2022—2023学年第二学期期中考试高二物理试卷
（满分：100 分；考试时间：75 分钟）
第 I卷（共计 40分）
一、单项选择题（本大题共 4小题，每小题 4分，共 16分）
1．下列说法正确的是( )
A．奥斯特发现了电流磁效应，法拉第发现了电磁感应现象
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律
2．下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是( )
3.如图 1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时刻断开开关 S。如选项图所示，
表示 A、B两点间电压 UAB随时间 t变化的图像中，正确的是( )
图 1
4.如图 2 所示，将一半 径为
r的金属圆环在垂直于环面的磁感应强度为 B的匀强磁场中用力握中间使其变成“8”字形状，并使上、下
两圆半径相等。如果环的电阻为 R，则此过程中流过环的电荷量为( )
A πr
2B B πr
2B 图 2
． ．
R 2R
2
C 0 D 3πr B． ．
4R
二、多项选择题（本大题共 4小题，每小题 6分，错选不得分，漏选得 3分，共 24分）
5．穿过固定不动的单匝线框的磁通量随时间变化的规律如图 3所示，下列说法正确的是( )
A．第 2 s末到第 4 s末这段时间内，感应电动势最大
B．第 1 s内和第 2 s内，感应电动势一样大
C．最后 1 s内感应电动势比最初 2 s内感应电动势大
D．第 1 s末感应电动势的大小等于 1 V
图 3
高二物理（物理方向）试卷 第 1 页（共 9 页）
6．A、B两球质量均为 m=1 kg，在光滑水平面上沿同一直线同向运动并发生正碰，A球碰前动量
为 4 kg·m/s，B球碰前动量为 2 kg·m/s，碰后两球粘在一起运动．下列正确的是( )
A．碰撞前后 A、B系统的动量守恒
B．A、B两球碰撞后的共同速度为 1 m/s
C．碰撞过程中 A球对 B球的冲量为－3 N·s
D．碰撞前、后 A球的动量变化量为－1 kg·m/s
7．由于天气原因某小区的供电系统遭到严重破坏，为此启动了临时供电系统，它由备用发电机和
副线圈匝数可调的变压器组成。如图 4所示，发电机输出的电压 u=480 2sin100πt V，图中 R表示输电
线的电阻，滑动触头 P置于 a处时，用户的用电器恰好正常工作。下列说法正确的是( )
图 4
A．若 A2的示数为 2 A，R=10 Ω，则原副线圈的匝数比 n1:n2=2:1
B．若 A2的示数为 2 A，R=10 Ω，则原、副线圈的匝数比 n1:n2=2 2 :1
C．若发电机的输出电压发生波动，使 V1的示数小于正常值。要使用电器仍能正常工作，
应将滑动触头 P向下滑动
D．当用电器增加时，为保证用电器仍能正常工作，滑动触头 P应向上滑动
8．两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为 L，底端接阻值为 R的电阻。将质量为 m的金属棒
悬挂在一个固定的轻弹簧的下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为 B的匀强磁场
垂直，如图 5所示，除电阻 R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则( )
A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度 g
B．金属棒向下运动时，流过电阻 R的电流方向为 a→b
B2L2C v．金属棒的速度为 v 时，所受安培力 F＝ 图 5
R
D．电阻 R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量
第 II卷（共计 60分）
三、填空题（本大题 3小题，共 12分）
9．如图 6所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 n1 : n2 3 :1，
在原、副线圈电路中分别接有阻值相同的电阻 R1、R2。交变电源电压
恒定，则电阻 R1、R2两端的电压之比为___________，
电阻 R1、R2上消耗的电功率之比为___________。
图 6
高二物理（物理方向）试卷 第 2 页（共 9 页）
10．如图 7所示，100匝的线框 abcd在图示磁场（匀强磁场）中匀速转动，
角速度为ω，其电动势的瞬时值为 e=100cos100πt V，那么感应电动势的最大值
为________ V，当从图示位置转过 60°角时线圈中的感应电动势为________ V，
此时穿过线圈的磁通量的变化率为________ Wb/s． 图 7
11．恒力 F作用在质量为 m的物体上，如图 8所示，由于地面对物体的 图 8
摩擦力较大，物体没有被拉动，则经时间 t，拉力 F对物体的冲量大小是
________________ ；摩擦力对物体的冲量大小是________________ .
四、实验题（本大题 2小题，共 12分）
12．(5分)胡丽同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计 G，在没有
电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计 G连接在图 9
甲所示的电路中，电流计的指针如图 9甲所示。
图 9
(1)为了探究电磁感应规律，胡同学将灵敏电流计 G与一螺线管串联，如图 9乙所示。
通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是________________（填“向上拔出”或“向下插入”）。
(2)胡丽同学将灵敏电流计 G接入图 9丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入
B线圈中，她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，
可采取的操作是____________ .
