精品解析：青海省海南州第三民族高级中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

海南州第三民族高级中学 高二年级物理学科2025年春季学期期中考试试题（卷） 一、单项选择题：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. 下列说法错误的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量G B. 密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量 C. 法拉第首先提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场 D. 安培总结出左手定则判断通电直导线在磁场中受到磁场力的方向 2. 如图，长的直导线垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度。当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. 0.1N C. 0.2N D. 0.3N 3. 如图所示，空间内存在方向如图所示的水平匀强磁场，其磁感应强度大小为，通以恒定电流的形导线放置在该磁场中。已知边长为，与磁场方向垂直，边长为，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 0 4. 下列说法正确的是（　　） A. 根据，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比 B. 根据，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比 C. 电荷在电场中一定受到电场力 D. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 5. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场B=4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6km/s，则缆绳中的感应电动势为（　　） A. 7.2×106V B. 3.6×104V C. 7.2×104V D. 7.2×103V 6. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场，导线框中感应电动势随时间变化的图像如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正），则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场区域的宽度为0.3m B. 磁感应强度的大小为0.5T C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 D. 在t=0至t=0.2s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N 7. 图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（　　） A. 若，则用户获得的电压U4＝U1 B. 若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小 C. 若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小 D. 若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小 二、多项选择题：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，只有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。 8. 如图，甲、乙两图中的磁铁都是固定的，甲图中的通电直导线可以自由运动，且不考虑重力；乙图中导体圆环被一根柔软的绳悬吊在与纸面垂直的位置，且水平条形磁铁的轴线过环心。当通以如图所标示的电流时俯视导线和圆环的运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中通电直导线逆时针转动，同时下落 B. 甲图中通电直导线顺时针转动，同时上升 C. 乙图中导体圆环将靠近磁铁 D. 乙图中导体圆环将顺时针转动并远离磁铁 9. 如图所示，在光滑绝缘水平桌面上有矩形导体框，ab边长为L，ab、cd边的电阻均为，其余电阻不计，整个导体框与电源和弹簧连接，弹簧与桌面平行，导体框处在垂直于桌面的匀强磁场中。已知电源电动势为，内阻为，弹簧的劲度系数为。当开关S断开时，弹簧处于原长状态；当开关S闭合时，导体框再次静止时，弹簧伸长了。下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向为垂直桌面向里 B. 磁场方向为垂直桌面向外 C. 磁感应强度大小为 D. 磁感应强度大小为 10. 倾角为的足够长斜面固定放置，竖直截面如图所示，整个空间存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量大小为q的滑块从斜面顶端由静止滑下，当位移大小为L时离开斜面。已知重力加速度为g，则下列关于滑块的说法中正确的是（　　） A. 带正电 B. 离开斜面时的速度大小为 C. 在斜面上滑行过程中重力势能减少了 D. 在斜面上滑行过程中克服摩擦力做功 三、非选择题：本题共5小题，54分。 11. 如图为研究磁场对通电导线的作用力的实验，问： （1）若闭合开关，导体棒AB 受到的安培力方向_____（“向左”或“向右”） （2）如果向右滑动“滑动变阻器”触头，导体棒AB受到安培力方向_____（“反向”或“不变”），安培力大小_____（“变大”、“不变”或“变小”） 12. 如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有： （1）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向_______（填“左”或者“右”）偏转一下。 （2）如上图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是_______，（填＞，＝，或＜） 13. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 14. 边长为的单匝正方形金属线框，质量为，电阻为，用细线把它悬挂于一个有界的垂直于纸面向里的匀强磁场边缘。金属框的下半部处于磁场外，磁感应强度随时间的变化规律为，（）绳子所能承受的最大拉力为，重力加速度为，求： （1）金属框中感应电流的方向； （2）金属框中感应电流的大小； （3）从时刻开始到绳子刚要断裂时的时间； 15. 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n、电阻r．线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻R，与R并联的电压表为理想电压表．在t时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化．取计算．