广东省江门市鹤山市第一中学2024-2025学年高二（下）开学考试物理试卷（含解析）

广东省江门市鹤山市第一中学2024-2025学年高二（下）开学考试物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于电磁波，下列说法中正确的是( )
A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在
C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D. 各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同
2.中国古代屋脊有仰起的龙头，龙口吐出伸向天空的金属舌头，舌头连接一根直通地下的细铁丝，起到避雷的作用当雷云放电接近房屋时，舌头顶端由于聚集着大量正电荷而形成局部电场集中的空间图中虚线表示某时刻舌头周围的等差等势面分布情况，一带电粒子不计重力在该电场中的运动轨迹如图所示下列说法正确的是( )
A. 该粒子带正电
B. 点的电势比点的低
C. 点的场强比点的场强大
D. 该粒子在点的电势能比在点的电势能小
3.显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是( )
A. B.
C. D.
4.质量为，长为的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上，整个装置处于竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中，直导体棒中通有恒定电流，平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成角，其截面图如图所示，则下列关于导体棒中的电流分析正确的是( )
A. 导体棒中电流垂直纸面向外，大小为
B. 导体棒中电流垂直纸面向外，大小为
C. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小为
D. 导体棒中电流垂直纸面向里，大小
5.如图所示，在两根平行长直导线、中，通入同方向同大小的电流，导线框和两导线在同一平面内，线框沿着与两导线垂直的方向，自右向左在两导线间匀速移动，在移动过程中，线框中感应电流的方向为( )
A. 沿不变 B. 沿不变
C. 由变成 D. 由变成
6.一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为该电阻上电压的峰值均为，周期均为，如图所示．则等于 ( )
A. B. C. D.
7.如图甲为手机及无线充电板。图乙为充电原理示意图。为方便研究，现将问题做如下简化：设受电线圈的匝数为，面积为，该区域的磁场可视为匀强磁场；若在到时间内，匀强磁场的磁感线垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由均匀增加到，下列说法正确的是( )
A. 点的电势高于点的电势
B. 受电线圈中感应电流方向由到
C. 受电线圈中产生的感应电动势为
D. 若想增加、之间的电势差，可以仅均匀增加送电线圈中的电流
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.我国超远距离特高压输电技术处于世界领先地位，图甲为某高压直流输电线上使用的“正方形绝缘间隔棒”，它的作用是固定导线间距，防止导线相碰。将一正方形绝缘间隔棒支撑四根相互平行的长直导线、、、，图乙为其截面图，为几何中心，长直导线、、、中通有等大同向电流。下列说法正确的是( )
A. 点的磁感应强度为零
B. 、之间的相互作用力为斥力
C. 对的安培力小于对的安培力
D. 受到、、的作用力的合力方向指向
9.在匀强磁场中，一矩形金属框电阻不计绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，将此电源连接到丙图理想变压器的原线圈上，变压器的原副线圈匝数比为，副线圈的电阻，则( )
A. 时线框在中性面位置
B. 因为原线圈电阻不计，所以原线圈两端电压为零
C. 电流表的示数为
D. 通过电阻的电流方向每秒改变次
10.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，在竖直平面内从点沿，方向抛出两带电小球，不考虑两带电小球间的相互作用，两小球电荷量始终不变，关于小球的运动，下列说法正确的是
A. 沿、方向抛出的带电小球都可能做直线运动
B. 若沿做直线运动，则小球带正电，且一定做匀速运动
C. 若沿做直线运动，则小球带负电，可能做匀加速运动
D. 两小球在运动过程中机械能均保持不变
