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广东省佛山市普通高中2024-2025学年高二上学期教学质量检测物理试卷
一、单选题
1．如图所示，特定电磁波谱治疗仪能够产生特定能量的电磁波，在医学上具有很好的治疗效果。关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波是一种有能量但没有运动质量的物质
B．用纸板包住治疗仪可以屏蔽其发射的电磁波
C．电磁波可以发生反射、折射、干涉等现象
D．电磁波在所有介质中的传播速度都等于真空中的光速
2．某科技小组想测量佛山地区地磁场磁感应强度的水平分量：将一枚小磁针放置在某处，静止时其极指向北方（忽略地理北极与地磁南极的夹角）；利用一通电线圈在小磁针处产生沿东西方向、磁感应强度大小为的磁场，小磁针再次静止时，极向东偏转角度为，如图所示；则该处地磁场的磁感应强度水平分量大小为（　　）
A． B．
C． D．
3．回旋加速器在粒子物理研究中发挥着巨大作用。如图为回旋加速器结构示意图，两个中空的D形金属盒并排置于垂直盒面的匀强磁场中，两盒间有一狭缝，两盒连接电压为U的高频交流电，A处为粒子源。某时刻，A处放出一初速可视为零的质子，质子每次经过狭缝都能被加速，若忽略质子穿过狭缝的时间，不考虑相对论效应及空气、重力作用，则下列说法正确的是（　　）
A．质子做圆周运动的频率等于两盒间交流电的频率
B．质子经加速器加速后获得的能量来自磁场
C．若只增大电压U，则质子离开加速器时的最大速度增大
D．该加速器不做任何调节可以直接用来加速α粒子
4．如图甲所示为某金属探测器，探测头内共面安装一个发射线圈和一个接收线圈，发射线圈通如图乙所示的高频振荡电流，产生的磁场能在金属物体内部产生涡电流，涡电流的磁场使接收线圈的感应电流发生变化，从而使蜂鸣器发出提示音。下列说法正确的是（　　）
A．探测头在靠近陶瓷制品时会发出提示音
B．探测头悬停在金属上方时不会发出提示音
C．发射线圈在、时刻产生的磁场方向相反
D．接收线圈在、时刻产生的感应电流方向相反
5．电磁阻拦技术的原理示意图如图所示。在磁感应强度方向垂直纸面向里的匀强磁场中，两根间距为的平行金属轨道固定在水平面内，间接有阻值为的电阻。一根长为的金属棒垂直置于导轨之间，与轨道接触良好。飞机着舰时关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住金属棒，金属棒立即获得与飞机相同的速度，并与飞机一起减速至停下。不考虑阻拦索的长度变化，在飞机钩住阻拦索之后，下列说法正确的是（　　）
A．飞机做匀减速直线运动
B．流过电阻的电流方向为
C．若磁场方向改为垂直纸面向外，金属棒受到的安培力方向不变
D．直至飞机停下，飞机的全部动能都转化为回路的焦耳热
6．交警通常使用酒精浓度测试仪对驾驶员进行检测，其工作原理如图。电源的电动势为，内阻为，保护电阻，电阻的电阻率随酒精气体浓度的增大而减小，电路中电压表可视为理想电压表。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数增大
B．保护电阻消耗的功率变大
C．电源的输出功率变小
D．通过保护电阻的电流减小
7．图a为一个小型发电机，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈共有10匝，绕垂直于磁场方向的转轴按图示方向匀速转动。当线圈平面与磁场方向垂直开始计时，线圈中产生交流电的电动势e随时间t变化的规律如图b所示。下列说法正确的是（　　）
A．线圈在图示位置时，电流沿PQ边从P流向Q
B．发电机线圈转动的角速度为100π rad/s
C．t = 0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行
D．t = 0.25 s时，磁通量的变化率为1 V
二、多选题
8．我国是世界上第一个建成800千伏特高压直流输电工程的国家。某发电站输出的交流电的电压表达式为，先通过原、副线圈匝数比为的变压器升压，再经过整流后向远处直流输电。下列说法正确的是（　　）
A．变压器输出电压的有效值为
B．发电站输出的交流电的频率为
C．相比低压输电，高压输电会增加输电线的热损耗率
D．相比高压交流输电，高压直流输电可以减少电路中因电磁感应导致的能量损耗
9．擦窗机器人有效解决了外层窗户清洁困难的问题。某款擦窗机器人如下图所示，主要由电动机、传感器等部件构成，其电池容量为（电池能够提供的电量，表示当电池以3000mA的输出电流工作时，最长可以持续工作）、额定电压为、待机时功率为、工作时功率为。下列说法正确的是（　　）
A．充满电后，机器人的最长待机时间为
B．进行擦拭工作时机器人内部电路的电阻为
C．若电动机卡住停转时，通过电动机的电流会增大
D．进行擦拭工作时机器人把电能全部转化为机械能
10．电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备，主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成，如图所示（图中上部分为侧视图、下部分为俯视图）。当电磁铁线圈通入交变电流时，真空室中就会产生变化的磁场，而变化的磁场会产生感应电场，感应电场能够使电子做加速运动。若时刻，电子枪放出一初速可忽略的电子，电磁铁线圈通入如图所示的交变电流，以图中线圈标示方向为电流正方向，则下列说法正确的是（　　）
A．电子在轨道中加速的驱动力是电场力
B．在时间内，俯视图中真空室内的磁场方向为垂直纸面向外
C．在时间内，从俯视图的视角判断电子沿顺时针方向做加速圆周运动
D．在时间内，若电子未被引出轨道则电子一直做加速圆周运动
三、实验题
