辽宁省大连2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

辽宁省大连二十四中等五校协作体2024-2025学年高二（上）期末物理

试卷

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.在阻值R=10。的定值电阻两端接一交流电压，电压表达式为U（t）=10s讥（0.5兀t+g”,则该电阻在电

压的一个周期内产生的电热为（）

A.20/B.20AA2/C.10回D.407

2.如图，空间中存在平行于纸面向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B,一

根在b点被折成直角的金属棒abc平行于纸面放置，ab=be=L,ab边垂直

于磁场方向。现该金属棒以速度"垂直于纸面向里运动。则ac两点间的电势

差｛/"为（）

A.BLvB.STZBLVC.-BLvD.-72BLv

3.如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场男,

在铝环处产生沿径向向外的磁场斗,两个磁场大小可以通过装置独立调节。

现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法（）

A.保持比不变，增大必

B.保持不变，增大By

C.保持与不变，减小当

D.保持必不变，减小By

4.边长为L的正方形线单匝金属框，右边刚好位于匀强磁场左边界，磁场区域

宽度为23磁感应强度大小为Bo,金属框在外力作用下从图示位置开始向右匀

速穿过磁场区域，当金属框刚好全部进入磁场区域时，磁感应强度开始随时间

均匀增加，使整个过程金属框中的电流不变，则当金属框右边刚好到达磁场的

右边界时，匀强磁场的磁感应强度大小为（）

A.4B0B.3BoC.2BOD.y/~2B0

5.在如图所示电路中，三个灯泡完全相同，电感的直流电阻和灯泡电阻相等。

闭合开关S,电路稳定后，将开关S断开，下列对于S断开后各元件说法中正确

的是（）

A.灯泡&突然熄灭

B.灯泡&先闪亮一下再逐渐熄灭

C.灯泡&逐渐熄灭

D.灯泡&逐渐熄灭

6.如图所示，水平虚线MN上方有垂直纸面向外的匀强磁场，下方有垂直于纸面向

里的匀强磁场，磁感应强度大小相等，直线PQ为磁场左侧边界，右侧及上下范围足

够大。一带正电粒子从P点进入磁场，速度大小为方向垂直于PQ,第一次到达MN

.......................-N

时速度方向与MN垂直。若要求该粒子仍从P点垂直于MN出发但不从左侧边界离开

磁场，不计粒子重力。则粒子速度的最小值为（）

A.(4-2<3)vB.C.|vD.(2I"

7.空间中存在方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，一个不计重力的带电粒子以某一初速度在该空间中做

匀速直线运动。某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，经过一段时间后，粒子的速度第一次

与P点相反，此时恢复原来的电场，又经过相同的时间后，粒子到达Q点处。则线段PQ与粒子的初速度方向

夹角的正切值为（）

A.2〃B.lC.272

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.下列科技成果应用了电磁感应原理的是（）

A.发电站通过变压器实现变压和电能的输送

B.回旋加速器使带电粒子做回旋运动而加速

C.真空冶炼炉外的线圈通入高频交变电流，使炉内的金属熔化

D.无线电台利用LC电路形成振荡电流，从而发射电磁波

9.一台发电机最大输出功率为4000/dV,电压为4000V,经变压器71升压后向远方输电。输电线路总电阻R=

1k。.到目的地经变压器0降压，负载为多个正常发光的灯泡（220人60勿）。若在输电线路上消耗的功率为

发电机输出功率的10%,变压器和72的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（）

A.J；原、副线圈电流分别为4和204

B.R原、副线圈电压分别为1.8x1。5了和220U

CT1和&的变压比分别为1：50和40：1

D.有6xIO”盏灯泡（220V、60W）正常发光

10.如图，两平行光滑金属长导轨固定在水平面上，间距为心导轨间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感

应强度大小为B。相同材质的金属棒a、b相隔一段距离垂直于导轨平行放置，质量分别为m、2m,长度均

为3a棒的电阻为R,导轨电阻可忽略。最初a棒可自由滑动，6棒被固定在导轨上。现给a棒一个水平向右

的初速度%=%,a棒向右减速滑动。当a棒速度减为0时，解除6棒的固定并同时给b棒一个向右的初速度%,

又经足够长时间后，a、6间距离不变且与最初相等，“且上述过程中a、6没有相碰。下列说法正确的是（）

XXXXXXXXX

XXXXXXX

XXXXXX

XXXXXXXXX

3

Av

A.b="v0

B.整个过程中6棒中产生的电热为叁=等

C.整个过程中b棒中产生的电热为叁=噂

D.整个过程中通过b棒横截面的电荷量为0

三、实睑题：本大题共2小题，共15分。

11.某同学在物理实验室找到一个热敏电阻（图中符号TC）,想研究其电阻随温度变化的关系。按照如图连接

了实验器材，图中岛为定值电阻，电压表视为理想电压表。

（1）为了使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，请在图中添加导线改进该实验。

（2）正确添加导线后，闭合开关，将滑动变阻器R的滑片调至适当位置，读出并记录两电压表明、V2的示数（A,

U2,则热敏电阻的阻值可以表示为R%=（用力、七、&表示）。

（3）该同学查阅相关资料，发现热敏电阻分为正温度系数电阻（阻值随温度升高而增大）和负温度系数电阻（阻

值随温度升高而减小）两种，同时了解温度一定时流过热敏电阻的电流大小也会影响电阻值。为了判断该热

敏电阻的种类，用控温箱升高热敏电阻的温度后，该同学应采取的实验步骤及判断方法是o

12.某同学学习多用电表的原理和使用方法后，设计了一个有两个挡位（x10,xlO。）的欧姆表，原理电路如

图：

使用的器材有：

直流电源（电动势E=1.5V,内阻可忽略）；

电阻箱R（量程。〜9999.90）；

电流表2（量程0〜5mA,内阻&=100。）；

滑动变阻器（最大阻值2000）；

红黑表笔各一个，导线若干。

回答下列问题：

（1）按照多用电表的使用原则，表笔a应为（填“红”或“黑”）表笔。

（2）使用欧姆表的x1挡测量电阻时，若发现电流表指针偏转幅度（填“偏大”或“偏小”），则应换成

x10档。

（3）若滑动变阻器的滑片移动至M,N两点处时刚好对应欧姆表的两个挡位，则M处应为。（填“xl”，

或“X10”）挡。

（4）该同学想把该欧姆表的X10挡内阻设计为150。，且电流表满偏时对应的欧姆表刻度为0。则他应首先调

节电阻箱的阻值为。，然后将红黑表笔短接，调节滑动变阻器的滑片，使,此时变阻器滑片左

侧的电阻值为0。

E

MN,个

四、计算题：本大题共3小题，共39分。

13.如图所示，理想变压器的原线圈左端接一有效值为U=12U的正弦式交

流电源，定值电阻&=4。，副线圈接有阻值为%=2。的定值电阻和一个

滑动变阻器R（最大阻值10。），现电路正常工作，两块理想交流电流表4的

示数为人=0.54,出的示数为，2=2.04求：

段

(1)变压器原副线圈的匝数比k;

(2)调节滑动变阻器，求副线圈负载的总电功率最大时滑动变阻器的阻值R7n(结果保留至小数点后两位)。

14.一种电磁分析仪的原理简化图如图1所示，在挡板MN左侧的区域内存在垂直于纸平面向里、磁感应强度

大小为B的匀强磁场，在挡板MN上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端的距离为2d。较窄的缝正对着

一个板间距为d且足够长的速度选择器，C板电势高于。板电势，板间电压恒定，但可调节。板间还有垂直

纸面、磁感应强度大小也为B的匀强磁场(图中未画出)。在速度选择器右侧的直角三角形区域OPQ范围内有

垂直纸面向里的匀强磁场。PQ边与C板共线，OP=d,乙POQ=60°,过。点平行于PQ放置有一足够长粒子

接收屏，图2是其局部放大图。大量质量为小，带电量绝对值为q的粒子(不计重力和相互间的作用)以不同的

速度在纸平面内从宽度为2d的缝垂直于边界进入磁场，部分粒子能从较窄的缝射出且水平穿过速度选择器。

求：

(1)粒子的电性及速度选择器中磁场的方向；

(2)调节CD板间电压U,使P。边任一点都有粒子到达，且速度尽量大。求U；

(3)接(2),到达P处的粒子经右侧磁场偏转后击中粒子接收屏上的S点(图中未画出)，线段OS的长度恰好为

粒子在右侧磁场中运动的轨道半径。求右侧磁场中的磁感应强度之O

图1也

15.如图所示，水平地面上竖直放置一个边长为2L=0.2zn,质量m=0.8kg,总电阻为R=1x的正

方形单匝导体框MNPQ,竖直面内存在两个矩形匀强磁场区域abed和efgh,宽度均为3L且足够高，磁感应

强度大小均为B=0.1T,方向均垂直纸面向里，cd水平且在地面以下，gh水平且与地面相距36c与e/i的水

平距离为2心导体框的MQ边刚好和ad重合。对导体框施加一个水平向右的拉力，使导体框由静止开始做加

速度大小为a=0.6m/s2的匀加速运动，直至导体框恰好离开磁场区域abed,之后令其做匀速直线运动。已

知重力加速度为g=10m/s2,导体框平面始终与磁场垂直，导体框与地面的动摩擦因数为〃=0.1,73«1.7,

求：

(1)导体框的NP边刚离开be边时，拉力的大小&；

(2)导体框从开始运动到恰好离开磁场区域abed的过程中，拉力冲量/尸的大小;

(3)导体框从开始运动至NP边到达/g边的过程中与地面摩擦产生的热量Q。

3L

XXXX

XXXX

a3Lb

2LXXXX

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

XXxiNx

XXXX

XXXX

hg

XXXpX

答案和解析

1.A

【解析】由电压的表达式U(t)=10s》(0.5忒+*”，可知周期为：T=o$霁纳=4s；

电压的有效值为：〃有=空，由焦耳定律Q=/2RT,欧姆定律：/=*,可知电阻在一个周期内产生的热

量为20/,故A正确，BCD错误。

故选：4。

2.C

【解析】当金属棒以速度"垂直于纸面向里运动，处边切割磁感线，6c边不切割磁感线。有效长度为3ac两

点间的电势差即为ab边切割产生的感应电动势，为：E=-Bh,根据右手定则C点电势更高。故错误，

C正确。

故选：Co

3.D

【解析】在铝环处产生沿径向向外的磁场斗,想让铝环跳起来，则铝环受到的安培力的方向向上，根据安

培定则可知，铝环内产生的感应电流的方向沿顺时针方向。根据安培定则，铝环内产生的磁场的方向向上，

根据楞次定律可知铁芯处产生的向上的磁场必定减弱，故ABC错误，D正确。

故选：Do

4.C

【解析】设匀速运动的速度大小为"，整个过程金属框中的电流不变，感应电动势不变，则有：B0Lv^

2

其中：40=(S-B0)L,4t=(

联立解得：B=2B0,故C正确、A3。错误。

故选：Co

5.C

【解析】三个灯泡完全相同，线圈直流电阻和灯泡电阻相等，可知闭合s稳定后，流过灯泡4的电流比灯泡

必流过的电流大。某时刻将开关s断开，灯泡力3立即熄灭，而线圈的自感电动势阻碍电流减小，线圈相当于

电源，与灯泡&、灯泡&重新形成回路，使得灯泡4、灯泡4都慢慢熄灭，但都不会闪亮，故A3。错误,

C正确。

故选：Co

6.A

2

【解析】设MP=d,第一次粒子运动半径为R,粒子第一次到达MN时速度方向与MN垂直可知quB=爪二，

R

7M17

其中R=d,解得B=而,若要求该粒子仍从P点垂直于PQ出发但不从左侧边界离开磁场，因为第一次速度

较大，所以半径较大，第一次到达MN时速度方向与MN垂直，第二次不从左侧边界离开磁场，速度较小，

半径较小，则粒子运动轨迹如图

设第二次粒子运动半径为r,由几何关系可知8=30°

2

由rcos30°+r=d可得r=2（2-宿）d,qvminB=6誓可

得速度的最小值为"min=（4-2，^）",故A正确，BCD错误。

故选：4。

7.D

【解析】粒子受到电场力与洛伦兹力做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，则速度方向与电场力方向

垂直，令速度方向水平向右，某时刻，粒子运动至P点处，此时撤掉空间中的电场，粒子的速度第一次与P点

相反，此时粒子做匀速圆周运动轨迹恰好为半个圆周

对粒子，洛伦兹力提供向心力有：qvB=7=躯

1VV

变形整理解得：r=写，7=笔

qBqB

粒子在磁场中运动的时间为：t=5

此时恢复原来的电场，粒子速度与初速度相反，此时洛伦兹力方向与电场力方向相同，将该速度9分解为向

右的"和向左的2〃，则向右的分速度"对应的洛伦兹力与电场力平衡，该分运动为向右的匀速直线运动，向

左的分速度2"对应匀速圆周运动

同理有：qx2vxB=四父运动周期：7=孚

1r2v

解得：丁，=华，7，=粤=T

qBqB

由此可知，又经过相同的时间后，上述过程，粒子向右分运动的位移：%!=VXJ

粒子另一个分运动做匀速圆周运动，其恰好经历半个圆周，令线段PQ与粒子的初速度方向夹角为仇则有:

代入数据解得：tern。=马故。正确，A8C错误。

71

故选：Do

8.ACD

【解析】4发电站通过变压器实现变压和电能的输送，变压器中原副线圈通过电磁感应原理传递电能，故A

正确；

3.回旋加速器使带电粒子在。型盒狭缝中的电场中被加速，在磁场中做匀速圆周运动，故B错误；

C.真空冶炼炉能在真空环境下，利用电磁感应原理，使炉内的金属产生涡流，根据电流的热效应，使金属

大量发热而熔化，从而炼化金属，故C正确；

D无线电台利用LC电路形成振荡电流过程中，根据电磁感应原理，通过变化的电场产生变化的磁场，变化

的磁场产生变化的电场，从而产生电磁波发射出去，故。正确。

故选：ACD.

9.ABD

【解析】由。=〃可得，

升压变压器输入电流/】=(=4喘。A=IX10371

U4UUU

由P损=产/?得,

40X0l

升压变压器的输出电流/2=件=^°ixi$,yl=2%

故A正确。

由?=盥得,

12九1

20_1

3

九2一一1X10-50

根嘴嗡得，

升压变压器的输出电压4=血U1=50x40007=2x1057

nl

4

输电线上的电压损失U损=I2R=20X1000V=2X10V

55

降压变压器的输入电压/U2-I2R=2x10-20x1000V=1.8x10V③

用户得到的电压即为降压变压器的输出电压〃=2201Z(4)

由③④可知2正确。

降压变压器的匝数比9=空=啜贮=鬻②由①②知C错误

几4。4ZZUi1

用户得到的功率P3=P2-10%P2=0,9x4000W=3600KW

3

可供灯泡正常发光的盏数九=兽=3叱1。=6X1。4故。正确。

P灯60

故选：ABD.

10.ACD

【解析】材料相同的a和b质量分别为m、2m,长度均为3a棒的电阻为R,根据机=pSL可知，b的横截面

积为a的2倍，根据电阻定律可知，b的电阻为0.5R。

A、b棒被固定在导轨上，对a分析，取向右为正方向，根据动量定理可得：-即也匕=0-爪为

b棒一个向右的初速度％后，设二者达到的共同速度为u,取向右为正方向，对a根据动量定理可得：BI2Lt2=

mv—0

最后a、b间距离不变且与最初相等，则有：q=Irtr=I2t2

联立解得：v=v0

取向右为正方向，对方根据动量定理可得：-即2股2=-2m%

解得：vb=|v0,故A正确；

BC、第一个过程中b棒产生的电热为：Qi=X为诏=/诏

第二个过程中棒产生的电热为：Q?=2mvl2

b八U.b吃rt+n。x(1ZxZx3mv)

解得:<?2=7mV0

整个过程中6棒中产生的电热为：QD=QI+Q2,解得：Qb=^，故B错误、C正确；

D、最后a、b间距离不变且与最初相等，磁通量变化为零，根据电荷量的计算公式可得：q=7t=£t=

l.bn

名=0,故。正确。

故选：ACD.

