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文档简介
高二物理下学期期中模拟卷(教科版)
(考试时间:75分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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.测试范围:第】〜5章,教科版选择性必修第二册。
第I卷
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.下列关于物理学重大历史事件描述合理的是()
A.法拉第在甲图情境中发现了电流的磁效应,首次建立了电与磁的联系
B.伏特根据乙图提出了分子电流假说,揭示了磁现象的电本质
C.丙图是特斯拉根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机
D.赫兹利用丁图装置捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论
【答案】D
【详解】A.奥斯特在甲图情境中发现了电流的磁效应,首次建立了电与磁的联系,故A错误;
B.安培根据乙图提出了分子电流假说,揭示了磁现象的电本质,故B错误;
C.丙图是法拉第根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机,故C错误;
D.赫兹利用丁图装置捕捉到了电磁波,证实了麦克斯韦的电磁场理论,故D正确。
故选Do
1/17
2.如图所示,单匝铜线制成的正方形线框边长为L、电阻为J两端点用导线与阻值为R的
电阻构成回路。整个线框内有与线框平面垂直向里的匀强磁场,磁感应强度3随时间的,的变
化规律满足8=综+后(%>0)。下列说法中正确的是()
XX
*
XX
XX
A.流经电阻的电流方向由。到力B.回路中的电流增大
C.电阻两端的电压为红2D.,时间内通过电阻的电荷量为K
R+r
【答案】D
【详解】A.由楞次定律可得,正方形线框中感应电流为逆时针方向,故通过H中电流方向为
bid,故A错误;
B.由法拉第电磁感应定律可得,正方形线框中产生的感应电动势E=等=等能
回路中感应电流/=—FJ=*kl?
R+rR+厂
可知电流大小不变,故B错误;
kRJ2
C.R两端电压U=/H=竺生,故C错误;
R+r
k山
D.,时间内通过尺的电荷量g=〃=----,故D正确。
R+r
故选Do
3.如图所示电路中,A]和A?是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略,下列说法中正确
的是()
2/17
A.闭合开关S,A?始终比A1亮
B.闭合开关S,A?立即亮,A1逐渐亮
C.断开开关S,A2立即熄灭,A1逐渐熄灭
D.断开开关S的瞬间,通过A1的电流方向反向
【答案】B
【详解】AB.闭合开关S后,A?立即亮,线圈对电流的增大有阻碍作用,所以通过A1的电
流慢慢变大,最后两灯泡的电压一样大,电流也一样大,所以一样亮,故A错误,B正确;
CD.断开开关S后,通过的原来的电流立即消失,A1和A2构成新回路,线圈对电流的
减小7T阻碍作用,所以通过A1的电流会慢慢变小,并旦通过A?,所以两灯泡一起过一会儿熄
灭:但通过A?灯的电流方向与原来的方向相反,因电流未增加不会闪亮一下,故CD错误。
故选Bo
4.某同学受电吉他启发,设计了一个如图所示的电音装置,装置内部安装有线圈,弹性金属
线通有恒定电流(图中箭头所示),弹奏时金属线在线圈所处的平面振动时,线圈中会产生感
应电流,经信号放大器放大后由扬声器发出音乐,下列说法正确的是()
'、扬声器
信号放二什
大器
K_______/
A.金属线向右振动的过程中,线圈有扩张的趋势
B.金属线向右振动的过程中,金属线所受安培力向左
C.金属线向左振动的过程中,线圈中有逆时针方向的感应电流
D.金属线中通过载有音乐信号的电流时扬声器没有声音
【答案】B
