吉林省“BEST 合作体”2023-2024 学年度上学期期末考试 D．仅调节电阻箱，电压表、电流表的示数变化量的比值不变
高二物理试题 4．法拉第发明了世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，原理图如图所示。半径为 r的金
属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场 B中，绕 O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻
本试卷分选择题和非选择题两部分，共 15 题，满分 100 分，共 3 页。考试时间为 75 分钟。考 R的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（ ）
试结束后，只交答题卡。 2 2A．由 d Br Br 到 c， I B．由 d到 c， I
2R R
第Ⅰ卷 （选择题共 10题，共 46 分） Br2C Br
2
．由 c到 d， I D． 由 c到 d， I
2R R
一、选择题（本题共 10 小题，共 46 分。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，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。） 5．可控硅元件可以实现对调速风扇进行调节，若经过元件调节后，加在风扇上的电压 U与时
间 t的关系由正弦交流电的每半个周期中都截去了前面的四分之一而得到，如图所示。则该交
1．准确理解物理概念的内涵和外延是学好物理的关键。下列与静电场有关的概念说法正确的是（ ）
变电压的有效值为（ ）
A．体积小的带电体均可视为点电荷
U0 U0
B．电场强度的方向指向电势降低的方向 A． B．2 3
C．电荷的电势能的变化仅与电荷所受的电场力做功有关 U0 UC． D． 0
2 3
D．电场中某点电势为零，其电场强度大小也一定为零
6．1888年尼古拉·特斯拉发明了世界上第一台交流电发电机，成为电机工程学的先驱。甲图是
2．以下说法正确的是（ ）
一台交流发电机的示意图，线圈以OO '为轴匀速转动，产生的正弦式交变电流的波形如图乙所
A．磁场和磁感线都是客观存在的
示，下列说法正确的是（ ）
B F．磁感应强度 B B ILIL（ ）是用比值法定义的物理量 A．该正弦式交流电的频率为 50Hz
C．运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B．1s内，电流的方向发生 10次变化
D．磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所受到的安培力的方向一致 C．电流的峰值为10 2 A
3．室内装修常用的板材、油漆、地毯、壁纸等多含有甲醛，甲醛对人体的身体健康有较大伤害。 D．t=0.05s时，线圈平面转到中性面，穿过线圈的磁通量最小
为了检测家里甲醛含量的变化，某同学查阅资料并购买了一个甲醛敏感电阻 Rx（其阻值随甲醛含量 7．雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时在避雷针周围形成电场，电场的等差等势面
的增加而增大），设计了如图所示的电路来粗略检测家里甲醛气体含量。电源电动势为 E、内阻为 a、b、c、d分布情况如图所示。关于等势面上 A、B、C三点的电势和电场强度说法中正确的
r，R0为定值电阻，R为电阻箱，电压表和电流表均视为理想电表，则下列说法正确的是（ ） 是（ ）
A．R一定时，当室内甲醛含量升高时，电流表示数增大 A． A B C B． B A C
B．R一定时，当室内甲醛含量降低时，电压表示数减小 C． EC EB EA D．EC EA EB
C．R一定时，甲醛的含量越高，电压表的示数越大
吉林省“BEST 合作体”期末考试 高二物理试题 第 1页 共 3 页
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8．结合相应图片，下列表述正确得是（ ） A．磁感应强度方向垂直纸面向外
B．由 P点至 Q点的运动过程中，电子的速度增大
E
C．电子的初速度 v0小于 B
D．无论怎样调整电子的初速度大小与方向都不可以使其做匀加速直线运动
第Ⅱ卷 （非选择题共 5题，共 54 分）
二、实验题（本题共 2 小题，共 16 分。11 题 6 分，每空 2 分；12 题 10 分，每空 2 分）
A．图甲小磁针的N极指向正确的是d
11．（6分）研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，某同学正确连接电路，闭合开关瞬间，
