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厦外 2024-2025 学年第二学期高二期中考试
物理试题
本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100分。考试用时75分钟。
注意事项：1.答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和准考证号填写在答题卡相应的位置上，用2B铅笔将自己的准考证号填涂在答题卡上。
2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；在试卷上做答无效。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔在答题卡上作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内的相应位置上，超出指定区域的答案无效；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁和平整。
一. 单项选择题： (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， 只有一项是符合题目要求的)
1.下列四种情况中，不属于光的干涉现象是 ( )
C.测平面的平滑度 D.肥皂泡表面有彩色条纹
2.如图所示，是远距离输电示意图，电路中升压变压器T 和降压变压器T 都认为是理想变压器，中间输电线路的总电阻为R，若升压变压器T 的输入电压
不变，下列说法正确的是 ()
A. T 输出电压等于T 输入电压
B. T 输出功率等于T 输入功率
C.若用户接入的用电器增多，则R消耗的功率增大
D.若用户接入的用电器增多，则T 输出功率减小
3.如图甲所示，在水平绝缘的桌面上，一个用电阻丝构成的闭合矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，规定磁场的方向垂直于桌面向下为正，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。下列关于线框中的感应电流i(规定逆时针为正)随时间t变化的关系正确的是 ( )
4.如图所示，在直角坐标系第一象限存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为q的粒子从x轴上的P点射入磁场中，入射方向与x轴成θ=60°，射入后恰好能垂直于y轴射出磁场，不计粒子重力， 已知 则( )
A.粒子带正电荷
B.射出点与O点距离为2a
C.若只改变θ，粒子射出点与O点最远的距离为4a
D.若只改变θ，粒子在磁场中运动时间最长为
二.双项选择题： (本题共 4 小题，每小题 6 分，共24 分。每小题有多项符合题目要求， 全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)
5.磁流体发电机是利用磁偏转作用进行发电的装置，如图所示，A、B是两块在磁场中相互平行的金属板，一束含有大量异种电荷的等离子体以一定的速度射入磁场，则( )
A. A极板带正电
B. B极板带正电
C.等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差减小
D.等离子体的入射速度增大，A、B两板间的电势差增大
6.如图所示，一矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO'以转速10r/s匀速转动，线圈的匝数为N，面积为S，电阻不计。线圈通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接有两只电阻均为2Ω的相同灯泡L 和L ，变压器原、副线圈的匝数比为10：1，若开关S断开时L 正常发光，此时电流表示数为0.1A，电表为理想电表，则( )
A.若从线圈平面平行于磁场方向开始计时，矩形线圈中感应电动势的瞬时值为
B.若增大原、副线圈匝数比，变压器输入功率减小
C.若开关S闭合，灯泡L 将变暗
D.若开关S闭合，电流表示数将变大
7.如图所示，a、b两个闭合正方形线圈用同样材料和粗细的导线制成，匝数均为N匝，线圈边长 图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小，不考虑线圈之间的相互影响，则下列说法正确的是 ( )
A.两线圈内产生顺时针方向的感应电流
B. a、b线圈中感应电动势之比为3：1
C. a、b线圈中感应电流之比为 :1
D. a、b线圈中电功率之比为27:1
8.如图甲所示，水平桌面上固定两条平行的光滑金属轨道MN、PQ，间距为L=1m，质量为m=0.5kg的导体棒 ab垂直放置在轨道上且与轨道接触良好，其阻值忽略不计。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值为R 的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现导体棒 ab在恒力F的作用下，从静止开始加速到最大速度。改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为v ，得到的关系 与 如图乙所示。若轨道足够长且电阻不计。则( )
A.棒中感应电流方向沿棒由b指向a
B.定值电阻的阻值.
