2021-2022学年广东省深圳市龙岗区龙城某中学高二（下）期中物理试卷（附答案详解）

绝密★启用前

202L2022学年广东省深圳市龙岗区龙城高级中学高二（下）期

中物理试卷

考试范围：XXX；考试时间：100分钟；命题人：XXX

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用

橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。

3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.下列有关物理学史的说法符合事实的是（）

A.奥斯特首先发现了电流的磁效应

B.法拉第定量得出了法拉第电磁感应定律

C.赫兹预言电磁波的存在，并测出电磁波的速度

D.楞次首先引入电场线和磁感线，提出了判定感应电流方向的方法即楞次定律

2.一水平放置的矩形闭合线圈abed,在细长磁铁的N极附近z--->,

竖直下落，由图示位置I经过位置n到位置田，位置I和位71aj一~7d..

〜n

置m都很靠近位置n.在这个过程中，线圈中感应电流（）N/b

Z..7III

A.沿abed流动

B.沿deba流动

C.从I到II是沿abed流动，从II到HI是沿deba流动

D.从I至IJ口是沿deba流动，从H到HI是沿abed流动

3.如图所示，闭合矩形线圈abed从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，n

。

」

一

二c

此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈左边的长度，不计空气阻力，则（）

Xrxl

A.从线圈de边进入磁场到ab边穿过出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流X*

XXX

B.de边刚进入磁场时线圈内感应电流的方向，与de边刚穿出磁场时感应电流的Xx

_*._一

方向相反

C.从线圈de边进入磁场到ab边穿出磁场的整个过程中，加速度一直等于重力加速度

D.de边刚进入磁场时线圈内感应电流的大小，与de边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相

等

4.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3.00的灯泡，

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=4位sin207rt（V）

5.两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b,以不同b

的速率对准圆心。沿着4。方向射入圆形匀强磁场区域，其运动/XX>/X\

Axx；

轨迹如图所示.若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（）->一X?

A.a粒子带正电，b粒子带负电AXX/

B.a粒子在磁场中运动时间较长"a

C.a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大

D.a粒子动能较大

6.如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成。角，M、P两端接一电阻R,

整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外

力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，金属棒电阻为r,导轨电阻忽略不计、已知通过

电阻R的感应电流/随时间t变化的关系如图乙所示•下列关于棒运动速度外力F、流过R的

电量q以及闭合回路中磁通量的变化率非随时间变化的图象正确的是（）

7.如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，其中

丙的磁感应强度大小为B、电场强度大小为E,下列说法正确的是（）

XXXXXX

C.图中粒子沿直线通过的条件是。=i若粒子从右端射入则该速度选择

XXXXXXD

图中若导体为金属，稳定时C板电势高

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.小明同学制作了一个有趣的“简易电动机”，将一节5号干电池的正极向上，几块圆柱形

强磁铁吸附在电池的负极上，把一段裸铜导线弯折成一个线框，线框上端的中点折出一个突

出部分与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，如图甲所示，放手后线

框就会转动起来。小明运用学过的磁场知识对其进行深入研究，画出的“原理图”如图乙所

示，图中虚线表示磁感线，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（）

乙

A.若磁铁N极朝上，从上往下看，该线框顺时针旋转

B.若在磁铁下面再增加一块同样的磁铁，转动稳定后转速更大

C.若将磁极上下对调，“电动机”转动方向一定改变

D.“简易电动机”由静止到转动起来的过程中，电源的功率不断增大

9.如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给

用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表。设发电厂

输出的电压一定，两条输电线总电阻用Ro表示），则当进入用电高峰时（）

A.电压表匕、彩的读数均不变，电流表4的读数增大，电流表&的读数减小

B.电压表％、匕的读数之差与电流表儿的读数的比值不变

C.电压表匕、明读数的比值减小，电流表4的读数增大，电流表&的读数增大

D.线路损耗功率增大

10.一匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，其中

ab=I,射线be足够长，z_abc=135。,其他方向磁场的范围足够大。一束质量为小、电荷量为

q的带正电粒子，在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间

的相互作用。以下说法正确的是（）

A.从ab边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等

B.从be边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等

C.所有粒子在磁场中运动的时间都相等

D.粒子在磁场中最长运动时间约为哈

ZC/D

第n卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11.某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻，现备有下列器材：

4被测干电池一节

B.电流表：量程0-0.64,内阻以=0.30

C.电流表：量程0〜0.64,内阻约为0.1。

。.电压表：量程0〜3U，内阻未知

E.电压表：量程0〜15V,内阻未知

E滑动变阻器：。〜100,2A

G.滑动变阻器：0-1000,L4

H.开关、导线若干

伏安法测电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统

误差.在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻.

（1）在上述器材中请选择适当的器材：（填写选项前的字母）；

（2）实验电路图应选择下图中的（填“甲”或"乙”）

（3）根据实验中电流表和电压表的示数得到了如图丙所示的U-/图象，则在修正了实验系统

12.某同学利用以下器材设计一个电路来描绘出小灯泡的U-/曲线（如图甲所示），器材如下:

人小灯泡

电流表（量程0.64内阻约为0.4。）

C电压表（量程6V,内阻约为100000）

D滑动变阻器飞（0〜100）

£滑动变阻器&（0〜10000）

F.电源（电动势为6V,内阻约为10）

G开关，导线若干

，___________________________

5----------------------

（1）滑动变阻器应选（选填"D”或"E”）。

（2）在图乙中画出他设计的实验电路图（根据该电路设计可得到U-/关系的完整曲线）。

（3）根据小灯泡U-/关系的完整曲线可知小灯泡电阻随电压的增大而（填选“增

大”“减小”或“不变”）。

（4）如果将小灯泡与某电池相连，该电池的电动势为6.0V,内电阻为8。，则：

①当如图丙所示，将1个该小灯泡与该电池相连时，小灯泡的电阻&=_____。（保留两位有

效数字）；

②当如图乙所示，将2个相同的该种小灯泡串联后再与该电池相连，其中1个小灯泡的功率

PL=勿(保留两位有效数字)。

四、计算题(本大题共3小题，共36.0分)

13.如图所示，线圈abed的面积S=0.05m2,匝数N=100,线圈电阻r=10,

外接电阻R=90,匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T,当线圈以3=

50rad/s的角速度匀速转动时，求：

(1)线圈中产生的最大感应电动势的大小；

(2)电路中交流电流表和交流电压表的示数.

14.如图所示，一矩形金属框架与水平面成角。=37。，宽L=

0.4m,上端连接电阻&，&=IQ。，框架的其他部分电阻不计，

框架足够长，匀强磁场方向垂直于金属框架平面向上，磁感应

强8=1.07,金属杆ab质量zn=0.1kg,电阻r=1.00,与框架

间动摩擦因数〃=0.5,所有接触良好。杆由静止开始下滑，到

速度刚好达到最大的过程中，电阻岛产生的热量Q。=1人

(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:

(1)当金属棒的速度是2m/s时，金属棒的加速度;

(2)流过扁的最大电流；

(3)从ab杆开始释放到速度达到最大值的过程中必杆沿斜面下滑的距离。

15.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着重直

纸面向外、大小为0.01T的匀强磁场区域I,在第三象限内存在

另一垂直纸面向外的匀强磁场区域口，在第四象限内存在着沿工

轴负方向的匀强电场。一质子由坐标为(0,，5乙)的P点以某一初

速度。0进入磁场，速度方向与y轴负方向成60。角，质子沿垂直x

轴方向进入第四象限的电场，经坐标为(0,-2乙)的Q点第一次进

入第三象限内的磁场区域n,已知L=0.1m,质子比荷看=1.0X1。8。的。求:

(1)粒子的初速度%大小；

(2)匀强电场的电场强度E的大小；

(3)若粒子从电场进入磁场区域n时做圆周运动的半径r=0.53求粒子从开始进入电场到第

二次进入电场的时间间隔"。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：4、根据物理学史可知，奥斯特首先发现了电流的磁效应，故A正确；

B、法拉第首先发现了电磁感应现象，没有定量得出法拉第电磁感应定律，而是纽曼和韦伯提出了

法拉第电磁感应定律，故8错误；

C、麦克斯韦预言电磁波的存在，并测出电磁波的速度，故C错误；

。、法拉第首先引入电场线和磁感线，故。错误。

故选：Ao

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也

是考试内容之一.

2.【答案】A

【解析】解：磁铁产生的磁场如图所示，

线圈从位置/到位置II的过程中，穿过线圈的向上的磁通量减小，则产生

感应电流的磁场方向向上，由右手定则知电流沿abed方向；

线圈从位置H到位置HI的过程中，线圈内穿过的向下的磁通量增加，则感应电流的磁场方向向上,

由右手定则知感应电流方向沿abed方向，

综上所述，故A正确，BCO错误；

故选：4。

穿过线圈的磁通量发生变化，则闭合电路中产生感应电流。可以根据楞次定律来确定感应电流的

方向。

考查如何判定感应电流的产生条件，及掌握楞次定律的应用。该题中要注意磁场的方向。

3.【答案】B

【解析】

【分析】

线圈中产生感应电流的条件是：线圈中的磁通量发生变化；感应电流的方向可以使用右手定则来

判断；感应电流的大小：/=5=等，从而即可求解。

KK

该题考查闭合线圈在穿过磁场时可能发生的情景，要根据法拉第电磁感应定律以及其他的知识对

各种情景逐一进行判定。

【解答】

A.线圈中产生感应电流的条件是：线圈中的磁通量发生变化.线圈整体在磁场中运动时，磁通量

没有变化，故没有感应电流，故A错误；

B.根据右手定则，de刚进入磁场时线圈内感应电流的方向从d到c,de边刚穿出磁场时感应电流的

方向从c到d,即两者方向相反，故B正确；

C.没有感应电流的时候，磁场对线圈没有阻碍作用，此时的加速度等于重力加速度，但在线框进

入磁场和出磁场的过程中，磁场对线框有阻碍作用，此时的加速度不等于重力加速度。故C错误；

。.根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律，/=《=等，从公式中和题目的情景中可知，

只有当两种情况下速度相等时，它们的感应电流大小才相等，故。错误。

故选B。

4.【答案】D

【解析】解：B、由图可知，周期7=O.ls,频率f=A*”Z=10HZ,一个周期内电流方向改

变2次，所以电路中的电流每秒改变n=2x/=2次=20次，故B错误；

A、由图可知，电动势的最大值为Em=4/V,电动势的有效值E=翳=箸V=4U，则电压表

的示数为(/=£后=《7义4^=3心故A错误；

R+r3+1

C、有图可知，0.05s时，感应电动势为零，则磁通量的变化率最小，故C错误；

D、t=0时刻，感应电动势为零，所以为正弦交流电，又3=半=含rad/s=20nrad/s,表达

式为e=4或sin207rt(7)，故。正确。

故选：D。

从甲图可知电动势最大值和周期，则可得电动势有效值E=空，电路电流/,从而求出电压表U的

V2

示数；根据周期求出频率「则可得电路中的电流方向每秒改变的次数；

根据任意时刻电动势的大小判断出线圈所处的位置，判断出磁通量的变化率，根据电动势瞬时值

表达式e=EmSin3t写出表达式即可.

本题考查交流电的图象，解题过程中要特别注意电表的示数是有效值，计算功率也是用有效值，

解题的关键是从图中找出有用的条件，找出电动势的最大值和周期，再结合电路进行作答.

5.【答案】B

【解析】解：4、粒子向右运动，根据左手定则，b向上偏转，带正电；a向下偏转，带负电，故A

错误；

B、由T=誓可知两粒子运动周期相同，因此磁场中偏转角大的粒子运动的时间也长；由图可知，

a粒子的偏转角大，因此运动的时间就长，故8正确；

CD、洛伦兹力提供向心力，即：qvB=m-，解得转动半径r=翳；故半径较大的b粒子速度大，

动能也大，再由公式/=q〃B可知，速度大的b受洛伦兹力较大，故CD错误。

故选：B。

根据左手定则判断两粒子的电性；从图线分析两粒子的转动半径和圆心角；再结合洛伦兹力提供

向心力写出公式，从而分析洛伦兹力的大小关系；同时根据公式判定动能和运动的时间关系。

本题考查带电粒子在匀强磁场中的偏转，可以结合两个公式进行判定。同时注意几何关系以及左

手定则的应用。

6.【答案】B

【解析】

【分析】

由题可知，金属棒由静止开始沿导轨向上做匀加速运动，回路中的感应电流与时间成正比，说明

感应电动势也是随时间均匀增大的，明确各个图象的物理意义，结合产生感应电流的特点即可正

确求解。

此题考查以电磁感应问题中的图象为命题情境考查学生推理能力和应用数学处理物理问题的能力;

