物理-湖北省汉阳一中、江夏一中、洪山高中2024-2025学年高二2月联考试题和答案

汉阳一中、江夏一中、洪山高中2024—2025学年度下学期2月联考一.选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1--7题只有一项符合题目要求，第8--10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是()A.图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动B.图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小C.图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱D.图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时2.2024春节，湖北部分地区发生暴雪及冻雨灾害天气，气温下降剧烈。市场上某款电路示意图如图甲所示，现把电热器接在交流电源上，当电热丝被加热到一定温度后，装置P使电热丝两端的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为()乙A.55VB.110VC.156A.B线圈的磁通量将减小C.B线圈中感应电流产生的磁场阻止了B线圈内磁通量的增加D.若从左向右看B中产生顺时针方向的电流，则A左端是强磁性合金的N极高二物理试卷第1页，共6页4.如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为1的匀强磁场，梯形abcd是位于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为2l,ab>cd.从t=0时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是()5.如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B,∠a=60°,∠b=90°,边长ac=L,一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是()6.人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d,血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B,当血液的流量(单位时间内流过管道横截面的液体体积)一定时()×××d××V××A.血管上侧电势低，血管下侧电势高B.若血管内径变小，则血液流速变小C.血管上下侧电势差与血液流速无关D.血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小7.如图所示，水平面上固定的两光滑平行长直导轨，间距为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，两质量都为m、电阻都为R的导体棒L、L₂垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，L静止，L以初速度v。向右运动，运动过程中两棒不发生相碰。不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，则高二物理试卷第2页，共6页A.导体棒L₂最终停止运动，L以某一速度匀速运动B.导体棒L的最大加速度为D.回路中产生的总焦耳热8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3:1,当输入电压U=12V时，额定电压为3V的灯泡L₂正常发光，此时灯泡L₁也刚好正常发光。下列说法正确的是()A.L₁的额定电压是3VB.L₁的额定电压是9VC.L₂的额定功率是L₁的3倍D.L₂的额定功率是L₁的9倍9.如图所示为我国民众应对高温天气所用的吊扇，此时固定于天花板上的吊扇正在顺时针旋转(仰视),转速为n。已知叶片ab的长度为L,忽略转轴的大小，吊扇所在位置处地磁场的磁感应强度大小为B,方向与竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是()B.a、b两端的电势差大小为nπBL²sinθC.a端的电势高于b端的电势D.a端的电势低于b端的电势10.如图所示，在xOy平面的第一、二象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,在第三、四象限的-dsy≤0范围内有沿x轴正方向的匀强电场，在坐标原点O有一粒子源可以向x轴上方以不同速率向各个方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，x轴上的P点坐标为(-d,0),y轴上的Q点坐标为(0,-d)。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列选项分析正确的是()A.沿不同方向射入磁场经过P点的粒子速率可能相同B.若以最小速率经过P点的粒子又恰好能过Q点，则电场强度大小为C.若粒子源发射的粒子最大速率为v,在第二象限中有粒子扫过的区域面积D.所有经过P点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同二.非选择题：本题共5小题，共60分。高二物理试卷第3页，共6页11.(8分)图甲图乙将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小C.将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转D.将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转(2)小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是0A.插入铁芯C.将滑动变阻器的滑片向左移动D.将滑动变阻器的滑片向右移动L电流传感器0.40.30.20.1 高二物理试卷第4页，共6页①流过灯泡的电流是(选填“i"或“i₂”)②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮12.