A．在 A线圈中插入铁芯 B．拔出 A线圈
C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
（3）通过本实验可以得出：感应电流产生的磁场，总是______________________________。
13. (7分)某实验小组用如图 10甲所示的气垫导轨验证动量守恒定律。主要实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，并将遮光条安装在滑块 A上，用天平测出滑块 A和遮光条的
总质量 mA；
②在滑块 B的左端面粘上橡皮泥，用天平测出滑块 B和橡皮泥的总质量 mB；
③断开气源电源，调节螺旋 C的高度，平衡摩擦力，将滑块 A、B静置于导轨上图甲所示的位置；
④接通光电门，使光电计时器系统正常工作；
⑤给滑块 A一个向右的初速度，滑块 A通过光电门M后与滑块 B碰撞，碰后两者粘在一起，
通过光电门 N，记下遮光条经过光电门M、N的遮光时间 t1和 t2；
⑥取下滑块 A、B，断开气源电源，关闭光电计时器，整理器材。
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图 10
(1)上述实验步骤中错误的是__________(填步骤前的序号)，该步骤应改正为
_________________________________________________________________ ；
(2)游标卡尺测量的遮光条宽度 d如图乙所示，则 d＝__________mm；
(3)正确进行实验操作，若测量结果满足关系式：____________________(用题中所给物理量的字母
表示)，则两个滑块的总动量守恒；
(4)若两个滑块碰撞后的总动量略小于碰撞前的总动量，其可能的原因是
_____________________________________________________________________。
五、计算题（本大题 3小题，共 36分）
14．(8分)如图 11甲所示，物块 A、B的质量分别是 m1=4 kg和 m2=6 kg，用轻弹簧连接放在光滑的
水平面上，物块 B左侧与竖直墙相接触，另有一个物块 C从 t=0时刻以一定的速度向左运动，在 t=5 s
时刻与物块 A相碰，碰后立即与 A粘在一起不再分开。物块 C的 v t图像如图乙所示。试求：
(1)物块 C的质量 m3；
(2)在 5~15 s时间内，物块 A的动量变化量的大小和方向。
图 11
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15．(14分)如图 12所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角θ=37°的绝缘斜面上，顶部
接有一阻值 R=3 Ω的定值电阻，下端开口，轨道间距 L=1 m。整个装置处于磁感应强度 B=2 T的匀强磁
场中，磁场方向垂直斜面向上，质量 m=2 kg的金属棒 ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻 r=1 Ω，电
路中其余电阻不计。金属棒 ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。
不计空气阻力影响。已知金属棒 ab与导轨间动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取 g=10 m/s2.
(1)求金属棒 ab沿导轨向下运动的最大速度 vm；
(2)求金属棒 ab沿导轨向下运动过程中，电阻 R上的最大电功率 PR：
(3)若从金属棒 ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为 2 J，
求流过电阻 R的电荷量 q。
图 12
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16．(14分)如图 13是某电子设备内某部的简化图，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区均有垂直于竖直平面的匀强磁场，
其中Ⅰ区的磁感应强度为 B1=0.1 T；Ⅱ区的磁感应强度 B2大小未知，已知 AB板间的电压为 UBA=0.2 V，
板间距离 d=0.2 m，板的长度 L=0.3 m；Ⅲ区的磁场区域足够大，磁感应强度为 B3=0.125 T，同时存在
方向和大小均未知的匀强电场．现有一带电荷量为 1 10 5 C、质量为 1 10 6 kg的带正电小球沿Ⅱ区的