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在“测定金属丝的电阻”的实验中：
用螺旋测微器测量金属丝直径时，其示数如图甲所示，则金属丝的直径为___；
某同学设计了如图乙所示的电路测量该金属丝的电阻阻值约为几欧，可选用的器材规格如下：
电流表，内阻约 电流表，内阻为
滑动变阻器阻值 滑动变阻器阻值
定值电阻 定值电阻
电源电动势 开关和导线若干
图乙中单刀双掷开关应置于______填“”或“”，滑动变阻器应选______填“”或“”，定值电阻应选________填“”或“”；
若某次测量时电流表的读数，电流表的读数指针如图丙所示，则金属丝阻值的测量值为________结果保留位小数。
12.某同学在物理实验室找到一个热敏电阻图中符号，想研究其电阻随温度变化的关系。按照下图连接了实验器材，图中为定值电阻，电压表视为理想电压表。
为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，请在图中添加一根导线改进该实验____。
正确添加导线后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片调至适当位置，读出并记录两电压表，的示数，。则热敏电阻的阻值可以表示为_________用、、表示
该同学查阅相关资料，发现热敏电阻分为正温度系数电阻阻值随温度升高而增大和负温度系数电阻阻值随温度升高而减小两种，同时了解温度一定时流过热敏电阻的电流大小也会影响电阻值。为了判断该热敏电阻的种类，用控温箱升高热敏电阻的温度后，该同学应采取的实验步骤及判断方法是___________________。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻为，降压变压器原、副线圈的数比为：：，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，求解：
发电机产生交流电的频率；
求乙图交流电电压瞬时值表达式和通过的电流有效值；
输电线损失的功率。
14.如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中
感应电动势的大小
所受拉力的大小
感应电流产生的热量
15.如图所示，真空区域有宽度为、磁感应强度为的矩形匀强磁场，方向垂直于纸面向里，、是磁场的边界，质量为、电荷量为的带正电粒子不计重力沿着与夹角为的方向垂直射入磁场中，刚好垂直于边界射出，并沿半径方向垂直进入圆形磁场，磁场半径为，方向垂直纸面向外，离开圆形磁场时速度方向与水平方向夹角为，求：
粒子射入磁场的速度大小；
粒子在矩形磁场中运动的时间；
圆形磁场的磁感应强度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生同频率周期性变化的磁场，故A错误。
B、麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过电火花实验证实了电磁波的存在，故B错误。
C、电磁波的传播不需要介质，机械波传播需要介质，故C错误。
D、各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，均为光速，故D正确。
2.【答案】
【解析】
避雷针带正电，由电场线与等势面垂直，画出电场线如图，
A.由运动轨迹可知，该粒子带负电，故A错误
B.沿电场线方向电势逐渐降低，故点的电势比点的低，故B正确
C.由等差等势面的疏密情况可知，点的场强比点的场强小，故C错误
D.因带负电的粒子在电势高的位置电势能小，点的电势比点的低，故该粒子在点的电势能比在点的大，故D错误。
3.【答案】
【解析】高速电子流打在荧光屏上的位置由点逐渐移动到点，所以电子先受到向下的洛伦兹力，且逐渐减弱为零，后受到向上的洛伦兹力，且逐渐增强，根据左手定则可以判断，磁场的方向先垂直纸面向里，方向为正，且逐渐减弱为零，后来磁场的方向垂直纸面向外，方向为负，且逐渐增强，故 C正确．
4.【答案】
【解析】导体棒受到竖直向下的重力、斜向左上的弹力，要使导体棒平衡，应受水平向右的安培力，如图所示．
重力和安培力的合力与弹力大小相等、方向相反，由平衡条件有，得导体棒中电流大小，再由左手定则可知，导体棒中电流的方向应垂直纸面向里，故只有选项C正确。
5.【答案】
【解析】解析：根据安培定则和磁场的叠加原理判断得知，在中线右侧磁场向外，左侧磁场向里．
当导线框位于中线右侧运动时，磁场向外，磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流方向为；
当导线框经过中线，磁场方向先向外，后向里，磁通量先减小，后增加，根据楞次定律，可知感应电流方向为；
当导线框位于中线左侧运动时，磁场向里，磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流方向为．
