山东省枣庄市薛城区2020-2021学年高二（下）期中物理试题

试卷更新日期：2021-06-25 类型：期中考试

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一、单选题

1. 有关电磁场理论下列说法正确的是（　　）

A、变化的磁场一定产生变化的电场 B、均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 C、稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场 D、变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波

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2. 远距离输电时，在输送功率不变的条件下，下列说法正确的是（　　）

A、提高输电电压，能减小输电电流，提高输电效率 B、提高输电电压，势必增大输电导线上的电流 C、提高输电电压，势必增大输电导线上能量的损耗 D、只有增大导线的电阻，才能减小输电电流，提高输电效率

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3. 传感器是将能感受的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的量（一般是电学量）的一类元件，在自动控制中有相当广泛的应用，如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器。金属芯线与导电液体构成一个电容器，从电容C大小的变化情况就能反映出液面高度h的高低情况，则两者的关系是（　　）

①C增大表示h增大　②C增大表示h减小

③C减小表示h减小　④C减小表示h增大

A、只有①正确 B、只有①、③正确 C、只有②正确 D、只有②、④正确

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4. 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知（　　）

A、在A，C时刻穿过线圈的磁通量为零 B、在B，D时刻线圈处于与中性面垂直的位置 C、从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π D、若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次

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5. 如图所示是一个LC振荡电路中电流的变化图线，下列说法正确的是（　　）

A、t₁时刻电感线圈两端电压最大 B、t₁时刻电路中只有电场能 C、t₁时刻电容器所带电荷量为零 D、t₂时刻电容器两极板间电压为零

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6. 如图所示，通有恒定电流的导线MN与闭合金属框共面，第一次将金属框由位置Ⅰ平移到位置Ⅱ，第二次将金属框绕ab边翻转到位置Ⅱ，设先后两次通过金属框的磁通量变化量大小分别为ΔΦ₁和ΔΦ₂ ，则（　　）

A、ΔΦ₁＜ΔΦ₂ ，第一次运动中线框中有沿adcba方向电流出现 B、ΔΦ₁＜ΔΦ₂ ，第二次运动中线框中有沿adcba方向电流出现 C、ΔΦ₁＞ΔΦ₂ ，第一次运动中线框中有沿abcda方向电流出现 D、ΔΦ₁＞ΔΦ₂ ，第二次运动中线框中有沿abcda方向电流出现

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7. 如图，力传感器固定在天花板上，边长为L的正方形匀质导线框abcd用不可伸长的轻质绝缘细线悬挂于力传感器的测力端，导线框与磁感应强度方向垂直，线框的bcd部分处于匀强磁场中，b、d两点位于匀强磁场的水平边界线上。若在导线框中通以大小为I、方向如图所示的恒定电流，导线框处于静止状态时，力传感器的示数为F₁。只改变电流方向，其它条件不变，力传感器的示数为F₂ ，该匀强磁场的磁感应强度大小为（）

A、 $\frac{F_{2} - F_{1}}{4 I L}$ B、 $\frac{F_{1} - F_{2}}{4 I L}$ C、 $\frac{\sqrt{2} (F_{2} - F_{1})}{4 I L}$ D、 $\frac{\sqrt{2} (F_{1} - F_{2})}{4 I L}$

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8. 如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为3L的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，t=0时，线框开始进入磁场。设逆时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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二、多选题

9. 在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当开关闭合与断开时，A、B的亮度情况是（　　）

A、S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭 B、S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭 C、S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光 D、S闭合足够长时间后，A发光，而B不发光

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10. 如图所示，匀强磁场中有a、b两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为n匝，线圈半径 $r_{a} = 2 r_{b}$ 。磁场方向与两线圈所在平面垂直，磁感应强度B随时间均匀增大。两线圈中产生的感应电动势分别为 $E_{a}$ 和 $E_{b}$ ，感应电流分别为 $I_{a}$ 和 $I_{b}$ 。不考虑两线圈间的相互影响。下列说法中正确的是（　　）

A、 $E_{a} ： E_{b} = 2 ： 1$ ，感应电流均沿顺时针方向 B、 $E_{a} ： E_{b} = 4 ： 1$ ，感应电流均沿逆时针方向 C、 $I_{a} ： I_{b} = 2 ： 1$ ，感应电流均沿逆时针方向 D、 $I_{a} ： I_{b} = 1 ： 2$ ，感应电流均沿顺时针方向

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11. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，电路中电阻R=11Ω，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈两端接入如图乙所示的正弦式交变电压。则下列说法中正确的是（　　）

A、副线圈电压有效值为55V B、副线圈电压有效值为 $55 \sqrt{2} V$ C、原线圈输入功率为450W D、原线圈输入功率为275W

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12. 如图为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间电压恒为U的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐射电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外。当有粒子打到胶片M上时，可以通过测量粒子打到M上的位置来推算粒子的比荷，从而分析粒子的种类以及性质。由粒子源N发出的不同种类的带电粒子，经加速电场加速后从小孔S₁进入静电分析器，其中粒子a和粒子b恰能沿圆形通道的中心线通过静电分析器，并经小孔S₂垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上，其轨迹分别如图中的S₁S₂a和S₁S₂b所示。忽略带电粒子离开粒子源N时的初速度，不计粒子所受重力以及粒子间的相互作用。下列说法中正确的是（　　）

