玉溪一中2024—2025学年下学期高二年级期中考
物理学科试卷
总分：100分，考试时间：75分钟
选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1～7题只有一项符合题目，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选不全的得3分，有错的得0分。
1.如图所示是某同学设计的汽车火花塞点火的示意图，它是一个升压变压器。变压器原线圈与12V蓄电池、开关组成闭合回路，副线圈与火花塞组成回路，火花塞上需要上万伏的高压才能产生电火花，下列说法正确的是（ ）
A. 原线圈回路中的开关一直闭合时火花塞两端也有高电压
B. 开关断开的瞬间，副线圈两端将产生高电压
C. 这个变压器原线圈连接的是直流电，因此该变压器不能升压
D. 若将开关接到副线圈回路，闭合开关瞬间火花塞也能产生电火花
2.如图所示是某LC电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A. 电容器在充电，所带电荷量正在逐渐增大
B. 电路中的磁场能正在转化成电场能
C. 若减小电容器的电容，则发射的电磁波频率变大
D. 若增大线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长将变短
3.装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压少许后放手，忽略阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃管所受浮力就是回复力
B. 振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒
C. 振动频率与按压的深度无关
D. 在时间内，管子向下做加速运动
4.如图所示，在倾角为的光滑斜面顶端固定一摆长为L的单摆，单摆在斜面上做小角度摆动，摆球经过平衡位置时的速度为v，则以下判断正确的是（ ）
A. T为该单摆在斜面上摆动的周期
B. 摆球经过平衡位置时的加速度大小为
C. 若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强电场，则单摆的振动周期将不变
D. 若小球带正电，并加一垂直斜面向下的匀强磁场，则单摆的振动周期将发生变化
5.如图所示，边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈abcd绕对称轴匀速转动，角速度为，空间中只有左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。若闭合线圈的总电阻为R，则（ ）
A. 线圈中感应电动势的有效值为
B. 线圈中感应电动势的最大值为
C. 在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流
D. 线圈转动一周，产生的焦耳热为
6.霍尔元件在越来越多的电子产品中被使用，如图所示，一块宽度为d、长度为l、厚度为h的矩形半导体霍尔元件，通入方向向右大小为I的电流，元件处于垂直于上表面向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，元件的前、后表面产生稳定电势差U，已知元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子。下列说法正确的是（ ）
A. 元件前表面的电势高于后表面的电势
B. 仅增大前后表面的距离d，霍尔电压U将增大
C. 该元件中自由电子所受洛仑兹力的方向与电流所受安培力的方向相反
D. 元件单位体积内的自由电子个数为
7.如图甲所示，一半径为r、电阻为R的圆形金属导线框放置在绝缘水平面上，其直径MN所在的虚线左、右两侧空间均存在垂直水平面的磁场。左侧空间磁场为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直水平面向下，右侧磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，规定垂直水平面向下为正方向，其中、都是已知量。由于水平面粗糙，导线框一直处于静止状态。则下列说法中正确的是（ ）
A. 与内线框受到的安培力方向相反
B. 时刻导线框受到的摩擦力为0
C. 时刻导线框受到的安培力大小为
D. 时间内通过导线框横截面的电荷量为
8.一列简谐横波沿x轴正向传播，已知x轴上和处两个质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（ ）
