四川省南充市白塔中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（PDF版含答案）

白塔中学高 2022级高二（下）期中考试（物理卷）
（考试时间 75分钟，满分 100分）
第Ⅰ卷（选择题,共 43分）
一、单项选择题（本题包括 7小题,每小题 4分,共 28分.每小题只有一个选
项符合题意.）
1．如图所示为某一交变电流随时间的变化图像，则该交变电流
的有效值为（ ）
A 3 3 15． A B． A C．3A D． 2A
2 2
2．如图所示，理想变压器原线圈的匝数为 n1，副线圈的匝
数为 n2，原线圈的两端 a、b接正弦式交流电源，电压表 V
的示数为 220V，负载电阻 R=44Ω，电流表 A1的示数为 0.2A。
下列判断正确的是（ ）
A．原线圈和副线圈的匝数比为 2：1 B．原线圈和副线圈的匝数比为 5：1
C．电流表 A2的示数为 0.1A D．电流表 A2的示数为 0.4A
3．如图所示，开关 S闭合后，一带正电的粒子沿线圈的轴线方向射入，观测到粒子在
线圈中做匀速直线运动。现把直流电源换成交流电源，该粒子以同样的方式射入，可观
测到（ ）
A．粒子仍做直线运动，但速度的大小在不断变化
B．粒子做曲线运动，速度的大小也在不断变化
C．粒子做曲线运动，速度大小不变
D．粒子仍做匀速直线运动
4．如图所示，PN与 QM两平行金属导轨相距 1 m，电阻不计，两端分别接有电阻 R1
和 R2，且 R1＝6 Ω，ab杆的电阻为 2 Ω，在导轨上可无摩擦地滑动，垂直穿过导轨平面
的匀强磁场的磁感应强度为 1 T．现 ab以恒定速度 v＝3 m/s匀速向
右移动，这时 ab杆上消耗的电功率与 R1、R2消耗的电功率之和相
等．则( )
A．R2＝6 Ω B．R1上消耗的电功率为 0.75 W
C．a、b间电压为 3 V D．拉 ab杆水平向右的拉力为 0.75 N
5．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈 abcd.线圈 cd边沿竖直方向且与
磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从 t＝0时刻起，线圈以恒定角速度
2 绕 cd边沿图所示方向转动，规定线圈中电流沿 abcda方向为正方向，则从 t＝0
T
到 t＝T时间内，线圈中的电流 I随时间 t变化关系图象为( )
试卷第 1页，共 4页
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A． B． C． D．
6．如图所示，一条形磁铁放于水平桌面上，它的上方靠 S极的一侧固定有一根与它垂
直的通电导体棒。图中画出此棒的横截面，棒中电流方向垂直纸面向里，磁铁始终静止。
与通电前相比（ ）
A．磁铁对桌面的压力不变 B．磁铁对桌面的压力增大
C．磁铁受到向左的摩擦力 D．磁铁受到向右的摩擦力
7．如图，半径为 R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，半径 OC与 OB成 60°
角，质子甲以速率 v从 A点沿直径 AB方向射入磁场，从 C点射出。
1
质子乙以速率 v从 A点沿 AB方向射入磁场，从 D点射出磁场（D
3
点没有画出），不计质子重力。则 A、D两点间的距离为
A．R B． 2 R C． 3 R D．2R
二、多项选择题（本题包括 3小题,每小题 5分, 共 15分. 每小题给出的四个
选项中, 有多个选项符合题目要求, 全部选对的得 5 分, 选对但不全的
得 3分, 有选错的得 0分. ）
8．据媒体报道，美国海军最早将于 2020年实现电磁轨道炮的实战部
署，我国在该领域的研究也走在世界的前列。电磁轨道炮原理示意图
如图所示，图中虚线表示电流方向，下列说法正确的是（ ）
A．如果电流方向如图中所示，则该电流在两轨道间产生的磁场方向竖直向下
B．电流大小一定时，两导轨距离越近，导轨之间的磁场越强
C．如果电流反向，炮弹所受安培力也会反向，炮弹将无法发射出去
D．导轨间距一定时，要提高炮弹的发射速度，可以增大电流强度
9．如图所示的电路中，L是自感系数很大的线圈，其电阻
不为零，A和 B是两个相同的小灯泡。闭合开关 S，一段时
间后两灯泡都发光；断开开关 S瞬间，灯泡 B闪亮一下后熄
灭。则下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关 S瞬间两灯泡亮度相同 B．断开开关 S后灯泡 A逐渐熄灭
C．线圈的直流电阻小于灯泡的电阻 D．断开开关 S前后通过灯泡 B的电流方向不变
10．如图所示，T为理想变压器，电流表 A、电压表 V均为理想交流电表，R1、R2为
定值电阻，R3为滑动变阻器，L为电感线圈，A、B两点间接正弦交流电，则（ ）
A．只将滑片 P1下移时，电流表 A示数变小
试卷第 2页，共 4页
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B．只将滑片 P2下移时，电压表 V示数变大
C．只增大交流电的电压时，电流表 A示数变大
D．只增大交流电的频率时，电压表 V示数不变
第Ⅱ卷（非选择题，共 57分）
三、实验探究题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 14 分）
11．在“研究电磁感应现象”实验中：
（1）某实验小组桌上没有干电池，但有一多用电表，为弄清电流
表指针摆动方向与电流方向的关系，组内一同学将多用电表调到适