A、粒子a和粒子b经过小孔S₁时速度大小一定不相等 B、若只减小加速电场的电压U，粒子a可能沿曲线S₁c运动 C、静电分析器中距离圆心O为R处的电场强度大小为 $\frac{2 U}{R}$ D、粒子a的比荷一定大于粒子b的比荷

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三、实验题

13. 杨洋用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：

(1)、要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，杨洋进行了以下四种操作，其中可行的是______（选填选项前的字母）。

A、螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管 B、螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管 C、磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动 D、磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动

(2)、在（1）的研究中，杨洋发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据（1）中的操作，则感应电流方向与下列哪些因素有关________（选填选项前的字母）。

A、螺线管的匝数 B、磁铁的磁性强弱 C、磁铁运动的方向 D、磁铁运动的速度大小

(3)、杨洋又将实验装置改造，如图乙所示，螺线管A经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管B与电流计构成闭合电路，螺线管B套在螺线管A的外面，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同速度移动滑动变阻器的划片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是__________（选填选项前的字母）。

A、螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小 B、螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向 C、螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小 D、螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向

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14. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，李辉同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100匝”的匝数。

(1)、本实验中，实验室有下列器材：
A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈）

B．条形磁铁

C．多用电表

D．直流电源

E．开关、导线若干

上述器材在本实验中不需要的有（填器材料序号），本实验中还需用到的器材有。

(2)、实验中，电源接变压器原线圈“0”、“ 8”接线柱，副线圈接“0”、“ 4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为4.0V，若变压器是理想变压器，则原线圈的电压应为______。

A、12.0V B、10.0V C、8.0V D、2.0V E、2.5V

(3)、组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，如图所示，原线圈接8.0V $12.0 ? V$ 的学生电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是______。

A、0V B、0.7V C、1.0V D、64.0V

(4)、用匝数n_a=400匝和n_b=800匝的变压器，实验测量数据如表：

U_a/V

1.80

2.80

3.80

4.90

U_b/V

4.00

6.01

8.02

9.98

根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是（填n_a或n_b）。

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四、解答题

15. 如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽咯不计，在M和P之间接有阻值为R=2.5Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=0.5Ω，质量m=1kg，导体棒与导轨接触良好，其间的动摩擦因数为0.5。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.6T。在水平外力的作用下，导体棒以v=10m/s的速度向右做匀速运动，g取10m/s²。求：

(1)、导体棒产生的感应电动势多大？并指出哪端电势高。

(2)、水平外力的大小？

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16. 如图所示，两根竖直固定的足够长的光滑金属导轨ab和cd相距L＝1m，金属导轨电阻不计。两根水平放置的金属杆MN和PQ质量均为0.1kg，在电路中两金属杆MN和PQ的电阻均为R＝1.5Ω，PQ杆放置在水平绝缘平台上。整个装置处于垂直导轨平面向里的磁场中，g取10m/s²。

(1)、若将MN杆固定，两金属杆间距为d＝2m，现使磁感应强度从零开始以 $\frac{Δ B}{Δ t}$ ＝0.5T/s的变化率均匀地增大，经过多长时间，PQ杆对面的压力为零？

(2)、若将PQ杆固定，让MN杆在竖直向上的恒定拉力F＝16N的作用下由静止开始向上运动，磁感应强度恒为3T。若杆MN发生的位移为h＝1.8m时达到最大速度，求最大速度。

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17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L₁=50cm，bc边和ad边的长度L₂=20cm，匝数n=20匝，线圈的总电阻r=1Ω，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=4Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。

(1)、从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；

(2)、求线圈转动过程中电阻R的发热功率；

(3)、从线圈经过图示位置开始计时，求经过 $\frac{1}{4}$ 周期时间通过电阻R的电荷量。

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18. 如图所示，在a、b间有水平向右的匀强电场，在b、c间有垂直于纸面向外的匀强磁场，a、b间距离为d，b、c间距离为2d，从边界a上的P点沿垂直电场的方向向上射出质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，粒子射出的速度大小为v₀ ，粒子经电场偏转后从边界b上的Q点进入磁场，P、Q两点间的距离为 $\sqrt{13} d$ 。粒子经磁场偏转，恰好不从边界c射出，粒子第二次经过边界b的位置为M（图中未画出）点，不计粒子的重力，求：

(1)、匀强电场的电场强度大小；

(2)、匀强磁场的磁感应强度大小；

(3)、若粒子从P点射出的速度方向不变，改变粒子速度大小，使粒子经电场偏转后恰好从M点进入磁场，经磁场偏转后从N点离开磁场，则Q、N两点的距离为多少？

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U_a/V	1.80	2.80	3.80	4.90
U_b/V	4.00	6.01	8.02	9.98