哈密市第八高级中学校2022-2023学年高二下学期期中考试
物 理
（考试时间100分钟 试卷分值100分）
一．选择题（共8小题，每小题4分，共32分。）
1．关于物理学史，下列说法正确的是（ ）
A．法拉第发现了电磁感应现象 B．楞次发现磁场对通电导线有作用力
C．安培找到了判断感应电流方向的方法 D．麦克斯韦预言并通过实验证实了电磁波的存在
2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，已知线框内阻为，外接一只电阻为的灯泡，则（ ）
A．电压表的示数为
B．电路中的电流方向每秒改变10次
C．时，线圈处于中性面
D．电动势的瞬时值表达式为
3．如图所示电路中，灯泡A，B的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且电阻可忽略。下列说法正确的是（ ）
A．开关S由断开变为闭合时，A，B同时变亮，之后亮度都保持不变
B．开关S由断开变为闭合时，B先亮，A逐渐变亮，最后A，B一样亮
C．开关S由闭合变为断开时，A，B闪亮一下后熄灭
D．开关S由闭合变为断开时，A闪亮一下后熄灭，B立即熄灭
4．如图，正六边形线框abcdef，各边电阻相同。线框垂直于匀强磁场放置，b、c点与直流电源相接。若闭合电键后fe边受到的安培力大小为F，不考虑各边之间的相互作用，则整个线框受到的安培力大小为（）
A．0 B．2F
C．5F D．6F
5．如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置，其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连，则下列说法正确的是（ ）
A．粒子做圆周运动的周期随半径增大而增长
B．粒子从磁场中获得能量
C．带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关
D．带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关
6．如图甲所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，灯泡L的额定功率为，电表均为理想电表。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，开关S闭合后灯泡L恰正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈交变电流的频率为 B．电压表的示数为
C．电流表的示数为 D．灯泡正常发光时的电阻为
7．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有灯泡a和b，两灯泡的额定电压，当输入电压U等于灯泡a额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为 B．原、副线圈的匝数比为
C．a、b的电功率之比为 D．a、b的电功率之比为
8．如图所示，足够长粗糙绝缘倾斜木板与水平面夹角为，一个质量为的物块刚好可以沿匀速下滑。让物块带上电荷量为的正电，整个装置置于垂直纸面向里的匀强磁场中。时给物块一个沿木板向下的初速度，物块运动的图像可能是（ ）
A. B． C． D．
二、多选题(每小题4分，共16分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)
9．以下四图都与电磁感应有关，下列说法正确的是（）
A．真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
B．当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动
C．金属探测器通过使用恒定电流的长柄线圈来探测地下是否有金属
D．磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是起到电磁阻尼的作用
10．如图所示，通电螺线管中间正上方和左侧分别用绝缘细线静止悬挂着铝环a和b，两环平面与螺线管的中心轴线都垂直，b环的圆心在螺线管的中心轴上。当滑动变阻器R的滑片P向左滑动时，下列关于两环中产生的感应电流方向和受到的安培力方向的说法正确的是（ ）
A．电流方向相同 B．电流方向相反
C．受力方向a环向下、b环向右 D．受力方向a环向上、b环向左
11．一电阻R接到如图甲所示的正弦交流电源上，两端电压的有效值为，消耗的电功率为；若该电阻接到如图乙所示的方波交流电源上，两端电压的有效值为，消耗的电功率为。若甲、乙两图中的、T所表示的电压值、周期值是相同的，则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
12．质谱仪的工作原理图如图所示，若干电荷量均为（）而质量m不同的带电粒子经过加速电场加速后，垂直电场方向射入速度选择器，速度选择器中的电场E和磁场的方向都与粒子速度v的方向垂直，且电场E的方向也垂直于磁场的方向。通过速度选择器的粒子接着进入匀强磁场中，沿着半圆周运动后到达照相底片上形成谱线。若测出谱线到狭缝P的距离为x，不计带电粒子受到的重力和带电粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外 B．这些带电粒子通过狭缝P的速率都等于
C．x与这些带电粒子的质量m成反比 D．x越大，带电粒子的比荷越小
三．实验题（共14分 ）
