天津市河北区2022-2023学年高二年级上册物理期末试卷

天津市河北区2022-2023学年高二上学期物理期末试卷

阅卷入

、单选题

得分

1.1921年一个十分神奇的与电有关的实验现象被法拉第发现了，出于对这个现象的好奇，他对这种现象

潜心研究了十年，终于在1931年发现了在物理科技史上影响十分重大的电磁感应效应。下列四幅图所描

A.甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁

B.乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动

C.丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈

D.丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动

2.如图所示，一水平放置的矩形闭合线圈abed,在水平放置的细长磁铁的S极附近竖直下落，该线圈始

终保持水平，从图中位置I经过位置n到达位置ni,I和ni都很靠近n,且在位置n,s极附近的磁感

线恰好与线圈平面平行，在这个过程中，线圈中感应电流（）

//ill

A.沿abeda流动

B.沿adeba流动

C.由I到n是沿abeda流动，由H到ni是沿adeba流动

D.由I到H是沿adeba流动，由II到III是沿abeda流动

3.如图所示，一正方形线圈的匝数为"，边长为a,线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中，在

4t时间内，磁感应强度方向不变，大小由B均匀地增大到2B,在此过程中，线圈中产生的感应电动势为

ABa2BnBa2C8a2D2nBa2

'24t'2At'~Kt'At

4.如图所示，两根相距为1的平行直导轨ab、cd,b、d间连有一定值电阻，阻值为R,MN为放在ab

和cd上的一导体杆，与ab垂直，其电阻值为2R,导轨电阻可忽略不计。整个装置处于匀强磁场中，磁

感应强度的大小为B,磁场方向垂直于导轨所在平面（指向图中纸面内），现对MN施力使它沿导轨方向

以速度v（如图）做匀速运动。令U表示MN两端的电压的大小，则（）

A.U=^Blv,流过定值电阻R的感应电流由b到d

B.U=^Blv,流过定值电阻R的感应电流由b到d

C.U=Blv,流过定值电阻R的感应电流由b到d

D.U=Blv,流过定值电阻R的感应电流由d到b

5.图示是交流发电机的示意图，线圈的两条边分别与两个金属滑环连在一起，线圈逆时针匀速转动时,

角速度为3,通过滑环和电刷保持与外电路的连接，为清楚起见。图中只画了一匝线圈，磁场可视为匀

强磁场。下列关于此发电机工作时的说法中，正确的是（）

A.线圈转动到甲图和丙图所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，电路中的电流为零

B.线圈转动到乙图和丁图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为零，电路中的电流为零

C.线圈从甲图所示位置逆时针转动到丁图所示位置的过程中，电路中电流的方向改变4次

D.线圈从乙图或丁图所示的位置开始转动时，电路中电流随时间变化的规律为i=Imsincot

阅卷入

二、多选题

得分

6.如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b,二者直径相同、轴

线重合，螺线管与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列

说法正确的是（）

A.线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流

B.穿过线圈a的磁通量变大

C.线圈a有扩张的趋势

D.线圈a对水平桌面的压力大于自身重力

7.如图，右端为N极的磁铁置于光滑水平桌面上并与轻质弹簧相连，弹簧一端固定在竖直墙面上，当弹

簧处于原长时，磁铁的中心恰好是接有一盏小灯泡的竖直固定线圈的圆心。用力将磁铁向右拉到某一位

置后释放，磁铁穿过线圈来回振动，有关这个振动过程，以下说法正确的是（）

A.磁铁接近线圈时，线圈对磁铁产生排斥力

B.线圈中的电流方向发生变化

C.灯泡的亮暗不会发生变化

D.磁铁振动的幅度逐渐减小

8.在如图所示的电路中，灯泡Ai和A2的规格相同，L为自感系数较大的线圈，其直流电阻为RL。甲同

学先闭合开关S,调节滑动变阻器R和Ri,使Ai和A2都正常发光，然后断开开关S。乙同学在甲同学

走后，接通该电路继续实验，就乙同学观察到的实验现象，下列说法正确的是（）

A.闭合开关S后，灯泡Ai、A2都逐渐亮起来

B.闭合开关S后，灯泡Ai逐渐亮起来，灯泡A2立即亮起

C.闭合开关S待电路稳定后断开开关S,灯泡Ai立即熄灭，灯泡A2逐渐熄灭

D.闭合开关S待电路稳定后断开开关S,灯泡Ai、A2都逐渐熄灭

10.图甲是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图

像如图乙所示。发电机线圈的电阻片1。，外接灯泡的电阻为5。。则()

