福建省福州市某中学2024-2025学年高二年级下册期中物理试卷

2024—2025学年第二学期期中考试

高二年级物理试卷

（满分：100分；考试时间：75分钟）

第I卷（共计40分）

一、单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）

1.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间f的变

化规律如图所示，下列说法中正确的是（）

A.4时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

B.4时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C.勾时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D.每当e变换方向时，通过线圈的感应电动势都为最大

2.如图所示的电路中，P、。为两相同的灯泡，乙的电阻不计，则下列说法正确的是（）

A.S断开瞬间，P立即熄灭，。过一会儿才熄灭A®pQ

B.S接通瞬间，P、。同时达到正常发光<—-------------------

C.S断开瞬间，通过尸的电流从右向左1_।Uy

D.S断开瞬间，通过。的电流与原来方向相反

3.如图所示，金属圆环A用轻绳悬挂，所在平面与纸面垂直圆心与长直螺线管中心轴线共线，整个装

置静止，电键s始终闭合，当滑动变阻器触片P向右移动的过程中，圆环将()

////////

A.向右运动，并有扩张趋势

_|CCcCCC

B,向右运动，并有收缩趋势

\yv■-V?―"V7■-k7—---

C.向左运动，并有扩张趋势A

一Q

D.向左运动，并有收缩趋势

4.如图所示，在光滑的水平面上，有两个质量都是机的小车A和B,两车

之间用轻质弹簧相连，它们以共同的速度%向右运动，另有一质量为2根的

Bpvwvwv]A

粘性物体，从高处自由落下，正好落在A车上，并与之粘合在一起，求这

7)73“"7"77”7,7)37

以后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为（）

A.~mvoB.:mv；C.^mvoD.

二、多项选择题（本大题共4小题，每小题6分，错选不得分，漏选得3分，共24分）

5.穿过固定不动的线框的磁通量随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）

A.第2s末到第4s末这段时间内，感应电动势最大

B.第1s内和第2s内，感应电动势一样大

C.最后1s内感应电动势比最初2s内感应电动势小

D.第1s末感应电动势的大小等于1V

6.甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，根据振动图像可以判定（）

A.若甲、乙两单摆在同一地点摆动，甲、乙两单摆摆长之比是4:9

B.甲、乙两单摆振动的频率之比是2:3

C.甲、乙两单摆振动的周期之比是3:2

D.若甲、乙两单摆在不同地点摆动，但摆长相同，则甲、乙两单摆所在

地点的重力加速度之比为9:4

7.如图所示，在水平面上有两条足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ,导轨间距为d,匀强磁场垂直于导

轨所在的平面向下，磁感应强度大小为B.两根金属杆间隔一定的距离摆放在导轨上，且与导轨垂直，已

知两金属杆质量均为m,电阻均为R,两杆与导轨接触良好，导轨电阻不计，现将杆1以初速度vo向右滑

向杆2,在运动过程中两杆始终不碰撞，贝式）

X

A.杆1、杆2最终均以速度O.6vo做匀速运动

X

B.杆1、杆2在开始的一段时间内会产生交变电流

X

1

C.杆1上总共产生一相片9的热量XXXXXXX

8°

mRVn

D.杆1相对于杆2靠近的距离为..二

B2d2

8.回旋加速器是高能物理中的重要仪器，其原理是利用磁场和电场使带电粒子回旋加速运动，在运动中

经高频电场反复加速从而使粒子获得很高的能量。如图甲所示，两个D形金属盒置于恒定的匀强磁场中,

并分别与高频电源相连（电压随时间

变化如乙图所示），D形盒半径为

R,匀强磁场的磁感应强度为8,两

D形盒间距离为d（d«R）。若用回

旋加速器加速笊核汾（设笊核质量

加、电荷量q）,则下列判断正确的是（）

A.加速电压Uo越大，笊核获得的最大动能越大

2

“2DR2

B.笊核加速的最大动能为

2m

C.该回旋加速器不可以用来加速氢核(:He)

BRd

D.笊核在电场中运动的总时间为丁

三、(本大题3小题，共14分)

9.如图所示，理想变压器的原线圈接在M=22O0sin(lOO;rt)V的交流

电源上，副线圈接有R=55Q的负载电阻；原、副线圈匝数之比为

4:1；电流表、电压表均为理想电表，原线圈中电流表的读数

为,原线圈中的输入功率为,副线圈中输出交流电的周

期为o

10.如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，当

。摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱

动力，使其余各摆也振动起来，达到稳定时b摆和c

摆的周期大小关系是:口Tc,三个摆中摆

的振幅最大，图乙是。摆稳定以后的振动图象，重力

乙

加速度为g,不计空气阻力，则。摆的摆长

为______

n.恒力产作用在质量为机的物体上，如图所示，由于地面对物体的摩擦

力较大，物体没有被拉动，则经时间,,拉力/对物体的冲量大小是

；摩擦力对物体的冲量大小是=

四、实验题(本大题2小题，共11分)

12.在图甲中，不通电时电流计指针停在正中央，当闭合开关时，观察到电流计指针向左偏。现按图乙连

接方式将电流计与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭

合回路。

甲乙

(1)闭合开关S后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，螺线管B的端(选填"上”或“下”)

