重庆市第一中学2024-2025学年高二下学期2月检测（一）物理试卷（Word版附解析）

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满分 100 分 时间 75 分钟
一、选择题：本大题共 10 小题，共 43 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项
符合题目要求，每小题 4 分；第 8~10 题有多项符合题目要求，每小题 5 分，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. 如图甲所示，100 匝的线圈两端 A、B 与一个理想电压表相连，线圈内有垂直指向纸内方向的磁场，线圈
中的磁通量按图乙所示规律变化，则电压表的读数应该是多少（ ）
A 25V B. 50V C. 75V D. 100V
【答案】B
【解析】
【详解】由图得到，磁通量的变化率为
根据法拉第电磁感应定律得
则电压表读数为 50V，故选 B。
【点睛】由图求出磁通量的变化率，根据法拉第电磁感应定律求出回路中感应电动势，得到电压表的读数，
基础题。
2. 理想变压器的原线圈通过 a 或 b 与频率为 f、电压为 u 的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所
示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当 S 接 a 时，三个灯泡均发光。若（ ）
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A. 电容 C 增大，L1 灯泡变亮 B. 频率 f 增大，L2 灯泡变亮
C. RG 上光照增强，L3 灯泡变暗 D. S 接到 b 时，三个泡均变暗
【答案】A
【解析】
【详解】A．电容增大，对交流电的阻碍作用减小，则 L1 灯泡变亮，故 A 正确；
B．频率 f 增大，则电感的阻碍作用增大，则 L2 灯泡变暗，故 B 错误；
C．光敏电阻光照增强，阻值减小，由于各支路电压不变，则 L3 灯泡电流增大，变亮，故 C 错误；
D．S 接到 b 时，根据变压比可知，副线圈电压增大，则三个泡均变亮，故 D 错误。
故选 A。
3. 如图为一交变电流的 图像，图中曲线是正弦曲线的一部分，两正弦曲线的峰值分别为 和 ，该
交变电流电动势的有效值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据交流电 有效值的定义可知
解得
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即交变电流电动势的有效值为 ，故选 D。
4. 如图所示，光滑绝缘的水平桌面上有一直角三角形导线框 ABC，其中 AB=L，BC=2L，两平行虚线间有
一垂直于桌面向下的匀强磁场，磁场宽度为 L，导线框 BC 边与虚线边界垂直．现让导线框从图示位置开始
沿 BC 方向匀速穿过磁场区域．设线框中产生顺时针方向的感应电流为正，则在线框穿过磁场的过程中，产
生的感应电流与线框运动距离 x 的函数关系图象正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】在线圈进入 0-L 范围时，线圈内产生的感应电流为逆时针方向；切割磁感线的有效长度从 0 均匀增
加到 ，可知感应电流均匀增加；从 L-2L，线圈切割磁感线的有效长度为 不变，感应电流不变，方向为
逆时针方向；从 2L-3L，线圈切割磁感线的有效长度从 逐渐增加到 L，则感应电动势增加到原来的 2 倍，
感应电流增加到 2 倍，方向为顺时针方向，故选 D.