当挡位，表笔与电流表试触后，得出：当电流从电流计 G左端流
入时，指针向左偏转。后借用其他实验小组的干电池做该步骤，证
明他的结论是正确的。试问：当电流计 G指针向左偏转时，他是
用多用电表的 表笔与电流计 G左端的接线柱相连（填“红”或“黑”）。
将灵敏电流计 G与线圈 L连接，线圈上导线绕法如图所示。完成（2）、（3）两问。
（2）将磁铁 N极向下从线圈 L上方竖直插入 L时，灵敏电流计的指针将 偏转
（选填“向左”“向右”或“不”）。
（3）当条形磁铁从图中虚线位置向右远离 L时，a点电势 b点电势（填“高于”、
“等于”或“低于”）。
12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆
变压器如图所示。
（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变
原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科
学探究方法是 。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．演绎法 D．理想实验法
（2）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过 。（填字母）
A． 2V B．12V C．50V
（3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈
的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为 。（填字
母）A．1.5V B． 6.0V C．7.0V
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为 。
（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化
试卷第 3页，共 4页
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四、计算题（本题共 3小题, 共 43分. 解答应当写出必要的文字说明、方程
式和重要的演算步骤. 只写出最后答案的, 不能得分. 有数值运算的题,
答案中必须明确写出数值和单位. ）
13．（12 分）如图所示，匀强磁场中有一 N =100匝正方形线圈 abcd，线圈总电阻 r＝1Ω，
线圈由图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始，绕垂直于匀强磁场的对称轴 OO′匀速
转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻 R＝4Ω，已知电压表示数为 U=8V．求:
（1）发电机线圈内阻消耗的功率 Pr；
（2）线圈转过 600时线圈中的电动势的大小；
1
（3）线圈从开始转动 秒过程中，通过 R的电量；
4
14．（15 分）如图所示，水平放置的 M、N两平行板相距为 d=0.50m，板长为 L=1m，
两板间有向下的匀强电场，场强 E=300.0N/C，紧靠平行板右侧边缘的 xoy直角坐标系
以 N板右端为原点，在 xoy坐标系的第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度
B= 8 3 ×10-2T，磁场边界 OA与 x轴夹角∠AOx=60°，现有比荷为 3 ×106C/kg的带电粒
3
子（重力不计），沿靠近 M板的水平线垂直电场方向进入
电场，离开电场后垂直于 OA边界进入磁场区域，
求：（1）带电粒子进入电场时的初速度 v0；
（2）带电粒子从进入电场到离开磁场的总时间．
15．（16 分）如图所示，PQMN与 CDEF为两根足够长的固定平行金属导轨，导轨间距
为 L。PQ、MN、CD、EF为相同的弧形导轨；QM、DE为足够长的水平导轨。导轨的
水平部分 QM和 DE处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 B。a、b为材料相同、
长都为 L的导体棒，跨接在导轨上。已知 a棒的质量为 3m、电阻为 R，b棒的质量为 m、
电阻为 3R，其它电阻不计。金属棒 a和 b都从距水平面高度
为 h的弧形导轨上由静止释放，分别通过 DQ、EM同时进入
匀强磁场中，a、b棒在水平导轨上运动时不会相碰。若金属
棒 a、b与导轨接触良好，且不计导轨的电阻和棒与导轨的摩
擦。
（1）金属棒 b向左运动速度减为 0时金属棒 a的速度多大？
（2）金属棒 a、b进入磁场后，如先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动，此
棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热多大？
（3）从两棒达到水平导轨至金属棒 b向左运动速度减为 0时两棒运动总路程？
试卷第 4页，共 4页
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白塔中学高 2022级高二（下）期中考试参考答案：
1．C【详解】将交流与直流通过阻值都为 R的电阻，设直流电流为 I，则根据有效值的定义
2 23 R T 2 3 R 2T有 I 2RT3 3
解得 I=3A故选 C。
2 B 2． 【详解】由变压器的输出功率等于输入功率可得 I1U1 I2 R可解得 I2 1.0A
n1 I2 1.0A 5