对于图象问题一定弄清楚两坐标轴的含义，尤其注意斜率、截距的含义，对于复杂的图象可以通

过写出两坐标轴所代表物理量的函数表达式进行分析。

【解答】

B.根据如图乙所示的/-t图象可知/=kt,其中k为比例系数，由闭合电路欧姆定律可得:/=圣=

R+r

kt

可推出：E=kt(R+r)

而七=器

At

所以有：等二配也+切，

羿-t图象是一条过原点斜率大于零的直线；故B正确；

At

A.而E=B2,所以”=注兽3u-t图象是一条过原点斜率大于零的直线，说明了导体棒做的

Dl

是初速度为零的匀加速直线运动，即"=就；故A错误；

C对导体棒在沿导轨方向列出动力学方程F-BIl-mgsinO=ma,

而/=怒？v=得到F=t+ma+mgsind^

可见尸-t图象是一条斜率大于零且与纵轴正半轴有交点的直线；故C错误。

Dq=%t=q=3Q=*-t2,q-t图象是一条开口向上的抛物线，故力错误；

'(R+r)(R+r)2(/?+r)

故选8。

7.【答案】C

【解析】解：A设回旋加速度。形盒的半径为R,粒子获得的最大速度为^根据牛顿第二定律有

q%B=m^f

粒子的最大动能为

由上式可知要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度，故A错误；

A根据左手定则可知等离子体中正电荷向B板偏转，负电荷向4板偏转，所以4极板是发电机的负

极，B极板是发电机的正极，故8错误；

C.粒子沿直线通过速度选择器时，洛伦兹力与电场力平衡，即qE=qvB

解得"=。

D

故C正确；

。.若导体为金属，则产生电流的粒子是自由电子，其定向移动方向与电流方向相反，根据左手定

则可知稳定时c板聚集了电子，所以。板电势高，故力错误；

故选：Co

粒子想利用回旋加速器获得更大的动能，需要增大盒子半径，磁流体发电机就是利用带电粒子受

洛伦兹力原理，速度选择器是因为达到某一速度的粒子受力平衡做匀速直线运动，霍尔元件中的

粒子受到洛伦兹力的作用在元件一侧聚集。

本题考查了洛伦兹的应用相关知识，掌握用左手定则判断洛伦兹力的方向，知道速度选择器的原

理以及回旋加速器中最大动能的表达式。

8.【答案】ABC

【解析】解：4、线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从

上往下看，线框将做顺时针转动，故A正确；

以若在磁铁下面再增加一块同样的磁铁，磁感应强度增大，线框受到的安培力增大，转动稳定后

转速更大，故8正确；

C、将磁铁上下对调，铜导线受到的安培力方向发生改变，故“电动机”转动方向一定发生变化，

故C正确；

。、稳定时，因导线切割磁感应线，产生的感应电动势与电源相反，则线框中电流比刚开始转动

时的小，电源的功率不断减小，故。错误；

故选：ABC.

线圈转动是因为通电导线在磁场内受到安培力作用，只有一端接触也可以转动，改变磁极方向转

动方向也改变；感应电流阻碍原来电流的大小。

本题考查了安培力。注意点：这个小实验线框的转动原理不是电磁感应而是电流在磁场中安培力

作用。

9.【答案】BD

【解析】解：2、电厂输出的电压一定，升压变压器的输入电压/不变，输出电压/不变，R减小，

右增大，则/2增大，A增大，可知：电压表匕、%的读数均不变，电流表4、4的读数均增大，故

A错误；

B、电流表彩、匕的读数之差与电流表4的读数的比值等于输电线的电阻值，阻值大小不变，即

比值不变，故B正确；

<:、£=告匝数不变，则电压表匕、匕读数的比值不变，由4得，电流表4的读数增大，电流表

&的读数增大，故C正确；

。、输电线上的电流增大，「损=及&，P夜增大，即线路损耗增大，故。正确。

故选：BDo

可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再

根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况。

本题考查含变压器电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的

情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。

10.【答案】AD

【解析】解：4、画出带电粒子在磁场中运动的动态分析图，如图1所示。当粒子都从防边射出，

则都是半周，时间都相等，故A正确；

BC、当粒子都从左边射出，则速度越大，轨道半径越大，圆心角越大，运动时间越长，故BC错

误；

。、当粒子的速度足够大，半径足够大时.，1远小于r,运动情况可简化为如图2所示情况，这时圆

心角大小为&=270。.可得1=鬻7=驾，故。正确。

故选：AD.

