高級中學名校試卷PAGEPAGE12024~2025學年度下期高中2023級期中考試物理注意事項：1.答題前，考生務必在答題卡上將自己的姓名、座位號、準考證號用0.5毫米的黑色簽字筆填寫清楚，考生考試條形碼由監(jiān)考老師粘貼在答題卡上的“貼條形碼區(qū)”。2.選擇題使用2B鉛筆填涂在答題卡上對應題目標號的位置上，如需改動，用橡皮擦擦干凈后再填涂其它答案；非選擇題用0.5毫米的黑色簽字筆在答題卡的對應區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域答題的答案無效；在草稿紙上、試卷上答題無效。3.考試結束后由監(jiān)考老師將答題卡收回。一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關于交變電流，下列說法正確的是（）A.正弦式交變電流的有效值是其峰值的倍B.我國民用交變電流的頻率為50Hz，電流方向每秒改變50次C.我國民用交變電流為正弦式交變電流，其電壓有效值為220V，峰值約為311VD.閉合矩形線圈在磁場中轉動時，產生的交變電流一定是正弦式的【答案】C【解析】A．正弦式交變電流的峰值是其有效值的倍，故A錯誤；B．我國民用交變電流的頻率為50Hz，電流方向在一個周期內改變2次，所以每秒改變100次，故B錯誤；C．我國民用交變電流為正弦式交變電流，其電壓有效值為220V，峰值約為，故C正確；D．閉合矩形線圈在磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉動時，產生的交變電流一定是正弦式的，故D錯誤。故選C。2.我國科學家周振教授帶領團隊攻克質譜技術高地，打破質譜儀生產長期依賴進口的局面。如圖為質譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子從O點被加速電場加速后，沿直線通過速度選擇器。速度選擇器內存在相互正交的勻強磁場和勻強電場，磁感應強度大小為B，加速電場大小為E。粒子通過速度選擇器后經過狹縫P進入勻強磁場B0，之后向左偏轉打在膠片A1A2上，不計粒子重力。下列說法正確的是（）A.粒子帶負電B.速度選擇器中的磁場方向垂直于紙面向外C.能通過狹縫P的粒子的速率為D.粒子打在膠片A1A2上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小【答案】C【解析】A．根據粒子在偏轉磁場中的軌跡和左手定則可知，粒子帶正電，故A錯誤；BC．因為粒子帶正電，在速度選擇器中受到的電場力向左，所以受到的洛倫茲力向右，由左手定則可知，速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向里，且滿足可得能通過狹縫P的粒子的速率為故B錯誤，C正確；D．粒子偏轉后打在膠片A1A2上的位置到狹縫P的距離為，由洛倫茲力提供向心力可得可得故選C。3.據《長江日報》報道，中建三局工程技術研究院歷時兩年研發(fā)的磁力緩降高樓安全逃生裝置試驗成功，其簡化模型如圖，強磁鐵在豎直空心銅管內由靜止開始下落。已知磁鐵不與銅管內壁接觸，銅管足夠長，不計空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.磁鐵下落的加速度大小恒為gB.磁鐵下落時，銅管中產生的感應電流對磁鐵有向上的作用力C.磁鐵最終會懸浮在銅管中D.磁鐵勻加速下落【答案】B【解析】強磁鐵下落過程中，根據楞次定律可知，感應電流的磁場總要阻礙磁鐵下落，銅管中產生的感應電流對磁鐵有向上的作用力，所以磁鐵的加速度小于g，方向豎直向下，故磁鐵向下做加速度減小的加速運動，由于銅管足夠長，合力為零后磁鐵做勻速直線運動。