11．小明和小迪做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)按图甲连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转；断开开关，接着 ，再次闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。从而推断出电流计指针偏转方向与电流方向的关系。
(2)小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为N极）从螺线管取出的过程中，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 方向。
(3)小迪用图丙所示的装置做实验。闭合开关，当导体棒 （选填“向左”或“向右”）切割磁感线运动时，可观察到电流计指针向左偏转。
12．某学习小组利用以下器材测量新干电池的电动势和内阻：
A．新干电池2节：每节电池电动势略大于，内阻约
B．电压表：量程，内阻约
C．电压表：量程，内阻约
D．电流表A：量程，内阻为
E．滑动变阻器：规格
F．不同规格的定值电阻若干、开关、导线。
(1)图为学习小组设计的电路图，为了使测量结果尽可能准确，应选用电压表 （选填“”或“”）。
(2)闭合开关前，甲同学先将滑动变阻器的滑片P移到最右端，请问甲同学的操作是否合理 ？请判断并说明理由：
(3)将滑动变阻器的滑片置于合适位置后，闭合开关，开始测量。由于电池组的内阻较小，导致移动滑动变阻器的滑片时， （选填“电压表”或“电流表”）无法有效读取多个数据。
(4)学习小组对实验进行改进如图：将一个阻值为的定值电阻串联在电路中。闭合开关，记录数据，并描绘出图线（图）。由图线可得，一节干电池的电动势 ，内阻 Ω。（结果均保留2位小数）
四、解答题
13．如图所示，某同学将一根长铜管静置于灵敏电子秤上，此时电子秤示数为。将一个直径略小于管内径的磁性小球，从铜管上端由静止释放，下落过程小球与管内壁无接触，在其落到铜管底部前，观察到电子秤的示数从开始逐渐增大到某一数值后保持不变，回答以下问题：
(1)若将磁性小球换成大小相同的小铁球，从铜管上端由静止释放，在其落到铜管底部前，电子秤的示数变化情况如何？
(2)请分析电子秤的示数从开始逐渐增大的原因，以及到某一数值后保持不变的原因。
(3)试分析磁性小球在铜管内下落过程中的能量转化关系。
14．某科技小组利用水平绝缘传送带设计运送工件装置，如图甲所示：待加工的工件固定在边长为的绝缘正方形载物台上，载物台侧面四周均匀缠绕匝总电阻为的闭合线圈，工件、载物台及线圈总质量为。为使工件在特定区域减速并对其进一步加工，在区域内加一个垂直于传送带平面向下、磁感应强度为的匀强磁场，边界与传送带运行方向垂直且；载物台在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其底面与传送带间的动摩擦因数为，进入磁场区前已和传送带共速，传送带的速度为；载物台右侧线圈在时刻到达边，时刻到达边，该过程的图像如图乙所示，求：
(1)载物台完全在磁场中运动时的加速度；
(2)在时间内载物台线圈产生的焦耳热；
(3)时线圈所受安培力大小以及进入磁场过程中通过线圈的电量。
15．如图1所示，圆心为、半径为的圆形有界磁场，其边界点处有一电子枪，可沿磁场半径方向发射电子。圆形磁场的磁感应强度在一个周期内的变化规律如图2所示（恒定且满足，均未知）；时间，磁场方向垂直纸面向里（如图1）。已知电子在电子枪中初速度为零、重力不计，比荷为。
(1)电子经电压加速后，于时刻进入磁场，运动时间速度偏转打到边界上。
①求磁场的磁感应强度的大小；
②当时，调节加速电压使电子能击中磁场边界上的点，则加速电压应满足什么关系？
(2)调节加速电压，电子仍于时刻进入磁场，经过一个电流周期后恰能回到发射点，且运动过程中恰好不打到磁场边界，求与满足的关系和加速电压。
参考答案
1．C
2．D
3．A
4．D
5．C
6．B
7．D
8．AD
9．AC
10．AB
11．(1)互换电流计两个接线柱的连线（或：互换电源正负极的连线）
(2)顺时针
(3)向右
12．(1)
(2) 合理 为了保护电路，实验前应该把滑动变阻器阻值调到最大，即滑片P移到最右端。
(3)电压表
(4) 1.55 0.80
13．(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】（1）小铁球落到铜管底部前，电子秤示数始终为（或“始终不变”）。
（2）磁性小球在下落过程中，铜管的磁通量发生改变，产生感应电流（涡流），钢管受到向下的安培力，磁性小球受到向上的安培力，刚开始运动速度较小，安培力小于重力，小球加速，安培力增大，电子秤示数增大；当安培力与重力平衡时，小球将保持匀速，此时安培力大小不变，电子秤示数不变。
（3）小球的重力势能转化为小球的动能以及电能，电能最终转化为系统的内能，或“小球的一部分机械能转化成电能，电能最终转化为系统的内能。
14．(1)，方向水平向右
(2)
(3)，
【详解】（1）载物台完全在磁场中运动过程中，线圈回路的磁通量不变，没有感应电流，根据牛顿第二定律有
解得
方向水平向右
（2）根据功能关系
又
解得
（3）载物台刚开始进入磁场时，安培力为
又
，
联立解得
根据
又
，
联立解得
15．(1)①②
(2)；
【详解】（1）①设电子进磁场时速度大小为，由动能定理有
又因为
联立解得
由于电子运动时间速度偏转打到边界上，可知电子轨道半径r与磁场圆半径R相等，即
又因为电子在磁场中
联立以上解得
②为使电子能击中磁场边界上的点，且当时，电子需运动个整周期才能回到虚线，故
因为电子在磁场中
由①可得
联立解得
（2）经过一个电流周期后恰能回到发射点，由图可知
为等边三角形，故
且运动过程中恰好不打到磁场上边界，故
且
又因为
且
联立解得

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