云南省昆明某中学2024-2025学年高二（上）期末物理试卷（含解析）

云南省昆明一中2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

一、单选题：本大题共8小题，共24分。

1.中国宋代科学家沈括在滋溪笔谈》中最早记载了地磁偏角：“以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东,

不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。

结合上述材料，下列说法不正确的是（）

A.地理南、北极与地磁场的南、北极不重合

B.地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行

C.地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近

D.地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用

2.如图，两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流入和/2,人垂直于纸面向里，且人＜/2；*b、c、

d为纸面内的四点，且a、b、c与两导线连线共线；6点在两导线之间，b、d的连.d

线与导线所在平面垂直。在这四个点中磁感应强度可能为零的点是（）.③.。

A.a点B.b点、C.c点D.d点

3.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正

常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为

c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定

向移动速度为外当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面

间出现电压U,以此控制屏幕的熄灭。则元件的（）

A.前表面的电势比后表面的低B.前、后表面间的电压U与无关

C.前、后表面间的电压"=3切D.自由电子受到的洛伦兹力大小为丝

C

4.在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个矩形的金属导体框，规定磁场方向向上为正，导体框中电流的

正方向如图所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图变化时，下图中正确表示导体框中感应电流变化的是

()

5.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，刀和人为电感线圈。实验时，断开开关Si瞬间，灯为突

然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯4逐渐变亮，而另一个相同的灯&立即变亮，最终4与4的亮度

A.图1中，&与刀的电阻值相同

B.图1中，闭合Si，电路稳定后，为中电流小于打中电流

C.图2中，变阻器R与乙2的电阻值不相同

D.图2中，闭合S2瞬间，打中电流与变阻器R中电流相等

6.如图所示，面积为0.02爪2、内阻不计的100匝矩形线圈48CD,绕垂直于磁场的轴00'匀速转动，专动的

角速度为100rad/s,匀强磁场的磁感应强度为苧7。矩形线圈通过滑环和电刷与理想变压器相连，变压器

的触头P可移动，副线圈所接电阻R=500,电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁方向平行时开始计时。

下列说法正确的是（）

A.线圈中感应电动势的表达式为e=lOO/ZsinClOOt）^

B.P上移时，电流表示数减小

C.t=0时，电压表示数为

D,当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻上消耗的功率为50加

7.如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。

长为⑹=r）的金属棒,一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴。。'上，随轴以角速度3匀速转动。

在圆环的力点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器

极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（）

A.棒产生的电动势为BJSB.电容器所带的电荷量为CB心

C.电阻消耗的电功率为噂^

D.微粒的电荷量与质量之比为

8.如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕。点在其所在平面内旋转时，6中产生

顺时针方向的感应电流，且具有扩张趋势，由此可知，圆环或）

A.顺时针加速旋转B.顺时针减速旋转C.逆时针加速旋转D.逆时针减速旋转

二、多选题：本大题共4小题，共16分。

9.如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和瓦当输入电压a

U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是（）i7c

A.原、副线圈匝数之比为9：1B.原、副线圈匝数之比为1：9

C.此时a和6的电功率之比为9：1D.此时a和6的电功率之比为1：9

10.如图甲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比为1：100,其输入电

压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100。。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中a为