【详解】A.金属线向右振动的过程中,穿过线圈的磁通量增大,根据“增缩减扩”可知线圈有
缩小的趋势,故A错误;
B.金属线向右振动的过程中,根据“来拒去留''可知金属线所受安培力向左,故B正确;
C.金属线向左振动的过程中,穿过线圈的磁通量减小,根据“增反减同”可知线圈的感应电流
3/17
方向为顺时针,故c错误;
D.金属线中通过载有音乐信号的电流时扬声器有音乐声音,故D错误。
故选Bo
5.某同学将一底面半径为厂、高为L的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图,在竹笼柱面
上平行于轴线固定有一长为人的轻质金属棒,其两端通过导线连接一电阻为R的小灯泡,竹笼
所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时,竹笼绕
水平中轴线以角速度。匀速转动,小灯泡电阻视为不变,不计其他电阻,则竹笼转动一圈小灯
泡消耗的电能为()
2兀①B?匕户兀①1}/兀&BT兀①B?/
A•--------------D•----------------------。•-------D•-------------
RR2R2R
【答案】B
【洋解】根据正弦式交流电产生原理可知,交流电最大值为g“二8。@
E
电压有效值为。=整
竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为E=—x—=兀①
RcoR
故选Bo
6.新能源电动汽车常用交流充电桩进行充电,如图所示为交流充电桩的供电电路,R为输电
线的总电阻。配电设施的输出电压为250V,升压变压器原、副线圈的匝数比为勺:〃2=1:9,
降压变压器原、副线圈的匝数比为〃3:〃4=1°:1,充电桩的输出电压”=220&sinl00R(V),
功率为7040W,变压器均视为理想变压器,下列说法中正确的是()
4/17
R
A.交变电流的周期是0.2$
B.充电桩电流的有效值为3.2A
C.,=0时刻,电压表示数为0
D.电压表示数始终是50v
【答案】D
【详解】A.根据充电桩的输出电压表达式可知,69=100^-rad/s
则交流电的周期7=二=奈S=0.02s,故A错误;
CD100万
B.根据充电桩输出电源表达式可知,输出电压的最大值Um=220&V
有效值U=年=多变V=220V
V2V2
P7040
充电桩电流的有效值/二二二=A=32A,故B错误;
U2207
CD.电压表的读数始终为电路有效值,则3=%,^7=—
U%gn}
得[;3=10。=2200V,U2=9U}=2250V
则电阻R两端电压为。.=。2一。3=50V,故C错误,D正确;
故近Do
7.如图,两条“A”形的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,间距为左、右两导轨面与
水平面夹角均为30。,均处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小分别为28和儿将有
一定阻值的导体棒。力、〃放置在导轨上,同时由静止释放,两棒在下滑过程中始终与导轨垂
直并接触良好,cd的质量分别为2根和加,长度均为£。导轨足够长且电阻不计,重力
加速度为g,两棒在下滑过程中()
5/17
b
AB
A.回路中的电流方向为。激力。
B.中电流趋于叵9
3BL
C.与0d加速度大小之比始终为2:1
D.两棒产生的电动势始终相等
【答案】B
【详解】A.两棒沿各自所在的导轨卜滑过程中,根据右手定则判断,可得回路中的电流方向
为abcda,故A错误;
CD.两棒同时由静止开始沿各自所在的导轨加速下滑,对两棒的受力分析如下图所示:
在两棒加速过程的某一时刻,根据牛顿第二定律得:
对ab棒有:2〃7gsin300・28〃cos30°=2〃74M
对cd棒有:〃7gsin30°-3〃cos30°=m&/
可得:
即在两棒加速过程的任意时刻它们的加速度大小始终相等,因两棒的初速度均为零,故任意时
刻它们的速度大小始终相等。两棒的速度方向与磁场方向的夹角均为120。,可得同一时刻仍
