武汉外国语学校 2023—2024 学年度上学期期末考试
高二物理试题
考试时间：2024 年 1 月 26 日 考试时长：75 分钟 满分：100 分
一．选择题（本题共 10 小题,其中 1-7为单选，每小题 4 分；7-10 为多选，每小题 4 分，全选对
的得 4 分，选对但不全的得 2分，有选错或不选的得 0分，共计 40 分。）
1. 对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（ ）
A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场实现的
B．乙图中，若在 ab 的两端接上大小和方向发生周期性变化的电流，则接在 cd 端的电流表会
有偏转
C．丙图中，电磁炉利用其线圈产生的涡流来加热食物
D．奥斯特利用丁图实验装置发现了电磁感应现象
2. 如图所示，图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和 L2为电感线圈．实验时，
断开开关 S1瞬间，灯 A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关 S2，灯 A2逐渐变亮．而另一个相
同的灯 A3立即变亮，最终 A2与 A3的亮度相同．下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，A1与 L1的直流电阻值相同
B．图甲中，闭合 S1，电路稳定时，A1中电流大于 L1中电流
C．图乙中，变阻器 R与 L2的直流电阻阻值相同
D．图乙中，闭合 S2瞬间，L2中电流与变阻器 R中电流相等
3. 如图所示，直角三角形 区域中存在一匀强磁场，磁感应强度为 ，已知 边长为L, C 30 ，
比荷均为 的带正电粒子以不同的速率从 点沿 方向射入磁场（不计粒子重力），则（ ）
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}
A．粒子速度越大，在磁场中运动的时间越短
B．粒子速度越大，在磁场中运动的路程越大
2
C．粒子在磁场中运动的最短时间为3
D 2．粒子在磁场中运动的最长路程为
3
4. 如图所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环 P、Q水平放置，圆环 P中通有如图所示的
电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是（ ）
A T． 4时刻，两圆环相互排斥
B T． 2时刻，圆环 Q中感应电流最大，受到的安培力最大
C T 3T． 4 ~ 4 时间内，圆环 Q中感应电流始终沿逆时针方向
D 3T． 4 ~T时间内，圆环 Q有收缩的趋势
5. 1831年 10月 28日，法拉第展示人类历史上第一台发电机---圆盘发电机，如图为法拉第圆盘发
电机的示意图，铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片 P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，圆
盘处于方向竖直向上的匀强磁场 B中，圆盘以角速度ω顺时针旋转（从上往下看），则（ ）
A．圆盘转动过程中电流沿 b到 a的方向流过电阻 R
B．圆盘转动过程中 Q点电势比 P点电势低
C．若圆盘转动的角速度变为原来的 3倍，则转动一周，R上产生的焦耳热也变为原来的 3倍
D．圆盘转动过程中产生的电动势大小与圆盘半径成正比
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θ角，M、P两端接一电阻为 R
的定值电阻，电阻为 r的金属棒 ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应
强度大小为 B、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向上
的外力 F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动，通过定值电阻 R的电荷量 q随时间的平方 t2
变化的关系如图乙所示．下列关于穿过回路 abPMa的磁通量Φ、金属棒的加速度 a、外力 F、
通过电阻 R的电流 I随时间 t变化的图象中正确的是（ ）
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}
t2
图甲 图乙
A B C D
7． 如图所示，ACD、EFG为两根相距 L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平
