2024-2025学年高二物理人教版（2019）下学期期中考试模拟卷B卷（含解析）

2024-2025学年高二物理人教版（2019）下学期期中考试模拟卷B卷（试卷满分：100分；考试时间：90分钟）一、选择题（每小题5分，共50分）1.如图所示，下列关于带负电粒子在匀强磁场中所受洛伦兹力f的方向表示正确的是()A. B. C. D.2.有“中国天眼”美誉的FAST是目前世界最大口径的射电望远镜，它是一种用于接收和研究天体发射的电磁波的特殊装置。下列关于电磁波的说法正确的是()A.电磁波在真空中也能传播 B.电磁波能传播信息，不能传播能量C.X射线的波长比红外线的波长更长 D.麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在3.关于正弦式交变电流的产生过程，下列说法正确的是()A.当线圈平面与中性面垂直时，电流方向发生变化B.线圈平面经中性面时开始计时，周期内，电流先增大后减小C.线圈平面与中性面垂直开始计时，2个周期内电流方向改变4次D.线圈转动过程中通过线圈的磁通量最大的位置，也是感应电流最大的位置4.一束γ射线从气泡室底部进入而没有留下痕迹，气泡室中充满液态氢。这束γ射线从一个氢原子中打出一个电子，同时γ光子自身转变成一对正、负电子对（分别称为正电子、负电子），其径迹如图所示。已知匀强磁场的方向垂直照片平面向里，正、负电子质量相等，则下列说法正确的是()A.左侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹B.正电子，负电子所受洛伦兹力大小时刻相等C.分离瞬间，正电子速度大于负电子速度D.正电子，负电子和被打出的电子的动能均保持不变5.如图所示，绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，a带负电并绕中心O点顺时针转动，下列说法正确的是()A.当a顺时针加速转动时，b产生顺时针方向电流并有扩张趋势B.当a顺时针减速转动时，b产生逆时针方向电流并有扩张趋势C.当a顺时针匀加速转动时，b产生逆时针方向电流并有扩张趋势D.当a顺时针匀速转动时，b不产生电流但有收缩趋势6.如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直纸面向里，边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd垂直磁场放置，规定图示位置通过线框的磁通量为负值，磁场的下边界过ab、cd边的中点，现让线框绕以角速度ω转动，下列说法正确的是()A.当线框的磁通量为0时，旋转的角度可能为540°B.线框转过180°角的过程，磁通量的变化量为C.当线框转过60°角时，线框的瞬时功率为D.线框转过90°角的过程中，平均电流为7.如图所示，电源的电动势为E，内阻可忽略。A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈且直流电阻不计.关于这个电路的以下说法正确的是()A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻亮，然后熄灭B.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯立刻亮C.开关由闭合到断开瞬间，电流自左向右通过A灯D.开关由闭合到断开瞬间，A、B灯均逐渐熄灭8.标有“6V、3W”的灯泡接在正弦式交流电源上，正常发光，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是()A.通过灯泡的电流表达式B.交变电流每秒电流方向改变50次C.灯泡一分钟内消耗的电能为3JD.灯泡两端电压的峰值为6V9.通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为()A. B. C.1.0A D.2.0A10.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，MN为其直径。质量为m、电荷量大小为q的带电粒子在纸面内从M点与MN成角射入磁场，一段时间后从N点离开磁场。粒子重力不计，则粒子()A.在磁场中运动的时间为 B.在磁场中运动的时间为C.射入磁场时的速度大小为 D.射入磁场时的速度大小为二、实验题（每空2分，共8分）11.（8分）某实验小组的同学在探究变压器原、副线圈的电压与匝数关系中。(1)下列所给的实验器材中，没有必要的是______。A.2.0V的蓄电池B.直流电压表C.低压交流电源D.多用电表E.变压器和导线若干(2)下列操作正确的是______。A.用电表测电压时，先用小量程粗测，再选用适当的量程B.在研究电压与原线圈匝数的关系时，应保证副线圈的匝数不变C.为了安全，应保证副线圈的匝数大于原线圈的匝数(3)某次实验时，变压器原线圈两端所接电压为22V，副线圈的输出电压用10V量程的交流电压挡测量时，读数如图所示，则副线圈的输出电压为_____V；则原、副线圈的匝数比可能为_____。A. B. C. D.三、计算题（共3小题，共42分）12.（12分）1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。设两D形盒之间所加的交流电压为U，被加速的粒子质量为m、电量为q，粒子从D形盒一侧开始被加速（初动能可以忽略），经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出。求：（1）粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小；（2）粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径。13.（14分）旁多水电站地处拉萨河中游，距离拉萨市直线距离63km，是拉萨河流域的主干性控制工程，该水电站发电机输出功率为，输出电压为，设输电线的总电阻为，允许线路损耗的功率为输出功率的，求：（1）输电线路上的电流大小？（2）村民和村办小企业需要电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）。14.（16分）如图所示，水平面上固定着两根间距的光滑平行金属导轨MN、PQ，M、P两点间连接一个阻值的电阻，一根与平行导轨间距等长、电阻的金属棒ab垂直于导轨静止放置。在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小、方向竖直向上的匀强磁场。现对金属棒施加一个大小、方向平行导轨向右的恒力，金属棒进入磁场后恰好匀速通过磁场，金属棒通过磁场的过程中通过金属棒任一横截面的电荷量，金属棒运动过程中与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，求：（1）金属棒通过磁场区域时的速度大小v；（2）磁场的长度d。