A. B. 8 C. D.
9.如图所示为振幅均为A的两个完全相同的相干波源产生的两列波在某一时刻的干涉图样，C点到两波源的距离相等，实线表示波峰，虚线表示波谷。足够长时间后，针对原图中几个点所在位置的说法正确的是（ ）
A. A点振动偏离平衡位置的位移总是2A
B. 从此刻起再过半个周期，B点将变成波峰波峰叠加
C. C点也是振动加强点
D.若将两个波源改成振动始终反向的波源，则 D点将变成振动增强点
10.如图甲所示， abcd是竖直平面内的正方形闭合金属线框，在线框的下方有一磁感应强度大小为B的匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，与线框的 bc边平行，两边界的距离为h，磁场方向与线框平面垂直。现让线框从距MN某一高度由静止开始下落，图乙是线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域的图像，其中，曲线 AB与直线相切于 B点。已知线框的边长为，质量为 m，电阻为R，当地的重力加速度为 g，下落过程中bc边始终保持水平。根据题中所给条件，下列说法中正确的是（ ）
A. 的大小为
B. 是线框全部进入磁场的时刻，是线框全部离开磁场的时刻
C. 从开始下落到完全穿过匀强磁场区域的过程中产生的焦耳热Q=)
D. 过程中流过线框横截面的电荷量比过程中流过线框横截面的电荷量多
非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（每空2分，共6分）某实验小组采用如图甲所示实验装置验证动量守恒定律，气垫导轨上安装了、两个光电门，滑块、上固定相同的遮光条。测出滑块和遮光条的总质量为，滑块和遮光条的总质量为。将滑块置于光电门左侧，滑块置于两光电门之间，推动滑块使其获得向右的速度，滑块经过光电门并与滑块发生碰撞且被弹回，再次经过光电门。在某次实验中，光电门先后记录的挡光时间为、，光电门记录的挡光时间为。
用游标卡尺测得遮光条宽度如图乙所示，其读数为 。
关于本实验，下列说法正确的是 。
A.气垫导轨需要调成水平
B.为完成设计的实验，滑块和遮光条的总质量应满足
C.为减小实验误差，应选取较宽的遮光条
在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，即验证了碰撞前后两滑块和遮光条组成的系统动量守恒。（利用题中所给物理量的符号表示）
12.(每空2分，共10分）已知一热敏电阻当温度从升至时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源、开关、滑动变阻器最大阻值为、电压表（可视为理想电表和毫安表内阻约为）。
在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。
实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和，则此时热敏电阻的阻值为 保留位有效数字。实验中得到的该热敏电阻阻值随温度变化的曲线如图所示。
将热敏电阻从温度控制室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为。由图求得，此时室温为 保留位有效数字。
利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图所示。图中，为直流电源（电动势为E=，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过时，便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为44，则图中 (填“”或“”)应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为 (保留位有效数字)。
13.（10分）一列沿x轴负向传播的简谐横波在时刻波的图象如图所示，经，质点M第一次回到平衡位置，求：
⑴写出M点的振动方程；
⑵质点M在内，走过的路程。
14.（12分）如图所示，M、两金属圆筒是直线加速器的一部分，M与N的电势差为U；边长为的立方体区域内有竖直向上的匀强磁场一质量为，电量为的粒子，以初速度水平进入圆筒左侧的小孔粒子在每个筒内均做匀速直线运动，在两筒间做匀加速直线运动。粒子自圆筒出来后，从正方形的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形中心垂直飞出磁场区域，忽略粒子受到的重力。求：