原线圈和副线圈的匝数比 n2 I1 0.2A 1
故选 B。
3．D【详解】不管是直流电还是交流电，螺线管中轴线方向的磁场方向与中轴线重合，则
粒子的速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，粒子仍然做匀速直线运动，D正确，ABC
错误。
故选 D。
R
4 D 1
R2
． 【详解】A.杆 ab消耗的功率与 R1、R2消耗的功率之和相等，则 R R ＝Rab.1 2
解得 R2＝3 Ω，故 A错误；BC.由题意知 E＝Blv＝3 V，
E U 2
则 Iab＝ R ＝0.75 A，Uab＝E－Iab·Rab＝1.5 V，PR ＝
ab
1 ＝0.375 W，故 B、C错误；
A R1
D.由题意知 F 拉＝F 安＝BIab·l＝0.75 N，故 D正确；
5．B【详解】线圈以 cd边为轴按图示方向匀速转动，从 ab边速度正好与磁场平行开始计
时，线圈磁通量在变小，则感应电流的磁场会阻碍其变小，所以感应电流方向是 adcba，与
规定的正方向相反，感应电流大小在渐渐变大，然而磁场只有一半，接着二分之一周期没有
感应电流；当从 ab边刚好进入磁场开始计时，线圈磁通量在变大，则感应电流的磁场会阻
碍其变大，所以感应电流方向是 abcda，与规定的正方向相同，感应电流大小在渐渐变小；
所以只有 B选项符合条件，故选 B。
【点睛】本题虽没有明确什么方向为感应电流的正方向，但不影响答题。同时也可以假设磁
场没有界，则感应电流变化规律应是余弦曲线，从而可快速确定当一半磁场时的答案。
6．C【详解】以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向左下方，
根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的作用力方向斜向右上方，磁铁有向右运动的趋势，受
到向左的摩擦力，同时磁铁对桌面的压力减小，选项 ABD 错误，C正确。故选 C。
2
7 v．A【详解】质子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 qvB m
R
答案第 1页，共 5页
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mv v
甲质子的半径为R1
m
qB 乙质子的半径为 R 3
1
2 RqB 3 1
甲、乙质子的运动轨迹如图所示，由几何关系可得
3
R R tan 60 3R R R1 tan NOA 2 3 3
R R 3
所以 AOD 60 ，则三解形 AOD为等边三角形，所以 AD距离
为 R，故 A正确。故选 A。
8．BD【详解】A．电流方向如图中所示，根据安培定则可知，磁场方向竖直向上，故 A错
误；
B．两平行导轨的电流方向相反，在导轨间的磁场方向相同，根据直线电流磁场分布可知，
当电流大小一定时，两导轨距离越近，导轨之间的磁场越强，故 B正确；
C．如果电流反向，导轨之间的磁场方向也反向，炮弹所受安培力方向不变，故 C错误；
D．要提高炮弹的发射速度，炮弹受到的安培力越大越好，当导轨间距一定时，电流越大，
磁感应强度越大，根据 F＝BIL可知安培力越大，故 D正确。故选 BD。
9．AC【详解】A．闭合开关 S瞬间，L是自感系数很大的线圈，则两个灯可视为串联，所
以两灯泡同时发光，亮度相同，故 A正确；
B．断开开关 S后，小灯泡 A无法与线圈构成回路，小灯泡 A马上熄灭，故 B错误；
C．断开开关 S瞬间，灯泡 B闪亮一下后熄灭，说明开关 S闭合稳定后，通过线圈的电流大
于通过 B的电流，则线圈的电阻小于小灯泡的电阻，故 C正确；
D．断开开关 S前后小灯泡 B的电流方向由原来的向右变为向左，故 D错误。故选 AC。
10．AC【详解】A、只将滑片 P1下移时，输出电压减小，输出功率减小，输入功率也减小，
电流表 A示数变小，A正确；
B、只将滑片 P2下移时，R3及其与 R2的并联电阻减小，电压表 V示数变小，B错误；
C、只增大交流电的电压时，输出电压增大，输出功率增大，输入功率也增大，电流表 A示
数变大，C正确；
D、只增大交流电的频率时，电感 L的感抗增大，电压表 V示数变大，D错误．故选 AC．
11． 黑 向左 高于
【详解】(1)[1] 当电流从电流计 G左端流入时，指针向左偏转。多用表电流“红进黑出”故他
是用多用电表的黑表笔与电流计 G左端的接线柱相连。
(2)[2] 将磁铁 N极向下从线圈 L上方竖直插入 L时，线圈磁通量向下增大，根据楞次定律
答案第 2页，共 5页
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可知，感应电流从 G左端流入，灵敏电流计的指针将向左偏转。
(3)[3] 当条形磁铁从图中虚线位置向右远离 L时，线圈磁通量向上减小，根据楞次定律可知，
a点相当于电源正极，电势高于 b点电势。
12． A B C D
【详解】（1）[1]在物理学中，当一个物理量与两个或两个以上的物理量有关系，需要研究
其中两个物理量之间的关系时，需要控制其它物理量保持不变，从而方便研究二者之间的关
系，该方法称之为控制变量法。为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、
副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法为控制变量法。
故选 A。
（2）[2]为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过 12V。故选 B。
