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铁人中学 2023级高二下学期期中考试 物理 试题 考试时间： 2025 年 5 月
铁人中学 2023级高二下学期期中考试
物理试题 A． B． C． D．
试题说明：1、本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。
2 4．如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件，该摆件由两个半圆形导线和一个 V 形、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
一、选择题：本题共 10小题，共 46分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7题只有一项符合题 导线组成，其中△MNP为边长为 L的等边三角形，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感
目要求，每小题 4分；第 8～10 题有多项符合题目要求，每小题 6分，选对但不全的得 3 分，有
应强度大小为 B、竖直向下的匀强磁场，从 M、N点引出导线，向
选错的得 0分。
1．一台手摇发电机的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦交流电，其电流 i随 摆件中通以恒定电流 I，摆件受到的安培力大小为（ ）
时间 t变化的规律如图所示。下列说法正确的是（ ） A． 2BIL B． BIL
BIL
A．线圈每秒钟转 50 圈 C． D．不知上下两部分的电阻大小关系，无法求解
π
B． t 0.05 s时，穿过线圈的磁通量最大 5．如图所示的 LC电路中，已充电的平行板电容器水平放置，S 断开时，电容器极板间有一带电尘
C． t 0.10 s时，线圈平面与磁感线垂直 埃恰好静止，t 0时，闭合 S，t 0.04s时，尘埃恰好再次加速度为零，已知尘埃始终没有碰到
D． t 0.10 s时，穿过线圈的磁通量变化率为零 两板，则（ ）
2．分别用甲、乙两种单色光在同一装置上做光的双缝干涉实验，甲、乙两种单色光的干涉条纹在 A． t 0时，电容器上极板带负电荷
同一光屏上的位置关系如图所示，下列说法正确的是（ ） B．0 0.02s时间内，电路电流先增大再减小
A．甲光波长是乙光波长的 2 倍 C．0.02 0.04s 时间内，磁场能不断增大
B．遇到同样的障碍物时甲光更容易发生衍射现象 D．0 0.04s时间内，电流方向变化了 1 次
C．甲、乙两光从空气射入水中，甲光在水中传播的速度小 6．如图，在平面直角坐标系 xOy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小
D．甲、乙两光从水中射入空气时，甲光发生全反射的临界角大
为 B。大量质量为 m、电荷量为 q的相同粒子从 y轴上的 P(0, 3L)点，以相同的速率在纸面内
3．如图所示，矩形导体线框 abcd绕固定轴 MN 逆时针（俯视）匀速转动，M、N分别为 ad、bc
沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与 y轴正方向的夹角为 （0 180 ）。当 150
的三等分点，转轴右侧空间存在水平向右的匀强磁场，规定
时，粒子垂直 x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（ ）
dcba 方向为电流正方向，从图示位置开始计时，则感应电
A．粒子一定带负电
流 i 随时间 t 变化的图像正确的是（ ）
B 3qBL．粒子入射速率为
m
C．当 45 时，粒子也垂直 x轴离开磁场
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试 物理 试题 考试时间： 2025 年 5 月
D．粒子离开磁场的位置到 O点的最大距离为3 5L 9．图中为传感器的应用，下列说法正确的是（ ）
7．电磁驱动在很多领域得到应用，比如交流感应电动机和军事领域的电磁炮等。如图甲所示为一
电磁驱动模型，水平面内平行金属导轨MN、 PQ间距为 L，左端接阻值为 R的电阻，abcd为施
加在轨道上某区域的矩形匀强磁场，磁感应强度为 B，ad l，靠近 cd 边有一质量为m的导体棒
放置在导轨上，两者保持良好接触。某时刻起，矩形匀强磁场向右做匀加速直线运动，经较短的
时间Δt，导体棒也开始向右加速运动，其运动的速度时间图像如图乙所示。已知导体棒运动起
来后会受到恒定的阻力，速度时间图像中的物理量均为已知量，导轨和导体棒电阻均不计。下列 A．干簧管是利用磁场来控制电路的通断
说法正确的是（ ） B．当有烟雾进入火灾报警器罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电
B2L2v Δt 阻的变化
A t．导体棒所受阻力大小为 R t0 Δt C．红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度
B2L2Δt v D．电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量
B．导体棒所受阻力大小为 m t
R t 0 Δt

10．如图，匀强磁场 I、Ⅱ的边界 P、Q、M水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为 B，磁
l
C．导体棒离开磁场区域时的速度为 场 I 的宽度为 L，磁场Ⅱ的宽度大于 L。边长为 L、质量为 m、电阻为 R的正方形金属线框待 abcd
Δt
自距磁场边界 P上方 L处自由下落，当 ab边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零；当 ab边刚出磁
lt0 vt Δt
2
D．导体棒离开磁场区域时的速度为
2t Δt 场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为 g，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂0
直，ab边始终水平，下列说法正确的是（ ）
8．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 22 :1，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原