B.理想电压表的示数为5V

C.灯泡消耗的电功率为2.5W

D.线圈转动产生电动势的表达式e=6立sinl007rt(V)

阅卷人

----------------三、实验题

得分

11.某小组用铜棒完成“测定金属电阻率”实验，实验步骤如下:

（1）首先通过螺旋测微器测量铜棒直径，通过游标卡尺测铜棒的长度，测量结果如图甲、乙所示,

则铜棒直径d=mm,铜棒的长度L=cm。

40

4

35

30

125

甲乙

（2）为了精密测量该金属丝的电阻率，某实验小组先使用多用电表粗测其电阻约为6。，然后进行较

准确测量，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A.电压表Vi（量程3V,内阻约为15kQ）B.电压表V2（量程15V,内阻约为75k。）

C.电流表Ai（量程3A,内阻约为0.2C）D.电流表A2（量程600mA,内阻约为1C）

E.滑动变阻器Ri（0-5。，0.6A）F.输出电压为3V的直流稳压电源

G.电阻箱H.开关S,导线若干

为尽量减小实验误差，电压表选;电流表选;（填器材前的字母）

实验中，要求电阻丝两端电压能从零开始调节，且要尽量减小误差，请你设计一个电路图，画在方框

中________

（3）如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率的表达

式O

12.用如图所示的多用电表进行相关测量，要用到图中三个部件K、S和T

s

-T

K

（1）若使用的多用电表未接入电路时，指针如图（甲）所示，则需要旋动部件（填字母

“K”、"S”或"T”），使指针对准电流的“0”刻线。调整好后，将部件K拨至“50mA”挡，将多用表串联接入

待测电路中，指针如图（乙）所示，则电路中电流为mAo

（2）使用多用表测电阻时，将部件K拨至“x10”挡，并将两表笔短接，旋动部件（填字母

“K”、"S”或“T”），使指针对准电阻的（填“0刻线”或“8刻线”），将红、黑表笔分别与待测电阻

两端接触，若多用电表读数如图（甲）所示，为了使多用电表测量的结果更准确，该同学接着应该进行

哪些操作？请从下面的操作中选出合理的步骤并进行正确排序o

A.将两表笔短接，调节正确的部件，使指针指在相应的“0刻线”

B.将部件K拨至“x100”挡

C.将部件K拨至“xl”挡

D.测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡

E.再将待测电阻接到两表笔之间测量其阻值并读出读数

经以上正确操作，将两表笔接在待测电阻两端时，指针如图（乙）所示，则待测电阻为12

13.某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。

电压表（量程0~3V,内阻约为3kQ）

电流表（量程0~0.6A,内阻约为1。）

滑动变阻器（0〜20。，额定电流1A）

待测电池组（电动势约为3V,内阻约为1。）开关、导线若干

（1）该小组连接的实物电路如图所示，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的

（2）实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个

问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为4。的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对

应的电流表读数I,并作出U-I图像，如图所示。根据图像可知，电池组的电动势为V,内阻为

（3）该实验测得的电动势E测与电池组真实的电动势E真相比，E测E真（填“大于”、“小于”

或“等于”）

阅卷人

得分

14.如图甲，螺线管匝数n=500匝，横截面积S=0.002m2,螺线管导线电阻r=2。，电阻R=3Q磁感应

强度B的B-t图像（以向右为正方向）如图乙所示，求：

(1)电路中感应电流的大小和流过电阻R中的电流方向；

(2)电路横截面通过的电荷量为2c的过程中，R产生的焦耳热；

(3)如图丙，导轨水平放置磁感应强度为0.5T,平行导轨宽1m,电阻R=3。，其他电阻都不计，若

要回路中产生与图甲中相同的大小的感应电流，导体棒应以多大的速度匀速运动

15.如图所示，线圈abed的面积是0.05m2,共100匝，线圈的总电阻为『2。，外接电阻R=8Q,匀强磁

场的磁感应强度B=1T,当线圈以角速度①=10兀rad/s匀速旋转时，求：

71

XXIXX

R

(1)线圈中产生的最大感应电动势。

(2)若从线圈处于中性面开始计时，写出电路中感应电流的瞬时值表达式；

(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？

(4)线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热是多少？

16.如图所示，足够长的平行光滑U形导轨倾斜放置，所在平面的倾角9=37。，导轨间的距离L=L0m,

下端连接R=L0O的电阻，导轨电阻不计，所在空间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度

B=2.0T。质量m=0.5kg、电阻r=l.0:0的金属棒ab垂直置于导轨上，现用沿导轨平面且垂直于金属棒、

大小为F=5.0N的恒力使金属棒ab从静止开始沿导轨向上滑行，当金属棒滑行x=2.0m后速度保持不变,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求：