求： （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值； （2）从线框经过图示位置开始计时，写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式； （3）电路中电压表的示数． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南州第三民族高级中学 高二年级物理学科2025年春季学期期中考试试题（卷） 一、单项选择题：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. 下列说法错误的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量G B. 密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量 C. 法拉第首先提出了场的概念，并用电场线和磁感线形象地描述电场和磁场 D. 安培总结出左手定则判断通电直导线在磁场中受到磁场力的方向 【答案】A 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律；卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量G，A错误； B．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，B正确； C．法拉第首先提出用电场线描述电场，用磁感线形象地描述磁场，促进了人们对电磁现象的研究，C正确； D．通过左手定则判断通电直导线在磁场中受到磁场力的方向，是由安培总结出来的，D正确。 故选A。 2. 如图，长的直导线垂直于匀强磁场放置，磁场的磁感应强度。当导线中通以的电流时，导线受到的安培力大小为（　　） A. 0 B. 0.1N C. 0.2N D. 0.3N 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培力的计算公式可得 故选C。 3. 如图所示，空间内存在方向如图所示的水平匀强磁场，其磁感应强度大小为，通以恒定电流的形导线放置在该磁场中。已知边长为，与磁场方向垂直，边长为，与磁场方向平行，则该导线受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 0 【答案】B 【解析】 【详解】因段与磁场方向平行，故不受安培力，段与磁场方向垂直，所受安培力大小为 即该导线受到的安培力大小为。 故选B。 4. 下列说法正确的是（　　） A. 根据，电场中某点的电场强度与成正比，与成反比 B. 根据，磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比 C. 电荷在电场中一定受到电场力 D. 电荷在磁场中一定受到洛伦兹力 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度的定义式属于比值定义，电场强度与试探电荷没有本质上的决定关系，不能够认为电场中某点的电场强度与成正比，与成反比，故A错误； B．磁感应强度的定义式属于比值定义，磁感应强度与电流元没有本质上的决定关系，不能够认为磁场中某点的磁感应强度与成正比，与成反比，故B错误； C．根据电场强度的定义式有 解得 可知，电荷在电场中一定受到电场力，故C正确； D．当电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷所受洛伦兹力为0，故D错误。 故选C。 5. 当航天飞机在环绕地球的轨道上飞行时，从中释放一颗卫星，卫星与航天飞机速度相同，两者用导电缆绳相连。这种卫星称为绳系卫星，利用它可以进行多种科学实验。现有一绳系卫星在地球赤道上空沿东西方向运行。卫星位于航天飞机的正上方，它与航天飞机之间的距离是20.5km，卫星所在位置的地磁场B=4.6×10-5T，沿水平方向由南向北。如果航天飞机和卫星的运行速度都是7.6km/s，则缆绳中的感应电动势为（　　） A. 7.2×106V B. 3.6×104V C. 7.2×104V D. 7.2×103V 【答案】D 【解析】 【详解】由法拉第电磁感应定律 故选D。 6. 两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图甲所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场，导线框中感应电动势随时间变化的图像如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正），则下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场区域的宽度为0.3m B. 磁感应强度的大小为0.5T C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向里 D. 在t=0至t=0.2s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.04N 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，匀强磁场区域的宽度为 故A错误； B．由电动势的图可知，线框在0.2s刚好完全进入磁场，运动距离为线框长度L，导线框运动的速度为 根据动生电动势公式和图像知 代入数据解得 故B错误； C．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，故C错误； D．在t=0至t=0.2s这段时间内，导线框中的感应电流大小为 导线框所受的安培力大小为 故D正确。 故选D。 7. 图甲是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图乙所示。如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，r表示输电线总电阻，下列说法正确的是（　　） A. 若，则用户获得的电压U4＝U1 B. 若用户开启的用电器减少，则升压变压器输出的电压U2减小 C. 若用户开启的用电器减少，则降压变压器输入的电压U3减小 D. 若用户开启的用电器减少，则输电线消耗的功率减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据变压器原理可得， 若，则有 由于输电线上电阻分压作用，则， 故A错误； B．升压变压器输入电压恒定，升压变压器的原、副线圈匝数比恒定，则升压变压器输出的电压不变，故B错误； CD．若用户开启的用电器减少，则用户总电阻增大，将降压变压器和用户看成一等效电阻，则有 则输电线上的电流为 可知输电线上的电流减小，则输电线上消耗的功率减小，输电线的损失电压减小，根据 可知降压变压器输入的电压增大，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题：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，只有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。 8. 如图，甲、乙两图中的磁铁都是固定的，甲图中的通电直导线可以自由运动，且不考虑重力；乙图中导体圆环被一根柔软的绳悬吊在与纸面垂直的位置，且水平条形磁铁的轴线过环心。