一定值电阻，a为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表0显示加在报警器上

的电压（报警器未画出）。未报警时，升压变压器的输入功率为750/cW。下列说法中正确的有（）

发

电

站

甲乙

A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz

B.未报警时，远距离输电线路损耗功率为90kW

C.报警时，夫2温度升高，电压表P的示数变大

D.报警时，/?2温度升高，输电线上的电流变大

11.如图所示，质量为小、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于。、。'，并处于匀强

磁场中，当导线中通以沿式正方向的电流/,且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹

角为，.则磁感应强度方向和大小可能为（）

A.z正向，臂tan8By负向,震

C.z负向，詈tan8D.沿悬线向下，鬻sin8

12.如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强

度大小为R,。点是圆心，P是磁场边界上的最低点。大量质量均为加、电荷量

为-q（q>0）的带电粒子，以相同的速率从P点沿纸面内的各个方向射入磁场区

域。已知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径r,4、C为圆形区域水平直径的

两个端点，粒子的重力、空气阻力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正

确的是（）

A.若r=2R,则粒子在磁场中运动的最长时间为1=及

3qB

B.若r=2R,则从4点射出磁场的粒子与从C点射出磁场的粒子经历的时间相等

C.若r=R,则圆周上有一半区域有粒子射出

D.若r=R,则与。P连线成30。角偏右侧进入磁场的粒子在磁场中经历的时间为t=篝

3qB

三、实验题：本大题共2小题，共14分。

13.图(a)是改装并校准电流表的电路图，已知表头的量程为%=600/M、内阻为跖=990,是标准电流表,

要求改装后的电流表量程为/=60小儿完成下列填空。

(1)图(a)中分流电阻Rp的阻值为Ho

(2)在电表改装完成后的某次校准测量中，表的示数如图(b)所示，由此读出流过电流表的电流为mA.

此时流过分流电阻心的电流为爪4(保留1位小数)。

14.利用两个电流表4和4测量干电池电动势E和内阻r的电路原理图如图甲所示；图中S为开关，R为滑动

变阻器，固定电阻氏和电流表4内阻之和为100000(比r和滑动变阻器的总电阻大得多)，儿为理想电流表。

0.160

0.150

0.140

0.130

0.120

0.110

(1)在闭合开关S前，将滑动变阻器的滑动端c移动至_____(选填“a端”“中央”或“b端”)

(2)闭合开关S,移动滑动变阻器的滑动端c至某一位置，读出电流表4和4的示数4和为。多次改变滑动端c

的位置，得到的数据如下表所示。

Ir/mA0.1200.1250.1300.1350.1400.145

12/mA48040032023214068

在图乙所示的坐标纸上以A为纵坐标、为横坐标画出所对应的人、曲线。

(3)利用所得曲线求得电源的电动势E=Ko内阻厂=_____。(保留两位有效数字)

四、计算题：本大题共3小题，共46分。

n

15.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子，其示意图如图所示，其中加

i

磁

速电压U恒定。质量为爪1、电荷量为q的质子在入口处从静止开始被加速电场加x场

速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场。若某种质量为机2，电荷量也为q的正离场

，

子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一

出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍。此离子和质子的质量之比詈？

16.如图所示的平面直角坐标系xOy,在第I象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y正方向；在第IV象限

半径为R的圆形区域内有匀强磁场，方向垂直于%。丫平面向里，圆形区域与x轴相切于研2%,0)点。一质量为

电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0,/i)点，以大小为火的速度沿式轴正方向射入电场，通过电场后从无轴

上的a点进入磁场区域，射出磁场后再次经过y轴时，速度与y轴负方向成45。角，不计粒子所受的重力。求:

(1)电场强度E的大小;

(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;

⑶磁感应强度B的大小。

17.如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向

•XXXXX

垂直于纸面向里。正方形单匝线框abed的边长L=0.2m、回路电阻R=1.6x•XXXXX

•XXXXX

10—3。、质量6=0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界

•XXXXX

平齐,ab边与磁场下边界的距离也为现对线框施加与水平向右方向成。=45°;XXXXX

!xxXXX

角、大小为4/IN的恒力F,使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从油边进!一F

a

c

入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；de边进入磁场时，be边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小