B．图乙是奥斯特的经典实验，它的价值在于直接证实电流周围有磁场
发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
C．图丙中处于蹄形磁铁中的导体棒通电后来回摆动
D．图丁中下端刚好与水银液面接触的金属软弹簧通电后将上下振动
9．随着对磁场研究的深入和技术的掌握，磁场在现代科技中获得广泛的应用。如图所示，甲是回
旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是磁电式电流表，下列说法正确的是（ ）
（1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片 （填“向左”或“向右”）移
动时，灵敏电流计的指针向右偏转。
（2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应
电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。
若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁 （填“上端”或“下端”）
A．甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能
为 N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与
B．乙图可通过增加 A、B两板间的距离来增大电源电动势
原磁场方向 （填“相同”或“相反”）。
C．丙图可以判断出带电粒子的电性，且带电粒子能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器
12．（10分）某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”，设计实验电路图如图
D．丁图中磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场
1所示。
10．如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场，已知电场强度大小为 E，方向竖直向下，
(1) 滑动变阻器 R用于改变电路中的电流，R0是定值电阻，R0的主要作用是 。
磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面。一个电子由 O点以一定初速度 v0水平向右飞入其中，运动
(2) 两只数字多用表分别作为电压表和电流表，电路中的电源为充电宝，通过充电宝的连接线
轨迹如图所示，其中 O、Q和 P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点，不计电子的重力。下
接入电路，剥开充电宝连接线的外绝缘层，里面有四根导线，红导线为充电宝的正极，黑导线
列说法正确的是（ ）
为负极，其余两根导线空置不用。若用多用电表直流电压档粗测其电动势，多用电表的红表笔
吉林省“BEST 合作体”期末考试 高二物理试题 第 2页 共 3 页
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应与充电宝的 （“红导线”或“黑导线”）连接。 径为 ，轴向足够长。设定区内为匀强磁场，磁场方向与轴平行，设定区外和防护区内无磁
(3) 图 2为实物图，请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整。 场。若一个质量为 m，带电荷量为 q（q>0）的粒子在平行于圆柱横截面的平面内，以速度 v0
(4) 记录被测充电宝实验时的电量百分比（开始时的电量百分比为 100%）。将滑动变阻器电阻调 沿指向圆心方向入射，恰好打不到防护区内部。（不计粒子重力）
至最大。闭合开关，依次减小滑动变阻器的阻值，记录每次操作的电流表和电压表的示数，根 求：（1）磁感应强度 B的大小是多少？
据数据作出 U-I图像如图 3，由图像可得充电宝的电动势 V（保留两位小数），内 （2）粒子在设定区内的运动时间是多少？
阻
Ω（保留两位小数）。 轴
15．（16分）如图所示，倾角为 30 、足够长的光滑绝缘斜面固定不动，斜面上有一系列
间距均为 d 0.4m的水平虚线（图中仅画出部分），虚线 1、2间存在垂直斜面向下的匀强磁
场(包括虚线)，从虚线 2向下每间隔d 在两虚线间存在垂直斜面向下的与虚线 1、2间相同的匀
强磁场，磁感应强度大小为 B 1T。一质量为m 0.4kg、电阻值为 R 0.8Ω、边长为d 的正
方形线框从虚线 1上方某位置由静止释放， cd 边始终与虚线平行，当线框的 cd 边刚好到达虚
三、解答题（本题共 3 小题,共 38 分。其中 13 题 10 分；14 题 12 分；15 题 16 分。解答应写出
2
必要的文字说明、原始公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案 线 1时，线框的加速度大小为 a 3m / s ，方向沿斜面向下，重力加速度取 g 10m / s 2。整个
中必须明确写出数值和单位。）
过程中线框始终没有发生转动。求：
13．（10分）杭州第 19届亚运会第一次使用机器狗运送铁饼，提高了安全性的同时也增加了趣味
（1）从释放线框到线框的 cd 边刚好到达虚线 1时的速度 v0；
性。机器狗简化电路如图所示，假设电动机正常工作时两端电压为 74V，电流为 2.5A，线圈电阻为
（2）线框的最大速度 vm；
4Ω，每两小时更换一次电源。当内阻未知电动势为 80V的直流电源接入电路时，电动机恰能正常
（3）若从 cd 边刚好到达虚线 1到线框的速度达到最大，所用的时间为 t 4.2s，则此过程中
工作。求：电源的内电阻和电动机的输出功率是多少？
线框中产生的焦耳热Q为多少
14．（12分）2023年 10月 26日，中国神舟十七号航天员乘组顺利进入中国空间站，进行为期 6
个月的驻留并进行大量的科学实验。由于高能宇宙射线对航天员的辐射具有非常大的危害。下图为
某种磁防护方案截面图。在航天器内建立同心圆柱体形屏蔽磁场。设同心圆小圆半径为 R，大圆半
吉林省“BEST 合作体”期末考试 高二物理试题 第 3页 共 3 页
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高二物理试题
本试卷分选择题和非选择题两部分， 共 15 题， 满分 100 分， 共 3 页。 考试时间为 75 分钟。 考
试结束后， 只交答题卡。
第Ⅰ卷 （选择题共 10 题， 共 46 分）
一、 选择题（本题共 10 小题， 共 46 分。 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， 全部选对的得 6 分， 选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。 ）
1．准确理解物理概念的内涵和外延是学好物理的关键。下列与静电场有关的概念说法正确的是( )
A． 体积小的带电体均可视为点电荷
B． 电场强度的方向指向电势降低的方向
C． 电荷的电势能的变化仅与电荷所受的电场力做功有关
D． 电场中某点电势为零， 其电场强度大小也一定为零
2． 以下说法正确的是( )
A． 磁场和磁感线都是客观存在的
B． 磁感应强度B = （B 」 IL） 是用比值法定义的物理量
C． 运动的电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用
D． 磁场中某点磁感应强度的方向跟放在该处通电导线所受到的安培力的方向一致
3． 室内装修常用的板材、 油漆、 地毯、 壁纸等多含有甲醛， 甲醛对人体的身体健康有较大伤害 。 为了检测家里甲醛含量的变化， 某同学查阅资料并购买了一个甲醛敏感电阻 Rx（其阻值随甲醛含量
的增加而增大）， 设计了如图所示的电路来粗略检测家里甲醛气体含量。 电源电动势为 E、 内阻为
r， R0 为定值电阻， R 为电阻箱， 电压表和电流表均视为理想电表， 则下列说法正确的是( )
A． R 一定时， 当室内甲醛含量升高时， 电流表示数增大
B． R 一定时， 当室内甲醛含量降低时， 电压表示数减小
C． R 一定时， 甲醛的含量越高， 电压表的示数越大
D． 仅调节电阻箱， 电压表、 电流表的示数变化量的比值不变
4． 法拉第发明了世界上第一 台发电机—法拉第圆盘发电机， 原理图如图所示。 半径为 r 的金
属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场 B 中， 绕 O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动， 则通过电阻
R 的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计） ( )
A． 由 d 到 c， I = 2 (Br)R (2负) B． 由 d 到 c， I = BR (r2)负
C． 由 c 到 d， I = 2 (Br)R (2负) D． 由 c 到 d， I = BR (r2)负
5． 可控硅元件可以实现对调速风扇进行调节， 若经过元件调节后， 加在风扇上的电压 U 与时
间 t 的关系由正弦交流电的每半个周期中都截去了前面的四分之一而得到， 如图所示。 则该交
变电压的有效值为( )
(
U
0
3
U
) (
B
.
)A． U0
2
(
0
3
) (
D
.
)C．
6． 1888 年尼古拉 ·特斯拉发明了世界上第一 台交流电发电机， 成为电机工程学的先驱。 甲图是
一 台交流发电机的示意图， 线圈以OO ' 为轴匀速转动， 产生的正弦式交变电流的波形如图乙所
示， 下列说法正确的是( )
A． 该正弦式交流电的频率为 50Hz
B． 1s 内， 电流的方向发生 10 次变化
C． 电流的峰值为 10 A
D． t=0.05s 时， 线圈平面转到中性面， 穿过线圈的磁通量最小
7． 雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时在避雷针周围形成电场， 电场的等差等势面
a、 b、 c、 d 分布情况如图所示。 关于等势面上 A、 B、 C 三点的电势和电场强度说法中正确的
是( ) (
>
>
)A． QA QB QC C． EC > EB > EA B． QB > QA > QC D． EC > EA > EB
吉林省“BEST 合作体 ”期末考试 高二物理试题 第 1页 共 3 页
8． 结合相应图片， 下列表述正确得是( )
A． 图甲小磁针的 N 极指向正确的是d
B． 图乙是奥斯特的经典实验， 它的价值在于直接证实电流周围有磁场
C． 图丙中处于蹄形磁铁中的导体棒通电后来回摆动
D． 图丁中下端刚好与水银液面接触的金属软弹簧通电后将上下振动
9． 随着对磁场研究的深入和技术的掌握， 磁场在现代科技中获得广泛的应用。 如图所示， 甲是回
旋加速器， 乙是磁流体发电机， 丙是速度选择器， 丁是磁电式电流表， 下列说法正确的是( )
A． 甲图可通过增加回旋加速器的半径来增大粒子的最大动能
B． 乙图可通过增加 A、 B 两板间的距离来增大电源电动势
C． 丙图可以判断出带电粒子的电性， 且带电粒子能够从右侧沿水平直线匀速通过速度选择器
D． 丁图中磁电式电流表在线圈转动的范围内的磁场都是匀强磁场
10． 如图所示， 空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场， 已知电场强度大小为 E， 方向竖直向下， 磁感应强度大小为 B， 方向垂直纸面。 一个电子由 O 点以一定初速度 v0 水平向右飞入其中， 运动 轨迹如图所示， 其中 O、 Q 和 P 分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点， 不计电子的重力。 下
列说法正确的是( )
A． 磁感应强度方向垂直纸面向外
B． 由 P 点至 Q 点的运动过程中， 电子的速度增大
C． 电子的初速度 v0 小于
D． 无论怎样调整电子的初速度大小与方向都不可以使其做匀加速直线运动
第Ⅱ卷 （非选择题共 5 题， 共 54 分）
二、 实验题（本题共 2 小题， 共 16 分。 11 题 6 分， 每空 2 分； 12 题 10 分， 每空 2 分）
11． （6 分） 研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示， 某同学正确连接电路， 闭合开关瞬间，
发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。
（1） 闭合开关电路稳定后， 该同学将滑动变阻器的滑片 （填“ 向左”或“ 向右”） 移
动时， 灵敏电流计的指针向右偏转。
（2） 该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素， 实验中发现感应
电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转）， 螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。
若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁 （填“上端”或“ 下端”） 为 N 极。 进一步实验发现， 当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时， 感应电流产生的磁场方向与
原磁场方向 （填“相同”或“相反”）。
12． （10 分） 某学习小组进行“充电宝不同电量时的电动势和内阻研究”， 设计实验电路图如图
1 所示。
(1) 滑动变阻器 R 用于改变电路中的电流， R0 是定值电阻， R0 的主要作用是 。 (2) 两只数字多用表分别作为电压表和电流表， 电路中的电源为充电宝， 通过充电宝的连接线 接入电路， 剥开充电宝连接线的外绝缘层， 里面有四根导线， 红导线为充电宝的正极， 黑导线
为负极， 其余两根导线空置不用。 若用多用电表直流电压档粗测其电动势， 多用电表的红表笔
吉林省“BEST 合作体 ”期末考试 高二物理试题 第 2页 共 3 页
应与充电宝的 （“红导线”或“黑导线”） 连接。
(3) 图 2 为实物图， 请用笔代替导线根据实验电路图将实物图补充完整。
