福建省福州市台江区九校2024-2025学年高二下学期期中联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年第二学期期中考试高二物理试卷（满分：100分；考试时间：75分钟）一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项正确）1.下列说法正确的是（）A.磁场是为研究物理问题而假想的，实际并不存在B.安培最早发现了电流周围存在磁场C.麦克斯韦通过实验证明了光是一种电磁波D.法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系【答案】D【解析】A．磁场是真实存在的物质，而磁感线才是假想的线，用于描述磁场分布的，故A错误；B．奥斯特最早通过实验发现电流周围存在磁场，故B错误；C．麦克斯韦从理论上预言电磁波的存在并指出光的电磁波本质，但实验验证由赫兹完成，故C错误；D．法拉第首次提出“场”的概念，并通过电磁感应现象揭示了电与磁的深刻联系，故D正确。故选D。2.如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（）A.闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同B.闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势C.电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭D.电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势【答案】D【解析】AB．闭合开关瞬间，由于自感线圈有自感电动势产生，阻碍电流增大，所以A1逐渐变亮，而A2立即变亮，A1所在电路的电流方向为从M到N，所以M点电势高于N点电势，故AB错误；C．电路稳定后断开S，A1、A2与L、R构成回路，L相当于电源，因原来两支路电流相等，所以不会出现A2闪亮一下再熄灭的现象，A1、A2都会逐渐熄灭，故C错误；D．电路稳定后断开S瞬间，A1所在电路的电流方向为从N→A1→A2→R→M，所以M点电势低于N点电势，故D正确。故选D。3.如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（）A. B. C. D.【答案】D【解析】A．线圈向右移动0-L进入磁场时产生的电动势根据欧姆定律可得，线圈中的电流方向为逆时针，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时产生的电动势0,电流为0;当线圈向右移动2L-3L出离磁场时产生的电动势根据欧姆定律可得，线圈中的电流此时方向为顺时针，大小也不变，A错误；B．同理可知，线圈向右移动0-L进入磁场时，线框的边两端的电压线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，线框的边两端的电压当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，线框的边两端的电压B错误；C．线圈向右移动0-L进入磁场时，安培力方向向左，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，安培力为零，当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，安培力方向向左，大小不变，C错误；D．线圈向右移动0-L进入磁场时，磁通量线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，磁通量当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，磁通量D正确。故选D。4.图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（）A.当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同B.当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为C.若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度不是均匀分布D.当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为【答案】D【解析】A．当金属条经过磁场区域时，根据电磁阻尼知识可知，金属条受到的安培力方向与运动方向相反，故A错误；BC．当电压表的读数为U时，电流为又联立可得传送带的速度大小为若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度均匀分布，故BC错误；D．当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路电流为电路的总发热功率为联立可得，故D正确。故选D。二、双项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项正确，全对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）5.