(1)金属棒匀速运动时的速度大小v；

(2)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，电阻R上产生的热量QR；

(3)金属棒从静止到刚开始匀速运动的过程中，通过电阻R的电荷量q；

(4)金属棒匀速运动之后撤去恒力F,撤去恒力的同时，减小磁感应强度B,使得金属棒继续上升的

过程中电路中无感应电流，已知撤去恒力的瞬间，金属棒距导轨底端的距离为xo=2.5m,并从此刻开始计

时，请推导磁感应强度B随着时间t变化的函数关系。

答案解析部分

L【答案】D

【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件

【解析】【解答】产生感应电流的条件是：①线圈闭合；②穿过闭合线圈的磁通量发生变化。

A.甲图中，线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁时，由于线圈平面与磁场一直平行，使得

穿过线圈的磁通量为零，未发生改变，所以不能产生感应电流，A不符合题意；

B.乙图中，线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，穿过线圈的磁通量保持不变，不产生感应电流，B

不符合题意；

C.丙图中，条形磁铁快速穿过有缺口的线圈，由于线圈不闭合，所以不产生感应电流，C不符合题意；

D.丁图中，线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动时，穿过闭合线圈的磁通量发生了改变，所以能产生

感应电流，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】利用闭合线圈中磁通量是否变化可以判别是否产生感应电流。

2.【答案】B

【知识点】楞次定律

【解析】【解答】线圈从位置I到位置n的过程中，穿过线圈方向向下的磁通量减小，则产生感应电流；

根据楞次定律，感应电流的磁场的方向向下，属于感应电流的方向为adcba方向；线圈从位置n到位置

in的过程中，穿过线圈向上的磁通量增加，所以感应电流的磁场的方向向下，产生感应电流的方向为

adcba方向。所以整个过程中感应电流的方向始终都是沿adcba方向。B符合题意ACD不符合题意。

故答案为：Bo

【分析】根据楞次定律增反减同，来拒去留求解感应电流方向。

3.【答案】B

【知识点】法拉第电磁感应定律

【解析】【解答】根据题意，由法拉第电磁感应定律有E=n笑，又有Z10=ABS,S=1a2,联立

故答案为：Bo

【分析】由法拉第电磁感应定律得出感应电动势。

4.【答案】B

【知识点】法拉第电磁感应定律

【解析】【解答】根据右手定则知，MN中的电流方向为N-M,则流过R的电流方向b-d。导线切割磁

感线产生的感应电动势为E=Blv,根据闭合电路欧姆定律，电路中电流为/=磊，根据欧姆定律，R两

端电压为U=IR=粤

故答案为：Bo

【分析】根据右手定则知，MN中的电流方向为N-M,根据闭合电路欧姆定律求出电流大小。

5.【答案】A

【知识点】交变电流的产生及规律

【解析】【解答】A.线圈经过甲图和丙图位置时，线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，

产生的感应电动势最小为零，则电流为零，A符合题意；

B.线圈经过乙图和和丁图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电动势最大，则电流最大，B不

符合题意；

C.线圈每经过一次中性面位置，电流的方向改变一次，故线圈从甲图所示位置逆时针转动到丁图所示位

置的过程中，电路中电流的方向改变1次，C不符合题意；

D.圈从乙图或丁图所示的位置开始转动时，线圈从与中性面垂直位置开始计时，电路中电流随时间变化

的规律为i=Imcos(nt,D不符合题意；

故答案为：Ao

【分析】线圈经过甲图和丙图位置时，线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大。线圈每经过

一次中性面位置，电流的方向改变一次。

6.【答案】A,C

【知识点】楞次定律

【解析】【解答】滑片向上滑动，回路电阻变大，电流减小，螺线管产生磁场变弱，线圈a面积不变，线

圈a的磁通量变小，根据楞次定律，“增缩减扩”原理可以判断，线圈a有扩张的趋势，根据安培定则判

断穿过a线圈的磁感应强度竖直向下，根据楞次定律可知，a线圈的感应电流产生磁场竖直向下，根据安

培定则判断，线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流，根据楞次定律，“来拒去留”原理可判断，a线

