湖北省部分高中协作体2024-2025学年高二下学期4月期中联考物理试题 含解析

这是一份湖北省部分高中协作体2024-2025学年高二下学期4月期中联考物理试题 含解析，共12页。试卷主要包含了答题前，请将自己的姓名，选择题的作答，非选择题作答，考试结束后，请将答题卡上交，如图所示，两方向相反等内容，欢迎下载使用。
本试卷共 6 页，全卷满分 100 分，考试用时 75 分钟。
★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，请将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并
将准考证号条形码粘贴在答题卡上的制定位置。
2、选择题的作答：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，
写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题作答：用黑色签字笔直接答在答题卡对应的答题区域内，写在试卷、草稿
纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将答题卡上交。
一、单项选择题：（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分,。在小题给出的四个选项
中，第 1～7 题只有一项符合题目要求，第 8～10 题有多项符合要求，每小题全部选对得 4
分，选对但不全的得 2 分，有错选或者不选的得 0 分）
1、磁电式电流表的构造如图甲所示，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转
动的线圈，转轴上装有螺旋弹簧和指针。蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布
，如图乙所示。当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，螺旋弹簧被扭
动，线圈停止转动时满足 NBIS＝kθ，式中 N 为线圈的匝数，S 为线圈的面积，I
为通过线圈的电流，B 为磁感应强度，θ为线圈(指针)偏角，k 是与螺旋弹簧有关
的常量。不考虑电磁感应现象，由题中的信息可知( )
甲 乙
A.线圈转动过程中受到的安培力逐渐变大
B.若线圈中通以如图乙所示的电流时，线圈将沿逆时针方向转动
C.线圈(指针)偏角θ与通过线圈的电流 I 成正比
D.电流表的灵敏度定义为ΔθΔI，更换 k 值更大的螺旋弹簧，可以增大电
流表的灵敏度
2、正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂
直于纸面的匀强磁场，从 P 点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如
图中 1、2、3 所示。下列说法正确的是( )
共 6 页 第 1页
A.磁场方向垂直于纸面向里
B.轨迹 1 对应的粒子运动速度越来越大
C.轨迹 2 对应的粒子初速度比轨迹 3 的大
D.轨迹 3 对应的粒子是正电子
3、如图所示，面积是 S 的矩形导线框 abcd 处于磁感应强度为 B 的有界匀强
磁场中，其中 O1O2 是线框 abcd 的对称轴且正好与磁场边界重合。现使线框以
O1O2 为轴，从图示位置开始匀速转动，下列说法正确的是( )
A.转动过程中没有感应电流生成
B.线框转过 30°角时，穿过线框的磁通量为 3)4BS
C.线框转过 30°角时，穿过线框的磁通量为 3)2BS
D.线框转过 180°角的过程中，穿过线框的磁通量的变化量为 0
4、如图所示的电路中，电源的电动势为 E，内阻为 r，电感 L 的电阻不计，
电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值。在 t＝0 时刻闭合开关 S，经过一段时间后，
在 t＝t1 时刻断开 S，下列表示灯泡 D 的电流 i 随时间变化的图像中，正确的是
( )
5、某品牌电热毯的简易电路如图甲所示，电热丝的电阻为 R＝484 Ω，现将
其接在 u＝220 2sin 100πt(V)的正弦式交流电源上，电热毯被加热到一定温度后
，温控装置 P 使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的
电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表 V 的读数和电热毯消耗的电功
率最接近下列哪一组数据( )
共 6 页 第 2页
甲 乙
A.220 V、100 W B.110 V、25 W
C.156 V、50 W D.311 V、200 W
6、如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈 AB 端输入电压如图乙所示
，副线圈电路中定值电阻 R0＝11 Ω，电容器 C 的击穿电压为 22 V，移动滑片 P
使电容器刚好不会被击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是( )
甲 乙
A.电压表的示数为 220 V
B.原、副线圈的匝数比为 10∶1