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5. 如图所示，半径为 R 的圆形区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，两个相同的带正电粒子分别以速度
v1、v2 从 A、C 两点同时射入磁场，v1、v2 平行且 v1 沿直径 AOB 方向．C 点与直径 AOB 的距离为 ，两粒
子同时从磁场射出，从 A 点射入的粒子射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为 60°。不计粒子受到
的重力，则( )
A. v1＝ v2 B. v1＝ v2
C. v1＝ v2 D. v1＝2v2
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】如图
由几何知识知
R1=Rtan60°，R2=R
根据牛顿运动定律知
知 与 v 成正比，故
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v1：v2=R1：R2=2Rcs30°：R= ：1
故选 B。
6. 如图所示。 正方形线框 abcd 放在光滑的绝缘水平面上， 为正方形线框的对称轴， 在 的左侧
存在竖直向下的匀强磁场。现使正方形线框在磁场中以两种不同的方式运动： 第一种方式以速度 v 使正方
形线框匀速向右运动， 直到 ab 边刚好与 重合：第二种方式使正方形线框绕 轴以恒定的角速度由
图中位置开始转过 90°，ab 边的线速度恒为 v。则下列说正确的是（ ）
A. 两次线框中的感应电流方向相反
B. 两过程流过线框某一横截面的电荷量之比为
C. 两过程线框中产生的焦耳热之比为
D. 两过程中线框中产生平均电动势之比
【答案】B
【解析】
【详解】A．两次线框中的磁通量均向下减少，由楞次定律可知，两次线框中产生的感应电流的方向均沿
，故 A 错误；
B．该过程中线框中产生的平均感应电动势为
线框中的感应电流为
流过线框某一横截面的电荷量为
整理得
由上述分析可知，两过程穿过线框的磁通量的变化量相同，线框的电阻相等，所以两过程流过线框某一横
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截面的电荷量之比为 ，故 B 正确；
C．设正方形线框的边长为 L，第一次，线框匀速拉出，线框中产生感应电动势为
线框中感应电流为
线框出磁场的时间为
线框中产生的焦耳热为
解得
第二次，线框绕 ，轴转过 90°，线框中产生的最大感应电动势为
线框中感应电动势的有效值为
则该过程线框中产生的焦耳热为
又因为
整理得
所以有
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故 C 错误；
D．第一次，线框匀速拉出，线框中产生的平均感应电动势为
第二次，线框绕 轴转过 90°，线框中产生的平均感应电动势为
又因为
，
整理得
解得
故 D 错误。
故选 B。
7. 一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 、 和 的阻值分别为 、 和 ，A 为理想交
流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关 S 断开时，电流表的示数为 I；当 S 闭合时，
电流表的示数为 。该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】设原、副线圈的匝数比为 k，原线圈的电流为 ，则有副线圈的电流为
原线圈的电压
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因为电源电压的有效值恒定，所以有
代入数据则有
解得
故选 B。
8. 一理想变压器原、副线圈的匝数比为 ，原线圈输入电压的变化规律如图乙所示，副线圈所接电路如
图甲所示，P 为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是（ ）
A. 闭合开关 S，副线圈输出电压的频率为 50Hz
B. 闭合开关 S，副线圈输出电压的有效值为
C. 闭合开关 S，P 向上移动时，流过小灯泡的电流减小
D. 闭合开关 S，P 向上移动时， 两端的电压减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图像可知，交流电的周期为 0.02s，所以交流电的频率为 50Hz，A 正确；
B．根据电压与匝数成正比可知，原线圈电压的最大值为 ，根据
可得副线圈电压 最大值为 ，所以电压的有效值为
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B 错误；
C．P 向上移动时，副线圈总电阻减小，总电流增大，流过小灯泡的电流增大，C 错误；
