精品解析：海南屯昌中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

2024-2025学年度第二学期高二物理期中测试试题 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考籍号、座位号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图，带正电的小球以速度v竖直向下进入一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。则小球（　　） A. 刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向水平向右 B. 在磁场中的速度不变 C. 在磁场中的加速度不变 D. 在磁场中受到的洛伦兹力做正功 2. 如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时，导线所受安培力的方向为（　　） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 3. 在同一匀强磁场中，两带电量相等的粒子，仅受磁场力作用，做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 若速率相等，则半径必相等 B. 若速率相等，则周期必相等 C. 若动量大小相等，则半径必相等 D. 若动能相等，则周期必相等 4. 长度为L、通有电流的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度大小均为B，对于下列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 以下现象利用了电磁阻尼规律的是（　　） A. ①②④ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③ 6. 风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为，输出电压为，用户得到的电压是，输电线的电阻为，输电线路的示意图如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A. 用户得到的功率为 B. 通过输电线的电流为 C. 升压变压器原、副线圈的匝数之比为 D. 降压变压器原、副线圈的匝数之比为 7. 某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是（　　） A. B. C. D. 8. 通过某电阻的周期性交变电流的图象如图，则该交流电的有效值I（ ） A. 4.5A B. 3.5A C. 4A D. 二、多项选择题：（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分） 9. 某工厂的供电电压为，采用如图的电路给规格为“36V，40W”的机床照明灯供电，照明灯正常工作。已知理想变压器原线圈匝数为1100匝，导线电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈输入电压的周期为0.02s B. 原线圈输入电压的有效值为 C. 副线圈匝数为255匝 D. 副线圈匝数为180匝 10. 如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（不计空气阻力）（　　） A. p、q将互相靠拢 B. p、q将互相远离 C. 磁铁下落的加速度仍为g D. 磁铁下落的加速度小于g 11. 下列四幅图关于各物理量方向的关系中，正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ所做的运动可能是（　　） A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 13. 如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A. 闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮 B. 闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 C. 断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭 D. 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 三、实验题（第14题10分，每空2分；第15题8分，每空2分；共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程） 14. 我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件。 （1）给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；（ ） （2）接好电路，合上开关瞬间，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）； （3）电路稳定后，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）； （4）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向___________（填“左”或“右”）偏转。 15. 在探究“变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验中： （1）下列仪器中不必用到的是_____。 A. B. C.  D.  （2）实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是（　　） A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 （3）若某次实验中用匝数匝和匝的变压器，测得的电压分别为和，据此可知_____（选填“”或“”）是原线圈的匝数。 （4）某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻（阻值较小），为保证电路中各元件安全，实验结束时，首先应断开_____（填选项前的字母）。 A. 导线a B. 导线b C. 开关 D. 导线 四、计算题（本题共3小题，第16题12分；第17题12分；第18题14分；共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 16. 如图，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根平行金属导轨（导轨的电阻不计）。在两根导轨的左端连接一阻值R=0.3Ω的电阻，导轨上有一根长为L=0.1m，电阻为r=0.2Ω的金属棒AB与导轨垂直放置。不计金属棒与导轨间的摩擦力，当金属棒以速度v=4m/s向右做匀速运动时，求： (1)金属棒AB中电流大小和方向； (2)AB两点之间的电压U； (3)使金属棒做匀速运动的水平外力的大小。 17. 一个小型应急交流发电机，内部为n=50匝边长L=20cm的正方形线圈，总电阻为r=1.0Ω．线圈在磁感应强度为B=0.1Ｔ的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动．发电机对一电阻为R=9.0Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为ω=100rad/s时，电灯正常发光．求： （1）交流发电机发出的电动势的最大值； （2）电灯正常发光的功率； （3）从图示位置开始，线圈转过30°的过程中，通过电灯的电量． （4）线圈每转动一分钟，外力所需做的功． 18. 一个重力不计、比荷为k的带电粒子，以某一速度从坐标（0，a）的P点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上Q点射出磁场，射出速度方向与x轴正方向夹角为，如图所示。求： （1）圆形匀强磁场的半径R和带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r； （2）带电粒子进入磁场时的速度v； （3）粒子从P运动到Q点的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高二物理期中测试试题 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考籍号、座位号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题：（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 如图，带正电的小球以速度v竖直向下进入一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。则小球（　　） A. 刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向水平向右 B. 在磁场中的速度不变 C. 在磁场中的加速度不变 D. 在磁场中受到的洛伦兹力做正功 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向水平向右，选项A正确； BC．小球进入磁场后受洛伦兹力和重力作用，合外力不为零且大小方向不断变化，加速度不断变化，在磁场中的速度不断变化，选项BC错误； D．在磁场中因洛伦兹力方向总与速度垂直，则受到的洛伦兹力不做功，选项D错误。 故选A。 2. 如图，在一个蹄形电磁铁的两个磁极的正中间放置一根长直导线，当导线中通有垂直于纸面向里的电流I时，导线所受安培力的方向为（　　） A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 【答案】B 【解析】 【详解】根据安培定则，可知蹄形电磁铁的分布情况，如图所示 故导线所处位置的磁感应线的切线方向为水平向右，根据左手定则，可以判断导线所受安培力的方向为向下。 故选B。 3. 在同一匀强磁场中，两带电量相等的粒子，仅受磁场力作用，做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 若速率相等，则半径必相等 B. 若速率相等，则周期必相等 C. 若动量大小相等，则半径必相等 D. 若动能相等，则周期必相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 解得 电荷量相等，速率相等，但是质量不一定，半径不一定相等，故A错误； BD．根据 电量相等，动能相等，质量不一定相等，周期不一定相等，故BD错误； C．根据 解得 电荷量相等，mv大小相等，则半径必相等，C正确。 故选C。 4. 长度为L、通有电流的直导线放入一匀强磁场中，电流方向与磁场方向分别如图所示，已知磁感应强度大小均为B，对于下列各图中导线所受安培力的大小计算正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该图中安培力，选项A错误； B．该图中安培力，选项B错误； C．该图中安培力，选项C错误； D．该图中安培力，选项D正确。 故选D。 5. 以下现象利用了电磁阻尼规律的是（　　） A. ①②④ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③ 【答案】D 【解析】 【详解】①因条形磁场的振动，导致穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用，能使振动的条形磁铁快速停下来，这是利用了电磁阻尼的作用，故①正确； ②强磁铁下落导致穿过铝管的磁通量变化，从而产生感应电流，感应电流对强磁铁的相对铝管的运动有阻碍作用，形成感应磁场阻碍磁铁的下落，这是利用了电磁阻尼规律，故②正确； ③当金属圆盘转动时，导致切割磁感应线，从而形成感应电流，感应电流对铝盘与磁铁间的相对运动有阻碍作用，能使铝盘迅速停下来，这是利用电磁阻尼规律，故③正确； ④当转动磁铁时，导致穿过线圈的磁通量变化，从而产生感应磁场，进而阻碍原来的磁通量变化，出现线圈跟着磁铁转动，这是利用了电磁驱动原理，故④错误。 故选D。 6. 风力发电将风的动能转化为电能。