故选：．
两根平行长直导线、中，通以同方向同强度的电流，产生磁场，根据安培定则和磁场的叠加原理可知，在中线右侧磁场向外，左侧磁场向里．当导线框向左运动时，磁通量变化，产生感应电流，根据楞次定律判断感应电流方向．
本题考查运用楞次定律判断感应电流方向的能力，难点在于分析导线框经过中线时磁场方向和磁通量的变化情况．
6.【答案】
【解析】设电阻的阻值为，根据焦耳定律知，交流电通过电阻产生的热量与交流电中电流方向的变化无关，方波交流电的电压的有效值为，故；正弦交流电的电压的有效值为，故，所以，D正确．
7.【答案】
【解析】受电线圈内部磁场向上且增强，由楞次定律可知，产生的感应电流方向俯视为顺时针，即受电线圈中感应电流方向由到，电源内部电流由电势较低的负极流向电势较高的正极，故点的电势低于点的电势，故AB错误；
C.根据法拉第电磁感应定律可得，受电线圈中产生的感应电动势为 ，故C正确；
D.若想增加、之间的电势差，可以增加送电线圈中电流的变化率，而仅均匀增加送电线圈中的电流不能达到此目的，故D错误。
8.【答案】
【解析】
A、根据安培定则以及磁场的矢量叠加规律可得点的磁感应强度为零，故A正确；
B、、电流方向相同，之间的相互作用力为引力，故B错误；
C、间距小于间距，所以在处的磁感应强度大于在处的磁感应强度，则根据可知对的安培力大于对的安培力，故C错误；
D、受到、、的作用力均为引力，根据力的合成规律可知合力指向，故D正确。
故选AD。
9.【答案】
【解析】A.由图乙可知，当时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量为，不在中性面的位置，故A错误．
B.原线圈两端电压不为，故B错误．
C.原线圈输入电压为有效值为，根据公式得副线圈的电压为，，副线圈电流，故C正确．
D.由图可知，交流电的周期为，则转速为，电流方向每圈改变两次，内电流方向变化次，故D正确．
答案：
10.【答案】
【解析】沿方向抛出的带电小球，根据左手定则及正电荷所受的电场力的方向与电场强度方向相同可知，只有带正电，小球受向下的重力、向左的电场力和垂直斜向右上方的洛伦兹力才可能平衡；同理而沿方向抛出的带电小球，带负电时，才能做直线运动，因速度影响洛伦兹力大小，所以做直线运动时必然是做匀速直线运动，故AB正确，C错误；
D.在运动过程中，因电场力做功，导致小球的机械能不守恒，故D错误。
故选AB。
11.【答案】 ； ， ， ；。
【解析】螺旋测微器的精确度为 ，由图可知金属丝的直径为；
由于金属丝的电阻约为几欧，属于小电阻，电流表应采用外接法，故单刀双掷开关应置于 ；
因待测电阻只有几欧，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的 ；
定值电阻 和电流表 改装成 的电压表，量程比较合适，所以定值电阻选 ；
根据读数可知电流为 ，被测电阻两端电压为，
由欧姆定律可知。
12.【答案】

调节滑动变阻器阻值，使电压表 示数与之前相同，若 示数变大，则为正温度系数电阻，反之则为负温度系数电阻。

【解析】为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，滑动变阻器用分压式接法，如图所示
由欧姆定律，通过热敏电阻的电流大小为
热敏电阻大小为
联立解得
调节滑动变阻器阻值，使电压表 示数与之前相同，若 示数变大，则为正温度系数电阻，反之则为负温度系数电阻。
13.【答案】解：变压器不改变交流电的频率，由图乙可知交流电的周期，频率为
由图乙知，角速度为
降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为
通过的电流的最大值为
有效值为
根据变压器电流比关系可知通过输电线的电流为
故输电线损失的功率为
答：发电机产生交流电的频率为；
求乙图交流电电压瞬时值表达式为，通过的电流有效值为；
输电线损失的功率为。
14.【答案】解：根据导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得：
；
根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流为：
拉力的大小等于安培力，即：
解得：
根据功能关系可知，产生的焦耳热等于克服安培力做的功，即等于拉力做的功，所以有：
代入数据得：
15.【答案】解：画出轨迹图如下图：
在矩形磁场区域，根据几何关系
求得
根据
解得；
粒子在矩形磁场区域内，粒子转过的圆心角为，粒子在矩形磁场中运动的时间
求得
；
粒子在圆形磁场区域内，根据几何关系得：
解得粒子在圆形磁场的半径为，
根据
解得。
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