山东省烟台市招远二中2024-2025学年高二（下）期中物理试卷（含解析）

第=page2020页，共=sectionpages2222页山东省烟台市招远二中2024-2025学年高二（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共9小题，共27分。1.现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，下列陈述中符合事实的是(

)A.麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在

B.真空中电磁波的传播速度等于光速

C.电磁波传播过程中，电场和磁场独立存在、没有关联

D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机将接收不到信号2.将铝管竖直放在桌面上，一块磁铁从其上端自由下落穿过铝管，在磁铁下落过程中，磁铁不与铝管相碰，忽略空气阻力。下列说法正确的是(

)A.磁铁做自由落体运动

B.若磁铁磁性足够强，磁铁会停留在铝管中，永远落不下来

C.若铝管足够长，则铝管对地面的压力先变大，最后恒定不变

D.磁铁和铝管系统机械能守恒3.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场。若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则(

)A.线圈中0时刻感应电动势最小

B.线圈中C时刻感应电动势为零

C.线圈中C时刻感应电动势最大

D.线圈从0至C时间内平均感应电动势为4

V4.如图1、2为“观察开关断开时灯泡的亮度”的演示实验电路图，L1和L2是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计，A1、A2与A3是三个完全相同的灯泡，D是理想二极管，A.S1闭合瞬间，A1不亮；S1断开瞬间，A1也不亮

B.S1闭合瞬间，A1立即亮，随后亮度保持不变；S1断开瞬间，A1突然闪亮，随后逐渐变暗

C.S2闭合瞬间，A2不亮，A3逐渐变亮；S2断开瞬间，A2闪亮一下，然后逐渐熄灭

5.如图1所示，无线充电技术是近年发展起来的新技术，电动汽车电池的无线充电原理可近似看成理想变压器，如图2所示。下列说法正确的是(

)

A.两个线圈中电流大小一定相同

B.两个线圈中电流的频率可能不同

C.充电基座线圈接的电源是恒定的直流电

D.充电基座线圈接的电源必须是交流电且S1、S6.飞机在航母上弹射起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动的原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈附近的金属环会被弹射出去。现在固定线圈左侧的同一位置，先后放有分别用铜和铝制成的闭合金属环，已知两环的横截面积相等、形状相同，且电阻率ρ铜<ρ铝，则合上开关SA.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

B.从左侧看环中的感应电流沿逆时针方向

C.若将铜环放置在线圈右方，铜环将向左运动

D.电池正负极调换后，金属环不能向左弹射7.某光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y=x2，其一部分处在一个沿水平方向的匀强磁场中，直线y=a是磁场的上边界(如图中的虚线所示)，一个质量为m的小金属块(可视为质点)从抛物线上y=b(b>a)处以初速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，a、A.1mgb B.12mv2

8.一电阻接到如图甲所示电源上，在一个周期内产生的热量为Q1；若该电阻接到图乙交流电源上(前14周期为正弦曲线)，在一个周期内产生的热量为Q2。则Q1：Q2等于A.2：1 B.5：2 C.10：3 D.12：59.如图1为小型交流发电机的示意图，两磁极N，S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图2所示，下列结论正确的是(

)A.线圈从图1所示位置转过90°时是图2的计时起点

B.每经过图1所示位置1次，电流方向改变1次

C.若线圈的匝数为20，则电动势的最大值是20V

二、多选题：本大题共5小题，共15分。10.如图所示，在竖直平面内有一直角坐标系xOy，第一象限内存在方向垂直坐标平面向外的磁场，磁感应强度大小沿y轴方向不变，沿x轴正方向按照B=kx的规律变化。一质量m=0.4kg、电阻R=0.1Ω、边长L=0.2m的正方形导线框abcd在t=0时刻ac边正好与y轴重合，a点与坐标原点O的距离y0=0.8m，此时将导线框以v0=5m/sA.ad、bc边受到的安培力大小相等，方向相反

B.当导线框速度为0时，a点的纵坐标为1.6m

C.在从抛出到速度为0的过程中，导线框产生的焦耳热为1.8J

D.t11.如图所示，竖直方向两光滑平行金属导轨间距为L，处于垂直纸面的匀强磁场中，磁感应强度为B，杆的质量为m，定值电阻为R，其余电阻不计，电容器电容为C(未充电)，金属杆与导轨接触良好，开关K与触点Ⅰ或Ⅱ接通，现让金属杆沿导轨无初速度下滑，在金属杆下滑距离为h的过程中，对该过程下列说法正确的是(

