江苏省扬州中学2024-2025学年度第二学期自主评估
高二物理
试卷满分：100分 考试时间：75分钟
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分．在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意．（请将所有选择题答案填涂到答题卡的指定位置）
1．如图是一款高空风车及其发电模块原理图。在发电期间，发电机线圈ab在某一时刻转至图示位置。则（ ）
A．发电的工作原理是电流的磁效应
B．该时刻线圈b端电势高于a端电势
C．该时刻线圈磁通量为零，感应电动势也为零
D．风力增大，线圈ab的感应电动势不变
2．如图甲所示，在匀强磁场中，闭合线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。线框产生的交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流可将熔断电流为3A的保险丝熔断
B．交变电流的周期为0.03s
C．在时穿过线框的磁通量为零
D．线框匀速转动的角速度为
3．两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，甲是质谱仪，乙是回旋加速器，丙是速度选择器，丁是磁流体发电机。下列说法不正确的是（ ）
A．甲图中，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝说明粒子的比荷越大
B．乙图中，粒子第次和第次加速后的半径之比是
C．丙图中，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是，且可以判断出带电粒子的电性
D．丁图中，可以判断出极板是发电机的负极，极板是发电机的正极
5．将某霍尔元件接入如图所示的电路，条形磁铁的极靠近霍尔元件时，二极管发光。霍尔元件的长宽高如图所示，霍尔元件单位体积中有个载流子，每个载流子所带电荷量大小为，载流子定向移动的速率为，稳定时前后两个面的电压为，流过滑动变阻器的电流为。下列说法正确的是（ ）
A．霍尔元件中载流子带正电
B．霍尔元件处的磁感应强度大小为
C．将磁铁继续靠近霍尔元件，二极管变亮
D．将滑动变阻器的滑片适当向左滑，二极管变亮
6．如图所示，用洛伦兹力演示仪研究带电粒子在匀强磁场中的运动，以虚线表示电极K释放出来的电子束的径迹。在施加磁场之前，电子经加速后沿直线运动，如图甲所示；施加磁场后电子束的径迹，如图乙所示；再调节演示仪可得到图丙所示的电子束径迹。下列说法正确的是（ ）
A．在图乙基础上仅增大磁感应强度，可得到图丙所示电子束径迹
B．在图乙基础上仅提高电子的加速电压，可得到图丙所示电子束径迹
C．施加的磁场方向为垂直纸面向外
D．图乙与图丙中电子运动一周的时间一定相等
7．如图所示，竖直平面内固定一足够长绝缘直杆，倾角为，杆处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为2T，杆上套一个带负电的环，电荷量为1C，质量为1kg，环与绝缘直杆间的动摩擦因数。将环由静止释放向下滑动，取，则小环的最大速度为（ ）
A． B． C． D．
8．图甲为某“自发电”无线门铃按钮，其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮过程，磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的有（ ）
A．按下按钮过程，螺线管P端电势较高
B．若更快按下按钮，则P、Q两端的电势差更大
C．按住按钮不动，螺线管中产生恒定的感应电动势
D．按下和松开按钮过程，螺线管对磁铁的力方向相同
9．如图所示，通电螺线管置于水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ之间，ab和cd是放在导轨上的两根金属棒，它们分别静止在螺线管的左右两侧，现使滑动变阻器的滑片向右滑动，则ab棒和cd棒的运动情况是( )
A．ab棒向左运动，cd向右运动
B．ab棒向右运动，cd向左运动
C．ab棒和cd棒都向右运动
D．ab棒和cd棒都保持静止
10．如图所示，足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上静置一金属棒，金属棒和导轨电阻均不计。现给金属棒一个向右的初速度，设金属棒向右运动的位移大小为x时，速度大小为v，加速度大小为a，通过定值电阻的电荷量为q，金属棒克服安培力做功的功率为P，则下列四个图像中可能正确的是（ ）
A．B．C． D．
第Ⅱ卷（非选择题 共60分）
非选择题：本大题共6小题，共计60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
11．在探究电磁感应有关现象及规律的实验中，某同学选择的灵敏电流计G，在没有电流通过的情况下，指针恰好指在刻度盘中央。请根据该同学的实验操作，回答问题：
（1）首先，将灵敏电流计G连接在图甲所示电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（2）然后，将灵敏电流计G与一螺线管串联，当条形磁铁运动时，灵敏电流计G指针偏转情况如图乙所示。则条形磁铁的运动情况是 。（选填“向上拔出”或“向下插入”）
（3）接着，将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。闭合开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下。请问：灵敏电流计指针向右偏与螺线管B中导线的绕向 （选填“有”或“没有”）关系：若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 （填序号）。