面上，CDGF面与水平面成θ角．两导轨所在空间存在垂直于 CDGF平面向上的匀强磁场，磁感
应强度大小为 B．两根质量均为 m、长度均为 L的金属细杆 ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回
路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两金属细杆的电阻均为 R，导轨电阻不计．当 ab以速
度 v1沿导轨向下匀速运动时，cd杆正好以速度 v2向下匀速运动，重力加速度为 g．以下说法正
确的是
BL v vA ．回路中的电流强度为 1 2
2R
B．ab杆所受摩擦力为 mgsinθ
2 2
C．cd杆所受摩擦力为 mgsin
B L v
1
2R
1 B2L2v
D．由 cd棒的运动可知，μ与 v1大小关系满足 = tanθ+
1
2Rmgcos
8．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，电脑进入休眠状态。休眠状态时、简化原
理如图所示，宽为 a、厚为 b、长为 c的矩形半导体霍尔元件处于垂直于上表面、方向向下的
匀强磁场中，其载流子是电荷量为 e的自由电子，当通入方向向右、大小为 I的电流时，元件
前、后表面间电压为 U，则此时元件的（ ）
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}
A．前表面的电势比后表面的高 B eU．自由电子受到的洛伦兹力大小为
c
C．前、后表面间的电压 U与 I成反比 D．前、后表面间的电压 U与 b成反比
9．如图所示，两根平行光滑金属导轨间距为 L，导轨电阻不计，下端 PQ接有阻值为 R的电阻，
导轨平面与水平面的夹角为θ，且处在磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强
磁场中．一质量为 m、接入电路的电阻也为 R的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上，静止
时导体棒处于导轨的MN处．已知弹簧的劲度系数为 k，弹簧的中心轴线与导轨平行．现将导
体棒从弹簧处于自然长度时由静止释放，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接
触．重力加速度为 g，则下列说法中正确的是（ ）
A．当导体棒沿导轨向下运动时流过电阻 R的电流方向为由 P到 Q
B mgsin θ．当导体棒的速度最大时，弹簧的伸长量为
k
C．导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为 Ep，则导体棒从开始运动到停止运动的过程中，回路
m2g2sin2 θ
中产生的焦耳热为 －E
k p
2 2D ．若导体棒第一次运动到 MN处时速度为 v，则此时导体棒的加速度大小为
10．如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距 L＝0.4m，导轨一端与阻值 R＝0.3Ω
的电阻相连，导轨电阻不计，导轨 x＞0一侧存在沿 x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导
轨平面垂直向下，磁感应强度 B随位置 x变化如图（乙）所示，一根质量 m＝0.2kg、电阻 r＝
0.1Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力 F作用下从 x＝0处以初速度 v0＝2m/s沿
导轨向右运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变．下列说法中正确的是（ ）
A．金属棒向右做匀速直线运动
B．金属棒在 x＝1m处的速度大小为 0.5m/s
C．金属棒从 x＝0运动到 x＝1m过程中，外力 F所做的功为 0.175J
D．金属棒从 x＝0运动到 x＝2m过程中，流过金属棒的电量为 2C
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二．实验题（本题共 2小题，共 16 分，把答案填写在题中横线上或按题目要求作答）
11．（6分）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
图 a 图 b 图 c
（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的电路如图；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
12．（10 分）某实验小组用如图所示的电路来测量一个阻值约为 20Ω的电阻 R x 的阻值，已知电流