某风力发电机的输出功率为，输出电压为，用户得到的电压是，输电线的电阻为，输电线路的示意图如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，变压器均视为理想变压器，则下列说法正确的是（　　） A. 用户得到的功率为 B. 通过输电线的电流为 C. 升压变压器原、副线圈的匝数之比为 D. 降压变压器原、副线圈的匝数之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．用户得到的功率为，选项A错误； B．根据，可得通过输电线的电流为，选项B错误； C．升压变压器初级电流 升压变压器原、副线圈的匝数之比为，选项C正确； D．降压变压器初级电压 降压变压器原、副线圈的匝数之比为，选项D错误。 故选C。 7. 某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时，由于它不激发磁场，故无电磁波产生，故A错误； BC．当出现均匀变化的电场时，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波，故BC错误； D．周期性变化的电场会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确。 故选D。 8. 通过某电阻的周期性交变电流的图象如图，则该交流电的有效值I（ ） A. 4.5A B. 3.5A C. 4A D. 【答案】D 【解析】 【详解】将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有 代入数据得 解得 故选D。 二、多项选择题：（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分） 9. 某工厂的供电电压为，采用如图的电路给规格为“36V，40W”的机床照明灯供电，照明灯正常工作。已知理想变压器原线圈匝数为1100匝，导线电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈输入电压的周期为0.02s B. 原线圈输入电压的有效值为 C. 副线圈匝数为255匝 D. 副线圈匝数为180匝 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据交变电流的表达式可知 所以，故A正确； B．原线圈输入电压的有效值为，故B错误； CD．根据原副线圈电压与匝数的关系 代入数据解得，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，光滑固定导轨m、n水平放置，两根导体棒p、q平行放于导轨上，形成一个闭合回路。当一条形磁铁从高处下落接近回路时（不计空气阻力）（　　） A. p、q将互相靠拢 B. p、q将互相远离 C. 磁铁下落的加速度仍为g D. 磁铁下落的加速度小于g 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．在磁铁下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律的结论 “增缩减扩”可知，p、q将互相靠拢，故A正确，B错误； CD．在磁铁下落接近回路的过程中，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律的结论“来拒去留”可知，磁铁受到向上的阻力，磁铁的加速度小于g，故C错误，D正确。 故选AD。 11. 下列四幅图关于各物理量方向的关系中，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，即安培力方向应指向左上方，故A错误； B．磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故B正确； C．由右手螺旋定则可知，螺线管内部磁场的方向应向右，故C错误； D．根据楞次定律可知，当条形磁铁插入螺线管时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，再根据右手螺旋定则可知，螺线管中电流的方向为逆时针（从上向下看），故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一闭合电路，当PQ在外力的作用下运动时，MN向右运动．则PQ所做的运动可能是（　　） A. 向右加速运动 B. 向左加速运动 C. 向右减速运动 D. 向左减速运动 【答案】BC 【解析】 【详解】MN向右运动，说明MN受到向右的安培力，因为ab在MN处的磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知，MN中的感应电流由M→N，根据安培定则可知，L1中感应电流的磁场方向向上，根据楞次定律可知，L2中磁场方向可能向上减弱，也可能向下增强；若L2中磁场方向向上减弱，则PQ中电流为Q→P且减小，PQ向右减速运动；若L2中磁场方向向下增强，则PQ中电流为P→Q且增大，PQ向左加速运动。 故选BC。 13. 如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　） A. 闭合开关S接通电路时，A2始终比A1亮 B. 闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 C. 断开开关S切断电路时，A2先熄灭，A1过一会儿才熄灭 D. 断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．闭合开关S接通电路，A2立即亮，自感线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A错误，B正确； CD．断开开关S切断电路时，自感线圈对电流的减小有阻碍作用，相当于电源，与A1和A2串联，所以两灯泡都要过一会儿才熄灭，C错误，D正确。故选BD。 三、实验题（第14题10分，每空2分；第15题8分，每空2分；共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程） 14. 我们可以通过以下实验，来探究产生感应电流的条件。 （1）给出的实物图中，请用笔画线代替导线补全实验电路；（ ） （2）接好电路，合上开关瞬间，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）； （3）电路稳定后，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）；迅速移动滑动变阻器的滑片，电流表指针___________（填“偏转”或“不偏转”）； （4）假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，则当螺线管向上拔出的过程中，灵敏电流计的指针向___________（填“左”或“右”）偏转。 【答案】 ①. ②. 偏转 ③. 不偏转 ④. 偏转 ⑤. 右 【解析】 【详解】（1）[1] 实验电路如下图所示 （2）[2] 接好电路，合上开关瞬间，穿过B线圈的磁通量瞬间增大，B线圈产生感应电流，电流表指针偏转。 （3）[3]电路稳定后，穿过大螺线管的磁通量不变，没有感应电流产生，则电流表指针不偏转。 [4]迅速移动滑动变阻器的滑片，小线圈中的电流变化，穿过大螺线管的磁通量变化，产生感应电流，则电流表指针偏转。 （4）[5] 假设在开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏转，此时穿过大螺线管B的磁通量增加；则当螺线管A向上拔出的过程中，穿过大螺线管的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏转。 15. 在探究“变压器线圈两端的电压与匝数关系”的实验中： （1）下列仪器中不必用到的是_____。 A. B. C.  D.  （2）实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是（　　） A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 （3）若某次实验中用匝数匝和匝的变压器，测得的电压分别为和，据此可知_____（选填“”或“”）是原线圈的匝数。 （4）某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻（阻值较小），为保证电路中各元件安全，实验结束时，首先应断开_____（填选项前的字母）。 A. 导线a B. 导线b C. 开关 D. 导线 【答案】（1）AB （2）C （3） （4）A 【解析】 【小问1详解】 “探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要器材是学生电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合题目给定的器材，图A是干电池，B是条形磁铁，C学生电源，提供低压交流电，D是多用电表，用来测交流电流和电压，结合器材需求可知，不必用到的是AB。 【小问2详解】 根据实验原理可知，原线圈应接交流电压，副线圈接电压表，应接入交流电压挡。 故选C。 【小问3详解】 匝数之比近似等于电压之比，即 结合变压器不是理想的，存在有漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等电能损耗，即副线圈电压小于原线圈电压的一半，则n2一定是原线圈，n1为副线圈。 【小问4详解】 实验结束时，应先把电表从电路中断开，否则在断开开关瞬间会产生大电压烧毁电表，故应先断开导线a。 故选A。 四、计算题（本题共3小题，第16题12分；第17题12分；第18题14分；共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 16. 如图，在一磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，垂直于磁场方向水平放置着两根平行金属导轨（导轨的电阻不计）。在两根导轨的左端连接一阻值R=0.3Ω的电阻，导轨上有一根长为L=0.1m，电阻为r=0.2Ω的金属棒AB与导轨垂直放置。不计金属棒与导轨间的摩擦力，当金属棒以速度v=4m/s向右做匀速运动时，求： (1)金属棒AB中电流大小和方向； (2)AB两点之间的电压U； (3)使金属棒做匀速运动的水平外力的大小。 【答案】(1)0.4A，B到A；(2)0.12V；(3)0.02N 【解析】 【分析】 【详解】(1)金属棒AB做切割磁感线运动，感应电动势为 由闭合电路的欧姆定律得 联立方程，解得 I=0.4A 由右手定则可知电流方向由B到A (2)AB两点之间的电压为 (3)金属棒做匀速运动，有 F=BIL=0.02N 17. 一个小型应急交流发电机，内部为n=50匝边长L=20cm的正方形线圈，总电阻为r=1.0Ω．线圈在磁感应强度为B=0.1Ｔ的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动．发电机对一电阻为R=9.0Ω的电灯供电，线路中其它电阻不计，若发电机的转动角速度为ω=100rad/s时，电灯正常发光．求： （1）交流发电机发出的电动势的最大值； （2）电灯正常发光的功率； （3）从图示位置开始，线圈转过30°的过程中，通过电灯的电量． （4）线圈每转动一分钟，外力所需做的功． 【答案】（1）20V（2）18W（3）0.01C（4）1200J 【解析】 【详解】（I）电动势的最大值为； （II）电动势的有效值为， 流过电灯的电流为， 电灯正常发光的功率； （III）通过电灯的电量； （IV）整个回路上产生的热量为，故． 18. 一个重力不计、比荷为k的带电粒子，以某一速度从坐标（0，a）的P点，平行于x轴射入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，并从x轴上Q点射出磁场，射出速度方向与x轴正方向夹角为，如图所示。求： （1）圆形匀强磁场的半径R和带电粒子在磁场中运动的轨迹半径r； （2）带电粒子进入磁场时的速度v； （3）粒子从P运动到Q点的时间。 【答案】（1）a ，2a；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子运动的轨迹如图 由几何知识得 解得 根据几何关系，可知PQ恰好为圆形磁场的直径，则有 （2）洛伦兹力提供向心力，则有 解得 （3）粒子做圆周运动的周期 粒子运动的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $