山東省煙臺市招遠二中2024-2025學年高二（下）期中物理試卷（含解析）

第=page2020頁，共=sectionpages2222頁山東省煙臺市招遠二中2024-2025學年高二（下）期中物理試卷一、單選題：本大題共9小題，共27分。1.現代生活中人類與電磁波結下了不解之緣，下列陳述中符合事實的是(

)A.麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在

B.真空中電磁波的傳播速度等于光速

C.電磁波傳播過程中，電場和磁場獨立存在、沒有關聯(lián)

D.把手機放在抽成真空的玻璃盒中，手機將接收不到信號2.將鋁管豎直放在桌面上，一塊磁鐵從其上端自由下落穿過鋁管，在磁鐵下落過程中，磁鐵不與鋁管相碰，忽略空氣阻力。下列說法正確的是(

)A.磁鐵做自由落體運動

B.若磁鐵磁性足夠強，磁鐵會停留在鋁管中，永遠落不下來

C.若鋁管足夠長，則鋁管對地面的壓力先變大，最后恒定不變

D.磁鐵和鋁管系統(tǒng)機械能守恒3.單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉動軸垂直于磁場。若線圈所圍面積的磁通量隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則(

)A.線圈中0時刻感應電動勢最小

B.線圈中C時刻感應電動勢為零

C.線圈中C時刻感應電動勢最大

D.線圈從0至C時間內平均感應電動勢為4

V4.如圖1、2為“觀察開關斷開時燈泡的亮度”的演示實驗電路圖，L1和L2是帶鐵芯的線圈，其電阻忽略不計，A1、A2與A3是三個完全相同的燈泡，D是理想二極管，A.S1閉合瞬間，A1不亮；S1斷開瞬間，A1也不亮

B.S1閉合瞬間，A1立即亮，隨后亮度保持不變；S1斷開瞬間，A1突然閃亮，隨后逐漸變暗

C.S2閉合瞬間，A2不亮，A3逐漸變亮；S2斷開瞬間，A2閃亮一下，然后逐漸熄滅

5.如圖1所示，無線充電技術是近年發(fā)展起來的新技術，電動汽車電池的無線充電原理可近似看成理想變壓器，如圖2所示。下列說法正確的是(

)

A.兩個線圈中電流大小一定相同

B.兩個線圈中電流的頻率可能不同

C.充電基座線圈接的電源是恒定的直流電

D.充電基座線圈接的電源必須是交流電且S1、S6.飛機在航母上彈射起飛可以利用電磁驅動來實現。電磁驅動的原理如圖所示，當固定線圈上突然通過直流電流時，線圈附近的金屬環(huán)會被彈射出去?，F在固定線圈左側的同一位置，先后放有分別用銅和鋁制成的閉合金屬環(huán)，已知兩環(huán)的橫截面積相等、形狀相同，且電阻率ρ銅<ρ鋁，則合上開關SA.銅環(huán)受到的安培力大于鋁環(huán)受到的安培力

B.從左側看環(huán)中的感應電流沿逆時針方向

C.若將銅環(huán)放置在線圈右方，銅環(huán)將向左運動

D.電池正負極調換后，金屬環(huán)不能向左彈射7.某光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程為y=x2，其一部分處在一個沿水平方向的勻強磁場中，直線y=a是磁場的上邊界(如圖中的虛線所示)，一個質量為m的小金屬塊(可視為質點)從拋物線上y=b(b>a)處以初速度v沿拋物線下滑，假設拋物線足夠長，a、A.1mgb B.12mv2

8.一電阻接到如圖甲所示電源上，在一個周期內產生的熱量為Q1；若該電阻接到圖乙交流電源上(前14周期為正弦曲線)，在一個周期內產生的熱量為Q2。則Q1：Q2等于A.2：1 B.5：2 C.10：3 D.12：59.如圖1為小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N，S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場．線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時針方向以角速度ω勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖2所示，下列結論正確的是(

)A.線圈從圖1所示位置轉過90°時是圖2的計時起點

B.每經過圖1所示位置1次，電流方向改變1次

C.若線圈的匝數為20，則電動勢的最大值是20V

二、多選題：本大題共5小題，共15分。10.如圖所示，在豎直平面內有一直角坐標系xOy，第一象限內存在方向垂直坐標平面向外的磁場，磁感應強度大小沿y軸方向不變，沿x軸正方向按照B=kx的規(guī)律變化。一質量m=0.4kg、電阻R=0.1Ω、邊長L=0.2m的正方形導線框abcd在t=0時刻ac邊正好與y軸重合，a點與坐標原點O的距離y0=0.8m，此時將導線框以v0=5m/sA.ad、bc邊受到的安培力大小相等，方向相反

