福建省福州某中学2024-2025学年高二年级下册 物理半期考复习卷（含解析）

福州第十八中学2024-2025学年第二学期

高二年级物理学科

一、单选题：本大题共4小题，共16分。

1.能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法不正确的是（）

A.可以利用半导体材料制作光敏电阻

B.煤、石油、天然气等都是不可再生能源

C.手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物

D.丫射线具有很高的能量、穿透能力很强，可以检查人体内部器官

2.如图甲所示，一个阻值r=0.5Q、匝数N=50匝、边长L=0.2m的正方形金属线圈与一阻值

R=9.5Q的小灯泡连接成闭合回路。线圈所在正方形区域内存在垂直于线圈平面的匀强磁场,

磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，磁场方向垂直于线圈平面向外时磁感应强度为正,

不计导线的电阻，图甲中电流表、电压表均为理想交流电表。下列说法正确的是（）

A.在t=0.5Xl（p2s时流过小灯泡的电流为0.2JiA

B.在t=1X10-2s时交流电流表的示数为0

C.在t=0到t=1X10-2s时间内交流电压表的示

数为g“v

20

D.在t=1X10-2s到t=2X10-2s时间内小灯泡产生的热量为0.002n2j

3.如图所示，矩形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B,磁场宽度为

2Lo边长为L的正方形金属线框abed在外力F作用下以速度V。匀速穿过磁场区域，则以下说法正

确的是（）XXXX

XXXX

A.进入磁场和离开磁场的过程中外力F大小相等，方向相反

XXX

B.离开磁场时d点电势高于b点电势XXX

XXX

C.离开磁场过程中金属线框中电流方向为adeba

D.金属线框完全在磁场中时a、b、c、d处电势均相等，所以金属线框中无电流

4.如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B

/'XXX、、、

的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为-q的带电P/?。\

XRXXX\

粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率V。从P点进入匀强磁场，入射点“任…:前------i

'XxXXXI

P到直径MN的距离h=4，不计粒子重力。下列说法正确的是'、、!/

2\、、、xk1xZ

A.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则其入射速

度V。为四

m

B.若粒子恰好能从N点射出，则粒子在磁场中运动的时间为艺

6qB

C.若粒子恰好能从K点（OK±MN）射出，则其在磁场中运动半径大小为WR

2

D.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，则其入射速度vo为膏

二、多选题：本大题共4小题，共24分。

5.如图所示，带负电的小球由静止释放，一段时间后进入垂直纸面向里的匀强磁场中，不计空

气阻力，关于小球在磁场中运动的过程，下列说法正确的（）e

A.小球做圆周运动B.洛伦兹力对小球不做功______-

C.小球的速度保持不变D.小球的机械能保持不变

6.下列装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是

++++

「

I□I11XXXXXX

57^

XXXXXX

A.甲图为回旋加速器，粒子可以从电场中获得能量

B.乙图为磁流体发电机，可判断出A、B极板的正对面积越大两极板间的电势差越大

C.丙图为质谱仪，打到照相底片D点的带电粒子距离射入点S3越远，粒子比荷越大

D.丁图为速度选择器，电子和质子的速度符合要求时均可以从左侧沿直线运动到右侧

7.在足够长的固定水平平行导轨上垂直放有两个金属棒MN和PQ,如图为模型俯视图.每根金属棒

质量均为m=1.Okg,电阻都为R=10.0Q.磁感应强度B=0.5T的匀强磁场与导轨所在水平面

垂直，方向竖直向下.导轨间的距离L=2.0m,金属棒MN与导轨间是光滑的，金属棒PQ与导轨间

的动摩擦因数为p=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.刚开始两金属棒都处于静止状态，现

有一与导轨平行、大小为F=2.0N恒力作用于金属棒MN上，使金属棒MN在导轨上滑动，滑动过

程中两金属棒与导轨保持垂直且接触良好，导轨电阻很小，可忽略不计，重力加速度g=10m/

s2,则下列说法正确的是（）

A.金属棒PQ刚开始运动时，金属棒MN的速度大小为20m/s—f-----------------T------------------------

XX

B.两棒最终以不同的速度做匀速直线运动

XX

C.两棒最终以相同的加速度做匀加速直线运动

QM

D.两棒速度差的最大值大小为40m/s

8.如图所示，矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕00'

轴以角速度3匀速转动，外电路电阻为R。下列判断正确的是（）

0\

A.电压表的读数为二"xX

B.当线圈由图示位置转过30。时，通过电阻R的电流为聋三XX

XX

C.当线圈由图示位置转过30。的过程中，通过电阻R的电荷量为

NBS

0'

2（R+r）9

D.在线圈转过一周的过程中，电阻R上产生的焦耳热为*$23T

4（R+r）2

三、填空题：本大题共3小题，共14分。

9.如图所示为磁流体发电的示意图。两块相同的平行金属板P、Q之间有一个很强的磁场，将一

束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，P、Q两板间便产生电

压。如果把P、Q和定值电阻R连接，P、Q就是一个直流电源的两个电极。

,流过灯泡L2的电流为A.

