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山东省菏泽市2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题（B）
一、单选题
1．在物理学发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明发展的进程。有关科学家们的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．法拉第提出了电场的观点，并用电场线描述电场
B．奥斯特首先发现了电磁感应现象
C．赫兹提出了电磁场理论，麦克斯韦通过实验证实了电磁场理论
D．丹麦物理学家安培发现电流可以使其周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应
2．如图所示，竖直面内一长直导线a，通有方向向上的恒定电流，紧靠导线左侧有一金属圆环b。现使圆环b以导线a为轴旋转半周，则在b旋转过程中下列说法正确的是（　　）
A．穿过金属圆环b的磁通量为零
B．穿过金属圆环b的磁通量不变
C．金属圆环b中有感应电流产生
D．金属圆环b受安培力作用
3．随着时代发展，LC振荡电路在测量、自动控制、无线电通信等诸多领域有着广泛应用。某时刻电路中电流的方向如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．若上极板带负电、下极板带正电，则电容器正在充电
B．若上极板带正电、下极板带负电，则电路中电场能正在转化为磁场能
C．若增大电容器的电容，则发射的电磁波频率变大
D．若减小线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长变短
4．阻值为2R和R的定值电阻分别通以如图甲、乙所示的电流，电阻在一个周期内产生的热量分别为和，电流的有效值分别为和。若甲、乙两图中的、T所表示的电流、周期是相同的，则下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。M、N点在圆周上且MON为竖直直径。a、b两个带负电的相同粒子，以不同的速度自圆弧上P点沿与MN平行的方向入射。已知P点到MN的距离为，a粒子从O点射出磁场，b粒子从边界某点垂直OM射出磁场。它们在磁场中运动的速度分别是和，在磁场中运动的时间分别为和。不计粒子的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，水平放置的两平行金属导轨相距，左端接一电阻，磁感应强度的匀强磁场方向垂直于导轨平面向上。一长为L，电阻的导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨电阻忽略不计。在水平外力作用下，使导体棒ab以的速度水平向右匀速滑动，则以下说法错误的是（　　）
A．通过电阻R的感应电流大小为1.0A
B．作用在导体棒上的水平外力大小为1.0N，方向水平向右
C．导体棒ab两端的电压为5.0V
D．经过2s，电阻R产生的热量为8J
7．如图为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，Q为滑片。现令Q从均匀密绕的副线圈最下端开始，沿副线圈匀速上滑。其中，为原线圈电流、为副线圈电流、为副线圈电压、P为电阻R的功率，则有关上述物理量随时间变化的图像，下列判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．如图甲所示，恒压源的电动势为1.50V，两完全相同的灯泡a、b电阻均为。闭合电键S，稳定后，两个灯泡的亮度相同且灵敏电流计G示数为零。时刻断开电键，断开电键前后一段时间内通过灯泡a的电流随时间变化的图像如图乙所示，下列判断正确的是（　　）
A．闭合电键时，两灯泡同时亮，并且亮度相同
B．电阻R的阻值为
C．闭合电键时，两灯泡同时亮，但灯泡a更亮一些
D．断开电键后，两灯泡均逐渐变暗后熄灭
二、多选题
9．手机无线充电以其便捷性和美观性受到很多手机用户喜欢。无线充电是利用变化的电流在送电线圈中产生变化的磁场，变化的磁场通过手机中的受电线圈感应出电流为手机充电。关于无线充电，下列说法正确的是（　　）
A．无线充电底座可以给所有手机进行无线充电
B．无线充电过程发生的是互感现象
C．当穿过受电线圈的磁通量增加时，受电线圈有收缩的趋势
D．在无线充电底座和手机之间放一块金属板有利于提高手机充电效率
三、单选题
10．如图所示，将粗细均匀，质量为m，边长为L的正六边形铜线框用两根不可伸长的相同绝缘细线1和2悬挂在天花板上，其中细线1接在一力传感器上。在be连线下方足够大的区域存在垂直线框平面向里大小为B的匀强磁场。将b、e两点通过轻质导线连接在一直流电源上，通电后，传感器的示数增大了mg，g为重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．b点接直流电源的正极
B．轻质导线中的电流为
C．ef段导线所受安培力大小为mg
D．若将磁场上边界移至dc连线处，传感器的示数与通电前的示数相同
四、多选题
11．未来回旋加速器可能会朝着小型化、便携化的方向发展，以便能够在更多不同的环境下使用。其原理如图所示，和是两个半径为R的中空半圆形金属盒，磁场垂直于盒面，两金属盒接在电压为、周期为T的交流电源上。一电荷量为q，质量为m的质子从圆心A处飘入两盒之间的狭缝，质子在狭缝中被电场加速，当其被加速至动能最大后，从回旋加速器中导出，忽略质子在电场中的运动时间。下列说法中正确的是（　　）
A．粒子每次通过狭缝后的速度增加量相同
B．电场变化的周期与粒子在磁场中做圆周运动的周期相同
C．电荷量为q，质量为2m的粒子也能在该回旋加速器内完成加速
D．质子所能获得的最大动能为
五、单选题
12．如图所示，两电阻不计的足够长导轨倾斜放置，导轨由上部的光滑部分和下部的粗糙部分组成，其中粗糙部分的动摩擦因数，空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上端接有电容器，一导体棒ab在时刻从光滑区域由静止释放。时刻导体棒开始进入导轨的粗糙部分，导体棒运动过程中与导轨接触良好，则电容器所带电荷量q，ab棒中安培力的冲量I，ab棒的速度v，ab棒克服安培力做功W与时间t的关系图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
六、实验题
13．某小组设计如下实验探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。
(1)按图1所示方式连接电路，闭合电键后，发现电流表指针向左偏转；再按图2所示方式连接电路，闭合电键后，发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是__________。（选填选项前的字母）
A．检查各仪器及导线是否完好 B．检查电流计量程是否合适
C．检查电流表测量电路的电流是否准确 D．获取电流方向与电流表指针偏转方向的关系
(2)结合（1）中实验结论，图3实验中条形磁铁的上端是__________（选填“N极”或“S极”）
(3)该小组又设计了图4所示的实验。实验操作时将磁铁向下插入线圈时，只有__________（选填“C”或“D”）灯短暂亮起。
14．电梯运行加速度与乘客的舒适度紧密相关，某小组为了探究电梯运行的加速度，设计测量装置如图所示，已知电源电动势不变，内阻不计，物块左端与滑动变阻器的滑片相连，下端与竖直轻弹簧连接，将该装置固定在竖直方向运动的电梯中，电梯静止时，滑片在变阻器正中间位置。电压表可视为理想电表。
(1)若观察到电压表的偏角减小，则此时电梯的运动状态可能是（　　）
A．向上减速 B．向上加速 C．向下加速 D．向下减速
(2)当电梯运行的加速度减小时，电压表的示数将__________（选填“变大、变小、不确定”）。
(3)若电源电动势，滑动变阻器总长度为L，物块质量为m，弹簧劲度系数为k，某时刻电压表示数为3V，则此时电梯加速度大小为__________（用L、k、m表示）。
(4)若将电压表的表盘改成加速度表盘，则刻度是__________（选填“均匀、不均匀”）的。
七、解答题
15．如图所示，一个匝数为100的圆形线圈，面积为，电阻，在线圈中存在面积为垂直线圈平面向外的圆形匀强磁场区域，磁感应强度将线圈两端a、b与一个阻值为的定值电阻相连接，b端接地。求：
(1)时，通过线圈磁通量的大小；
(2)a端的电势。
16．人们利用发电机把天然存在的各种形式的能（水能、风能、煤的化学能……）转化为电能。为了合理利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方。但是用电的地方往往很远。因此，需要把电能输送到远方。如果某发电站用的电压直接向远方供电，且输送的电功率为，则分别安装在发电站端和用户端的电能表一昼夜时间内读数相差。
(1)求线路的输电效率。
(2)若输送功率不变，要使此线路的输电效率为96%，则需要在发电站处安装一个变压比（原副线圈的匝数比）是多少的变压器？
17．如图甲所示，两光滑平行导轨位于倾角为θ的绝缘固定斜面上，间距L，底端通过导线接有一阻值为R的定值电阻。绝缘细绳一端固定，另一端连接质量为m、阻值为R，长度也为L的金属棒。初始时金属棒静止在导轨上，与导轨及导线构成正方形回路，空间中存在垂直于导轨平面向上的磁场，磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。在t = t0时，细绳刚好被拉断，金属棒沿斜面向下运动位移为d（d < L）时速度达到最大。已知重力加速度为g，导轨电阻不计，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，求：
(1)t = 0.5t0时，细绳上的拉力大小；
(2)金属棒向下运动过程中速度的最大值；
(3)金属棒从零时刻开始到最大速度过程中电阻R上产生的热量。
18．如图所示的xOy坐标平面，在第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的匀强磁场，在第二象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q（）的粒子从x轴上的点以初速度进入电场，速度方向与x轴正方向成角，之后粒子从y轴上的M点进入第一象限。已知匀强磁场的磁感应强度大小，匀强电场的电场强度大小，，不计粒子的重力。求：
(1)M点的坐标；
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径；
(3)粒子在磁场中运动的时间；
(4)粒子再一次经过x轴时的坐标。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B D D B C A C BC A
题号 11 12
答案 BD A
13．(1)D
(2)N
(3)C
14．(1)ABCD
(2)不确定
(3)
(4)均匀
15．(1)
(2)
【详解】（1）由题可知，时磁感应强度的大小为
磁场的有效面积
故磁通量
（2）由于
故
根据法拉第电磁感应定律可得，产生的电动势
根据闭合电路的欧姆定律可知，电路中的电流
通过定值电阻R的电流方向从下到上，定值电阻两端的电压
由于b端接地，故
根据电势差的定义可得
即有
故a点的电势为
16．(1)75%
(2)
【详解】（1）此情况下，终端功率
所以，输电效率
（2）设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知原来线路损耗
且
现在线路损耗
且
联立解得
17．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可知，时间内回路中的感应电动势为定值，根据闭合电路欧姆定律有，对金属棒受力分析有平衡方程，其中，解得
（2）设金属棒下滑的最大速度为，此时金属棒所受合力为零，则有，其中，，解得
（3）0—t0过程中回路产生的焦耳热为
细绳刚好被拉断到金属棒速度最大过程中，根据能量守恒定律有
其中Q总 = Q1＋Q2，
解得
18．(1)（0，）
(2)
(3)
(4)（，0）
【详解】（1）粒子在第二象限做类斜抛运动，沿x轴正方向做匀速直线运动有，，，
解得
M点的坐标（0，）
（2）粒子通过M点时，
可得
速度方向沿x轴正方向，粒子进入第一象限后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有
解得
（3）设粒子在第一象限的运动轨迹对应的圆心角为α，如图
可求得
则α=60°
根据，
解得
（4）粒子再一次经过x轴时
坐标为（，0）

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