mgR
A．当线框 ab边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为
线圈两端加上u1 110 2sin100πt V 的交变电压。下列说法正 2B2L2
BL2
确的是（ ） B．线框 ab边通过磁场 I 的过程中，通过线框截面的电荷量为 R
2 2
A．电压表的示数为 5V C L 15m gR．磁场Ⅱ的宽度为
32B4L4
B．当滑动变阻器的滑片 P 向 b端移动时，电压表的示数变小 3 2 2
D．线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为 4mgL 7m g R 4 4
C．当滑动变阻器的滑片 P 向 b端移动时，电流表的示数变大 16B L
D．当电流表的示数为 1A 时，变压器的输入功率为 110W 二、实验题：本题共 2小题，共 14分。
11．（6 分）如图所示，某同学在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，先在白纸上画出三条直线：
入射界面 PP 、入射光线 AO和过O点的法线，让玻璃砖的一个面与直线 PP 重合，再沿玻璃砖
另一面确定两点以便作出直线QQ 。
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试 物理 试题 考试时间： 2025 年 5 月
B．将油膜看成单分子层油膜
C．将油酸分子看成球形
(2)实验中，体积为V1的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V2，用注射器和量筒测得 n滴上述溶
液的体积为V0，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的
轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为 a，则油酸薄膜的面积 S ；可
(1)在 AO上适当位置竖直插两枚大头针 P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两枚大头针，使 P2的像
求得油酸分子的直径为 （用V1、V2、V0、 n、S表示）。
挡住 P1的像，再插上大头针 P3，让 P3挡住 的像，插上大头针 P4，让 P4挡住 P3和 P1、P2
的像；
(2)连接 P3、 P4并延长与QQ 交于O 点，连接OO 代表折射光线。为了便于计算折射率，以O为圆
心适当的半径画圆，与 AO交于 B点，与OO 交于C点，过B、C两点分别向法线作垂线 BB 和CC ，
并用刻度尺测出BB 和CC 的长度分别为3.0 cm和 2.0 cm，则玻璃砖的折射率 n ；
(3)若实验操作中，在插大头针 P3前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，则测 (3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是因为________。
得的折射率与真实值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
12．（8 分）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时
C．用注射器和量筒测V0体积溶液滴数时多记录了几滴
的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；
三、计算题(本题共 3小题，共 40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写
②往边长约为 40 cm的浅盘里倒入约 2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水 出最后答案的不给分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
面上； 13．（10 分）我国自主研发的“南鲲”号发电装置已在珠海投入运行，其原理是利用海浪带动浪
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； 板摆动使发电线框转动，向外输出电能，如图（a）。某同学根据该原理自制了如图（b）所示的
④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； 发电装置，装置在海浪作用下，线圈做匀速圆周运动，已知两永磁铁间可视为磁感应强度为
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算 B 2
5
T 的匀强磁场，线圈的匝数N 600匝，面积 S 0.01m 2 ，线圈转动的角速度为 rad/s,
π 6
出油酸分子直径的大小。
将该发电装置连接到如图（c）所示的输电电路中，两个理想变压器T1、T2 原、副线圈匝数比分
完成下列填空：
别为 1: 2 = 1: 2， 3: 4 = 2: 1，发电装置内阻不计。(1)本实验的理想化假设是________。
A．考虑了各油酸分子间的间隙
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试 物理 试题 考试时间： 2025 年 5 月
15．（17 分）如图，光滑平行金属导轨MM 、NN 水平部分固定在水平平台上，圆弧部分在竖直
面内，足够长的光滑平行金属导轨QQ 、PP 固定在水平面上，导轨间距均为 L，N 点与 P点高
度差为 h，水平距离也为 h，导轨MM 、NN 左端接阻值为 R的定值电阻，水平部分处在垂直于
导轨平面向上的匀强磁场中，平行金属导轨QQ 、PP 完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场
(1)求线圈中产生的交流电电动势的峰值； 中，两磁场的磁感应强度大小均为 B。质量为m的导体棒b放在金属导轨QQ 、PP 上，质量为
(2)求交流电压表读数； m的金属棒 a从距离导轨MM 、NN 水平部分高度为 h处由静止释放，从M N 处飞出后恰好落在
(3)若测得电流表读数为 I 4A，负载电阻 R 1 ，求输电线路总阻值 r。 P、Q端，并沿金属导轨QQ 、 PP 向右滑行，金属棒 a落到导轨QQ 、 PP 上时，竖直方向分
14．（13 分）在前沿科技中，需要对带电粒子的运动进行精确控制。如图，一粒子源能够发射速 速度完全损失，水平分速度不变，最终 a、b两金属棒恰好不相碰，重力加速度大小为 g，不计
