山东省枣庄市滕州2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(无答案)

这是一份山东省枣庄市滕州2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷(无答案)，共8页。试卷主要包含了04，答题前，考生务必用0，考试结束后，将答题卡交回，22A 时线圈磁通量为等内容，欢迎下载使用。

2024.04
本试卷共8页。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨水签字笔将自己的姓名、准考证号、学校、班级等填写在答题卡规定的位置。
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，再选涂其它答案标号。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，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.考生人场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。当探测器靠近任何金属材料物体时，就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是（ ）
A.探测器利用的是静电感应现象
B.探测器利用的是涡流现象
C.探测器利用发射和接收电磁波进行工作的
D.探测器利用的是磁场对金属的吸引作用
2.闭合回路中的交变电流在1个周期内的i—t图像如图所示，其中图线的ab段和bc段均为正弦曲线的四分之一。则该交变电流的有效值为（ ）
A. B. C. D.
3.如图，半径为r、粗细均匀的金属圆环放在绝缘水平面上，虚线MN左侧有垂直于水平面向下的匀强磁场，右侧有垂直于水平面向上的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B，MN与圆环的直径重合，PQ是圆环垂直MN的直径。将P、Q两端接入电路，从P点流入的电流大小为I，圆环保持静止不动，则下列判断正确的是（ ）
A.整个圆环受到的安培力为2BIr
B.整个圆环受到的安培力大小为BIr
C. MN左侧半圆环受到的安培力大小为BIr
D. MN左侧半圆环受到的安培力大小为BIr
4.如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是（ ）
A.线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向
B.该拉力为恒力
C.该拉力的方向与线圈运动速度的方向相同
D.该拉力的方向水平向右
5.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。单匝线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10Ω，外接一只阻值为90Ω的电阻，不计电路的其它电阻，则（ ）
A.电流表的示数为0.22A 时线圈磁通量为
C.线圈转动的角速度为50πrad/sD.0~0.01s内，电动势的平均值为
6.如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻R。原线圈一侧接电压为220V的正弦交流电时，副线圈回路中电阻R的电压为（ ）
A.22VB.55VC.66V
7.如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块受到的洛伦兹力f洛、位移x、加速度a与机械能E机等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
8.如图，真空中区域I中存在匀强电场和匀强磁场，等腰直角三角形CGF区域（区域II）内存在匀强磁场。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域I中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域II。若区域I中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域II中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域II中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域II中的粒子在区域II中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A.若仅将区域I中磁感应强度大小变为2B1，则t=2t0
B.若仅将区域I中电场强度大小变为3E，则t=t0，
C.若仅将区域II中磁感应强度大小变为，则
D.若仅将区域II中磁感应强度大小变为，则
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.振荡电路在无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场及电容器中的电场方向如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.电容器极板上的电荷量正在增大
B.电路中的电流正在增大
C.线圈中感应电动势正在增大
D.增大电容器的电容，可以增大振荡电路的固有频率
10.某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。已知电感线圈的自感系数较大，不计线圈电阻及电源内阻，忽略温度对灯泡电阻的影响。下列说法正确的是（ ）
甲乙
A.开关S闭合后，灯D3逐渐变亮
B.开关S闭合后，流经灯D1的电流大小不变
C.开关S断开后，灯D1、D2均马上熄灭
D.根据题中信息，可以推算出图乙中u111.如图所示为回旋加速器的工作原理示意图，两个D形盒的正中间有狭缝，狭缝宽度为d，狭缝之间存在匀强电场，电场强度为E。两个半径为R的D形盒接上高频交流电，并处在匀强磁场中。在D1的中心A处有一个粒子源，它产生并发出质量为m、电量为+q的带电粒子，粒子的初速度视为0，经加速后从D形盒的边缘以速度v飞出，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A.电场强度E越大，粒子从D形盒飞出时的速度v越大
B.粒子在狭缝之间运动的总时间为
C.粒子在磁场中的运动时间为
