安徽省宿州市砀山县七校2024_2025学年高二物理下学期期中试卷含解析

这是一份安徽省宿州市砀山县七校2024_2025学年高二物理下学期期中试卷含解析，共27页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径 0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分 100 分，考试时间 75 分钟。
2.答题前，考生务必用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。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；非选择题请用直径 0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区
域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：人教版选择性必修第二册第一章至第二章。
一、选择题（本题共 10 小题，共 42 分.在每小题给出的四个选项中，第 1~8 题中只有一项符
合题目要求，每小题 4 分，第 9~10 题有多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全
的得 3 分，有选错的得 0 分）
1. 在匀强磁场中放一条长度为 的直导线，导线与磁场方向垂直，当导线的通电电流为 时，
测得导线受到的磁场力 ，则该匀强磁场的磁感应强度大小为（ ）
A. 10T B. 1T C. 0.1T D. 零
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，由公式 可得，该匀强磁场的磁感应强度大小为
故选 A。
2. 下列各图中标出了磁场 B 和正电荷运动速度 v 的方向，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向左的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
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【解析】
【详解】A．由左手定则可知，该时刻粒子所受洛伦兹力垂直纸面向里。故 A 错误；
B．该时刻粒子运动方向与磁场方向平行，所以不受洛伦兹力。故 B 错误；
C．由左手定则可知，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向左。故 C 正确；
D．由左手定则可知，该时刻粒子所受洛伦兹力沿纸面向右。故 D 错误。
故选 C。
3. 某同学制作了一个简易的稳定装置，如图所示，N 极朝右的条形磁铁正中心被细线悬挂在天花板下，沿
条形磁铁中轴线的左右两侧放置两个完全相同的闭合圆形线圈，线圈始终与地面保持相对静止，需要稳定
的实验设备悬挂于条形磁铁下方（图中未画出），当条形磁铁左右摆动或前后转动时，可快速地回到初始的
稳定状态，则（ ）
A. 当条形磁铁向右摆动时，从右往左看，右侧线圈将产生逆时针的感应电流
B. 当条形磁铁向右摆动时，左侧线圈有收缩的趋势，右侧线圈有扩张的趋势
C. 无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈总是同时对磁铁提供排斥力
D. 无论条形磁铁向哪边摆动，两侧线圈的感应电流方向总是相反
【答案】D
【解析】
【详解】A．条形磁铁向右摆动时，穿过右侧线圈向右的磁通量增加，根据楞次定律可知，右侧线圈将产生
向左的感应磁场，从右往左看为顺时针的电流，故 A 错误；
B．条形磁铁向右摆动时，穿过右侧线圈的磁通量增加，根据楞次定律，右侧线圈有收缩的趋势，穿过左侧
线圈的磁通量减少，左侧线圈有扩张的趋势，故 B 错误；
C．条形磁铁摆动时，靠近线圈时会受到排斥力作用，远离线圈时会受到吸引力作用，故两侧线圈总是一个
提供排斥力，一个提供吸引力，故 C 错误；
D．条形磁铁摆动时，两侧线圈的磁通量总是朝同一方向且一个增加一个减少，故线圈内会产生反方向的感
应磁场，从而形成反方向的感应电流，故 D 正确。
故选 D。
4. 冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示，炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶
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炼的金属就能被熔化。这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于
冶炼特种金属。该炉的加热原理是（ ）
A. 利用线圈中电流产生的焦耳热
B. 利用线圈中电流产生的磁场对被冶炼金属产生磁化而加热
C. 利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D. 给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电，从而产生焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】线圈中的电流做周期性的变化，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，