度大小为 v0 的粒子，粒子的质量为m、电荷量为 q，经加速电场加速后，以大小为 2v 的速度进 导轨电阻，一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为 R，运动过程中始终与导0
轨垂直并接触良好。求：
入圆心为O1的辐射状电场，做半径为 R的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了
90°，粒子出辐射状电场再沿 x轴运动距离 R后进入方向垂直纸面向里、半径为 R的圆形匀强磁场
区域，恰好从平面直角坐标系中的（0，R）点沿 y轴正方向射出匀强磁场区域。已知加速电场两极
R
板间距为 ，圆形匀强磁场区域的圆心O2在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。4
(1)求加速电压U；
(2)求圆形匀强磁场的磁感应强度 B的大小；
R
(3)若将粒子源、加速电场和辐射状电场沿 y轴负方向移动 处，求粒子从进入加速电场到出匀
2 (1)导体棒 a刚进入磁场时的加速度大小；
强磁场经历的时间。
(2)平行金属导轨MM 、 NN 水平部分长度 d；
(3)通过导体棒 b中的电量及整个过程金属棒 a产生的焦耳热。
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试物理试题 2025年 5月
铁人中学 2023 级高二下学期期中考试
物理试题答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C A B B D B AC ABD BC
11．（每空 2 分）(1) P1、P2 (2)1.5 (3)不变
V V
12．（每空 2 分）(1)BC (2) 70a2 71a2 72a2 0 2或 或 nSV (3)C1
13．答案：(1)5 2V (2)10V (3)1Ω
【详解】（1）线圈产生电动势的峰值 = ω 2 分
=5 2V 1 分
E
（2）升压变压器原线圈电压有效值为U1 5V 1 分2
U n
T 1 1升压变压器 1原副线圈电压之比满足U 1 分2 n2
n2
电压表读数U2 U 10Vn 1 1 分1
（3）负载两端电压U4 IR 4V 1 分
U3 n3
降压变压器T2 原副线圈两端电压之比 U 4 n4
求得降压变压器T2 原线圈电压U3 8V 1 分
I
降压变压器T 原
n4
2 原副线圈两端电流之比 I n3
求得降压变压器T2 原线圈电流 I原 2A 1 分
则根据欧姆定律有U2 I原r U3
求得输电线路总电阻 r=1Ω 1 分
U 3mv
2 2mv
14．答案： (1) 0 (2) B 0
2q qR
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试物理试题 2025年 5月
t （14 7 3 3）R(3)
12v0
1 1
【详解】（1 2 2）粒子在加速电场中运动，根据动能定理Uq mv mv0 2 分2 2
根据题意可知 v 2v0
3mv2
可得加速电场的电压U 0 1 分
2q
（2）粒子进入匀强磁场，由题意可得，粒子圆周运动的半径 r R 1 分
v2
根据洛伦兹力提供向心力可得 qvB m 1 分
r
2mv0
解得 B qR 1 分
（3）如图所示
v v R
设粒子在加速电场中运动的时间为 t 01，则有 t2 1
1分
4
R
设粒子在辐射状电场运动的时间为 t2，则 t2 1分2v
R R 3R （ ）
设粒子出辐射状电场到刚要进入磁场的时间为 t3，则 t 2 1 分3 v
R
由几何关系，可知粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角 arcsin 2 2 1 分
4 R 3
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试物理试题 2025年 5月
2πR
粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期 T = 2v 1 分0

设粒子在匀强磁场中做圆周运动的时间为 t4，则 t4 T2
粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间 t t1 t2 t3 t4
t （14 7 3 3）R代入数据可得 2 分
12v0
2 2 7
15 (1) B L 2gh．答案 (2) mR 2gh (3) m 2gh ， mgh
2Rm B2L2 4BL 16
【详解】（1）设金属棒 a刚进入磁场时的速度大小为 v
1 2
0，根据动能定理有mgh mv2 0
解得 v0 2gh 1 分
金属棒进入磁场的瞬间，金属棒 a中感应电动势 E BLv0
E
感应电流 I
2R
根据牛顿第二定律有 BIL ma 1 分
B2L2 2gh
解得 a 1分
2Rm
（2）设金属棒 a从M 、N 飞出时的速度为 v
1 2
1，飞出后做平抛运动，则有 h gt ，h v2 1
t
v gh解得 1 2 分2
金属棒 a在金属导轨MM 、 NN 水平部分运动过程中，根据动量定理有
BIL t mv1 mv0 2 分
q
根据电流的定义式有 I
t
BLd
该过程感应电动势的平均值 E
t t
E
感应电流的平均值 I
2R
q BLd 1分
2R
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铁人中学 2023级高二下学期期中考试物理试题 2025年 5月
mR 2gh
解得 d 1 分
B2L2
（3）金属棒 a落到金属导轨QQ 、PP 上向右滑行时的初速度大小为 v1，金属棒 a、b组
成的系统动量守恒，设最后的共同速度为 v2，根据动量守恒定律有mv1 2mv2
v 1解得 2 2gh 1 分4
对金属棒b进行分析，根据动量定理有 BIbL t1 mv2 1 分
qb
根据电流的定义式有 Ib t1
m 2gh
解得 qb 1 分4BL
1 1 2
金属棒 a在导轨MM 、 NN 上运动时产生的焦耳热Q1 mgh mv2 2 1
解得Q
3
1 mgh 2 分8
1 1 2 1 2
金属棒 a在导轨QQ 、PP 上运动时产生的焦耳热Q2 mv1 2mv2 2 2 2
Q 1解得 2 mgh 2 分16
7
因此金属棒 a中产生的焦耳热Q Q1 Q2 mgh 1 分16
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