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南京一中2024-2025學(xué)年度第二學(xué)期期中考試試卷
高二物理 2025.04
一、單項(xiàng)選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意。
1．電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是（　　）
A．圖甲中，發(fā)射線圈接入恒定電流也能實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電
B．圖乙中，電磁爐不能使用陶瓷鍋，是因?yàn)樘沾蓪?dǎo)熱性能比金屬差
C．圖丙中，真空冶煉爐的加熱原理是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱
D．圖丁中，運(yùn)輸電流表時(shí)用導(dǎo)線把兩個(gè)接線柱連在一起，是利用了電磁阻尼
2．如圖所示，甲是質(zhì)譜儀，乙是回旋加速器，丙是速度選擇器，丁是磁流體發(fā)電機(jī)。下列說法不正確的是（　　）
A．甲圖中，粒子打在底片上的位置越靠近狹縫說明粒子的比荷越大
B．乙圖中，粒子n第次和第n+1次加速后的半徑之比是
C．丙圖中，麥克斯韋預(yù)言并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
D．丁圖中，可以判斷出A極板是發(fā)電機(jī)的負(fù)極，B極板是發(fā)電機(jī)的正極
3．如圖所示，A、B、C是三只完全相同的燈泡，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略不計(jì)的自感線圈。下列說法正確的是（　　）
A．閉合開關(guān)S瞬間，A、B、C均逐漸變亮
B．閉合開關(guān)S瞬間，A和C立即亮、B逐漸變亮
C．?dāng)嚅_開關(guān)S瞬間，C立即熄滅
D．?dāng)嚅_開關(guān)S瞬間，A閃亮后逐漸熄滅
4．如圖所示，矩形線圈abcd與理想電壓表V、理想電流表A和定值電阻R組成閉合電路。線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的cd邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，匝數(shù)，邊長(zhǎng)、，線圈總電阻，定值電阻。若磁場(chǎng)只分布在cd邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。下列說法正確的是（　　）
A．該線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為
B．電壓表的示數(shù)為6.4V
C．1s內(nèi)，線圈中的電流方向變化50次
D．從圖示位置（線圈在紙面內(nèi)）轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過R的電荷量是
5．如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，定值電阻和和的阻值分別為、和，A為理想交流電流表，正弦交流電源輸出電壓的有效值恒為U。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I。則當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為（　　）
A． B．2I C．4I D．5I
6．無人機(jī)因機(jī)動(dòng)性能好，應(yīng)用廣泛。控制無人機(jī)的無線電信號(hào)產(chǎn)生來自于LC振蕩電路。LC振蕩電路在某一時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖所示。下列說法中正確的是（　　）
A．電路中的電流在減少 B．電路中電流沿順時(shí)針方向
C．電容器極板上的電荷量在減少 D．電路中磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化
7．如圖所示，水平放置的兩個(gè)正對(duì)的帶電金屬板MN、PQ間存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。在a點(diǎn)由靜止釋放一帶電的微粒，釋放后微粒沿曲線acb運(yùn)動(dòng)（a、b兩點(diǎn)在同一水平高度），c點(diǎn)是曲線上離MN板最遠(yuǎn)的點(diǎn)。不計(jì)微粒所受空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．微粒在c點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能最大
B．a(chǎn)點(diǎn)電勢(shì)低于c點(diǎn)電勢(shì)
C．微粒在運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過程中電場(chǎng)力做的功等于動(dòng)能的變化量
D．微粒到達(dá)b點(diǎn)后將沿原路徑返回a點(diǎn)
8．如圖甲所示，正方形線圈內(nèi)有垂直于線圈的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知線圈匝數(shù)，邊長(zhǎng)，線圈總電阻，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示。設(shè)圖示的磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流方向?yàn)檎较颍瑒t下列有關(guān)線圈的電動(dòng)勢(shì)e、感應(yīng)電流i、焦耳熱Q以及ab邊所受安培力F（取向下為正方向）隨時(shí)間t變化的圖像正確的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如圖所示，單匝正方形線圈A和B在外力作用下均以速度v向右勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B線圈的邊長(zhǎng)是A的2倍，線圈粗細(xì)相同，材料相同。在兩個(gè)線圈完全進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中（　　）
