環際大聯考“逐夢計劃”2023~2024學年度第二學期期中考試高二物理試題（試卷總分：100分 考試時間：75分鐘）注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的學校、班級、姓名、準考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本部分共10道選擇題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中。1~6題只有一項符合題目要求；7~10題有多項符合要求，少選漏選得3分，選錯不得分。1．物理學發展源于生活，沉于理論，歸于實驗，最終還應用于生活，下列關于物理知識在生活中的應用，說法正確的是（）A．金屬塊中的渦流會產生熱量，損失能量，所以都應盡可能減小渦流B．變化的磁場會產生電場，均勻變化的磁場會產生均勻變化的電場C．航天員在中國空間站進行太空授課的實時畫面是通過電磁波傳遞到地面的D．紅外線可以消毒，X射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥2．如圖所示，水平平面內放置一個薄圓盤和一根通電軟直導線，圓盤上均勻分布著電子，圓盤繞著圓心O順時針勻速轉動。某時刻，給導線中通上如圖所示的電流，通電直導線會發生的變化情況是（）A．保持靜止 B．水平向右凸起 C．水平向左凸起 D．垂直紙面向外凸起3．如甲圖所示，一帶電為的物塊A靜置于光滑絕緣水平地面上，地面上方存在足夠大區域的勻強磁場，磁感應強度大小為，方向如圖。時，在水平外力F作用下物塊A由靜止開始運動，物塊A對水平面的壓力隨時間的變化圖像如圖乙所示，重力加速度，則（）A．物塊A的質量 B．水平力F不斷增大C．水平力F的大小為25N D．物塊A做勻加速直線運動4．隨著科技的發展，各式各樣的用電器層出不窮，對用電的需求也越來越多，解決充電難題已經刻不容緩，為了人們出行輕便，無線充電發展迅速。如圖所示實線部分是某無線充電接收端電流經電路初步處理后的圖象，其中曲線為正弦函數圖像的一部分，則這種交流電的有效值為（）A． B． C． D．5．如圖所示，空間中存在垂直紙面向里的勻強磁場中，現有兩完全相同的帶電粒子以不同速度從同一位置均沿水平方向垂直射入磁場后從磁場下邊界飛出，飛出磁場時與磁場邊界的夾角分別為90°，60°，則它們在運動過程中（）A．周期之比為2∶1 B．軌跡半徑之比為2∶3C．速度之比為1∶2 D．運動時間之比為2∶36．如圖所示，一自耦變壓器接在某可調節的交流電源兩端，電路中接有、兩理想電壓表及滑動變阻器和一小燈泡。關于該電路說法正確的是（）A．若P不動，滑片F向下滑動時，小燈泡消耗的功率不變B．若F不動，滑片P向上滑動時，、示數均不變C．若F不動，滑片P向上滑動時，燈泡亮度變亮，則電源輸出功率增大D．若增大交流電源電壓頻率，兩滑片不動，則、示數均增大，小燈泡亮度變亮7．如圖所示的LC振蕩電路中，某時刻電容器兩極板帶電情況和線圈L中的磁場方向如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．磁場能正在轉化為電場能 B．電路中的電流為順時針方向C．線圈中的自感電動勢正在減小 D．電容器兩極板間的電壓不變8．自行車速度計可以利用霍爾元件計算運動速率。如圖甲所示，將一塊磁鐵安裝在自行車前輪上，輪子每轉一圈，磁鐵就靠近傳感器一次，傳感器就會輸出一個脈沖電壓如圖乙所示。霍爾元件內部電源的輸出電壓為，當磁場靠近霍爾元件時，由于電荷受力移動，在導體前后表面產生電勢差，其中載流子帶負電，則下列說法中正確的是（）A．