D．P 向上移动时，小灯泡两端电压增大， 两端的电压减小，D 正确。
故选 AD。
9. 目前困扰 5G 发展的大难题之一是供电，5G 基站系统功耗大，信号覆盖半径小。如图所示，电压为 100kV
的主供电线路为某 5G 基站供电，基站用电器功率为 9kW，线路电阻为 40Ω，线路损耗功率占总功率的 10%
（变压器均视为理想变压器），则（ ）
A. 输电线路中的电流为 5A B. 高压变压器原、副线圈的匝数比为 50：1
C. 输电线路中的电流为 2500A D. 高压变压器原、副线圈的匝数比为 100：1
【答案】AB
【解析】
【详解】AC．由题意可知，总功率为
线路损耗功率
又
解得输电线路中的电流为
故 A 正确，C 错误；
BD．高压变压器副线圈的电压为
高压变压器原、副线圈的匝数比为
故 B 正确，D 错误。
故选 AB。
10. 如图所示，两根质量均为 m 的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为 1:2，
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导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒单位长度的电阻相同，不计导轨电阻，现用
水平恒力 F 向右拉 棒，在 棒向右运动距离为 s 的过程中， 棒上产生的焦耳热为 Q，此时 棒
和 棒的速度大小均为 v，此时立即撤去拉力 F，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说
法正确的是（ ）
A. v 的大小等于
B. 撤去拉力 F 后， 棒的最终速度大小为 ，方向向右
C. 撤去拉力 F 后， 棒的最终速度大小为 ，方向向右
D. 撤去拉力 F 后，整个回路产生的焦耳热为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据动能定理可知
由 AB 棒上产生的焦耳热 Q 可知,
可解得
A 错误;
B.去掉 F 后最终稳定时,两棒的电动势相等有
对 AB 棒,应用动量定理,有
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对 CD 棒,应用动量定理,有
联立可解得
速度方向向左,B 错误;
C.有 B 项分析知, ,速度方向向右,C 正确;
D.根据能量守恒可知
D 正确;
故选 CD。
二、非选择题：共 5 小题，共 57 分。
11. 为测量一电源的电动势及内阻
(1)在下列三个电压表中选一个改装成量程为 的电压表
A.量程为 、内阻大约为 的电压表
B.量程为 、内阻大约为 的电压表
C.量程为 、内阻为 的电压表
选择电压表_______（填仪器前字母序号）串联_____ 的电阻可以改转成量程为 的电压表。
(2)利用一个电阻箱、一只开关、若开关导线和改装好的电压表（此表用符号 、 、 与一个电阻串联
来表示，且可视为理想电压表），在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。（ ）
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【答案】 ①. ②. 6 ③.
【解析】
【详解】(1)[1][2]选择量程为 3V、内阻大约为 3KΩ的电压 V3 表盘刻度改装容易，读数容易，改装后量程和
内阻都扩大 3 倍，所以改装时需要串联 6KΩ的电阻
(3)[3]本实验的实验原理为 U=E－Ir，利用变阻箱和电压表可获取电流 I，故实验原理电路图，如图
12. 小明同学想自己制作一个欧姆表，他在实验室内找到了下面的器材：量程为 的微安表、内阻约
为几十欧姆；电动势为 、内阻很小的电池；最大电阻为 3kΩ滑动变阻器、定值电阻若干、红黑表笔、导
线若干。
(1)首先，小明同学按照图连接好了电路，其中 A 表笔应该为________（填“红表笔”或“黑表笔”）；
(2)然后，小明将红黑表笔短接，发现电流过大，远远超过了微安表的量程，所以应该在电路中串联一个定
值电阻。为了保证将红黑表笔短接，调节滑动变阻器时能够使指针指到 处，应该选择下列哪个定值
电阻串联进来（ ）；
A. 18kΩ B. 28kΩ
C. 38kΩ D48 kΩ
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(3)通过计算对表盘进行电阻的刻度，如图所示，假如指针指到 位置时，电流挡的读数为________ ，此
时欧姆挡的刻度应该为_________kΩ；
(4)实验室有一只量程未知的伏特表，小明用改装好的欧姆表去测量其量程，将该表欧姆调零后与伏特表串
联，发现微安表的指针刚好指到图的 处，伏特表的指针如图所示，则该伏特表的量程为________。（结果
保留两位有效数字）
【答案】 ①. 黑表笔 ②. B ③. 100 ④. 30kΩ ⑤.
