2022-2023学年第二学期华美实验学校期中考试
高二物理试卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分 命题范围：选择性必修第二册1-4章）
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1．无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是（ ）
A．无线充电效率高，线圈不发热 B．无线充电基座可以用稳恒直流电源供电
C．无线充电过程主要利用了电磁感应原理 D．无线充电基座可以对所有手机进行无线充电
2．如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
3．如图所示，两根等长直导线a和b平行放置，分别通有大小为 I、2I的电流，电流方向相反，此时导线a受到的磁场力大小为F。当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，导线b受到的磁场力为零，则此时a受到的磁场力大小为（ ）
A． B．F C． D．3F
4．如图甲所示，线圈匝数为50匝，横截面积为，线圈中有向左的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，磁场方向向左为正。则关于A、B两点的电势差，正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，A、B、C是3个完全相同的灯泡，L是一个自感系数较大的线圈（直流电阻可忽略不计）。则
A．电路接通稳定后，3个灯亮度相同 B．电路接通稳定后，S断开时，C灯立即熄灭
C．S闭合时，A灯立即亮，然后逐渐熄灭D．S闭合时，B灯立即亮，然后逐渐熄灭
6.如图所示，理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后( )
电压表V1的示数减小 B．电流表A2的示数减小
电压表V2的示数不变 D．电流表A1的示数不变
7. 如图所示，在直角三角形abc区域(含边界)内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，∠a＝60°，∠b＝90°，边长ac＝L，一个粒子源在a点将质量为m、电荷量为q的带正电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，不计重力，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是( )
A. B． C. D．
二．多选题（本题共3小题，每小题6分，共18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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8．某交流发电机工作的示意图如图所示，单匝矩形线框在匀强磁场中绕逆时针匀速转动，若从图示位置（线框平面与磁场方向垂直）开始计时，则在线框从图示位置转过的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．通过线框的电流方向由到 B．通过线框的电流方向由到
C．通过线框的电流的最大值与平均值的比值为
D．通过线框的电流的最大值与平均值的比值为
9．如图a，螺线管内有平行于轴线的外加匀强磁场图中箭头所示方向为其正方向。螺线管与导线框abcd相连，导线框内有一小金属圆环L，圆环与导线框在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度B随时间按图b所示规律变化时（ ）
A．在t1~t2时间内，L内有逆时针方向的感应电流 B．在t1~t2时间内，L有收缩趋势
C．在t2~t3时间内，L内有顺时针方向的感应电流 D．在t2~t3时间内，L有扩张趋势
10.如图，直角三角形OAC区域内有垂直于纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场，∠A＝30°、OC边长为L，在C点有放射源S，可以向磁场内各个方向发射速率为v0的同种带正电的粒子，粒子的比荷为K。S发射的粒子有三分之二可以穿过OA边界，OA含在边界以内，不计重力及粒子之间的相互影响。则( )
A．磁感应强度大小为 B．磁感应强度大小为
C．OA上粒子出射区域长度为L D．OA上粒子出射区域长度为
第Ⅱ卷 （非选择题 共54分）
非选择题（共54分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
11．（6分）图为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接.
（1）用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好 .
（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将小线圈迅速插入大线圈的过程中，电流计的指针将向__________偏；小线圈插入大线圈后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，电流计的指针将向__________偏.（均选填“左”或“右”）
12．（12分）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是：_________；
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
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数_________；（填“多”或“少”）
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是_________；（填字母）
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
（4）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过_________；（填字母）
A．2V B．12V C．50V
（5）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为_________；（填字母）
A．1.5V B．6.0V C．7.0V
（6）等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。
理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流电源和定值电阻串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为、（右侧虚线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当_________时，R获得的功率最大。
13.（8分）如图10所示，一个质量为m、电荷量为－q、不计重力的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v，沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，求：
图10
(1)匀强磁场的磁感应强度B；
(2)穿过第一象限的时间．
14．（12分）磁悬浮列车是高速低耗交通工具，如图甲所示，它的驱动系统可简化为如图乙所示的物理模型．已知列车的总质量为m，固定在列车底部的正方形金属线框的边长为L，匝数为N，总电阻为R；水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度大小均为B、垂直水平面但方向交互相反、边长均为L的正方形组合匀强磁场，磁场以速度v向右匀速移动时可恰好驱动停在轨道上的列车，假设列车所受阻力恒定，若磁场以速度匀速向右移动，当列车向右运动的速度为时，线框位置如图乙所示，求此时：
（1）线框中的感应电流方向；
（2）线框中的感应电流I大小；
（3）列车的加速度a大小．
15.(16分)如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度B= T。输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1。若用户区标有“220 V 8.8 kW”的电动机恰能正常工作，发电机线圈电阻r不可忽略。求：
(1)交流发电机产生感应电动势的最大值Em；
(2)输电线路上损耗的电功率ΔP；
(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，求升压变压器原线圈两端的电压U1。2022-2023学年第二学期华美实验学校期中考试
高二物理答案
单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1 2 3 4 5 6 7
C B A A C B A
二.多选题（本题共3小题，每小题6分，共18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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8 9 10
BC AB BC
三.非选择题（共54分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
（6分）
右 左
12. D 少 BD B C
13.解析 (1)作出带电粒子做圆周运动的圆心和轨迹，由图中几何关系知：
Rcos 30°＝a，2分
得：R＝ 1分
Bqv＝m 2分
得：B＝＝. 1分
(2)运动时间：
t＝×＝. 2分
14．（12分）
（1）顺时针方向 （2） （3）
解：（1）由于，所以线框相对磁场向左运动，
根据右手定则可知此时线框中感应电流沿顺时针方向．（2分）
（2）当列车向右运动的速度为时，由法拉第电磁感应定律可知
①，（2分）
线框中的感应电流大小②，（1分）
由①②式解得．（1分）
（3）列车向右运动的速度为时，
线框受到的安培力（1分）
解得，（1分）
当磁场以速度v匀速向右移动时，同理可得线框受到的安培力（1分）
当磁场以速度v匀速向右移动时，可恰好驱动停在轨道上的列车可知阻力，（1分）
由牛顿第二定律可知，（1分）
解得．（1分）
15.答案 (1)300 V (2)160 W (3)280 V
解析 (1)根据正弦式交变电流的产生规律可知，感应电动势的最大值为Em=NBSω(1分)
代入数据解得Em=300 V(1分)
(2)设降压变压器原、副线圈中的电流分别为I3、I4，电动机恰能正常工作，有
I4==40 A(2分)
根据理想变压器的变流比公式=(1分)
可得I3==4 A(1分)
所以输电线路上损耗的电功率为ΔP=R=160 W(2分)
(3)根据理想变压器的变压比公式=(1分)
得U3===2 200 V(2分)
升压变压器副线圈两端的电压为U2=U3+I3R=2 240 V(2分)
又=(1分)
可得U1==280 V(2分)