前表面的電勢低于后表面的電勢B．自行車的車速越大，則霍爾電勢差越大C．若傳感器的電源輸出電壓變大，則霍爾電勢差變大D．霍爾電勢差由自行車車速和電流大小決定9．如圖所示，某同心圓形導軌固定在同一水平面內，兩圓半徑分別為r和2r，一長為r、電阻為R的均勻金屬棒AB置于圓導軌上面，整個裝置位于一磁感應強度的大小為B，方向豎直向下勻強磁場中。在兩環之間接阻值為R的定值電阻和電容為C的電容器。金屬棒在水平外力作用下以角速度繞O逆時針勻速轉動，在轉動過程中AB始終與半徑重合，且始終與導軌保持良好接觸。導軌電阻不計。下列說法正確的是（）A．金屬棒中電流從A流向B B．金屬棒兩端電壓為C．電容器的M板帶負電 D．電容器所帶電荷量為10．空間中存在直角三角形ABC區域，其中AB邊長為L，，現給該區域施加垂直于紙面向里的穩定的勻強磁場如圖，磁感應強度為B，以不同的速率從A點沿AB方向射入一束完全相同的正粒子，比荷為（忽略重力對運動狀態的影響），則（）A．粒子速度越大，在磁場中運動時間越長 B．粒子在磁場中運動時間最長為C．粒子在磁場中運動的最長路程為 D．粒子能從AC射出的區域長度為L二、實驗題：本題共2小題，每空2分，共12分。11．某興趣小組在探究感應電流的產生條件和影響感應電流方向的因素（1）圖a中，將條形磁鐵從圖示位置快速向下移動一小段距離，出現的現象是______。A．燈泡A、B均不發光 B．燈泡A、B交替短暫發光C．燈泡A短暫發光、燈泡B不發光 D．燈泡A不發光、燈泡B短暫發光（2）通過實驗得知：當電流從圖b中電流計的正接線柱流入時指針向右偏轉，負接線柱流入時指針向左偏轉；則當磁體______（選填“向上”或“向下”）運動時，電流計指針向左偏轉。（3）為進一步探究影響感應電流方向的因素，該小組設計了如圖c的電路。（4）若圖c電路連接正確，在閉合開關前滑動變阻器滑片應移至最______（選填“左”或“右”）端。（5）若圖c電路連接正確，開關閉合瞬間，指針向左偏轉，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時，觀察到電流計指針______。A．不偏轉 B．向右偏轉 C．向左偏轉12．電流傳感器可以在電腦端記錄電流隨時間變化的圖線，探究實驗小組設計了如圖甲所示的實驗電路，探究電容器在不同電路中的充放電現象。該同學先將開關接1給電容器充電，待電路穩定后再接3，探究LC振蕩電路的電流變化規律。（1）探究實驗小組得到的振蕩電路電流波形圖像，選取了開關接3之后的LC振蕩電流的部分圖像，如圖乙所示，根據圖像中記錄的坐標信息可知，振蕩電路的周期______s（結果保留兩位有效數字）。（2）如果使用電動勢較小的電源給電容器充電，則LC振蕩電路的頻率將______（填“增大”、“減小”或“不變”）。三、解答題：本題共3小題，共38分，解答時應寫出必要的文字說明，方程式、重要的演算過程，只寫最后結果不得分。13．（12分）如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌M、N被固定在水平面上，導軌間距，其左端并聯接入和的電阻，其中。整個裝置處在垂直紙面向里，磁感應強度大小為的勻強磁場中。一質量、電阻的導體棒在恒力的作用力下從靜止開始沿導軌向右運動，運動了時導體棒ab恰好變為勻速運動，導體棒垂直于導軌放置且與兩導軌保持良好接觸，導軌電阻不計。求：（1）導體棒的最大速度；（2）電阻上產生的焦耳熱；（結果保留兩位有效數字）（3）此過程中通過的電荷量。14．