山东省济宁市邹城市2023-2024学年高二下学期4月期中教学质量检测物理试题（PDF版含答案）

2023～2024 学年度第二学期期中教学质量检测
高 二 物 理 试 题 2024.04
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在相应位置。认真核对条形码上
的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。
2．选择题答案必须使用 2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用 0.5mm
黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3．请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿
纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，
只有一项符合题目要求。
1．下列说法正确的是
A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用
B．感应电流的磁场方向总是和引发感应电流的磁场方向相反
C．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠压而成是为了减小涡流
D．交流电频率越大，电容器的电容越大，对交流电的阻碍作用越大
2．小型发电机的发电原理可简化为图甲所示，矩形线圈 abcd处于匀强磁场中，通过理想
交流电流表与阻值为 R的电阻相连。线圈绕垂直磁场方向的轴 OO′匀速转动，图乙是
线圈转动过程中穿过线圈的磁通量Φ随时间 t变化的图像。下列说法正确的是
A．t1时刻，感应电动势最大
B．t1时刻，电流表示数为零
C．t2时刻，线圈处于中性面位置
D．线圈转动一周，电流方向改变两次
高二物理试题 第 1页（共 8页）
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3．如图所示，半径为 R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度为 B，带电粒子以速率 v从 A
点沿半径方向射入磁场，从 B点射出磁场，速度的偏转角为 60°，不计重力，则该粒子
的比荷为
3v v
A． B．
3BR 2BR
3v 2v
C． D．
BR BR
4．某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀
强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈 P 的匝数
为 N，磁场的磁感应强度大小为 B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在Δt
时间内每匝线圈面积增加了 S，则线圈 P在该时间内的平均感应电动势为
NBSsin
A．
t
NBScos
B．
t
BSsin
C．
t
BScos
D．
t
5．有边长为 l的正方形均匀铜线框 abcd，在铜线框的右侧有一边界为等腰直角三角形区
域，该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，两直角边的边长也为 l，且磁场的下边界与
线框的 ad边处于同一水平面上。现线框以恒定的速度
v沿垂直于磁场左边界的方向穿过磁场区域，如右图所
示。设 ab刚进入磁场为 t＝0 时刻，则在线框穿过磁
场区域的过程中，ab间的电势差 Uab随时间 t变化的
图像是下图中的
A． B． C． D．
高二物理试题 第 2页（共 8页）
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6．图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，直流电通过转换器转换为图乙所示的正弦
交流电加在理想变压器的原线圈上，原、副线圈的匝数分别为 n1、n2，电压表为理想
电压表。当两点火针间电压大于 5000V时会产生电火花进而点燃燃气。闭合开关 S，
下列说法正确的是
A．电压表的示数为 25V B．副线圈中电流的频率为 100Hz
C n．若能点燃燃气，则 2 100 D．闭合开关后每秒钟点火 50次
n1
7．电子感应加速器的基本原理如图甲所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一
个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线
圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使电
子加速。如图乙所示，从上向下看，电子沿逆时针方向
运动。已知电子的电荷量为 e，电子做圆周运动的轨道半
径为 r，电磁铁中磁感应强度随时间的变化率为 k（k为
一定值）。下列说法正确的是
A．感生电场的方向沿逆时针方向
B．线圈中通入恒定电流也可使电子加速
C．若电磁铁的磁场方向由下向上，则电流正在减小
D．电子在真空室中加速运动一周，获得的动能 Ek=kπer2
