=2m/s时拉力FT的大小；（2）金属棒ab的位移为10m过程中NQ棒上产生的焦耳热；（3）金属棒ab的位移为10m过程中所用时间为多少。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）金属棒ab速度为v=2m/s时，产生的电动势为根据右手定则可知，电动势方向从b指向a。回路中的电流为电流方向从N流向Q，对NQ棒受力分析，由平衡条件可知解得（2）金属棒ab的位移为10m过程中，