（12分）如圖甲所示為某小型水電站的發電機示意圖，已知正方形線圈邊長，匝數匝匝，線圈電阻不計；線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動，轉速；已知磁感應強度。將發電機通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電，發電機的輸出功率為，通過升壓變壓器升壓后發電向遠處輸電，輸電線的雙線總電阻為，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。要求輸電效率（即用戶得到的功率與發電機發出的功率之比）達到96%，在輸電線上損失的功率控制在4kW、用戶得到的功率為96kW。（1）升壓變壓器輸入的電流為多少？輸電線上通過的電流是多少？（2）從升壓變壓器的輸出端到降壓變壓器的輸入端，輸電線損失的電壓為多少？（3）兩個變壓器的匝數比各應等于多少？15．（14分）如圖所示，在ABCD區域內外分別存在區域電場和范圍足夠大勻強磁場，勻強電場方向豎直向上，磁場方向垂直于紙面向里。一個質量為m，電荷量為的帶電粒子以速度從AD邊中點O垂直射入電場，經電場偏轉后從M點進入磁場，在磁場中運動一段時間后從A點再次進入電場中。已知，忽略粒子重力對運動的影響。（1）求電場強度E的大小及粒子進入磁場之前在電場中的運動時間；（2）若改變粒子入射速度的大小，粒子運動軌跡會發生改變，求粒子從AD邊進入電場經AB邊進入磁場到從AB邊離開磁場整個過程經歷的最長時間；環際大聯考“逐夢計劃”2023～2024學年度第二學期期中考試高二物理參考答案及評分標準一、選擇題：本部分共10道選擇題，每小題5分，共50分。在每小題給出的四個選項中。1～6題只有一項符合題目要求；7～10題有多項符合要求，少選漏選得3分，選錯不得分。1．【答案】C【詳解】A．金屬塊的渦流會產生熱量，電磁爐和真空冶煉爐都是利用渦流工作，故A錯誤；B．變化的磁場會產生電場，均勻變化的磁場產生恒定電場，故B錯誤；C．航天員進行太空授課是通過無線電波，即電磁波，傳遞到地面的，故C正確；D．紫外線可以消毒；X射線穿透能力較強，可以用于診斷病情；射線有極強的穿透能力和很高的能量，射線可以摧毀病變的細胞，常用于治療各種癌癥，故D錯誤。故選C。2．【答案】C【詳解】電子為負電荷，當帶負電荷的圓盤順時針轉動，圓盤產生的電流為逆時針方向，由右手螺旋定則知此電流在通電直導線處產生的磁場方向垂直紙面向里；再利用左手定則，通電直導線受到的安培力水平向左。故選C。3．【答案】D【詳解】A．根據得得故A錯誤；BD．物塊對水平面的壓力物塊對水平面的壓力不斷增大，則洛倫茲力不斷增大，速度不斷增大，做加速運動，結合圖像可知，速度均勻增大，則做勻加速運動，水平力不變，故B錯誤，D正確；C．根據圖乙圖像斜率代入數據得故C錯誤。故選D。4．【答案】A【詳解】根據交流電有效值的定義可得解得這種交流電的有效值為。故選A。5．【答案】C【詳解】A．根據可知，周期之比為，選項A錯誤；B．設入射點到虛線邊界的距離為，可知粒子1的運動半徑粒子2由幾何關系，得兩粒子的軌跡半徑之比為1∶2選項B錯誤；C．根據得，可得速度之比為，選項C正確；D．周期相等，根據可知時間之比為，選項D錯誤。故選C。6．【答案】C【詳解】A．設變壓器的輸入電壓為，輸出電壓為；若不動，滑片向下移動時，輸入電壓不變，根據變壓比公式由于減小，故輸出電壓也減小，故燈泡消耗的功率變小，故A錯誤，B．若不動，根據變壓比公式輸入電壓不變，則輸出電壓也不變，滑片向上滑動時，電阻減小，根據閉合電路歐姆定律，電路中電流增大，小燈泡兩端電壓也增大，由可知，燈泡消耗的功率變大，亮度變亮，由可知，電壓表示數變小，故B錯誤，C．