表 A1的量程为50mA ，内阻 RA1约为 40 ，定值电阻R0 20Ω。
（1）现有下列四种量程的电流表，则电流表 A2选用的量程最合适的是 （ ）。
A．0 400 B．0 300 C．0 200 D．0 100
（2）实验时，将滑动变阻器的滑片移到最 （填“左”或“右”）端，将开关S2合向 1，S3合
向 3，再闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片，使两电流表的指针偏转较大，记录电流表 A1、
I
A 22的示数 I1、I2，多次测量得到 kI 1，用 k1表示各电阻的关系 （用题目中的字1
母表示）；断开S1，将开关S2合向 2，S3合向 4，再闭合开关S1，记录电流表 A1、A2的示数 I 1、I 2 ，
I
求出 2 k
2
；则被测电阻的阻值Rx （用 k1、 k2、R0表示）。
I1
（3）该实验方法 （填“能”或“不能”）测出电流表 A1内阻的准确值。
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三、计算题．（ 本题共 3小题，共 44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，
有数值计算的要注明单位）
13．（12 分）如图甲所示，水平面内固定两根间距 L＝1 m的长直平行光滑金属导轨 PQ、MN，其 Q、
N端接有阻值 R＝2 Ω的电阻，一质量 m＝0．1 kg、电阻不计的导体棒 ab垂直于导轨放置于距
QN端 d＝2 m处，且与两导轨保持良好接触。整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强
度大小随时间变化的情况如图乙所示。在 0～1 s内，施加外力使 ab棒保持静止，1 s 后改用 F
＝0．5 N的水平向左的恒力拉动 ab棒，ab棒从静止开始沿导轨运动距离 x＝4．8 m时速度恰好
达到最大值．ab棒运动过程中始终与导轨保持垂直，导轨电阻不计．求：
（1）ab棒的最大速度大小 vm；
（2）从 t＝0到 ab棒运动距离 x＝4．8 m的过程，电阻 R上产生的焦耳热 Q
14．（14 分）如图，在 y>0的区域存在方向沿 y 轴负方向的匀强电场，在 y<0 的区域存在方向垂直
于 xOy 平面向外的匀强磁场。一个氕核11 和一个氘核21 先后从 y 轴上 y=h 点射出，速度方向
沿 x 轴正方向，大小之比为 2：1。已知21 进入磁场时，速度方向与 x 轴正方向的夹角为 60°，
并从坐标原点 O 处第一次射出磁场，不计粒子重力。求:
（1）11 第一次进入磁场的位置到原点 O的距离；
（2）11 第一次离开磁场的位置到原点 O的距离。
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15．（18 分）如图所示，在匀强磁场中水平放置两条足够长的光滑平行导轨，磁场方向与导轨所
在平面垂直，以虚线为界，左边和右边的磁感强度大小为B1 = 1T，B2 = 2T，导轨间距 L = 1m。
导轨左端连接一内阻不计、电动势 = 20 的电源，单刀双掷开关 和电容 = 2.0 × 10 2 的
电容器相连。两根金属棒 和 分别放置于虚线左侧和右侧，它们与虚线的距离足够大，与导
轨接触良好，质量均为 m = 0.08kg，电阻相同。金属棒 和 之间有一开关 S（断开），导轨
电阻不计。
（1）将单刀双掷开关 置于 1 为电容器充电，求稳定时电容器带的电荷量 ；
（2）充电结束后，将单刀双掷开关 K 置于 2，求金属棒 ab 运动的最大速度 ；
（3）棒 的速度达到最大后，断开单刀双掷开关，同时闭合开关 ，求金属棒 产生的最大焦
耳热 。
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}武汉外国语学校 2023—2024 学年度上学期期末考试
高二物理参考答案
一、选择题（1-7 为单选，每小题 4 分；8-10 为多选，每小题 4分，全选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，
有选错或不选的得 0分，共计 40 分。）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C D D C C D AD AC BD
二、实验题（2 小题，共 16 分）
11.（6 分,每空 2 分）
【答案】 B 向上 C
【详解】（1）[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，ACD 错误，B 正确。
故选 B。
（2）当磁体向上运动时，穿过螺旋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。
