四川省川南地区名校联考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PAGEPAGE12024~2025学年度下期高2023级期中考试物理注意事项：1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。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，只有一项是符合题目要求的。1.家用全自动洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该水位自动感应装置采用的传感器是（）A.声敏传感器 B.压力传感器 C.风力传感器 D.温度传感器【答案】B【解析】传感器是通过压力的变化来感知水位的高低，采用的传感器是压力传感器。故选B。2.在物理趣味实验中，三位同学合作完成了一个惊奇的小实验：他们手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、若干导线、一个开关、一个有铁芯且匝数适中的线圈（纯电阻较小）按图示方式连接，实验过程中进行某种操作，人会有触电的感觉。下列说法正确的是（）A.闭合开关的瞬间，人有触电的感觉B.电路稳定时，流过线圈的电流小于流过人体的电流C.断开开关的瞬间，流过人体的电流方向为P→QD.断开开关的瞬间，线圈两端的电压突然增大【答案】D【解析】A．闭合开关的瞬间，人体两端的电压约等于电源两端的电压，为1.5V，不足以产生触电的感觉，故A错误；B．电路稳定时，因为人体的电阻远大于线圈的电阻，所以流过人体的电流小于流过线圈的电流，故B错误；C．断开开关的瞬间，线圈产生的感应电动势要阻碍线圈中的电流变小，因此产生的感应电流方向与原方向相同，自左向右，断开开关的瞬间，线圈与人组成新的闭合回路，因此流过人体的电流方向为Q→P，故C错误；D．断开开关的瞬间，由于电流变化太快，导致线圈产生的感应电动势非常大，所以线圈两端的电压突然增大，故D正确。故选D。3.如图，汽车测速利用了电磁感应现象，汽车可简化为一个闭合水平矩形线圈abcd，安装在地下的水平线圈分别为1、2（线圈1、2的间距较大），矩形线圈的ab边小于线圈1、2的宽度。当线圈1、2中通上逆时针方向（俯视）的恒定电流后，汽车经过线圈时（）A.恒定电流在线圈1、2内产生的磁场方向竖直向下B.汽车进入线圈1的过程中产生的感应电流方向为adcbaC.汽车离开线圈1的过程中产生的感应电流方向为adcbaD.汽车离开线圈2的过程中受到的安培力方向与速度方向相同【答案】C【解析】A．安装在地下的线圈1、2通上逆时针方向（俯视）的电流，根据安培定则可知，恒定电流在线圈1、2内产生的磁场方向竖直向上，A错误；B．汽车进入线圈1的过程中，穿过线圈abcd的磁通量增大，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为abcda（顺时针），B错误；C．汽车离开线圈1的过程中，穿过线圈abcd的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为adcba（逆时针），C正确；D．汽车离开线圈2的过程中，穿过线圈abcd的磁通量减小，根据楞次定律可知，产生的感应电流方向为adcba（逆时针），再根据左手定则可知，汽车受到的安培力方向与速度方向相反，D错误。故选C。4.如图，理想变压器原线圈的输入电压保持不变，电表均为理想电表。将滑动变阻器R的滑片向上移动，下列说法正确的是（）A.电压表V1、V2的示数均不变B.电流表A1、A2的示数均增大C.定值电阻R0消耗的电功率减小D.原线圈的输入功率增大【答案】C【解析】AB．原线圈的输入电压不变，匝数比不变，输出电压就不变，将滑动变阻器R的滑片向上移动，其接入电路的阻值变大，副线圈中的电流减小，定值电阻的电压减小，原线圈中的电流减小，所以电压表V1的示数不变，V2的示数增大，电流表A1、A2的示数均减小，故AB错误；C．原线圈的输出电流I2减小，由可知，定值电阻消耗的电功率减小，故C正确；D．原线图的输入电压不变，输入电流I1减小，由可知，原线圈的输入功率减小，故D错误。故选C。5.远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比，在的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足，若原线圈的输入电功率，输电线总电阻为。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）A.1kW B.2kW C.10kW D.20kW【答案】B【解析】升压变压器T原线圈所加电压的有效值为根据可得，升压变压器T原线圈中的电流根据理想变压器的电流规律解得输电线中电流输电线上损失的电功率故选B。6.如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从坐标原点O处以速度v沿y轴正方向进入磁场，最后从P（a，0）射出磁场，不计粒子重力，该带电粒子的电性和比荷是（）A.