)A.若开关K与触点Ⅰ接通，电阻R产生的焦耳热为mgh

B.若开关K与触点Ⅰ接通，通过电阻R的电荷量为BhLR

C.若开关K与触点Ⅱ接通，杆的重力对杆的冲量为2mg(m+B2L2C)h12.如图所示，水平放置、半径为r的环形光滑玻璃圆管内，放置一直径略小于管口径(远远小于r)的质量为m、电荷量为q的带负电小球P。现在圆环区域内加上竖直向上的匀强磁场，当磁感应强度均匀变化时，在玻璃圆管内产生电场强度大小处处相等的感生电场(电场线闭合的涡旋电场)，原来静止的小球P将沿图示方向在管内做圆周运动，运动第一周用时为t，小球可看作点电荷且电荷量保持不变。则下列说法正确的是(

)A.圆环区域内竖直向上的匀强磁场一定在均匀减小

B.玻璃圆管内感生电场的电场强度大小为2πrmt2q

C.匀强磁场的磁感应强度随时间的变化率为8πmqt213.如图所示，变压器为理想变压器，a、b、c、d为4个完全相同的灯泡，在MN间接入有效值不变的交流电压，开关S闭合时，4个灯泡亮度相同。下列说法正确的是(

)A.变压器原、副线圈的匝数比为2：1

B.交流电压的有效值为此时一个灯泡电压的3倍

C.开关S断开时，灯泡c变亮

D.开关S断开时，灯泡a的亮度不变14.如图，光滑平行金属导轨由左右两侧倾斜轨道与中间水平轨道平滑连接而成，导轨间距为L。在左侧倾斜轨道上端连接有阻值为R的定值电阻。水平轨道间有宽均为d的两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ，磁感应强度分别为B和2B，方向相反；质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒ab由左侧倾斜轨道上h高处静止释放，金属棒第二次从左侧进入磁场Ⅰ区后，最终恰停在两磁场区分界线处。不计金属导轨电阻，金属棒通过倾斜轨道与水平轨道交界处无机械能损失，重力加速度为g，则(

)A.金属棒第一次穿过磁场区域I、Ⅱ的过程中，定值电阻上产生的焦耳热之比为1：4

B.金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，金属杆动量的变化量之比为1：4

C.金属棒第二次通过两磁场分界线时的速度为22gh7

D.金属棒先后两次穿过磁场区域Ⅱ的过程中，金属杆动能的变化量之比为三、实验题：本大题共2小题，共18分。15.某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素。

(1)图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______。

A.灯泡A、B均不发光

B.灯泡A、B交替短暂发光

C.灯泡A短暂发光、灯泡B不发光

D.灯泡A不发光、灯泡B短暂发光

(2)通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______(选填“向上”或“向下”)运动时，电流计指针向右偏转。

(3)为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。

(4)若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______(选填“左”或“右”)端。

(5)若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______。

A.不偏转

B.向左偏转

C.向右偏转16.某同学欲研究实验室可拆变压器工作时原线圈输入功率和副线圈输出功率之间的关系，可供选择的器材如下：

a.可拆变压器(如图1中所示，原线圈接线柱标注0、4、8、12，副线圈接线柱标注0、1、2)

b.学生电源

c.小灯泡(2.5V,2.0W)

d.交流电压表V1(量程0～30V)

e.交流电压表V2(量程0～6V)

f.交流电流表A1(量程0～0.3A)

g.交流电流表A2(量程0～1.0A)

h.滑动变阻器(0～5Ω)

实验电路如图2：

(1)用笔画线代替导线将图1中的实物图补充完整。

(2)连接好电路后，该同学将滑动变阻器滑片置于阻值最大处，学生电源电压调至20V，打开电源开关，调整滑动变阻器滑片位置，当灯泡较亮时，读出四个电表的示数分别为U1=20.0V，I1=0.16A，U2=4.2V，I2=0.60A，通过计算发现U1I1>U2I2，可能的原因是______。(填选项标号)

A.未考虑电压表V1的内阻

B四、计算题：本大题共4小题，共40分。17.学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校共22个教室，每教室用“220V 40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光。18.如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1=20cm，ad边长l2=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO'轴以n=3

000r/min的转速匀速转动，线圈总电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。求：

(1)19.如图，ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨，MN和M'N'是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上，使两杆水平静止，并刚好与导轨接触；两杆的总电阻为R，导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直．导轨电阻可忽略，重力加速度为g(1)细线烧断后，任意时刻两杆运动的速度之比；(2)两杆分别达到的最大速度．20.如图所示，间距为L=1m的光滑平行金属导轨被理想边界(图中虚线)分割成左右两部分，两侧均存在匀强磁场，右侧磁感应强度大小为B=0.2T，方向垂直于导轨平面竖直向下，左侧磁感应强度大小为2B，方向与右侧相反，垂直于导轨放置两根金属棒a、b，金属棒的质量均为m=0.1kg，电阻均为R=1Ω。某时刻，棒a以v0=5m/s的初速度向左运动，达到匀速运动后刚好碰到左侧x0=8m处的障碍物MN，立即被锁定不动。在整个运动过程中金属棒与导轨垂直且接触良好，导轨足够长且电阻不计。求：

