高二物理期中模拟卷02（人教版2019，选必二全册）-学易金卷：2024-2025学年高中下学期期中模拟考试

2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：[选择性必修第二册全册](人教版2019)。 5．难度系数：0．8 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题） 1、 选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A．沿纸面竖直向上 B．沿纸面竖直向下 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里 2．著名物理学家费曼曾设计这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。当线圈接通电源后，将有图示方向的电流流过，则下列说法正确的是（　　） A．接通电源瞬间，圆板不会发生转动 B．线圈中电流的增大或减小会引起圆板向相同方向转动 C．接通电源后，保持线圈中电流不变，圆板转动方向与线圈中电流流向相同 D．若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同 3．如图所示，电源的电动势恒定不变，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，闭合开关S，电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是（    ） A．断开开关S，A会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B．断开开关S，流过A的电流方向与原来相反 C．断开开关S，流过B的电流方向与原来相反 D．断开开关S，流过L的电流方向与原来相反 4．在春晚舞台上很多演员使用了动圈式无线麦克风设备。这种麦克风能够将声音信号转换为电信号，然后通过无线传输的方式发送到音响设备中。关于动圈式无线麦克风的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．动圈式麦克风是利用电磁感应原理将声音信号转换为电信号的 B．无线传输过程中，电信号是通过超声波进行传播的 C．音响设备将电信号转换为声音信号的过程中，利用了电流的热效应 D．无线麦克风的信号传输速度比光速快 5．某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．时刻，电容器的电场能为零 B．时刻，线圈的自感电动势最大 C．时间内，线圈中电流逐渐减小 D．时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈 6．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（    ）    A．时间内，升降机一定匀速运动 B．时间内，升降机可能匀减速上升 C．时间内，升降机可能匀速上升 D．时间内，升降机可能匀加速上升 7．图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　）    A．电流表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表示数变大 D．电压表示数变小 8．如图所示，线圈匝数为n=100匝，横截面积为S=3×10-3m2，线圈电阻为r=1Ω，处于一个向右与线圈平面垂直的均匀增强磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k=2T/s，定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω。下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的感应电动势在均匀增大 B．线圈右端电势高于左端 C．通过线圈的电流大小为0.2A D．定值电阻R1的发热功率为0.03W 9．某同学在做“利用传感器制作简单的自动控制装置”的实验中，所用热敏电阻的阻值随温度升高而减小。由该热敏电阻作为传感器制作的自动报警器原理图如图所示，其中左侧为控制电路，右侧为工作电路。下列说法正确的是（　　） A．电磁继电器是利用电磁感应原理工作的 B．电磁铁工作时，上端为S极 C．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处 D．若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向上移动 10．如图是直线加速器与复合场组成的装置，金属圆筒A、B、C接在大小恒为U、方向随时间周期性变化的交变电压上，虚线空间复合场中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向未知，现让一个氘核和一个氦核先后在K处以初速度进入A的左侧小孔，离开C的右侧之后从D进入复合场，且都沿直线匀速通过复合场。已知的质量为2m，电荷量为q，的质量为4m，电荷量为2q，不计重力，不考虑边缘效应。下列分析正确的是（　　） A．进入复合场时的速率为 B．两个核进入复合场时的速率相等 C．磁场方向必须垂直纸面向外 D．磁场的磁感应强度大小相等 11．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量先增加后减小 B．线圈的磁通量先减小后增大 C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针 D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针 12．如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 第Ⅱ卷（非选择题） 2、 实验题：本题共2小题，共14分。 13．为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 (1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 （填“相同”或“相反”）； (2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 （选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； (3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是 （选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 13．