2024-2025学年山东省济宁市兖州区高二（下）期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年山东省济宁市兖州区高二（下）期中物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共24分。

1.如图所示，螺线管与灵敏电流计相连，磁铁从螺线管的正上方由静止释放，向下穿过螺线管。下列说法

正确的是（）

R

A.电流计中的电流先由a到出后由b到a

B.a点的电势始终低于b点的电势

C.磁铁减少的重力势能等「回路中产生的热量

D.磁铁刚离开螺线管时的加速度小于重力加速度

2.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图甲所示，产生的交变电动势随时

间变化的规律如图乙所示，已知线框内阻为1.00,外接一只电阻为3.0。的灯泡，则（）

甲

A.理想电压表V的示数为4V

B.电路中的电流方向每秒改变10次

C.0.05s时，线圈磁通量变化率最大

D.电动势的瞬时值表达式为e=4Vlsin207rt（V）

3.如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=副线圈电路中&为定值电阻，R为滑动变阻器，理

想交流电压表％和七的示数分别为6和〃2,理想交流电流表4和色的示数分别为A和，2・卜.列说法正确的是

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A.比和%是电压的瞬时值

B」］、，2之比等于原、副线圈的匝数之比

C.滑片P向上滑动过程中，出变大，/［变大

D.滑片P向上滑动过程中，出不变，变小

4.如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为小:n2=1:10,

其输入电压如图所示，输电功率为200小I/,输电线总电阻为R我=8。，则下列说法正确的是（）

A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz

B.升压变压器副线圈的电压有效值为5000V

C.高压输电线上电流有效值为404

D.高压输电线上损失的电压为32071V

5.%、&为两个完全相同的定值电阻，h两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流

电压的峰值是有效值的倍），/?2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期7

内产生的热量之比。1”2为（）

6.如图所示，水平面内有相距为/=1.0m的两平行固定金属导轨，导轨左端接有电动势E=4人内阻丁=1Q

的电源，金属棒劭跨接在金属导轨上，与两金属导轨垂直并与导轨接触良好，棒Qb接入电路部分的电阻/?=

1。金属导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小8=1阴勺匀强磁场中，磁场方向与棒心垂直旦与水

平面成9=30。角斜向右上方，棒时始终静止于导轨上。下列说法正确的是（）

A.棒ab所受摩擦力水平向左

B.棒ab所受安培力大小为1N屹//

C.棒ab受到的支持力比重力小1N///右

D.棒出?所受摩擦力大小为1N/

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7.关于下列四幅图的说法正确的是（）

A.图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U

B.图乙是磁流体发电机的结构不怠图，可以判断出4极板是发电机的止极，B极板是发电机的负极

C.图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器的条件

是Eq=qvB,BPv=

D.图丁是质谱仪的主要原理图。其中出、出、狗在磁场中偏转半径最大的是；H

8.如图所示，边长为L的等边三角形48c内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为无的匀强磁场，。是力8

边的中点，一质量为m、电荷量为-q（q>0）的带电的粒子从。点以速度u平行于BC边方向射入磁场，不考虑

带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（）

A.粒子可能从B点射出

B.若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为弓L

C.若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为赢

D.所有从48边射出的粒子，其在磁场中运动的时间都不相等

二、多选题：本大题共4小题，共16分。

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12.如图，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,电阻为2R的金属棒从高为九处静止释放，到达磁场右边界处时速度为必

已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为小金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程

B.金属棒产生的焦耳热为九-ngd-|v2）

C.巩械能的损失量为77ig/l771官

D.通过磁场的时间为国---（驾

4gng3fimgR

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和遵循的物理规律。以下是实验探究过

程的一部分（图中力是小线圈，8是大线圈）。

甲7.丙

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(1)如图甲所示，当磁体N极朝下且向下运动时;发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生感应电流的方

向，必须知道电流表指针偏转方向与电流方向间的关系。

(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转,电路稳定后，若向右移动滑动变阻器的滑

片，此过程中电流表指针向偏转，若将线圈A抽出，此过程中电流表指针向偏转。(均选填“左”

或“右”)

(3)某同学按图内所示电路完成探究实验，在完成实验后未断开开关，也未把4、B两线圈和铁芯分开放置.，

在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除(选填“力”或)线圈所在电路时发生的，分

析可知，要避免电击发生，在拆除电路前应(选填“断开开关”或“把4、8线圈分开放置”)。

14.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中，如图所示为所用实验器材：可抹变压器、学

生电源、数字多用电表。

(1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学

方法是o

4控制变量法8.等效代替法C.整体隔离法

(2)为了减少涡流的影响，铁芯应该选择o

4整块硅钢铁芯B.整块不锈钢铁芯

C绝缘的硅钢片叠成D.绝缘的铜片叠成

(3)现将数字多用电表的选择开关旋至最合适的挡位后，分别测量原线圈匝数为3时的输入电压力和副线圈

匝数为九2时的输出电压。2,数据如表所示。

原线圈匝数ni(匝)副线圈匝数叼(匝)输入电压U100输出电压力")