从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多，C 正确，ABD 错误。
故选 C。
5. 如图所示，一条形磁铁放在水平桌面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线
中通以图示方向的电流时（ ）
A. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用
B. 磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用
C. 磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用
D. 磁铁对桌面的压力增大，且受到向右的摩擦力作用
【答案】C
【解析】
【分析】先判断电流所在位置的磁场方向，然后根据左手定则判断安培力方向；再根据牛顿第三定律得到
磁体受力方向，最后对磁体受力分析，根据平衡条件判断。
【详解】根据条形磁体磁感线分布情况得到直线电流所在位置磁场方向，再根据左手定则判断安培力方向，
如图：
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根据牛顿第三定律，电流对磁体的作用力向右下方；选取磁铁为研究对象，磁铁始终静止，根据平衡条件，
可知通电后桌面对磁铁的支持力变大，磁铁受到桌面的静摩擦力方向水平向左；最后再根据牛顿第三定律，
磁铁对桌面的压力增大。
故选 C。
【点睛】本题关键先对电流分析，得到其受力方向，再结合牛顿第三定律和平衡条件分析磁体 受力情况。
6. 两个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b，以不同的速率对准圆心 O 沿着 AO 方向射入圆形匀强磁场区
域，其运动轨迹如图.若不计粒子的重力，则下列说法正确的是（ ）
A. a 粒子动能较大 B. b 粒子速率较大
C. b 粒子在磁场中运动时间较长 D. a 粒子做圆周运动 周期较长
【答案】B
【解析】
【详解】AB．带电粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律
得
如图，a 粒子运动半径小于 b 粒子运动半径，在粒子的质量和电荷量相同的情况下，a 粒子速度和动能小于
b 粒子速度和动能，故 A 错误，B 正确；
CD．由粒子运动周期公式
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可知，两个粒子的质量和电荷量相同，周期相同；周期相同的前提下，a 粒子轨迹对应的圆心角大于 b 粒子
轨迹对应的圆心角，所以 a 粒子运动时间较长，故 CD 错误。
故选 B。
7. 如图所示，M 和 N 为两个完全一样的灯泡，L 是一个理想电感线圈（电阻不计），R 是一个定值电阻。当
电键 S 突然闭合或断开时，下列判断正确的是（ ）
A. 电键突然闭合，N 比 M 先亮
B. 电键闭合较长时间后，N 比 M 亮
C. 电键突然断开，N 比 M 先熄灭
D. 无论电键突然闭合还是断开，M 和 N 现象完全相同
【答案】A
【解析】
【详解】AD．电键突然闭合，L 产生感应电动势，M 灯的电流逐渐增加，故 M 灯逐渐亮，N 灯立即亮，所
以 N 比 M 先亮，故 A 正确，D 错误；
B．电键闭合较长时间后，电路处于稳定状态，因为 L 的电阻小于 R 的电阻，故 M 的电流大于 N 的电流，
M 比 N 亮，故 B 错误；
C．电键突然断开，L 产生感应电动势，两个灯串联，电流相同，两灯同时熄灭，故 C 错误。
故选 A。
8. 如图所示，在 Oxy 平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。一带电
粒子从 y 轴上的 M 点射入磁场，速度方向与 y 轴正方向的夹角 。粒子经过磁场偏转后在 N 点（图
中未画出）垂直穿过 x 正半轴。已知 ，粒子电荷量为 q，质量为 m，重力不计。则（ ）
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A. 粒子带正电荷
B. 粒子速度大小为
C. 粒子在磁场中运动的时间为
D. N 与 O 点相距 3d
【答案】B
【解析】
【详解】A．粒子进入磁场后沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知，粒子带负电，故 A 错误；
B．粒子运动轨迹如图所示
由几何知识可知，粒子做圆周运动的轨道半径
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
故 B 正确；
C．粒子在磁场中运动的周期
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粒子轨迹对应的圆心角为
粒子在磁场中运动的时间为
故 C 错误；
D．N 点到 O 点的距离为
故 D 错误。