（9分）图中虚线框内存在一垂直纸面的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力，来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长，E为直流电源，R为电阻箱。A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图 。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙的质量。 ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，重新往托盘内加入适量细沙，使D ，然后读出 （请用文字和符号表示），并用天平称出此时细沙的质量。 ④用米尺测量D的底边长度L。 （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出 。 （4）判定磁感应强度方向的方法是：若 （填“>”“<”或“=”），磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 三、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（11分）如图，倾角、宽度的平行倾斜导轨与电路连接，金属棒垂直导轨放置在倾斜导轨上，其中点与固定轻质弹簧连接，弹簧的劲度系数为。在倾斜导轨平面内有一圆形区域，区域边界恰与两导轨相切，且圆心就在弹簧原长状态与金属棒的连接点上，该区域内存在竖直方向的匀强磁场（图中没画出）。已知电源电动势E=10V、内阻，金属棒质量为，接入电路中的阻值，回路各处接触良好，不计导轨和导线电阻，不计一切摩擦。调节滑动变阻器接入电路中阻值，闭合开关，金属棒平衡时弹簧处于原长状态。弹簧始终在弹性限度内，0.6，求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小及其方向； (2)若将圆形区域中的磁场方向改为垂直倾斜导轨平面向下，而不改变其大小，并将接入电路中阻值调为，闭合开关，当金属棒平衡时，弹簧的形变量为多少？ 16．（13分）现代科技研究中，科学家们常用电场和磁场来控制带电粒子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系区域内，正方形的边长为，、与轴平行且关于轴对称，正方形与轴相交于、两点，长方形内有沿轴正方向的匀强电场Ⅰ，长方形区域内有沿轴负方向的匀强电场Ⅱ，两电场的电场强度大小相等。在区域，以为圆心、半径为的半圆区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅰ，在区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小相等。为固定在第一象限内、垂直于坐标平面且与轴成角的荧光屏，在段上有若干个质量为、电荷量为的带正电的粒子，这些粒子均在坐标平面内沿轴正方向以大小为的速度射出，粒子均从正方形边以垂直于方向射出电场，从点射出的粒子只经过一次轴后，刚好从点射出电场Ⅱ。所有粒子经磁场Ⅰ偏转后从磁场Ⅰ的圆边界与轴的交点射出，进入磁场Ⅱ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)粒子在边上的位置离轴的距离满足的条件； (3)打在荧光屏上离点最远的亮点和离点最近的亮点间的距离之差为多少？若撤去荧光屏，求所有粒子再次经过轴时与点距离的表达式。 17．（14分）如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。 (1)若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小； (2)若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值； (3)若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：[选择性必修第二册](人教版2019)。 5．难度系数：0．8 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题） 1、 选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A．沿纸面竖直向上 B．沿纸面竖直向下 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里 答案D 解析弹簧处于原长状态，可知线圈受安培力竖直向上，处在磁场中的线圈等效电流方向向右，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。 故选D。 2．著名物理学家费曼曾设计这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。当线圈接通电源后，将有图示方向的电流流过，则下列说法正确的是（　　） A．接通电源瞬间，圆板不会发生转动 B．线圈中电流的增大或减小会引起圆板向相同方向转动 C．接通电源后，保持线圈中电流不变，圆板转动方向与线圈中电流流向相同 D．若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同 答案D 解析A．线圈接通电源瞬间，则变化的磁场在其周围产生感生电场，从而导致带电小球受到电场力，使其转动，A错误； B．不论线圈中电流增大或减小都会引起磁场的变化，从而产生电场，使小球受到电场力而转动，接通电源后，电流增大或减小会使其周围感生电场方向相反，圆板转动方向相反，B错误； C．接通电源后，保持线圈中电流不变，则磁场不变，则不会产生电场，小球不受到电场力，C错误； D．接通电源瞬间线圈周围感生电场绕向与图示电流方向相反，小球带负电，其受力方向与感生电场方向相反，可知，圆盘转动方向与线圈中电流流向相同，D正确。 故选D。 3．如图所示，电源的电动势恒定不变，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，闭合开关S，电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是（    ） A．断开开关S，A会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B．断开开关S，流过A的电流方向与原来相反 C．断开开关S，流过B的电流方向与原来相反 D．