A．断开开关
B．在A线圈中插入铁芯
C．变阻器的滑片向右滑动
D．变阻器的滑片向左滑动
（4）最后，该同学用电流传感器研究自感现象，电路如图丁所示。电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值。
①在时刻，闭合开关S，电路稳定后，在时刻断开S，电流传感器连接计算机描绘了整个过程线圈中的电流随时间t变化的图像。图丁中的A、B图像，可能正确的是 。（选填“A”或“B”）
②在“闭合开关—稳定一小段时间—断开开关”这个过程中，通过电流传感器得到图像如图戊所示。比较与的大小关系，有 。（选填“>”“<”或“=”）
12．如图1所示，一个圆形的单匝线圈，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，求：
(1)时流过电阻R的电流大小和方向；
(2)0~0.6s整个电路中产生的热量。
13．在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为＋q，质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A（2L，2L）时，电场方向突然变为竖直向上（不计电场变化的时间），粒子继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。（不计一切阻力）重力加速度为g。求：
(1)电场强度E大小；
(2)磁感应强度B的大小。
14．磁悬浮列车是高速低耗交通工具，实验室模拟磁悬浮列车设计了如图所示的装置，正方形金属线框的边长为L=1m，匝数为N=10匝，质量m=10kg，总电阻R=2Ω。水平面内平行长直导轨间存在磁感应强度均为B=1T、方向交互相反、边长均为L=1m的正方形组合匀强磁场，线框运动过程中所受阻力大小恒为40N，开始时线框静止，如图所示，当磁场以速度v=1m/s匀速向右移动时：
(1)试判断开始时线框中感应电流的大小和方向；
(2)试求线框能达到的最大速度；
(3)线框达到最大速度后，磁场保持静止，发现线框经过0.1s后停止运动，求此过程中线框滑行的距离大小。
15．学习磁场等相关知识后，某同学设计了如图所示的装置，两相距为d的平行栅极板M和N（由金属细丝组成的网状电极），M板位于x轴上，其正下方为N板，两板间电势差为。M板的上方和N板的下方有磁感应强度大小均为B、方向如图所示的匀强磁场。粒子探测器位于y轴处，仅能探测到垂直射入的带电粒子。有一位于处的粒子发射源，能沿y轴正方向射出速率不同、质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子。忽略场的边缘效应、粒子的重力及粒子间的相互作用力，粒子碰到探测板后即被吸收，不会反弹。求：
(1)能被探测器探测到的粒子中，初速度的最大值及其在磁场中运动的时间 ；
(2)能够进入N板下方磁场的粒子的初速度范围；
(3)探测器能探测到粒子的位置坐标。
物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C C C A D B B A
11． 向下插入 有 AC A
12．（1）0.2A，方向b到a；（2）0.72J
【详解】（1）由法拉第电磁感应定律，可得内的电动势为
由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为
根据楞次定律可知，流过电阻R的电流方向由b到a。
（2）前0.4s内整个电路中产生的热量为
内的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律，可知电路中的电流为
内整个电路中产生的热量为
所以内整个电路中产生的热量为
13．(1) (2)
【详解】(1)微粒到达A（2L，2L）之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲：
所以
Eq＝mg
得
(2)由平衡条件得
qvB＝mg
电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙
qvB＝m
由几何知识可得
r＝2L
v＝2
联立解得
14．(1)10A，方向为顺时针 (2)0.8m/s (3)0.02m
【详解】（1）根据右手定则，感应电流的方向为顺时针，
开始时，根据法拉第电磁感应定律：E=2NBLv
根据闭合电路欧姆定律有
代入数据解得：I=5A
（2）当时，速度最大，此时
由
可得
代入数据解得：
（3）磁场保持静止后，对线框由动量定理得
安培力的平均值为
由
根据法拉第电磁感应定律
再由位移公式
联立解得x=0.02m
15．(1) (2) (3)或
【详解】（1）由题可知最大半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
得最大速率
粒子的运动时间为
（2）能进入N板下方的粒子最小速度，则有
得
能进入N板下方的粒子中最大的运动半径为，因此粒子的速率为
所以能进入B板下方的粒子速度范围为
（3）①若粒子不经过电场直接打到探测板上时；
②若粒子经过电场但不从N板射出，能在区域被探测器探测到的粒子满足
则对应的粒子速度为
由于
因此，k=1，2，3…；
③若粒子经过N板射入下方磁场，在区域被探测器探测到粒子，由第（2）小题的粒子的初速度范围可得粒子只经过一次电场。
设该粒子初速度为v，粒子进入N板下方后的速度为，则
设粒子在M板上方磁场运动的半径为r，在N板下方磁场运动的半径为，则，
且
解得、（舍去）或、
则粒子被探测的纵坐标为。
综上所述，探测器所有能探测到粒子的位置坐标为或