B.當導線框速度為0時，a點的縱坐標為1.6m

C.在從拋出到速度為0的過程中，導線框產生的焦耳熱為1.8J

D.t11.如圖所示，豎直方向兩光滑平行金屬導軌間距為L，處于垂直紙面的勻強磁場中，磁感應強度為B，桿的質量為m，定值電阻為R，其余電阻不計，電容器電容為C(未充電)，金屬桿與導軌接觸良好，開關K與觸點Ⅰ或Ⅱ接通，現讓金屬桿沿導軌無初速度下滑，在金屬桿下滑距離為h的過程中，對該過程下列說法正確的是(

)A.若開關K與觸點Ⅰ接通，電阻R產生的焦耳熱為mgh

B.若開關K與觸點Ⅰ接通，通過電阻R的電荷量為BhLR

C.若開關K與觸點Ⅱ接通，桿的重力對桿的沖量為2mg(m+B2L2C)h12.如圖所示，水平放置、半徑為r的環(huán)形光滑玻璃圓管內，放置一直徑略小于管口徑(遠遠小于r)的質量為m、電荷量為q的帶負電小球P?，F在圓環(huán)區(qū)域內加上豎直向上的勻強磁場，當磁感應強度均勻變化時，在玻璃圓管內產生電場強度大小處處相等的感生電場(電場線閉合的渦旋電場)，原來靜止的小球P將沿圖示方向在管內做圓周運動，運動第一周用時為t，小球可看作點電荷且電荷量保持不變。則下列說法正確的是(

)A.圓環(huán)區(qū)域內豎直向上的勻強磁場一定在均勻減小

B.玻璃圓管內感生電場的電場強度大小為2πrmt2q

C.勻強磁場的磁感應強度隨時間的變化率為8πmqt213.如圖所示，變壓器為理想變壓器，a、b、c、d為4個完全相同的燈泡，在MN間接入有效值不變的交流電壓，開關S閉合時，4個燈泡亮度相同。下列說法正確的是(

)A.變壓器原、副線圈的匝數比為2：1

B.交流電壓的有效值為此時一個燈泡電壓的3倍

C.開關S斷開時，燈泡c變亮

D.開關S斷開時，燈泡a的亮度不變14.如圖，光滑平行金屬導軌由左右兩側傾斜軌道與中間水平軌道平滑連接而成，導軌間距為L。在左側傾斜軌道上端連接有阻值為R的定值電阻。水平軌道間有寬均為d的兩個勻強磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ，磁感應強度分別為B和2B，方向相反；質量為m、長度為L、電阻為R的金屬棒ab由左側傾斜軌道上h高處靜止釋放，金屬棒第二次從左側進入磁場Ⅰ區(qū)后，最終恰停在兩磁場區(qū)分界線處。不計金屬導軌電阻，金屬棒通過傾斜軌道與水平軌道交界處無機械能損失，重力加速度為g，則(

)A.金屬棒第一次穿過磁場區(qū)域I、Ⅱ的過程中，定值電阻上產生的焦耳熱之比為1：4

B.金屬棒第一次穿過磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ的過程中，金屬桿動量的變化量之比為1：4

C.金屬棒第二次通過兩磁場分界線時的速度為22gh7

D.金屬棒先后兩次穿過磁場區(qū)域Ⅱ的過程中，金屬桿動能的變化量之比為三、實驗題：本大題共2小題，共18分。15.某興趣小組在探究感應電流的產生條件和影響感應電流方向的因素。

(1)圖a中，將條形磁鐵從圖示位置先向上后向下移動一小段距離，出現的現象是______。

A.燈泡A、B均不發(fā)光

B.燈泡A、B交替短暫發(fā)光

C.燈泡A短暫發(fā)光、燈泡B不發(fā)光

D.燈泡A不發(fā)光、燈泡B短暫發(fā)光

(2)通過實驗得知：當電流從圖b中電流計的正接線柱流入時指針向右偏轉；則當磁體______(選填“向上”或“向下”)運動時，電流計指針向右偏轉。

(3)為進一步探究影響感應電流方向的因素，該小組設計了如圖c的電路。

(4)若圖c電路連接正確，在閉合開關前滑動變阻器滑片應移至最______(選填“左”或“右”)端。

(5)若圖c電路連接正確，開關閉合瞬間，指針向左偏轉，則將鐵芯從線圈P中快速抽出時，觀察到電流計指針______。

A.不偏轉

B.向左偏轉

C.向右偏轉16.某同學欲研究實驗室可拆變壓器工作時原線圈輸入功率和副線圈輸出功率之間的關系，可供選擇的器材如下：

a.可拆變壓器(如圖1中所示，原線圈接線柱標注0、4、8、12，副線圈接線柱標注0、1、2)

b.學生電源

c.小燈泡(2.5V,2.0W)

d.交流電壓表V1(量程0～30V)

e.交流電壓表V2(量程0～6V)

f.交流電流表A1(量程0～0.3A)

g.交流電流表A2(量程0～1.0A)

h.滑動變阻器(0～5Ω)

實驗電路如圖2：

(1)用筆畫線代替導線將圖1中的實物圖補充完整。

(2)連接好電路后，該同學將滑動變阻器滑片置于阻值最大處，學生電源電壓調至20V，打開電源開關，調整滑動變阻器滑片位置，當燈泡較亮時，讀出四個電表的示數分別為U1=20.0V，I1=0.16A，U2=4.2V，I2=0.60A，通過計算發(fā)現U1I1>U2I2，可能的原因是______。(填選項標號)

A.未考慮電壓表V1的內阻

B四、計算題：本大題共4小題，共40分。17.學校有一臺應急備用發(fā)電機，內阻為r=1Ω，升壓變壓器的匝數比為1：4，降壓變壓器的匝數比為4：1，輸電線的總電阻為R=4Ω，全校共22個教室，每教室用“220V?40W”的燈6盞，要求所有燈都正常發(fā)光。18.如圖所示，N=50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1=20cm，ad邊長l2=25cm，放在磁感應強度B=0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO'軸以n=3

000r/min的轉速勻速轉動，線圈總電阻r=1Ω，外電路電阻R=9Ω，t=0時線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉出紙外、cd邊轉入紙里。求：

(1)19.如圖，ab和cd是兩條豎直放置的長直光滑金屬導軌，MN和M'N'是兩根用細線連接的金屬桿，其質量分別為m和2m.豎直向上的外力F作用在桿MN上，使兩桿水平靜止，并剛好與導軌接觸；兩桿的總電阻為R，導軌間距為l.整個裝置處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌所在平面垂直．導軌電阻可忽略，重力加速度為g(1)細線燒斷后，任意時刻兩桿運動的速度之比；(2)兩桿分別達到的最大速度．20.如圖所示，間距為L=1m的光滑平行金屬導軌被理想邊界(圖中虛線)分割成左右兩部分，兩側均存在勻強磁場，右側磁感應強度大小為B=0.2T，方向垂直于導軌平面豎直向下，左側磁感應強度大小為2B，方向與右側相反，垂直于導軌放置兩根金屬棒a、b，金屬棒的質量均為m=0.1kg，電阻均為R=1Ω。某時刻，棒a以v0=5m/s的初速度向左運動，達到勻速運動后剛好碰到左側x0=8m處的障礙物MN，立即被鎖定不動。在整個運動過程中金屬棒與導軌垂直且接觸良好，導軌足夠長且電阻不計。求：

(1)答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.麥克斯韋首先預言電磁波，而赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故A錯誤；

B.在真空中電磁波的傳播速度等于真空中的光速，故B正確；

C.電磁波是變化的電場和變化的磁場交替產生，由近及遠地向周圍傳播產生的。所以變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一的電磁場，故C錯誤；

D.電磁波在真空中也能傳播，把手機放在抽成真空的玻璃盒中，手機能接收到電磁波的信號，故D錯誤。

故選：B。

2.【答案】C【解析】解：AD、磁鐵下落過程中，鋁管中磁通量發(fā)生變化，產生感應電流，根據楞次定律，感應電流產生磁場對磁鐵作用力向上，磁鐵不是做自由落體運動，機械能減小，故AD錯誤；

BC、若磁鐵磁性足夠強或鋁管足夠長，磁鐵先做加速度減小的加速運動，最后勻速下落，故B錯誤，C正確。

故選：C。

3.【答案】B

【解析】解：A、Φ-t圖象的斜率表示磁通量的變化率，由圖知t=0時刻圖象切線斜率最大，則磁通量的變化率為最大，由法拉第電磁感應定律得知：感應電動勢最大，故A錯誤。

BC、C時刻圖象切線斜率為零，磁通量的變化率為零，則感應電動勢為零。故B正確，C錯誤。

D、從0至C時間內，磁通量的變化量為△Φ=2×10-3Wb，根據法拉第電磁感應定律知平均感應電動勢為E=△Φ【解析】解：AB、圖甲中，閉合S1瞬間，電感線圈相當于大電阻，所以燈泡A1立即亮，隨后流過線圈的電流逐漸增大，燈泡A1逐漸被短路，A1逐漸熄滅；電路穩(wěn)定后，斷開開關S1瞬間，燈泡A1與線圈組成自感回路，則燈泡A1突然閃亮，隨后逐漸變暗，故AB錯誤；

CD、圖乙中電路接通時二極管處于反向連接狀態(tài)，則S2閉合瞬間，A2不亮；由于線圈產生的自感電動勢阻礙電流的增大，所以S2閉合瞬間，A3也不亮，隨流過線圈的電流逐漸增大，燈泡A3逐漸變亮。斷開S2斷開瞬間，燈泡A2與線圈組成自感回路，則燈泡A2突然閃亮，隨后逐漸變暗，而A【解析】解：AB.由于充電原理可近似看成理想變壓器，兩個線圈中電流的頻率一定相同，電壓和電流強度不一定相同，故AB錯誤；

CD.根據法拉第電磁感應定律，充電基座線圈接的電源必須是交流電，且S1、S2都閉合后構成閉合回路才能充電，故C錯誤，D正確。

故選：D。

【解析】解：A、由于銅環(huán)的電阻較小，故銅環(huán)中感應電流較大，銅環(huán)受到的安培力要大于鋁環(huán)受到的安培力，故A正確；

B、線圈中電流從右側流入，磁場方向向左，在閉合開關的過程中，磁場變強，則由楞次定律可知，金屬環(huán)中產生的感應電流從左側看為順時針方向，故B錯誤；

C、若銅環(huán)放在線圈右方，根據楞次定律可得，銅環(huán)將向右運動，故C錯誤；

D、電池正負極調換后，金屬環(huán)受力向左，故仍將向左彈射，故D錯誤。

故選：A。

7.【答案】D

【解析】解：金屬塊在進入磁場和離開磁場的過程中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，產生渦流，因為渦流的存在，將金屬塊的機械能轉化成電能，進一步轉化成內能，金屬塊的機械能會逐漸減小，最后，金屬塊在直線y=a以下的曲面上做往復運動。

以拋物線上y=b處為初位置，拋物線上y=a處為末位置，可知金屬塊在末位置的速度為零，在整個過程中，金屬塊的重力勢能減小，動能減小，減小的機械能轉化為內能。

整個過程金屬塊減少的機械能為：ΔE=mg(b-a)+12mv2【解析】解：對圖甲，根據焦耳定律得

Q1=22×R?T2+12×R?T2=52RT

對圖乙，根據焦耳定律得

Q【解析】解：A、由圖2可知，t=0時刻穿過線圈的磁通量為0，線圈與磁場平行，則圖1所示位置是圖2的計時起點，故A錯誤；

B、經過圖1所示位置時電流方向不改變，線圈經過圖1所示位置的垂直位置1次時，電流方向改變1次，故B錯誤；

C、由圖讀出周期T=0.4s，磁通量的最大值Φm=0.2Wb，則電動勢的最大值為Em=NBSω=NΦm?2πT=20×0.2×2π【解析】解：AB.分析可知ab、cd邊受到的安培力等大、反向，ad、bc邊受到的安培力大小不相等(所處磁場強弱不同)、方向相反，導線框所受的合安培力水平向左，則導線框在豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做減速直線運動，當速度為0時，導線框上升的高度

h=(v0sin53°)22g

a點的縱坐標

y=h+y0

解得

y=1.6m

故A錯誤，B正確；

C.由功能關系可知，導線框產生的焦耳熱等于導線框克服安培力做的功，由動能定理得

-mgh-W安=-12mv02W安=Q

解得

Q=1.8J

故C正確；【解析】解：A、若開關K與觸點Ⅰ接通，設金屬桿下滑距離為h時的速度大小為v1，根據能量守恒定律可得：

mgh=12mv12+Q

則電阻R產生的焦耳熱Q<mgh，故A錯誤；

B、若開關K與觸點Ⅰ接通，通過電阻R的電荷量為：q=I-Δt=E-RΔt=ΔΦR=BLhR，故B正確；

C、若開關K與觸點Ⅱ接通，金屬桿切割磁感線產生電動勢，其作為電源給電容器充電，電容器的電壓總是等于感應電動勢，即U=E=BLv。

回路中的電流為：I=ΔqΔt=C?ΔUΔt=CBLΔv12.【答案】CD

【解析】解：A.小球帶負電且沿逆時針方向運動，可等效看成沿順時針方向的電流，產生的磁場豎直向下，據楞次定律的“增反減同”可知，圓環(huán)區(qū)域內豎直向上的勻強磁場一定在均勻增大，故A正確；

B.因磁感應強度B均勻變化，感應電動勢恒定，感生電場的電場強度大小恒定，小球受到的電場力大小恒定，圓周運動的切向加速度大小恒定，類比勻變速直線運動可得

2πr=12at2

加速度為

a=Eqm

聯(lián)立解得

a=4πrt2，E=4πrmqt2

故B錯誤；

C.由法拉第電磁感應定律可得，感應電動勢為

E0=S×ΔBΔt=π×r2×ΔBΔt13.【答案】AC

【解析】解：AB.設每個燈泡的電流為I，電壓為U，則初級電流為I，次級電流為2I，可得變壓器原、副線圈的匝數比為

n1n2=I2I1=2II=21

變壓器初級電壓

U1=n1n2U2,解得U1=2U

可得交流電壓的有效值U有效=4【解析】解：B.金屬棒ab每次通過區(qū)域Ⅰ的過程，通過它的電荷量為：

q1=I1-?t1=E1-2R?t1=ΔΦ1t1?2R?t1

解得

q1=BLd2R

同理，每次通過區(qū)域Ⅱ的過程，通過它的電荷量為：

q2=I2-?t2=E2-2R?t2=ΔΦ2t2?2R?t2

解得

q2=BLdR

根據動量定理可得，金屬棒ab每次通過區(qū)域Ⅰ的過程動量的變化量的大小為：

Δp1=BI1-L?t1=BLq1

解得

Δp1=B2L2d2R

同理，每次通過區(qū)域Ⅱ的過程動量的變化量的大小為：

Δp2=BI2-?L?t2=2BLq2

解得

Δp2=2B2L2dR

故金屬棒第一次穿過磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ的過程中，金屬桿動量的變化量之比：

Δp1：Δp2=1：4

故B正確；

A.由Δp=mΔv可得：金屬棒每次穿過區(qū)域Ⅰ、Ⅱ的過程，其速度減小量ΔvⅡ、ΔvⅡ之比為：

ΔvIΔvⅡ=Δp1Δp2=14

由A選項的分析，可知金屬棒ab每次通過區(qū)域Ⅰ或者區(qū)域Ⅱ的過程，其動量減小量相等，速度減小量也相等。設金屬棒ab第一次達到斜面底端的速度大小為v，由靜止釋放到最終恰停下來，3【解析】解：(1)條形磁鐵向上移動一小段距離，穿過螺線管的磁感線減少，向下移動一小段距離，穿過螺線管的磁感線增加，移動方向不同，產生的感應電流方向不同，根據二極管具有單向導電性可知燈泡A、B交替短暫發(fā)光，故ACD錯誤，B正確。

故選：B。

(2)當磁體向上運動時，穿過螺線管的磁通量為豎直向下的減少，根據楞次定律，可知線圈中的感應電流產生的磁場豎直向下，根據右手螺旋定則可知電流從正接線柱流入，指針向右偏；故磁體向上運動。

(4)閉合開關瞬間，電路中電流增多，電磁鐵的磁性增強，穿過螺線管的磁感線增多，會產生感應電流，為了防止產生的感應電流過大燒壞電流表，閉合開關前需要將滑動變阻器的滑片移到最左端。

(5)開關閉合瞬間，穿過螺線管的磁通量增多，根據題意可知指針向左偏轉，所以將鐵芯從線圈P中快速抽出時，穿過螺線管的磁通量減少，觀察到電流計指針向右偏轉，故AB錯誤，C正確。

故選：C。

故答案為：(1)B；(2)向上；(4)左；(5)C16.【答案】如圖所示

CD；

增大；

4

【解析】解：(1)左側原線圈應與電源交流輸出相連，燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率為2W，額定電流為0.8A，正常工作時的電阻約為3Ω，滑動變阻器最大阻值為5Ω，電源電壓為20V，故副線圈匝數接線柱應選擇“0”“2”；

(2)電壓表V1的內阻對原線圈U1、I1的測量無影響，電壓表V2的內阻對副線圈U2、I2的測量無影響，原線圈功率大于副線圈功率的原因是漏磁、渦流和導線發(fā)熱，故CD正確，AB錯誤。

故選：CD。

(3)副線圈電流增大后，原線圈電流增大，磁場增強，渦流增大，變壓器左右兩側功率差值增大；

(4)可拆變壓器上水平放置的鐵芯拆下后漏磁增多，應減小原副線圈匝數比，選擇“0”“4”接線柱。

17.【解析】(1)所有燈都正常工作的總功率為：P4=