故選B。4.某同學制作了一個如圖所示的自感電路板，L1、L2、L3是相同規(guī)格的小燈泡，電感線圈L的直流電阻和電源的內阻均不可忽略，D為理想二極管。下列說法正確的是（）A.閉合開關S的瞬間，L1、L2、L3同時變亮B.閉合開關S的瞬間，L2、L3立即變亮，之后會慢慢變暗一些C.斷開開關S的瞬間，L3立即熄滅，L2閃亮一下后逐漸熄滅D.斷開開關S的瞬間，L2立即熄滅，L3閃亮一下后逐漸熄滅【答案】B【解析】A．閉合開關S的瞬間，由于線圈L的自感作用，可看作無窮大的電阻，會導致L1不會馬上亮，故A錯誤；B．閉合開關S的瞬間，電流的流向與二極管的導通方向一致，理想二極管電阻不計，相當于導線的作用，此時L2、L3立即變亮；隨著時間推移，線圈L的自感作用減弱，電流慢慢導通，則相當于電阻減小，故外電路電阻減小，總電阻減小，干路電流增大，電源內阻分壓增大，故路端電壓減小，則L2、L3的電壓減小，會慢慢變暗一些，故B正確；C．斷開開關S的瞬間，由于線圈L的自感作用，會產生與原來大小相等、方向相同的電流，其自感電流會經過L3，故L3不會立即熄滅，而L2所在支路由于有二極管的存在，此時自感電流的流向與二極管的導通方向相反，故電流被阻斷，所以L2會立即熄滅，故C錯誤；D．由于外部是三條并聯(lián)支路，且線圈L的直流電阻不可忽略，因此流經L1的電流小于流經L3的電流，所以L3不會閃亮，故D錯誤。故選B。5.如圖，發(fā)電機的輸出功率為P=100kW，輸出電壓恒為U=250V，經理想變壓器升壓后向用戶輸電，在用戶端再利用理想變壓器將電壓降為。已知輸電線總電阻為R=8Ω，輸電線上損失的功率為。下列說法正確的是（）A.用戶端得到的功率為95kWB.輸電線上電流為625AC.升壓變壓器原、副線圈的匝數比為1：20D.當用戶端增加用電器時，輸電線上損失的功率會減小【答案】A【解析】A．升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，則有，，解得用戶端得到的功率為故A正確；B．輸電線總電阻為R=8Ω，輸電線上損失的功率為，則有解得輸電線電流故B錯誤；C．發(fā)電機的輸出功率為P=100kW，輸出電壓恒為U=250V，則升壓變壓器原線圈電流為則升壓變壓器原、副線圈的匝數比為故C錯誤；D．當用戶端增加用電器時，則發(fā)電機的輸出功率增大，根據可知，升壓變壓器原線圈電流增大，根據可知，升壓變壓器副線圈電流增大，根據可知輸電線上損失的功率會增大，故D錯誤。故選A。A.線圈中產生的感應電動勢的有效值為4VB.在t=0.005s時刻，線圈中產生的感應電動勢為0C.在0~0.04s內，電阻R上產生的焦耳熱為0.08JD.在0~0.01s內，通過電阻R的電荷量為0.02C【答案】D【解析】A．0.01s內線圈產生的感應電動勢0.01~0.04s內穿過線圈磁通量沒有發(fā)生變化，線圈的感應電動勢為0，令線圈中產生的感應電動勢的有效值為E，則有解得E=2V故A錯誤；B．結合上述可知，在t=0.005s時刻，線圈中產生的感應電動勢為4V，故B錯誤；C．結合上述，線圈中感應電流的有效值在0~0.04s內，電阻R上產生的焦耳熱為故C錯誤；D．結合上述，在0~0.01s內，通過線圈的電流則在0~0.01s內，通過電阻R的電荷量為故D正確。故選D。7.如圖，在傾角為θ的絕緣斜面上固定間距為L的兩平行金屬導軌，導軌上端接入電動勢為E、內阻不計的電源和滑動變阻器R。一質量為m的金屬棒ab垂直置于導軌上處于靜止狀態(tài)，金屬棒ab與導軌間的動摩擦因數為μ。整個裝置處于磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，不計導軌與金屬棒ab的電阻。當滑動變阻器R的滑片從下向上滑動時，下列說法正確的是（）A.金屬棒ab所受安培力的方向沿斜面向上B.若金屬棒ab始終保持靜止，則金屬棒ab所受摩擦力一定先減小后增大C.若金屬棒ab始終保持靜止，則金屬棒ab所受摩擦力的方向始終沿斜面向下D.若金屬棒ab能滑動起來，則開始滑動時滑動變阻器R接入電路的阻值為【答案】D【解析】A．對金屬棒ab進行受力分析，如圖所示電流方向由b到a，由左手定則可知，金屬棒ab所受安培力方向水平向右（從b向a看），故A錯誤；BC．當滑動變阻器R的滑片從下向上滑動時，滑動變阻器R接入電路的阻值減小，電流I增大，金屬棒ab所受安培力增大；若剛開始時，則有當增大時，減小，后可能會反向增大；若剛開始時，則有當增大時，沿斜面向下不斷增大；故BC錯誤；D．金屬棒ab剛開始滑動時有，方向沿斜面向下，對金屬棒ab進行受力分析有，，聯(lián)立可得故D正確。故選D。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求；全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.下列說法正確的是（）A.生活中的全自動感應水龍頭通過紅外線傳感器把人手上發(fā)出的紅外線轉變成控制水龍頭打開和關閉的電學量B.電場可由電荷或變化的磁場產生C.波長越長的電磁波，其頻率越小，穿透能力越強D.在LC振蕩電路中，當電容器放電完畢時，電路中的電流為零【答案】AB【解析】A．生活中的全自動感應水龍頭通過紅外線傳感器把人手上發(fā)出的紅外線轉變成控制水龍頭打開和關閉的電學量，故A正確；B．電荷能產生電場，由麥克斯韋電磁理論可知，變化的磁場也能產生電場，故B正確；C．波長越長的電磁波，其頻率越小，穿透能力越弱，故C錯誤；D．在LC振蕩電路中，當電容器放電完畢時，電容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大，則此時電路中的電流最大，故D錯誤。故選AB。9.如圖，邊長為L、粗細均勻的正方形閉合導線框以水平速度v0勻速穿過寬度為d（d>L）的勻強磁場區(qū)域（ab、cd邊和磁場豎直邊界平行），磁場的磁感應強度大小為B，線框總阻值為R，線框平面與磁場方向垂直。從ab邊到達磁場左側邊界開始計時，則穿過線框的磁通量Φ、線框中的感應電流I、線框所受安培力F、線框上d、c兩點間的電勢差Udc隨時間變化的圖像可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】AD【解析】A．線框進入磁場過程磁通量為當線框全部進入磁場后，磁通量達到最大，且保持不變，線框離開磁場過程，磁通量均勻減小，故A正確；B．進入磁場過程感應電流為方向為逆時針方向，全部進入磁場后，感應電流為零，而離開磁場過程感應電流大小與進磁場時相等，但電流方向為順時針，故B錯誤；C．進入磁場過程線框所受安培力大小為方向向左，全部進入磁場后，線框不受安培力，離開磁場過程中，安培力大小方向均與進入磁場過程相同，故C錯誤；D．線框進入磁場過程中全部進入磁場后離開磁場過程故D正確。10.如圖，在直角三角形CDE區(qū)域內有磁感應強度大小為B、垂直于紙面向外的勻強磁場，P為直角邊CD的中點，∠C=37°，CD=3L。一束相同的帶負電粒子以不同速率從P點垂直于CD邊射入磁場，粒子的比荷為k，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計粒子間的相互作用和重力。下列說法正確的是（）A.速率不同的粒子在磁場中運動的時間一定不同B.從CD邊飛出的粒子的最大速率為C.粒子從DE邊飛出的區(qū)域長度為D.