江苏省无锡市江阴市六校2024-2025学年高二年级下册4月期中联考 物理试题（含解析）

2024-2025学年江苏省江阴市六校高二（下）期中考试

物理试卷

一、单选题：本大题共11小题，共44分。

1.“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高

效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列

说法正确的是（）

A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波

B.稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场

C.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息

D.电磁波的速度等于光速

2.在长直通电螺线管中通入变化的电流i（如图所示电流的方向周期性改变），并沿着其中心轴线。。'的方向

射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间的运动情况是（）

A.变速直线运动B.来回往复运动C.匀速直线运动D.曲线运动

3.如图甲所示是/C振荡电路，设顺时针方向的电流为正方向，电路中的电流随时间变化规律如图乙所

示。那么（）

甲乙

A.在0〜以时间内，电容器C在充电

B.在打〜最时间内，电容器C的上极板带正电

C.在以〜上时间内，磁场能转化为电场能

D.在线圈Z中插入铁芯，振荡电流的周期将变小

4.如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒仍从距地面高为为处，以水平初速度为

抛出。设运动的整个过程中棒的取向不变，且不计空气阻力，则落地时金属棒。、6两端产生的感应电动

((

A.E=BLv0,<pa>(PbB.E—BLyjvg+2gh,pa>pb

((

C.E=BLv0,(pa<<pbD.E=BLy/vo+2gh,pa<pb

5.如图所示，工为自感系数很大的线圈,但线圈的电阻几乎为零，/和2是两个完全相同的灯泡，下列说

法正确的是（）

L

A.开关S闭合，/灯先凫，3灯后凫B.开关S闭合，3灯先凫，/灯后凫

C.开关S断开，A灯和8灯同时熄灭D.开关S断开，流过8灯的电流方向从右至左

6.某种回旋加速器示意图如图所示，/、C板间有恒定电场，两个。形盒内有相同的匀强磁场，两条平行

虚线之间没有电场和磁场。带电粒子（重力不计）从小孔尸进入电场，加速后进入。形盒内做匀速圆周运

动，回到尸孔后再次加速，依次类推，则

A.粒子每次在。形盒内运动的时间不相等

B.D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大

C.磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越大

D.粒子每次在/、C板间加速过程增加的动能不同

7.如图所示，固定的通电长直导线与固定的圆形闭合金属线框位于同一竖直面（纸面）内，长直导线中通以

水平向右且随时间均匀增加的电流。下列说法中正确的是（）

A.圆形线框所受安培力的合力方向竖直向下

B.垂直纸面向里观察，圆形线框中产生顺时针方向的电流

C.圆形线框所围的面积有扩大的趋势

D.通电长直导线不会受到圆形线框的相互作用

8.如图所示，空间区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小B=1T,。0'为磁场的右边

界。磁场内一匝数律=10的正方形闭合金属导线框平行于纸面放置，线框的边长L=其右边与磁场边

界重合。t=0时刻线框从图示位置开始逆时针（俯视）绕。。'以角速度3=20rad/s匀速转动，此过程中感应

电动势E随时间f变化的图像可能正确的是

O

O'

9.为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来，小明同学设计了以下四种方案：图甲、乙中磁场方向与轮子

的转轴平行，图甲中在轮上固定闭合金属线圈，图乙中在轮上固定未闭合金属线圈;图丙、丁中磁场方向与

轮子的转轴垂直，图丙中在轮上固定闭合金属线框，图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最

好的是（）

BB

A.甲B.乙C.丙D.T

10.如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道端在同一高度上,

轨道是光滑的，两个相同的带正电小球同时从两轨道最高点由静止释放，M,N为轨道的最低点，则

MBN

A.两小球均能到达轨道右侧的等高点

B,两小球经过轨道最低点的速度17“>VN

C.两小球经过轨道最低点时对轨道的压力相等

D.两球同时到达最低点

11.如图所示，固定在绝缘水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L右端接有阻值为R的电阻，空间存在

方向竖直向上、磁感应强度为2的匀强磁场.质量为加、电阻为2R的导体棒油与固定绝缘弹簧相连，放

在导轨上，并与导轨接触良好.初始时刻，弹簧处于自然长度.给导体棒水平向右的初速度为，导体棒往

复运动一段时间后静止.不计导轨电阻，下列说法中正确的是

a

b

A.导体棒每次向右运动的过程中受到的安培力均逐渐减小

B.导体棒速度为为时其两端的电压为《BL火

C.导体棒开始运动后速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为分诏

D.在金属棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热为?n诏

二、实验题：本大题共1小题，共9分。

12.某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系

(2)下列说法正确的是(选填字母代号)

4为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数

8.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数

C测量电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量

D变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

(3)该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电

压，得到的实验数据如下表所示。

原线圈电压Ui(y副线圈电压U2W

实验序号原线圈匝数副线圈匝数灯

))

14002004.222.10

24008004.228.36

340016004.2216.83

根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，o

(4)该同学利用⑶问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8乙0.34”字样的小灯泡供电，发现小灯泡并

