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绵阳南山中学实验学校高2023级高二（下）半期考试
物理试题
时间：75分钟 满分：100分
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 下列有关电磁场与电磁波的说法，正确的是
A．变化的磁场不一定产生电磁波
B．稳定的电流不产生磁场
C．只有高温物体才能向外辐射红外线
D．X射线常用于无线电通讯
2. 我们知道分子间既有引力又有斥力，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，铅柱不脱落，如图所示，下列说法正确的是
A．铅柱间的万有引力使它们不脱落
B．铅柱间的分子扩散使它们不脱落
C．铅柱间分子斥力为零，只有分子引力
D．铅柱间分子引力大于斥力，分子力表现为引力
3. 在如图所示的电路中，电阻R小于灯泡电阻的阻值，自感线圈L的电阻值可认为是零，下列关于该电路自感现象的分析正确的是
A．在接通开关时，灯泡立刻亮起
B．在接通开关时，灯泡缓慢亮起
C．接通开关稳定后再断开开关，通过灯泡的电流会反向
D．接通开关稳定后再断开开关，灯泡会闪亮一下再缓缓熄灭
4. 如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点，O点正下方固定一个水平放置的实心铝盘。让磁铁在竖直面内从左边静止释放，虚线为释放位置的对称位置，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．磁铁由于电磁阻尼无法摆到虚线位置
B．磁铁由于电磁驱动会持续摆动
C．铝盘中的涡流总是排斥磁铁，对磁铁的作用力总是阻力
D．最终铝盘中涡流产生的焦耳热大于磁铁损失的重力势能
5. 烟尘盒中有一定质量的气体，该气体不同温度下各速率区间分子数占分子总数比例f(v)随速率v分布图像如图所示，现向烟尘盒内注入少许蚊香烟雾，显微镜下观察到烟雾颗粒不停地做无规则运动，则下列说法正确的是
A．显微镜观察到的是气体分子的布朗运动
B．烟雾颗粒的运动就是气体分子的运动
C．同一温度下气体分子速率分布在图像峰值对应的速率区间的概率小
D．T2温度下的烟雾颗粒无规则运动比T1温度下更剧烈
6. 如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像，在t=0时刻，电容器的M板带正电，则下列分析正确的是
A．Oa段（不含a点）磁场能在减小，M板带正电
B．ab段（不含a点）电场能在减小，M板带正电
C．bc段（不含c点）电场能在减小，M板带负电
D．cd段（不含c点）磁场能在减小，M板带负电
7. 如图所示，理想变压器的原线圈接在(V)的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。则电压表和电流表的示数分别为
A．55 V，0.5 A
(
A
u
R
~
V
)B． V，A
C．220 V，2 A
D．55 V，1 A
8. 如图所示，甲、乙两个完全相同的线圈，在距地面同一高度处由静止开始释放，A、B是边界范围、磁感应强度的大小和方向均完全相同的匀强磁场，只是A的区域比B的区域离地面高一些，两线圈下落过程始终保持线圈平面与磁场垂直，则
A．安培力对甲的冲量大于对乙的冲量
B．甲产生的焦耳热大于乙的焦耳热
C．甲的落地速度小于乙的落地速度
D．通过甲乙横截面的电荷量都等于零
二、本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
(
U
2
I
U
3
U
4
发电厂
用 户
U
1
升压变压器
降压变压器
)9. 如图所示为远距离输电的简化电路图。发电厂的输出电压恒为U1，升压变压器的输出电压为U2，输电线路中的电流是I，降压变压器原线圈的端电压是U3，副线圈的端电压为U4。输电过程只考虑输电线路造成的电压损失，变压器均为理想变压器。输电线上损失的电压为ΔU，损失的功率为ΔP，发电厂输出的功率为，用户获得的功率，则
A．ΔP = IU2
B．ΔU= U2－U3
C．用户增多，ΔU增加
D．用户增多，U2增加
10. 阻值为R的电阻通以正弦交流电，阻值为2R的电阻通以方波交流电，两种交流电电流的最大值相等，如图所示，则是
A．正弦交流电与方波交流电电流有效值之比为1∶
B．正弦交流电与方波交流电电流有效值之比为1∶2
C．R与2R的热功率之比1∶2
D．R与2R的的热功率之比1∶4
11. 某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m0和V0，阿伏加德罗常数NA，则下列表达式正确的是
A．Vmol = NAV0
B．ρVmol = NAm0
C．Mmol = ρNAm0
D．Mmol = NAm0
12. 如图甲所示的电路中，螺线管匝数为n，横截面积为S，总电阻为r，外接电阻的阻值为R，电容器的电容为C。闭合开关，在一段时间内，穿过螺线管的磁场磁感应强度B按如图乙所示的规律变化，0~T/2时间内磁场方向如图甲所示，则
(
R
C
S
B
甲
t
/s
B
/T
O
T
/2
B
0
乙
-
B
0
T
)A．0~T / 2与T / 2~T时间内，螺线管中的感应电流方向相同
B．0~T / 2与T / 2~T时间内，螺线管中的感应电动势大小都是
C．电阻R两端的电压是
D．电容器C下极板始终带正电，且所带电荷量是
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、本大题2小题，每空2分，共16分。
13.（6分）某同学想为一台小型收录机自制一个电源。他先制作了—个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V的交流电源，于是他又添置了一台二手的220 V转6 V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，却没标哪边是输入220V。
（1）他不知道接法，也没有相应的说明书，他想着反正输出只有6V，就用220V分别接ad和bc看看两种接法哪个输出是6V就可以判断输入端了，这样做是否有安全风险？ ；（选填“有”或“没有”）
（2）进一步观察发现a、d引线比b、c引线粗。你能帮他判断正确的接法是ad端接_______；（选填“220 V”或“6 V”）
（3）接好电路后，经检验，变压器输出总比6V小，下列可能的原因不正确的是 。
A.变压器线圈中有电流通过时会发热
B.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
C.原线圈输入电压发生变化
D.铁芯在交变磁场的作用下会发热
14.（10分）某同学采用“油膜法”估测分子的大小。
（1）在该实验中，体现的物理思想方法是________；