中线、垂直磁场方向进入Ⅰ区做直线运动，并恰能从Ⅱ区某板的右边缘进入Ⅲ区，接着小球也沿直线运
动到达区域右边界MN．g取 10 m/s2，求：
(1)小球在Ⅰ区内的速度的大小 v；
(2)Ⅱ区中的匀强磁场的磁感应强度大小 B2；
(3)Ⅲ区中的匀强电场的电场强度 E．
图 13
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客观题参考答案与解析
1．A [由物理学史可知 A正确；B项中闭合电路做切割磁感线运动且使磁通量变化才产生感应电流，B错；
C项中，感应电动势与磁通量变化率成正比，C错；涡流也是感应电流，也遵循法拉第电磁感应定律，D错。]
2．B [由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，故 A错误；磁场的方向向下，电流
的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，故 B正确；由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感
应强度的方向垂直，应为垂直纸面向外，故 C错误；通电螺线管内部产生的磁场的方向沿螺线管的轴线方向，
由题图 D可知电荷运动的方向与磁感线的方向平行，不受洛伦兹力，故 D错误。]
3．B [开关 S闭合的瞬间，由于 L的阻碍作用，由 R与 L组成的支路相当于断路，后来由于 L的阻碍作用
不断减小，相当于外电路并联部分的电阻不断减小，根据闭合电路欧姆定律可知，整个电路中的总电流增大，
由 U 内＝Ir得内电压增大，由 UAB＝E－Ir得路端电压 UAB减小。电路稳定后，由于 R的阻值大于灯泡 D的
阻值，所以流过 L支路的电流小于流过灯泡 D的电流。当开关 S断开时，由于电感 L的自感作用，流过灯泡
D的电流立即与 L电流相等，与灯泡原来的电流方向相反且逐渐减小，即 UAB反向减小，选项 B正确。 ]
4.B [ r 1通过环横截面的电荷量只与磁通量的变化量和环的电阻有关，因此，ΔΦ＝Bπr2－2×Bπ( )2＝ Bπr2，
2 2
ΔΦ πr2q B电荷量 ＝ ＝ 。B正确。]
R 2R
5．BCD ΔΦ【详解】图线的斜率表示磁通量变化率的大小，由 E＝ 可知，第 1 s内和第 2 s内的斜率相同，
Δt
E ΔΦ 2感应电动势 ＝ ＝ V＝1 V；在最后 1 s内的斜率绝对值是最初 2 s内的 2倍且方向相反，故最后 1 s内
Δt 2
感应电动势最大，故 B、C、D正确。
6．AD【详解】碰撞前、后 AB系统受合外力为零，则系统的动量守恒，选项 A正确；由动量守恒定律可知：
pA pB 2mv ，解得 A、B 两球碰撞后的共同速度为 3m/s，选项 B 错误；物体 B 的动量变化量为
pB mv pB 1 3 2 1kg m/s，则由动量定理可知，碰撞过程中 A球对 B球的冲量为 1N·s，选项 C错误；
物体 A的动量变化量为 pA mv pA 1 3 4 1kg m/s，选项 D正确；
7．AD【详解】AB．若 A2的示数为 2A， R 10 ，又因为用户的用电器正常工作时电压为 220V ，故副线圈
两端电压U 2 20V I2R 240V 又原线圈两端电压U1 480V ，故原、副线圈的匝数比 n1：n2 U1 :U2 2：1
U n n
选项 A正确，B错误；C．由 1= 1得 U = 22 U1，若 U1变小，为保证用电器仍能正常工作，则 n2应变大，
U2 n2 n1
滑动触头 P应向上滑动，选项 C错误；D．当用电器增加时，副线圈中的电流增大，输电线电阻 R上的电压
增大，为保证用电器仍能正常工作，则副线圈两端的电压应增大，故滑动触头 P应向上滑动，选项 D正确；
8．AC【详解】释放瞬间导体棒的速度为零，故仅受重力，其加速度为重力加速度，故 A选项正确；当导体
棒向下运动切割磁感线时，由右手定则，可知流过电阻 R的电流方向是由 b→a，故 B选项错误；当导体棒
v E BLv I E F BIL B
2L2v
速度为 时，感应电动势 ＝ ，感应电流 ＝ ，则安培力 ＝ ＝ ，故 C选项正确；导体棒的重
R R
力势能的减少量等于 R上产生的焦耳热和导体棒增加的动能与弹簧弹性势能之和，故 D选项错误。
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主观题答案与解析（含评分细则）
9．【答案】1:3 ； 1:9 （每空 2分）
【详解】[1] I根据 1= n2 I 1 U则有 1= ，根据 U=IR则 1=I1=1 ；[2]根据 P I 2R P则有 1=1 .