圈磁通量减少，所以线圈a有靠近b的趋势，对桌面压力变小，小于自身重力。

故答案为：AC。

【分析】滑片向上滑动，磁通量变小。根据楞次定律，“增缩减扩”原理可以判断，线圈a有扩张的趋

势。

7.【答案】A,B,D

【知识点】磁通量

【解析】【解答】A.根据楞次定律，感应电流的效果总要阻碍引起感应电流的原因，磁铁接近线圈时穿

过线圈的磁通量增大，感应电流激发的磁场对磁铁必定产生排斥力，以阻碍磁通量的增大，A符合题

思卡.；

B.由图可知穿过线圈的磁场的方向向右。当磁铁靠近时，穿过线圈向右磁通量增大，感应电流激发出的

磁场方向向左，根据安培定则，从右往左看，感应电流沿顺时针方向；当磁铁远离时，穿过线圈向右的

磁通量减小，感应电流激发出的磁场方向向右，根据安培定则，从右往左看，感应电流沿逆时针方向，

可知线圈中的电流方向发生变化，B符合题意；

C.磁铁穿过线圈来回振动，速度大小在不停变化，则磁通量的变化率也在变化，感应电动势大小发生改

变，感应电流大小也发生改变，灯泡的亮暗会发生变化，C不符合题意；

D.磁铁在运动过程中，线圈中产生感应电流，灯泡产生焦耳热，弹性势能一定减小，即磁铁振动的幅度

逐渐减小，D符合题意。

故答案为：ABDo

【分析】磁铁接近线圈时穿过线圈的磁通量增大，感应电流激发的磁场对磁铁必定产生排斥力，以阻碍

磁通量的增大。

8.【答案】B,D

【知识点】自感与互感

【解析】【解答】AB.闭合开关S,灯泡A2与电源构成的回路没有线圈，直接亮起，灯泡Ai与线圈串

联，逐渐亮起，A不符合题意，B符合题意；

CD.电路稳定后断开开关S,由于自感现象，线圈中电流会逐渐减小，灯泡Ai、A2与线圈构成闭合回

路，灯泡Ai、A2逐渐熄灭，C不符合题意，D符合题意；

故答案为：BDo

【分析】闭合开关S,灯泡A2与电源构成的回路没有线圈，直接亮起，灯泡Ai与线圈串联，逐渐亮起。

9.【答案】A,D

【知识点】交变电流的图像与函数表达式

【解析】【解答】交流电是指电流大小和方向随时间周期变化，由图可知，AD符合题意。

故答案为：AD。

【分析】电流方向随时间周期变化的电流是交流电。

10.【答案】B,D

【知识点】交变电流的图像与函数表达式

【解析】【解答】A.在t=0Qls时刻，电动势为0,此时线圈处于中性面位置，穿过线圈磁通量最大，穿

过线圈的磁通量的变化率为零，A不符合题意；

B.电压表的示数为交流电的有效值，并且测量外电路电压，故U=^--R=SV,B符合题意；

R+r

22

C.灯泡消耗的功率p=S="w=5/，c不符合题意；

R5

D.电动势最大值为6V27，周期为0.02s,则瞬时电动势的表达式为e=E"停)t=

6V2sinl007rt(y)，D符合题意。

故答案为：BDo

【分析】线圈处于中性面位置，穿过线圈磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，电压表的示数

为交流电的有效值。

4/L

【知识点】导体电阻率的测量

【解析】【解答】(1)螺旋测微器的读数是d=1.5mm+34.0x0.01mm=l.840mm,游标卡尺的精度是

0.05mm,其读数是L=42mm+4x0.05mm=42.20mm=4.220cm

(2)电源为3V,因此电压表应选A,通过待测电阻的最大电流约为/=旨=|4=0.54=500mA,

则电流表应选D。为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，因供〈隼，电流表应采用外接

法，实验电路图如图所示

LL2

（3）由电阻定律可知A=PS=PF不，由欧姆定律可知R=T＞电阻率0=或匕

4nDX1P4〃

【分析】（1）螺旋测微器精确到千分之一毫米。

（2）电源为3V,因此电压表应选A,通过待测电阻的最大电流约为0.5A,电流表应选D。

（3）由电阻定律以及欧姆定律可得电阻率表达式。

12.【答案】（1）S；22.0

（2）T；。亥U线；BAED；1900

【知识点】练习使用多用电表

【解析】【解答】（1）实验前，先要进行机械调零，即调节指针定位螺丝S,使指针对准电流的“0”刻线。

将部件K拨至“50mA”挡，将多用表串联接入待测电路中，指针如图（乙）所示，则电路中电流为

20mA+2.0x1mA=22.0mA

（2）使用多用表测电阻时，将部件K拨至“xlO”挡，并将两表笔短接，旋动部件T进行欧姆调零，使指

