山東省菏澤市鄄城縣重點學(xué)校2022-2023學(xué)年高二（下）期中物理試卷（含解析）

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一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）

1.如圖所示，兩個半徑相同的半圓形光滑軌道分別豎直放在勻強磁場和勻強電場中，軌道兩端在同一高度上。兩個相同的帶正電小球可視為質(zhì)點同時分別從軌道的左端最高點由靜止釋放，、分別為兩軌道的最低點，則下列說法正確的是()

A.兩小球到達(dá)軌道最低點時的速度相等

B.兩小球第一次到達(dá)軌道最低點時對軌道的壓力

C.兩小球從釋放到第一次到達(dá)軌道最低點的時間

D.兩小球在運動過程中都機械能守恒

2.如圖所示，空間存在以圓為邊界的磁場區(qū)域，氕核和氦核先后從磁場邊界上的點沿半徑方向射入磁場，并且都從磁場邊界點射出，已知兩條半徑、相互垂直，不計兩原子核的重力，下列說法正確的是()

A.氕核與氦核射入磁場的速率之比：

B.氕核與氦核在磁場運動時間之比：

C.氕核與氦核射入磁場的動量大小之比：

D.氕核與氦核在磁場運動加速度大小之比：

3.如圖所示，有界勻強磁場寬度為，邊長為的正方形金屬框勻速穿過磁場。以磁場左邊界上的點為坐標(biāo)原點建立軸，則線框中的感應(yīng)電流、邊兩端的電壓、線框所受安培力、穿過線圈的磁通量隨位移的變化圖像一定錯誤的是()

A.B.

C.D.

4.如圖所示，固定長直導(dǎo)線的正上方用絕緣細(xì)線懸掛一金屬圓環(huán)，靜止時金屬圓環(huán)的中心位于點。現(xiàn)在導(dǎo)線中通有水平向右的恒定電流，將金屬圓環(huán)的中心拉到位置無初速度釋放，金屬圓環(huán)的中心運動到位置后反向運動，已知金屬圓環(huán)和長直導(dǎo)線始終在同一平面內(nèi)，且細(xì)線始終處于張緊狀態(tài)。則金屬圓環(huán)從到位置的過程中()

A.圓環(huán)中沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生

B.圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向先順時針再逆時針方向

C.圓環(huán)受到安培力的方向總是豎直向上

D.圓環(huán)所受安培力的方向總是水平向左

5.如圖所示，固定于水平面內(nèi)的電阻不計的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為，質(zhì)量均為、阻值均為的金屬棒、垂直擱置于導(dǎo)軌上，磁感應(yīng)強度為的勻強磁場垂直于導(dǎo)軌平面向上某一時刻同時給、以平行于導(dǎo)軌的初速度、，則兩棒從開始運動至達(dá)到穩(wěn)定速度的過程中()

A.中的最大電流為B.達(dá)到穩(wěn)定速度時，其兩端的電壓為

C.速度為時，其加速度比的小D.、間距增加了

6.已知，某個變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、，原線圈的輸入功率為、電壓為、電流為、頻率為，副線圈的輸出功率為、電壓為、電流為、頻率為下列說法正確的是()

A.若變壓器為理想變壓器，且，則，

B.若變壓器為理想變壓器，且，則

C.若僅考慮產(chǎn)生的磁場不能完全局限在鐵芯內(nèi)，則

D.若僅考慮變壓器線圈通過電流時會發(fā)熱，則

7.在理想振蕩電路中的某時刻，電容器極板間的場強的方向如圖所示，是電路中的一點。若該時刻電容器正在充電，據(jù)此可判斷此時()

A.電路中的磁場能在增大B.流過點的電流方向向左

C.電路中電流正在增加D.電容器兩板間的電壓在減小

8.如圖所示，是溫度自動報警器的工作原理圖圖中是電磁鐵、是銜鐵、是觸點、是水銀溫度計水銀導(dǎo)電則下列說法正確的是()