11.一弹簧振子在水平面内做简谐运动，其表达式为x=

lOsin（10Jit+:n）c如该弹簧振子周期T=s.从t=0时刻

开始，经过。弹簧振子第一次具有正向最大加速度。弹簧振子

在第一个周期内，从s到s沿正方向运动且弹性势能

逐渐增大。

四、实验题：本大题共2小题，共16分。

12.某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验.

图乙图丙

（1）实验室有如下器材可供选用铁架台、足够长的细线、夹子、球心开有小孔的铁球和塑料球、

游标卡尺、1m长的毫米刻度尺和秒表.上述器材中，实验中不需要的是：;

⑵在挑选合适的器材后开始实验，操作步骤如下：

①用细线和摆球制作一个单摆，然后将细线缠绕在支柱上，使摆球自由下垂，摆球静止后用米

尺测量细线悬点到摆球上边缘的距离L,然后用游标卡尺测出小球的直径d=cm,如图乙

所示；

②将摆球从平衡位置拉开一个角度（小于5°）后静止释放；

③待小球摆动稳定后，记录下小球第1次至第51次通过最低点的时间间隔t=37.5s,得到单摆

的振动周期T=s;

④多次改变距离L,重复上述实验，得到一系列的周期测量值；

（3）以丁2为横轴、L为纵轴，做出LT?图像，如图丙所示.已知图像与横轴的截距为a、与纵轴的

截距为-b，则测量出的重力加速度g=;（用a、b和n表示）

⑷在①〜④的实验操作中，有一处操作不当，请你指出是哪个步骤（填步骤前的序号

13.某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，调节气垫导轨的充气源，轻

推滑块Q使其能在气垫导轨上做匀速直线运动；然后将固定有遮光条的滑块P在倾斜轨道上由静

止释放，经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞，并粘合在一起，最终通过光电门2。

已知滑块P、Q的质量分别为m、Mo请回答下列问题。

-45

-40

-35

『气垫导轨.30

充气源J

(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图乙所示，则宽度L=cm-

(2)如果滑块P经过光电门1、光电门2时，遮光条的挡光时间分别为t2。若碰撞过程，系统

的动量守恒，则关系式?=_____成立；该碰撞过程损失的机械能与初动能之比为｝=

r2匕kO

o(用测量的物理量表示)

五、计算题：本大题共3小题，共30分。

14.如图所示，质量m=2kg的物体，以水平速度V。=5m/s滑上静止在光滑水平面上的平板小

车，小车质量M=3kg,物体与小车车面之间的动摩擦因数口=0.5,取g=10m/s2)设小车

足够长，求：_%、

(1)小车和物体的共同速度是多少；||M

⑵物体在小车上滑行的时间；。O

(3)在物体相对小车滑动的过程中，系统损失的动能是多少。

15.如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m.电压为10V,两板之间有匀强磁场，磁感

应强度大小为Bo=0.1T,方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1m、

圆心为0的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B=.T,方向垂直于纸面向里.一

3

正离子从A点沿平行于金属板面且垂直磁场方向射入，能沿直线射出平行金属板之间的区域，并

沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角9=

不计离子重力.求：

(1)离子速度v的大小；

⑵离子的比荷q/m；

⑶离子在圆形磁场区域中运动时间t.(结果可保留根号和n)

