2023-2024学年广东省东莞市万江中学高二（下）三校联考物理试卷（含答案）

2023-2024学年广东省东莞市万江中学高二（下）三校联考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.万江中学校园设置了人脸识别测温终端，如图所示，它具有“人脸比对体温检测”两种功能。其中，测温原理是( )
A. 电流的热效应
B. 无线电波传输信号
C. 红外线的热效应
D. 电磁感应
2.“西电东输”是我国实现经济跨地区可持续快速发展的重要保证。在输送功率一定的情况下，将输电电压提高为原来的倍，则输电导线上的电能损失将减小为原来的( )
A. B. C. D.
3.如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为，已知电场的电场强度为，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 液滴带正电
B. 液滴所受合外力为零
C. 液滴受到重力、电场力、洛伦兹力、向心力作用
D. 液滴运动的速度
4.如图所示，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好和槽中的导电液接触，按图示连接电路，通电后，会看到弹簧上下跳动，关于这个现象，下列说法正确的( )
A. 弹簧上下跳动的原因是通电后弹簧受到电场力
B. 将电源的正、负极对调一下，弹簧的跳动现象将消失
C. 将滑动变阻器的滑片向右移动时，弹簧将跳动得更加明显
D. 若换一劲度系数更小的弹簧，保持其他因素不变，则弹簧将跳动得更加明显
5.某种感温式火灾报警器如图所示，其简化的工作电路如图所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的交流电源。副线圈连接报警系统，其中为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置图中未画出通过检测的电流触发报警。下列说法正确的是( )
A. 警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小
B. 警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小
C. 通过定值电阻的电流过高时，报警装置就会报警
D. 若要调低预设的报警温度，可增大滑动变阻器的阻值
6.如图甲所示，一条南北走向的小路，路口设有出入道闸，每侧道闸金属杆长，当有车辆通过时杆会从水平位置以角速度匀速转动直到竖起。此处地磁场方向如图乙所示，为地磁场总量，为地磁场水平分量，、、分别为地磁场在、、三个方向上的分量大小。则杆在转动升起的过程中，两端电势差的大小计算表达式为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，等腰直角三角形内部存在着垂直纸面向里的均匀磁场，它的边在轴上且长为，纸面内一边长为的正方形导线框的一条边在轴上，且导线框沿轴正方向以恒定的速度穿过磁场区域，在时该导线框恰好位于图甲中所示的位置。现规定逆时针方向为导线框中感应电流的正方向，在图乙所示的四个图象中，能正确表示感应电流随导线框位移变化关系的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.关于洛伦兹力的应用，下列说法正确的是( )
A. 甲图中粒子射出的最大动能由加速器的加速电压决定
B. 乙图中质谱仪可以区分同位素
C. 丙图中霍尔元件载的流子若为正电荷，加上如图所示电流和磁场时
D. 丁图中若粒子以某一速度沿直线向右通过速度选择器，也可以以同一速率向左沿直线通过
9.无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是( )
A. 电流流向沿到
B. 电容器正在充电
C. 电场能正在向磁场能转化
D. 振荡电流正在减小
10.如图所示，已知平行金属导轨与水平面夹角为，导轨间的距离为，在的上方区域存在与导轨平面垂直，磁感应强度为的匀强磁场图中未全部画出，导轨的下端接有阻值为的电阻，在导轨的上端垂直于导轨放有一质量为的导体棒，另有一质量为的导体棒垂直于导轨，以的速度沿导轨向上进入磁场，与导轨无摩擦，当进入和离开磁场时，导体棒恰好保持静止，且导体棒一直处于静止状态，两导体棒一直没有相撞。已知两导体棒的长度均为，棒电阻为，棒电阻为，导体棒与导轨接触良好，不计其他电阻，下列说法正确的是( )
A. 离开磁场时的速度为
B. 导体棒恰好不受摩擦力时，导体棒的速度为
C. 上滑与下滑过程中通过棒的电荷量大小一样多
D. 上滑过程中安培力的冲量大于下滑过程中安培力的冲量
三、实验题：本大题共2小题，共17分。
11.某同学完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。
他在实验室找到下列器材：
A.可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈
B.开关、导线若干
C.条形磁铁
D.交流电压表
E. 低压交流电源
F. 直流电源
在本实验中，上述器材不需要的是_____填器材序号字母；
该同学做实验时，保持原、副线圈的匝数和不变，改变原线圈的输入电压，并对原线圈电压和副线圈电压做了测量，得到下表。
组别
为保证人身安全，指出存在的安全隐患是_______________________________________
根据表格数据，在实验误差允许的情况，实验结论是：________。用、、、表示
12.某实验小组使用如图所示的器材探究“电磁感应现象”中影响感应电流方向的因素。
在图中用实线代替导线完成实验电路连接_____。
连接好电路后，闭合开关，发现灵敏电流计的指针向右偏了一下、保持开关闭合，依次进行以下操作：将铁芯迅速插入线圈时，灵敏电流计指针将向_____填“左”或“右”偏；然后将滑动变阻器连入电路中的阻值调大，灵敏电流计指针将向_____填“左”或“右”偏；稳定后断开开关，灵敏电流计指针将向_____填“左”或“右”偏。
写出闭合回路中产生感应电流的条件：______________________________________。
亮亮同学经过以上实验探究，对自家“自发电”无线门铃按钮原理进行研究，其“发电”原理如图乙所示，按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确
的是( )
A.只有按下按钮时，门铃才会响
B.按住按钮不动，门铃不会响
C.按下按钮过程，通过门铃电流方向
D.若更快按下按钮，门铃的响声更大
E.按下和松开按钮过程，通过门铃感应电流大小一定相等
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
13.做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的面积，该圈肌肉组织的电阻。如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应在内均匀地从零增大到。求：
该圈肌肉组织中的感应电流的大小及方向从右向左看；
内该圈肌肉组织中产生的热量。
14.小型发电机发电原理可简化如图所示，矩形线圈的面积为，共有匝，线圈总电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以周期绕轴匀速转动，计算结果用表示求：
从图中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式；
线圈从图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量；
外力对线圈做功的功率。
15.如图所示，在平面内，圆心在点、半径为的圆形区域内有垂直纸面向里匀强磁场，一个电量为、质量为的带正电的粒子从点以速率沿与轴正方向射入磁场区域，从点沿轴正方向离开磁场，粒子在运动过程中只受磁场力作用。
求匀强磁场磁感应强度的大小；
若粒子从点以速率沿与轴正方向成角的方向射入轴上方磁场区域，从点沿轴正方向离开磁场。求从点、点离开磁场的粒子在磁场中运动时间比值；
若粒子从点以速率沿任意方向射入磁场，出磁场后再经过一个磁感应强度为的圆形磁场区域，粒子均能到达点，，求可能的取值范围。
参考答案
1.
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8.
9.
10.
11.
使用低压交流电源的电压超过伏

12.
右 左 左
磁通量发生变化

13.根据法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为
则感应电流为
根据楞次定律和右手螺旋定则判断可知，感应电流方向为逆时针。
由焦耳定律得
代入数据可得，内该圈肌肉组织中产生的热量为

14.匀速转动
得
线圈产生的最大感应电动势为
线圈从垂直中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为
线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值
感应电流的平均值为
由闭合电路欧姆定律
解得通过电阻的电量
电动势的有效值为
电路的热功率为
由能量的转化关系，可知外力对线圈做功的功率为

15.如图由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径
向心力
解得
由几何关系可知：
粒子从点离开，转过圆心角
在磁场中运动的时间
粒子从点离开，转过圆心角

运动时间
粒子在磁场中运动周期
运动时间之比

粒子以的速率沿任意方向射入磁场，将以平行于轴的方向射出磁场，如图所示
粒子能再次会聚到点，所对应圆形磁场区域的最小半径
最大半径
由
解得

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