为感应电动势的正极；

(2)螺线管A放在B中不动，开关S突然闭合瞬间，电流计的指针将(选填“向左”“向右”

或“不发生”)偏转；

(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流计的指针将(选填“向左”“向

右”或“不发生”)偏转。

13.如图甲所示，小车的前端固定有力传感器，能测出小车所受的拉力，小车上固定遮光条，小车放在安装

有定滑轮和两个光电门A、B的光滑轨道上，用不可伸长的细线将小车与质量为m的重物相连，轨道放在

水平桌面上，细线与轨道平行，滑轮质量、摩擦不计。

光电门

遮光条

O

012cm

IJill,II,illIIIII,iJJII

IIIIIIiiiiIIHIIIIII

力传感器重物一di05101520

甲」乙

(1)用游标卡尺测遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度〃=mm。

(2)实验主要步骤如下：

①测量小车、力传感器及遮光条的总质量为测量两光电门间的距离为"

②由静止释放小车，小车在细线拉动下运动，记录力传感器的示数为凡记录遮光条通过光电门A、B时的

挡光时间分别为心、％及遮光条从A到B的时间为t。

(3)实验过程中(填“需要”或“不需要”)满足M远大于加。

(4)利用该装置验证动量定理的表达式为或=0(用字母M、d、人、%表示)

五、计算题(本大题3小题，共35分)

14.如图甲所示，一物块B与轻质弹簧连接，静止在

光滑水平面上，质量为1kg的物块A向右运动。已知

7=0时A刚与弹簧接触，八时弹簧压缩至最短，此

ZZ//Z//ZZ//ZZZ

过程A、8的V—/图像如图乙所示，弹簧始终处于弹甲

性限度内，求

(1)物块B的质量；

(2)此过程中，弹簧弹性势能最大值；

(3)当弹簧恢复至原长的瞬间，物块B的速度。

15.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在沿x轴正方向的匀

强电场，电场强度大小为应在第一、四象限033Z的区域内存在匀强磁场。----->

一质量为m,带电量为+q的粒子在x轴上距坐标原点g的A点以初速度______>

AX

%=陛沿y轴正方向射入电场区域，粒子运动过程中恰好未从x=d边界AC

V3m

离开磁场区域，不计粒子重力，不考虑粒子离开磁场区域后的运动，求：

(1)粒子进入磁场时，其速度方向与y轴正方向夹角。；

(2)磁场的磁感应强度大小；

(3)粒子在磁场区域中运动的时间。

16.如图所示，相距L=1m的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹

B

角夕=30°,上端接有定值电阻尺=20,匀强磁场垂直于导轨平面。将质

量加=lkg的导体棒放置于导轨上，将导体棒由静止释放，当速度达到

v=10m/s时开始匀速运动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨

和导体棒的电阻，重力加速度g=10m/s2。

(1)求匀强磁场的磁感应强度大小；

(2)求当导体棒的加速度的大小2.5m/s2时，导体棒的速度为多少？

(3)当导体棒开始匀速运动后，对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力作用、测得导体棒中电流/与拉力

的作用时间方的函数关系为/=♦+5(A),求拉力大小P与拉力的作用时间t满足的函数关系。

2024—2025学年第二学期期中考试

高二年级物理试卷答案：

一、单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）

1.A

【详解】A、。时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大，故A正确；

B、由图介时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故B错误；

C、打时刻感应电动势为零，磁通量的变化率为零，故C错误；

D、每当e转换方向时，线圈与磁场垂直，线圈通过中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，通过

线圈的感应电动势为零，故D错误；

2.C

【详解】A.S断开瞬间，由于线圈自感作用，阻碍原电流减小，相当于新的电源，通过Q、P形成回路，

所以尸。均过一会熄灭，选项A错误.

CD.通过线圈的电流沿原方向，所以通过。的电流与原来方向相同，通过P的电流与原来方向相反，从

右向左，选项C正确，D错误.

B.S接通瞬间，尸立即正常发光，由于线圈自感阻碍电流增大，。缓慢变亮，选项B错误.

故选C。

3.A

【详解】当触片P向右移动时，电路中的电阻增大，电流减小，则螺线管产生的磁场减小，根据楞次定

律，感应磁场方向与原磁场方向相同，相互吸引，所以金属圆环A向右运动，因为磁通量减小，金属圆环

A有扩张的趋势。

故选A。

4.【答案】C

【解析】

【详解】粘性物体和A相互作用，水平方向动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有

mv0=(m+2m)v

得

v=—%

3

以后三个物体一起相互作用，动量守恒，当B车与A车速度相等时，弹簧的弹性势能最大。根据动量守恒

定律得

2mv0=(m+m+2m)v1

由机械能守恒定律得：弹簧的最大弹性势能

E――mvl+—x3mv2--x4mvf--mv1

p2226

故选C。

二、多项选择题（本大题共4小题，每小题6分，错选不得分，漏选得3分，共24分）

5.BD【详解】图线的斜率表示磁通量变化率的大小，由岳=当可知，第1s内和第2s内的斜率相同，

At

感应电动势E=,=|V=1V；在最后Is内的斜率绝对值是最初2s内的2倍且方向相反，故最后1s内

感应电动势最大，故B、D正确。

6.AD

【详解】BC.根据图像可知

1%=心

所以甲和乙的周期之比为2:3,频率之比是3:2,故BC错误;