C.电流表的示数等于通过电阻 R0 的电流
D.原线圈 AB 端输入电压的变化规律为 u＝311sin πt(V)
7、某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无
线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。
为了收到这个电台，他应该( )
A.增加线圈匝数 B.减小线圈匝数
C.换用其他材料的线圈 D.换一个信号更好的位置
8、(多选)如图所示，两方向相反、磁感应强度大小均为 B 的匀强磁场被边长
为 L 的等边三角形 ABC 边界分开，三角形内磁场方向垂直纸面向里，三角形顶
点 A 处有一质子源，能沿∠BAC 的角平分线发射速度不同的质子(质子重力不计)
，所有质子均能通过 C 点，质子比荷 qm＝1k，则质子的速度可能为( )
A.BLk B.BL2k C.2BL3k D.BL8k
9、(多选)摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理图如图所示，转轴Ⅰ
随待测物沿图示方向旋转，永磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上
，铝盘靠近永磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针所指的刻度盘刻度即对
应被测物的转速。下列说法正确的是( )
共 6 页 第 3页
A.铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B.永磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转
动
C.刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的中央
D.若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永磁体
完全同步转动
10、(多选)下列关于内能的说法正确的是( )
A.系统的内能是由系统的状态决定的
B.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
C.1 g 100 ℃水的内能小于 1 g 100 ℃水蒸气的内能
D.内能少的物体也可能自发地将一部分内能转移给内能多的物体
二、非选择题：（本大题共 5 小题，共 60 分）
11、(12 分)
小明设计了一种“自动限重器”，如图甲所示。该装置由控制电路和工作电
路组成，其主要元件有电磁继电器、货物装载机(实质是电动机)、压敏电阻 R1
和滑动变阻器 R2 等。压敏电阻 R1 的阻值随压力 F 变化的关系如图乙所示。当货
架承受的压力达到限定值，电磁继电器会自动控制货物装载机停止向货架上摆放
物品。已知控制电路的电源电压 U＝6 V，电磁继电器线圈的阻值忽略不计。请
你解答下列问题：
甲 乙
(1)由 图 乙 的 图 像 可 知 ， 随 着 压 力 F 的 增 大 ， 压 敏 电 阻 R1 的 阻 值 将
___________。
(2)用笔画线代替导线将图甲的电路连接完整。
(3)随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将_________，当电磁继电器线
共 6 页 第 4页
圈中的电流大小为 30 mA 时，衔铁被吸下。若货架能承受的最大压力为 800 N，
则所选滑动变阻器 R2 的最大阻值至少为_________Ω。
12、(12 分)
如图甲所示，虚线 MN 左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右
侧匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为 B0；左侧匀强磁场的磁
感应强度 B 随时间 t 变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向。
一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为 S0，将该导线做成半径为 r 的圆环固定
在纸面内，圆心 O 在 MN 上。求：
甲 乙
(1)t＝t02 时，圆环受到的安培力；
(2)在 0～32t0 内，通过圆环的电荷量。
13、(12 分)
如图所示，宽为 L＝0.5 m 的光滑导轨与水平面成θ＝37°，质量为 m＝0.1 kg
、长也为 L＝0.5 m 的金属杆 ab 水平放置在导轨上，电源电动势 E＝3 V，内阻 r
＝0.5 Ω，金属杆电阻为 R1＝1 Ω，导轨电阻不计，金属杆与导轨垂直且接触良
好。空间存在着竖直向上的匀强磁场(图中未画出)，当电阻箱的电阻调为 R2＝0.9
Ω时，金属杆恰好能静止。取重力加速度 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝
0.8，求：
(1)磁感应强度 B 的大小；
(2)保持其他条件不变，当电阻箱的电阻调为 R2′＝0.5 Ω时，闭合开关 S，同时由
静止释放金属杆，求此时金属杆的加速度。
14、(12 分)
