山东省济宁市兖州区2021-2022学年高二下学期物理期中检测试卷

试卷更新日期：2022-05-13 类型：期中考试

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一、单选题

1. 关于LC振荡电路及电磁波，下列说法正确的是（）

A、LC振荡电路中，当回路中电流达到最大时，电容器充电完毕 B、LC振荡电路中，把电容器两极板间距拉大，振荡电流的频率会减小 C、电磁波的传播需要介质 D、 $γ$ 射线的波长比X射线短，且具有很高的能量

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2. 如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 $O O^{'}$ 匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值 $R = 9 Ω$ ，线圈的电阻 $r = 1 Ω$ ，则下列说法正确的是（）

A、线圈转动的角速度为100πrad/s B、0.01s末穿过线圈的磁通量最大 C、通过线圈的最大电流为10A D、交流电压表的示数为90V

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3. 如图所示，为某一交流电的电流-时间图像（前半周期为正弦交流电），则一周期内该电流的有效值为（）

A、 $\frac{1}{2} I_{0}$ B、 $\frac{\sqrt{5}}{2} I_{0}$ C、 $\frac{5}{2} I_{0}$ D、 $\frac{3}{2} I_{0}$

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4. 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，关于流过电阻R的电流，下列说法不正确的是（）

A、若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定 B、若从上往下看，圆盘顺时针转动，则圆盘中心电势比边缘高 C、若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电阻R中电流沿a到b的方向流动 D、若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化

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5. 如图所示的圆形区域内匀强磁场方向垂直于纸面向里，有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中（）

A、运动时间越长，其轨迹对应的弦长越大 B、运动时间越长，其轨迹越长 C、运动时间越短，射出磁场区域时速度越小 D、运动时间越短，射出磁场区域时速度的偏转角越小

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6. 如图所示，三根长为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里，电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B₀ ，导线C位于水平面上且处于静止状态，则导线C受到的静摩擦力的大小和方向是（）

A、 $\sqrt{3} B_{0} I L$ ，水平向左 B、 $\sqrt{3} B_{0} I L$ ，水平向右 C、 $\frac{\sqrt{3}}{2} B_{0} I L$ ，水平向左 D、 $\frac{\sqrt{3}}{2} B_{0} I L$ ，水平向右

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7. 如图甲所示，粗细均匀的导体框ABC，∠B=90°，∠C=30°，AB边长为L，导体框的总电阻为R。一匀强磁场垂直导体框ABC所在平面，方向向里，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（）

A、导体框ABC中电流的方向为顺时针 B、导体框ABC中电流的大小为 $\frac{\sqrt{3} L^{2} B_{0}}{t_{0} R}$ C、t₀时刻两直角边AB和BC所受安培力合力大小为 $\frac{\sqrt{3} L^{3} B_{0}^{2}}{t_{0} R}$ D、两直角边AB和BC所受安培力合力方向为垂直AC向左下方

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8. 如图所示，在直角三角形 $a b c$ 区域（含边界）内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 $B$ ， $∠ a = 60 °$ ， $∠ b = 90 °$ ，边长 $b c = L$ ，一个粒子源在 $a$ 点将质量为 $3 m$ 、电荷量为 $q$ 的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（）

A、 $\frac{\sqrt{3} q B L}{9 m}$ B、 $\frac{q B L}{4 m}$ C、 $\frac{\sqrt{3} q B L}{6 m}$ D、 $\frac{q B L}{2 m}$

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二、多选题

9. 如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕 $O O^{'}$ 轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度 $ω$ 做匀速转动，从图示位置开始计时，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（）

A、矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 $e = N B S ω c o s ω t$ B、矩形线圈从图示位置经过 $\frac{π}{2 ω}$ 时间时，通过电流表的电荷量为0 C、当P位置不动、R增大时，电压表读数也增大 D、当P位置向上移动、R不变时，电流表读数变大

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10. 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆 $M N$ ，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为 $+ q$ ，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中，下列说法中正确的是（）

A、小球的加速度一直减小 B、小球的机械能和电势能的总和逐渐减少 C、下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 $v = \frac{2 μ q E - m g}{2 μ q B}$ D、下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 $v = \frac{2 μ q E + m g}{2 μ q B}$