(10分)小明同学要把一个电流计(满偏电流为1mA,内阻未知)改装成一个量程为6V的电压表。为此，他设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中R为总阻值较大的滑动变阻器。连接好电路后，小明同学进行了如下实验操作：①开关闭合之前将R₁、R₂调到最大值；②只闭合开关S₁,将R,由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流Ig;③保持R,不变，再闭合S₂,调节电阻箱R₂的值，使电流计读数等于同时记录下此时电阻箱的读数为(1)根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻为_Ω;(2)小明同学用测量值作为电流表的内阻，将电流表改装成量程为6V的电压表，需要串联一个R=Ω(3)小明同学用一个同量程的标准电压表与改装后的电压表并联进行校准，其中标准电压表示数如图乙所示时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为V(保留两位有效数字),改装电表的量程发生偏差的可能原因是：电流计内阻测量值比真实值(选填“偏大"或"偏小”);(4)要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可，其中k=013.(12分)所示，线圈的面积是0.05m²,共有100匝；线圈电阻为1Q,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求：(1)线圈转过s时电动势的瞬时值多大；(2)线圈每转过一周，外力所做的功；(3)线圈转过的过程中流过电阻R的电量。14.(15分)如图1所示，两根间距为L=1.0m、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ=30°,导轨底端接入一阻值为R=2.0Ω的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为m=0.2kg、电阻为r=1.0Ω的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上F=2.0N的恒力，金属杆由静止开始运动，图2为运动过程的v-t图像，重力加速度g=10m/s²。则在金属杆向上运动的过程中，求：(1)匀强磁场的磁感应强度；(2)前2s内金属杆通过的位移；(3)前4s内电阻R产生的热量。15.(15分)如图所示，在xOy坐标系x<0区域内存在平行于x轴、电场强度大小为E(E未知)的匀强电场，分界线OP将x>0区域分为区域I和区域Ⅱ,区域I存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B(B未知)的匀强磁场，区域Ⅱ存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场及沿V轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场。一质量为m、电荷量为9的带正电粒子从M(-d,0)点以初速度v。垂直电场方向进入第二象限，经N点进入区域I,此时速度与V轴正方向的夹角为60°,经区域I后由分界线OP上的A点(图中未画出)垂直分界线进入区域Ⅱ,不计粒子重力及电磁场的边界效应。求：(1)电场强度E的大小；(2)带电粒子从M点运动到A点的时间t;(3)粒子在区域Ⅱ中运动时，第1次和第5次经过x轴的位置之间的距离8。高二物理试卷第6页，共6页1.下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是()甲乙丙丁A.图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相B.图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小C.图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动【详解】A.根据电磁驱动原理，图中当手摇动慢，故A错误；B.铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，由于电磁感应，铜盘中会产生感应电流，这个感应电C.搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起，是为了形成一个闭合回路。当电流表受到震动时，指针的摆动会带动连接指针的线圈摆动，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，会受到D.安检门利用涡流可以检测金属物品。当携带金属物品经过安检门时，金属物品会在交变磁场中产生涡流，这个涡流又会产生交变磁场，被安检门检测到，从而触发报警，故D正确。本题选不正确的，故选A。【点睛】根据电磁感应的基本原理以及其在各种场景中的应用逐一分析各个选项。本题主要是考查电磁驱2.2024春节，湖北部分地区发生暴雪及冻雨灾害天气，气温下路示意图如图甲所示，现把电热器接在交流电源上，当电热丝被加热到一的电压变为如图乙所示的波形，此时理想交流电压表的示数为()A.55VB.110VC.156VB【详解】理想交流电压表的示数为有效值，则示数为3.研究人员发现一种具有独特属性的新型合金能够将内能直接转化为电能。具体而言，只要略微提高温度，这种合金就会变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料上，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，下列说法正确A.B线圈的磁通量将减小B.B线圈一定有收缩的趋势C.B线圈中感应电流产生的磁场阻止了B线圈内磁通量的增加D.若从左向右看B中产生顺时针方向的电流，则A左端是强磁性合金的N极【详解】AB.现对A进行加热，其磁感应强度增大，A内部磁场与外部磁场方向相反，B线圈的总磁通量与A内部磁场方向相同，磁通量变大，由楞次定律可知，B线圈一定有扩张的趋势，故AB错误；C.根据楞次定律可知，B线圈中感应电流产生的磁场阻碍了B线圈内磁通量的增加，而非阻止，故C错误；D.根据右手螺旋定则和楞次定律可知，若从左向右看B中产生顺时针方向的电流，感应电流磁场向右，则A中原磁场方向向左，A内部磁场大于外部磁场，因此磁场方向要看内部，即A左端是强磁性合金的N极，故D正确。