8．如图所示，在等腰直角三角形 abc区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度为 B的匀强
磁场，O为 ab边的中点，在 O处有一粒子源，可沿纸
qBL
面内不同方向、以相同的速率 v 不断向磁场中释
m
放相同的带正电的粒子。已知粒子的质量为 m，电荷量
为 q，直角边 ab长为 2 2L，不计重力和粒子间的相互
作用力。则从 ac边射出的粒子中，在磁场中运动的最短
时间为
高二物理试题 第 3页（共 8页）
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m m m m
A． B． C． D．
3qB 4qB 6qB 12qB
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，
有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
9．某同学设计了一种天平，其装置如图所示。两相同的同轴圆线圈M、N水平固定，圆
线圈 P与MN共轴且平行等距。初始时，线圈M、N通以等大反向的电流后，在线圈
P处产生沿半径方向的磁场，线圈 P内无电流且天平平衡。当左托盘放入重物后，要使
线圈 P仍在原位置且天平平衡，从上往下看，可能的办法是
A．若 P处磁场方向沿半径向外，则在 P中通入逆时针方向的电流
B．若 P处磁场方向沿半径向外，则在 P中通入顺时针方向的电流
C．若 P处磁场方向沿半径向内，则在 P中通入逆时针方向的电流
D．若 P处磁场方向沿半径向内，则在 P中通入顺时针方向的电流
10．1831年 10月 28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机——法拉第圆盘发电机，
其原理如图所示。铜质圆盘安装在水平同轴上，圆盘平面与水平向右的匀强磁场垂直，
两铜片 C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。圆盘以角速度ω顺时针（从左向右看）
匀速转动，圆盘、导线和阻值为 R的定值电阻组成闭合回路。已知磁感应强度为 B，
R
圆盘半径为 L，圆盘接入 CD间的电阻为 r ，其他电阻不计，下列说法正确的是
2
A．流经电阻 R的电流方向为 a→b
B C 1． 、D两端的电势差为U 2CD BL 3
B2L4 2C．电阻 R的功率为P
9R
D．圆盘转动一周的过程中，通过电阻 R的电荷量为
q BL
2

R
高二物理试题 第 4页（共 8页）
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11．霍尔效应在 1879年被 E H ·霍尔发现，它定义了磁场和感应电压之间的关系，霍尔元
件是一种重要的磁传感器。利用霍尔元件将电压表改装为磁强计的原理如图所示，导
电物质为电子的长方体霍尔元件三边长度分
别为 d1、d2、d3，放在与它垂直的匀强磁场中。
当恒定电流 I通过霍尔元件时，在它的前后两
个侧面之间会产生霍尔电压，通过电压表示
数可以计算出匀强磁场磁感应强度B的大小。
下列说法正确的是
A．a点电势高于 b点电势
B．适当增大 d3，电压表示数会增大
C．将电压表的表盘改装为磁强计的表盘，则刻度线不均匀
U
D．为提升磁强计的灵敏度（灵敏度为 ），可减小导体的宽度 d1
B
12．两正方形单匝线圈 abcd和 a'b'c'd'由相同材料、相同粗细的导线制成，线圈 abcd的边
长为 l、质量为 m、电阻为 R；线圈 a'b'c'd'的边长为 2l。现使两线圈从距离磁场上部
水平边界 h处同时静止释放，线圈 abcd恰好能匀速进入磁场。已知磁场下方范围足
够大，不计空气阻力和线圈之间的相互作用力，重力加速度为 g。下列说法正确的是
A．线圈 a'b'c'd'进入磁场的过程中做加速运动
mgR
B．匀强磁场的磁感应强度的大小 B
l 2 2gh
C．线圈 a'b'c'd'在进入磁场的过程中产生的焦耳热
Q=4mgl
D．当线圈 a'b'c'd'刚好完全进入磁场时，两线圈的
l 2
下边 ab与 a'b'的高度差 h
4h
三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。
13．（6分）用如图所示的实验电路来观察灯泡的发光情况，已知 A1和 A2是两个同样规
格的灯泡，A1和带有铁芯的线圈 L串联，A2和滑动变阻器 R串联。闭合开关 S，调
节变阻器 R，使灯泡 A1和 A2亮度相同；再调节滑动变阻器 R1，使两个灯泡都正常发
光，然后断开开关 S。回答下列问题：
高二物理试题 第 5页（共 8页）
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（1）若重新闭合开关 S，可观察到开关闭合的瞬间，灯泡 （填“A1”或“A2”）
逐渐变亮。
（2）闭合开关 S稳定后，断开开关的瞬间，通过灯泡 A2的电流方向 （填“向
左”或“向右”）。
（3）断开开关时，欲观察到灯泡 A2闪亮一下再熄灭，滑动变阻器 R接入电路的阻值
应 （填“大于”或“小于”）线圈 L的直流电阻阻值。
14．（8分）某同学从家里旧电器上拆得一环形变压器，如图所示，但变压器的铭牌已经
污损无法看清参数。该同学利用所学知识来探究该变压器原、副线圈两端的电压与匝
数之间的关系，操作步骤如下：
（1）确定绕组：结合铭牌残存数据可知图中 1、2为输入端，3、4和 5、6为两次级绕组