C. 棒 ab受到的恒力F=5N
D.若电阻箱阻值R =1.0Ω, 导体棒运动1m流过该棒的电荷量为0.5C
三.填空题： (本题共 3 小题，共12 分)
9.图甲为某款“自发电”无线门铃按钮，其“发电”工作原理如图乙所示，按下门铃按钮时磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮时磁铁远离螺线管回归原位置。若PQ间接有一个电铃，当按下按钮时，有电流向 (填“右”或“左”)通过电铃，螺线管的 P端电势 (填“大于”、“等于”或“小于”) Q端电势。
10.如图所示，两相同灯泡A 、A ，A 与一理想二极管D连接，线圈L 的直流电阻与灯泡阻值相等。闭合开关S后，A 会 (填“立即亮”或“逐渐变亮”)；断开开关S的瞬间，A 会 (填“逐渐熄灭”或“立即熄灭”)。
11.某同学自制一电流表，其原理如图所示。质量为m的均匀细金属杆 MN与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，在矩形区域 abcd内有匀强磁场，ab=L ，bc=L ，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。MN的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度。MN的长度大于 ab，当 MN中没有电流通过且处于静止时，MN与矩形区域的 ab边重合，且指针指在标尺的零刻度；当MN中有电流时，指针示数可表示电流强度。MN始终在纸面内且保持水平，重力加速度为g。为使电流表正常工作，流过金属杆的电流方向为 (填“N→M”或“M→N”)；该电流表所测电流的最大值为 。
四.实验题： (本题共 2 小题，每小题 6 分，共12 分)
12.在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。已知双缝间的距离为d，在距离双缝L处的屏上，用测量头测量条纹间宽度。
(1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示，图乙所示的手轮上的示数为 mm；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图丙所示的手轮上的示数为 mm，求得相邻亮纹的间距△x为 mm；
(2)波长的表达式λ= (用△x、L、d表示);
(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将 (选填“变大”“不变”或“变小”)；
(4)如图丁为上述实验装置示意图。S为单缝，S 、S 为双缝，屏上O点处为一条亮条纹。若实验时单缝向下略微偏离光轴，则可以观察到O点附近的干涉条纹间距将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
13.1834年，物理学家楞次在分析了许多实验事实后，总结得到电磁学中一重要的定律——楞次定律，某兴趣小组为了探究该定律做了以下物理实验：
(1)“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置中滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代替导线将图甲中的实物电路补充完整。
(2)图甲实验电路连接后，开关闭合瞬间，发现电流计指针向右偏转；开关处于闭合状态时，电流计指针 (选填“偏转”或“不偏转”)；滑动变阻器滑片P从右端快速向左移动时，电流计指针 偏转(选填“向左”、“向右”或“不”)。
(3)为了进一步研究，该小组又做了如图乙实验，磁体从靠近线圈上方由静止下落。在磁体穿过整个线圈的过程中，传感器显示电流i随时间t的图像如图丙所示，由图可得到的结论是 。
A.感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关
B.感应电流方向与磁铁下落速度的大小有关
C.感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关
五.计算题： (本题共 3 小题，共38 分。写出计算的原始物理方程和必要的文字说明)
14. MN、PQ为水平放置、间距L=1m的平行导轨，接有如图所示的电路。电源电动势E=6V、内阻r=1Ω。将导体棒 ab静置于导轨上，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T，导体棒接入电路的部分阻值R=2Ω。调节电阻箱使接入电路的阻值. 时， 闭合开关S，导体棒仍处于静止状态。不计导轨的电阻。求：
(1)通过导体棒电流I的大小；
(2)导体棒在磁场中受到的安培力F的大小和方向。
15.如图所示，平行长直光滑固定的金属导轨MN、PQ平面与水平面的夹角 ，导轨间距为 上端接有 的电阻，在导轨中间加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁场区域为 磁感应强度大小为 ，磁场区域宽度为 ，放在导轨上的一金属杆 ab质量为 电阻为 ，从距磁场上边缘( 处由静止释放，金属杆进入磁场上边缘的速度 。导轨的电阻可忽略不计，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度大小为. 求：
(1)金属杆距磁场上边缘的距离
(2)杆通过磁场区域的过程中所用的时间；
(3)金属杆通过磁场区域的过程中电阻R上产生的焦耳热(
