广东省茂名市信宜市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1信宜市2024-2025学年度第二学期期中试题高二物理本卷分选择题和非选择题两部分，满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡上和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第Ⅰ卷（选择题，共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（）A.甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实B.乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发，到S极终止C.丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实D.丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实【答案】C【解析】A．甲图中导线中的电流反向，根据安培定则和左手定则可知，两导线应相互排斥，故A错误；B．磁感线为闭合曲线，没有起点和终点，故B错误；C．丙图中导线通电后导线下方的磁场垂直纸面向里，故小磁针N极向纸面内旋转，故C正确；D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置的磁场垂直纸面向外，故小磁针N极向纸面外旋转，故D错误。故选C。2.如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流．O为MN的中点，P为MN连线的中垂线．一质子此时恰好经过P点，速度方向指向O点．下列说法正确的是A.O点处的磁感应强度为零B.质子将向右偏转C.质子将垂直于纸面向外偏转D.质子将做直线运动【答案】D【解析】A、根据右手螺旋定则，M处导线在o点产生磁场方向竖直向下，N处导线在o点产生的磁场方向竖直向下，合成后磁感应强度不等于0，故A错误；BCD、M在P处产生的磁场方向垂直于PM偏下，N在P处产生的磁场方向垂直于PN偏下，根据平行四边形定则，知P处的磁场方向竖直向下，根据左手定则，质子不受到的洛伦兹力作用，将做直线运动，故BC错误，D正确；故选D．3.下列各图的线圈或回路中能产生感应电流的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】A．该图线圈不闭合，不能产生感应电流，故A错误；B．金属框向右匀速运动的过程中，穿过该闭合金属框的磁通量减少，能产生感应电流，故B正确；C．该图中两金属棒以相同的速度运动，则穿过闭合回路的磁通量不会发生变化，闭合回路中不会产生感应电流，故C错误；D．该图中直线电流产生的磁场在下面的水平放置的圆形线框中的磁通量为零，增大通入的电流时，穿过线框的磁通量总为零，则线圈框中不会产生感应电流，故D错误；故选B。4.将面积为0.5m2的单匝线圈，放在磁感应强度B=2.0×10−3T的匀强磁场中，穿过线圈的磁通量可能是（）A.1.0Wb B.1.0×10−1WbC.1.0×10−2Wb D.1.0×10−3Wb【答案】D【解析】当线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，为所以，穿过线圈的磁通量故选D。5.电磁感应现象在生产、生活及科学研究中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A.电磁炉利用变化的磁场使食物中的水分子形成涡流来对食物加热B.当金属探测器在探测到金属时，会在探测器内部产生祸流，致使蜂鸣器发出蜂鸣声C.微安表等磁电式仪表在运输时需要把正负接线柱短接，防止损坏，利用的电磁阻尼原理D.变压器的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成主要是为了减小铁芯的电阻率，进而增大在铁芯中产生的涡流【答案】C【解析】A．电磁炉是通过铁锅产生涡流来加热食物的，而不是食物形成涡流，故A错误；B．金属探测器利用电磁感应的原理，利用有交流电通过的线圈，产生迅速变化的磁场，这个磁场能在金属物体内部产生涡流，涡流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声，故B错误；C．微安表在运输时需要把正负接线柱短接，铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，线圈受到安培阻力，起到电磁阻尼作用，使其很快停止摆动，因此，利用电磁阻尼保护指针，故C正确；D．变压器的铁芯通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠合而成是为了减小涡流，防止在铁芯中产生过大涡流．故D错误。故选C。6.一理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压如图所示，副线圈仅接入一个阻值为10Ω的电阻，则（）A.副线圈输出电压的频率为50HzB.在1s时间内副线圈中电流方向改变25次C.流过电阻的电流为1AD.变压器输入功率为5W【答案】D【解析】A．从图像中可得该交流电的周期为，所以该交流电的频率为故A错误；B．1s时间内的周期数为一个周期内，电流方向改变两次，则1s内副线圈中电流方向改变50次故B错误；C．变压器原线圈输入电压为由理想变压器的变压比公式得，副线圈的输出电压为电流为故C错误；D．副线圈中的电功率为故D正确。故选D。7.我国特高压输电技术在世界上处于领先地位。特高压输电是指直流电压在800kV以上或交流电压在1000kV以上进行的电能输送，特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假若采用550kV超高压从A处向B处输电，输电线上损耗的电功率为，在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，不考虑其他因素的影响，则（）A. B.C. D.【答案】C【解析】设输送的电功率为，输电线上的总电阻为，则550kV输电线上损耗的电功率为改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率为二者比较，计算得出C正确。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.放射源发出的α粒子（氦原子核）经电压为U的加速电场加速后进入正交的匀强电场E和匀强磁场B中，电场方向向下，磁场方向向内，如图所示，发现离子向下偏转，要使离子沿直线通过磁场，可以（）A.增大电场强度EB.增大磁感应强度BC.减小加速电压UD.