(1)答案和解析1.【答案】B

【解析】解：A.麦克斯韦首先预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；

B.在真空中电磁波的传播速度等于真空中的光速，故B正确；

C.电磁波是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播产生的。所以变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场，故C错误；

D.电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，故D错误。

故选：B。

2.【答案】C【解析】解：AD、磁铁下落过程中，铝管中磁通量发生变化，产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生磁场对磁铁作用力向上，磁铁不是做自由落体运动，机械能减小，故AD错误；

BC、若磁铁磁性足够强或铝管足够长，磁铁先做加速度减小的加速运动，最后匀速下落，故B错误，C正确。

故选：C。

3.【答案】B

【解析】解：A、Φ-t图象的斜率表示磁通量的变化率，由图知t=0时刻图象切线斜率最大，则磁通量的变化率为最大，由法拉第电磁感应定律得知：感应电动势最大，故A错误。

BC、C时刻图象切线斜率为零，磁通量的变化率为零，则感应电动势为零。故B正确，C错误。

D、从0至C时间内，磁通量的变化量为△Φ=2×10-3Wb，根据法拉第电磁感应定律知平均感应电动势为E=△Φ【解析】解：AB、图甲中，闭合S1瞬间，电感线圈相当于大电阻，所以灯泡A1立即亮，随后流过线圈的电流逐渐增大，灯泡A1逐渐被短路，A1逐渐熄灭；电路稳定后，断开开关S1瞬间，灯泡A1与线圈组成自感回路，则灯泡A1突然闪亮，随后逐渐变暗，故AB错误；

CD、图乙中电路接通时二极管处于反向连接状态，则S2闭合瞬间，A2不亮；由于线圈产生的自感电动势阻碍电流的增大，所以S2闭合瞬间，A3也不亮，随流过线圈的电流逐渐增大，灯泡A3逐渐变亮。断开S2断开瞬间，灯泡A2与线圈组成自感回路，则灯泡A2突然闪亮，随后逐渐变暗，而A【解析】解：AB.由于充电原理可近似看成理想变压器，两个线圈中电流的频率一定相同，电压和电流强度不一定相同，故AB错误；

CD.根据法拉第电磁感应定律，充电基座线圈接的电源必须是交流电，且S1、S2都闭合后构成闭合回路才能充电，故C错误，D正确。

故选：D。

【解析】解：A、由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，故A正确；

B、线圈中电流从右侧流入，磁场方向向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环中产生的感应电流从左侧看为顺时针方向，故B错误；

C、若铜环放在线圈右方，根据楞次定律可得，铜环将向右运动，故C错误；

D、电池正负极调换后，金属环受力向左，故仍将向左弹射，故D错误。

故选：A。

7.【答案】D

【解析】解：金属块在进入磁场和离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生涡流，因为涡流的存在，将金属块的机械能转化成电能，进一步转化成内能，金属块的机械能会逐渐减小，最后，金属块在直线y=a以下的曲面上做往复运动。

以抛物线上y=b处为初位置，抛物线上y=a处为末位置，可知金属块在末位置的速度为零，在整个过程中，金属块的重力势能减小，动能减小，减小的机械能转化为内能。

整个过程金属块减少的机械能为：ΔE=mg(b-a)+12mv2【解析】解：对图甲，根据焦耳定律得

Q1=22×R⋅T2+12×R⋅T2=52RT

对图乙，根据焦耳定律得

Q【解析】解：A、由图2可知，t=0时刻穿过线圈的磁通量为0，线圈与磁场平行，则图1所示位置是图2的计时起点，故A错误；

B、经过图1所示位置时电流方向不改变，线圈经过图1所示位置的垂直位置1次时，电流方向改变1次，故B错误；

C、由图读出周期T=0.4s，磁通量的最大值Φm=0.2Wb，则电动势的最大值为Em=NBSω=NΦm⋅2πT=20×0.2×2π【解析】解：AB.分析可知ab、cd边受到的安培力等大、反向，ad、bc边受到的安培力大小不相等(所处磁场强弱不同)、方向相反，导线框所受的合安培力水平向左，则导线框在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做减速直线运动，当速度为0时，导线框上升的高度