当通以如图所标示的电流时俯视导线和圆环的运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中通电直导线逆时针转动，同时下落 B. 甲图中通电直导线顺时针转动，同时上升 C. 乙图中导体圆环将靠近磁铁 D. 乙图中导体圆环将顺时针转动并远离磁铁 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．用特殊位置法，取导线逆时针转过90°的特殊位置来分析，如图所示 根据左手定则判断安培力方向向下，故导线在逆时针转动的同时向下运动，故A正确，B错误； CD．由右手定则根据电流方向可判断出左侧为S极，右侧为N极，如图所示 所以体圆环将靠近磁铁，故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，在光滑绝缘水平桌面上有矩形导体框，ab边长为L，ab、cd边的电阻均为，其余电阻不计，整个导体框与电源和弹簧连接，弹簧与桌面平行，导体框处在垂直于桌面的匀强磁场中。已知电源电动势为，内阻为，弹簧的劲度系数为。当开关S断开时，弹簧处于原长状态；当开关S闭合时，导体框再次静止时，弹簧伸长了。下列说法正确的是（　　） A. 磁场方向为垂直桌面向里 B. 磁场方向为垂直桌面向外 C. 磁感应强度大小为 D. 磁感应强度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．当开关S闭合后，弹簧伸长，则安培力沿图示中竖直向下的方向，结合左手定则，可知磁场垂直桌面向外，故A错误，B正确； CD．由题意可知，导体框合力为零，则 又 可得，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 倾角为的足够长斜面固定放置，竖直截面如图所示，整个空间存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电荷量大小为q的滑块从斜面顶端由静止滑下，当位移大小为L时离开斜面。已知重力加速度为g，则下列关于滑块的说法中正确的是（　　） A. 带正电 B. 离开斜面时的速度大小为 C. 在斜面上滑行过程中重力势能减少了 D. 在斜面上滑行过程中克服摩擦力做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．滑块在斜面上运动一段时间后小滑块离开斜面，可知小滑块受到的洛伦兹力垂直斜面向上，根据左手定则可得，小滑块带负电，故A错误； B．当滑块离开斜面时 解得离开斜面时的速度大小为 故B正确； C．在斜面上滑行过程中，高度降低了，重力势能减少了 故C错误； D．在斜面上滑行过程中，根据动能定理 解得克服摩擦力做功 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，54分。 11. 如图为研究磁场对通电导线的作用力的实验，问： （1）若闭合开关，导体棒AB 受到的安培力方向_____（“向左”或“向右”） （2）如果向右滑动“滑动变阻器”触头，导体棒AB受到安培力方向_____（“反向”或“不变”），安培力大小_____（“变大”、“不变”或“变小”） 【答案】 ①. 向左 ②. 不变 ③. 变小 【解析】 【详解】(1)[1]利用左手定则可以判断受力方向向左； (2)[2][3]当向右滑动“滑动变阻器”触头时，阻值增大，电流变小，方向不变，所以导体棒AB受到安培力方向不变，安培力大小变小。 12. 如图为“研究电磁感应现象”的实验装置。 如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上电键后可能出现的情况有： （1）原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器触头迅速向左拉时，灵敏电流计指针将向_______（填“左”或者“右”）偏转一下。 （2）如上图所示，把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是_______，（填＞，＝，或＜） 【答案】 ①. 左 ②. ＞ 【解析】 【详解】（1）[1]在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明原线圈电流增大或磁通量增加时对应指针向右偏。将滑动变阻器触头迅速向左拉时，电流减小，感应电流反向，所以灵敏电流计指针将向左偏转一下。 （2）[2]把原线圈从同样高度插到副线圈中同样的位置处，第一次快插，第二次慢插，第一次磁通量变化快，第二次磁通量变化慢，根据法拉第电磁感应定律，两情况下线圈中产生的感应电动势的大小关系是。 13. 如图所示，电阻可忽略不计，相距为的两平行金属导轨，固定在倾角的斜面上，导轨上端接有电动势、内阻的直流电源。空间分布着磁感应强度大小、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。现把一个质量的导体棒垂直放在金属导轨上，导体棒恰好保持静止。已知导体棒接入电路的电阻，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。 （1）求导体棒受到的安培力的大小和方向； （2）求导体棒与金属导轨间的动摩擦因数。 【答案】（1），方向：沿斜面向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律 导体棒中电流方向由b向a，导体棒所受的安培力为 方向沿斜面向上。 【小问2详解】 由于 故导体棒所受摩擦力沿斜面向下，根据受力平衡，得 又 联立求得 14. 边长为的单匝正方形金属线框，质量为，电阻为，用细线把它悬挂于一个有界的垂直于纸面向里的匀强磁场边缘。金属框的下半部处于磁场外，磁感应强度随时间的变化规律为，（）绳子所能承受的最大拉力为，重力加速度为，求： （1）金属框中感应电流的方向； （2）金属框中感应电流的大小； （3）从时刻开始到绳子刚要断裂时的时间； 【答案】（1）感应电流为逆时针方向；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由楞次定律知，感应电流为逆时针方向； （2）线圈中产生的感应电动势为 由欧姆定律知，感应电流为 （3）由安培力公式知，安培力大小为 由受力分析知，绳子刚要断裂时 代入得 15. 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n、电阻r．线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻R，与R并联的电压表为理想电压表．在t时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化．取计算．求： （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值； （2）从线框经过图示位置开始计时，写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式； （3）电路中电压表的示数． 【答案】(1) 200V；(2) e=200cos100t(V)；(3) 90V． 【解析】 【详解】由磁通量随时间t图象得出周期，线圈转动的角速度，感应电动势最大值，由图可知，所以感应电动势的最大值是 线圈处于峰值面，则交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式： 根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $