广东省佛山市普通高中2023-2024学年高二（上）期末教学质量检测物理试卷

试卷更新日期：2024-03-14 类型：期末考试

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1. 下列装置运用电磁感应原理工作的是（）

A、
动圈式话筒 B、
等离子体发电 C、
直流电动机 D、
磁电式电流表

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2. 华为 $m a t e 60$ 系列手机是全球第一款能实现双卫星通信的民用手机 $.$ 卫星通信是通过电磁波的传输来实现的 $.$ 下列相关说法正确的是（）

A、只有通过电路才能产生电磁波 B、电磁波是一种没有质量的物质 C、电磁波既可以传递信息，也能传输能量 D、电磁波是可在真空中传播的恒定的电磁场

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3. 下图三种灯具的发光原理不同，白炽灯由灯丝通电发热发光，荧光灯通电产生电磁辐射后发光， $L E D$ 灯则直接将电转化为光 $.$ 在额定电压 $220 V$ 下，功率为 $30 W$ 的白炽灯、 $6 W$ 的荧光灯与 $2 W$ 的 $L E D$ 灯，三者照明亮度相当 $.$ 下列相关说法正确的是（）

A、我们日常使用的电能属于一次能源 B、因为亮度相同，三种灯的节能效果一样 C、正常工作时通过 $L E D$ 灯的电流约为 $9 m A$ D、 $1 s$ 内白炽灯产生的热量是 $L E D$ 灯的 $15$ 倍

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4. 地磁场对生态系统有重要的保护作用 $.$ 若在万米高空有一束带负电的高能粒子，垂直水平地面射向佛山某地，则该束粒子此时所受地磁场作用力的方向是（）

A、向东 B、向西 C、向南 D、向北

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5. 如图甲为按压式发电手电筒 $.$ 以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流 $.$ 已知发电机内阻 $r = 2 Ω$ ，与其串联的白炽灯泡额定电压为 $9 V$ 、阻值为 $18 Ω .$ 若该灯泡恰好正常发光，则此时发电机（）

A、输出电流的有效值为 $0.5 A$ B、输出电流的最大值为 $0.5 A$ C、输出的交流电频率为 $10 H z$ D、输出的交流电频率为 $50 H z$

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6. 空气炸锅是近年流行的小家电，它主要由电热丝 $R$ 与风机 $M$ 两部分构成，其通过电热丝加热空气，然后用风机将高温空气吹入锅内，使热空气在封闭的空间内循环从而加热食物 $.$ 下图是某空气炸锅的简化电路图，若该空气炸锅额定电压及功率为 $220 V$ 、 $1188 W$ ，电热丝 $R = 44 Ω$ ，风机 $M ($ 电动机 $)$ 的内阻为 $55 Ω$ ，其他电阻不计，则该空气炸锅正常工作时（）

A、通过电动机的电流为 $5.4 A$ B、通过电动机的电流为 $4.0 A$ C、电热丝的发热功率为 $1000 W$ D、电热丝每秒钟消耗的电能为 $1100 J$

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7. 小刘为了将低压的直流电升压，设计了如图甲的装置：虚线框内为电磁继电器，当开关 $S$ 闭合后，电磁铁通电，吸引衔铁断开触点 $a$ 、 $b$ ，电路断电，衔铁再在弹簧的作用下弹回将电路重新接通，如此循环，衔铁来回振动，电路反复通断，在原线圈中形成如图乙的脉冲直流电。关于此装置以下描述正确的是（）

A、通电后电磁铁下端为 $S$ 极 B、闭合开关 $S$ ， $c d$ 端输出交流电 C、闭合开关 $S$ ， $c d$ 端无输出电压 D、 $c d$ 端接负载后，正常工作时副线圈输出电流比原线圈输入的电流大

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二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8. 某同学练习使用多用电表分别测量下图电路中小灯泡 $L$ 的电压、电阻与电流。以下测量中多用表与电路的连接正确可行的是（）

A、 $S$ 闭合，红表笔接 $a$ ，黑表笔接 $b$ ，测 $L$ 两端电压 B、 $S$ 闭合，红表笔接 $a$ ，黑表笔接 $b$ ，测 $L$ 的电阻 C、 $S$ 断开，红表笔接 $a$ ，黑表笔接 $b$ ，测 $L$ 的电阻 D、 $S$ 断开，红表笔接 $c$ ，黑表笔接 $d$ ，测流经 $L$ 的电流

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9. 如图所示，足够高的磁铁在其中间的空隙内产生一个径向辐射状磁场。一闭合金属圆环在磁体中心圆柱的最上方位置由静止释放，若下落的过程中金属圆环的环面总保持水平，则在此过程中（）

A、穿过圆环的磁通量保持不变 B、穿过圆环的磁通量增大 C、圆环受到向下的安培力作用 D、圆环中产生俯视顺时针方向的感应电流

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10. 图甲是我国正在测试的超导磁流体推进器，它以喷射推进取代了传统的螺旋桨推进方式，图乙是其工作原理图 $.$ 推进器中的超导体产生超强磁场 $B$ ，电极 $C$ 和 $D$ 连接直流电源通过海水产生电流 $I$ ， $I$ 、 $B$ 及水流三者方向相互垂直 $.$ 若用该推进器驱动船舶前进，则下列相关说法正确的是（）

A、电极 $C$ 需连接电源的正极， $D$ 需接电源的负极 B、驱动船舶前进的动力是作用在水流上的安培力 C、驱动船舶前进的动力主要来源于水流作用在电极 $C$ 、 $D$ 上的作用力 D、驱动船舶前进的动力主要来源于水流作用在超导磁体上的作用力