h=(v0sin53°)22g

a点的纵坐标

y=h+y0

解得

y=1.6m

故A错误，B正确；

C.由功能关系可知，导线框产生的焦耳热等于导线框克服安培力做的功，由动能定理得

-mgh-W安=-12mv02W安=Q

解得

Q=1.8J

故C正确；【解析】解：A、若开关K与触点Ⅰ接通，设金属杆下滑距离为h时的速度大小为v1，根据能量守恒定律可得：

mgh=12mv12+Q

则电阻R产生的焦耳热Q<mgh，故A错误；

B、若开关K与触点Ⅰ接通，通过电阻R的电荷量为：q=I-Δt=E-RΔt=ΔΦR=BLhR，故B正确；

C、若开关K与触点Ⅱ接通，金属杆切割磁感线产生电动势，其作为电源给电容器充电，电容器的电压总是等于感应电动势，即U=E=BLv。

回路中的电流为：I=ΔqΔt=C⋅ΔUΔt=CBLΔv12.【答案】CD

【解析】解：A.小球带负电且沿逆时针方向运动，可等效看成沿顺时针方向的电流，产生的磁场竖直向下，据楞次定律的“增反减同”可知，圆环区域内竖直向上的匀强磁场一定在均匀增大，故A正确；

B.因磁感应强度B均匀变化，感应电动势恒定，感生电场的电场强度大小恒定，小球受到的电场力大小恒定，圆周运动的切向加速度大小恒定，类比匀变速直线运动可得

2πr=12at2

加速度为

a=Eqm

联立解得

a=4πrt2，E=4πrmqt2

故B错误；

C.由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为

E0=S×ΔBΔt=π×r2×ΔBΔt13.【答案】AC

【解析】解：AB.设每个灯泡的电流为I，电压为U，则初级电流为I，次级电流为2I，可得变压器原、副线圈的匝数比为

n1n2=I2I1=2II=21

变压器初级电压

U1=n1n2U2,解得U1=2U

可得交流电压的有效值U有效=4【解析】解：B.金属棒ab每次通过区域Ⅰ的过程，通过它的电荷量为：

q1=I1-⋅t1=E1-2R⋅t1=ΔΦ1t1⋅2R⋅t1

解得

q1=BLd2R

同理，每次通过区域Ⅱ的过程，通过它的电荷量为：

q2=I2-⋅t2=E2-2R⋅t2=ΔΦ2t2⋅2R⋅t2

解得

q2=BLdR

根据动量定理可得，金属棒ab每次通过区域Ⅰ的过程动量的变化量的大小为：

Δp1=BI1-L⋅t1=BLq1

解得

Δp1=B2L2d2R

同理，每次通过区域Ⅱ的过程动量的变化量的大小为：

Δp2=BI2-⋅L⋅t2=2BLq2

解得

Δp2=2B2L2dR

故金属棒第一次穿过磁场区域Ⅰ、Ⅱ的过程中，金属杆动量的变化量之比：

Δp1：Δp2=1：4

故B正确；

A.由Δp=mΔv可得：金属棒每次穿过区域Ⅰ、Ⅱ的过程，其速度减小量ΔvⅡ、ΔvⅡ之比为：

ΔvIΔvⅡ=Δp1Δp2=14

由A选项的分析，可知金属棒ab每次通过区域Ⅰ或者区域Ⅱ的过程，其动量减小量相等，速度减小量也相等。设金属棒ab第一次达到斜面底端的速度大小为v，由静止释放到最终恰停下来，3【解析】解：(1)条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光，故ACD错误，B正确。

故选：B。

(2)当磁体向上运动时，穿过螺线管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。

(4)闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。

(5)开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转，故AB错误，C正确。

故选：C。

故答案为：(1)B；(2)向上；(4)左；(5)C16.【答案】如图所示

CD；

增大；

4

【解析】解：(1)左侧原线圈应与电源交流输出相连，灯泡的额定电压为2.5V，额定功率为2W，额定电流为0.8A，正常工作时的电阻约为3Ω，滑动变阻器最大阻值为5Ω，电源电压为20V，故副线圈匝数接线柱应选择“0”“2”；

(2)电压表V1的内阻对原线圈U1、I1的测量无影响，电压表V2的内阻对副线圈U2、I2的测量无影响，原线圈功率大于副线圈功率的原因是漏磁、涡流和导线发热，故CD正确，AB错误。

故选：CD。

(3)副线圈电流增大后，原线圈电流增大，磁场增强，涡流增大，变压器左右两侧功率差值增大；

(4)可拆变压器上水平放置的铁芯拆下后漏磁增多，应减小原副线圈匝数比，选择“0”“4”接线柱。

17.【解析】(1)所有灯都正常工作的总功率为：P4=