取g=lOm/s2,求：

(l)ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；

(2)磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；

(3)磁场区域的水平宽度。

答案和解析

1.B

【解析】4地理南、北极与地磁场的南、北极不重合有一定的夹角，即为磁偏角；故A正确；

A磁场是闭合的曲线，地球磁场从南极附近发出，从北极附近进入地球，组成闭合曲线，不是地球表面任意

位置的地磁场方向都与地面平行，故B不正确；

C.磁场是闭合的曲线，地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近，故C正确；

D地磁场与射向地球赤道的带电宇宙射线粒子速度方向并不平行，所以对带电宇宙射线粒子有力的作用，

故。正确；本题选不正确的，故选：So

2.A

【解析】两电流在该点的合磁感应强度为0,说明两电流在该点的磁感应强度满足等大反向关系。根据右手

螺旋定则在两电流的同侧磁感应强度方向相反，则为a或c,由于/1</2，则a点可能为零，故A正确，BCD

错误。

故选：4。

3.C

【解析】4、由左手定则，可知载流子向后表面偏转，而载流子带负电，故前表面比后表面的电势高，故A

错误；

BC、稳定状态时，带电粒子在霍尔元件中受力平衡，可得e^=eBv,即可得到电压U=Bva,可知电压与u

a

有关，故8错误，C正确；

。、由洛伦兹力与电场力平衡，可得到洛伦兹力/洛=6&7=03故。错误。

故选：Co

4.C

【解析】根据法拉第电磁感应定律有：E=n^=n^s,因此在面积、匝数不变的情况下，感应电动势与

磁场的变化率成正比，即与B-t图象中的斜率成正比，由图象可知：0-2s,斜率不变，故形成的感应电

流不变，根据楞次定律可知感应电流方向顺时针（俯视）即为正值，

而在2-4s斜率不变，电流方向为逆时针，整个过程中的斜率大小不变，所以感应电流大小不变；根据楞次

定律，向上的磁场先减小，再向下磁场在增大，则感应电流方向为逆时针，即为负方向，故A3。错误，C

正确。

故选：Co

5.B

【解析】4B、图1中，闭合晶,电路稳定后，断开开关Si瞬间，灯&突然闪亮，说明电路中的电流稳定时灯

泡儿中的电流小于线圈打中的电流，则可知人的电阻小于4的电阻，故A错误，8正确；

C、图2中，因为最终&与4的亮度相同，则两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与

切的电阻值相同，故C错误；

D、图2中，闭合S2瞬间，乙2对电流有阻碍作用，所以切中电流与变阻器R中电流不相等，故。错误；

故选：So

6.D

【解析】4根据感应电动势的最大值公式=NBSs=100x苧x0.02x1007=100<2^

线圈中感应电动势的表达式为e=100A<2cos(100t)v

故A错误；

B、P上移时，原线圈匝数减小，根据乎=盥可知副线圈电压增大

“2

根据P=络可知副线圈电功率增大，则原线圈电功率增大，电流表示数增大，故8错误；

C、电压表测量电压的有效值，原线圈的电压的有效值劣=居=哼式U=100U,故C错误；

0、根据号="可知4=507

根据P=华

K

解得P=50W

故。正确。

故选：Do

7.0

【解析】4、棒产生的感应电动势为E=2引2必故A错误；

2、金属棒只有圆环和转轴部分接入了电路，所以在圆环、金属棒和电阻组成的电路中，电动势等于金属棒

产生的电动势，即电路中的电动势为则电容器所带电荷量为、=CE=；CBD3,故B错误；

C、电阻消耗的电功率为P=?，解得「=史磐，故C错误；

K4K

D、微粒处于静止状态，根据平衡条件有ag=qj,代入数据解得微粒的比荷包=等，故。正确。

amBlo)

故选：Do

8.C

【解析】A.当带正电的绝缘圆环a顺时针加速旋转时，相当于顺时针方向电流，并且在增大，根据安培定则，

其内（金属圆环a内）有垂直纸面向里的磁场，其外（金属圆环b处）有垂直纸面向外的磁场，并且磁场的磁感应

强度在增大，金属圆环6包围的面积内的磁场的总磁感应强度是垂直纸面向里（因为向里的比向外的磁通量

多，向里的是全部，向外的是部分）而且增大，根据楞次定律，6中产生的感应电流的磁场垂直纸面向外，

磁场对电流的作用力向外，所以b中产生逆时针方向的感应电流，根据左手定则，磁场对电流的作用力向外，

所以具有扩张趋势，所以A错误；8同样的方法可判断b中产生顺时针方向的感应电流，但具有收缩趋势，

故8选项错误；

C.而C选项，b中产生顺时针方向的感应电流，但具有扩张趋势，故C正确；

D而D选项，b中产生逆时针方向的感应电流，但具有收缩趋势，所以。错误.