如图，区域Ⅰ内有与水平方向成 45°角的匀强电场 E1，区域宽度为 d1，区
域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场 B 和匀强电场 E2，区域宽度为 d2，磁场方向垂直
共 6 页 第 5页
纸面向里，电场方向竖直向下。一质量为 m、电荷量大小为 q 的微粒在区域Ⅰ左
边界的 P 点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动
，从区域Ⅱ右边界上的 Q 点穿出，其速度方向改变了 30°，重力加速度为 g，
求：
(1)区域Ⅰ和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度 E1、E2 的大小；
(2)区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；
(3)微粒从 P 运动到 Q 的时间。
15、(12 分)
如图所示，一端封闭粗细均匀的 U 形导热玻璃管竖直放置，封闭端空气柱
的长度 L＝50 cm，管两侧水银面的高度差为 h＝19 cm，大气压强恒为 76 cmHg。
(1)若初始环境温度为 27 ℃，给封闭气体缓慢加热，当管两侧水银面齐平时
，求封闭气体的温度；
(2)若保持环境温度 27 ℃不变，缓慢向开口端注入水银，当管两侧水银面平
齐时，求注入水银柱的长度 x。
共 6 页 第 6页
高二物理试题答案
一、单项选择题：
1、解析：C 磁场是均匀地辐射分布，线圈转动过程中各个位置的磁感应强
度大小不变，故受到的安培力大小不变，故 A 错误；若线圈中通以题图乙所示
的电流时，根据左手定则，左侧安培力向上，右侧安培力向下，线圈将沿顺时针
方向转动，故 B 错误；根据题意线圈停止转动时满足 NBIS＝kθ，解得θ＝NBSkI，
可知线圈(指针)偏角θ与通过线圈的电流 I 成正比，故 C 正确；电流表的灵敏度
定义为ΔθΔI，根据题意 NBIS＝kθ，解得ΔθΔI＝NBSk，可知更换 k 值更大
的螺旋弹簧，电流表的灵敏度减小了，故 D 错误。故选 C。
2、解析：A 三个粒子从 P 点射入磁场，轨迹偏转方向相同的带同种电荷，
所以轨迹 2 对应的粒子是正电子，1、3 为电子，故 D 错误；由左手定则可判断，
磁场方向垂直纸面向里，故 A 正确；对于轨迹 1 的粒子运动半径越来越小，由 r
＝mvqB 知，运动速度越来越小，B 错误；对于轨迹 2 和轨迹 3 两种粒子，由于
初始半径 r2＜r3，由 r＝mvqB 知 v2＜v3，故 C 错误。
3、解析：B 转动过程中，穿过导线框中磁通量变化，则有感应电流，故 A
错误；线框转过 30°角时，穿过线框的磁通量为Φ＝BS＝B×S2×cs30°＝3)
4BS，故 B 正确，C 错误；线框转过 180°角过程中，穿过线框的磁通量变化量
为ΔΦ＝Φ′－Φ＝－12BS－12BS＝－BS，故 D 错误。故选 B。
4、解析：D 开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用，可看作电阻，
线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，电压 UAB 逐渐减小，故 i 逐渐减小；
开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电
流与原电流方向相反，并逐渐减小到 0，又由于电阻 R 的阻值大于灯泡 D 的阻值
，当开关闭合时，线圈所在支路的电流小于流过灯泡 D 的电流，故当开关断开
瞬间，线圈产生的感应电流也小于原来流过灯泡 D 的电流。故选 D。
5、解析：C 根据题图，由有效值的定义可得\rc\2))))\s\up12(2R×T2＋0＝U2R
×T，解得 U＝Um2＝1102 V≈156 V，电热毯在保温状态下消耗的电功率为 P＝
\rc\
U2R＝ 484 W＝50 W，C 正确。
6、解析：A 由题图乙知输入电压的有效值即电压表的示数，为 220 V，A
正确；电容器的耐压值为交流电压的最大值，则有效值为 22\r(2) V＝112 V，所
共 6 页 第 1页
以原、副线圈的匝数比为 102∶1，B 错误；电容器通交变电流，所以电流表的
示数大于通过电阻 R0 的电流，C 错误；由题图乙知交变电流的周期为 0.02 s，所
以角速度为 100π rad/s，原线圈 AB 端输入电压的变化规律为 u＝311sin 100πt(V)，
D 错误。
7、解析：B 收不到高频率的电台信号，因此需要增加调谐电路的固有频率，
根据 f＝12π\r(LC)可知，减小线圈匝数，会导致自感系数减小，从而导致固有频
率增加，即应该减小线圈的匝数。故选 B。
8、解析：ABD 质子带正电，且经过 C 点，其可能的轨迹如图所示。
所有圆弧所对圆心角均为 60°，所以质子运行半径为 r＝Ln(n＝1，2，3，…)，
质子在磁场中做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得 qvB＝mv2r，解得 v＝
qBrm＝BLkn(n＝1，2，3，…)，故 A、B、D 正确，C 错误。
9、解析：BC 当永磁体随转轴转动时，产生转动的磁场，铝盘中会产生感
应电流，这时永磁体会对铝盘有力的作用，从而产生一个转动的力矩，由于游丝