粒子进入磁场区域时的速率。
磁感应强度的大小。
15.（16分）如图所示，倾角为的足够长平行导轨顶端bc间、底端ad间分别连一电阻，其阻值为，两导轨间距为d，在导轨与两个电阻构成的回路中有垂直于轨道平面向下的磁场，其磁感应强度。在导轨上横放一质量，电阻为，长度也为d的导体棒ef，导体棒与导轨始终接触良好，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，并且，在平行导轨的顶端通过导线连接一面积为、总电阻为r、匝数为的线圈线圈中轴线沿竖直方向，在线圈内加上沿竖直方向、且均匀变化的磁场图中未画出，连接线圈电路上的开关K处于断开状态，重力加速度为，不计导轨电阻。求：
从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度的大小;
已知导体棒从静止释放到稳定运行流过导体棒ef的电荷量为，求这段时间电阻产生的焦耳热;
闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上且恰好不受摩擦力，求线圈中所加磁场的磁感应强度的变化率。玉溪一中2024—2025学年下学期高二年级期中考
物理试题答案
选择题：
1.【答案】B 【解析】A.根据题意可知，开关一直闭合时通过变压器原线圈的电流不变，穿过铁芯的磁通量不变，无法在副线圈感应出感应电动势，故A错误；在开关断开的瞬间，穿过铁芯的磁通量急剧减小，副线圈将产生高电压，B正确，C错误；D.若开关接到副线圈回路，穿过铁芯的磁通量不变，无法在副线圈感应出感应电动势，故D错误。
2.【答案】C
【解析】AB、电流从电容器正极板经外电路流向电容器负极板，说明电容器正在放电，电容器所带的电荷量正在减少，电路中的电场能减少，磁场能增加，即电场能转化为磁场能，故A错误，B错误；
CD、发射的电磁波的频率等于LC振荡回路的频率，为，则发射的电磁波的波长，可见减小电容器的电容，则发射的电磁波频率变大，C正确；增大线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长变长，故D错误。
3.【答案】C
【解析】A.装有一定量液体的玻璃管只受到重力和浮力，所以它做简谐运动的回复力等于重力和浮力的合力，故A错误；B.在玻璃管振动过程中，除重力以外，还有浮力对玻璃管做功，所以它的机械能不守恒，故B错误；C.由于玻璃管做简谐运动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐运动的特点可知，其振动周期与振幅无关，故C正确；
D.由题图乙可知，在时间内，向下的位移减小，加速度减小，玻璃管向上朝着平衡位置加速运动，所以速度增大，故D错误。
4.【答案】B【解析】A、单摆在平衡位置时，等效重力加速度为gg所以单摆在斜面上摆动的周期，故A错误；B、摆球经过平衡位置时受到的回复力大小为0，切线加速度为零，但向心加速度为，故B正确；C、若小球带正电，并加一沿斜面向下的匀强电场，单摆在平衡位置时，等效重力加速度为，所以单摆在斜面上摆动的周期减小，故C错误；D、若小球带正电，并加一垂直斜面向下的匀强磁场，则小球摆动过程中洛伦兹力始终垂直速度，不产生回复力的效果，故周期不变，故D错误。
5.【答案】D
【解析】线圈中感应电动势的最大值为，则线圈中感应电动势的有效值为，故A错误，B错误；
C.在转动一圈的过程中，总是有半个线圈处于磁场，线圈中的感应电流为完整的正弦式交变电流，故C错误；D.则线圈中转动一圈产生的焦耳热为，D正确。
6.【答案】D
【解析】A.根据左手定则，电子受洛伦兹力偏向前表面，则元件前表面的电势低于后表面的电势，选项A错误；B.根据,则,而,可得，仅增大霍尔元件的前后表面距离d,霍尔电压U不会改变，B错误；C.自由电子所受洛仑兹力与电流所受安培力方向一致，选项C错误；D.根据，元件单位体积内的自由电子个数为，选项D正确。
7.【答案】C
【解析】A、时间内MN右侧磁场向上减小，根据楞次定律，导线框中产生逆时针方向的电流，内，MN右侧磁场向下增强，导线框中仍然产生逆时针方向的恒定电流，根据左手定则可知导线框始终受到向右的安培力，故A错误；B、时刻穿过导线框的磁通量的变化率不为零，导线框中产生的感应电流不变，虽然右侧磁场为零，但是左侧磁场恒定，所以时刻导线框仍受安培力，则导线框受到的摩擦力不为0，故B错误；
