浙江省杭州市杭四下沙2024-2025学年高二上学期期末考物理试卷（Word版附解析）

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考生须知：
1．本试卷分试题卷和答题卷，满分 100 分，考试时间 90 分钟．
2．答题前，在答题卷上填写班级、姓名、试场号、座位号，并填涂卡号．
3．所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效．
4．考试结束，只上交答题卷．
一、单项选择题（本大题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分）
1. 物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和
生活用品，说法正确的是（ ）
A. 图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的
B. 图乙中，人们常用电磁炉来吃火锅，是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的
C. 法拉第利用图丙所示的实验装置发现了电流的磁效应
D. 图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，微波 一种电磁波，具有能量
2. 下列关于教材上 四副插图，说法正确的是（ ）
A. 图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器 B 上
B. 图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电
C. 图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附
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D. 图丁中优质的话筒线外面包裹着金属网，目的是为了增强话筒线的导电性能
3. 以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是（ ）
A. 图甲中电流方向如图所示，则铁环中心 点的磁场垂直纸面向外
B. 图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下
C. 图丙中通过两金属圆环的磁通量
D. 图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动，线框中会产生感应电流
4. 某型号手机充电器中的变压器原、副线圈匝数比为 ．若原线圈上加有最大电压值为 的正
弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值可能为（ ）
A. B. C. D.
5. 将面积为 ，匝数为 100 匝的线圈放在磁感应强度为 的匀强磁场中，线圈与磁场垂直，
下列说法正确的是（ ）
A. 磁通量是矢量 B. 穿过线圈的磁通量为
C. 穿过线圈的磁通量为 D. 穿过线圈的磁通量为
6. 如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流 I 通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向
相同，则电子可能的运动情况是（ ）
A. 沿路径 a 运动 B. 沿路径 b 运动
C. 沿路径 c 运动 D. 沿路径 d 运动
7. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是 r 的两条输电线输
电，输电线路中的电流是 ，其末端间的电压为 。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的
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电流为 。则下列说法错误的是（ ）
A. 用户端的电压 B. 发电厂的输出功率为
C. 输电线路上损失的电功率为 D. 输电线上的电压降为
8. 如图所示电路中， 和 是两个相同的小灯泡，L 是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。
在开关 S 接通和断开时，下列说法正确的是（ ）
A. S 接通时，流过 和 电流方向相反
B. S 接通时， 先达到最亮，稳定后 与 亮度相同
C. 电路稳定后断开 S 时， 闪亮后与 一起熄灭
D. 电路稳定后断开 S 时， 先熄灭， 闪亮后熄灭
9. 在一次南极科考中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度，其原理如图所示。电路中有一段长
方体的金属导体，它长、宽、高分别为 a、b、c，放在沿 y 轴正方向的匀强磁场中，导体中电流强度沿 x 轴
正方向，大小为 I。已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电荷量为 e，自由电子做定向移动可
视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间电压为 U，则（ ）
A. 金属导体的前侧面电势较高
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B. 磁感应强度的大小为
C. 金属导体的电阻为
D. 自由电子定向移动的速度大小为
10. 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子 a、b、c 以不同的速率沿着
方向对准圆心 O 射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的
是（ ）
A. a 粒子速率最大 B. c 粒子的洛伦兹力最小
C. a 粒子在磁场中运动的时间最长 D. 它们做圆周运动的周期
11. 如图所示，带电平行板中匀强电场 E 的方向竖直向上，匀强磁场 B 的方向垂直纸面向里，一带电小球
从光滑绝缘轨道上的 A 点自由滑下，经 P 点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的 C
点自由滑下，经 P 点进入板间，不计空气阻力则小球在板间运动过程中（ ）
A. 动能将会减小 B. 电势能将会减小
C. 机械能将会减小 D. 小球带负电
12. 如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带正
电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的 点，则下列说法正确的是（ ）
A. 保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大
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B. 保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动
C. 保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离， 点电势将升高
D. 保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动
13. 一有界区域内存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为 L；一个高为 L
的梯形导体框 在外力作用下以速变 v 向右匀速穿过磁场。设 时刻 边位于磁场左边界，规定向
左为安培力正方向。下列线框所受安培力 F 随时间 t 的变化规律正确的是（ ）
A. B.
C. D.
二、不定项选择题（本大题共 2 小题，每小题 3 分，共 6 分，每小题至少有一个选项是正确
的，多选或错选不给分，漏选得 2 分）
14. 质量为 1kg，速度为 9m/s 的 A 球跟质量为 2kg 的静止的 B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是
非弹性的，因此碰撞后 B 球的速度大小可能值为（ ）
A. 8m/s B. 6m/s C. 4m/s D. 2m/s
15. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度 ，单匝矩形线圈的面积 ，电阻不计，绕垂直于磁
场的轴 匀速转动．线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A 为交流电流表。开关 S 开始时断开，调
整副线圈的触头 P，当变压器原、副线圈的匝数比为 时，副线圈电路中标有“ 的灯泡正常发光，
电容器 C 的击穿电压为 。以下判断正确的是（ ）
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A. 从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为
B. 电流表的示数为
C. 若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将 P 适当上移，减少副线圈的匝数
D. 闭合开关 S，电容器不会被击穿
三、实验题（分三小题，一空一分，共 18 分）
16. 如图所示是探究向心力的大小 F 与质量 m、角速度ω和半径 r 之间的关系的实验装置。转动手柄，可使
两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的
小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通
过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力
的比值。那么：
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是____________。
A. 探究小车速度随时间变化规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与力、质量的关系 D. 验证机械能守恒定律
（2）若长槽上的挡板 B 到转轴的距离是挡板 A 到转轴距离的 2 倍，长槽上的挡板 A 和短槽上的挡板 C 到
各自转轴的距离相等。探究向心力 F 和角速度ω的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于 的轮盘上，
将质量相同的小球分别放在挡板____________和挡板____________处（选填“A”、“B”或“C”），则标尺露出红
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白相间的等分格数的比值约为____________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心
力大小之比，可以发现向心力 F 与____________成正比。
（3）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力 F，用光电计时器测周期 T 进行定量探究。某同学多次
改变转速后，记录一组力与对应周期 T 数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示 图像，该图
线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标 x 表示的物理量是____________。
17. 某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径 d，该金属管长约
，电阻约为 ，已知这种金属的电阻率为 。
（1）用螺旋测微器测量金属管线外径 D 时刻度的位置如图 a 所示，从图中读出外径为____________ ，
应用毫米刻度尺测金属管线的长度 L；
（2）测量金属管线的电阻 R，为此取来两节内阻不计的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表 ，内阻约
B．电压表 ，内阻约
C．电流表 ，内阻约
D．电流表 ，内阻约
E．滑动变阻器，
F．滑动交阻器，
要求较准确地测出其阻值，电压表应选_________，电流表应选_________；滑动变阻器选_________（填序
号）
（3）实验中实物接线如图 b 所示，请指出接线中 明显错误：
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错误 1：__________ 错误 2：___________ 错误 3：__________
（4）更正电路后测得电压表示数为 U，电流表示数为 I，请用已知的物理常数和应直接测量的物理量（均
用符号表示），推导出计算金属管线内径的表达式 ________。
18. 在“研究电磁感应现象”的实验中。
（1）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计 G 与线圈 M 连接，如图甲所示。当电流从电流计 G 左端流入时，
指针向左偏转。将磁体 N 极向下从线圈上方竖直插入 M 时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为沿
________（选填“顺时针”或“逆时针”）由 a 端开始绕至 b 端。
（2）如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关 S 后，将 A 线圈
迅速从 B 线圈拔出时，电流计指针将________；A 线圈插入 B 线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，
电流计指针将________。（以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）
（3）在图乙中，某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，第二次将滑动变阻器的
触头从变阻器的右端慢慢滑到左端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度
________（选填“大”或“小”）。
四、计算题（共 37 分）
19. 如图，水平 U 形光滑框架，宽度为 ，电阻忽略不计，导体棒 的质量 、电阻 ，
匀强磁场的磁感应强度 ，方向垂直框架向上。现用 的恒定外力由静止开始向右拉 棒，
当 棒向右运动的距离为 时速度达到 ，求此时：
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（1） 棒产生的感应电动势的大小；
（2） 棒的电流的大小和方向；
（3） 棒的加速度。
20. 如图所示，光滑半圆轨道直径沿竖直方向，最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球 A 施加
水平向左的瞬时冲量 I，A 沿轨道运动到最高点时，与用轻绳悬挂的静止小球 B 正碰并粘在一起。已知 I =
1.8 N∙s，A、B 的质量分别为 mA = 0.3 kg、mB = 0.1 kg，轨道半径和绳长均为 R = 0.5 m，两球均视为质点，
轻绳不可伸长，重力加速度 g 取 10 m/s2，不计空气阻力。求：
（1）与 B 碰前瞬间 A 的速度大小；
（2）A、B 碰后瞬间轻绳的拉力大小。
21. 如图甲所示，斜面顶部线圈 横截面积 ，匝数 匝，内有水平向左均匀增加的磁场
B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为 的光滑平行金属导轨相连，导轨固
定在倾角 的绝缘斜面上。图示虚线 下方存在磁感应强度 的匀强磁场，磁场方向垂直
于斜面向上。质量 的导体棒 垂直导轨放置，其有效电阻 ，从无磁场区域由静止释放，
导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场 中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，
导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取 ， ，求：
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（1）导体棒进入磁场 前流过导体棒的感应电流大小和方向；
（2）导体棒刚好进入磁场 时的速度大小；
（3）导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移 x。
22. 如图所示，两平行金属板 MN、PQ 之间电势差为 U，金属板 PQ 的右方直角坐标系的第一象限内有一磁
感应强度为 B 的匀强磁场。一带电量为+q、质量为 m 的粒子，从金属板 MN 的入口处由静止释放，经电场
加速垂直于 y 轴进入磁场后做匀速圆周运动，恰好从 K 点射出，速度方向与 x 轴负方向夹角为 60 ，忽略
重力的影响，求：
（1）粒子从电场射出时速度的大小 v；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径 R 和运动时间 t；
（3）若要使粒子从坐标原点 O 点射出，可以采取什么措施？