内蒙古名校联盟2023-2024学年高二下学期期中联考物理试题（含答案）

内蒙古名校联盟2023-2024学年高二下学期期中联考
物理
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间75分钟。
2．请将各题答案填写在答题卡上。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接，焊机的原理如图所示，圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线圈所产生的交变磁场使圆管中产生感应电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为
A．库仑 B．密立根 C．法拉第 D．洛伦兹
2．如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc沿水平方向，导线中均通有大小相等的电流，方向如图所示，则导线a受到的安培力方向
A．水平向左 B．水平向右 C．竖直向上 D．竖直向下
3．如图所示，水平桌面上固定一通电直导线，电流方向图中已标出，且电流逐渐增大，导线右侧有一金属导线制成的圆环，且圆环始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是
A．穿过圆环的磁通量减小 B．圆环有收缩的趋势
C．圆环中产生的顺时针方向的感应电流 D．圆环受到水平向右的摩擦力
4．在方向垂直纸面向里的匀强磁场的区域中，一垂直磁场方向射入的带电粒子的运动轨迹如图所示，由于带电粒子运动过程中受到空气阻力的作用，因此带电粒子的动能逐渐减小，下列说法正确的是
A．粒子带正电，从A点运动到B点 B．粒子带正电，从B点运动到A点
C．粒子带负电，从A点运动到B点 D．粒子带负电，从B点运动到A点
5．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，磁场边界与正方形线框的边平行。现使线框以同样大小的速度沿四个不同的方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是
A． B． C． D．
6．如图所示，间距为1m的两根足够长的光滑平行金属导轨固定于同一绝缘水平面内，左端通过导线连接一个阻值为1.0的定值电阻R，整个导轨处在方向竖直向下，磁感应强度大小为0.8T的匀强磁场中，匀质金属杆CD垂直导轨放置，在CD杆的中点施加一个方向垂直杆、大小为2N的水平拉力F，一段时间后CD杆匀速运动，CD杆与导轨始终接触良好，CD杆接入回路的电阻为0.6，导轨的电阻不计，下列说法正确的是
A．CD杆匀速运动时，流过CD杆的电流方向由D到C
B．CD杆匀速运动时，流过定值电阻R的电流为2.5A
C．CD杆匀速运动时，CD杆两端的电压为4.0V
D．CD杆匀速运动时的速度大小为4m/s
7．如图所示，圆心为O、半径为R的圆形区域中，有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，带电粒子从A点沿直径AC方向以速度v射入磁场，从D点射出磁场，速度偏转角为∠DOC＝60°，已知带电粒子的质量为m，电荷量为q，则下列说法正确的是
A．带电粒子带负电 B．带电粒子做圆周运动的半径为
C．带电粒子在磁场中的运动时间为 D．带电粒子在磁场中的运动时间为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图所示的电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，和是两个完全相同的小灯泡。将电键K闭合，待灯泡亮度稳定后，再将电键K断开，则下列说法正确的是
A．K闭合瞬间，先亮，后亮，最后两灯亮度一样
B．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后逐渐熄灭，逐渐变到最亮
C．K断开时，立即熄灭，亮一下再逐渐熄灭
D．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭
9．质谱仪的工作原理图如图所示，若干电荷量均为＋q（q＞0）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
10．如图甲所示，一个面积为S的n匝（图中只画了2匝）圆形线圈放在垂直纸面向里的磁场中，将线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，线圈的电阻也为R，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是
A．0～时间内电压表的示数为
B．～时间内R上的电流为
C．0～和～时间内，流过线圈的电流之比为
D．0～和～时间内，外接电阻消耗的功率之比为
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、非选择题：共54分。
11．（6分）
小明同学做“探究电磁感应产生条件”实验的装置如图甲所示。
甲
（1）闭合开关的瞬间，他观察到电流表指针向右偏转。电路稳定后，他将线圈A中的铁芯快速抽出，电流表指针将向 （填“左”或“右”）偏转。
