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江西省新余市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题
一、单选题
1．考试时，监考教师使用手持金属探测器对进入考场的考生进行检查，如题图所示，该探测器涉及的基本原理是（　　）
A．涡流 B．静电感应
C．电磁阻尼 D．电磁驱动
2．关于安培力和洛伦兹力的方向，下列各图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻R=5Ω，线圈电阻、电流表内阻不计。从图示位置开始计时，P、Q间输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电阻R中的电流方向每秒钟变化50次
B．t=0.005s时刻电流表示数为2A
C．图甲位置为中性面，感应电动势最小
D．线圈转动的角速度为50rad/s
4．生活现象中蕴含着无数物理知识，以下为教材中的几幅插图，说法正确的是（　　）
A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B．图乙表示两分子势能随分子距离变化的图线，分子间距为r2时分子力为0
C．图丙中，真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量使金属熔化，从而冶炼金属
D．图丁中，运输时为保护电流表，应将电流表的正负极用导线相连，原理是电磁驱动
5．一种新型合金被发现，只要略微提高温度，这种合金就会从非磁合金变成强磁性合金，从而使环绕它的线圈中产生电流，其简化模型如图所示。A为圆柱形合金材料，B为线圈，套在圆柱形合金材料中间，线圈的半径大于合金材料的半径。现对A进行加热，下列说法正确的是（　　）
A．B线圈的磁通量将减小
B．B线圈一定有收缩的趋势
C．将线圈B向左移动，磁通量大小不变
D．若从右向左看线圈B中产生顺时针方向的电流，则A左端是强磁性合金的S极
6．近来，暨南大学相关团队成功开发智能质谱机器人，该机器人集成了多种技术，用于在放射性环境中远程控制复杂样品的化学分析。在实验中发现了氖22和氖20两种同位素粒子（两种粒子电荷量相同、质量不同），从A容器下方小孔飘入电势差为U的加速电场，初速度为0，从小孔出加速电场，再从小孔进入磁感应强度大小为B的匀强磁场。分别打在底片上相距为的两点。为便于观测，的数值大一些为宜。以下措施正确的是（　　）
A．减小磁感应强度B的大小 B．减小加速电场的电势差U
C．增大的距离 D．增大的距离
7．1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机—法拉第圆盘发电机。半径为r的圆盘O端和a点分别与如图所示的外电路相连，其中电阻R1=R，R2=2R，平行板电容器电容为C。有一个油滴静止在两极板间。不计其他电阻和摩擦。圆盘在外力作用下绕O点以角速度ω顺时针匀速转动过程中，圆盘接入Oa间的等效电阻为R。已知重力加速度为g，图示匀强磁场磁感应强度为B，不计其它电阻和摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．油滴带正电 B．Oa两端电势差为
C．电容器所带电荷量为 D．电阻R1上消耗的电功率为
二、多选题
8．某同学做“油膜法估测油酸分子大小”实验。下列说法正确的是（　　）
A．应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．该实验运用了理想化模型法
C．取体积为的纯油酸用酒精稀释，配制成的油酸酒精溶液。将体积为的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜面积为S，则油酸分子的直径为
D．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，使得测量结果偏大
9．新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中可能实现的方案是（　　）
A． B．
C． D．
10．如图所示，虚线MN左侧空间存在一方向与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化如乙图所示，曲线部分为正弦图像的一部分。一硬质细导线的总电阻为，将该导线做成半径为r=1m的圆环放置在纸面内，圆心O在MN上，t=0时刻如甲图所示，下列说法正确的是（　　）
A．时圆环产生的感应电流为零
B．圆环受到的安培力为1N
C．时MN两端产生的电压V
D．电流的有效值为0.5A
三、实验题
11．某学校高二（2）班物理实验课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示。
(1)某同学将正弦交流电源接在原线圈“0”和“4”两个接线柱上，用交流电压表先测量原线圈各接线柱间的电压，再测量副线圈各接线柱间的电压，将测得的电压U与对应匝数n中的部分数据描绘在U-n图上（如图丙），则原线圈电压约为 V。（保留两位有效数字）
(2)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是_____。
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
(3)变压器选用左侧和右侧匝数分别为的接线柱多次实验，用传感器测得左侧接线柱之间的电压为，右侧接线柱之间的电压为，数据如下表所示，根据真实实验数据，原、副线圈电压比总是 （略大于/略小于）对应匝数比，造成这一误差的原因可能为： 。
/匝 4 1 4 1
/匝 2 2 14 8
/V 8.01 6.01 4.41 2.62
/V 3.99 11.92 15.21 20.58
12．某课题小组在阅读课本时了解到半导体薄膜压力传感器，该传感器阻值会随压力变化而变化，该小组决定完成该课题研究。
(1)课题小组首先利用数字多用电表测量不同压力下的阻值，如乙图所示，则随着压力的增大，传感器的阻值在不断 （“变大”或“变小”）
(2)通过对乙图分析，小明认为传感器工作的压力区间应设置在2N以内比较合适，主要原因是在该区间内，阻值RN （选填“变化大”、“变化快”），传感器灵敏度高。
(3)该小组利用此压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣苹果装置。将压力传感器RN与可调电阻串联接入电路中，托盘秤（重力不计）置于RN上。分拣开关在弹簧向上压力作用下处于水平状态。当分拣标准为0.15kg时，调节，使0.15kg的苹果在托盘秤上时，两端的电压为3V。此时，放大电路中的电磁铁恰好吸住分拣开关的衔铁。放大电路有保持电路功能，能够确保苹果在通过分拣开关时电磁铁始终保持吸住状态。已知电源电动势为9V，内阻不计，重力加速度。
①为使该装置达到上述分拣目的，的阻值应调为 kΩ。（保留一位小数）
②为了分拣出0.3Kg的苹果，应将可调电阻 。（填“调大”、“调小”）
四、解答题
13．大唐国际新余第二发电厂，是我国首个“煤电＋光伏”协同发展的综合大型发电站，位于渝水区良山镇，距离市区18km。该发电站配备2台W的超临界二次再热媒发电机组，于2024年9月同时投产。假如其中一台发电机组全力运作给市区供电，已知每台发电机的输出电压为20kv，在变电站升压至220kv后向市区供电，其原理简化如图所示。若高压输电线的等效总阻值为，不计其他损耗，求：
(1)发电厂的输出电流；
(2)输电线上损耗的功率。
14．如图，内径为r、外径为3r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器MN两板间距离为d，电压为U，板间匀强磁场磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里。比荷为k的正离子从左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入B2磁场，求：
(1)若B2已知，求离子在B2磁场中做圆周运动的半径；
(2)要使离子不进入小圆区域，磁感应强度B2的取值范围。
15．如图所示，质量分别为2m、m的导体棒a、b静置在间距为L的水平平行光滑导轨上，导轨足够长两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，导体棒a、b在导轨间的电阻均为R。MN的右边是无磁场区域，MN左边空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．现给a棒一水平向右的初速度，经过时间后，b棒以速度通过MN边界。已知a棒始终在导轨上运动且未与b棒碰撞，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。
(1)b棒开始运动时的加速度大小；
(2)b棒从开始运动到出磁场产生的热量；
(3)b棒离开磁场区域时，a棒的位移大小。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B B B D A C BD BD AD
11．(1)4.0
(2)B
(3) 略大于 考虑到漏磁、发热等损失
12．(1)变小
(2)变化快
(3) 15.0 调小
13．(1)
(2)
【详解】（1）由题意可知
其中
代入数据解得
（2）输电线电流（其中）
因为
联立解得
14．(1)
(2)
【详解】（1）设离子射入匀强磁场时的速率为v，由平衡条件得
可得
设离子在磁场中圆周运动的半径为R，离子所受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有
联立可得
（2）若离子恰好不进入小圆，设离子与小圆相切时轨道半径为，此时轨迹如图所示，在△OPO'中，由几何关系得
解得
要使离子不进入小圆，必须
解得磁感应强度。
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据题意可知，b棒开始运动时，a棒切割磁感线，
感应电动势为，感应电流为
，
对b棒，由牛顿第二定律有，联立解得
（2）a棒开始运动到b棒第一次出磁场过程，a、b棒组成系统动量守恒，
则有
a、b棒组成系统产生的热量
其中b棒产生的热量，解得
（3）设a棒开始运动到b棒第一次出磁场过程中所用的时间为t，
对于b棒，由动量定理有
感应电流，所以
这一过程，a、b棒组成系统动量守恒，两边同时累乘时间有：
或，联立上式可得

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