U n
（3）[3] 1 1若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 U2 n2
若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的
匝数比为 2 :1，副线圈的电压为 3V，则原线圈的电压为U1 2 3V 6V
考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于 6V，可能为 7V。
故选 C。
（4）[4]AB．原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输
出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，选项 AB不符合题意；
C．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，选项 C不符合题意；
D．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，选项 D符合题意。
故选 D。
13 2．13．（1）2A （2）5 2V （3） C

【详解】（1）电路中电流：I=U/R=2A 则发电机线圈内阻消耗的功率 Pr= I2r=4W
（2）电动势最大值： Em 2I (R r) 10 2V
（3） 瞬时值表达式： e Em cos t 10 2 cos2 t(V )
线圈转过 600时线圈中的电动势的大小 e 10 2 cos600 (V ) 5 2V
（3）线圈从开始转动 1/4秒过程中，线圈转过 900角，由 Em=NBSω
答案第 3页，共 5页
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2
则 φ=BS=Em/ωN= 10 2 = 2 Wb
100 2 20 q N 100 20 C
2
C
R r 4 1
点睛：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，知道有
效值跟峰值的关系．线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、
求产生的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定．
1 3 1
14．(1) 3×104m/s； (2) 10
4s
3 24 48
【详解】(1) 粒子运动轨迹如图所示带电粒子在电场中做类平抛运
动，粒子垂直射入磁场，则速度偏向角为 30°，粒子离开磁场时的
vy
竖直分速度 tan 30
v0
qEl
粒子离开磁场时的竖直分速度vy at mv0
解得 v0＝3×104m/s
L 1
(2) 4粒子在电场中的运动时间为 t1 10 sv0 3
2
粒子在电场中的偏转距离为 y
1 at 2 qEl 3 m
2 2mv20 6
v
粒子离开电场的速度 v 0 2 3 10
4m/s
cos30
粒子离开电场后做匀速直线运动，直线运动距离 s2 （d y）sin30
3 3 s 3 1
可得 s2 m运动时间 t 2 10
4s
12 2 v 24
mv 3
粒子进入磁场后的轨道半径为 R，其中 R m
qB 4
R R s
由 sOG （d y）sin60
3 1
m由正弦定理有 DE
12 sin120 sin
解得θ=30°
由此可知，带电粒子在磁场中的偏转角度为 30°；
T m 4
由在磁场中的运动时间为T3 10 s12 6qB 48

t 1 3 1

则总运动时间为 ＝t1 t2 t3 3 24 48
10 4s

答案第 4页，共 5页
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2
15 1 2gh 2 3mgh 3 4mR 2gh．（ ） ；（ ） ；（ ）
3 B2L2
【分析】本题考查电磁感应中双棒运动问题。需运用动能定理、动量守恒、能量守恒、微元
法等求解。
【详解】（1）金属棒从弧形轨道滑下，由机械能守恒有
mgh 1 mv2
2 0
解得 v0 2gh
两棒同时进入磁场区域的初速大小均为 2gh，由于两棒在水平轨道上时所受合外力为零，
则两棒在水平轨道上运动时动量守恒，可得ma 2gh mb 2gh mav1 0
2
解得金属棒 b向左运动速度减为 0时，金属棒 a的速度 v1 2gh3
（2）先离开磁场的某金属棒在离开磁场前已匀速运动，则两棒在水平面上匀速的速度相等，
由动量守恒得ma 2gh mb 2gh (ma m )v 2ghb 解得 v 方向向右。2
金属棒 a、b进入磁场后，到 b棒第一次离开磁场过程中，由能量守恒得
1 ma mb v2
1
0 ma mb v2 Q2 2
解得此棒从进入磁场到匀速运动的过程电路中产生的焦耳热Q 3mgh
（3）设 a、b进入磁场后到 b向左运动速度减为 0的过程中，两者速度大小分别为 va、 vb，
BL
a v v 对 棒受力分析，由牛顿第二定律可得 B a b L m
4R a
aa
BL s s
将该式对时间累积可得 B a b L ma v0 v 4R 1
4mR 2gh
解得 sa sb B2L2
4mR 2gh
从两棒达到水平导轨至金属棒 b向左运动速度减为 0时两棒运动总路程 sa sb 。B2L2
答案第 5页，共 5页
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