1002004.328.27

1008004.3233.90

4008004.338.26

40016004.3316.52

①在误差允许范围内，表中数据基本符合规律。

②进一步分析数据，发现输出电压比理论值偏小，请分析原因。

15.如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框486匝数几=100匝，面积为S=0.02加，总电阻r=

100,绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度3=lOOrad/s,已知匀强磁场磁感应强度/?=777，矩形

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线圈通过滑环与理想变压器相连，副线圈与电阻R相接，电表均为理想电表，电流表示数为/=44从线框

转至中性面位置开始计时，求：

(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。

16.如图所示，一个质量为相、电荷量为q的带负电荷的粒子，不计重力，从x轴上的P点以速度〃射入第一象

限内的匀强磁场中，并恰好从y轴上的Q点垂直于y轴射出笫一象限。已知v与x轴正方向成60。用，OQ=*

(1)求匀强磁场的磁感应强度8的大小；

(2)求带电粒子在磁场中运动的时间；

(3)若只改变匀强磁场的磁感应强发的大小，求8满足什么条件时，粒子不会从y轴射出第一象限。

17.如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角6=37。的绝缘斜面上，顶部接有一阻值R=3Q

的定值电阻，下端开口，轨道间距乙=1m,整个装置处于磁感应强度8=2T的匀强磁场中，磁场向垂直斜

面向上，质量m=1kg的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻r=1。，电路中其余电住不计，金属

棒砒由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好，不计空气阻力影响。已知金属棒协

与导轨间动摩擦因数〃=O5,sin370=0.6,cos37°=0.8,取g=lOm-

(1)求金属棒Qb沿导轨向卜.运动的最大速度Um：

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(2)求金属棒必沿导轨向下运动过程中，电阻R的最大电功率P&；

(3)若从金属棒时开始运动至达到最大速度过程中，电阻R上产生的焦耳热总共为1.57,求流过电阻R的总电

荷量q。

18.如图所示，xOy平面内，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为8,方向垂直于纸面向外；在x轴

下方存在匀强电场，电场强度大小为E，方向与％Oy平面平行，且与工轴成45。夹角。一带电粒子以大小为孙

的初速度从y轴上的P点沿y轴正方向射出，P点的坐标为(04),一段时间后粒子第一次进入电场且进入电场

时的速度方向与电场方向相反。不计粒子的重力。

(1)判断带电粒子的电性，并求其二匕荷(2)；

(2)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间;

(3)求带电粒子第四次经过婕由的位置的横坐标。

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参考答案

1.0

2.D

3.0

4.D

5.5

6.0

7.D

8.6

9.AD

\0.AD

1\.AC.

12.BC。

13.(2)左；左

(3)4断开开关

14.(1)A

(2)C

(3)变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比；有漏磁/铁芯发热/导线发热

15.解：(1)感应电动势的最大值Em=71BS0)=100xJIx0.02x1001/=200<2V

从线框转至中性面位置开始计时，线圈中感应电动势的表达式为e=/sin3t=200%<2sinl00t(y)o

(2)感应电动势的有效值为E=,=200V

线圈内电压U,产/r=401/

电压表的示数U=E-U产2001/-407=160V

由于理想变压器PkP出

电阻R上消耗的电功率P=UI=640W

根据变压比可知，电阻R两端的电压UR=丝〃=80V

ni

电阻/?=络=10。。

16.(1)根据题意，画出带电粒子运动轨迹如图所示

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由几何关系有n+riSin30°=a

解得轨道半径为ri=1a

由洛伦兹力提供向心力可得qvB=m-

ri

解得匀强磁场的磁感应强度的大小为3=誓

2qa

(2)运动时间为£=•=#=g等=需

(3)由第一问可得OP=ricos30°=容a

粒子刚好不会从y轴射出第一象限的轨迹如图所示

由洛伦兹力提供向心力可得qu%=m—

联立解得Bo=

所以粒子不会从y轴射出第一象限，磁感应强度大小满足的条件为82公寄警

17.解：(1)金属棒由静止释放后，在重力、轨道支持力、摩擦力和安培力作用下沿斜面做变加速运动，加速

度不断减小，当加速度为零时达到最大速度方后保持匀速运动.有：

mgsinO-fimgcosO—F.^=O...(Z)

又安培力大小为:F安=BIL…②

感应电流为：/=忌…③

R+r

感应电动势为：E=BLvm.„®

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联立①v,n=2m/s...@

(2)金属棒以最大速度为匀速运动时，电阻R上的电功率最大，根据功率公式有：

2

PR=IR...@

联立③©⑤领：PR=3W...©

(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中沿导轨下滑距离为口由能量守恒定律：

(mgsinO-^mgcosG)-x=4-QR+Qr...®

根据焦耳定律Q=/2Rt得：萼…⑨

Qrr

流过电阻R的总电荷量q=7△t=卷△t=普…⑩

i\-rTn-rr

联立⑧q=IC...⑬

18.解：(1)假设