福建省福州市台江区九校2024-2025学年高二下学期期中物理试卷（含答案）

2024-2025学年第二学期期中考试高二物理试卷
（满分：100 分；考试时间：75 分钟）
一、单项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项正确）
1．下列说法正确的是（　　）
A．磁场是为研究物理问题而假想的，实际并不存在
B．安培最早发现了电流周围存在磁场
C．麦克斯韦通过实验证明了光是一种电磁波
D．法拉第最早提出了“场”的概念，并进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系
2. 如图所示，两个灯泡A1和A2的规格相同，闭合开关，稳定后两个灯泡正常发光且亮度相同。下列说法正确的是（　　）
A．闭合开关瞬间，A1、A2亮度相同
B．闭合开关瞬间，M点电势低于N点电势
C．电路稳定后断开S，A2闪亮一下再熄灭
D．电路稳定后断开S瞬间，M点电势低于N点电势
3.如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　）
A．B．C．D．
4.图甲为工程师设计的传送带测速装置，图乙为其简化原理图，该测速装置固定有间距为L、长度为d的平行金属电极，电极间存在着磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有电压表和阻值为R的电阻，测速装置上的绝缘橡胶带嵌有间距均为d的平行细金属条，金属条阻值为r且与电极接触良好，橡胶带运动时磁场中始终有且仅有一根金属条，不计金属电极和其余导线的电阻，电压表可视为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当金属条经过磁场区域时，受到的安培力方向与运动方向相同
B．当电压表的读数为U时，传送带的速度大小为
C．若将该电压表改装为传送带速度表，则速度表刻度不是均匀分布
D．当金属条通过磁场区域时的速度为v时，电路的总发热功率为
二、双项选择题（共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两个选项正确，全对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
5.如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示，由图像可知下列说法正确的是（　　）
A．小球偏离平衡位置的最大距离为10cm
B．1s末和3s末弹簧的长度相同
C．2s末和4s末小球的位移相等，运动方向也相同
D．1s末到5s末小球通过的路程为40cm
6.如图，物块M、N通过弹簧连接静止在光滑水平面上，物块M的质量是物块N质量的3倍。某时刻，物块M获得水平向右的冲量I。下列说法正确的是（　　）
A．当M、N速度相同时，弹簧的弹性势能最大
B．自开始至弹簧最短的过程，弹簧对物块M的冲量大小为
C．自开始至弹簧最长的过程，弹簧对物块M的冲量大小为
D．弹簧第一次恢复原长和第二次恢复原长时，M的速度相同
7.如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为0.4m2，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“4W，100Ω”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列说法正确的是（　　）
A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为e=40cos（10t）V
B．若将自耦变压器触头向上滑动，则电流表示数增大
C．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大
D．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为3:1
8. 风力发电绿色环保、低碳，通过变压器和远距离输电线给用户供电，工作原理如图所示。发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速，其输出端与升压变压器的原线圈相连，输出电压，升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器。用户端工作电压为220V。下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度大小为
B．用户获得的功率为
C．降压变压器原、副线圈匝数比n3:n4 =10:1
D．若输出电压不变，输电线电流变大，则用户端电压变大
非选择题（共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。）
（3分）如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设向右为正方向，图乙是这个单摆的振动图像。根据图像可得，单摆振动的频率是 Hz；
开始时摆球在 位置（填“C”、“B”或“O”）；若将其制作成摆钟，将该摆钟从赤道带到北极，发现摆钟走时变 （填“快”或“慢”）了
10.（3分）轻质细线吊着一边长L=1m、匝数n=1匝的正方形线圈，其总电阻R=1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求：
（1）线圈中产生的感应电动势的大小为 V，感应电流的方向为 （选填“顺时针” 或“逆时针”）。
（2）t=6s时，磁场对线圈的作用力大小为 N,。
11.（3分）如图所示，质量为2m的小车静止在光滑的水平地面上，车上装有半径为的半圆形光滑轨道。现将质量为m的小球放于半圆形轨道的边缘上，并由静止开始释放，当小球滑至半圆形轨道的最低点位置时，小球和小车组成的系统动量 （填“守恒”或“不守恒”），小车移动的距离为 。
（以下实验题中的选择题有单项或多项选择，自行判断单选或多选）
（6分）在验证变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”匝。
(1)实验时，实验室有下列器材：
A．可拆变压器 B．条形磁铁 C．多用电表
D．直流电源 E.开关、导线若干 F. 低压交流电源
上述器材在本实验中不需要的有 （填器材字母代号）
(2)为了减小能量传递过程中的损失，变压器的铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。
A．B． C D．
(3)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，而是 （填“”“”“”）出现了分析下列可能的原因，你认为正确的是
实验次数 匝 匝
1 300 600 3 5.94
2 300 1500 2.9 12.68
3 600 1500 2.95 7.21
A．原、副线圈的电压不同步
B．变压器线圈中有电流通过时会发热
C．铁芯在交变磁场的作用下会发热
D．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失
13.（6分）如图甲所示为“研究碰撞中动量守恒”的实验装置。实验时，先让质量为的小钢球A从斜槽上某一位置由静止开始运动，从轨道末端水平抛出，落到水平地面上P点，然后再把质量为的小钢球B放到轨道末端处于静止，再让小钢球A从斜槽开始运动，在轨道末端与小钢球B发生对心碰撞，结果小球B落到水平地面上N点，小球A落到水平地面上的M点。
（1）实验中，必须要测量的物理量有__________。
A．小球开始释放的高度h B．小球抛出点距地面的高度H
C．小球做平抛运动的水平距离 D．小球A、B的质量、
（2）实验中，下列说法正确的是__________。
A．斜槽一定要光滑
B．两球半径一定要相同
C．两球质量关系一定要满足
（3）小球释放后落在复写纸上会在白纸上留下印迹，如图丙所示。多次试验后，白纸上留下了7个印迹，如果用画圆法确定小球的落点P，图中画的三个圆最合理的是 （填字母代号）；
（4）若某次实验时， A、B两钢球落地点分布如图乙所示，M、P、N与O点（O点是水平轨道末端正下方的投影）距离分别为、、，若x2=2x1 , x3=3x1 ，且碰撞中动量守恒，则
14.（11分）如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的有效值；
（2）电路中交流电压表和电流表的示数；
（3）线圈由图示位置转过的过程中，线路中通过的电荷量。
15.（12分）如图，两根相距且足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定放置，与水平面成，顶端接一阻值为的电阻，轨道平面内有磁感应强度为的匀强磁场，方向垂直轨道平面向上。现有一质量为、电阻为的金属杆与金属导轨垂直，以一定初速度从导轨底端沿导轨向上运动。已知金属杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。
（1）通过导体棒ab的电流方向；
（2）求杆刚开始运动时的加速度大小；
（3）若已知杆上升的最大高度为，求该上升过程中电阻产生的热量。
16.（16分）如图，L形滑板A静置在粗糙水平面上，滑板右端固定一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧左端与一小物块B相连，弹簧处于原长状态。一小物块C以初速度从滑板最左端滑入，滑行后与B发生完全非弹性碰撞（碰撞时间极短），然后一起向右运动；一段时间后，滑板A也开始运动．已知A、B、C的质量均为，滑板与小物块、滑板与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为；最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内。求：
（1）C在碰撞前瞬间的速度大小；
（2）C与B碰撞过程中损失的机械能；
（3）从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦力所做的功。
1 2 3 4 5 6 7 8
D D C D AD AB AB BC
9.【答案】 1.25 B 快 （每空1分）
10. 【答案】 0.05 逆时针 0.04 （每空1分）
11. 【答案】 不守恒 （1分）， （2分）
（实验题选择题多选均2分，少选得1分，选错不得分,单选每空1分）
12.【答案】(1)BD （2分） （2）D (3) BCD（2分）
13.【答案】(1)CD （2分） (2)B (3)C (4) 3:1 （2分）
14.（11分）【答案】（1）V；（2） ，；（3）
【详解】（1）线圈以的转速..................1分
则线圈的角速度 ..................1分
线圈转动中感应电动势的最大值为 ..................1分
感应电动势的有效值 ..................1分
（2）由闭合电路欧姆定律得 ..................1分
交流电压表的电压 ..................1分
（3）线圈由图示位置转过的过程中..................1分
..................1分
..................1分
..................1分
联立得 ..................1分
15.（12分）【答案】（1）由a到b （2）；（3）
【详解】（1）导体棒切割磁感线，相当于“电源”，
由右手定则可知导体棒中的电流方向为从a到b .................2分
（2）杆ab刚开始运动时，杆ab产生的感应电动势为
..................1分
回路感应电流为..................1分
杆ab受到的安培力大小为..................1分
方向沿导轨向下；根据牛顿第二定律得
..................2分
解得杆刚开始运动时的加速度大小为
..................1分
（2）若已知杆上升的最大高度为，上升过程中，根据能量守恒定律得
..................2分
解得回路产生的总焦耳热为
则电阻产生的热量为.................2分
16.（16分）【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）小物块C运动至刚要与物块B相碰过程，根据动能定理可得
.................2分
解得C在碰撞前瞬间的速度大小为
.................2分
（2）物块B、C碰撞过程，根据动量守恒可得
.................2分
解得物块B与物块C碰后一起运动的速度大小为
.................2分
故C与B碰撞过程中损失的机械能为
.................2分
（3）滑板A刚要滑动时，对滑板A，由受力平衡可得
.................3分
解得弹簧的压缩量，即滑板A开始运动前物块B和物块C一起运动的位移大小为
.................1分
从C与B相碰后到A开始运动的过程中，C和B克服摩擦力所做的功为
.................2分