增大加速电压U【答案】BD【解析】粒子向下偏转，根据牛顿第二定律可知：，洛仑兹力小于电场力，要使粒子直线运动，即电场力与洛仑兹力平衡；增大电场强度E，合力向下，不可能直线；增大磁感应强度B，增大洛仑兹力，可以达到电场力与洛仑兹力平衡，直线运动；减小加速电压，粒子速度变小，洛仑兹力变小，合力向下，不能直线运动；增大加速电压粒子速度变大，洛仑兹力变大，合力可以为零，能够直线运动，AC错误BD正确．故选BD。9.如图所示，理想变压器原线圈所在电路的输入端接有电压有效值为的正弦交变电流，匝数为30的副线圈2与规格为“”的灯泡，连接，副线圈3与规格为“”的灯泡连接，原线圈与额定电压为的灯泡L连接。若电路接通时，三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（）A.原线圈1两端的电压为B.原线圈1的匝数为500C.副线圈3的匝数为50D.通过灯泡L的电流有效值为【答案】AD【解析】A．因为三个灯泡均正常发光，所以灯泡L两端的电压，可得原线圈1两端的电压选项A正确；BC．根据理想变压器电压与匝数的关系有其中解得原线圈1与副线圈3的匝数分别为选项B错误，C错误；D．对理想变压器，根据功率关系有其中，解得通过灯泡L的电流有效值选项D正确故选AD。10.如图甲是游乐园常见的跳楼机，跳楼机的电磁式制动原理如图乙所示。跳楼机主干柱体上交替分布着方向相反、大小相等的匀强磁场，每块磁场区域的宽度均为，高度均相同，磁感应强度的大小均为，中间座椅后方固定着匝矩形线圈，线圈的宽度略大于磁场的宽度，高度与磁场高度相同，总电阻为。若某次跳楼机失去其他保护，由静止从高处突然失控下落，乘客与设备的总质量为，重力加速度取，忽略摩擦阻力和空气阻力，则下列说法正确的是（）A.线圈中电流方向始终为逆时针B.跳楼机的最大速度为C.当跳楼机速度为时，线圈中感应电流为D.跳楼机速度最大时，克服安培力做功的功率为【答案】CD【解析】A．由右手定则可知，线圈中电流方向为逆时针与顺时针交替变化，故A错误；B．跳楼机由静止下落后受安培力与重力，有跳楼机受到的安培力为由法拉第电磁感应定律得且可得随着速度的增加，加速度减小，当加速度为0时，速度达到最大值，以后跳楼机做匀速运动，当跳楼机速度最大时，安培力与重力平衡有解得故B错误；C．由法拉第电磁感应定律得由闭合电路欧姆定律，当跳楼机的速度为时，线圈中感应电流为故C正确；D．当跳楼机速度最大时，有克服安培力做功的功率为故D正确。故选CD。第Ⅱ卷（非选择题，共54分）三、非选择题：本题共6小题，共54分。按题目的要求作答。解答题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.（1）如图甲所示是“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置：①如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将______偏转（填“向左”“向右”或“不”）；②如甲图连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是______；A．插入铁芯 B．拔出A线圈C．变阻器的滑片向左滑动 D．断开开关S瞬间（2）某同学在做实验时突发奇想，将开关接在B线圈所在回路，如图乙所示，则在闭合和断开开关时，______（“能”或“不能”）观察到与图甲电路相同的现象。【答案】（1）向右BD##DB（2）不能【解析】（1）[1]如果在闭合开关时，B线圈的磁通量增大，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，B线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏转；[2]A．插入铁芯，B线圈的磁通量增大，电流计指针将向右偏转，A不符合题意；B．拔出A线圈，B线圈的磁通量减小，指针向左偏转，B符合题意；C．变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器的阻值减小，A线圈的电流增大，B线圈的磁通量增大，指针向右偏转，C不符合题意；D．断开开关S瞬间，B线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转，D符合题意。故选BD。（2）[3]将开关接在B线圈所在回路，则在闭合和断开开关时，B线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流计指针将不偏转，不能观察到与图甲电路相同的现象。12.某课外探究小组做“探究变压器线圈两端电压与匝数关系”实验，请将下列实验的有关内容补充完整。（1）利用如图甲所示的电路来探究变压器线圈两端电压与匝数间的关系。已知是理想变压器原线圈的中心抽头，图中两块电表均为理想电表，除滑动变阻器外的电阻均不计。当将电压加在原线圈两端时，两块电表的示数为、；若保持电压不变，只将S由合向，两表的示数分别为______、______。（2）如图乙所示的电路，理想变压器原线圈匝数为，接一理想电流表；副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头调节，副线圈与定值电阻和压敏电阻相连接，物块置于压敏电阻上，压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。现保持原线圈输入电压不变，若将触头向右移，电流表示数将______，若只增大物块对的压力，电流表示数将______，原线圈的输入功率将______。（均填“增大”“减小”或“不变”）【答案】（1）（2）增大增大增大【解析】（1）[1][2]保持电压不变，只将S由M合向N，原线圈的匝数减半，根据因此副线圈的电压应加倍；由于不调节变阻器，电阻不变，则在电压加倍时电流也加倍。（2）[1]触头右移增大，变压器输出电压增大，电阻一定时负载消耗的功率增大，输入功率也随之增大，致使电流表的示数增大；[2][3]只增大物块对的压力时，压敏电阻的阻值减小，在输出电压一定的情况下，输出功率增大，输入功率也增大，电流表的示数增大。13.如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，两平行金属导轨间距，M和P之间接入电动势为、的电源，现垂直于导轨搁一根质量、电阻的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度为，方向与水平面夹角为，且指向右斜上方，金属棒刚好能静止。（g取10m/s2，，），求：（1）导体棒静止时ab中电流及导体棒ab所受安培力大小；（2）摩擦力大小为多少；（3）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少。【答案】（1）5A；；（2）；（3）【解析】（1）根据欧姆定律，电路中的电流为则导体棒受到的安培力大小为（2）根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方，其受力截面图为根据平衡条件（3）要使ab棒受的支持力为零，其静摩擦力必然为零，根据（2）问中受力图可知：满足上述条件的最小安培力应与ab棒的重力大小相等、方向相反，所以有解得最小磁感应强度