断开开关S，流过L的电流方向与原来相反 答案B 解析A．线圈L的直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，则A、B正常发光时，流过A的电流大于流过B的电流，断开开关S，线圈L，A和B重新形成回路，线圈相当于电源，流过A的电流瞬间变为与B一样大，所以A不会闪亮一下，选项A错误； BCD．回路中的电流逐渐减小直到等于零，流过A的电流方向与原来相反，流过B和L的电流方向与原来相同，选项B正确，CD错误。 故选B。 4．在春晚舞台上很多演员使用了动圈式无线麦克风设备。这种麦克风能够将声音信号转换为电信号，然后通过无线传输的方式发送到音响设备中。关于动圈式无线麦克风的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．动圈式麦克风是利用电磁感应原理将声音信号转换为电信号的 B．无线传输过程中，电信号是通过超声波进行传播的 C．音响设备将电信号转换为声音信号的过程中，利用了电流的热效应 D．无线麦克风的信号传输速度比光速快 答案A 解析A．动圈式麦克风的工作原理是：当声波使膜片振动时，连接在膜片上的线圈（位于磁场中）会随着膜片一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而根据电磁感应原理产生感应电流，这样就把声音信号转化成了电信号，故 A 正确； B．在无线传输过程中，电信号通常是通过电磁波进行传播的，而不是超声波，超声波是一种机械波，在介质中传播，不适合用于无线通信中远距离的电信号传输，故B 错误； C．音响设备是利用通电导体在磁场中受到力的作用（即电动机的原理），将电信号转换为纸盆等发声部件的振动，进而产生声音信号，而不是利用电流的热效应，电流的热效应主要体现为电能转化为内能使导体发热等情况，故 C 错误； D．所有的电磁波在真空中的传播速度都是光速（在空气中传播速度近似等于光速），无线麦克风传输信号利用的是电磁波，其信号传输速度等于光速，不存在比光速快的情况，故D 错误。 故选A。 5．某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．时刻，电容器的电场能为零 B．时刻，线圈的自感电动势最大 C．时间内，线圈中电流逐渐减小 D．时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈 答案C 解析A．时刻，电容器上极板带电量最大，可知电场能最大，选项A错误； B．时刻，电容器放电完毕，此时线圈的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，选项B错误； C．时间内，电容器带电量增大，则线圈中电流逐渐减小，选项C正确； D. 由图可知时间内，振动电路的振动周期逐渐变大，根据 可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈，选项D错误。 故选C。 6．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（    ）    A．时间内，升降机一定匀速运动 B．时间内，升降机可能匀减速上升 C．时间内，升降机可能匀速上升 D．时间内，升降机可能匀加速上升 答案B 解析AB．在时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻的压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A错误，B正确； CD．时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，重物的加速度是变化的，故不可能做匀速运动或匀加速运动，CD错误。 故选B。 7．图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　）    A．电流表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表示数变大 D．电压表示数变小 答案A 解析CD．单刀双掷开关从a切换到b，由题知，变压器原线圈的电压不变，故电压表的示数不变，故CD错误； AB．由题知，变压器原线圈的电压和匝数不变，单刀双掷开关从a切换到b，，则副线圈的匝数增加，根据原副线圈的电压之比等于匝数比，可知变压器副线圈的电压变大，则副线圈的电流变大，故变压器的输出功率变大，根据变压器两端功率不变，可知输入功率也变大，根据 可知原线圈的电流增大，即电流表的示数变大，故A正确，B错误。 故选A。 8．如图所示，线圈匝数为n=100匝，横截面积为S=3×10-3m2，线圈电阻为r=1Ω，处于一个向右与线圈平面垂直的均匀增强磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k=2T/s，定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω。下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的感应电动势在均匀增大 B．线圈右端电势高于左端 C．通过线圈的电流大小为0.2A D．定值电阻R1的发热功率为0.03W 答案C 解析A．根据法拉第电磁感应定律可得线圈产生的感应电动势为 故A错误； B．根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，则线圈左端电势高于右端，故B错误； C．通过线圈的电流大小为 故C正确； D．定值电阻R1的发热功率为 故D错误。 故选C。 9．某同学在做“利用传感器制作简单的自动控制装置”的实验中，所用热敏电阻的阻值随温度升高而减小。由该热敏电阻作为传感器制作的自动报警器原理图如图所示，其中左侧为控制电路，右侧为工作电路。下列说法正确的是（　　） A．电磁继电器是利用电磁感应原理工作的 B．电磁铁工作时，上端为S极 C．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处 D．若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向上移动 答案BD 解析A．电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，A错误； B．由题图可知电磁铁工作时线圈中电流的方向，根据安培定则可知，电磁铁工作时，上端为S极，B正确； C．温度升高时热敏电阻阻值减小，控制电路中的电流增大，则电磁铁的磁性增强，将衔铁吸引下来与下方b处接通，故c应接在b处，C错误； D．