故选Co

9.AD

【解析】48、灯泡正常发光，则其电压均为额定电压U,则说明原线圈输入电压为9U,输出电压为U；则

可知，原副线圈匝数之比为：9：1,故4正确；8错误；

CD、根据公式J="可得3由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式P=U/可得两者的电功率之比

九1h9

为1：9；故C错误，。正确；

故选：ADo

1Q.BD

【解析】4、输入电压的周期为7=0.02s,变压器不改变频率，所以降压变压器副线圈输出的交流电频率

为f=A盛"z=50"z,故A错误；

2、升压变压器的输入电压有效值为Ui=胃=写哭u=250忆根据言=击可得，输出电压为4=25000V,

则输电线上的输送电流为/2=怖，所以输电线损失的功率为%=/弭代入数据解得P夜=90业，故B正

确；

CD、报警时，/?2温度升高，阻值变小，根据〃=可知，输出电流几变大，根据，=幺可知，输电线上

的电流石变大，根据串反并同可知电压表U的示数变小，故C错误，。正确。

故选：BDo

11.CO

【解析】4、磁感应强度方向为Z正向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，直导线不能在此

位置平衡，故A错误；

B、当磁场沿y负方向时，由左手定则可知，导线受到的安培力竖直向下，当BIL=mg,B=鬻导线静止，

与竖直方向夹角8=0°,不符合题意，故8错误；

C、磁感应强度方向为z负方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，根据平衡条件：

BILRcosd=mgRsind,所以8=若辔.故C正确；

D,磁感应强度方向沿悬线向下，根据左手定则，直导线所受安培力方向垂直于绳子斜向上，根据平衡条件：

F=mgsind,得：B=?;做,故。正确。

故选:CDo

n.Ac

【解析当r=2R时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据=小贮和T=舸可得运动的周期T=第，

1Vvqu

粒子从P点入射，当粒子的出射点与P点的连线为轨迹圆的直径时，粒子在磁场中运动的时间最长。此时圆

心角。=60°,根据几何关系可sina=-=-^=^,a=30°,所以圆心角6=60°,运动时间tT=x

r2R2360360

第=笑，故A正确。

qB3qB

B.若r=2R,从4点射出磁场的粒子和从C点射出磁场的粒子，它们的轨迹所对的圆心角不同，根据t=券7,

可知经历的时间不相等，故8错误。

。.若「=凡以P为圆心，R为半径画圆，通过几何关系可知，粒子只能从圆弧力MC（M为P。延长线与磁场边

界的交点）射出，即圆周上有一半区域有粒子射出，故C正确。

。若r=R,与OP连线成30。角偏右侧进入磁场的粒子，其轨迹所对的圆心角为120。，运动时间1=黑7=

DOU

127im2nm44T八公H、口

TX—=—,故D错误。

3qB3qB

故选：AC.

13.150.049.5

【解析】（1）由于Rg和Rp并联，由/gRg=/RR「和/=/g+/R,代入数据得Rp=1。；

⑵由图（6）知流过a电流表的电流/'为50.0爪4设此时流过表头的电流为/）,流过飞的电流为/'R,因加在表

头和时上的电压相等，故有心％=/、％,/'=1'+I'R,联立解得/'R=49.5mA

故答案为：（1）1；（2）50.0,49.5»

14.61.50.60

【解析】(1)闭合开关S前，为保护电路，应使连入电路的滑动变阻器阻值最大，故滑动端c置于b端。

(2)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的

0.160

点作出图象如图所示：

0.150

(3)电路中&与%串联等效于电压表，纵轴截距为0.149爪4对

0.140

应电压值为：U=0.149X10-*1。4了=1.5U；

0.130

电动势为：E=1.49K,内阻为：r=写=0.120

(1.49-1.20)X10-3X10000^

。0.110

-----------4--8-0--x--1-0--T3Q-----------x0.60/2

故答案为：(l)b；(2)图象如图所示0.100

1

mV2

15.【解析】由动能定理qU2-可得到离子进入磁场时的速度为黎

由洛伦兹力提供向心力=my,可得到离子圆周运动的轨迹半径为r="J书

离子与质子从同一出口离开磁场，可知离子与质子运动半径相同，即可计算此离子与质子的质量之比为强=

144o

答:离子与质子的质量之比为144。

16•【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动

水平方向：2h=%t

竖直方向：h-|czt2

由牛顿第二定律得：qE=ma

解得：E

=篝2qh

(2)粒子在电场中做类平抛运动，

水平方向：2h=vot

竖直方向：h=yt

解得：Vy=VQ

粒子到达a点时的速度大小u=J