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11. 如图所示，一根总电阻为R的金属导线弯成一个“勾三股四弦五”的闭合三角形线框。正方形虚线框内分布着磁感应强度大小为B、方向垂直于线框所在平面的匀强磁场，正方形线框的边长为2d，三角形ac边的边长为d。线框在外力F的作用下向右匀速通过磁场，ac边始终与磁场边界垂直。则从a点刚要进人磁场开始计时到bc边刚好离开磁场的过程中，穿过线框的磁通量 $Φ$ （图中曲线部分为抛物线）、线框中的感应电流（规定逆时针方向为电流正方向）、ac边所受安培力F_A大小、外力F大小与线框的位移x的关系图像可能正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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12. 有一边长为L、质量为m、总电阻为R的正方形导线框自磁场上方某处自由下落，如图所示。区域I、II中匀强磁场的磁感应强度大小均为B，二者宽度分别为L、H，且H＞L。导线框恰好匀速进入区域I，一段时间后又恰好匀速离开区域II，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A、导线框离开区域II的速度大于 $\frac{m g R}{B^{2} L^{2}}$ B、导线框刚进入区域II时的加速度大小为g，方向竖直向上 C、导线框进入区域II的过程产生的焦耳热为mgH D、导线框自开始进入区域I至刚完全离开区域II的时间为 $\frac{6 B^{2} L^{3}}{m g R}$

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三、实验题

13. 如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的。实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度。每次实验中导体棒在磁场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。

(1)、下列说法正确的是____（不定项选择，填选项前的字母）。

A、该实验探究了导体棒通电部分长度和电流大小对安培力的影响 B、该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响 C、如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调 D、如果想减小θ，可以把接入电路的导体棒从①、④两端换成②、③两端

(2)、若当电流为I且接通②、③时，导体棒受到的安培力为F，则当电流减半且接通①、④时，导体棒的安培力为。

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14. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域。在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等。实验表明，当磁场不太强时，霍尔电压 $U$ 、电流 $I$ 和磁感应强度 $B$ 的关系 $U = K \frac{I B}{d}$ ，式中的比例系数 $K$ 称为霍尔系数。已知金属板电流是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为 $v$ ，电量为 $e$ ，金属板单位体积中电子的个数为 $n$ ，磁感应强度 $B$ ，金属板厚度为 $h$ ，宽度为 $d$ 。则

(1)、达到稳定状态时，金属板上侧面的电势下侧面的电势（填“高于”、“低于”或“等于”）

(2)、电子所受的洛仑兹力的大小为。

(3)、金属板上下两面之间的电势差（霍尔电压） $U$ 的大小为。

(4)、霍尔系数 $K =$ 。

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四、解答题

15. 如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率 $P_{1} = 50 k W$ ，输出电压 $U_{1} = 500 V$ ，升压变压器原、副线圈匝数比为 $n_{1} ： n_{2} = 1 ： 5$ ，两个变压器间的输电导线的总电阻 $R = 15 Ω$ ，降压变压器的输出电压 $U_{4} = 220 V$ ，变压器本身的损耗忽略不计，求：

(1)、升压变压器副线圈两端的电压 $U_{2}$ ；

(2)、输电线上损耗的电功率 $P_{损}$ ；

(3)、降压变压器的原、副线圈的匝数比。

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16. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子，从x轴上的P（l，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。求：

(1)、匀强磁场的磁感应强度的大小；

(2)、带电粒子在第一象限运动的时间。

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17. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第I象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁场区域半径为R.一质量为 m、电荷量为q（>0）的带正电粒子，从y轴正半轴上（0， $\frac{\sqrt{2}}{2}$ R）的M点，以速度v₀沿x轴正方向射入电场，经x轴上x= $\sqrt{2}$ R处的P点进入磁场，最后从磁场边界最低点以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力，求：

(1)、电场强度的大小E；

(2)、磁感应强度的大小B。

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18. 如图，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的 $\frac{1}{4}$ 圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触。已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R。金属导轨电阻不计，重力加速度为g。求：

(1)、ab棒到达圆弧底端时轨道对其的支持力大小；

(2)、当ab棒速度变为 $\frac{3}{4}$ $\sqrt{2 g r}$ 时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）；

(3)、若cd棒以 $\frac{1}{4}$ $\sqrt{2 g r}$ 离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q，求此过程系统产生的焦耳热是多少。（此过程ab棒始终在磁场中运动）

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