（3）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。
12.（10 分，每空 2 分）
k2
【答案】 C 右 (k1 1)Rx = RA1 + R0 Rk 0 能1
【详解】（1）[1]电流表 A1的量程为50mA ，内阻约为 40 ，R0 20Ω ，被测电阻约为 20Ω，则电流表 A2的量
程选用 200 ，可使两电流表的指针同时偏转较大角度，则 C 最合适。
（2）实验时，将滑动变阻器的滑片移到最右端，使滑动变阻器输出电压为零，根据题意
I2 I1 Rx I1 RA1 R0
即
k 1 R 1 x RA1 R0, I2 I1 R0 I1 RA1 Rx
即
k2 1 R0 RAl Rx
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}
解得
R kx 2 Rk 01
（3）从（2）表达式可以看出，将 Rx代回用 K1，K2表示电阻关系式，可以求得电流表 A1内阻值。
三．计算题（本题共 3小题，共 44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要
注明单位）
13.（12 分）
答案 (1)4 m/s (2)2.1 J
(1)（5分）ab 棒达到最大速度后做匀速直线运动，拉力 F向左，安培力 F 安′向右，二力平衡，F＝F 安′1分
其中安培力 F 安′＝I′LB 1 分
'
电流 I′＝
电动势 E′＝BLvm 1 分
解得 vm＝ 2 2＝4 m/s 2 分
(2)（7 分）在第 1 s 内
ΔΦ ΔB·S ΔB·Ld (0.5 0)×1×2
电动势 E＝ ＝ ＝ ＝ V＝1 V 1 分
Δt Δt Δt 1
根据楞次定律，电流从 b到 a，电流的大小为
1
I＝ ＝ A＝0.5 A 1 分
2
Q I21＝ Rt
2
＝0.5 ×2×1 J＝0.5 J 1 分
1
在运动距离 x 内 Fx＝ mv 2m ＋Q2 2 分
2
Q2=1.6J 1 分
从 t＝0 到 ab 棒运动距离 x＝4.8 m 的过程，电阻 R 上产生的焦耳热 QR＝Q1＋Q2，解得 QR＝2.1 J. 1 分
14. （14 分）
2 3 2 2 3 6答案：（1） （ ）
3 3
解析：（1）（7 分）粒子（电量 q，质量 m）以速度 v0从 y 轴射出，第一次进入从电场 E进入磁场的位置到原
点 o 的距离为 x，有：
qE = ma ① 1 2 = ② = 0 ③2
有 x = v 2mh0 ④ 2 分qE
1
1 ，21 第一次进入磁场的位置到原点 O 的距离分别为 x1, x2
2h
由几何关系有， = tan60°x ⑤ 2 分2
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}
1 ，2
1
1 1 射入电场速度之比为 2：1， 之比为 1：2，由④有， = 1 ⑥ 1 分2
联立⑤⑥有x1 =
2 3h 2 分
3
（2）（7 分）设粒子进入匀强磁场 B 做圆周运动半径分别为 R，1 ，21 1 的半径分别为 R1，R2
2
Bqv = mv 有 R =
mv
qB ⑦ 1 分R
v0
由几何关系，粒子第一次进入磁场的速度 v = = 2vcos 60° 0 ⑧ 1 分
由11 ，21
2
比荷关系，联立⑦⑧，有 1 = ⑨ 1 分
2 2
1
1 第一次离开磁场的位置距离原点距离为 '
由几何关系有
2R2 sin 60° = x2 ⑩ 1 分
2R1 sin 60° = x1 ' 1 分
联立⑨⑩ 得 ' = 2 3 6 2 分
3
15. （18 分）
答案：（1）0.4C （2）4m/s （3）0.064J
解析：
（1）（3 分）q = CE = 2.0 × 10 2 × 20 = 0.4C
（2）（7 分）当 ab 棒以最大速度运动，电容器的电荷量为 '
' = 1 ① 1 分
q = q ' = C(E 1Lv) ② 1 分
ab 棒历时 t从静止到速度 v，由动量定理有，
1 = ③ 1 分
q = ④ 1 分
①②③④ v = 1 联立 ，有 =4m/s 3 分
+ 21 2
（3）（8分）当电路中产生的焦耳热最大时，ab 棒，cd 棒的速度分别是 , ,有
1 = 2 2 分
有 = 2 ⑤
从闭合 S 到达到最大焦耳热，历时 t’，对 ab，cd 棒，由动量定理有：
1 = ⑥ 1 分
2 = ⑦ 1 分
联立⑤⑥⑦，有 =1.6m/s =3.2m/s 1 分
此时，整个电路产生焦耳热最大为 2Q，由能量守恒有，
2Q = 1mv2 1mv2 1mv2 ⑧ 2 分
2 2 ab 2 cd
得 Q=0.064J 1 分
{#{QQABbQQEggiAABIAAAgCQw3qCAOQkBAACAoGwFAMMAAAiBNABAA=}#}