AxD

16.如图所示，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L,导轨弯曲部分光滑，平直部分

粗糙，二者平滑连接，右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方

向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、接入电路的电阻为2R的金属棒从高度

为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为

口，金属棒与导轨垂直且接触良好，重力加速度为g。求：

(1)金属棒进入磁场的瞬间，金属棒两端的电压；乂

(2)金属棒在磁场运动过程中，金属棒产生的焦耳热D/\

1.t.N

⑶金属棒在磁场中运动的时间t.,1/0

、」dT-Q

答案和解析

1.【答案】D

【解析】A.半导体材料可以用来制作光敏电阻，故A正确，不符合题意；

B.煤、石油、天然气等都是不可再生能源，故B正确，不符合题意；

C.手机利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物，故C正确，不符合题意；

D,射线具有很高的能量、穿透能力很强，对人体内部器官有损害，故D错误，符合题意。

故选D。

2.【答案】C

本题考查交变电流四值问题；根据B-t图像的斜率求电动势瞬时值；交流电流表和交流电压表的示数都是有

效值；根据Q=9求小灯泡产生的热量。

【解答】

A.在t=0.5xi(r2s时，根据B-t图像可知，此时磁通量的变化率为零，则感应电动势为零，感应电流为零，

故A错误；

B.交流电流表的示数为有效值，不为零；故B错误；

C.磁感应强度B随时间t变化的图像为正弦式函数，则回路中产生正弦式交流电；Umax=NBmS3=NBmS年

=2?t(V)；交流电压表的示数U=r)R=故C正确；

D.在t=1xio-2s到t=2xio-2s时间内小灯泡产生的热量Q=#1=0.0019兀2J,故D错误。

3.【答案】B

本题考查电磁感应，考查物理思维、推理论证能力。由楞次定律分析安培力方向和电流方向；由右手定则分

析电势高低；

【解答】A、由楞次定律可知，金属框进入磁场和离开磁场过程所受安培力总是阻碍线框的运动，方向均向

左，故A错误；

B、金属框离开磁场时，cd边切割磁感线，由右手定则知：q)d>(pb，B正确；

C、由楞次定律知，金属框离开磁场过程电流方向为abcda,C错误.

D、金属框完全在磁场中时，ab、cd边均切割磁感线，由右手定则知：电势5=(Pd><pc=9b，故D错误；

故选B

4.【答案】B

【解析】

何关系可知门=h=T

由洛伦兹力提供向心力qvoB=

可得其入射速度为丫。=等

▽2m

故A错误;

B.若粒子恰好能从N点射出，粒子的轨迹图如图所示

连接PN即为粒子做圆周运动的弦长，连接P0,由h=3R,可知

ZPOM=30°,p=60°

则有“ON=150。,a=15°

粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，解得粒子运动周期为

丁2兀m

T=------

qB

ZPO'N=30。，则粒子在磁场中运动的时间为

t=--3-0--°--xTT=——1x-2--7-1--m-=--兀--m---

360°12qB6qB

故B正确；

C.若粒子恰好能从K点射出，其运动轨迹如图所示

由几何知识可知，PK长为gR,其中PK为弦并非直径，所以粒子在磁场中运动半径大小肯定不为妇R,其大

2

小应等于R

故C错误；

D.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，由图可知

根据几何关系

r4+r4=PQ212RCOSP=PQ

其中

p=a-45°=15°

解得

r4=也Reos15°

由洛伦兹力提供向心力

2

oVo

qv0B=m——

可得

也qBReos15°(A/3+l)qBR

vo==~'

m2m

故D错误。

故选B。

5.【答案】BD

【解析】对小球受力分析，小球在磁场中受重力和洛伦兹力，两个力的合力是变力，故小球在磁场中做加速

度变化的变速曲线运动，A错误，C错误；

洛伦兹力始终与速度方向垂直，故洛伦兹力不做功，B正确；

运动过程中只有重力做功，故小球机械能保持不变，D正确。

6.【答案】AD

【解析】A.粒子每次通过D形盒间的空隙时，电场力做正功，动能增加，所以粒子从电场中获得能量，故A

正确；

B.当带电粒子在两极板间所受电场力和洛伦兹力等大反向时将匀速直线运动，两极板的电势差达到稳定，此

时常=qvB解得U=Bdv所以，两极板间的电势差与两极板的正对面积无关，故B错误；

C.带电粒子进入磁场的动能qU='丫2，带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力qvB=m亍

解得9=券，距S3越远，即半径越大，粒子比荷越小，故C错误；

mB2r2J

D.电子所受电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向下；质子所受电场力竖直向下，洛伦兹力竖直向上，两者都是

