银川市名校2022-2023学年高二下学期期中考试
物 理 试 卷
一、单项选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的得3分，不选和错选的得0分）
1．物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了现在比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述合理的是（ ）
A．19世纪30年代，库仑提出一种观点。认为在电荷的周围存在着由它产生的电场，电荷之间通过电场相互作用
B．为解释磁体产生磁场，伏特提出分子电流假说。认为在物质内部，存在着一种环形电流——分子电流。分子电流使每一个物质微粒都成为微小的磁体，它两侧相当于两个磁极
C．1831年，法拉第在一次科学报告会上，当众表演了一个实验，一个铜盘的轴和铜盘的边缘分别连在“电流表”的两端。他摇动手柄使铜盘在磁极之间旋转，“电流表”的指针随之摆动。这是根据电磁感应现象制造的最早的圆盘发电机
D．1820年，特斯拉在一次讲课中，他偶然地把导线放置在一个指南针的上方，通电时指南针转动了。这就是电流的磁效应，首次揭示了电与磁的联系
2．疫情期间，为确保社区居家隔离观察人员管控预防措施有效落实，
工作人员启用了如图所示的门磁系统，强磁棒固定在门框上，闭合
线圈和发射系统固定在房门上，当房门关闭时穿过线圈的磁通量最
大，当线圈中出现电流信号时，自动触发后面的信号发射系统，远
程向后台发出报警信号。下列说法中正确的是（ ）
A．门磁系统的工作原理是利用了感应电流的磁效应
B．每次打开房门线圈中磁通量的变化量可能不相等
C．只有当房门向外打开时，门磁系统才会发生报警
D．每次打开房门线圈中出现的电流信号强度可能不相等
3．如图所示，矩形线圈abcd的长与宽分别为2L和L，虚线内有界匀强磁场的磁感应强度为B，、分别为ad、bc的中点，下列判断正确的是（ ）
A．此时穿过线圈abcd的磁通量为
B．此时穿过线圈abcd的磁通量为
C．线圈绕ab边向纸外旋转60°角的过程中，穿过线圈的
磁通量变化量为
D．线圈绕ab边向纸外旋转60°角的过程中，穿过线圈的磁通量变化量为
4．图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正
方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．
一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，
它所受洛伦兹力的方向是( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
5．如图所示，一小段通电直导线放置在粗糙的水平面上处于静止状态，电流方向垂直纸面向里。现把一条形磁铁控制在导线的正上方成水平状态，中点与导线的连线虚线正好沿竖直方向，下列说法正确的是（ ）
A．放上磁铁后，地面对导线产生摩擦力
B．放上磁铁后，地面对导线的支持力仍然等于重力
C．若把磁铁沿竖直方向向上移动，地面对导线的支持
力越来越小
D．若把磁铁水平向右移动一小段距离，导线仍处于静止状态，则地面对导线的摩擦力向左
6．轻质细线吊着一质量为m＝0.4kg、边长为L＝1m、匝数n＝10的正方形线圈，其总电阻为R＝1Ω。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。则下列判断不正确的是（ ）
A．线圈中的感应电流大小为0.5A
B．0-6s内线圈产生的焦耳热为1.5J
C．t＝0时轻质细线的拉力大小等于线圈的重力
D．线圈中感应电流的方向为逆时针
7．一个各边电阻相同、边长均为L的正六边形金属框abcdef放置在磁感应强度大小为B、方向垂直金属框所在平面向外的匀强磁场中。若从a、b两端点通以如图所示方向的电流，电流大小为I，则关于金属框abcdef受到的安培力的判断正确的是（ ）
A．大小为BIL，方向垂直ab边向左
B．大小为BIL，方向垂直ab边向右
C．大小为2BIL，方向垂直ab边向左
D．大小为2BIL，方向垂直ab边向右
8．在如图所示的电路中，开关闭合且稳定后流过自感线圈的电流
是，流过灯泡的电流是，现将开关突然断开，能正确
反映流过灯泡的电流在开关断开前后随时间变化关系的图像
是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，有a、b、c、d四个粒子，它们带同种电荷且电荷量相
等，它们的速率关系为va
以判定（ ）
A．射向A2的是d粒子 B．射向P2的是b粒子
C．射向A1的是c粒子 D．射向P1的是a粒子
10．如图所示，某空间区域分布着垂直纸面向里、水平宽度为l的匀
强磁场，是位于纸面内的直角梯形线圈且边刚好与磁场
区域左边界重合，间的距离为2l，ab=2cd。从时刻起，
使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区
域，规定直角梯形线圈中感应电流逆时针方向为正方向，则在
线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I随时间t变化的图线正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分）
11．图甲是磁电式电流表的结构示意图，图乙是线圈在通电后的正视图，关于磁电式电流表，以下说法正确的是（ ）
A．通电线圈在转动过程中所处的磁场处处相同
B．在运输过程中，可以将两根外接表笔短接，以保护电表
C．绕线圈的框要轻，既可以用铝框，也可用轻质的塑料框
D．增大磁感应强度，通过校准并改装刻度盘，可以提高测量的灵敏度
12．如图所示软铁环上绕有M、N两个线圈，M线圈通过滑动变阻器及开关与电源相连，N线圈连接电流表，下列说法正确的是（ ）
A．开关闭合瞬间，通过电流表G的电流由a到b
B．开关闭合稳定后，通过电流表G的电流由b到a
C．开关闭合稳定后，将滑动变阻器滑片向右滑动，通过电流表G的电流由a到b
D．开关闭合稳定后再断开瞬间，通过电流表G的电流由a到b
13．如图是磁流体发电机的装置图，A、B组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性），垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻阻值为R，当发电机稳定发电时，负载中电流为I，则（ ）
A．A板电势比B板电势高
B．磁流体发电机的电动势E=Bdv
C．负载电阻两端的电压大小为Bdv
D．两板间等离子体的电阻率
14．如图所示，在纸面内水平向右的水平匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场中，有一水平的固定绝缘杆，小环套在杆上，的质量为，电量为，与杆间的动摩擦因数为，电场强度为，磁感应强度为，重力沿纸面向下，小环由静止起开始滑动，设电场、磁场区域足够大，杆足够长。在运动过程中小环最大加速度为，最大速度为，则下列判断正确的是（ ）