如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示，由图像可知下列说法正确的是（）A.小球偏离平衡位置的最大距离为10cmB.1s末到5s末小球通过的路程为40cmC.2s末和4s末小球的位移相等，运动方向也相同D.1s末和3s末弹簧的长度相同【答案】AB【解析】A．由题图乙可知小球偏离平衡位置的最大距离为10cm，故A正确；B．根据图乙易得1s末到5s末小球通过的路程为4倍振幅，即路程为40cm，故B正确；C．2s末和4s末小球位移均为0，位移相同，图像可知2s末小球向x轴负方向运动，4s末小球向x轴正方向运动，运动方向相反，故C错误；D．1s末和3s末小球的位移不同，故弹簧的长度不同，故D错误。故选AB。6.如图，物块M、N通过弹簧连接静止在光滑水平面上，物块M的质量是物块N质量的3倍。某时刻，物块M获得水平向右的冲量I。下列说法正确的是（）A.当M、N速度相同时，弹簧的弹性势能最大B.自开始至弹簧最短的过程，弹簧对物块M的冲量大小为C.自开始至弹簧最长的过程，弹簧对物块M的冲量大小为D.弹簧第一次恢复原长和第二次恢复原长时，M的速度相同【答案】AB【解析】A．当M、N速度相同时，M、N距离最近或者最远，此时弹簧最长或者最短，弹簧的弹性势能最大，故A正确；BC．无论弹簧最长还是最短，两物块的速度都相同，以水平向右为正方向，设物块M的质量为，物块N的质量为，则，由动量定理有由动量守恒定律有又联立解得自开始至弹簧最短或最长，弹簧对物块M的冲量均为弹簧对物块M的冲量大小为，故B正确；C错误；D．M获得冲量后压缩弹簧至最短，此时两者速度相等，M受力向左，继续减速，N受力向右，继续加速，弹簧逐渐恢复原长，弹簧第一次恢复原长时，M速度最小，N速度最大，之后弹簧开始拉伸，M受力向右，加速，N受力向左，减速，弹簧最长时，两者速度再次相等，M受力仍向右，加速，N受力仍向左，减速，到第二次恢复原长时，M速度最大，N速度最小，故弹簧第一次恢复原长和第二次恢复原长时，M的速度不同，故D错误。故选AB。7.如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（）A.若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为B.若将自耦变压器触头向上滑动，则电流表示数增大C.若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大D.当灯泡正常发光时，原、副线圈匝数比为3：1【答案】AB【解析】A．感应电动势的最大值为若从图示线框位置开始计时，即从垂直中性面位置开始计时，线框中感应电动势随时间应按余弦规律变化，瞬时值表达式为，故A正确；B．根据理想变压器的原理解得副线圈通过的电流若将自耦变压器触头向上滑动，而副线圈的匝数增大，则副线圈中的电压增大，则流过副线圈的电流增大，故变压器的输出功率增大，则变压器的输入功率增大，由于主线圈的电压不变，则电流表的示数增大，故B正确；C．若将滑动变阻器滑片向上移动，副线圈中的电流减小，根据上述结论可知，原副线圈匝数都不变，副线圈的电流减小，则原线圈的电流减小，电流表的示数减小，故C错误；D．由题可知，原线圈电压的有效值小灯泡正常发光时，根据解得副线圈两端的电压故原副线圈的匝数比为，故D错误。故选AB。8.风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为220V。下列说法正确的是（）A.磁感应强度大小为B.用户获得的功率为C.降压变压器原、副线圈匝数比n3：n4=10：1D.若输出电压不变，输电线电流变大，则用户端电压变大【答案】BC【解析】A．发电机线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，产生的电动势的最大值有效值发电机线圈电阻不计，所以解得故A错误；B．由得升压变压器副线圈的电压为则升压变压器副线圈的电流为则则用户得到的功率为，故B正确；C．升压变压器原、副线圈的匝数比，故C正确；D．若输出电压不变，由则不变输电线电流变大，则减小由则用户端电压减小，故D错误。故选BC。三、非选择题（共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。）9.如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设向右为正方向，图乙是这个单摆的振动图像。根据图像可得，单摆振动的频率是______Hz；开始时摆球在______位置（填“C”、“B”或“O”）；若将其制作成摆钟，将该摆钟从赤道带到北极，发现摆钟走时变______（填“快”或“慢”）了【答案】1.25B快【解析】[1]根据图乙可知，单摆周期则单摆频率[2]单摆的位移是相对于平衡位置的位移，由于规定向右为正方向，根据图乙可知，开始时摆球在B位置。[3]根据单摆周期公式有当将该摆钟从赤道带到北极时，重力加速度增大，则周期减小，即发现摆钟走时变快了。10.轻质细线吊着一边长L=1m、匝数n=1匝的正方形线圈，其总电阻R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求：（1）线圈中产生的感应电动势的大小为______V，感应电流的方向为______（选填“顺时针”