故选 B。
9. 如图甲所示，粗糙水平面上固定一长直导线，其左侧放置一个正方形的金属线框（俯视图），现导线中通
以如图乙所示的电流，线框始终保持静止状态，规定导线中电流方向向下为正，在 0～2t0 时间内，则（ ）
A. 线框中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B. 线框受到的安培力先向右，后向左
C. 线框中感应电流一直沿顺时针方向
D. 线框受到的安培力方向始终向左
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．在 0～t0 时间内，电流向下，根据安培定则，线框所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据楞
次定律，线框中感应电流的方向为顺时针，同理，在 t0～2t0 时间内，感应电流的方向还是时顺时针方向，
A 错误，C 正确；
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BD．根据左手定则，线框受到的安培力先向右，后向左，B 正确，D 错误。
故选 BC。
10. 回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的 D 形金属盒半径为 R，两盒间的狭缝很小，带电粒子
穿过狭缝的时间可以忽略不计。匀强磁场的磁感应强度为 B、方向与盒面垂直。粒子源 S 产生的粒子质量
为 m，电荷量为+q，加速电压为 U，则（ ）
A. 交变电压 周期等于粒子在磁场中回转周期
B. 加速电压为 U 越大，粒子获得的最大动能越大
C. D 形盒半径 R 越大，粒子获得的最大动能越大
D. 磁感应强度 B 越大，粒子获得的最大动能越大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．要想使粒子不断地在 D 型盒的缝隙中被加速，则交变电压的周期等于粒子在磁场中回转的周期，
所以 A 正确；
BCD．根据
粒子获得的最大动能为
所以粒子获得的最大动能与加速电压的大小无关，D 形盒半径 R 越大，磁感应强度 B 越大，粒子获得的最
大动能越大，所以 B 错误；CD 正确；
故选 ACD。
二、实验题（本题共 2 小题，共 18 分）
11. 如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间
的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面开始时，金属棒放在导轨正中间的位置处，当金属棒受到安培力作
用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。
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（1）闭合开关，观察到金属棒水平向________运动（填“左”或“右”）；
（2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是________；
A．仅改变电流的方向 B．仅改变磁场的方向
C．电流的方向和磁场的方向同时改变 D．调节滑动变阻器的滑片，减少接入电路的电阻
（3）为了使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，下列措施可行的是________。
A．增加金属水平导轨的长度 B．增加金属棒的长度
C．向右移动滑动变阻器的滑片 D．增加金属水平导轨的间距
【答案】 ①. 右 ②. AB ③. AD
【解析】
【详解】（1）[1]根据左手定则，可以判断出此时金属棒受到的安培力方向为水平向右，则可观察到金属棒
水平向右运动；
（2）[2] 若要改变金属棒的运动方向，则应使安培力的方向发生改变，可改变电流的方向或改变磁场的方
向，故选 AB；
（3）[3]由
可知要使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，则应增大导体棒所受安培力或延迟加速时间；增加金属水
平导轨的长度可使加速时间更长，即可获得更大速度
由
可知，要增大导体棒所受安培力可向左移动滑动变阻器的滑片或增加金属水平导轨的间距，故选 AD。
12. 如图为“探究电磁感应现象”的实验装置，闭合开关的瞬间，观察到电流计的指针向左偏转。
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（1）闭合开关前，为防止电流过大导致螺线管 A 损坏，滑动变阻器的滑片 P 应位于最________（填“左”
或“右”）端。
（2）保持开关闭合，下列操作能使电流计的指针发生偏转的是________（填标号）。
A．将螺线管 A 从螺线管 B 中拔出
B．螺线管 A 与螺线管 B 保持相对静止向上运动
（3）保持开关闭合，若将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，则会观察到电流计的指针向________（填“左”
或“右”）偏转。
【答案】 ① 右 ②. A ③. 左
【解析】