输出端，用多用电表欧姆挡测量发现都导通。
（2）测量变压器的初级（原）、两次级（副）线圈匝数分别为 n1、n2和 n3：先在该变压
器闭合铁芯上紧密缠绕 n=100匝漆包细铜线，并将理想交流电压表接在细铜线两端；
然后在初级线圈（1、2端）上输入有效值为 220V的交流电，若理想交流电压表的
示数为 5.0V，则初级线圈的匝数 n1= ；把理想交流电压表接在 3、4端，示
数为 10.0V，则次级线圈的匝数 n2= 。
（3）该同学通过裸露部分观察，发现该变压器使用了两种规格的铜线绕制，结合前面数
据可以推想其中较粗的铜线属于 （填“初级线圈”或“次级线圈”）。
（4）考虑到变压器工作时有漏磁损失，实验中测得的原线圈匝数 （填“大于”
“等于”或“小于”）原线圈的实际匝数。
高二物理试题 第 6页（共 8页）
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15．（8分）如图所示，第一象限内匀强磁场的磁感应强度为 B，一电子从 x轴上的 P(l，
0)点沿纸面方向射入磁场，速度与 x轴正方向夹角为 60°，并恰好垂直于 y轴射出第一
象限。已知电子质量为 m，带电量为 e，不计其重力。求：
（1）电子的速度 v大小；
（2）电子穿过第一象限所用的时间 t。
16．（10分）水力发电是获得清洁能源的重要途径之一，基本原理就是将水流的机械能转
化为电能。有一条河流，水的流量 Q=4m3/s（流量是指流体在单位时间内流过某一横
截面的体积），落差 h=5m，水的密度为ρ=1.0×103kg/m3。现利用其发电，发电机的
总效率η1=50%，输出电压 U1=200V，水电站到用户之间需要远距离输电，输电线的
总电阻 r=2Ω，用户获得的电压 U4=220V，输电线上损耗的功率与发电机输出功率的
比值η2=5%。所用变压器均视为理想变压器，取重力加速度 g=10m/s2，求：
（1）画出远距离输电的示意图；
（2）发电机的输出功率；
（3）升压、降压变压器的原、副线圈匝数比。
17．（12分）如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨 MN、PQ相距 L=1m，上端连接
一个阻值 R=1Ω的电阻，导轨竖直放置，长为 L=1m的金属棒 ab垂直于 MN、PQ放
置在导轨上，且始终与导轨接触良好，整个装置处在垂直
于纸面向里的匀强磁场中。已知金属棒 ab的质量 m=0.2kg，
阻值 r=1Ω，匀强磁场的磁感应强度 B=2T，取重力加速度
g=10m/s2，导轨电阻不计，空气阻力不计。金属棒 ab从静
止开始下落，下落高度 h=2.05m时，速度恰好达到最大。
在金属棒 ab从静止开始下落 h的过程中，求：
（1）最大速度 vm大小；
（2）金属棒上产生的热量 Qr；
（3）下落时间 t。
高二物理试题 第 7页（共 8页）
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18．（16分）如图甲所示，三维直角坐标系 Oxyz中，在 y>0的区域中，存在沿 z轴负方
向的匀强磁场；在 y<0的区域中，存在沿 y轴正方向的匀强磁场，两区域的磁感应强
度的大小相同。如图乙所示，原点 O处有一粒子源，可在 xOy平面内向Ⅰ、Ⅱ象限各
个方向连续发射大量质量为 m，电荷量为+q(q>0)的粒子，速度大小在 0~v0之间。在 x
轴上垂直于 xOy平面放置着一块足够长的薄板，粒子在薄板上轰击的区域的长度为
2L0。若在薄板上 x=－L0处开一个小孔，粒子源发射的部分粒子会穿过小孔进入 y<0
的区域。不考虑粒子间的相互作用，不计粒子的重力。
（1）求匀强磁场磁感应强度 B的大小；
（2）求穿过长薄板的粒子在 y>0的磁场区域中运动的最短时间 t0（提示：在 y>0的磁
场中运动最短时间与最长时间的粒子，从小孔穿过时的速度大小均为 v0）；
3 L
（3）若在 y 0 处垂直于 y轴放置一圆形荧光屏，屏幕的圆心在 y轴上，求穿过
2
长薄板打在荧光屏上的粒子，在整个磁场中运动的最短时间与最长时间的比值 k；
（4）在（3）问中，为了让所有穿过长薄板的粒子均能打到荧光屏上，求荧光屏的最
小半径 R。
高二物理试题 第 8页（共 8页）
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高二物理参考答案与评分标准
2024.04
1.C 2.D 3.A 4.B 5.B 6.C 7.D 8.A 9.AD 10.BC 11.AD 12.BCD
13．（6分）A1；向左；大于（每空 2分）
14．（8分）4400；200；次级线圈；大于（每空 2分）
15．（8分）（1）电子进入磁场后，在 xoy平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，
2
得：evB v m ……………………………………………………………….…………….…1分
r
r l 2 3l由几何关系，得： ……………………………………………….…….1分sin 60 3
v 2 3eBl联立可得，电子的速度大小 ……………………………………………….……2分
3m
2
（2）由几何关系可知，圆弧轨迹对应的圆心角 120 …….…………….….…1分
3
2 r 2 m
电子圆周运动的周期T ……………………………………….………………1分
