上海市嘉定区某中学2023-2024学年高二年级下册期末考试物理试卷（解析版）

嘉定二中2023学年度第二学期期末考试

高二年级物理学科试卷（等级考）

一、单项选择题（L8题每题3分，9・12题每题4分，共40分）

1.楞次定律是下列哪个定律在电磁感应现象中的具体体现？

A.电阻定律B.库仑定律

C.欧姆定律D.能量守恒定律

【答案】D

【解析】

【详解】楞次定律指感应电流的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的磁通量的变化，这种阻碍作用做功将其他

形式的能转变为感应电流的电能,所以楞次定律的阻碍过程实质上就是能量转化的过程.

2.热成像仪能够对公共场所往来的人流进行高效的体温筛查，这主要是利用了人体所放出的（）

A.微波B,红外线C.可见光D.紫外线

【答案】B

【解析】

【详解】ABCD.所有物体都会发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强，人体在发射红外

线时，体温越高，发射的红外线就越强，热成像仪就是根据这个原理制作的，故ACD错误，R正确。

故选Bo

3.如图所示，甲、乙两图是同一单色光分别透过孔径为d甲和4乙的两圆孔后在光屏上形成的图样，则

()

甲乙

A.d甲＞“乙B.d甲二4乙

C.d甲＜d乙D.无法判断

【答案】C

【解析】

【详解】根据图样可知，图中发生了光的衍射现象，图乙图样的形成是光的直线传播，根据发生明显衍

射的条件可知，图甲中孔径的尺寸与光的波长相差不多，而图乙中光发生直线传播，孔径的尺寸比光的

波长大得多，因此有

dM<d乙

故选C。

4.某温度敏感性材料在常温下不透光，而高温下会变得透明。这种材料配合以下哪种DIS传感器可以起到

监测温度的效果（）

A位移传感器B.力传感器C.光电匚传感器D.电流传感器

【答案】C

【解析】

【详解】某温度敏感性材料在常温下不透光，而高温下会变得透明。将该材料置于光源和光电门传感器

之间，当温度变化时，该材料的透光度不同，光电门传感器接收到的光强不同，光电门传感器将光信号

转变为电信号，从而可以监测温度。

败选C。

5.如图所示，阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S极间，A、B两端连接高压电源，不计电子重力，通电后

电子在两磁极间将做（）

电子束

A.匀速直线运动B.匀变速直线运动

C.匀变速曲线运动D.变加速曲线运动

【答案】D

【解析】

【详解】电子在磁场中运动,根据左手定则可知,受到洛伦兹力的作用向上偏转。因为在电子的运动路

径上速度方向时刻在改变，其洛伦兹力方向也随之改变，电子在两磁极间将做变加速曲线运动。

故选D。

6.如图所示，运动员向球踢了一脚，踢球时的力f=100N,球在地面上滚动了10s后停下来，若足球受到

地面阻力为5N,则运动员对球的冲量为（）

A.lOOON-sB.5OON-SC.50N-sD.无法确定

【答案】C

【解析】

【详解】对全过程应用动量定理得

f=0

解得

/=5ON-s

故选C。

7.一台交流发电机为一套可视为纯电阻电路工业电热设备供电，设备额定功率45kW,正常工作时该

设备所能达到的最大瞬时功率约为（）

A.23kWB.32kWC.64kWD.90kW

【答案】D

【解析】

【详解】额定功率

尸=/；R=45kW

而交流发电机的峰值电流

=夜/有效

所以设备的最大峰值功率

-=/潘=2%K=90kW

故选D。

8.如图所示的实验电路中，L是自感线圈，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。片0时闭合开关S,一段