A.放大法 B.理想模型法 C.控制变量法 D.等效替代法
（2）实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL。用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的盛水浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，测出其面积。则：
①每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_________mL；（保留两位有效数字）
②某次实验测得油膜面积为S，纯油酸的体积为V，则油酸分子直径D=________；（用题中给定的字母表示）
③某同学在用油膜法估测分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能的原因是由于下列选项中的_________。
A. 油酸未完全散开
B. 油酸中含有大量的酒精
C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D. 求每滴体积时1mL的溶液的滴数误多记了10滴
（3）若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会________(选填“偏大”或“偏小”)。
四、本大题3小题，共36分，要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15.（8分）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量4000亿千瓦时.某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20T，线圈的匝数为100、面积为0.5m2，电阻为Ω，若磁体转动的角速度为90rad/s，线圈中产生的感应电流为50A。求：
（1）从如图所示开始计时，写出线圈交变感应电动势e的表达式；
（2）线圈的输出功率P（可保留根号）。
16.（12分）如图所示，M和N为平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子从M由静止开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度v由C点射入圆形匀强磁场区域，经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径。已知磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力忽略不计。
（1）判断粒子的电性，并求M、N间的电压U；
（2）求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r；
（3）若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等,求粒子在磁场中运动的时间t。
17.（16分）如图所示，电阻不计且足够长的U型金属导轨框架放置在倾角θ＝37°的绝缘斜面上，质量m＝0.1 kg、电阻R＝0.4 Ω的导体棒ab垂直于导轨放在框架上，整个空间有垂直斜面向下的匀强磁场。导体棒ab光滑，与导轨间无摩擦；框架质量M＝0.2 kg，宽度l＝0.4 m，与斜面间的动摩擦因数μ＝0.6，与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。
将框架固定，导体棒从静止开始沿导轨无摩擦下滑，到速度v1＝5 m/s的过程中，流过棒的电荷量q=2.875 C；到速度v2=6m/s后，棒一直做匀速直线运动。整个过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B；
（2）求从静止开始下滑到速度v1＝5 m/s的过程中，导体棒中产生的热量Q；
(
B
a
b
l
θ
)（3）若框架不固定，求当框架刚开始运动时导体棒的速度v3。
绵阳南山中学实验学校高2023级高二（下）半期考试
物理参考答案
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1.A 2.D 3.B 4.A 5.D 6.C 7.A 8.D
二、本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.BC 10.AD 11.BD 12.AB
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、本大题2小题，每空2分，共16分。
13.（6分）（1）有 （2）6V （3）C
14.（10分）B；；；AC；偏大
四、本大题3小题，共36分，要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。
15.（8分）
线圈中产生的感应电动势的最大值为
，(2分)
e的表达式为：e=900sin90t（V） (2分)
（2）线圈中感应电动势的有效值为
. (1分)
线圈的输出功率为
(2分)
解得P=20000W= 20 kW (1分)
16.（12分）
根据带电粒子在磁场中运动的轨迹偏转方向,由左手定则可知粒子带正电.（2分）
粒子在电场中运动,由动能定理得
, （1分） 解得. （1分）
粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力得
, （2分） 解得. （2分）
粒子的运动轨迹如图所示,设粒子的轨迹圆弧对应的圆心角为.
由题意知粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等,由几何关系得, （1分）
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为,有,
带电粒子在磁场中运动的时间为, （1分）
联立解得. （2分）
17.（16分）解：
（1）设导体棒做匀速直线运动时，棒中电动势为E1，回路中感应电流为I1，导体棒所受安培力为F安，则
（1分）
（1分）
F安=BI1l （1分）
（1分）
解得 B=0.5T （1分）
（2）设导体棒从静止开始下滑到速度v1＝5 m/s的过程中，沿导轨下滑的距离为x，经过的时间为，闭合回路内磁通量变化为，平均感应电动势为，平均电流强度为，则
，
，
解得 5.75 m （2分）
（2分）
解得 Q=2.2 J （2分）
（3）若框架不固定，导体棒速度为v3时，设回路中的电流为I3，则
（2分）
（2分）
解得 v3=2.4m/s （1分）

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