I2 n1 I2 3 U2 I2 3 P2 9
10．【答案】100V(1分)， 50V(2分)， 0.5Wb/s(1分)
【分析】根据感应电动势的瞬时值表达式分与法拉第电磁感应定律析答题．
【详解】由 e 100cos100 tV可知，感应电动势的最大值为 100V，当从图示位置转过 60°角时，100 t 60 ，
E 50
线圈中的感应电动势为 50V，由 E n t 可知，此时穿过线圈的磁通量的变化率为 Wb / s t n 100 .
11．【答案】Ft (2分)； Ftcosθ(2分)
【详解】[1]由冲量定义可知，拉力 F对物体的冲量 IF=Ft ；
[2]根据平衡条件可知，物体受到的摩擦力 f=Fcosθ，故摩擦力的冲量 If=Ftcosθ
12．【答案】向下插入(1分) BC或 CB(2分) 阻碍引起感应电流的磁通量的变化(2分)
13. 【答案】(1) (1分)； 接通气源电源，调节螺旋 C的高度，调节气垫导轨水平，调节气垫导轨水平后，
将滑块 A、B静置于导轨上图甲所示的位置(2分)； (2)9.65 mm(1分)； (3)mA=mA+mB (2分)；
t1 t2
(4)气垫导轨不水平，右端高左端低（其他答案合理也给分）(1分)
14. 【答案】(1) (4分)m3=2 kg； (2) (4分)A动量变化量大小为 16 kg·m/s ,方向向右
解：(1)根据图像可知，物块 与物块 碰撞前，物块 的速度为 ，碰撞后物块 的速度为
规定向左为正方向（图像解读速度与正方向设定，最后计算结果对也给到过程分里）………………1分，
根据动量守恒定律得 ………………2分 解得 ………………1分
(2)在第 末和第 末，物块 的速度分别为 ，
所以 时间内物块 的动量变化量为 ………………3分
即在 时间内物块 动量变化量的大小为 16 kg·m/s ，方向向右。………………方向 1分
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15. 【答案】(1) (5分)vm=4 m/s ; (2) (4分) PR=12W ; (3) (5分)q=2.25 C
解：(1)金属棒静止释放后，向下运动，切割磁感线的感应电动势 E=BLv，………………1分
E
据闭合电路欧姆定律可得，产生的感应电流为 I= ，………………1分
R+r
B2L2v
则受到的安培力为 F 安=BIL= ，………………1分
R+r
由于安培力与运动方向相反，则由 mgsinθ F 安 μmgcosθ=ma
可知金属棒沿斜面向下做加速度减小的加速运动，当加速为零时，金属棒的速度最大，然后做匀速直线运动，
mgsinθ=B
2L2vm
故有 +μmgcosθ………………1分
R+r
代入数据解得，金属棒 ab沿导轨向下运动的最大速度为 vm=4 m/s………………1分
(2) BLv由电路中的电流 I= 可知，当金属棒达到最大速度时，电路中的电流最大，……1分
R+r
I=BLvm即 =2 A…………1分，
R+r
故金属棒 ab沿导轨向下运动过程中，电阻 R上的最大电功率为 PR=I2R=12W……2分，
（公式 1分，结果正确再给 1分）
(3)设金属棒从开始运动至达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为 x，
根据能量守恒定律有 mgxsinθ=1mvm2+μmgxcosθ+Q
2 总
，……2分
解得金属棒沿导轨下滑距离为 x=4.5 m
则流过电阻 R的电荷量为 ……3分
（两个公式各 2分，最终结果 1分）
16.【答案】(1) (3分)v=10 m/s ; (2) (6分)B2=2 T ; (3) (5分)E=0.75 N/C
解：(1)小球在Ⅰ区内做直线运动，由平衡条件可得：mg=qvB1……(2分)得 v=10 m/s…… (1分)
(2) U小球在板间受到的电场力 F=q BA=1 10 5 N ，电场力与重力平衡，故小球做匀速圆周运动，……(2分)
d
d 2
设运动半径为 R，由几何知识得：R2=L2+(R )2解得 R=0.5 m… (2分)；由 qvB mv2= 解得 B2=2 T…… (2分)
2 R
(3)由几何知识可知，小球离开Ⅱ区时的速度方向与水平方向的夹角为 37°，
小球所受的重力和洛伦兹力如图所示．F 洛=qvB 53=1.25 10 N……(2分)
在Ⅲ区内的直线运动是匀速直线运动，合力为 0，可求得小球所受的电场力
F 电=7.5 10 6 N ，方向水平向右……(1分)；
F
所以，Ⅲ区中的匀强电场的电场强度 E= 电=0.75 N/C ，方向水平向右．……(2分)
q
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