的反力矩，会使指针稳定指在某一刻度上，故 A 错误，B 正确；刻度盘上的零
刻度线应标在刻度盘的中央，故 C 正确；若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无
阻碍地自由转动，永磁体固定在转轴Ⅰ上，铝盘固定在转轴Ⅱ上，由楞次定律知
，铝盘不能同永磁体完全同步转动，其转速低于永磁体的转速，故 D 错误。故
选 BC。
10、解析：ACD 内能是指物体内部的所有分子所具有的分子动能和分子势
能的总和，系统的内能是由系统的状态决定的，A 正确；温度相同，则分子的平
均动能相同，但是质量相同的氢气和氧气的分子数不相同，因此内能不相同，B
错误；相同温度下的水变成水蒸气需要吸收热量，因此 1 g 100 ℃的水的内能小
于 1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C 正确；内能与温度、体积和物质的量等因素都
有关系，内能少的物体的温度可能高于内能多的物体，则可能向其传递热量，D
正确。
共 6 页 第 2页
二、非选择题：（本大题共 5 小题，共 60 分） 11、(12 分)
解析：(1)由图乙中的图像可知，压敏电阻 R1 的阻值随压力的增大而减小。
(2)将货物装载机和上触点串联组成工作电路，将 R1、滑动变阻器 R2、电磁
铁串联接入控制电路；补充电路如图所示。
(3)随着控制电路电流的增大，电磁铁的磁性将增强。R1 与 R2 串联 I1＝I2＝
Imax＝30 mA＝0.03 A，由图乙可知 F＝800 N 时，R1＝80 Ω，由 I＝UR 得 U1＝I1R1
＝0.03 A×80 Ω＝2.4 V，U2＝U－U1＝6 V－2.4 V＝3.6 V，R2＝U2I2＝3.6 V0.03 A
＝120 Ω，即滑动变阻器 R2 的最大阻值至少为 120 Ω。
答案：(1)减小 (2)见解析图 (3)增强 120
12、(12 分)
解析：(1)根据法拉第电磁感应定律，圆环中产生的感应电动势 E＝ΔBΔtS
其中 S＝πr22
由图乙可知ΔBΔt＝B0t0
根据欧姆定律有 I＝ER
根据电阻定律有 R＝ρ2πrS0
t＝12t0 时，圆环受到的安培力
F＝B0I·(2r)＋B02I·(2r)
联立解得 F＝3B02r2S04ρt0
安培力方向垂直于 MN 向左。
－
(2)通过圆环的电荷量 q＝ ·Δt
根据欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
－ －
＝E－)R， ＝ΔΦΔt
在 0～32t0 内，圆环磁通量的变化量为
共 6 页 第 3页
ΔΦ＝B0·12πr2＋B02·12πr2
联立解得 q＝3B0rS08ρ。
答案：(1)3B02r2S04ρt0 方向垂直于 MN 向左 (2)3B0rS08ρ
13、(12 分)
解析：(1)由安培力公式和平衡条件可得
mgsin θ＝BILcs θ
由闭合电路欧姆定律得 I＝ER1＋R2＋r
解得 B＝1.2 T。
(2)由牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律有
BI′Lcs θ－mgsin θ＝ma
I′＝ER1＋R2′＋r
解得 a＝1.2 m/s2
方向沿斜面向上。
答案：(1)1.2 T (2)1.2 m/s2，方向沿斜面向上
14、(12 分)
解析：(1)微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动，则在竖直方向上有 qE1sin
45°＝mg
解得 E1＝2)mgq
微粒在区域Ⅱ内做匀速圆周运动，则重力和静电力平衡，有
mg＝qE2
解得 E2＝mgq。
(2)粒子进入磁场区域时满足
qE1d1cs 45°＝12mv2，qvB＝mv2R
根据几何关系，分析可知 R＝d2sin 30°＝2d2
整理得 B＝2gd1)2qd2。
(3)微粒从 P 到 Q 的时间包括在区域Ⅰ内的运动时间 t1 和在区域Ⅱ内的运动
时间 t2
并满足 12a1t12＝d1，mgtan 45°＝ma1
整理得 t1＝ 2d1g)，t2＝30°360°·2πRv＝112·2π·2d2\r(2gd1)
共 6 页 第 4页
解得 t＝t1＋t2＝ 2d1g)＋πd2\r(18gd1)＝6d1＋πd26gd12gd1。
答案：(1)2)mgq mgq (2)2gd1)2qd2 (3)6d1＋πd26gd12gd1
15、(12 分)
解析：(1)封闭气体初状态压强
p1＝p0－ph＝(76－19) cmHg＝57 cmHg
设玻璃管的横截面积为 S，体积
V1＝LS＝50S
温度 T1＝(273＋27)K＝300 K
封闭气体末状态压强 p2＝p0＝76 cmHg
体积 V2＝(L＋h2)S＝(50＋192)S＝59.5S
对封闭气体，由理想气体状态方程得
p1V1T1＝p2V2T2
代入数据解得 T2＝476 K
即温度为 203 ℃。
(2)设注入水银后空气柱的长度为 H，对气体，由玻意耳定律得 p1V1＝p2HS
代入数据解得 H＝37.5 cm
注入水银柱的长度
x＝2(L－H)＋h＝2×(50－37.5) cm＋19 cm＝44 cm。
答案：(1)203 ℃ (2)44 cm
共 6 页 第 5页