13．如图所示是用来探究安培力方向的实验装置，蹄形磁铁极在上面，极在下面。若导体棒受到方向向右的安培力，则电流方向___________（选填“由向”或“由向”）；若对调磁极，电流方向向，则导体棒受到安培力方向___________（选填“向左”或“向右”）。这一实验表明了通电导体在磁场中所受的安培力方向与___________方向和___________方向有关。
14．某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
（1）首先按图甲①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是____________。
A．检查电流计测量电路的电流是否准确
B．检查干电池是否为新电池
C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系
（2）接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿___________（选填顺时针或逆时针）方向。
（3）下表是该小组设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组完成，填入表中的横线上（选填竖直向上或竖直向下）。
操作 N极朝下插入螺线管
从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）
原磁场通过螺线管磁通量的增减 增加
感应电流的方向 沿逆时针方向
感应电流的磁场B′的方向 ______________
四、解答题(共0分)
15．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）线圈转过时电动势的瞬时值为多大？
（3）电路中电压表的示数是多少？
16．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V．
（1）输电电路如图所示，求升压变压器的原、副线圈的匝数比；
（2）如果该村某工厂用电功率为140kW，则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏。
17．两个带等量异种电荷的粒子分别以速度va和vb射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，如图所示，求：
（1）、粒子带电性质；
（2）、粒子的轨道半径之比是多少；
（3）、粒子的质量之比是多少。
18．如图所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置在倾角为的绝缘斜面上，两导轨间距为，、两点间接有阻值为的电阻，一根质量为的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直，金属杆的电阻为，整套装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向下，导轨电阻可忽略，让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。重力加速度为，求：
（1）在加速下滑过程中，当杆的速度大小为时，此时杆中的电流及其加速度的大小；
（2）杆在下滑过程中可以达到的速度最大值；
（3）若杆在下滑距离时已经达到最大速度，则此过程中通过电阻的电量是多少 哈密市第八高级中学校2022-2023学年高二下学期期中考试
物理参考答案：
1．A 2．B 3．D 4．D 5．D 6．D 7．B 8．C
9．AD 10．BD 11．ACD 12．AD
13．由B向A 向左 电流 磁场
14． C 顺时针 竖直向上
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）依题意，可得线圈转动的角速度
从中性面开始计时瞬时值表达式为
代入相关已知数据得
（2）当时，电动势的瞬时值
（3）电动势的有效值为
根据闭合电路欧姆定律可得电流表示数
则电压表示数为
16．（1）；（2）
【详解】（1）对于发电机有输出功率
对输电线路有
升压变压器的原、副线圈的匝数比
（2）根据理想变压器的功率特点可得降压变压器的输出功率
假设村庄还可以装n盏灯，则有
可以求得
盏
17．（1）a为负电荷、b为正电荷 （2） Ra∶Rb＝∶1 （3） ma∶mb＝2∶1
【详解】（1）两带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，同时由A点出发同时达到B点，由左手定则可判断，a粒子带负电，b粒子带正电；
（2）粒子做匀速圆周运动，粒子运动轨道圆心在AB的垂直平分线和过A点的速度垂直方向的交点，如图所示
由几何知识可知，
则有Ra∶Rb＝∶1
（3）由几何知识可知从A运动到B，a粒子转过的中心角度为，b粒子转过的中心角度为，根据运动时间相同可得运动周期为
粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有
，
解得
电荷量相等，则有
18．（1），；（2）；（3）
【详解】（1）当杆的速度大小为时，回路中的感应电动势
因此杆中的电流
此时所受安培力大小
根据牛顿第二定律
可得加速度
（2）在下滑过程中，当加速度减小到零时，杆速度达到最大值，此时
整理可得
（3）金属杆下滑位移为的过程中，平均电动势
回路中的平均电流
此过程中通过电阻的电量
整理可得
答案第2页，共2页