棒产生的电动势为Ffl/,=2^vsinl20°
cd棒产生的电动势为Ee(rBLvsmnO°
可知两棒产生的电动势不相等,故CD错误;
B.在两棒加速过程中,回路的感应电动势为七=邑卢瓦r28人。1]120。+&^出120。
随着速度增大,回路的电动势与感应电流均增大,两棒各自受到安培力增大,两棒做加速度减
小的加速运动,因两棒的加速度大小始终相等,故当两棒的加速度同时减小到零力后均做匀速
6/17
直线运动,达到稳定状态。当两棒均做匀速直线运动时,对〃棒由平衡条件得:
加gsin300=8/〃/cos30°
解得感应电流的最大值为/二」迎
3BL
故在两棒在下滑过程中〃力中电流趋于走整,故B正确。
3BL
故选Bo
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.关于机械波与电磁波,下列说法中正确的是()
A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
R.电磁波可以发生衍射现象和偏振现象
C.简谐机械波在给定的介质中传播时,振动的频率越高,则波传播速度越大
D.电磁波和机械波从一种介质传播到另一种不同介质时,波长都会发生变化
【答案】BD
【详解】A.电磁波在真空中的传播速度恒为光速与电磁波的频率无关,故A错误;
B.衍射是一切波特有的共性,电磁波作为波可以发生衍射;电磁波是横波,偏振是横波特有
的现象,因此电磁波也可以发生偏振,故B正确;
C.简谐机械波的传播速度仅由介质的性质决定,与波源的振动频率无关,给定介质中波速是
定值,故c错误;
D.波的频率由波源决定,从一种介质进入另一种介质时频率/不变。机械波的波速由介质决
定,介质改变则波速y改变,由u=可知,波长久会变化;电磁波在介质中的波速□二£
n
("为介质折射率),不同介质折射率不同,因此y改变,/不变,波长几也会变化,故D正
确。
故选BDo
9.某兴趣小组设计了一款金属探测仪,如图所示,探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡
电路,当探测仪检测到金属物体时探测仪线圈的自感系数发生变化,从而引起振荡电路中的电
流频率发牛变化,探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻,电流的方向
7/17
由人流向。,且电流强度正在增强,则()
ab
•♦
A.该时刻电容器下极板带正电荷
B.在电流强度增强过程中,线圈的自感电动势在减小
C.若探测仪靠近金属物体,其线圈的自感系数增大,则振荡电流的频率降低
D.若探测仪靠近金属物体,并保持相对静止时,金属中不会产生感应电流
【答案】BC
【详解】A.杲时刻,电流的方向由b流向且电流强度正在增强中,则电容器工处于放电
过程,上极板带正电荷,故A错误;
B.电流强度增强过程中,电流强度增大的越来越慢,则线圈的自感电动势正在减小,故B正
确;
C.探测仪靠近金属物体,相当于给线圈增加了铁芯,所以其自感系数L增大,根据公式
/"京高口欣L
自感系数L增大时振荡电流的频率降低,故C正确;
D.若探测仪靠近金属物体,并保持相对静止,但电流强度正在增大,金属也会产生感应电流,
故D错误。
故选BCo
10.由法拉第电磁感应定律可知,若穿过某截面的磁通量为①二中1^^0L则产生的感应电动
势为。=〃Xl)mCOS〃”。如图所示,竖直面内有一个闭合导线框力C。(由细软弹性电阻丝制
成),端点4、。固定,在以水平线段力。为直径的半圆形区域内,有磁感应强度大小为8、
方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,圆的半径为R,导线框的电阻恒定为用两种方式使
导线框上产生感应电流:方式一:将导线上的。点以恒定角速度四(相对圆心。)从力点沿
71
圆弧移动至。点,设,=0时。在力点,?=一时。到。点;方式二:以4。为轴,保持
8/17