C、根据法拉第电磁感应定律，电流，导线框受到的安培力大小，故C正确；
D、时间内通过导线框横截面的电荷量，故D错误。
8.【答案】BCD
【解析】由振动图像可知周期，时处质点在平衡位置且向下振动，而处质点在正的最大位移处。波沿x轴正方向传播，其波形如图所示，处质点的平衡位置可能在、或
则有
解得波长为
则波速为
A.若波速为，则，由于n只能取整数，故A错误；
B.若波速为，则，故B正确；
C.若波速为，则，由于n只能取整数，故C正确；
D.若波速为，则2，由于n只能取整数，故D正确。故选BCD。
9.【答案】BCD
【解析】，两个波源在A点引起的振动偏离平衡位置的位移也可以为零，故A错误；再过半个周期，A点变成谷谷叠加，B点变成峰峰叠加，B正确；A、B、C连线的区域都是振动加强区域，C正确，D.原来D点是振动减弱点，让其中一个振源比另一个振源振动晚半个周期起振，经过足够长时间后，D点是振动加强点，故D正确。
10.【答案】AC
【解析】A.线圈全部进入磁场时达到了最小速度，即满足，即的大小为，故A正确；
B.时间内做自由落体运动，可知从时刻进入磁场，开始做加速度减小的减速运动，时刻又做匀加速运动，且与自由落体运动的加速度相同，可知线框全部进入磁场，即是线框全部进入磁场瞬间，时刻开始做变减速运动，时刻，又做加速度为g的匀加速运动，可知是线框全部离开磁场瞬间，故B错误；C.从bc边进入磁场时线框的速度为，ad边离开磁场时线框的速度为，此过程中线圈的机械能的减小量为：，则产生的电能为：，则感应电流所做的功为，所以线框中产生的焦耳热为，故C正确；
D.根据可知，线圈进入磁场和离开磁场时磁通量的变化量相等，故线框穿出磁场过程中，流经线框横截面的电荷量等于线框进入磁场过程中流经框横截面的电荷量，故D错误。
非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（每空2分，共6分）【答案】m或m A
【解析】游标卡尺的读数为 。
为使滑块做匀速直线运动，气垫导轨需要调到水平，A正确；
B.为使滑块经过光电门并与滑块发生碰撞且被弹回，需要满足 ，B正确；
C.根据 可知，为减小测量瞬时速度的误差，遮光条选择窄的好，C错误。
故选AB。
根据动量守恒定律可知 ，即
12.（每空2分，共10分）
【答案】 6 24.0 5
【解析】由于热敏电阻的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，所以控制电路采用分压式接法；电压表可视为理想电表，而毫安表有内阻，所以测量电路采用电流表外接法。测量电路图如上图所示；
若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为和，则此时热敏电阻的阻值。
当热敏电阻的阻值为时，直接由图读得此时室温为。
温度升高时，热敏电阻阻值减小，其两端电压也随之减小，与之串联的另一电阻两端电压增大，所以图中应使用热敏电阻，开始报警时环境温度为，此时热敏电阻的阻值为，两端电压为，则热敏电阻两端电压为，由串联电路电流处处相等，即，解得的阻值应为。
13.（10分）【答案】这列波质点M的振动方程可写成： ①
将时代入, 可得 ②
t=0.05，质点M第一次回到平衡位置,则=0，所以=π，
所以 ③
M点的振动方程 ④
质点 M 在内走过的路程 ⑤
（ ① ⑤式，每式2分）
14.（12分）【答案】解：粒子在直线加速器中加速，根据动能定理
①
解得粒子进入磁场的速率 ②
带电粒子在磁场中偏转得轨迹圆的半径 ③
在磁场中洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律： ④
解得磁感应强度大小 ⑤
( ①、 ③每式3分，其余每式2分）
15.（16分） 【答案】全电路总电阻r ①
对导体棒，由牛顿第二定律有 ②
其中 ③
则随着导体棒的速度增大，加速度减小，当加速度减至0时，导体棒的速度达最大 ，
有 ④
导体棒从静止释放到稳定运行之后的一段时间内导体棒ef的电荷量 ，设位移为 x ，
因为 ⑤
联立可得 ⑥
由动能定理有 ⑦
根据并联电路特点得 ⑧
联立得 ⑨
开关闭合后，由导体棒ef受力平衡知d=mgsin ⑩
感生电动势 E2=NS
电路的总电阻
干路电流
根据电路规律可得
联立可得
（ ⑦式2分，其余每式1分）