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三、实验题：本大题共2小题，共16分。

11. 下图为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验装置。某同学已将学生电源连接了 $220 V$ 的交流电源，电压挡调到 $6 V$ ，将学生电源经开关与可拆变压器左侧线圈上的“ $0$ ”和“ $400$ ”两接线柱相连。

(1)、如下图连接了部分电路。现要使接在右侧线圈上的电压表获得低于 $6 V$ 的电压，请在以下实验装置图中以笔画线，完成剩余的电路连线。

(2)、将更大量程的电压表与变压器右侧线圈上的“ $0$ ”和“” $($ 选填“ $200$ ”、“ $800$ ”、“ $1400$ ” $)$ 两接线柱相连，观测到该表示数为 $20.3 V$ 。若此时保持电路连通，仅将铁芯横梁从变压器上取出，则该电压表的示数将 $($ 选填“不变”、“变大”、“变小”、“变为 $0$ ” $)$ 。

(3)、通过分析实验数据发现，每次实验，变压器副线圈输出电压总比理论值小，试指出造成这种结果的主要原因 $($ 无需写理由 $)$ 。

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12. 小张同学为了测定一个阻值约数千欧的电阻的阻值，实验室找到如下器材：
A.低压直流电源 $($ 电动势约为 $9 V \sim 15 V$ 之间，内阻忽略不计 $)$ ；
B.电压表 $($ 量程 $15 V$ ，内阻约为十几千欧 $)$ ；
C. $0 \sim 99999 Ω$ 的电阻箱 $R$ ；
D.开关和导线若干。

(1)、实验电路如图甲所示。首先将开关 $S_{1}$ 闭合，开关 $S_{2}$ 拔到 $b$ ，此时电压表的示数如图乙所示，则电压表的读数为 $V$ ；然后将开关 $S_{2}$ 拔到 $c$ ，调节电阻箱的阻值，使得电压表示数与上次相同，此时电阻箱的各旋钮位置如图丙所示，则该电阻的阻值 $R_{x} =$ $Ω$ ；

(2)、小张同学想用图甲电路，测量上述实验室所给电源的电动势和电压表的内阻，进行了如下操作：保持开关 $S_{1}$ 闭合，开关 $S_{2}$ 拔到 $c$ ，调节电阻箱；当电阻箱阻值为零时，电压表示数为 $10 V$ ，当电阻箱阻值为 $5 k Ω$ 时，电压表示数为 $7.5 V$ 。则电源电动势为 $V$ ，电压表内阻为 $k Ω ($ 结果均保留 $2$ 位有效数字 $)$ 。

(3)、如果电源的内阻不可忽略，则电压表内阻的真实值上述测量值 $($ 选填“小于”、“大于”、“等于” $)$ 。

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四、计算题：本大题共3小题，共38分。

13. 交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与下图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。

(1)、线圈中是否有感应电流 $?$

(2)、线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致 $?$

(3)、电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速 $?$

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14. 如图所示的坐标系中，第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为 $B_{1}$ ；第二象限内有正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为 $E$ ，方向沿 $y$ 轴负方向，磁感应强度为 $B_{2}$ ，方向垂直纸面向里。一带电粒子从 $A$ 点以某一速度平行 $x$ 轴向右射入电磁场，恰好做匀速直线运动，从 $y$ 轴上的 $C$ 点射入第一象限。 $C$ 点到坐标原点 $O$ 的距离为 $L$ ，粒子重力不计。求：

(1)、粒子从 $A$ 点射入电磁场时速度 $v$ 的大小；

(2)、若粒子射入第一象限后经坐标原点 $O$ 射出，求粒子的电性和比荷 $\frac{q}{m}$ ；

(3)、若粒子射入第一象限后从 $x$ 轴上的 $D$ 点射出，且 $O D = \sqrt{3} L$ ，求粒子在第一象限中运动的时间。

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15. 如图甲所示，水平面上固定有一由绝缘材料制成的、横截面为四分之一圆的柱体，其外表面光滑，左侧面竖直。沿柱体中轴线 $O O^{'}$ 方向固定有一条无限长直导线，导线中通有大小为 $I$ 的电流，该电流可在距导线 $r$ 处产生磁感强度为 $B$ 的磁场， $B = k \frac{I}{r}$ ， $k$ 为常数。两条与 $O O^{'}$ 平行的导体棒 $a a^{'}$ 和 $b b^{'}$ 分别置于左侧面和圆弧面上，并通过不可伸长的轻质细软导线连接成一个闭合回路 $a a^{'} b^{'} b a$ ，导体棒质量均为 $m$ ，接入电路长度均为 $L$ ，回路总电阻为 $R$ 。导体棒 $a a^{'}$ 加速向下运动，经过图乙所示位置时速度大小为 $v$ ，此时两棒离地高度相同， $O b$ 连线与水平地面夹角为 $37 °$ 。已知圆弧面半径为 $2 L$ ，忽略回路中电流间的相互作用以及所有摩擦阻力，取 $s i n 37^{\circ} = 0.6$ ， $c o s 37^{\circ} = 0.8$ ，重力加速度为 $g$ ，求此时：

(1)、导体棒 $a a^{'}$ 接入电路部分产生的感应电动势大小；

(2)、导体棒 $b b^{'}$ 所受的安培力的方向和大小；

(3)、导体棒 $b b^{'}$ 受到圆弧面的支持力大小 $($ 设导体棒 $b b^{'}$ 在运动过程中一直与圆弧面保持接触 $)$ 。

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