若要使启动报警的温度降低些，相当于增大临界状态的热敏电阻阻值，为了仍等于电磁铁将衔铁吸引下来的电流临界值，则需要减小滑动变阻器的阻值，即滑片P向上移动，D正确。 故选BD。 10．如图是直线加速器与复合场组成的装置，金属圆筒A、B、C接在大小恒为U、方向随时间周期性变化的交变电压上，虚线空间复合场中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向未知，现让一个氘核和一个氦核先后在K处以初速度进入A的左侧小孔，离开C的右侧之后从D进入复合场，且都沿直线匀速通过复合场。已知的质量为2m，电荷量为q，的质量为4m，电荷量为2q，不计重力，不考虑边缘效应。下列分析正确的是（　　） A．进入复合场时的速率为 B．两个核进入复合场时的速率相等 C．磁场方向必须垂直纸面向外 D．磁场的磁感应强度大小相等 答案BD 解析A．进入复合场前经过电场加速两次，由动能定理可得 解得 A选项错误； B．由于两个核的比荷相等，故两个核进入复合场时的速率相等，B选项正确； C．两个核沿直线通过复合场，故洛伦兹力应竖直向上，磁场方向垂直纸面向里，C选项错误； D．两个核通过复合场时的速度相等，由 可得，磁场的磁感应强度大小相等，D选项正确。 故选BD。 11．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量先增加后减小 B．线圈的磁通量先减小后增大 C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针 D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针 答案AD 解析 当列车经过线圈的过程中，线圈的磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针。 故选AD。 12．如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 答案BD 解析AB．乙电机中，转子的转动是因为穿过转子上线圈的磁通量发生变化从而产生感应电流，通电线圈受到了安培力的作用，相当于电磁驱动，所以乙转子的转动方向也为顺时针，安培力阻碍定子和转子间的相对运动，但不能阻止，故转子比定子转得慢一些，A错误，B正确； C．乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，磁通量变化越慢，感应电流越小，所受安培力越小，C错误； D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，使得通过定子上线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，反向发电从而回收动能，而乙电动机闭合线圈不产生磁场，所以无法反向发电，不能回收动能，D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题） 2、 实验题：本题共2小题，共14分。 13．为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 (1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 （填“相同”或“相反”）； (2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 （选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； (3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是 （选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 答案(1)相反（1分）(2) 向下插入 （1分）磁通量的变化率（1分） (3) a （2分） 大于（2分） 解析（1）将条形磁铁极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。说明感应电流方向为从经螺线管到，由安培定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下，与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向相反。 （2）[1]将条形磁铁极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量向下增大，感应电流磁场方向向上，根据安培定则，可知感应电流方向从下向上流经二极管，电路导通，灯泡发光。 [2]条形磁铁从初始位置到完全插入，磁通量的变化量相同，磁体运动的越快，则穿过线圈的磁通量就变化的越快，二极管发光的亮度就越大，说明回路中产生的感应电流越大，线圈两端产生的感应电动势越大，因此该实验说明感应电动势随磁通量变化率的增大而增大。 （3）[1] 开关闭合瞬间，灯泡电流瞬间增大，线圈对电流阻碍作用逐渐减小，通过线圈电流逐渐增大，灯泡分流逐渐减小，所以流经灯泡电流是图像。 [2] 电路稳定后通过灯泡电流大于通过线圈电流，所以线圈电阻大于灯泡电阻。 14．（9分）图中虚线框内存在一垂直纸面的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力，来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长，E为直流电源，R为电阻箱。A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图 。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙的质量。 ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，重新往托盘内加入适量细沙，使D ，然后读出 （请用文字和符号表示），并用天平称出此时细沙的质量。 ④用米尺测量D的底边长度L。 （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出 。 （4）判定磁感应强度方向的方法是：若 （填“>”“<”或“=”），磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 答案 见解析（2分）重新处于平衡状态 （1分） 电流表示数I （2分） （2分）>（2分） 解析（1）电路图如图所示 （2）闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，重新往托盘内加入适量细沙，故应使D重新处于平衡状态；两次细沙的重力之差与D的底边所受磁场力大小相等，磁场力与电流大小有关，故还需读出电流表的示数I。 （3）两次细沙的重力之差与D的底边所受磁场力相等，即 解得磁感应强度为 （4）若，则安培力的方向向下，根据左手定则可得，磁感应强度方向垂直纸面向外，反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 三、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（11分）如图，倾角、宽度的平行倾斜导轨与电路连接，金属棒垂直导轨放置在倾斜导轨上，其中点与固定轻质弹簧连接，弹簧的劲度系数为。在倾斜导轨平面内有一圆形区域，区域边界恰与两导轨相切，且圆心就在弹簧原长状态与金属棒的连接点上，该区域内存在竖直方向的匀强磁场（图中没画出）。已知电源电动势E=10V、内阻，金属棒质量为，接入电路中的阻值，回路各处接触良好，不计导轨和导线电阻，不计一切摩擦。调节滑动变阻器接入电路中阻值，闭合开关，金属棒平衡时弹簧处于原长状态。弹簧始终在弹性限度内，0.6，求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小及其方向； (2)若将圆形区域中的磁场方向改为垂直倾斜导轨平面向下，而不改变其大小，并将接入电路中阻值调为，闭合开关，当金属棒平衡时，弹簧的形变量为多少？ 答案(1)，方向竖直向下(2) 解析（1）闭合开关时，流过电流大小（2分） 金属棒平衡时弹簧处于原长，其受力图如图所示，由左手定则可知磁感应强度方向竖直向下，且满足（2分） 解得（1分） （2）金属棒平衡时假设弹簧伸长量为，其稳定状态如图所示 流过金属棒电流（2分） 金属棒在磁场中的有效长度（1分） 列出平衡方程（2分） 即 解得或（1分） 可知平衡时弹簧形变量为0或伸长 16．（13分）现代科技研究中，科学家们常用电场和磁场来控制带电粒子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系区域内，正方形的边长为，、与轴平行且关于轴对称，正方形与轴相交于、两点，长方形内有沿轴正方向的匀强电场Ⅰ，长方形区域内有沿轴负方向的匀强电场Ⅱ，两电场的电场强度大小相等。在区域，以为圆心、半径为的半圆区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅰ，在区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小相等。为固定在第一象限内、垂直于坐标平面且与轴成角的荧光屏，在段上有若干个质量为、电荷量为的带正电的粒子，这些粒子均在坐标平面内沿轴正方向以大小为的速度射出，粒子均从正方形边以垂直于方向射出电场，从点射出的粒子只经过一次轴后，刚好从点射出电场Ⅱ。所有粒子经磁场Ⅰ偏转后从磁场Ⅰ的圆边界与轴的交点射出，进入磁场Ⅱ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)粒子在边上的位置离轴的距离满足的条件； (3)打在荧光屏上离点最远的亮点和离点最近的亮点间的距离之差为多少？若撤去荧光屏，求所有粒子再次经过轴时与点距离的表达式。 答案(1) (2) (3)， 解析（1）从点射出的粒子，在电场Ⅰ中做类平抛运动 则，又（2分） 根据牛顿第二定律（1分） 解得（1分） （2）粒子在两电场中运动的时间（1分） 根据题意可知（1分） 解得（1分） （3）所有粒子均能从点射出磁场Ⅰ，则所有粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中做圆周运动的半径均为 从点沿轴正方向射出的粒子经磁场Ⅱ偏转打在荧光屏上位置离点最远，设距离为，根据几何关系有（1分） 从点沿垂直轴方向射入磁场Ⅱ的粒子经磁场Ⅱ偏转的粒子打在荧光屏上的位置离点最近，该距离（1分） 则粒子打在荧光屏上离点最远距离和离点最近距离之差为（1分） 从离轴距离为的粒子进磁场Ⅱ时，设粒子速度与轴正向夹角为 则根据几何关系（1分） 粒子再次经过轴时与点的距离为（1分） 解得（1分） 17．（14分）如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。 (1)若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小； (2)若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值； (3)若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。 答案(1)4A，1.6N(2)(3) 解析（1）根据法拉第电磁感应定律有（1分） 根据闭合电路欧姆定律有（1分） 则此时的磁感应强度为（1分） 则金属棒受到安培力的大小（1分） （2）根据法拉第电磁感应定律有 （1分） 根据闭合电路欧姆定律有（1分） 根据平衡条件有（1分） 联立解得（1分） （3）因，所以U型框仍静止 对棒，从开始到与U型框碰撞之前，根据动量定理有（1分） 又， ，（1分） 解得 棒与U型框碰撞，根据动量守恒定律有（1分） 解得 对整体从撞后到速度减为0，根据动量定理有（1分） 又 且（1分） 联立解得（1分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4．测试范围：[选择性必修第二册全册](人教版2019)。 5．难度系数：0．8 6．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（选择题） 1、 选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1．如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A．沿纸面竖直向上 B．沿纸面竖直向下 C．垂直于纸面向外 D．垂直于纸面向里 2．著名物理学家费曼曾设计这样一个实验装置：一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动，在圆板的中部有一个线圈，圆板的四周固定着一圈带电的金属小球，如图所示。当线圈接通电源后，将有图示方向的电流流过，则下列说法正确的是（　　） A．接通电源瞬间，圆板不会发生转动 B．线圈中电流的增大或减小会引起圆板向相同方向转动 C．接通电源后，保持线圈中电流不变，圆板转动方向与线圈中电流流向相同 D．若金属小球带负电，接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同 3．如图所示，电源的电动势恒定不变，L是一个自感系数较大的线圈，其直流电阻不可忽略，A、B两灯泡的阻值相等，闭合开关S，电路稳定后A、B均恰好正常发光。