A．当时，小环的速度
B．当时小环的加速度一定增大
C．小环滑动过程中的最大速度
D．小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动
三、实验题（10分）
15．(4分)
利用智能手机中的磁传感器可以测量磁感应强度B。如图，在手机上建立直角坐标系，手机显示屏所在平面为xOy面。某同学在某地对地磁场进行了五次测量，每次测量时y轴指向不同方向而z轴正向保持竖直向上。当磁感应强度沿坐标轴各分量方向与坐标轴的正方向一致时软件读数为正，反之读数为负。根据表中测量结果可推理得测量地点位于______半球（选填“南”或“北”），当地的地磁场大小约为________μT。（保留2位有效数字）
测量序号 Bx/μT By/μT Bz/μT
1 0 30 32
2 0 29 33
3 29 0 33
4 29 0 33
5 30 0 32
16．（6分）
（1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）在图（乙）中，
①将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将___________（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；
②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将___________偏转；
③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将___________偏转；
④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将___________偏转。
（2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为___________，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。
（3）如图2所示的交变电流的有效值I=___________A（其中每个周期的后半周期的图像为半个周期的正弦曲线）
四、计算题（共44分）
17．（10分）
2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌的共享单车，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为，共有匝，线圈总电阻，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时保持与外电路电阻连接，不计电流表内阻。在外力作用下线圈以的角速度匀速转动时，从图乙所示位置开始计时，
（1）求线圈电动势的瞬时表达式；
（2）求线圈转一圈过程中整个电路产生的焦耳热。
18．（10分）
如图所示，一个质量为、电荷量为的带电粒子从轴正方向上的点以速度沿与轴成角的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直轴射出第一象限。已知，不计带电粒子的重力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）带电粒子穿过第一象限所用的时间。
19．（10分）
如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨、相距，上端连接一个阻值的电阻，导轨平面与水平面夹角，长为的金属棒垂直于、放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，它们之间的动摩擦因数，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。已知金属棒的质量为，阻值，磁场的磁感应强度。金属棒从静止开始运动，若金属棒下滑距离为时速度恰好达到最大值（，，取）。求：
（1）金属棒下滑过程中流过电阻的电流方向；
（2）金属棒达到的最大速度；
（3）金属棒由静止开始下滑位移为的过程中，金属棒上产
生的焦耳热。
20．（14分）
竖直圆弧轨道与水平轨道平滑连接，轨道宽为L，水平轨道足够长且左侧宽度为L，右侧宽度为，如图所示，轨道水平部分有竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，一导体棒a初始位置在圆弧轨道上离水平轨道高为h处，导体棒b在水平轨道的较宽轨道处，已知导体棒质量分别为，接入轨道的电阻分别为，重力加速度为g，现静止释放导体棒a，导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒a仍在水平较窄轨道上运动，导体棒b没离开轨道，不计一切摩擦，轨道电阻不计，求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒
b的速度；
（3）导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒
a产生的热量。高二物理期中考试答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C D B B C C A A D A
11 12 13 14
BD CD BD ACD
三、实验题
15、【答案】 北 44或45
16、【答案】 （1）向右 不发生 向右 向左
（2） 涡流
（3）
四、解答题
17、【答案】（1）；（2）
（1）线圈产生的最大感应电动势为
线圈从垂直中性面位置开始计时，电动势的瞬时表达式为
（2）交流电的电流有效值为
根据焦耳定律得线圈转一圈过程中整个电路产生的焦耳热
18、【答案】（1）；（2）
（1）作粒子通过、两点速度方向的垂线，两垂线的交点
即为粒子做圆周运动的圆心。画出粒子在第一象限运动的
轨迹如图所示
可知运动半径
洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力
解得
（2）由运动轨迹图可知，圆弧轨迹对应的圆心角，则粒子通过第一象限所用时间
联立解得
19、【答案】（1）；（2）；（3）
由右手定则可判断流过电阻的电流方向是由
（2）金属棒达到最大速度时，有
金属棒受到的安培力
据闭合电路欧姆定律得
金属棒产生的感应电动势为
联立解得
（3）整个系统总能量守恒
电阻、串联
代入数据得
20、【答案】（1）；（2）；（3）
（1）设导体棒a刚进入磁场的速度为v，则有
此时回路内的电动势最大
回路内电流
导体棒b受到的安培力
导体棒b的最大加速度满足
解得
（2）导体棒a进入磁场后做减速运动，导体棒b做加速运动，当时，回路内的电动势为0，感应电流为0，导体棒达到稳定的匀速运动状态，导体棒a在水平轨道的运动过程中有
导体棒b在水平轨道的运动过程中有
解得
（3）整个回路产生的热量为
导体棒a产生的热量为
解得
