江苏省南京、镇江十校2022-2023学年高二下学期物理学情...

更新时间：2023-04-14 浏览次数：71 类型：月考试卷

一、单选题

1. (2023高二下·南京月考) 正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出一个电子和两个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是（）

A . 磁场方向垂直于纸面向里 B . 轨迹3对应的粒子运动速度越来越大 C . 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的小 D . 轨迹2对应的粒子是正电子

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2. (2023高二下·花都期中) 1931年，英国物理学家狄拉克从理论上预言：存在只有一个磁极的粒子，即“磁单极子”，它的磁感线分布如图所示，把某磁单极子N极固定在O点，让一个闭合的细金属圆环从O点正上方A点位置由静止开始释放，运动过程中圆环平面始终保持水平，图中A、B两点位置关于O点对称，不计空气阻力，则圆环从A点位置运动到B点位置的过程中（　　）

A . 从上往下看，圆环从A点到B点过程中，感应电流方向先顺时针后逆时针 B . 从上往下看，圆环从A点到B点过程中，感应电流方向先逆针后顺时针 C . 圆环从A点到B点过程中机械能守恒 D . 圆环始终受到向上的安培力

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3. (2023高二下·南京月考) 如图甲所示为探究电磁驱动的实验装置。某个铝笼置于U形磁铁的两个磁极间，铝笼可以绕支点自由转动，其截面图如图乙所示。开始时，铝笼和磁铁均静止，转动磁铁，会发现铝笼也会发生转动，下列说法正确的是（）

A . 铝笼是因为受到安培力而转动的 B . 铝笼转动的速度大小和方向与磁铁均相同 C . 铝笼转动的速度大小和方向与磁铁均不同 D . 当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝笼将保持匀速转动

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4. (2023高二下·南京月考) 一种叫“焦耳小偷”的电路，可以“榨干”一颗旧电池的能量，其原理如图所示。一颗废旧的5号电池开路电压大约1V，直接点亮一个需要1.6V电压驱动的发光二极管是不可能的，这时可以反复快速接通和断开开关，发光二极管就会闪烁起来。下列说法中正确的是（　　）

A . 发光二极管的正极应接在C端 B . 只有开关接通的瞬间，发光二极管才会闪亮发光 C . 只有开关断开的瞬间，发光二极管才会闪亮发光 D . 开关断开及接通的瞬间，A端的电势均高于B端的电势

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5. (2023高二下·南京月考) 磁流体发电技术原理如图所示，已知等离子体射入的初速度为 $\text{[math]}$ ，匀强磁场磁感应强度大小为B，平行金属板A、B的长度为a、宽度为b、间距为L，金属板A、B的宽边外接阻值为R的定值电阻，稳定后，等离子体均匀分布在金属板A、B之间，且电阻率为 $\text{[math]}$ ，不计离子的重力及离子间的相互作用。下列说法正确的是（）

A . 电流从金属板A流经电阻R返回金属板B B . 将磁流体发电机看成是电源，则电源内阻 $\text{[math]}$ C . 电流表的读数为 $\text{[math]}$ D . 将金属板A、B水平面内旋转90°，再将阻值为R的电阻接在金属板A、B的长度为a的边两端，电流表的读数变小

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6. (2023高二下·南京月考) 简化的旋转磁极式发电机原理如图所示，定子是仅匝数n不同的两线圈， $\text{[math]}$ ，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）

A . 两线圈产生的电动势的最大值相等 B . 两线圈中磁通量变化率的最大值相等 C . 两线圈产生的电动势同时达到最大值 D . 两电阻消耗的电功率相等

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7. (2023高二下·南京月考) 如图（a）所示，虚线（磁场边界）左侧有一竖直向下、磁感应强度 $\text{[math]}$ 的匀强磁场，一边长 $\text{[math]}$ 的正方形线框从图示位置绕水平上边O为轴顺时针匀速转动，进入磁场区域。线框中产生的感应电流i随时间t变化的图线如图（b）所示， $\text{[math]}$ 取3.14。下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 时刻线框中磁通量最大 B . 感应电流i随时间t变化的周期为0.16s C . 线框在图示位置产生的感应电动势约为4.9V D . 该回路中交流电的有效值为0.04A

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8. (2023高二下·南京月考) 如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个理想互感器，互感器原、副线圈的匝数比分别为100：1和1：10，电压表的示数为220V，电流表的示数为5A，线路总电阻 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（　　）

A . 发电机输出的电功率1100kW B . 线路上损耗的功率2500W C . 互感器A是电流互感器，互感器B是电压互感器 D . 用户使用的用电设备变多，降压变压器输出电压 $\text{[math]}$ 大小不会改变

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9. (2024高二下·高州期中) 如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头， $\text{[math]}$ 为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（）

A . P不动， $\text{[math]}$ 向下滑动时， $\text{[math]}$ 一直在减小 B . $\text{[math]}$ 不动，P逆时针转动，可使电压 $\text{[math]}$ 减小 C . $\text{[math]}$ 不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大 D . P顺时针转动一个小角度，同时 $\text{[math]}$ 向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变

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10. (2023高二下·南京月考) 如图所示为回旋加速器示意图。D形盒上加交变电压，其间隙处产生交变电场。已知D形盒的半径为R，交变电压的周期为T，电压为U，D形盒的间隙为d，磁感应强度的大小为B，该回旋加速器为α粒子（ $\text{[math]}$ ）加速器，不计α粒子的初速度，已知质子的质量为m，元电荷为e。粒子在D形盒间隙运动的时间很短，一般可忽略，下列说法正确的是（　　）