v eB
2 m
电子穿过第一象限所用的时间 t T ……………………………………….……2分
2 3eB
16．（10分）（1）
r
………….….……2分
（2）水的重力势能 E Qtgh ………………………………………………….……….…1分
E
发电机的输出功率 P 1 1 Qgh………………………………………….……….…1分t
代入数据，解得：P 1 105 W ……………………………………………….……………1分
（3）设输电线上的电流为 I，损耗的功率 P 2P I
2r…………………………….…1分
代入数据，解得： I 50A
P 3
升压变压器的输出电压U 2 2 10 V …………………………………….…………1分I
n U 1
升压变压器原、副线圈的匝数比 1 1 ………………………….…………….…1分
n2 U 2 10
降压变压器原线圈两端的电压U3 U 2 Ir 1900V …………………….……………1分
n3 U 95降压变压器原、副线圈的匝数比 3 ………………………….………….…1分
n4 U 4 11
高二物理试题答案 第 1页（共 3页）
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17．（12分）（1）当金属棒 ab的速度最大时，加速度为 0，则有感应电动势为
E BLvm ………….………………………………………………………………….…..…1分
E
回路中的感应电流为 I ……………………………………………………….…….1分
R r
由平衡条件得：mg BIL…………………………………….……………….…………….1分
联立代入数据，解得 vm 1m/ s ………………………………………………….…………1分
（2）金属棒 ab从静止开始下落 h的过程中，由能量守恒定律得：
mgh Q 1 mv 2m …………………………………………………………………….………1分2
r
金属棒 ab产生的焦耳热Qr Q …………………………………………….………1分R r
代入数据，解得Qr 2J …………………………………………………………….………1分
（3）金属棒 ab从静止开始下落 h的过程中，通过棒某一截面的电荷量为
q It E t BLh 2.05C ……………………………………………….…………2分
R r R r
由动量定理得：mgt BILt mvm 0……………………………………………………2分
代入数据，解得：t 2.15s ……………………………………………………….………1分
18．（16分）（1）速度为 v0的粒子沿 y轴正向发射，打在薄板的最远处，其在磁场中运动的
半径为 r0，由几何关系得： r0 L0 …………………………………………………………1分
mv2
由牛顿第二定律得：qv0B 0 ………………………………………………….………1分r0
联立解得：B
mv
0
qL ………………………………………………………………….………1分0
（2）如图 a所示，速度为 v0的粒子与 x轴成α角射出，恰好穿过小孔，在磁场中运动时，
L
由几何关系得： r 00 L0…………………………………………….………………1分2sin
即 时，在 y 0的磁场区域中运动的时间最短 ……………………………………1分
6
2 L
粒子圆周运动的周期为T 0 ……………………………………………………………1分
v0

2 L
则最短时间为 t 6 00 T ……………………………….…………………………1分2 3v0
（3）粒子穿过小孔进入 y 0的区域中做螺旋运动，粒子沿 y轴方向的分速度
高二物理试题答案 第 2页（共 3页）
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v v sin vy 0 0 ………………………………………………….…………………………1分2
3 L0
3 L
y轴方向做匀速直线运动，到达屏幕时间 t 2v
0 ……………….………………1分
0 v0
2
10 L
则在整个磁场中运动的最短时间 t1 t0 t 0 ………………………………………1分3v0

如图 b所示，当粒子以 v0速度穿过小孔， ，此时在 y 0的磁场区域中运动时间最长，
6
2 2
t 6 T t 14 L即在整个磁场中运动的时间最长，最长时间 02 …………1分2 3v0
5
则在整个磁场中运动的最短时间与最长时间的比值 k ………………………………1分
7
（4）如图 c所示：粒子旋转一圈半到达屏幕，当粒子以速度为 v0从 O点射入，可以到达离
荧光屏圆心的最远处。粒子进入 y 0的区域时，沿 x轴方向的初速度为 vx，有
v v cos 3v0x 0 …………………………………………….…………………………1分2
r qv B mv
2
x对应半径为 1， x ……………………………………….…………………………1分r1
3
联立解得：r1 L0 ……………………………………………….…………………………1分2
荧光屏的最小半径 R L20 2r
2
1 2L0……………………….…………………………1分
图 a 图 b 图 c
高二物理试题答案 第 3页（共 3页）
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