11.嘤调节滑动变阻器阻值，使电压表七的示数不变，如果电压表明的示数变大，则热敏电阻是正温度系

u2

数电阻；如果电压表匕的示数变小，则热敏电阻为负温度系数电阻。

【解析】(1)使热敏电阻两端的电压可从零开始调节，滑动变阻器应采用分压接法，实物电路图如图所示

D_比一％_U^o

(2)热敏电阻阻值RTC=7=n=亏。

而

(3)调节滑动变阻器阻值，使电压表丹的示数不变，如果电压表匕的示数变大，则热敏电阻是正温度系数电

阻；如果电压表明的示数变小，则热敏电阻为负温度系数电阻。

故答案为：(1)实物电路图如上图所示；(2)罟；(3)调节滑动变阻器阻值，使电压表岭的示数不变，如果

电压表匕的示数变大，则热敏电阻是正温度系数电阻；如果电压表明的示数变小，则热敏电阻为负温度系数

电阻。

12.黑偏小x1075电流表满偏50

【解析】(1)按照多用电表的使用原则，黑表笔接内部电源的高电势端，故表笔a应为黑表笔。

(2)使用欧姆表的x1挡测量电阻时，若发现电流表指针偏转幅度偏小，说明待测电阻较大，则应换成x10档。

(3)若滑动变阻器的滑片移动至M,N两点处时刚好对应欧姆表的两个挡位，根据电流表的改装原理可知，M

处对应的量程较小；

则M处应为x10挡。

(4)该同学想把该欧姆表的x10挡内阻设计为1500,且电流表满偏时对应的欧姆表刻度为0,此时电路中的

电流为

E1.5

I=Rf=150A=10mA

设变阻器滑片左侧的电阻值为％,根据电表改装原理可知上祟=萼

H滑"1b

解得%=50。

并联总电阻为=皿产

电阻箱的阻值为7?2=口内_口并

解得&=750

故答案为：（1）黑；（2）偏小；（3）X10；（4）75,电流表满偏，50

13.【解析】（1）由题意可知，原线圈两端电压为：U]=U—IR,

副线圈两端电压为：U2=12%，

解得：U1=107,U2=4V,

则变压器原副线圈的匝数比为：々=2=噂=1

U24VZ

（2）副线圈负载的总电功率与原线圈的功率相等，则有：P=Ui4'=（U-//Ro）"'=-4"2+12”,

由数学知识可知，当人=羔力=1.54时，副线圈负载的总电功率最大，

此时流过副线圈的电流为：I2'=kl^,

解得：12'=3.754,

副线圈两端的电压为：久斗=上管，

解得：U2'=2.47,

根据闭合电路的欧姆定律可得：&'=等+3，

K1Km

解得：R7n=却=0.940；

答：（1）变压器原副线圈的匝数比k为|；

（2）调节滑动变阻器，副线圈负载的总电功率最大时滑动变阻器的阻值7?加为。.940。

14.【解析】（1）粒子要从2d缝进入磁场，根据左手定则，可知粒子带负电，速度选择器中，C板电势高于。板

电势，而部分粒子可水平穿过速度选择器，根据受力平衡可知磁场方向垂直纸面向里；

（2）从窄缝最上方射出的粒子，半径在1.5d〜2.5d之间，从窄缝最下方射出的粒子，半径在d〜2d之间，所

以要使PO边任意一点都有粒子到达且速度尽量大，到达粒子的半径应为2d,粒子的洛伦兹力提供向心力

DV2

qvB=m—

12a

电场力与洛伦兹力平衡

胪=quB

解得

_2qB2d2

U――

m

(3)情况1：离子的轨迹如图1所示:

设粒子在J中的半径为厂，由几何关系得:

d=r+rcot60°

2

Dv

qvBx=m—

所以

Bx=^^B

情况2：粒子轨迹图如图2所示：

O'

由几何关系得，△OO'b与AaSb全等

Z-abS=60°

Z.OO'b=30°

一i

T=d+Obcot30°=Ob(l+.-)

'sm6r0o/

解得

r=---3-d--

3-/3

所以解得

B—