A.根据单摆的周期公式

L

可知同一地点，重力加速度相同，则甲乙的摆长之比和周期的平方成正比，即为4:9,故A正确；

D.若甲、乙两单摆在不同地点摆动，但摆长相同，则重力加速度和周期的平方成反比，即甲乙两单摆所

在地的重力加速度之比为9:4,故D正确。

故选AD。

7.【答案】CD

【解析】

【详解】对杆1、杆2系统受合外力为零，则动量守恒，则：mv0=2mv,解得最终速度v=O.5vo,选项A

错误；杆1、杆2在开始的一段时间内，两杆间距逐渐减小，回路面积减小，故磁通量减小，将产生顺时针

方向的电流，由于方向不变，所以不是交变电流，选项B错误；整个回路产生的热量

Q=-mvl---2mv2=-mvl,贝用1上总共产生热量为乌=,。=,加片，选项C正确；根据动量定

22428

理5次△Z=〃zAv=0.57A/=q=幽生；联立解得加=空署，选项D正确；故选CD.

2RB-d'

8.【答案】BD

【详解】AB.粒子在回旋加速器里的速度有D型的半径决定，由

V2

qvB=m—

得

m

所以最大动能

E-£^1

1M2m

笈核获得的最大动能与加速电压无关，则A错误，B正确。

D,设粒子加速次数为小由动能定理

n

QU0=EkM

可得

qB2K

n=--------

2mU。

粒子在电场运动的路程

S=nd

平均速度为M2,得在电场中运动时间

2SBRd

t=一=----

vU。

选项D正确。

C.氢核与笊核的比荷相同，在磁场中周期频率相同，可以进行加速，选项C错误。

故选BD。

9.（6分）0.25A（2分）55W（2分）0.02s（2分）

【详解】［1］由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V,根据电压与匝数成正比可得

£1_=区

U2n2

解得

U2=55V

由输入功率和输出功率相等可得

552

220Z,=—

155

解得

I=0.25A

所以原线圈的电流的大小为0.25A,即原线圈中电流表的读数为0.25A；

⑵由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为

<=/］■=220x0.25W=55W

［3］变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为

10.（4分）Tc=Tb；（1分）c；（1分）£=线（2分）

4万2

【分析】受迫振动的频率等于驱动率的频率，当驱动力的频率接近物体的固有频率时，振幅最大，即共

振；再利用单摆的周期公式求摆长.

【详解】a摆摆动起来后，通过水平绳子对b、c两个摆施加周期性的驱动力，使b、c两摆做受迫振动,

两摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则两摆的周期相同；

受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时,出现共振现象，振幅达到最大，由于c摆的固有频率与a摆

的相同，故C摆发生共振，振幅最大；

a摆的固有周期与c摆的相同，由图乙可知,振动周期为：T=t0,由单摆周期公式7=2乃即

f°=2%R,所以摆长为：L=生.

\g4/r

【点睛】本题考查受迫振动的周期和共振现象，自由振动与受迫振动是从振动形成的原因来区分的，比较

简单.

11.（4分）Ft（2分）Ftcos0（2分）

【详解】［1］由冲量定义可知，拉力尸对物体的冲量

I产Ft

⑵根据平衡条件可知，物体受到的摩擦力

f=Fcosd

故摩擦力的冲量

If=Ftcos6

12.（6分）①.下（2分）②.向左（2分）③.向右（2分）

（11）

13.（5分）【答案】①.0.60（2分）②.不需要（1分）③.Md-----------（2分）

、‘Bt卜）

14.（9分）【答案】（1）7//B=0.2kg（3分）；（2）0.12J；（3分）V；=2m/s（3分）

【详解】（1）物块A、B及弹簧组成的系统动量守恒，根据动量守恒定理可知

%匕=（%+%»共............2分

其中匕=L2m/s,v共=1.0m/s,则解得

恤=0.2kg............1分

（2）当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，则

1,12

25=耳+5（祇A+/）v共........2分

代入数据解得

4，=0」2J............1分

（3）从A刚与弹簧接触到弹簧恢复至原长的过程动量守恒，则

%%=mAVl+mBV2

*3,

-mAVl=万"^匕

Z/

代入数据解得V2=2m/s

15.（13分）【答案】

【详解】（1）粒子在电场区域做类平抛运动有

Eq=ma

设经过y轴时，沿x轴方向的分速度大小为匕，速度方向与y轴正方向夹角为，，有

根据题意

tan0=-

%

解得

6=60。

（2）所以粒子进入磁场的速度大小为

设粒子在磁场区域运动的轨迹半径为广，由几何关系可知

r+rsin3O°=d

粒子在磁场中做匀速圆周运动有

V2

qvB=m—2分

r

解得

]3Em

B=1分

dq

(3)粒子在磁场中运动的周期为