A.溫度高于警戒溫度時，電鈴不報警、指示燈亮

B.溫度低于警戒溫度時，電鈴報警、指示燈熄滅

C.溫度高于警戒溫度時，指示燈亮、電鈴報警

D.溫度低于警戒溫度時，指示燈亮、電鈴不響

二、多選題（本大題共4小題，共20.0分）

9.如圖所示為三根相同的導(dǎo)線、、的截面圖，其中置于光滑絕緣水平面上，、處于空中。當(dāng)三根導(dǎo)線中通過大小相等，方向如圖的電流時，三根導(dǎo)線恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知直導(dǎo)線中通入電流為時，在距其距離為的位置產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度大小為，為正常數(shù)。下列說法正確的是()

A.水平面對導(dǎo)線的支持力等于三根導(dǎo)線的重力之和

B.水平面對導(dǎo)線的支持力為零

C.圖中、連線和、連線的夾角為

D.圖中、連線和、連線的夾角為

10.如圖所示，在豎直懸掛的金屬圓環(huán)右側(cè)，有一螺線管水平放置，兩者處于同一軸線上。螺線管下方接有水平方向的平行金屬導(dǎo)軌，且導(dǎo)軌所在位置有豎直向上的勻強磁場?，F(xiàn)將導(dǎo)體棒置于平行導(dǎo)軌上，讓其垂直于導(dǎo)軌向右做加速運動。若整個過程中導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，金屬圓環(huán)未發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則()

A.導(dǎo)體棒端電勢高于端

B.電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向由指向

C.從右側(cè)觀察，金屬圓環(huán)產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流

D.金屬圓環(huán)向左擺動

11.鉗式電流表是根據(jù)變壓器原理設(shè)計的，其外形和結(jié)構(gòu)如圖所示，已知表中線圈的匝數(shù)為匝?，F(xiàn)用其測量一電纜線中的電流，若電流表上指示出線圈中的電流為，則下列說法正確的是。()

A.圖中電纜線中的電流為

B.圖中電纜線中的電流為

C.用這種電流表測量電流時要先斷開被測電路，再將電表聯(lián)入電路中進行測量

D.這種電流表可以測量普通電流表不便直接測量的較大交變電流

12.如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖。發(fā)電機輸出功率恒定，升、降壓變壓器均為理想變壓器。在輸電線路的起始端接入、兩個互感器均為理想器材，兩互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為和：，電壓表的示數(shù)為，電流表的示數(shù)為，輸電線路總電阻，則下列說法正確的是()

A.互感器是電壓互感器，互感器是電流互感器

B.線路上損耗的功率為

C.發(fā)電機輸出的電功率為

D.用戶使用的用電設(shè)備增多，降壓變壓器輸出電壓大小不變

三、實驗題（本大題共1小題，共8.0分）

13.甲、乙、丙三位同學(xué)利用如圖所示裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。

如圖，甲同學(xué)在斷開開關(guān)時發(fā)現(xiàn)靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中同樣能使指針向右偏轉(zhuǎn)的有

A.閉合開關(guān)

B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動

C.開關(guān)閉合時將線圈從線圈中拔出

D.開關(guān)閉合時將線圈倒置再重新插入線圈中

如圖，乙同學(xué)將條形磁鐵從線圈上方由靜止釋放，使其筆直落入線圈中，多次改變釋放高度，發(fā)現(xiàn)釋放高度越高，靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)過的角度越大。該現(xiàn)象說明了線圈中選填“磁通量”“磁通量變化量”或“磁通量變化率”越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。

丙同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來判斷感應(yīng)電流的方向。他先使用多用電表的歐姆擋對二極管正負(fù)極進行確認(rèn)，某次測量時發(fā)現(xiàn)多用電表指針幾乎沒有偏轉(zhuǎn)，說明此時黑表筆接觸的是二極管的選填“正極”或“負(fù)極”。實驗操作時將磁鐵插入線圈時，只有燈選填“”或“”短暫亮起。

四、計算題（本大題共3小題，共40.0分）

14.如圖是一旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的示意圖。水平向右的勻強磁場的磁感應(yīng)強度，矩形線框的匝數(shù)匝，，。時磁感線平行于線框平面，固定于線框上都的轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線框勻速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速。已知線框的內(nèi)阻，外電阻。取，。求：