從CE邊飛出的粒子在磁場中運動的最長時間為【答案】BC【解析】A．帶點粒子在磁場中運動的周期，若粒子的速度不大，則粒子會從DC邊射出磁場，從CD邊射出的粒子偏轉角度相同為，運動時間也相同為，故A錯誤。B．根據得粒子的速度粒子速度最大時，粒子從D點射出磁場，此時半徑故從CD邊射出粒子的最大速度為故B正確；C．粒子從DE邊射出的達最遠距離時，粒子軌跡恰好與EC邊相切，設此時粒子的軌道半徑為r，則根據幾何關系解得根據幾何關系得出帶電粒子在DE上射出的最遠距離故C正確；D．根據幾何關系，帶電粒子從CE邊射出運動最長時間為帶電粒子運動到CE邊相切時，故由幾何關系可知帶電粒子轉過的角度為故運動的最長時間為故D錯誤。故選BC。三、實驗探究題：本題共2小題，共14分。11.某小組同學利用實驗對“電磁感應現象”進行探究。（1）如圖甲，電池組、滑動變阻器、線圈A、帶鐵芯的線圈B、電流計及開關已部分連接。為了完成“探究感應電流產生的條件”的實驗，請用筆畫線代替導線將電路補充完整_____。（2）G為指針零刻度在中央的靈敏電流計，實驗時同學們先將電流計G連接成如圖乙所示電路，發(fā)現閉合開關S，電流從電流計G的“+”接線柱流入時，指針從中央向左偏。現將它與一線圈串聯(lián)進行圖丙、丁的實驗，那么圖丙中的條形磁鐵是向___________（填“上”或“下”）運動的，圖丁中的條形磁鐵下端為___________（填“N”或“S”）極。（3）有同學設計了如圖戊所示的實驗裝置，其中R為光敏電阻（其阻值隨光照強度的增強而減?。?，閉合線圈A用絕緣輕繩懸掛，與長直螺線管共軸（線圈A平面與螺線管線圈平面平行），并位于螺線管左側。當光照強度增強時，觀察到線圈A將會___________（填“向左”或“向右”）運動，同時線圈A有___________（填“收縮”或“擴張”）的趨勢?！敬鸢浮浚?）見解析（2）下N（3）向左收縮【解析】（1）本實驗是探究電磁感應現象，通過使A線圈中的磁通量發(fā)生變化，判斷感應電流的產生以及方向，因此需要測A線圈中的感應電流，所以A線圈的接線柱應該連接電流計兩端。要使A線圈磁通量發(fā)生變化，則需使B線圈的左接線柱與開關的左接線柱連接，使上面的電路形成一個閉合通路，通過滑動變阻器使電路中的電流變化，使線圈A中的磁通量變化。（2）[1]丙圖電流計指針向左偏，說明感應電流由正接線柱流入電流計，由右手螺旋定則判斷感應電流產生的磁場方向向下，根據楞次定律判斷出條形磁鐵向下運動；[2]丁圖電流計指針向右偏，說明感應電流由負接線柱流入電流計，由右手螺旋定則判斷感應電流產生的磁場方向向上，條形磁鐵向上運動根據楞次定律判斷出條形磁鐵的下端為N極。（3）[1][2]光照強度增強使光敏電阻阻值減小，電路中的電流增大，電流產生的磁場增大，閉合線圈A中的磁通量增大，根據楞次定律得線圈A向左移動，同時線圈A有收縮的趨勢。12.多用電表是由電流計G改裝而成的電學儀器。一改裝的多用電表的表盤刻度如圖甲所示，其內部電路（部分）如圖乙所示，虛線框內是改裝電流表的電路圖。已知，當使用虛線框內P、M兩個端點時，對應電流表的量程為20mA，通過調節(jié)開關S，可使歐姆表具有“×1”和“×10”兩種倍率。改裝所用器材如下：A．電池（電動勢E=3.0V，內阻r=1Ω）；B．電流計G（滿偏電流Ig=2mA，內阻Rg=90Ω）C．定值電阻R0（阻值為2Ω）；D．調零電阻R1（最大阻值為150Ω）；E．定值電阻R2、R3；F．開關一個，紅、黑表筆各一支，導線若干。（1）表筆A是___________（填“紅”或“黑”）表筆。（2）定值電阻R3=________Ω。（3）當開關S撥向b時，歐姆表的倍率是___________（填“×1”或“×10”）。