故选D。4.如图所示，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为1的匀强磁场，梯形abcd是位于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为21,ab>cd.从t=0时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图像可能正确的是()【答案】B【详解】由楞次定律可知，在时间内感应电流方向沿逆时针方向，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，所以感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小；在时间内感应电流方向沿顺时针，只有ad边切割磁感线，有效切割长度不变，则感应电动势不变，故感应电流大小不变；在时间内感应电流方向沿顺时针，线圈切割磁感线的有效长度越来越短且成线性递减，则感应电动势减小，故感应电流也随时间线性减小。故选B。5.如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B,∠a=60°,∠b=90°,边长ac=L,一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是()【答案】C【详解】粒子沿ab边界方向射入磁场从ac边射出磁场时转过的圆心角最大，粒子在磁场中的运动时间最长，粒子速度最大时运动轨迹与bc相切，粒子运动轨迹如图所示由题意知则因为四边形abdO是正方形，所以粒子做圆周运动的半径粒子做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故选C。6.人体血管状况及血液流速可以反映身体健康状态。血管中的血液通常含有大量的正负离子。如图，血管内径为d,血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B,当血液的流量(单位时间内流过管道横截面的液体体积)一定时()×××d×B×A.血管上侧电势低，血管下侧电势高B.若血管内径变小，则血液流速变小C.血管上下侧电势差与血液流速无关D.血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小【答案】D【详解】A.根据左手定则可知正粒子向血管上侧偏转，负离子向血管下侧偏转，则血管上侧电势高，血管下侧电势低，故A错误；B.血液的流量(单位时间内流过管道横截面的液体体积)一定为V,若血管内径变小，则血管的横截面积变小，根据V=Sv可知则血液流速变大，故B错误；CD.稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，根据可得又联立可得根据可知血管上下侧电势差变大，说明血管内径变小，血液的流速变化，则血管内径一定改变，则血管上下侧电势差改变，所以血管上下侧电势差与血液流速有关，故D正确，C错误。7.如图所示，水平面上固定的两光滑平行长直导轨，间距为L,处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，两质量都为m、电阻都为R的导体棒L、L₂垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，L静止，L以初速度v。向右运动，运动过程中两棒不发生相碰。不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，则B.导体棒L的最大加速度为C.两导体棒的初始距离最小为【答案】B【详解】A.根据楞次定律，导体棒L、L₂最终以相同的速度匀速直线运动，设共同速度为v₁,水平向右为正方向，根据动量守恒定律可得两导体最终都以的速度匀速运动，故A错误；E=BLv₀BIL=maC.当导体棒L、L速度相等时距离为零，则两棒初始距离最小，设最小初始距离为1,则通过导体棒横截面的电量为对导体棒L,由动量定理得BILt=mv₁即BLq=mvD.设导体棒L、L₂在整个过程中产生的焦耳热为Q,根据能量守恒定律可得故选B。多选题8.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为3:1,当输入电压U=12V时，额定电压为3V的灯泡L₂正常发光，此时灯泡L₁也刚好正常发光。下列说法正确的是()A.L₁的额定电压是3VB.L₁的额定电压是9VC.L₂的额定功率是L₁的3倍D.L₂的额定功率是L₁的9倍【详解】AB.设原线圈、副线圈电流为不I₂,匝数n、n₂,设灯泡L、灯泡L₂电压分别为U、U₂,题意易得U₂=3V,则有代入题中数据，解得CD.设L₁、L₂的额定功率分别为P=U₁I、P₂=U₂I₂故又因为U、U₂均为3V,故可得又因为联立可得整理可得P₂=3P故C正确D错误。故选AC。9.如图所示为我国民众应对高温天气所用的吊扇，此时固定于天花板上的吊扇正在顺时针旋转(仰视),转速为n。已知叶片ab的长度为L,忽略转轴的大小，吊扇所在位置处地磁场的磁感应强度大小为B,方向与竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是()C.a端的电势高于b端的电势D.a端的电势低于b端的电势【答案】ACB₁=Bcosθ10.如图所示，在xOy平面的第一、二象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,在第速率向各个方向发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子，x轴上的P点坐标为(-d,0),y轴上的Q点坐标为(0,-d)。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用。下列选项分析正确的是()A.沿不同方向射入磁场经过P点的粒子速率可能相同B.若以最小速率经过P点的粒子又恰好能过Q点，则电场强度大小为D.所有经过P点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同【答案】AD【详解】A.经过P点圆弧轨迹均以PO为弦，如图所示经过0、P两点的半径相等的圆O₁与圆O₂,粒子可以分别沿这动经过P点，由于运动半径相等，故粒子速度大小相同，故A正确；B.粒子以最小速率经过P点时，在磁场中的轨迹恰好为半个圆周，到达P点时速度方向垂直于x轴，粒子解得当OP为粒子运动轨迹的直径时圆周运动半径最小，粒子经过P点时速度最小，可得由P点到Q点做类平抛运动。沿y轴负方向做匀速直线运动，则有沿x轴正方向做匀加速直线运动，则有由牛顿第二定律得解得电场强度C.由题意可知，若粒子源发射的粒子最大速率为v,由洛伦兹力提供向心力得则粒子运动轨迹的最大半径为粒子向不同方向进入磁场时，粒子扫过的区域为以圆形轨迹直径为半径的扇形面积，即，在第二象限中有粒子扫过的区域面积为D.设沿不同方向进入磁场的粒子，经过P点的速度方向与x轴夹角为θ,如图所示在P点垂直电场方向的分速度为可见v,为定值。粒子穿过电场过程沿y轴负方向做匀速直线运动，则有因为v,定值，故所有经过P点的粒子在匀强电场中运动的时间均相同，故D正确。故选AD。实验题(1)小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”,所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从"+"接线柱流入电流表时，指针向右偏转。将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。关于该实验，下列说法正确的是。A.必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转B.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小C.将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转D.将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转(2)小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是0A.插入铁芯B.拔出线圈AC.将滑动变阻器的滑片向左移动D.将滑动变阻器的滑片向右移动(3)实验结束后，该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图可知：S电流传感器①流过灯泡的电流是(选填“i"或“i₂”)②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将。(选填"变长"、"变短"或"不变")【详解】(1)A.S极向下插入螺线管时，不需要保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针都会向右偏转，故AB.将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，故B错误；C.将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，则螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由B到A,则电流从"+"接线柱流入电流表，电流表的指针向右偏转，故C正确；D.将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，则螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由A到B,则电流从“-”接线柱流入电流表，电流表的指针向左偏转，故D错误。(2)将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，可知当线圈B中的磁通量增加时，电流计指针右偏。A.A.插入铁芯，线圈B中的磁通量增加，电流计指针右偏，故A正确；B.拔出线圈A,线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故B错误；C.将滑动变阻器的滑片向左移动，线圈A中电流增大，线圈B中的磁通量增加，电流计指针右偏，故C正D.将滑动变阻器的滑片向右移动，线圈A中电流减小，线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故D故选AC。(3)①[1]由图可知，断电前，通过灯泡和线圈的电流均恒定，且通过线圈的电流大于通过灯泡的电流。断电瞬间，线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小，而此时灯泡和线圈构成一回路，从而使通过灯泡的电流瞬间增大，且方向与原来电流方向相反。所以断电瞬间，灯泡中电流是i。②[2]在不改变线圈电阻等其他条件的情况下，只将铁芯拔出后重做上述实验，线圈的自感系数减小，对电流减小的阻碍能力变弱，所以可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。12.小明同学要把一个电流计(满偏电流为1mA,内阻未知)改装成一个量程为6V的电压表。为此，他设计了图甲所示的实验电路图，先进行该电流计内阻值的测量。其中R为总阻值较大的滑动变阻器。连接好①开关闭合之前将R、R₂调到最大值；②只闭合开关S₁,将R,由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流Ig;③保持R₁不变，再闭合S₂,调节电阻箱R₂的值，使电流计读数等于同时记录下此时电阻箱的读数为时，改装电压表的表盘如图丙所示，则改装后的电压表量程为_V(保留两位有效数字),改装电表的(4)要达到预期改装目的，不重新测量电流计的内阻值，只需将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即4【详解】(1)根据并联电路规律有(2)根据串联电路规律有求得(3)[1][2]由图乙和图丙可知，电流表指针指在表盘中央时对应的实际电压为3.2V,故改装后的电压表量程为改装后的电压表的量程偏大，是因为所串联的电阻偏大，而所串联的电阻为所以，造成改装后的电压表的量程偏大的原因是，电流计内阻测量值比真实值偏小。(4)根据串联电路规律有联立求得计算题13.所示，线圈的面积是0.05m²,共有100匝；线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为),,当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求：(2)线圈每转过一周，外力所做的功；(3)线圈转过的过程中流过电阻R的电量。【详解】(1)根据