交流電流表的示數(shù)

當(dāng)時，線框邊所受安培力的大小。

15.如圖所示，軸上點的坐標(biāo)為，與軸平行，與軸之間有勻強磁場區(qū)域，磁場垂直紙面向里。在的區(qū)域存在沿方向的勻強電場，電場強度為，在坐標(biāo)原點處有一帶正電粒子以速率沿方向射入磁場，粒子穿出磁場進入電場，速度減小到后又返回磁場。已知粒子的比荷為粒子重力不計。求：

勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小

該粒子第一次上升到最高點的坐標(biāo)

從原點出發(fā)后經(jīng)過多長時間，帶電粒子第一次回到軸。

16.如圖所示，、是位于水平面內(nèi)間距為的電阻不計的兩無限長平行導(dǎo)軌，、間接有阻值為的電阻，質(zhì)量為、內(nèi)阻為的導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上，垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為?，F(xiàn)給一水平向右、大小為的初速度，在向右滑行的過程中通過電阻的電荷量為。已知與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為。求向右滑行過程中

兩端的最大電壓

速度為時的加速度大小

中產(chǎn)生的焦耳熱。

答案和解析

1.【答案】

【解析】略

2.【答案】

【解析】略

3.【答案】

【解析】略

4.【答案】

【解析】

【分析】

本題由楞次定律可得出電流的方向，重點在于弄清磁通量是如何變化的；由左手定則判斷安培力的方向。圓環(huán)在非勻強磁場中運動時，穿過圓環(huán)的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律判斷電流方向，根據(jù)左手定則判斷安培力方向。

本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律等，注意研究圓環(huán)水平方向受到的安培力合力為零，安培力方向始終沿豎直方向向上。

【解答】

根據(jù)安培定則，通電直導(dǎo)線下方區(qū)域磁場方向垂直紙面向里，上方區(qū)域磁場方向垂直紙面向外，圓環(huán)由點開始運動到最低點過程中，磁通量增大，根據(jù)楞次定律，圓環(huán)中感應(yīng)電流的磁場方向垂直紙面向里，感應(yīng)電流的方向順時針，從到的過程中，磁通量減小，感應(yīng)電流的方向逆時針，故A錯誤，B正確；

因為磁感應(yīng)強度在水平方向均勻分布，把圓環(huán)分成若干份，可以知道對稱的一小段在水平方向的安培力是大小相等，方向相反的，圓環(huán)下方部分所處的磁場強于上方部分，故圓環(huán)從到過程所受安培力方向豎直向上，從到過程受安培力豎直向下，故CD錯誤。

故選B。

5.【答案】

【解析】略

6.【答案】

【解析】略

7.【答案】

【解析】略

8.【答案】

【解析】

【分析】

該圖中，溫度控制電路的通斷，當(dāng)溫度高于警戒溫度時，電路接通；通路狀態(tài)指示燈與電鈴二者在顯示電路中分屬不同的支路，由此分析即可。

該題考查電磁繼電器的應(yīng)用，理解電磁繼電器實質(zhì)上是由電磁鐵控制的開關(guān)，以及其原理是關(guān)鍵。

【解答】

、溫度高于警戒溫度時，控制電路的電磁鐵中有電流通過，電磁鐵有磁性，此時電鈴?fù)ㄟ^常閉觸點與工作電路接通，電路報警，此時通路狀態(tài)指示燈的電路中沒有電流，燈不亮，故AC錯誤；

、溫度低于警戒溫度時，控制電路處于開路狀態(tài)，電磁鐵沒有電流通過，電磁鐵沒有磁性，此時指示燈通過常閉觸點與工作電路接通，通路狀態(tài)指示燈亮，電路不報警，故B錯誤，D正確。

故選：。

9.【答案】

【解析】略

10.【答案】

【解析】

【分析】

本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象。解決問題的關(guān)鍵是熟練應(yīng)用右手定則、安培定則、楞次定律進行分析判斷。