16.如图所示，边长为L的正方形 abcd区域内存在方向垂直该平面向外的匀强磁场，ad边与y轴重合，且坐标原点O位于 ad边的中点。第三象限内存在方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为E。带正电的粒子质量为m，电荷量为q，从第三象限内(包含坐标原点)的不同位置p沿x轴正方向以速度v 出发，都经过坐标原点O进入正方形 abcd区域。若p位于O点时，粒子恰好从 cd边中点垂直于 cd边射出，不计粒子的重力，求：
(1)磁感应强度大小；
(2)带电粒子出发点p的坐标轨迹方程；
(3)从bc边飞出磁场的粒子，其出发点p的x轴坐标范围。
物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C B D BD BD AD AB
9． 左 小于
【详解】[1][2]按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增大，根据楞次定律可知螺线管中感应电流为从Q端流入从P端流出，螺线管充当电源，则Q端电势较高，螺线管的P端电势小于Q端电势；电铃外接在PQ之间，对电铃为研究对象流过电铃的电流向左。
9． 左 小于
10． 立即亮 立即熄灭
【详解】[1] 闭合开关S后，因线圈自感，但两灯和线圈不是串联的关系，则两灯立即亮；
[2] 断开S的瞬间，A2会立刻熄灭，线圈L与灯泡A1及二极管构成回路，因线圈产生感应电动势，a端的电势低于b端，但二极管具有单向导电性，所以回路没有感应电流，A1也是立即熄灭。
9． 左 小于
10． 立即亮 立即熄灭
11． 均匀 M→N
【详解】[1][2]电流表示数为零时，金属杆不受安培力，金属杆在重力与弹簧弹力作用下处于平衡状态，由平衡条件得
解得
为弹簧伸长量，不是弹簧的长度；当电流为I时，安培力为
静止时弹簧伸长量的增加量为，根据胡克定律
可得
可见
故标尺上的电流刻度是均匀的；要使电流表正常工作，金属杆应向下移动，所受的安培力应向下，由左手定则知金属杆中的电流方向应从M至N；
[3]设
则有
解得
故电流表的量程为。
12． 13.870 2.310 变小 不变
【详解】(1)[1][2]图乙读数
2mm+0.01mm×32.0=2.320mm
图丙读数
13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm
则条纹间距
Δx=mm=2.310mm
(2)[3]根据Δx=λ可得波长的表达式λ=
(3)[4]若改用频率较高的单色光照射，则波长减小，由Δx=λ可知，得到的干涉条纹间距将变小；
(4)[5]若实验时单缝偏离光轴向下微微移动，由Δx=λ可知，条纹间距不变。
13．(1)
(2) 不偏转 向右
(3)AC
【详解】（1）根据滑动变阻器采用限流接法，完整实物连线如图所示
（2）[1]开关处于闭合状态时，电路电流大小不变，产生的磁感应强度不变，通过线圈B的磁通量不变，没有产生感应电流，所以电流计指针不偏转，故填不偏转；
[2]开关闭合瞬间，电流增大，产生的磁感应强度增大，通过线圈B的磁通量增加，发现电流计指针向右偏转；滑动变阻器滑片P从右端快速向左移动时，滑动变阻器的电阻减小，由欧姆定律知电路电流增大，产生的磁感应强度增大，通过线圈B的磁通量增加，则电流计指针向右偏转。
（3）A．由图可知，磁体从上方进入时电流为正，从下方出时电流为负，所以感应电流方向与线圈中的磁通量增减有关，故A正确；
B．由图可知，感应电流方向与磁铁下落速度的大小无关，故B错误；
C．由图可知，在下落过程中速度变大，出线圈时速度大于进入时的速度，磁通量的变化率变快，感应电流也变大，所以感应电流大小与线圈中磁通量的变化快慢有关，故C正确。
故选AC。
14．(1)
(2)，方向水平向右
【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律有
代入数据，解得电流大小为
（2）根据安培力公式有
解得，方向水平向右
15．（1）0.4m；（2）0.2s；（3）0.096J
【详解】（1）由机械能守恒可得
解得金属杆距磁场上边缘的距离为
（2）由法拉第电磁感应定律，金属杆刚进入磁场时，电动势为
由闭合电路欧姆定律得
金属杆受到的安培力为
金属杆重力沿轨道平面向下的分力为
所以金属杆进入磁场后做匀速直线运动，则金属杆通过磁场区域的过程中所用的时间
（3）由能量守恒定律得，回路中产生的焦耳热为
金属杆通过磁场区域的过程中，在电阻上产生的热量为
联立解得
16．(1)(2)(3)
【详解】（1）进入磁场时速度为v0的粒子为坐标原点出发，速度水平，恰好从cd边中点垂直于cd边射出，故圆周运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力有
解得磁感应强度
（2）设p点的坐标为（-x，-y），粒子运动到坐标原点的时间为t，由运动学公式，，
联立解得出发点p的坐标轨迹方程
（3）设从坐标原点O飞入磁场的粒子速度为v，方向与x轴正方向的夹角为α，则轨道半径为r，有
即
可知磁场中所有粒子的轨迹圆心都在dc边上，当粒子与ab边相切时，粒子打到bc边上的位置为飞出的上边缘，由图的几何关系可知，
所以
飞入磁场时的竖直分速度
则出发点p的x轴坐标
粒子打在c点为飞出bc边的下边缘，打在c的粒子运动轨迹如图所示
此时轨迹与c点相切，由几何关系，
所以
粒子飞入磁场时的竖直分速度
则出发点p的x轴坐标
从bc边飞出磁场的粒子，其出发点p的x轴坐标范围

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