江西省临川二中2024-2025学年高二（下）期中物理模拟试卷（含解析）

江西省临川二中2024-2025学年高二（下）期中物理模拟试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.家用电器通常不能直接接到的动力电路上，某种电器要求接到交变电压是的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。对于交变电压，下列说法正确的是( )
A. 用电压表测该电压其示数为
B. 将该电压加在的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为
C. 电流方向每秒改变次
D. 交流电的频率为，当时
2.如图所示，正六边形线框由六根阻值完全相同的导体棒连接而成，固定于匀强磁场中，且线框平面与磁场方向垂直。线框顶点、与电源两极相连，电源内阻及导线电阻忽略不计。开关闭合后，线框受到的安培力大小为，若仅将棒移走，则余下线框受到的安培力大小为( )
A.
B.
C.
D.
3.如图，理想变压器原副线圈的匝数比为：，电阻，，电流表和电压表均为理想交流电表。若电流表的示数为，则电压表的示数为( )
A. B. C. D.
4.交变电流电压的有效值为，它和电阻、及电容器、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为，为了保证电容器不被击穿，电容器的耐压值为，电容器在电路中正常工作，则( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，理想变压器三个线圈的匝数比：：：：，其中匝数为的原线圈接到的交流电源上，匝数为和的两个副线圈分别与电阻、组成闭合回路．已知通过电阻的电流，电阻，则通过电阻的电流和通过原线圈的电流分别是( )
A. ， B. ， C. ， D. ，
6.如图所示为某种电吹风机的电路图，、、、为四个固定触点。绕点转动的扇形金属触片，可同时接触两个触点，触片处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是( )
冷风时输入功率
热风时输入功率
小风扇额定电压
正常工作时小风扇输出功率
A. 触片同时接触、两个触点时电吹风吹热风
B. 理想变压器原、副线圈的匝数比：：
C. 电吹风吹热风时电热丝上的电流为
D. 小风扇的内阻为
7.如图所示，原副线圈匝数比为：的理想变压器，原线圈输入电压为的正弦式交流电，负载电路中理想二极管和并联，已知，则理想交流电压表的示数为( )
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. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出极板是发电机的负极，极板是发电机的正极
C. 图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是
D. 图丁是质谱仪的主要原理图，其中H、H、在磁场中偏转半径最小的是
9.关于交变电流，下列说法正确的是( )
A. 电气设备上，标示的交流电的额定电压和额定电流通常都是有效值
B. 某保险丝的熔断电流为，则允许通过的交流电电流的峰值为
C. 某旋转磁极式发电机所发交流电的周期，则转子转速为
D. 要产生正弦交流电则必须是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
10.在轴上方和轴下方有如图所示的匀强电场和匀强磁场。将质量为、带电量为的粒子，以某一初速度从轴上方点垂直于轴射入电场，粒子从轴上点进入第四象限；将粒子以相同的初速度从轴下方对称的点垂直于轴射入匀强磁场，粒子垂直于轴从点进入第一象限。带电粒子重力不计，则( )
A. 粒子入射的初速度
B. 粒子入射的初速度
C. 点的坐标为
D. 点的坐标为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用可拆变压器”进行探究。
下列器材中，实验需要的器材是______。
A.干电池
B.低压交流电源
C.交流电源
D.条形磁铁
E.可拆变压器和导线
F.直流电压表
G.多用电表
在实验中，该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将______填“增大”“减小”或“不变”。
12.徐同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
实验中使用的电源应为______。
A.低压直流电源
B.高压直流电源
C.低压交流电源
D.高压交流电源
该同学把交流电源接在原线圈两端，调节学生电源使输出电压为，用多用电表交流电压“”挡测得副线圈两端的电压为，若将实验中使用的变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为______。
实验中由于变压器的铜损和铁损，因此原线圈与副线圈的电压之比一般______填“大于”、“小于”或“等于”原线圈与副线圈的匝数之比。
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
13.如图所示，在磁感应强度大小为、水平向外的匀强磁场中，把质量为、电荷量为的带负电小球用绝缘细线悬挂在点，细线长度为。现将小球从细线与竖直方向成角时由静止释放，小球在与磁场垂直的竖直面内摆动。不计空气阻力，重力加速度大小取，，。求：
小球第一次运动到最低点时的速率。
小球第一次运动到最低点时细线的拉力大小。
五、计算题：本大题共2小题，共26分。
14.如图所示，六根长度相同长为的光滑金属杆接成一个正四面体固定在绝缘水平面上，其中顶端处三杆绝缘，其他位置导通且接触良好，且通过用导线接一个电容器，电容为。另一根杆，长也为从顶端静止释放，运动过程中始终平行于，为的中点，以方向建轴，为原点，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，大小满足以下关系：，，，。假设杆足够长，杆、、电阻为，其他电阻不计，在平行于轴的外力作用下从点开始以速度沿轴匀速运动：
在处两端的电势差；
从运动到的过程中，外力与的关系；
从运动到的过程中流过的电荷量。
15.如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为，与、轴分别相切于，两点，第Ⅱ象限内有沿轴负方向的匀强电场。一个带正电粒子从点沿轴正方向以射入磁场，经点射入电场，最后从轴上点射出电场，已知距离与圆形匀强磁场直径长度相同，不计粒子的重力。求：
匀强电场场强的大小；
粒子在磁场和电场中运动的时间之比；