D.粒子在电场中第2次加速的时间是第3次加速时间的倍
12.如图所示，半径为2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为L的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一根长度为2L的金属棒一端铰接于圆心O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为R的定值电阻两端。金属棒在外力作用下以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均不计，下列说法正确的是（ ）
A.通过定值电阻R的最大电流为
B.金属棒转动一周通过电阻R某截面的电荷量为
C.从图示位置开始计时，通过电阻R的瞬时电流
D.从图示位置开始计时，电阻R两端的瞬时电压
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.（6分）实验小组利用如图甲所示的可拆卸变压器探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系。请回答下列问题：
甲乙
（1）组装好变压器，原线圈接“0”、“16”，副线圈接“0”、“4”。将交流电压表的旋钮置于交流档10V处，并将交流电压表接在原线圈两端，示数如图乙所示。若把该变压器视为理想变压器，则副线圈的输出电压为 V（结果保留两位有效数字）。
（2）实验小组发现，保持电路连通，仅从变压器上取出铁芯，副线圈的输出电压将 （选填“不变”、“变大”、“变小”）。
（3）实验过程中，听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，下列解释合理的是 。（选填选项前的字母）
A. “嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B. “嗡嗡”声来自变压器开始正常工作后，铁芯中电流流动的声音
C.交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声
14.（8分）某同学探究“影响感应电流方向的因素”，实验如下。
（1）首先按图1所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验最主要的目的是 。（选填选项前的字母）
图1图2图3
A.检查各仪器及导线是否完好
B.检查电流计量程是否合适
C.检查电流计测量电路的电流是否准确
D.推断电流从不同接线柱流入时电流计指针偏转方向
（2）接下来用如图3所示的装置做实验，按实验要求在答题卡上补充连接电路 。
（3）连接好实验电路后，闭合开关的瞬间，发现电流计指针向右偏转。当电流计指针回到原位置后，将滑动变阻器的滑动触头快速向左滑动，则会观察到电流计指针向 偏转。
（4）把A线圈从同样高度插到B线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下流过B线圈的电荷量分别为q1和q2，则q1 q2（选填“>”、“=”或“<”）。
15.（8分）如图所示，宽为L的光滑平行金属导轨与水平而成α角，质量为m、长为L的金属杆水平放置在导轨上。空间存在着匀强磁场，当电阻箱阻值为R时，金属杆恰好能静止在光滑平行导轨上。已知电源电动势为E，内阻为r，不计金属杆及导轨的电阻。求：
（1）磁场磁感应强度B至少有多大？此时方向如何？
（2）若保持磁感应强度的大小不变而将方向改为竖直向上，应把回路中电流调到多大才能使金属杆保持静止。
16.（11分）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。某条河流，河水流量为200m3/s，落差为4m。现利用它来发电，水电站的总效率为η=50%，发电机的输出电压为500V。水电站到用户之间要进行远距离高压输电，两地间输电线的总电阻为125Ω，允许输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%，认为所用的变压器都是理想变压器。已知水的密度为ρ=1×103kg/m3，取g=10m/s2。求：
（1）发电机输出的功率；
（2）高压输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2；
（3）若采用超高压1000kV的方式输电，除了我们熟悉的电阻类损耗以外，还存在大约占总损耗功率60%的电晕类损耗。相比于高压输电，超高压输电节省的总功率是多少？
17.（12分）如图甲所示，足够长的平行金属导轨固定在水平面内，间距L=0.5m，电阻不计。与导轨左端连接的线圈面积S=0.1m2，内阻r=0.5Ω，匝数n=200匝。一根长L=0.5m，质量m=0.2kg、电阻R=2Ω的导体棒ab垂直放置在导轨上，与导轨的动摩擦因数μ=0.2。线圈内的磁场平行于轴线向上，磁感应强度的大小B1随时间变化的关系如图乙所示。导轨之间的匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度的大小B2=1T。t=0时刻闭合开关，当t=8.0s时导体棒已达到最大速度，重力加速度g=10m/s2，求：
甲乙
（1）刚合上开关时导体棒的加速度a；
（2）导体棒运动的最大速度vm；
（3）0~8.0s内整个电路产生的焦耳热Q。
18.（15分）如图所示，x轴上方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。第三象限内直线OC与x负半轴的夹角为30°，其与x负半轴之间存在平行于纸面的匀强电场；与y负半轴之间存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场。在x轴上方有一圆心在O点，半径为R的半圆形绝缘壳，带电粒子与绝缘壳发生碰撞时，电荷量不变，碰撞规律符合光的反射定律。现将一质量为m、电荷量为q的质子从O点沿y轴正方向射入磁场，第一次恰好沿x轴正方向撞向绝缘壳，忽略磁场区域的边缘效应。
（1）求质子射入磁场的速度v；
（2）忽略质子与绝缘壳的碰撞时间，求质子从射入磁场到第一次进入电场所需的时间；
（3）若质子第三次返回O点时，速度恰好沿x轴正方向，求质子第一次在电场中的运动时间；
（4）撤去x轴下方的电、磁场，并把绝缘壳换成极板，当质子打到半圆形极板上会瞬间被吸收，连接外电路会产生电流。现在O点上方沿着各个方向均匀、持续地发射速度大小恒定的质子，发现有三分之二的质子能打到极板上。此时测得外电路的电流大小为I，求半圆形极板在半径方向受到的作用力大小之和。