A．A、B線圈產(chǎn)生的電流之比是1：4
B．外力對(duì)A、B線圈做功的功率之比是1：4
C．A、B線圈產(chǎn)生的熱量之比是1：4
D．通過A、B線圈橫截面的電荷量之比是1：4
10．如圖所示，在平面上以O(shè)為圓心的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁場(chǎng)方向垂直于平面向外。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子，從原點(diǎn)O以初速度大小為沿y軸負(fù)方向開始運(yùn)動(dòng)，后來粒子經(jīng)過x軸上的A點(diǎn)，此時(shí)速度方向與x軸的夾角為。A到O的距離為d，不計(jì)粒子的重力，則圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為（　　）
A． B． C． D．
二、非選擇題：本題共5題，共60分。要求解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)，答案中必須寫出數(shù)值和單位。
11．如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L=1m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角，空間存在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E=3V、內(nèi)阻r=1Ω的直流電源。現(xiàn)把一根質(zhì)量m=0.1kg的導(dǎo)體棒垂直于金屬導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒恰好沒有發(fā)生下滑。導(dǎo)體棒接入電路中的電阻R=2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（，）
（1）求導(dǎo)體棒與軌道間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）若磁場(chǎng)方向改為豎直向上，能使導(dǎo)體棒保持靜止?fàn)顟B(tài)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。
12．某校用一臺(tái)不計(jì)內(nèi)阻的發(fā)電機(jī)來提供照明用電，輸電過程如圖所示，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶5，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，輸電線的總電阻為r = 25 Ω。全校共有33個(gè)班，每班有6盞“220 V；40 W”的燈，若要保證全部電燈正常發(fā)光，求：
(1)降壓變壓器副線圈中的電流的大小？
(2)輸電線上損失的功率的大小？
(3)升壓變壓器的輸入電壓的大小？
13．豎直平面內(nèi)水平虛線上方有方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。虛線下方高度為H的區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，虛線上、下方的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。將質(zhì)量為m、電荷量為的小球從a以初速度豎直向上拋出，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，a、c兩點(diǎn)在虛線上，b點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)。小球從c點(diǎn)進(jìn)入虛線下方區(qū)域做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且恰好不出下邊界。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。求：
(1)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)的速度大小；
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。
14．如圖所示，水平虛線L1、L2之間是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)豎直寬度為h，磁場(chǎng)方向水平向里。豎直平面內(nèi)有一等腰梯形導(dǎo)線框，底邊水平，其上下邊長(zhǎng)之比為5:1，高為2h。現(xiàn)使線框AB邊在磁場(chǎng)邊界L1的上方h高處由靜止自由下落，當(dāng)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)加速度恰好為0，在DC邊剛要進(jìn)入磁場(chǎng)前的一小段時(shí)間內(nèi)，線框做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。
(1)如果已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)線框電阻為R，AB長(zhǎng)為l，求線框的質(zhì)量；
(2)求在DC邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，線框做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小與AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小之比；
(3)求DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框加速度的大小。