时间后断开开关，则电流传感器所记录的电流i随时间，变化的图像可能为（）

CD.如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角，则光线1在水球外表面折

射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角，设水球半径为K气泡半径为八光线经过水球

后的折射角为服光线进入气泡的入射角为。，根据儿何关系有

sin（4一6）sin。

Rr

则可得出光线2的〃大于光线1的。，故若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射，C

正确、D错误。

故选C。

10,一摆的摆长为Im,摆球质量0.01kg,开始时处在平衡位置，若给小球一个向右的水平冲量

A.D时，摆球速度为lm/s

B.此次振动的周期为1s

C.若将该摆从山脚移到山顶，其周期减小

D.若将该摆固定在加速向上运动的电梯中，其周期减小

【答案】D

【解析】

【详解】A.由动量定理有

/=mv-0

解得

v=2nVs

故A错误；

B.单摆周期公式

解得

丁a1.99s

故B错误；

C.若将该摆从山脚移到山顶，重力加速度将减小，根据

得周期增大，故C错误；

D.若将该摆固定在加速向上运动的电梯中，处于超重现象，电梯中的重力加速度为

g'=g+。

得加速度变大，根据

得周期减小，故D正确。

故选D。

11.如图所示，一水平导轨处尸与水平方向成45。角斜向左上方的匀强磁场中，一根通有恒定电流的金属

棒，由于受到安培力作用而在粗糙的导轨上向右做匀速运动。现将磁场方向沿顺时针缓慢转动至竖直向

上，在此过程中，金属棒始终保持匀速运动，已知棒与导轨间的动摩擦因数为"（"<1），则（）

A.金属棒所受摩擦力一直在减小B.磁感应强度先减小后增大

C.金属棒受到的安培力不变D.导轨对金属棒的支持力先变小后变大

【答案】B

【蚱析】

【详解】以金属棒为研究对象，受力分析如图所示，设磁感线与水平方向的夹角为a

安培力大小

F=B1L

490°«

由平衡条件得

G=N+BILsme

f=RILcos9

f=^N

解得

B=_______应_______—一「产______

〃(〃cosa+sin。)ILy]\+u2sin(/?+«)

式中tan/?=/z

由题意

4Vl

则

*45。

B在磁场缓慢转过45。的过程中，a从45。增大到90。，可知磁感应强度先变小后变大，受到的安培力变

化，摩擦力一直增大，受到的支持力一直增大。

故选Bc.

12.如图所示，半径为R、质量为，〃且分布均匀的闭合塑料圆环用长为乙的丝线悬挂于天花板下(R远小

于ZJ,在其下方横放着•根通电直导线，电流恒定。今将环拉至摆线与竖直方向成夕的位置CV5。)，

无初速释放，设环在摆动过程中始终保持与导线在同一平面内，不计空气阻力，则()

A.环无法摆到右侧同一高度处

B.环第一次摆到最低点所用时间等于巴上建

2Mg

C.环运动中所受安培力始终与速度方向相反

D.环运动中所受安培力始终沿竖直方向

【答案】AD

【解析】

【详解】A.根据电流的磁场的特点可知，导线上方的磁场是不均匀的，靠近导线处的磁场强，远离导线

的地方磁场弱。所以在圆环运动的过程中，穿过圆环的磁通量会发生变化，所以能产生感应电流。电磁

感应的过程中一部分的机械能转化为电能，所以环的机械能减小，环不能摆到右侧同一高度处。故A正

确；

B.若没有磁场时，依据单摆的周期公式

L+R

7=24

g

那么环第一次摆到最低点所用的时间等于工』"而现在导线中电流的方向向右，可知导线上方的

2Vg

磁场的方向向外，当环在最低点时向外的磁通量增大，出现感应电流，从而阻碍磁通量增大，从而导致

环第一次摆到最低点所用的时间大于Cjm或

,故B错误;

2Yg

CD.导线上方的磁场是不均匀的，靠近导线处的磁场强，远离导线的地方磁场弱，若采用极性思维的方

法：假设环向上的过程中穿出磁场，向下的过程中进入磁场，杈据楞次定律可知，环向上运动的过程中

受到的安培力的方向向下，环向下运动的过程中受到的安培力的方向向上，与环的轨迹无关，所以环运

动中所受安培力始终沿竖直方向，而不是始终与速度方向相反。故D正确，C错误。

故选AD。

二、填空题（共20分。本大题有5小题，每小题4分，每空格2分。）

13.发电机和电动机中，利用“磁场对电流的作用力”工作的是；利用“电磁感应原理”工作的

是。（两空均选填“发电机”或“电动机”）

【答案】①.电动机②.发动机

【解析】

【详解】口］［2］发电机和电动机中，利用“磁场对电流的作用力”工作的是电动机；利用“电磁感应原

理”工作的是发电机。

14.如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始

TA

计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为兀经一时间，小球从最低点向上运动的距离____一（选填

82

T

“大于，，、“小于”或“等于，，）；在一时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。

4

【答案】①.小于②.最大

【解析】

【详解】［1］根据简谐振动的位移公式

T

则，二7时有

8

“8)2

所以小球从最低点向上运动的距离为

2-V2

Ay=AA<—A

222

4

则小球从最低点向上运动的距离小于一。

2

⑵在，=工时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。

4

15.我国的光纤通信技术处于世界领先水平。光纤内芯（内层玻璃）的折射率比外套（外层玻璃）的

（选填“大”或“小”）。某种光纤的内芯在空气中全反射的临界角为43。，则该内芯的折射率为

。（取sin43。=0.68,cos43。=0.73,结果保留2位有效数字）

【答案】①.大1.5

【解析】

【详解】［U根据全反射定律5由。=,可知光钎内芯的折射率比外套的折射率大，这样光在内芯和外壳的

n

界面上才能发生全反射，保证信息的传输.