（4）將開關S撥向a，把A、B表筆短接進行電阻調零時，調入電路的調零電阻R1的阻值應為___________Ω?！敬鸢浮浚?）黑（2）9（3）×10（4）13.01【解析】（1）電流從紅表筆流進歐姆表，并從黑表筆流出歐姆表，由圖乙可知，表筆A是黑表筆。（2）使用虛線框內P、M兩個端點時，對應電流表的量程為20mA，則有解得（3）由（2）可知，當開關S撥向b時，對應電流表的量程為，則歐姆表的內阻為歐姆表的中值電阻等于歐姆表的內阻，即所以當開關S撥向b時，歐姆表的倍率是×10。（4）將開關S撥向a時，對應電流表的量程為電阻調零時有且解得四、計算題：本題共3小題，共40分。解答應當寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的，不能得分。13.如圖，交流發(fā)電機中勻強磁場的磁感應強度大小為，線圈ABCD的匝數為n=100匝，面積為，總電阻為r=5Ω，繞垂直于磁場的軸OO'勻速轉動的角速度為ω=50rad/s。理想變壓器原、副線圈的匝數比為5：1，原線圈接有理想電流表A和電壓表V，并通過滑環(huán)與線圈ABCD相連，副線圈與電動晾衣桿的電動機相連，已知電動機的線圈電阻為。在一次晾衣中，當開關S接通后，電動機帶動晾衣桿勻速上升時，電流表A的示數為0.2A．求：（1）電壓表V的示數；（2）晾衣桿電動機的輸出功率?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】（1）線圈ABCD中感應電動勢的最大值為感應電動勢的有效值為電壓表V測電壓的輸出電壓，即原線圈的輸入電壓，則有效值，則有聯(lián)立解得（2）根據理想變壓器變壓規(guī)律有可得由可得電動機的輸出功率為聯(lián)立解得14.在芯片制造過程中，離子注入是芯片制造的重要工序。圖甲是我國自主研發(fā)的離子注入機，圖乙是簡化的注入過程原理圖。靜止于A處的離子，經電壓為U（大小未知）的加速電場加速后，沿圖中半徑為的圓弧虛線通過磁分析器，然后從M點垂直CD進入只加有勻強電場或磁場的矩形CDQS區(qū)域偏轉。已知磁分析器的截面是四分之一圓環(huán)，內部加有勻強磁場，磁場的磁感應強度大小為B0，方向垂直于紙面向里。矩形CDQS區(qū)域左側DQ為一固定的芯片，已知DQ=4d，MD=6d，MC=2d。整個裝置處于真空中，離子的比荷為k，不計離子重力。（1）求加速電場的加速電壓U；（2）若在CDQS區(qū)域只加有平行于CD方向的勻強電場，且離子恰好從S點射出，求CDQS區(qū)域所加電場的電場強度E；（3）若在CDQS區(qū)域只加有垂直于紙面向里的勻強磁場，且離子恰好不從QS邊界射出，求CDQS區(qū)域所加磁場的磁感應強度B的大小及離子在CDQS區(qū)域內運動的時間?！敬鸢浮浚?）（2），水平向右（3），【解析】（1）設離子進入磁分析器時的速度為，在磁分析器中離子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力有又，代入可得離子經過加速電場，由動能定理可得可解得（2）離子從M點垂直CD進入只加有平行于CD方向的勻強電場CDQS區(qū)域，做類平拋運動；且離子恰好從S點射出，設運動時間為，則沿DQ方向上做勻速直線運動有沿DC方向上做初速度為零的勻加速直線運動有又，，DQ=4d，MC=2d聯(lián)立可得方向水平向右；（3）由題意離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，當離子恰好不從QS邊界射出，則其運動軌跡與QS相切；根據幾何關系可得其做圓周運動的半徑由洛倫茲力提供向心力有又，代入可得離子在磁場中運動的周期又由幾何關系可知離子在磁場中運動的圓心角故離子在磁場