分析粒子的运动情况，作出运动轨迹图，根据粒子运动的圆心角与周期的关系可分析时间。

根据题意分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹，应用牛顿第二定律即可解题。

11.【答案】ABDFH甲1.50.7

【解析】解：（1）在上述器材中请选择适当的器材：4被测干电池一节

为了读数准确，所以选择D.B.电流表：量程0-0.64；且应明确电流表内阻；故电流表选8；电压

表：量程0〜3U，

滑动变阻器阻值较小有利于电表的数值变化，减小误差，故选尸.滑动变阻器，从开关、导线若干

(2)因电流表B的内阻已知，故可以将电流表内阻等效为电源内阻，求出等效电阻后，再求出实际

电源电阻，故采用甲图可以有效修正实验误差；

(3)由U-/图可知，电源的电动势E=1.50匕

等效内电阻r=1.00；

故实际内阻为1.0-0.3=0.712；

故答案为：①

②甲；

③1.5，0.7

(1)实验中要能保证安全和准确性选择电表；

(2)本实验应采用电阻箱和电压表联合测量，由实验原理可得出电路原理图；

(3)由原理利用闭合电路欧姆定律可得出表达式，由数学关系可得出电动势和内电阻.

本题为设计性实验，在解题时应注意明确实验的原理；并且要由实验原理结合闭合电路欧姆定律

得出表达式，由图象得出电动势和内电阻；要特别注意实验误差的修正方法.

12.【答案】D增大8.30.52

［解析】解：(1)描绘灯泡伏安特性曲线电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法，

为方便实验操作，滑动变阻器应选择

(2)滑动变阻器采用分压接法，由于电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路

图如图所示；

(3)由图示灯泡U-/图象可知，随电压U的增大，图象上的点与坐标原点。连线的斜率增大，因此

灯泡电阻增大。

(4)①根据图丙所示电路图作出电源的U-/图象如图所示，

004

由图示图象可知，灯泡两端电压U=3V,流过灯泡的电流为/=0.364,

此时灯泡电阻：RL=；=薪。*8.3。。

②设图丁所示电路图中灯泡两端电压为U,电路电流为/,

则电源电动势：E=2U+lr,整理得：U=3-41,作出U-/图象如图所示,

0020406//A

.

由图示图象可知，灯泡两端电压U=2V,流过灯泡的电流/=0.264

每个灯泡实际功率匕=(//=2x0.26/=0.52W；

故答案为：(1)D:(2)实验电路图如图所示；(3)增大;(4)8.3；0.52。

(1)为方便实验操作，应选择最大阻值较小的滑动变阻器。

(2)根据题意确定滑动变阻器与电流表接法，然后作出实验电路图。

(3)分析图象图象，根据图示图象判断灯泡电阻随电压变化情况。

(4)根据图示电路图作出电源的U-/图象，求出灯泡的工作电压与工作电流，然后求出灯泡电阻

与实际功率。

本题考查了实验器材的选择与实验数据处理问题，要掌握实验器材的选择原则；应用图象法处理

实验数据是常用的实验数据处理方法，要掌握应用图象法处理实验数据的方法。

13.【答案】解：(1)线圈中产生的最大感应电动势大小为：

Em=NBS0)=100x0.2X0.05x50K=501/

(2)感应电动势的有效值为：

E50l

E=-^m=—V=25V27

V2V2

电路中电流表的示数为：

/=导=2.5国«3.54/1

R+r

电压表的示数为：

U=IR=22.5eX31.81/

答：(1)线圈中产生的最大感应电动势的大小为50V；

(2)电路中交流电流表为3.544交流电压表的示数为31.8U

【解析】(1)从线圈从中性面开始计时，线圈中产生正弦式电流，由Em=NBS3求出感应电动势

的最大值

(2)交流电压表和电流表测量的是有效值，根据欧姆定律和电路的连接关系求解

本题考查对交流发电机原理的理解能力.对于交流电表，显示的是交流电的有效值.要掌握最大

值的表达式/=NBS3.明确欧姆定律对交流电路同样适用，不过要注意对应关系.

14.【答案】解