【详解】（1）[1]闭合开关前，为防止电流过大导致螺线管 A 损坏，滑动变阻器接入电路阻值应最大，则滑
动变阻器的滑片 P 应位于最右端。
（2）[2]
A．将螺线管 A 从螺线管 B 中拔出，则螺线管 B 中磁通量减少，螺线管 B 产生感应电动势，回路产生感应
电流，电流计的指针发生偏转，故 A 正确；
B．螺线管 A 与螺线管 B 保持相对静止向上运动，则螺线管 B 中磁通量保持不变，回路没有感应电流，电
流计的指针不发生偏转，故 B 错误。
故选 A。
（3）[3]根据题意：闭合开关的瞬间，观察到电流计的指针向左偏转，可知螺线管 B 中磁通量增加时，电流
计的指针向左偏转；保持开关闭合，若将滑动变阻器的滑片 P 向左移动，滑动变阻器接入电路阻值变小，
螺线管 A 中电流变大，则螺线管 B 中磁通量增加，则会观察到电流计的指针向左偏转。
三、计算题（本题共 3 小题，共计 40 分.解答时应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.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 如图所示，水平放置且电阻不计的固定平行轨道，间距 ，两端连接电动势 、内阻
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的电源及 的电阻。一根质量为 的金属杆放置于平行导轨上且垂直于两轨道，
其在轨道间的电阻为 ，轨道与金属杆接触良好，绝缘细线通过定滑轮连接金属杆及重物，空间中
存在一垂直于水平面竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 。忽略一切摩擦，重力加速度 取
，求：
（1）当金属杆静止时，流过金属杆的电流；
（2）若金属杆能保持静止，重物的质量。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
当金属杆静止时，流过金属杆的电流为
【小问 2 详解】
金属杆受到的安培力大小为
由左手定则可知，安培力方向水平向左；若金属杆能保持静止，则
解得
14. 如图所示，宽度为 的足够长的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值
为 的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为 。一根质量为
的导体棒 放在导轨上与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，现用一平行于
导轨的拉力拉动导体棒沿导轨向右以 的速度做匀速运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直。
求：
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（1）闭合回路中产生的感应电流大小；
（2）作用在导体棒上的拉力大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
根据题意可知，感应电动势为
根据闭合电路的欧姆定律可得回路中产生的感应电流为
【小问 2 详解】
导体棒匀速运动，由平衡条件可得
解得拉力大小为
15. 如图所示，在平面直角坐标系 xOy 第四象限内存在沿 y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为 E，第一
象限有一直角三角形区域 OPQ，其中 ，OP=a，∆OPQ 区域内（含 OQ）有方向垂直于纸面向
外的匀强磁场，一质量为 m，电荷量为 q（ ）的带正电粒子从坐标原点 O 以速度 v0 沿 y 轴正方向射入
磁场，不计带电粒子的重力。
（1）若该带电粒子经磁场偏转后能进入电场区域，求这种情况下磁感应强度大小的最小值 ；
（2）如果磁感应强度大小取（1）中的 ，求该带电粒子在电、磁场中运动的总时间。
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【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）经分析可知：当磁感应强度大小为 时，粒子在磁场中的运动轨迹恰好与 PQ 相切，如图所
示，圆心在 x 轴上的 点，从 x 轴上 M 点进入电场，粒子在磁场中的圆轨道半径设为 R，由几何关系知
即
由洛伦兹力提供向心力，可得
联立解得
（2）粒子从 O 点运动到 M 点的时间设为 ，则有
粒子进入电场后，沿电场线方向减速至 N 点，速度是零，设这段时间为 ，则有
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解得
由运动对称性可知：粒子从 N 点运动到 M 点的时间也为 ，且从 M 点再次进入磁场的速度仍为 ，即再次
进入磁场做匀速圆周运动的半径仍为 ，由图中几何知识可知， ， 因此 P 点即为粒子再
次做圆周运动的圆心，也即粒子将垂直于 PQ 边离开磁场。设粒子第 2 次在磁场中运动的时间为 ，则有
因此粒子在电磁场中运动的总时间 t 为
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