下列说法正确的是（    ） A．断开开关S，A会闪亮一下，然后逐渐熄灭 B．断开开关S，流过A的电流方向与原来相反 C．断开开关S，流过B的电流方向与原来相反 D．断开开关S，流过L的电流方向与原来相反 4．在春晚舞台上很多演员使用了动圈式无线麦克风设备。这种麦克风能够将声音信号转换为电信号，然后通过无线传输的方式发送到音响设备中。关于动圈式无线麦克风的工作原理，下列说法正确的是（　　） A．动圈式麦克风是利用电磁感应原理将声音信号转换为电信号的 B．无线传输过程中，电信号是通过超声波进行传播的 C．音响设备将电信号转换为声音信号的过程中，利用了电流的热效应 D．无线麦克风的信号传输速度比光速快 5．某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（    ） A．时刻，电容器的电场能为零 B．时刻，线圈的自感电动势最大 C．时间内，线圈中电流逐渐减小 D．时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈 6．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是（    ）    A．时间内，升降机一定匀速运动 B．时间内，升降机可能匀减速上升 C．时间内，升降机可能匀速上升 D．时间内，升降机可能匀加速上升 7．图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和。若单刀双掷开关从a切换到b，则（　　）    A．电流表示数变大 B．电流表示数变小 C．电压表示数变大 D．电压表示数变小 8．如图所示，线圈匝数为n=100匝，横截面积为S=3×10-3m2，线圈电阻为r=1Ω，处于一个向右与线圈平面垂直的均匀增强磁场中，磁感应强度随时间的变化率为k=2T/s，定值电阻R1=3Ω，R2=6Ω。下列说法正确的是（　　） A．线圈产生的感应电动势在均匀增大 B．线圈右端电势高于左端 C．通过线圈的电流大小为0.2A D．定值电阻R1的发热功率为0.03W 9．某同学在做“利用传感器制作简单的自动控制装置”的实验中，所用热敏电阻的阻值随温度升高而减小。由该热敏电阻作为传感器制作的自动报警器原理图如图所示，其中左侧为控制电路，右侧为工作电路。下列说法正确的是（　　） A．电磁继电器是利用电磁感应原理工作的 B．电磁铁工作时，上端为S极 C．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处 D．若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P向上移动 10．如图是直线加速器与复合场组成的装置，金属圆筒A、B、C接在大小恒为U、方向随时间周期性变化的交变电压上，虚线空间复合场中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向未知，现让一个氘核和一个氦核先后在K处以初速度进入A的左侧小孔，离开C的右侧之后从D进入复合场，且都沿直线匀速通过复合场。已知的质量为2m，电荷量为q，的质量为4m，电荷量为2q，不计重力，不考虑边缘效应。下列分析正确的是（　　） A．进入复合场时的速率为 B．两个核进入复合场时的速率相等 C．磁场方向必须垂直纸面向外 D．磁场的磁感应强度大小相等 11．如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出）。俯视图如图乙，磁铁的匀强磁场垂直地面向下，宽度与线圈宽度相同，、为接测量仪器的端口。当磁铁经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量先增加后减小 B．线圈的磁通量先减小后增大 C．线圈中的感应电流方向先顺时针后逆时针 D．线圈中的感应电流方向先逆时针后顺时针 12．如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A．电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B．电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C．电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D．刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 第Ⅱ卷（非选择题） 2、 实验题：本题共2小题，共14分。 13．为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 (1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 （填“相同”或“相反”）； (2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 （选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； (3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是 （选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 13．（9分）图中虚线框内存在一垂直纸面的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的磁场力，来测量磁场的磁感应强度大小。所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的“U”形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长，E为直流电源，R为电阻箱。A为电流表，S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。 （1）在图中画线连接成实验电路图 。 （2）完成下列主要实验步骤中的填空。 ①按图接线。 ②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态，然后用天平称出细沙的质量。 ③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，重新往托盘内加入适量细沙，使D ，然后读出 （请用文字和符号表示），并用天平称出此时细沙的质量。 ④用米尺测量D的底边长度L。 （3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出 。 （4）判定磁感应强度方向的方法是：若 （填“>”“<”或“=”），磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里。 三、计算题：本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15．（11分）如图，倾角、宽度的平行倾斜导轨与电路连接，金属棒垂直导轨放置在倾斜导轨上，其中点与固定轻质弹簧连接，弹簧的劲度系数为。在倾斜导轨平面内有一圆形区域，区域边界恰与两导轨相切，且圆心就在弹簧原长状态与金属棒的连接点上，该区域内存在竖直方向的匀强磁场（图中没画出）。已知电源电动势E=10V、内阻，金属棒质量为，接入电路中的阻值，回路各处接触良好，不计导轨和导线电阻，不计一切摩擦。调节滑动变阻器接入电路中阻值，闭合开关，金属棒平衡时弹簧处于原长状态。弹簧始终在弹性限度内，0.6，求： (1)匀强磁场的磁感应强度大小及其方向； (2)若将圆形区域中的磁场方向改为垂直倾斜导轨平面向下，而不改变其大小，并将接入电路中阻值调为，闭合开关，当金属棒平衡时，弹簧的形变量为多少？ 16．（13分）现代科技研究中，科学家们常用电场和磁场来控制带电粒子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系区域内，正方形的边长为，、与轴平行且关于轴对称，正方形与轴相交于、两点，长方形内有沿轴正方向的匀强电场Ⅰ，长方形区域内有沿轴负方向的匀强电场Ⅱ，两电场的电场强度大小相等。在区域，以为圆心、半径为的半圆区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场Ⅰ，在区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小相等。为固定在第一象限内、垂直于坐标平面且与轴成角的荧光屏，在段上有若干个质量为、电荷量为的带正电的粒子，这些粒子均在坐标平面内沿轴正方向以大小为的速度射出，粒子均从正方形边以垂直于方向射出电场，从点射出的粒子只经过一次轴后，刚好从点射出电场Ⅱ。所有粒子经磁场Ⅰ偏转后从磁场Ⅰ的圆边界与轴的交点射出，进入磁场Ⅱ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)粒子在边上的位置离轴的距离满足的条件； (3)打在荧光屏上离点最远的亮点和离点最近的亮点间的距离之差为多少？若撤去荧光屏，求所有粒子再次经过轴时与点距离的表达式。 17．（14分）如图所示，倾角为的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距，电阻不计。沿轨道向下建立轴，为两磁场分界线且垂直于轴。在区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度为的匀强磁场；在区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，变化规律为。初始状态，U形框锁定在轨道平面上，、分别与、重合，U形框质量为，三边长均为，由阻值的金属棒和两根绝缘棒、组成。另有质量为、长为、阻值的金属棒在离一定距离处获得沿轨道向下的初速度，金属棒及U形框与轨道间的动摩擦因数均为。金属棒及U形框始终与轨道接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻，，。 (1)若金属棒的初速度为，求流过金属棒的电流大小及金属棒受到安培力的大小； (2)若金属棒获得初速度的同时，解除对U形框的锁定，为保持U形框仍静止，求的最大值； (3)若金属棒以初速度从处开始运动，同时解除对U形框的锁定，金属棒与U形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后U形框的最大位移为多大。 试题 第7页（共10页） 试题 第8页（共10页） 试题 第9页（共10页） 试题 第10页（共10页） 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 参考答案与评分标准 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 D D B A C B A C BD BD AD BD 二、实验题：本题共2小题，共14分。 13. (1)相反（1分）(2) 向下插入 （1分）磁通量的变化率（1分） (3) a （2分） 大于（2分） 14. （1）（2分） （2）重新处于平衡状态 （1分） 电流表示数I （2分） （3） （2分） （4）>（2分） 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15.答案(1)，方向竖直向下(2) 解析（1）闭合开关时，流过电流大小（2分） 金属棒平衡时弹簧处于原长，其受力图如图所示，由左手定则可知磁感应强度方向竖直向下，且满足（2分） 解得（1分） （2）金属棒平衡时假设弹簧伸长量为，其稳定状态如图所示 流过金属棒电流（2分） 金属棒在磁场中的有效长度（1分） 列出平衡方程（2分） 即 解得或（1分） 可知平衡时弹簧形变量为0或伸长 16.答案(1) (2) (3)， 解析（1）从点射出的粒子，在电场Ⅰ中做类平抛运动 则，又（2分） 根据牛顿第二定律（1分） 解得（1分） （2）粒子在两电场中运动的时间（1分） 根据题意可知（1分） 解得（1分） （3）所有粒子均能从点射出磁场Ⅰ，则所有粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中做圆周运动的半径均为 从点沿轴正方向射出的粒子经磁场Ⅱ偏转打在荧光屏上位置离点最远，设距离为，根据几何关系有（1分） 从点沿垂直轴方向射入磁场Ⅱ的粒子经磁场Ⅱ偏转的粒子打在荧光屏上的位置离点最近，该距离（1分） 则粒子打在荧光屏上离点最远距离和离点最近距离之差为（1分） 从离轴距离为的粒子进磁场Ⅱ时，设粒子速度与轴正向夹角为 则根据几何关系（1分） 粒子再次经过轴时与点的距离为（1分） 解得（1分） 14.答案(1)4A，1.6N(2)(3) 解析（1）根据法拉第电磁感应定律有（1分） 根据闭合电路欧姆定律有（1分） 则此时的磁感应强度为（1分） 则金属棒受到安培力的大小（1分） （2）根据法拉第电磁感应定律有 （1分） 根据闭合电路欧姆定律有（1分） 根据平衡条件有（1分） 联立解得（1分） （3）因，所以U型框仍静止 对棒，从开始到与U型框碰撞之前，根据动量定理有（1分） 又， ，（1分） 解得 棒与U型框碰撞，根据动量守恒定律有（1分） 解得 对整体从撞后到速度减为0，根据动量定理有（1分） 又 且（1分） 联立解得（1分） 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理下学期期中模拟卷 ( 贴条形码区 考生禁填 ： 缺考标记 违纪标记 以上标志由监考人员用 2B 铅笔 填涂 选择题填涂样例 ： 正确填涂 错误填 涂 [ × ] [ √ ] [ ／ ] 1 ．