针对准电阻的“0刻线”。若多用电表读数如图（甲）所示，则倍率选择过小，重新选择倍率“x100”挡，

进行欧姆调零，将两表笔短接，调节正确的部件，使指针指在相应的“0刻线”，再将待测电阻接到两表笔

之间测量其阻值并读出读数，测量完毕后将选择开关拨至“OFF”挡，故答案为：出合理的步骤并进行正确

排序为BAED。根据欧姆表的读数规律，将两表笔接在待测电阻两端时，指针如图（乙）所示，则待测

电阻为19.0X100=1900/2

【分析】（1）实验前，先要进行机械调零，即调节指针定位螺丝S,使指针对准电流的“0”刻线。

（2）使用多用表测电阻时，将部件K拨至“xlO”挡，并将两表笔短接，旋动部件T进行欧姆调零。

13.【答案】（1）a

（2）2.9；1.8

（3）小于

【知识点】电池电动势和内阻的测量

【解析】【解答】（1）闭合开关前，滑动变阻器的阻值要调到最大，即滑片P应置于滑动变阻器的a端；

（2）根据图像可知，电池组的电动势为E=2.9V,内阻为「=第一/?=京|。-4。=1.8。

（3）由电路图看，由于电压表的分流造成测量电流的值小于真实值，且电压越大，电压表的分流越大，

那么真实的U-I图象将比测得的图像偏向上转动，而短路电流不变，那么测量的电动势比真实值偏小。

【分析】(1)闭合开关前，滑动变阻器的阻值要调到最大。

(2)图像与纵坐标截距为电动势，内阻为图像的斜率。

(3)由于电压表的分流造成测量电流的值小于真实值，真实的U-I图象将比测得的图像偏向上转动。

14.【答案】(1)解：电路中感应电动势为E=n^f=2V

所以1=备=|”=0AA

根据楞次定律电流方向C到A(向右)。

(2)解：电路横截面通过的电荷量为2c的时间t=：=^s=5s

R产生的焦耳热Q=I2Rt=0.42x3x5=2.4J

(3)解：设导体棒速度为v,贝IJ根据E=Blv=1R=1.27

可知17=若=2Amis

【知识点】法拉第电磁感应定律

【解析】【分析】(1)根据法拉第电磁感应定律求解感应电流的大小，根据楞次定律判断电流方向。

(2)求出电荷量，根据焦耳定律求解焦耳热。

(3)根据法拉第电磁感应定律求解导体棒的速度。

15.【答案】(1)解：感应电动势最大值为Em=NBSs

所以Fm=100X^X0.05X10^=507

(2)解：从线圈处于中性面开始计时，则瞬时值表达式为e=Emsin3t=50sinl07it(V)

P

则i=的彳=5sinl07rt(i4)

Im零力

(3)解：电流表的示数为有效值，根据上面分析可知/=双

电压表示数为电阻R电压U=1R=20V27

(4)解：线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热Q=/氏力=(§¥)2*8义襦7=20/

【知识点】交变电流的产生及规律

【解析】【分析】(1)由法拉第电磁感应定律求解最大感应电动势。

(2)从线圈处于中性面开始计时，初始时刻电动势为零。

(3)电流表的示数和电压表示数均为有效值。

(4)线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热根据焦耳定律求解。

16.【答案】(1)解：金属棒匀速运动时产生的感应电动势为E=BLv

感应电流为/=段

R+r

由平衡条件有F=mgsind+BIL

代入数据联立解得v=lm/s

(2)解：设整个电路中产生的热量为Q,由能量守恒定律有Fs=Q+mgs-sin0+|mv2

电阻R产生的热量p为R=R+rP

解得QR=1.8757

(3)解：通过电阻R的电荷量为q7=f

K

感应电动势平均值为E=半=半

解得q=2C

(4)解：因为不产生感应电流，所以在倾斜轨道上运动时闭合回路磁通量不变

因为mgsind=ma

2

所以xt=vt-Q产+x0=t—3t+2.5

所以继续上升的过程中电路中无感应电流，磁感应强度B随着时间t变化的函数关系Bt=丁二~-

【知识点】法拉第电磁感应定律

【解析】【分析】(1)根据受力平衡以及法拉第电磁感应定律求解金属棒匀速运动时的速度大小V。

(2)由能量守恒定律求解电阻R产生的热量。

(3)由法拉第电磁感应定律求解感应电流，由电流定义式求解通过电阻R的电荷量。

(4)因为不产生感应电流，所以在倾斜轨道上运动时闭合回路磁通量不变。

试题分析部分

1、试卷总体分布分析

总分：99分

客观题（占比）25.0(25.3%)

分值分布

主观题（占比）74.0(74.7%)

客观题