答案以及解析1.答案：B解析：根据左手定则即可正确判断磁场、运动方向、洛伦兹力三者之间的关系，特别注意的是四指指向和正电荷运动方向相同和负电荷运动方向相反。A.根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该向右，故A错误；B.根据左手定则可知B图中洛伦兹力方向应该向下，故B正确；C.C图中粒子的运动方向与磁场平行，所以不受洛伦兹力，故C错误；D.根据左手定则可知D图中洛伦兹力方向应该垂直纸面向里，故D错误，故选B。2.答案：A解析：A.电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，故A项正确；B.电磁波不仅能传播信息，也可以传播能量，故B项错误；C.由电磁波谱可知，红外线的波长比X射线的波长，故C项错误；D.赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D项错误。故选A。3.答案：C解析：线圈转动过程中，在中性面位置，通过线圈的磁通量最大，感应电流等于零，方向改变，从线圈平面经过中性面时开始计时，2个周期内电流方向改变4次；线圈由中性面经周期转动到与中性面垂直位置，此过程中电流逐渐增大到最大，故C正确，A、B、D错误.4.答案：C解析：A.匀强磁场的方向垂直照片平面向里，根据粒子运动轨迹结合左手定则可知，左侧螺旋轨迹为正电子运动的轨迹，右侧螺旋轨迹为负电子运动的轨迹，故A错误；BC.根据洛伦兹力提供向心力有解得根据运动轨迹可知正电子与负电子分离瞬间，左侧正电子的轨迹半径大于右侧负电子的轨迹半径，故分离瞬间，正电子速度大于负电子速度，正电子、负电子所受洛伦兹力大小为正电子、负电子的速度大小不是时刻相等，则正电子、负电子所受洛伦兹力大小不是时刻相等，故B错误，C正确；D.正、负电子在气泡室运动时，根据轨迹可知运动的轨迹半径逐渐减小，则速度逐渐减小，动能逐渐减小，被打出的电子，在气泡室中克服阻力做功，动能也逐渐减小，故D错误。故选C。5.答案：A解析：A.当带负电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于逆时针方向电流，并且在增大，根据右手定则，其内（金属圆环a内）有垂直纸面向外的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向里的磁场，并且磁场的磁感应强度在增大，金属圆环b包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向外（因为向外的比向里的磁通量多，向外的是全部，向里的是部分）而且增大，根据楞次定律，b中产生的感应电流的磁场垂直纸面向里，磁场对电流的作用力向外，故b中产生顺时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向外，所以具有扩张趋势，故A正确；B.同理可得当a顺时针减速转动时，b产生逆时针方向电流并有收缩趋势，故B错误；C.同理可得当a顺时针匀加速转动时，b产生时针方向电流并有扩张趋势，故C错误；D.当a顺时针匀速转动时，相当于恒定不变的逆时针方向电流，金属圆环b包围的面积内的磁通量不变，b不产生感应电流，b不受安培力做功，没有收缩趋势，故D错误。故选A。6.答案：C解析：当线框转过的角度为540°时，框面与磁感线垂直，磁通量最大，不为0，A错误。线框转过180°角的过程，磁通量的变化量为，B错误。当线框转过60°角时，ad边的速度与磁场的夹角为120°，则有，结合，可得，功率为，C正确。线框转过90°角的过程中，，结合，可得，D错误。7.答案：D解析：A.由于电源的电动势为E，内阻可忽略，开关闭合瞬间，灯泡A两端电压不变为E，故A灯立刻亮，且亮度不变，A错误；B.开关闭合瞬间，自感线圈的阻碍作用很大，流过B灯的电流为零，随着电路中的电流趋于稳定，自感线圈对电流的阻碍作用越来越小，通过B灯的电流随之越来越大，其亮度逐渐变亮，当线圈对电流的电感阻碍作用消失时，灯泡亮度稳定，故B灯逐渐变亮，最后亮度稳定，B错误；CD.在开关断开瞬间，线圈产生自感电动势提供瞬间电压给两灯泡供电，使通过B灯泡的电流从原来大小逐渐减小至0，因为开关闭合电路稳定时，A、B灯泡电流相等，因此断开后，两只灯电流大小相等且逐渐减小，故两只灯一同慢慢熄灭。断开开关，线圈是电源，因此流过B灯的电流自右向左，C错误，D正确。故选D。8.答案：A解析：A.流过灯泡的电流电流最大值周期，则可知通过灯泡的电流表达式选项A正确；B.一个周期内电流方向改变2次，则交变电流每秒电流方向改变100次，选项B错误；C.灯泡一分钟内消耗的电能为选项C错误；D.灯泡两端电压的峰值为，选项D错误。故选A。9.答案：A解析：将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有将s、s、s、s代入解得故选A。10.答案：C解析：CD.作出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示由几何知识可知，粒子圆周运动的半径洛伦兹力提供圆周运动的向心力则有解得C正确，D错误；AB.粒子在磁场中运动的周期由几何知识可知所以粒子在磁场中运动的时间AB错误。故选C。11.答案：(1)AB(2)B(3)8.8；A解析：（1）本实验必须用低压交流电源，C必须；需要用多用电表测量交流电压，D必须；本实验还需要变压器和导线，E必须；综上所述，没有必要的是A、B；（2）A.为了电表的安全，使用交流电压挡测电压时，应先用最大量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故A错误；B.要研究原线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈的电压不变.副线圈匝数不变，改变原线圈的匝数，进而测得副线圈电压.找出相应关系，故B正确；C.为确保实验安全.应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故C错误。故选B。（3）由图可知该多用电表的读数为8.8V，即副线圈的输出电压为8.8V；若变压器为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为考虑到变压器有电能的损失，则变压器原副线圈的匝数比小于。故选A。12.答案：（1）（2）解析：（1）粒子在电场中被加速，根据动能定