正电荷， B.负电荷，C.正电荷， D.负电荷，【答案】D【解析】由图意可知粒子沿顺时针方向运动，根据左手定则可得粒子带负电；由几何关系得运动半径为r=a由牛顿的定律得故有故选D。7.如图甲，质量为1kg的金属棒ab静止在粗糙的平行金属导轨上且与导轨垂直，两导轨固定在绝缘水平面内。ab棒、导轨和定值电阻R组成面积为1m2的闭合回路，回路总电阻为3Ω。回路内有与水平面成37°角斜向上且均匀变化的匀强磁场，从t=0时刻开始，磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示。已知两导轨的间距为1m，ab棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。在t=1s时，ab棒刚要开始运动，则此时（）A.ab棒中的电流从a流向bB.ab棒受到的安培力大小为C.ab棒对导轨压力大小为10ND.ab棒与导轨间的动摩擦因数为0.5【答案】D【解析】A．由楞次定律可知，ab棒中的电流从b流向a，A错误；B．由图乙可知，磁感应强度的变化率为由法拉第电磁感应定律得则回路中的电流为t=1s时，磁感应强度大小为5T，则ab棒受到的安培力大小为B错误；C．由左手定则可知，安培力方向垂直于磁场方向斜向左上（从a向b看），则ab棒对导轨的压力大小为C错误；D．由平衡条件得，ab棒与导轨间的摩擦力又解得D正确。故选D。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.关于LC振荡电路和电磁波谱，下列说法正确的是（）A.LC振荡电路产生电磁振荡的过程中，当回路电流值最小时，磁场能最小B.各种电磁波在真空中的传播速度都相同C.变化的电场一定产生变化的磁场D.在电磁波谱中，最容易发生明显衍射现象的是射线【答案】AB【解析】A．LC振荡电路产生电磁振荡的过程中，当回路电流值最小时，线圈中储存的磁场能也最小，故A正确；B．各种电磁波在真空中传播速度都相同，故B正确；C．均匀变化的电场产生稳定的磁场，故C错误；D．波长越长，越容易发生明显衍射现象，射线的波长最短，最不容易发生明显衍射现象，故D错误。故选AB。9.目前我国的海上核电站已经开始建设，海上核电站的工作原理是反应堆产生蒸汽推动涡轮机转动，带动发电机发电。一不计电阻的闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化的规律如图甲所示，同时把此电源接入如图乙所示的电路。下列说法正确的是（）A.此交流电的周期为0.01sB.定值电阻R上的电流方向每秒钟改变100次C.理想电压表V的示数为VD.定值电阻R两端的电压随时间t变化的规律为（V）【答案】BD【解析】AB．由图甲可知，此交流电的周期为0.02s，每个周期电流方向改变2次，定值电阻R上的电流方向每秒钟改变100次，A错误，B正确；CD．由图甲可知，电动势最大值为V，加在定值电阻R上，其上瞬时电压的表达式为（V）理想电压表测量有效值，则V的示数为220V，C错误，D正确。10.利用回旋加速器加速的粒子束，如质子束或重离子束，可对肿瘤进行精确照射。这些高能粒子束能够在肿瘤组织内释放大量能量，破坏肿瘤细胞的DNA，从而达到杀死肿瘤细胞的目的，同时对周围正常组织的损伤相对较小，可提高肿瘤治疗的效果和患者的生活质量，是肿瘤患者的福音。如图为回旋加速器的原理图，D1和D2是两个中空的半径均为R的半圆金属盒，接在电压为U的交流电源上，位于D2圆心处的质子源A能不断产生质子（初速度可以忽略，不计重力），质子在两盒之间被电场加速，D1、D2置于与盒面垂直的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。已知质子的电荷量为q、质量为m，忽略质子在电场中运动的时间，不考虑加速过程中的相对论效应。下列说法正确的是（）A.质子离开回旋加速器时的最大动能为B.质子第一次进入D1盒与第一次进入D2盒运动轨迹的半径之比为C.质子在电场中加速的次数为D.质子在回旋加速器中运动的时间为【答案】BC【解析】A．质子从回旋加速器中以最大速度离开时轨迹半径等于半圆金属盒R，有可得最大动能为，故A错误；B．质子第一次进入D1盒时加速了一次，设速度为，有做圆周运动的半径为，有可得质子第一次进入D2盒时加速了两次，同理推得故两半径之比，故B正确；C．由最大动能可推出质子在电场中加速的次数n，有解得质子在电场中加速的次数为，故C正确；D．由C选项中的加速次数，可得回旋的圈数为在根据有即，故D错误。故选BC三、实验探究题：本题共2小题，共16分。11.如图为“探究影响感应电流方向和大小的因素”的实验装置。（1）某同学闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，断开开关的瞬间，观察到电流计指针向左偏转。当他将滑动变阻器的滑片P向右移动时，观察到电流计指针________（填“向右”“向左”或“不”）偏转。当他将线圈A中的铁芯向上拔出时，观察到电流计指针________（填“向右”“向左”或“不”）偏转。