或“逆时针”）。（2）t=6s时，磁场对线圈的作用力大小为______N。【答案】（1）0.05逆时针（2）0.04【解析】（1）[1]线圈中产生的感应电动势的大小为（2）[3]t=6s时，磁感应强度大小为磁场对线圈的作用力大小为11.如图所示，质量为2m的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为的半圆形光滑轨道。现将质量为m的小球放于半圆形轨道的边缘上，并由静止开始释放，当小球滑至半圆形轨道的最低点位置时，小球和小车组成的系统动量___________（填“守恒”或“不守恒”），小车移动的距离为___________。【答案】不守恒【解析】[1]当小球由静止滑至半圆形轨道的最低点位置时，小球和小车组成的系统合外力不等于零，则系统动量不守恒，但水平方向合力为零，系统水平方向动量守恒；[2]由于水平方向动量守恒，则，联立解得12.在验证变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”匝。（1）实验时，实验室有下列器材：A.可拆变压器

B.条形磁铁

C.多用电表

D直流电源

E.开关、导线若干F.低压交流电源上述器材在本实验中不需要的有__________（填器材字母代号）（2）为了减小能量传递过程中的损失，变压器的铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。A. B. C.C D.（3）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，而是______（填“”“”“”）出现了分析下列可能的原因，你认为正确的是______实验次数匝匝130060035.94230015002.912.68360015002.957.21A.原、副线圈的电压不同步B.变压器线圈中有电流通过时会发热C.铁芯在交变磁场的作用下会发热D.原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失【答案】（1）BD（2）D（3）BCD【解析】（1）根据实验要求可知，实验不需要磁铁和直流电源。故选BD。（2）根据楞次定律和安培定则，产生涡旋电流的方向与左侧面平行，为了减小涡旋电流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应平行于前表面（后表面）。故选D。（3）[1]根据实验数据可知[2]变压器不是理想的，存在有漏磁、线圈电阻大、铁芯发热、导线发热等电能损耗，都会导致副线圈电压小于原线圈电压的倍。故选BCD。13.如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。（1）实验中，必须要测量的物理量有______。A.小球开始释放的高度h B.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的水平距离 D.小球A、B的质量、（2）实验中，下列说法正确______。A.斜槽一定要光滑B.两球半径一定要相同C.两球质量关系一定要满足（3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是______（填字母代号）；（4）若某次实验时，A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，若x2=2x1，x3=3x1，且碰撞中动量守恒，则______【答案】（1）CD（2）B（3）c（4）【解析】（1）小球做平抛运动，竖直方向上有水平方向上有，，根据动量守恒定律有解得可知，实验中，必须要测量的物理量有小球做平抛运动的水平距离与小球A、B的质量、。故选CD。（2）A．小球A每次均从斜槽同一位置静止释放，小球克服斜槽摩擦阻力做功相同，小球飞出斜槽末端速度大小相等，可知，斜槽的摩擦对实验没有影响，斜槽不一定要光滑，故A错误；B．为了使两小球发生对心正碰，实验中两球半径一定要相同，故B正确；C．为了碰撞过程发生反弹，两球质量关系一定要满足，故C错误。故选B。（3）图丙中最下方的落点与其它落点偏差太大，表明该落点对应实验存在错误，应该将该落点排除，之后，将其它落点用最小的圆圈起来，圆心即为平均落点，可知，图中画的三个圆最合理的是c。（4）M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，结合上述有由于x2=2x1，x3=3x1解得14.如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：（1）转动中感应电动势的有效值；（2）电路中交流电压表和电流表的示数；（3）线圈由图示位置转过的过程中，线路中通过的电荷量。【答案】（1）（2）,（3）【解析】（1）由题可知，线圈的转速则线圈的角速度线圈转动中感应电动势的最大值为感应电动势的有效值（2）由闭合电路欧姆定律可得交流电压表的电压（3）线圈由图示位置转过的过程中结合电流，由闭合电路的欧姆定律可得根据法拉第电磁感应定律可得联立解得15.如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，