15．如圖，兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌EF、HG固定在絕緣水平面上，左、右兩側(cè)導(dǎo)軌間距分別為和，處于豎直向上的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。兩根完全相同的均勻金屬棒P、Q，長(zhǎng)度均為、質(zhì)量均為，P棒中點(diǎn)處接有一原長(zhǎng)為、勁度系數(shù)為的輕質(zhì)絕緣彈簧，兩棒放置在導(dǎo)軌上圖示位置。現(xiàn)給P棒一個(gè)初速度，當(dāng)P棒運(yùn)動(dòng)到MN時(shí)（兩棒運(yùn)動(dòng)已經(jīng)穩(wěn)定），P棒速度大小為，彈簧剛好與Q接觸。運(yùn)動(dòng)過程中兩棒保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧彈性勢(shì)能的大小為（為彈簧的形變量），導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)，兩棒電阻不可忽略。
(1)求P棒的初速度大小；
(2)求P運(yùn)動(dòng)到MN過程通過Q的電荷量；
(3)若運(yùn)動(dòng)過程中兩棒的最近距離為，求從開始到彈簧壓縮至最短過程P棒產(chǎn)生的焦耳熱。
南京一中2024-2025學(xué)年度第二學(xué)期期中考試試卷
物理考試卷參考答案
一、單選題
題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C D A B C A C C B
二、非選擇題
11．（1）0.5；（2）2T
【詳解】（1）導(dǎo)體棒受力分析如圖所示
則有
，，
導(dǎo)體棒所受安培力
通過導(dǎo)體棒的電流
解得
（2）若磁場(chǎng)方向改為豎直向上，則安培力變?yōu)樗较蛴遥?dāng)導(dǎo)體棒所受摩擦力沿斜面向下且達(dá)到最大值時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大，則有

其中
，
結(jié)合上述解得
12．(1)36 A
(2)1296 W
(3)256 V
【詳解】（1）降壓變壓器副線圈中的電流為
解得
（2）降壓變壓器原線圈的電流為
所以輸電線上損失的功率為
代入數(shù)據(jù)解得
（3）降壓變壓器原線圈的電壓為
輸電線上損失的電壓為
升壓變壓器的輸出電壓為
則升壓變壓器的輸入電壓為
解得
13．(1)
(2)
【詳解】（1）由于小球在虛線下方磁場(chǎng)和電場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則
從a到c，在豎直方向上，則
在水平方向上，
由運(yùn)動(dòng)的合成：
聯(lián)立解得
（2）由題意可知小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。
設(shè)c點(diǎn)小球速度與水平方向成，由
解得
由幾何關(guān)系可得，，解得
由牛頓第二定律，得
由以上各式，聯(lián)立得
14．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）設(shè)AB邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度為v1，線框質(zhì)量為m，由于
則
線框下落過程，如圖所示
由機(jī)械能守恒定律得
AB剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
感應(yīng)電流為
安培力為
加速度為0，即受力平衡，有
聯(lián)立解得
（2）設(shè)DC邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)前勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度為v2，如圖所示
線框切割磁感應(yīng)線的有效長(zhǎng)度為2l，則
線框勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，有
AB剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)有
聯(lián)立解得
（3）CD剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，線框切割磁感應(yīng)線的有效長(zhǎng)度為3l，則
安培力為
由牛頓第二定律得
聯(lián)立解得
15．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）P棒向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)右手定則可知，在P棒、Q棒組成的回路中會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針的電流，根據(jù)左手則，可知P棒受到的安培力向左，Q棒受到的安培力向右；當(dāng)P棒運(yùn)動(dòng)到MN時(shí)兩棒的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)穩(wěn)定，說明回路中電流為零，即此時(shí)兩棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相等，則兩棒開始勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)有
解得
兩棒從開始到穩(wěn)定過程，分別對(duì)P棒、Q棒由動(dòng)量定理得，
聯(lián)立解得
（2）對(duì)Q棒，根據(jù)動(dòng)量定理有，
又
聯(lián)立可得
解得
（3）P棒在窄導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定過程中，由系統(tǒng)能量守恒得
解得
此過程P棒產(chǎn)生的焦耳熱為
P棒進(jìn)入寬導(dǎo)軌到彈簧壓縮至最短過程中，P棒在安培力和彈力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，Q棒在安培力和彈力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度相等時(shí)，回路電流為零，彈簧被壓縮到最短，開始恢復(fù)形變，由系統(tǒng)動(dòng)量守恒和能量守恒可得,
解得
此過程P棒產(chǎn)生的焦耳熱為
綜上，P棒中產(chǎn)生的焦耳熱

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