(4) 记录被测充电宝实验时的电量百分比（开始时的电量百分比为 100%）。 将滑动变阻器电阻调 至最大。 闭合开关， 依次减小滑动变阻器的阻值， 记录每次操作的电流表和电压表的示数， 根 据数据作出 U-I 图像如图 3， 由图像可得充电宝的电动势 V（保留两位小数）， 内
阻
Ω（保留两位小数）。
三、 解答题（本题共 3 小题,共 38 分。 其中 13 题 10 分； 14 题 12 分； 15 题 16 分。 解答应写出 必要的文字说明、 原始公式和重要的演算步骤， 只写出最后答案的不能得分， 有数值计算的题答案 中必须明确写出数值和单位。 ）
13． （10 分） 杭州第 19 届亚运会第一次使用机器狗运送铁饼， 提高了安全性的同时也增加了趣味 性。 机器狗简化电路如图所示， 假设电动机正常工作时两端电压为 74V， 电流为 2.5A， 线圈电阻为
4Ω , 每两小时更换一次电源。 当内阻未知电动势为 80V 的直流电源接入电路时， 电动机恰能正常
工作。 求： 电源的内电阻和电动机的输出功率是多少？
14． （12 分） 2023 年 10 月 26 日， 中国神舟十七号航天员乘组顺利进入中国空间站， 进行为期 6 个月的驻留并进行大量的科学实验。 由于高能宇宙射线对航天员的辐射具有非常大的危害。 下图为
某种磁防护方案截面图。 在航天器内建立同心圆柱体形屏蔽磁场。 设同心圆小圆半径为 R， 大圆半
径为5R， 轴向足够长。 设定区内为匀强磁场， 磁场方向与轴平行， 设定区外和防护区内无磁
场。 若一个质量为 m， 带电荷量为 q（q>0） 的粒子在平行于圆柱横截面的平面内， 以速度 v0
沿指向圆心方向入射， 恰好打不到防护区内部。 （不计粒子重力）
求： （1） 磁感应强度 B 的大小是多少？
（2） 粒子在设定区内的运动时间是多少？
轴
15． （16 分） 如图所示， 倾角为θ= 30。、 足够长的光滑绝缘斜面固定不动， 斜面上有一系列
间距均为 d = 0.4m 的水平虚线（图中仅画出部分）， 虚线 1、 2 间存在垂直斜面向下的匀强磁 场(包括虚线)， 从虚线 2 向下每间隔d在两虚线间存在垂直斜面向下的与虚线 1、 2 间相同的匀 强磁场， 磁感应强度大小为 B = 1T。 一质量为 m = 0.4kg、 电阻值为 R = 0.8Ω、 边长为d 的正 方形线框从虚线 1 上方某位置由静止释放， cd 边始终与虚线平行， 当线框的 cd 边刚好到达虚
线 1 时， 线框的加速度大小为 a = 3m / s2， 方向沿斜面向下， 重力加速度取 g = 10m / s2。 整个
过程中线框始终没有发生转动。 求：
（1） 从释放线框到线框的 cd 边刚好到达虚线 1 时的速度 v0；
（2） 线框的最大速度 vm；
（3） 若从 cd 边刚好到达虚线 1 到线框的速度达到最大， 所用的时间为 Δt = 4.2s， 则此过程中
线框中产生的焦耳热Q 为多少
吉林省“BEST 合作体 ”期末考试 高二物理试题 第 3页 共 3 页吉林省“BEST合作体”2023-2024学年度上学期期末考试
高二物理试题答案及评分标准
选择题
1．C 2．B 3．D 4．A 5．C 6．B 7．B 8．BD 9．AB 10．BD
二、实验题（共2小题，16分。11题6分；12题10分）
11．（1）向右（2分） （2）上端（2分） 相同（2分）
12． （1）作为保护电阻，以防止滑动变阻器调节过度导致短路（2分）
(
（2分）
) （2）红导线 （2分）（4） 5.06—5.08 （2分）0.10—0.12 （2分）
三、解答题（共3小题，38分。13题10分；14题12分；15题16分。）
13．（10分）由得 …………………………2分
………………………1分
电动机的输入功率 P入=UI ………………………2分
电动机线圈消耗的热功率P热=I2R ………………………2分
电动机的输出功率 P出=P入—P热 ………………………1分
=160 W …………………2分
14．（12分）
(1)设带电粒子的轨迹半径为r，由几何关系得
………… 2分
解得 …………………1分
根据牛顿第二定律 …………………2分
解得 …………………2分
带电粒子在磁场中的轨迹对应的圆心角为θ
…………………2分
…………………1分
所求时间为 …………………2分
15．（16分）
（1）设线框的边到虚线1时的速度为，则由法拉第电磁感应定律得 ……………1分
由闭合电路欧姆定律得 ……………1分
由牛顿第二定律得 ………………2分
代入数据解得 ……………1分
线框的速度最大时，线框的合力为零，由力的平衡条件得
……………2分
又由 ……………1分
代入数据解得 ……………1分
（3）由题意可知，线框在沿斜面下滑的过程中，始终受到安培力的作用，设线框从刚进入磁场开始经时间达到最大速度，线框的平均速度为，此时有
……………2分
又有 ……………1分
代入数据解得 ……………1分
由能量守恒定律得 ……………2分
解得 ……………1分