当他将线圈A中的铁芯用更快的速度向上拔出时，观察到电流计指针偏转角度更大。（2）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关；感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化________（填“快慢”或“大小”）有关。【答案】（1）向右向左（2）快慢【解析】（1）[1][2]某同学闭合开关的瞬间，则穿过线圈B的磁通量增加时，观察到电流计指针向右偏转；断开开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量减小时，观察到电流计指针向左偏转。当他将滑动变阻器的滑片P向右移动时，电阻减小，电流变大，则穿过线圈的磁通量变大，则观察到电流计指针向右偏转。当他将线圈A中的铁芯向上拔出时，则穿过线圈的磁通量变小，观察到电流计指针向左偏转。当他将线圈A中的铁芯用更快的速度向上拔出时，观察到电流计指针偏转角度更大。（2）通过该实验，可以得出结论：感应电流的方向与原磁场的方向及原磁场通过线圈的磁通量变化有关；感应电流的大小与原磁场通过线圈的磁通量变化快慢有关。12.一同学测量某种电池的电动势E和内阻r，用电流表、电压表、滑动变阻器、待测电池、开关等器材组成如图甲所示的实验电路，由测得的实验数据绘制成的U-I图像如图乙所示。（1）图甲的电路图为下图中的________（填“A”或“B”）。（2）如果实验中所用电表均视为理想电表，根据图乙得到该电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。（均保留2位有效数字）（3）该同学实验后进行反思，发现上述实验方案存在系统误差。若考虑到电表内阻的影响，对测得的实验数据进行修正，在图乙中重新绘制U-I图线，与原图线比较，新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将________，与纵坐标轴交点的数值将________。（均填“变大”“变小”或“不变”）【答案】（1）B（2）3.22.0（3）不变变大【解析】（1）通过观察实物图可知，电压表接在电源两端，故电路图为B。（2）[1][2]根据闭合电路欧姆定律得则图线在纵轴上的截距表示电池的电动势E，斜率表示电池的内阻r，根据图像可知，纵轴截距为3.2，横轴截距为1.6，结合上述分析可知，电池的电动势E=3.2V内阻（3）[1][2]分析测量电路可知，系统误差的来源是电压表的分流作用，使得电流表的示数小于流过电池的电流，考虑电压表内阻的影响，流过电压表的电流为可知流过电池的电流为则因电压表内阻不变，随着电压减小，流过电压表的电流减小，当电压趋于0时，I趋于，在图乙中重新绘制的图线如图所示：故新绘制的图线与横坐标轴交点的数值将不变，与纵坐标轴交点的数值将变大。四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当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，不能得分。13.我国为赤道穿过的某国援建了一条直流高压输电线，其中一段沿东西方向架设的直导线长度为L=1000m，通有从西向东大小为I=2.0×103A的恒定电流。在赤道上空，地磁场的磁感线与地面平行，方向由南指向北，可视为由南向北的匀强磁场，磁感应强度大小为B=5.0×10-5T。简化其情景，俯视图如图所示。（1）判断该直导线所受安培力方向是竖直向上还是竖直向下（直接写出判断结果即可）；（2）求该直导线所受安培力F的大小。【答案】（1）竖直向上（2）【解析】（1）由左手定则可知，该直导线所受安培力方向竖直向上。（2）导线所受安培力的大小为14.在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造的重要工序。图甲是我国自主研发的离子注入机，图乙是其部分工作原理示意图。初速度为0的离子经加速电场加速后沿水平方向先通过速度选择器，再进入磁分析器，磁分析器是中心线半径为R的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，调节速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小，可以选择出特定比荷、特定速度的离子，经N点打在硅片上（图中未画出），完成离子注入。要把一电荷量为、质量为m、速度大小为v的离子注入硅片，已知速度选择器和磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度方向均垂直于纸面向外，速度选择器中匀强电场的电场强度大小为E，方向竖直向上。整个系统置于真空中，不计离子重力和离子间相互作用力。求：（1）加速电场的电压U；（2）速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小；（3）磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小。【答案】（1）（2）（