（2）他还发现同样是将滑动变阻器的滑片从a端移到b端，滑动变阻器的滑片移动的快慢不同，则电流计指针摆动的幅度也不同，这是因为电流计指针摆动的幅度与穿过线圈B中的磁通量 （填“变化量”或“变化率”）成正比。
（3）物理课上，老师做了一个有趣的“跳环实验”。实验装置如图乙所示，老师将一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，把一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。小明同学回家后找来器材再做此实验，他连接好电路后，重复实验，线圈上的套环未动，导致套环未动的原因可能是。
乙
A．电源的电压过低 B．电源的正负极接反
C．所用线圈的匝数太多 D．所用铁芯实为橡胶制品
12．（9分）
“知夏”科研小组正在研究磁流体发电机（一种新型发电机）。如图甲所示，长方体表示磁流体发电机的发电导管，其前、后两个侧面是绝缘体，上、下两表面是电阻不计的导体薄片，薄片上分别焊接一个接线柱。匀强磁场垂直于前、后两个侧面，含有正、负离子的高速流体在发电导管内向右匀速流动，两个接线柱间形成稳定的电势差，上、下两导体薄片就相当于一个电源。
甲
（1）上表面的导体薄片是电源的 （填“正极”或“负极”）。
（2）实验小组成员为了测量磁流体发电机的电动势和内阻，实验电路如图乙所示。连接好电路后，调节滑动变阻器，记录多组电流表示数I和对应的电压表示数U的数据，根据实验数据作出的U—I图像如图丙所示，则磁流体发电机的电动势E＝ V，内阻，r＝ 。（结果均保留两位有效数字）。
乙 丙
13．（11分）
如图所示，在xOy平面的第一象限内存在磁感应强度方向垂直纸面向外、大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，其速度方向与y轴正方向的夹角。粒子经过磁场偏转后从x轴上的N点（图中未画出）射出磁场，其速度方向与x轴负方向的夹角。已知OM＝a，粒子的质量为m、电荷量为q，不计粒子所受重力。求：
（1）粒子速度的大小；
（2）带电粒子在第一象限内运动的时间。
14．（12分）
如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距L＝0.5m。ed间连入一电动势E＝3V、内阻的电源，ab间放置一根长l＝0.5m的金属杆，金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形。空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），斜面abcf的倾角为时，金属杆在导轨上处于静止状态。金属杆的质量m＝0.15kg、电阻，导轨及导线的电阻忽略不计，重力加速度大小为，，。
（1）若金属杆和导轨均光滑，求磁场的磁感应强度大小；
（2）若金属杆和导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求磁场的磁感应强度的最小值。
15．（16分）
如图所示，固定光滑斜面的倾角，与斜面底边平行的PQ、MN为斜面上有界匀强磁场的两条边界，D＝1.6m的匀强磁场的磁感应强度大小B＝0.8T、方向垂直于斜面向下。质量m＝0.4kg、电阻的的矩形导体框abcd置于斜面上，ab边长，bc边长为，cd边水平且与磁场边界PQ、MN平行，初始时cd边与PQ间的距离也为1.6m。现将导体框由静止开始释放，导体框在ab边进入磁场时仍然在加速，导体框在经过边界MN的过程中恰好做匀速运动，直至离开磁场区域，取重力加速度大小，求：
（1）导体框的cd边刚进入磁场时，cd边切割磁感线产生的感应电动势；
（2）导体框在经过边界MN的过程中的速度大小v；
（3）导体框通过匀强磁场的过程中，导体框产生的焦耳热Q。
高二物理考试参考答案
1．C 2．A 3．B 4．D 5．B 6．B 7．D 8．BC 9．AD 10．AB
11．
（1）左
（2）变化率
（3）AD（选对一项得1分，选错不得分）
12．
（1）负极
（2）2.5 3.8
13．解：
（1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，根据牛顿第二定律有
根据几何关系有
解得。
（2）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T，则
粒子在磁场中做圆周运动的轨迹对应的圆心角
所以粒子在第一象限内运动的时间
。
14．解：
（1）对金属杆受力分析，金属杆受到的安培力用表示，根据受力平衡有
根据闭合电路欧姆定律有
根据安培力公式有
解得。
（2）磁场的磁感应强度最小时，金属杆受到的安培力用表示，根据受力平衡有
导轨对金属杆的弹力
金属杆受到的最大静摩擦力
根据安培力公式有
解得。
15．解：
（1）当导体框的cd边刚进入磁场时，设其速度大小为，根据动能定理可得：
导体框的cd边切割磁感线产生的感应电动势
解得。
（2）导体框在经过边界线MN的过程中做匀速运动，产生的感应电动势
根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中的电流
导体框ab边受到的安培力大小
根据受力平衡有
解得。
（3）从开始释放到导体框的ab边离开磁场的过程中，根据能量守恒定律有
解得。