ZADC=45°,将导线框从竖直位置以恒定的角速度用转90°,设Z=0时导线框在竖直位置,
71
”迄时转至水平位置。则下列说法正确的是()
)兀
A.方式一中,导线框中的感应电动势为G=8R~供COSG"0</<一
I口"
B.两种方式中,通过导线截面的电荷量之比为1:1
C.若囚=2牡,则两种方式电阻丝上产生的热量之比为1:2
D.方式一中,问路中的电动势逐渐增大
【答案】AD
【详解】A.方式一中,时间,内CO转过角度为,=。八根据几何知识知线框的面积
S=-2RRsin0=R2sin0
2
磁通量为①=6S=BR2sin6=BR2sin叫
由题意得:导线框中的感应电动势为q=的①“cos。/=8叱。[cos。",A正确:
—△①△①_
B.根据4=〃=〃----〃-------知:方式一中,A6=0,通过导线截面的电荷量q=。,而
tRR
方式二中,△①。0,通过导线截面的电荷量夕工o,B错误;
C.第二种方式穿过回路的磁通量①2=BR2cos
所产生的电动势为。2=B后外sin
若例二2以,则两种方式所产生的正弦交流电动势的有效值之比为与=刍"=名”=2
七2JBR.①2
由题意知的4=4,CO2t2=
9/17
根据焦耳定律0=/2放,可得弃=4,c错误;
D.方式二中,根据%=8配电sin在,可知,转动过程中回路的电动势逐渐增大,D正确。
第II卷
二、实睑题(16分)
11.一物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”,空中变压器
为可拆式变压器,并且其铁芯是不完全闭合的(不能视为理想变压器),在原线圈或副线圈中,
接0和1时,接入匝数为〃,接0和2时,接入匝数为2〃,依次类推。
(1)(多选)实验还需下列器材中的(填选项前的字母)。
A.交流电流表
B.交流电压表
C.学生交流电源
(2)某次实验中,变压器的原线圈接0和8接线柱,副线圈接0和1接线柱,则此变压器为—
(选填“升”或“降”)压变压器:若副线圈所接电表的示数为2.0V,则所接电源电压可能为—
(填选项前的字母)。
A、18.0VB、10.0VC、5.0VD、2.5V
【答案】⑴BC
(2)降A
【详解】(1)本实验中,变压器的原线圈应接在交流电源上;为了知道原、副线圈的电压比和
线圈匝数比之间的关系,还需要电压表。故学生电源和电压表两个器材不能缺少,B、C项正
确。故选BC。
(2)[1]由于原线圈匝数较多,副线圈匝数较少,可知此变压器为降压变压器;理想变压器原、
U.n,
副线圈电压和匝数的关系为7TL=';
10/17
/7]_8
⑵若变压器的原线圈接0、8接线柱,副线圈接0、1接线柱,则原、副线圈匝数比
1
n,
=8,则原线圈两端电压4=16V,本题中可拆式变压器并非理想变压器,存在漏磁现
象:要使副线圈所接电压表示数为2.0V,则原线圈电压必须大于16V,故选A。
12.在练习使用多用电表的实验中:
-ZL口
©凡
—T
乙
⑴图甲中的力端与(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)一多用电表的电阻挡有四个倍率,分别是xl、xlO、xlOO.xlk,用xlOO挡测量某电阻
时,操作步骤正确,发现表头指针偏转角度很小,为了较准确地进行测量,应换到挡。
(3)重新测量后,指针位于如图甲所示位置,被测电阻的测量值为kQo(保留2位有效
数字)
(4)当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到4.2V、内阻增加了5C时仍可调零,调零后,调
零电阻R的阻值将变(填“大”或“小”),测得的电阻值将变(填“大”或“小
【答案】(1)黑
(2)xlk
⑶17
(4)小大
【详解】(1)多用电表内部电路中,黑表笔连接内部电源的正极,红表笔连接内部电源的负极,
故4端接黑表笔。
(2)用xlOO挡测量时,表头指针偏转角度很小,说明被测电阻阻值较大,所选倍率偏小,故
应奥到x1k挡。
(3)测量电阻时读最上面一行的刻度线,读数为17,被测电阻的测量值为17xlkQ=17kQ