⑵折射率为

n=—!—=—=1.5

sin43°0.68

16.如图所示，空间存在一正方形匀强磁场区域，一束带电粒子从。点以相同的速度沿岫方向垂直磁场

射入后，分为两束分别从c、d两点射出，可知两束粒子均带电，在磁场中运动时间之比

“尸。（不计重力及粒子间相互作用）

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

XXXXXX

d

【答案】①.负②.1:1

【详解】川根据左手定则,可知两束粒子均带负电。

⑵粒子的运动轨迹如图

av_________b

XX

XX

”xxXX、

XXx/xXX\!

XXXXx|

C

由几何关系可知粒子从c•点离开，其轨迹对应的圆心角为180。，轨道半径为

=L

粒子从d点离开，其轨迹对应的圆心角为90。,轨道半径为

L

1万

根据

2

了

qvB=tn—

r

解得

mv

r=——

qB

可得

二v*二2u

也BLmdBL

又

-27rr

1=----

V

联解得

.2乃〃？

/=-------

qB

两束粒子在磁场中运动时间分别为

9C士7J80。

tc

~36'0°「d~360°d

联立，解得

心力二1：1

17.如图（a）所示，阻值为2C、匝数为100的圆形金属线圈与一个阻值为3c的电阻连接成闭合电路。

线圈的半径为10cm,在线圈中有一个边长为10cm的正方形匀强磁场区域，该磁场方向垂直于线圈平

面,磁感应强度6（向里为正）随时间，变化的关系如图（b）所示，导线电阻不计。则10s时通过电阻

的电流方向为（选填“加'或"ba"）,其大小为Ao

【答案】①.ba②.0.04

【解析】

【详解】"I由图b可知，在。〜10s时间内，通过电阻的电流方向为人。，在10s以后，通过电阻的电流方

向仍为乩，因此10s时，通过电阻的电流电流方向为加。

⑵由法拉第电磁感应定律可知

E=N-S

Ar

其中

S=I?

根据闭合电路欧姆定律，有

E

R+r

联立，解得

/=0.()4A

三、综合题（共40分，18题9分；19题15分；20题16分）注意：在列式计算、逻辑推

理以及回答问题的过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。

18.在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中：

（I）除导线和可拆变压器外，下列器材中还需要用到的是（）

A.干电池组B.滑动变阻器C.学生电源D.直流电压表E.多用电表F.条形磁铁

（2）某同学多次改变原、副线圈的匝数，测量并记录多组输入、输出电压值，数据如下：为得出规律还

需要根据所得数据计算，在误差允许范围内，表中数据基本符合的规律。

原线圈匝数小副线圈匝数〃2输入电压U\输出电压Ui

（匝）（匝）(V)(V)

IDO2004.328.27

1008004.3233.9

4008004.338.26

40016004.3316.52

<3）如图所示，可拆变压船铁芯由U形部分P和横档部分Q组合而成，为减少铁芯中的涡流损耗，横档

部分Q中绝缘硅钢片的堆叠方式应为（）

10铁芯Q

【答案】（1）CE（2）①.

（3）B

【解析】

【小问I详解】

在探究变压器线圈两端的电压与而数的关系''实验中,使用的是低压交流电源.所以不需要干电池.磁场

是利用了电流的磁效应，所以也不需要条形磁铁，测量线圈两端的电压需要使用多用电表的交流电压

挡，不需要直流电压表和直流电流表。本实验不需要滑动变阻器控制电流，故不需要滑动变阻器。

故选CE。

【小问2详解】

n.U,

in得出规律还需要根据所得数据计算u、和力。

第一组数据，线圈的匝数比

n}_1001

%一前—5

电压之比

■_4.32

BO.52

第二组数据，线圈的匝数比

n1_100_1

n28008

电压之比

■二4.32

之0.13

319

第三组数据，线圈的匝数比

H,_400_1

n28002

电压之比

U、_4.33

之0.52

826

第四组数据，线圈的匝数比

n}_400_1

1600-4

电压之比

q_4.33

a0.26

16.52

[2]在误差允许范围内，表中数据基本符合变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比的规律。

【小问3详解】

根据题意可知，由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，

应尽可能使铁芯Q中不产生较大的涡流，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于弥力的各平面和平行于abfe

的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照平行于。力北平面的形式设计。

故选B。

19.电磁振荡与电磁波：将电感器、电容器与电池、单刀双掷开关、电压传感器按如图所示电路连接，把

开关置于1,先给电容器充电。

电

压

传

感

器

渐

差逐

电势

间的

板之

正极

极与

源正

聚，甩

极板积

下向两

力作用

____

____

在__

电荷

自由

中，

电过程

（I）充

”）。

“不变

”或

“减小

”、

“增大

（选填

与电池

电流/

程中总

充电过

则关于

为Q,

电荷量

所带的

电容器

完毕时

,充电

容为C

的电

容器

知电

（2）已

）

有（

势E，

电动

Q/C

，E=

减小

B./

=CQ

小，E

A./减

Q/C

，E=

增大