【解答】

A.根據(jù)右手定則，導(dǎo)體棒中的感應(yīng)電流方向由向，故端電勢高于端，故A錯誤；

B.根據(jù)安培定則，感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)產(chǎn)生的磁場方向由指向，故B錯誤；

由于導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌向右做加速運動，根據(jù)可知，感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流增大，則穿過金屬圓環(huán)的向左的磁場增強，向左的磁通量增大，根據(jù)楞次定律，從右側(cè)觀察，金屬圓環(huán)產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，為阻礙磁通量的增大，金屬圓環(huán)將向左擺動，故CD正確。

11.【答案】

【解析】解：、根據(jù)變壓器原理可得：，所以圖中電纜線中的電流為，故A錯誤、B正確；

C、鉗型電流表使用很方便，可以在不切斷電路的情況下測量電流，故C錯誤；

D、鉗型電流表能將大電流變成小電流，所以這種鉗形電流表可以測量普通電流表不便測量的較大交變電流，故D正確；

故選：。

變壓器的工作原理是利用變化的磁場能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，變壓器的輸入功率和輸出功率相同，變壓器輸入電壓和輸出電壓之比等于原副線圈的匝數(shù)之比；根據(jù)鉗式電流表的工作原理進行解答．

本題主要是考查了變壓器的知識；解答本題的關(guān)鍵是知道變壓器的電壓之比等于匝數(shù)之比，在只有一個副線圈的情況下的電流之比等于匝數(shù)的反比；知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且相等．

12.【答案】

【解析】略

13.【答案】；磁通量變化率；負(fù)極；。

【解析】

【分析】

本題主要考查探究影響感應(yīng)電流方向的因素的實驗，明確實驗原理是解決問題的關(guān)鍵。

結(jié)合題意，明確線圈中磁通量的變化與靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系，由此即可正確求解；

線圈中磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大；

電流從多用電表的紅表筆流入，從黑表筆流出，二極管具有單向?qū)ǖ奶攸c，由此分析即可正確求解。

【解答】

斷開開關(guān)時，線圈中電流迅速減小，則線圈中磁通量減小，出現(xiàn)感應(yīng)電流，使靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)；為了同樣使指針向右偏轉(zhuǎn)，應(yīng)減小線圈中的磁通量或增加線圈中反向的磁通量。

A.閉合開關(guān)，線圈中的電流突然增大，則線圈中的磁通量增大，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故A不符合題意；

B.開關(guān)閉合時將滑動變阻器的滑片向左滑動，線圈中的電流增大，則線圈中的磁通量增大，靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，故B不符合題意；

C.開關(guān)閉合時將線圈從線圈中拔出，則線圈中的磁通量減小，靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，故C符合題意；

D.開關(guān)閉合時將線圈倒置，再重新插入線圈中，則線圈中反向的磁通量增加，靈敏電流計指針向右偏轉(zhuǎn)，故D符合題意。

故選CD。

釋放高度越高，磁鐵落入線圈的速度越快，則線圈中磁通量變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大；

二極管具有單向?qū)ǖ奶攸c，歐姆擋指針沒有偏轉(zhuǎn)時，說明二極管的負(fù)極與電源正極相連，根據(jù)多用電表紅進黑出的操作原則，此時黑表筆接觸的是二極管的負(fù)極；

當(dāng)磁鐵插入線圈時，線圈中出現(xiàn)如圖所示方向的電流，燈短暫亮起。

。

14.【答案】

【解析】角速度為：

感應(yīng)電動勢最大值為：

感應(yīng)電動勢的有效值為：

電流表的示數(shù)為：

感應(yīng)電流的瞬時值為：

當(dāng)時，電流的瞬時值為：

線框邊所受安培力的大?。?/p>

15.【答案】

【解析】粒子穿出磁場進入電場，速度減小到后又返回磁場，則粒子進電場時的速度方向沿

軸正方向，所以粒子在組合場中軌跡如圖

由幾何關(guān)系知，粒子在磁場中做圓周運動的半徑為：根據(jù)洛侖茲力提供向心力

得：

解得：

粒子穿出磁場進入電場，當(dāng)速度減小到時粒子第一次上升到最高點，根據(jù)牛頓第二定律