(4)[1]欧姆调零时,红黑表笔直接接触,调整欧姆挡的调零旋钮,使指针指向0C,此时表
11/17
头G满偏。
IR
设表头G的满偏电流为4,则多用电表的干路电流为/满=44+%
R0
由于4、4、儿不变,调零后干路电流保持不变。
£
又总电阻R总=1
/满
当E减小到4.2V,R总变小。
RR
总电阻尺总=^^Q+厂+R
4+火o
内阻尸增大5。,〃变小。
⑵电动势石和内阻,•未发生改变时,通过表头G的电流
j%_T人&J__/测凡
1则R「明4+&R「Rg+R°
I二E二1二1
此时,干路电流测R总+夫总।r测1।R测
~E~E~E
当E减小到4.2V,内阻,•增大5c时,/满保持不变,?变大,/测变小,通过表头G的电流
E
/变小,表头G的指针偏转变小,测得的电阻值变大。
【点暗】测电阻时,0刻度在最右侧,指针满偏时为0Q,指针偏转越小,测得的电阻值越大。
三、解答题:本题共3小题,共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写
出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13.如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图.升压变压器副线圈两端接有一理想电
压表,示数L=2500V,升压变压器原、副线圈的匝数比勺:〃2=1:10,降压变压器原、副线
圈的匝数比〃3:%=6:1。充电桩充电时的额定功率P=12kW,额定电压S=400V,变压
器均视为理想变压器.求:
12/17
充
电
桩
升压变压器降压变压器动力电池
(1)升压变压器原线圈两端电压a以及降压变压器原线圈两端电压。3;
⑵通过输电线上的电流4及输电线的总电阻〃;
⑶供电电路的效率
【答案】(l)a=250V,U.=2400V
(2)A=5A,尸=20Q
(3“7=96%
U,n,
【详解】(1)根据理想变压器两端电压与匝数的关系U=
%n2
得以=250V
额定电压S=400V,根据*=&
得4=2400V
(2)充电桩充电时的额定功率尸=12kW,可知降压变压器的输入功率为P=12kW,通过
,P12000一
输电线上的电流4=77=入而■AA=5A
q2400
输电线电压降一。3=100V
输电线的总电阻厂=牛=20C
(3)配电设施的输出功率《=中?=,202=12.5kW
供电电路的效率〃=100%=96%
14.某一具速度选择器的质谱仪原理如图所示。A为粒子加速器,B为速度选择器,磁场与
13/17
电场正交,磁感应强度为力两板间距离为小C为偏转分离器,磁感应强度为为。今有一质
量为用、电荷量为。的正粒子、由静止释放(不计重力),经A加速后,该粒子恰能以速度V
通可速度选择器,粒子进入分离器后做匀速圆周运动。最终打在质谱仪荧光屏上的D点。求:
(1)粒子加速器的加速电压S;
⑵速度选择器两板间电压3;
(3)粒子打在质谱仪上的D点到刚进入磁场比的位置的距离。
【答案】(1)把i
2e
(2)BQ
2777V
⑶苑
【洋解】(1)粒子在加速器中由静止开始加速,根据动能定理,电场力做功等于粒子动能的变
2
化:eUx=l^v-0
2
2
整理得:[/,=—
2e
(2)粒子恰能匀速通过速度选择密,说明电场力与洛伦兹力平衡。速度选择器内电场强度
根据平衡条件:eE=evB1
代入£
a
14/17
得:e牛=?叫
整理得:U.=B.dv
2
(3)粒子进入偏转分离器后,洛伦兹力提供向心力,做匀速圆周运动:evB.=m—
r
mv
解得圆周运动的轨道半径:厂二一二
eB2
c2mv
由轨迹可知,粒子运动半周后打在D点,所求距离为圆周的直径:x=2r=—
eB2
15,如图所示,两条光滑的足够长的平行金属直导轨々66、。©2。3的间距为”=lm,轨道
1与轨道H的结点处鸟、&为绝缘材料。PR、。©2段的轨道I倾斜放置,与
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