粒子从点射出时的速度大小与方向。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、根据可知交流电压的最大值，故电压表测量值为，故A错误；
B、将该电压加在的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为，故B正确；
C、根据可知角速度为，周期，一个周期内电流改变次，故电流方向每秒改变，故C错误；
D、交流电的频率为，当时，故D错误；
故选：。
2.【答案】
【解析】设边的电阻为，流过的电流为，长度为，受到的安培力方向向上，大小为
则边的电阻为，根据并联电路的特点可知，流过的电流为，等效长度为，受到的安培力方向向上，大小为
则
若仅将棒移走，则余下线框受到的安培力大小为
，故A正确，BCD错误；
故选：。
3.【答案】
【解析】根据变压器电压和匝数的关系可知，输入电压与输出电压之比为
：：：
则电阻两端电压为，电阻两端电压为，根据欧姆定律
可知通过两电阻的电流之比为：，设通过电阻的电流为，通过电阻的电流为，根据电流和匝数的关系可知，原线圈的输入电流为，电流表示数为，则有
解得
则电压表示数为
代入数据解得，故B正确，ACD错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】交流电源的电压是，而电压表测量的是交流电的有效值，则电压表的示数为；
因正弦式交流电的最大值是有效值的倍，则知电压的最大值为，
所以电容器要能正常工作，其耐压值必须不低于，即故D正确，ABC错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】根据电压与匝数成正比可得：，解得两端电压：，则通过的电流为：；
同理可得两端电压
根据功率关系可得：，解得：，故D正确，ABC错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】、触片同时接触、两个触点时电热丝没有接入电路，电吹风吹冷风；电动机与电热丝同时接入电路时吹热风，触片与触点、接触，故A错误；
B、根据变压器的电压之比等于匝数之比可得：，故B错误；
C、吹热风时电热丝消耗的功率，则电热丝的电流为，故C错误；
D、小风扇的热功率为：；电流，则由可得，，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】由题原线圈的电压的最大值为，则有效值为：，根据变压器原理可得副线圈两端电压
在二极管导通的半个周期内，电压表的示数为，在二极管截止的半个周期内，电压表的示数为，
设电压表的示数为，根据有效值的定义可得，，解得，故A正确、BCD错误；
故选：。
8.【答案】
【解析】、带电粒子在形盒中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：
当时，粒子具有最大动能，根据动能定理可知：
联立解得：，故A错误；
B、图乙是磁流体发电机的结构示意图，根据左手定则可以判断出带正电的粒子偏转到极板，带负电的粒子偏转到极板，故B正确；
C、图丙是速度选择器，带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是二力平衡，有：
解得：，故C正确；
D、图丁是质谱仪的主要原理图，在偏转磁场中，洛伦兹力提供向心力，有：
解得：
其中H、H、三种粒子的质量与电荷量比值最小是，在磁场中偏转半径最小的是，故D错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】电气设备上，标示的交流电的额定电压和额定电流通常都是有效值，故A正确；
B.某保险丝的熔断电流为，为电流有效值，故B错误；
C.某旋转磁极式发电机所发交流电的周期，则转子转速为，故C正确；
D.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动就会产生正弦交流电，不需要是矩形线圈，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】将粒子以相同的初速度从轴下方对称的点垂直于轴射入匀强磁场，粒子垂直于轴从点进入第一象限，如下图所示
由图中几何关系可知
粒子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子在电场中运动时，有
竖直方向上：，
水平方向上：
联立可得粒子入射的初速度和半径满足
，
则点的坐标为。
故选：。
11.【答案】 增大
【解析】在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，为了观察变压器的构造要用到可拆变压器和导线，为了安全的原则要用到低压电源，要测交流电压要用到欧姆表的交流电压挡，故BEG正确，ACDF错误；
故选：。
根据变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压
由此可知，保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将增大。
故答案为：；增大。
12.【答案】 ： 大于
【解析】变压器工作原理为互感现象，故应选用交流电源，确保安全应选用低压，实验中使用的电源应为低压交流电源，故C正确，ABD错误；
故选：。
若将实验中使用的变压器视为理想变压器，则原、副线圈的匝数比为
根据
可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比；实验中由于变压器的铜损和铁损导致副线圈的电压较小，所以导致
因此原线圈与副线圈的电压之比一般大于原线圈与副线圈的匝数之比。
故答案为：；：；大于
13.【答案】洛伦兹力不做功，从小球开始运动到第一次运动到最低点过程中，由动能定理得
代入数据解得
在最低点对小球分析
代入数据解得
答：小球第一次运动到最低点时的速率为；
小球第一次运动到最低点时细线的拉力大小为。
14.【解析】与水平面的夹角为，由几何知识得
根据匀强电场中电势差与电场强度的关系式可得，
在处两端的电势差
解得
从运动到的过程中，，由共点力平衡条件可得
得
从运动到的过程中，，由共点力平衡条件可得
得
从运动到的过程中
解得
通过电容器，因为电压在均匀增加，
解得
从运动到的过程中流过的电荷量
答：在处两端的电势差为；
从运动到的过程中，外力与的关系为；
从运动到的过程中流过的电荷量为。
15.【解析】设粒子质量为，电荷量为，粒子在磁场中做匀速圆周运动，有
得
粒子在电场中做类平抛，有
解得
粒子在磁场和电场运动时间分别为
所以
粒子在电场中有
所以
答：匀强电场场强的大小为；
粒子在磁场和电场中运动的时间之比为；
粒子从点射出时的速度大小为，方向与轴正方向成。
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