由可知，電壓不變，總電阻減小時，功率增大，C正確。D．若增大交流電源電壓頻率，兩滑片不動，則根據變壓比，輸出電壓不變，兩端電壓也不變，通過小燈泡的電流不變，功率不變，亮度不變，與頻率無關，故D錯誤。故選C。7．【答案】AB【詳解】由電感線圈中的磁感線方向，根據右手螺旋定則可以判斷回路中電流的方向為順時針，故此時電容器正在充電，電容器兩極板間的電壓在增大，磁場能轉化為電場能，電流處于減小狀態，在變大，故自感電動勢在增大，選項AB正確，CD錯誤。故選AB。8．【答案】AC【詳解】A．圖乙中霍爾元件的載流子帶負電，根據左手定則，負電荷向前表面運動，前表面的電勢低于后表面的電勢，故A正確；B．根據，得由電流的微觀定義式是單位體積內的電子數，是單個導電粒子所帶的電量，是導體的橫截面積，是導電粒子運動的速度，整理得聯立解得可知用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應強度，保持電流不變，霍爾電壓與車速大小無關，故B錯誤；C．由公式，若傳感器的電源輸出電壓變大，電流I變大，則霍爾電勢差將變大，故C正確。D．由公式，霍爾電壓由電流及磁感應強度決定，與車速無關，故D錯誤；故選AC。【答案】BD【詳解】A．金屬棒繞逆時針勻速轉動，根據右手定則可知金屬棒中電流從流向，故A錯誤；B．金屬棒轉動產生的電動勢為切割磁感線的金屬棒相當于電源，金屬棒兩端電壓相當于電源的路端電壓，則金屬棒兩端電壓為故B正確；C．金屬棒端相當于電源正極，則電容器板帶正電，故C錯誤；D．由可得電容器所帶電荷量為故D正確。故選BD。10．【答案】BC【詳解】B．根據洛倫茲力提供向心力可得可知粒子速度越大，粒子運動半徑越大。當粒子運動半徑較小時，能夠從邊射出，粒子在磁場中的圓心角為，粒子在磁場中運動時間為該過程中粒子運動時間不變，此時粒子在磁場中運動時間最長，當粒子運動半徑較大時，從BC邊射出，粒子速度越大，軌跡對應的圓心角越小，在磁場中運動時間短，故A錯誤，B正確；CD．當粒子和BC邊相切時路程最大，此時射出點為粒子在AC邊射出的最遠點，由幾何關系知粒子在磁場中運動的最長路程為故C正確。此時最遠點距點的距離為故D錯誤。故選BC。二、實驗題：本題共2小題，每空2分，共12分。11．【答案】C向下左B【詳解】（1）磁感線由N極指向S極，螺線管內磁感線向下，向下移動一小段距離，穿過螺線管的磁感線增加，根據楞次定律，感應電動勢所產生的磁感線方向與原磁場方向相反，根據右手螺旋定則可得電流方向電路中方向為順時針，根據二極管具有單向導電性可知燈泡A短暫發光、燈泡B不發光。故選C。（2）[2]當磁體向下運動時，穿過螺旋管的磁通量為豎直向下的增多，根據楞次定律，可知線圈中的感應電流產生的磁場豎直向上，根據右手螺旋定則可知電流從負接線柱流入，指針向左偏；故磁體向下運動。（4）[3]閉合開關瞬間，電路中電流增多，電磁鐵的磁性增強，穿過螺線管的磁感線增多，會產生感應電流，為了防止產生的感應電流過大燒壞電流表，閉合開關前需要將滑動變阻器的滑片移到最左端。（5）[4]開關閉合瞬間，穿過螺線管的磁通量增多，根據題意可知指針向左偏轉，所以將鐵芯從線圈P中快速抽出時，穿過螺線管的磁通量減少，觀察到電流計指針向右偏轉。故選B。12．【答案】（1）（2）不變【詳解】（1）由圖乙可知（2）由振蕩周期可知，使用電動勢較小的電源給電容器充電，則LC振蕩電路的周期不變，則頻率也不變。三、解答題：本題共3小題，共38分，解答時應寫出必要的文字說明，方程式、重要的演算過程，只寫最后結果不得分。13．（12分）【答案】（1）0.