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2 ．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑 色签字笔答题， 不 得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3 ．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4 ．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 ) ( 姓 名： __________________________ 准考证号： )答题卡 ( 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8 题只有一项符合题目要求，第 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 1 0 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 1 1 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 1 2 . [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] ) ( 二 、实验题：本题 共 2 小题，共 1 4 分。 1 3 . （ 1 ） ____________ ； （ 2 ） _ __ ___________ ； ___ ___________ _________ ； （ 3 ） ____________ ； ____________ ； 1 4 . （ 1 ） （ 2 ） __________ _________ __ ； _____ _________ _______ ； （ 3 ） __________ ______ __ ； （ 4 ） ____________ ； ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) ( 三 、计算题：本题 共 3 小题，共 3 8 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 1 5 . （ 11 分） 1 6 . （ 1 3 分） 17. （ 14 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ ) 学科网（北京）股份有限公司 $$2024-2025 学年高二物理下学期期中模拟卷 答题卡 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~8 题只有一项符合 题目要求，第 9~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 2.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 3.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 4.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 5.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 6.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 7.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 8.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 9.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 10.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 11.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 12.[ A ] [ B ] [ C ] [ D ] 姓 名：__________________________ 准考证号： 贴条形码区 考生禁填： 缺考标记 违纪标记 以上标志由监考人员用 2B 铅笔填涂 选择题填涂样例： 正确填涂 错误填涂 [×] [√] [／] 1．答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并认真核准 条形码上的姓名、准考证号，在规定位置贴好条形码。 2．选择题必须用 2B 铅笔填涂；非选择题必须用 0.5 mm 黑色签字笔 答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。 3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案 无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 注意事项 二、实验题：本题共 2 小题，共 14 分。 13.（1）____________；（2）______________；_______________________；（3）____________；____________； 14.（1） （2）_____________________；_____________________； （3）__________________；（4）____________； 三、计算题：本题共 3 小题，共 38 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写 出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15.（11 分） 16.（13 分） 17.（14 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！ 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效！