【解析】
【详解】(1) [1]A 表笔与电源的正极连接，则应该为黑表笔；
(2)[2]欧姆表的内阻为
滑动变阻器最大电阻为 3kΩ，则应该选择 28kΩ的定值电阻串联进来，故选 B；
(3)[3]假如指针指到 位置时，电流挡的读数为 100 ；
[4]此时欧姆挡的刻度应该为
(4) [5]微安表的指针刚好指到图的 处，则电压表的内阻为
通过电压表的电流为
I=150μA
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则电压表两端电压
U=IRV=1.5V
则电压表的量程
13. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于匀强磁场方向的水平轴 OO'逆时针方向匀速转动，
角速度为ω，匀强磁场磁感应强度大小为 B，线圈匝数为 N，面积为 S，线圈的总电阻为 r，外接电阻为 R，
V 为理想交流电压表。在 时刻，穿过线圈的磁通量为零。
（1）写出该发电机产生的电动势瞬时值表达式并求交流电压表的示数；
（2）从 时刻开始线圈转过 30°的过程中，求通过电阻 R 的电荷量。
【答案】（1） ，
（2）
【解析】
【小问 1 详解】
交流发电机产生的电动势最大值
电动势随时间的变化关系式为
即
线圈中电流 有效值
交流电压表显示的是路端电压有效值，故示数
解得
【小问 2 详解】
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从 时刻开始线圈转过 30°的过程中，通过电阻 R 的电荷量
又
解得
14. 如图所示，间距 、足够长的平行金属导轨倾角 ，质量 的金属棒过跨过轻质
定滑轮的细线与质量 的重锤相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒电阻 （除金属棒外其
他电阻均不计），金属棒始终与导轨垂直且接触良好，二者间的动摩擦因数 ，整个装置处于垂直导
轨向上的匀强磁场中，磁感应强度的大小 ，已知重力加速度 ，初始状态，金属棒位于导
轨的最下端，现将重锤由静止释放，经 重锤达到最大速度。
（1）求金属棒获得的最大速度的数值；
（2）求重锤由静止释放直至达到最大速度的过程中金属棒上产生的焦耳热；
（3）若当重锤达到最大速度的同时，令磁感应强度减小，以达到回路中不再产生焦耳热的目的。求磁感应
强度随时间变化的关系式。
【答案】（1）5m/s
（2）31.25J （3）
【解析】
【小问 1 详解】
重锤达到最大速度后做匀速直线运动，对重锤有
对金属棒有
解得
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【小问 2 详解】
金属棒加速过程，对金属棒和重锤整体，由动量定理得
通过金属棒的电量
解得
又电荷量 ，
解得
由能量守恒定律得
解得
【小问 3 详解】
回路中不再产生焦耳热，即没有电磁感应现象，穿过回路的磁通量不再发生变化，重锤做匀加速运动，由
牛顿第二定律得
解得
回路中的磁通量不变，则有
而位移
联立解得
15. 如图所示，在 ， 的区域中，存在沿 y 轴正方向、场强大小为 E 的匀强电场，电
场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为 m，电量为 q 的带正电粒子从 OP 中点 A 进入
电场（不计粒子重力）。
（1）若粒子初速度为零，粒子从上边界垂直 QN 第二次离开电场后，垂直 NP 再次进入电场，求磁场的磁
感应强度 B 的大小；
（2）若改变电场强度大小，粒子以一定的初速度从 A 点沿 y 轴正方向第一次进入电场、离开电场后从 P 点
第二次进入电场，在电场的作用下从 Q 点离开。
（i）求改变后电场强度 的大小和粒子的初速度 ；
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（ii）通过计算判断粒子能否从 P 点第三次进入电场。
【答案】（1） ；（2）（i） ， ；（ii）不会
【解析】
【详解】（1）由题意粒子在电场中做匀加速直线运动，根据动能定理有
粒子在磁场中做匀速圆周运动，有
粒子从上边界垂直 QN 第二次离开电场后，垂直 NP 再次进入电场，轨迹如图
根据几何关系可知
联立可得
（2）（i）由题意可知，做出粒子在电场和磁场中运动轨迹如图
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在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系可知
解得
所以有
，
洛伦兹力提供向心力
带电粒子从 A 点开始做匀加速直线运动，根据动能定理有
再一次进入电场后做类似斜抛运动，沿 x 方向有
沿 y 方向上有
其中根据牛顿第二定律有
联立以上各式解得
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（ii）粒子从 P 到 Q 根据动能定理有
可得从 Q 射出时的速度为
此时粒子在磁场中的半径
根据其几何关系可知对应的圆心坐标为
得
，
而圆心与 P 的距离为
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故不会再从 P 点进入电场。
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