只需满足电场力和洛伦兹力等大即可，根据qvB=qE解得v=g,故D正确。

故选AD。

7.【答案】AC

【解析】A.金属棒PQ刚开始运动时，BIL=|img,I得v=20m/s,故A正确；

BC.之后对金属棒MN利用牛顿第二定律得：F-BIL=map

金属棒PQ利用牛顿第二定律得：BIL-Mmg=ma2.金属棒MN做加速度减小的加速运动，金属棒PQ做加速度

增大的加速运动，当二者加速度相等时，达稳定状态，一起以相同加速度做匀加速直线运动，两金属棒的共

同加速度为a共，对系统有F-Nmg=2ma共，a共=0.5m/s2,故B错误，C正确；

=熹=B；¥m,对金属棒PQ：B~LjvmRmg=ma共,得Avm=30m/s,故D错误。

2KZK2R

8.【答案】AB

【解析】【分析】

本题考查交流电产生的相关知识，根据交流电最大值公式求出电压最大值，从而得出电压有效值，结合闭合

电路欧姆定律得出电压表的读数。根据法拉第电磁感应定律和电流的定义式可求解电量。外力做的功等于电

路中产生的热量，根据焦耳定律Q=FRt求解热量，其中I为有效值。根据已知条件写出电流瞬时值表达式，

可得线圈由图示位置转过30。时，通过电阻R的电流。

注意对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，而求解电量要用平均值。

【解答】

A.电动势的最大值Em=NBS（o,有效值£=萱=甯，电压表的示数为路端电压的有效值，解得U=^E=

诉二？故A正确；

B.电流的最大值为4=畀=浮，电流的瞬时值表达式为i=ImSinst,从题图所示位置转过30。时，3t=%

此时的电流为i=¥=幡/故B正确；

24K+r）

C.线圈由题图所示位置转过30。的过程中，通过电阻区的电荷量4=鲁=上85个：,60。)=(1；»1^,故c错

误；

D.在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量Q=*资=嘴泮故D错误。

故选AB»

9.【答案】(1)A；(2)Bdv；黑枭。

【解析】(1)根据左手定则可知，正电荷向Q板偏转，负电荷向P板偏转，所以Q板是电源的正极，故选A；

(2)发电机稳定时有qvB=Eq,电场强度为E=£,则发电机的电动势大小为U=Bdv；

等离子体的电阻为R=p-普，流过电阻R的电流大小为1=北高，解得1=谭艺12

rSlihR+RRI1I2+pd

10.【答案】10：3；0.2o

【解析】因Li正常发光，根据公式PLI=®，得ULI=3V,

R

副线圈电压U2=ULI=3V,故£=*=#；

Li正常发光时，根据公式PLI=ULI【LI，得ILI=01A,

根据公式晟=言得副线圈总电流I2=0.3A,

又副线圈总电流｝=In+IL2'

故流过灯泡L2的电流IL2=匕-ILI=0.2Ao

11.【答案】0.2；0.05s；0.10；0.15

【解析】【分析】"E

根据简谐振动的表达式可以知道简谐振动的周期与振幅弹簧振子做简谐运动ioL.................7、

时，位移越大，弹性势能越大，动能越小，故速度越小；弹簧形变量越大，故4.►

[k005OflO0.150.20ti

加速度越大。,；0

该题考查对简谐振动的公式的理解，能从振动方程读出振动的周期、振幅等

信息是解答的关键。

【解答】

由振动方程可知周期T=&=芸=0.2s：其振动图象如图所示，经四分之一周期位移为负向最大，具有正向

CO1071

最大加速度：从二分之一周期到四分之三周期时间内，即从0.10s到0.15s时间内，弹簧振子由平衡位置向正向

最大位移运动，动能逐渐减小，弹性势能逐渐增大。

故答案为：0.2;0.05s;0.10;0.15

12.【答案】塑料球

1.64

1.5

4712b

a

®

【解析】解：(1)为减小空气阻力的影响，本实验需要质量大、体积小的重物，故实验中不需要塑料球。

(2)①小球的直径d=16mm+4x0.1mm=16.4mm=1.64cm;

③一个周期内小球经过2次最低点，单摆的振动周期T=&=穿无s=1.5s

n51-1

(3)根据单摆的周期公式丁=2兀上得1=笔，故L-T2图像的斜率卜=秦=生解得g=乎；

(4)步骤①中不应“将细线缠绕在支柱上”，应“将细线固定在支柱上”。

13.【答案】0.1880(0.1879〜0.1881都对)

m

m+M

M

M+m

【解析】(1)由图乙可知宽度~=1.5mm+38.0x0.01mm=1.880mm=0.1880cm,考虑估读，答案为0.1879、

0.1880、01881均可。

(2)碰前滑块P的速度为七，碰后两滑块整体的速度为p则碰前系统的总动量为喈，碰后系统的总动量为

(m+M.

若碰撞过程系统的动量守恒，则有苗=(m+M亡，化简得：!=^;

该碰撞过程损失的机械