A . 该回旋加速器不能用于氘核（ $\text{[math]}$ ）的加速 B . α粒子最后从D形盒被引出的速度大小为 $\text{[math]}$ C . α粒子在D形盒中加速的次数 $\text{[math]}$ D . 若考虑α粒子在D形盒间隙中运动的时间，该时间可能超过半个周期

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二、实验题

11. (2023高二下·南京月考) 某学习小组在“探究变压器原、副线圈电压和匝数关系”的实验中，采用了可拆式变压器，铁芯B安装在铁芯A上形成闭合铁芯，将原、副线圈套在铁芯A的两臂上，如图所示。
1. （1）下列说法正确的是（）
  
  A . 为保证实验安全，原线圈应接低压直流电源 B . 电表应置于直流电压挡 C . 保持原线圈电压及匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈的匝数对输出电压的影响 D . 变压器正常工作后，电能由原线圈通过铁芯导电输送到副线圈
2. （2）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择____；
  
  A . 整块硅钢铁芯 B . 整块不锈钢铁芯 C . 绝缘的铜片叠成 D . 绝缘的硅钢片叠成
3. （3）该实验小组认真检查电路无误后，分别测出相应的原、副线圈电压值。若A、B线圈匝数分别为 $\text{[math]}$ 匝、 $\text{[math]}$ 匝，在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表合适的电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示：
  序号
  1
  2
  3
  4
  5
  原线圈： $\text{[math]}$
  2.0
  4.0
  6.0
  8.0
  10.0
  副线圈： $\text{[math]}$
  0.90
  1.82
  2.75
  3.63
  4.50
  利用表格中的数据在丙图中作出 $\text{[math]}$ 图像，图像的斜率 $\text{[math]}$ （保留两位有效数字）。
4. （4）实验发现， $\text{[math]}$ 图像的斜率k与 $\text{[math]}$ 不相等，原因可能为____。（填字母代号）
  
  A . 原、副线圈上通过的电流发热 B . 铁芯在交变磁场作用下发热 C . 变压器铁芯漏磁 D . 原线圈输入电压发生变化
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三、解答题

12. (2023高二下·南京月考) 如图，在倾斜固定的粗糙平行导轨上端接入电动势 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 内阻的电源和滑动变阻器R，导轨的间距 $\text{[math]}$ ，倾角 $\text{[math]}$ 。质量 $\text{[math]}$ 的细金属杆ab垂直置于导轨上，整个装置处在垂直轨道平面向下的磁感应强度 $\text{[math]}$ 的匀强磁场中图中未画出，导轨与杆的电阻不计。细杆与导轨间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ （最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）。 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。调节滑动变阻器使细杆保持静止，求：
1. （1）当电阻R多大时，杆ab不受摩擦力；
2. （2）当电阻R多大时，杆ab受到的安培力最小；
3. （3）当电阻R多大时，杆ab受到的安培力最大。
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13. (2023高二下·南京月考) 在光滑绝缘水平面上有如图所示两部分的磁场区域Ⅰ和Ⅱ（俯视），分别存在着垂直纸面向内和垂直纸面向外的宽度均为L的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。边长为L的正方形单匝金属线框在水平向右的拉力F的作用下（图中未画出）以初速 $\text{[math]}$ 进入，且能保持全过程匀速穿过磁场区域，已知线框的电阻为R，求：
1. （1）线框从整体处于Ⅰ区到整体处于Ⅱ区的过程中穿过线框的磁通量的变化量；
2. （2）全过程中线框受到水平拉力的最大值；
3. （3）全过程中线框产生的焦耳热。
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14. (2023高二下·南京月考) 如图甲所示，两根间距为 $\text{[math]}$ 、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角 $\text{[math]}$ ，导轨底端接入一阻值为 $\text{[math]}$ 的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上。在导轨上垂直于导轨放置一质量为 $\text{[math]}$ 、电阻为 $\text{[math]}$ 的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上 $\text{[math]}$ 的恒力，金属杆由静止开始运动，图乙为运动过程的 $\text{[math]}$ 图像，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）匀强磁场的磁感应强度B；
2. （2）金属杆向上运动前2s内通过电阻R的电荷量q；
3. （3）前4s内电阻R产生的热量Q。
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15. (2023高二下·南京月考) 如图甲所示，在足够大的光滑绝缘水平面上建立xOy坐标系。y轴左侧有宽为L的匀强电场区域，电场方向平行于y轴且沿y轴正方向，匀强电场左侧有一电压为U的加速电场。一质量为 $\text{[math]}$ 电荷量为 $\text{[math]}$ 的带电小球a在A点由静止释放，加速后撤去加速电场，带电小球a由x轴上的坐标为 $\text{[math]}$ 的P点沿x轴正向进入匀强电场，之后与静止在y轴上坐标为 $\text{[math]}$ 的Q点的不带电的质量为m小球b发生弹性正碰。空间存在一圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，取磁场垂直纸面向外为正方向。 $\text{[math]}$ 时刻进入磁场的小球b始终在磁场区域内沿闭合轨迹做周期性运动。两个小球的大小完全相同且大小均可以忽略，在碰撞瞬间电荷平分，y轴左侧电场消失。试求：
1. （1）匀强电场的场强大小E；
2. （2）小球b在圆形磁场中的运动半径r；
3. （3）圆形磁场区域的最小面积S。
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