没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00匕并不是8.36V,其原因主要是o

(5)实验时，某同学听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是。

4“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音

2.“嗡嗡”声是由于铁芯中存在过大的涡流而发出的

C交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声

D若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验

三、计算题：本大题共4小题，共40分。

13.如图所示，有一连接电源且水平放置的金属导轨处在磁感应强度为8=0.57的匀强磁场中，磁场方向

与导轨平面为6=60。角斜向上。将金属杆必垂直导轨放置，结果仍静止在导轨上，已知：金属棒质量为

m=lkg,接入导轨的长度为L=2m,通过的电流为/=24重力加速度g=lOm/s?。求：

(1)金属杆ab受到的摩擦力；

(2)金属杆/对导轨的压力大小。

14.如图所示，一单匝矩形闭合线圈〃加力的质量加，总电阻H,仍边的长5，左边的长切，置于光滑的绝

缘水平桌面(纸面)上，虚线右侧存在范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为

及现使线圈以初速度火向右运动进入磁场，直到线圈全部进入磁场，运动过程中线圈的左右边始终与磁

场边界平行，不考虑线圈产生磁场对原磁场分布和空气阻力的影响。求：

xXXX

B

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

(1)线圈的打边刚进入磁场时，仍边受到的安培力大小；

(2)线圈全部进入磁场过程中，流过M的电荷量；

(3)线圈全部进入磁场时的速度大小。

15.如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abed匝数N=100匝，面积S=0.03

m2,线圈匀速转动的角速度3=100兀rad/s,匀强磁场的磁感应强度B=龙7，输电时先用升压变压器将

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电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R=100,变压

器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为的：皿=10：1，若用户区标有“220%11人少”的电

动机恰能正常工作。发电机线圈电阻厂不可忽略。求：

(1)发电机产生电动势的有效值；

(2)输电线路上损耗的电功率/P；

(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为九1德2=1：1。，交流发电机线圈电阻人

16.如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限存在垂直于平面向外的有界匀强磁场，磁场区域沿x

轴方向的宽度为L，沿〉轴方向足够大，第二象限整个区域存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小

为石=瞥，一质量为加、电荷量为g的带正电粒子在轴上的A(—|乙,0)点以速度大小为火，方向沿》轴正

方向射入电场区域，不计粒子的重力，求：

M

->

*

•\N

(1)粒子第一次经过y轴的位置离原点O的距离处和速度大小V；

(2)若粒子进入磁场区域后，能够刚好回到电场区域，磁感应强度2大小为多少和在第一次在磁场中的运

动时间？

(3)若粒子进入磁场区域后，能够再次回到电场区域，求粒子第二次从电场到磁场时经过y轴时离原点。

的距离y的范围。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】4麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验捕捉到了电磁波，故/错误；

8.稳定的电场周围不能产生磁场，稳定的磁场周围也不能产生电场，故8错误；

C电磁波和声波都可以传递信息，故C错误；

D电磁波的速度等于光速，故。正确。

故选。。

2.【答案】C

【解析】电流周期性变化，所产生的磁场周期性变化，根据右手螺旋定则，可知螺线管内的磁场与电子运

动方向平行，电子不受洛伦兹力，因此电子做匀速直线运动。

故选C。

3.【答案】B

【解析】4由乙图可知，在0〜一时间内，电流增大，电容器电荷量减小，电容器C在放电。故N错误；

8.同理在以〜询时间内，电容器充电，上极板带正电。故2正确；

C同理在功〜七时间内，电容器放电，电场能转化为磁场能。故C错误；

D根据丁=2兀3可知在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，振荡电流的周期将变大。故。错误。

故选瓦

4.【答案】C

【解析】金属棒抛出后做平抛运动，其水平分速度恒为以=%,产生的感应电动势恒为9=8乙%=81,

V0,由右手定则知，（Pb><Pa，故选C。

5.【答案】D

【解析】4B.开关S闭合，由于线圈工的自感作用，故/、2同时亮，故错误；

CD.在断开开关S前，在并联电路中，随着线圈/自感作用不断减小，流过线圈工的电流越来越大，因线

圈的电阻几乎为零，故稳定后，8灯被短接，即8灯不亮，由于外电路的总电阻减小，故回路的电流更

大，故N灯更亮；开关S断开，8灯与线圈形成闭合回路，故8灯不会立即熄灭，断开开关S前流过线圈

工的电流是从左向右，故断开开关S后，根据楞次定律，可知线圈£产生从左向右的感应电流，该电流从

右至左流过2灯，而/灯不处在闭合回路中，故断开开关S后，/灯立即熄灭，故C错误，。正确。

故选。。

6.【答案】B

【解析】解：A,由题意可知，粒子每次在。形盒内偏转半个周期，即运动时间相等，为1爵

7rm

=~Bq

故/错误；

D、根据动能定理，可知粒子每次在4C板间加速过程增加的动能为4Ek=qU

故。错误；

BC、当粒子从。形盒中出来时，速度最大，设。形盒半径为R,则有8眩=巾5

K

解得。=萼

m

可知磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越小，。形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越

大，故C错误，8正确；

故选：Bo

7.【答案】A

【解析】AB.当直导线内电流增大时，金属线框所在处水平向里的磁感应强度变大，根据楞次定律，圆形

线框中会产生逆时针方向的电流阻碍穿过线圈磁通量的变化，直导线下方有水平向里的磁场，越靠近通电

直导线，磁感应强度越大，所以线圈上半部分受力大于下半部分，上半部分受力由左手定则可知向下，故

圆形线框所受安培力的合力方向垂直于直导线向下，/正确，2错误；

C由楞次定律“增缩减扩”可知，磁感应强度增加，线圈有收缩的趋势，C错误；

D由牛顿第三定律可知，通电直导线会受到圆形线框的相互作用，。错误。

故选

8.【答案】D

2

【解析】线圈产生的电动势最大值为Em=nBS3=nBLa）=200V

线圈转动的周期为T=曹=看s

TTT

在0〜;内，即0〜而S时间内，线圈产生的电动势为e=E„1sin3t=200sin20t（匕）

在!〜耳内，即木〜含时间内，线圈处于磁场外部，产生的电动势一直为0,在斗〜T即券〜多时间

444U4U44U1U

内，线圈产生的电动势为e=Emsma）t=200sin20t（y）

故选Do

9.【答案】C

【解析】【分析】

根据感应电流产生的条件，分析所给的图像中电路中是否有感应电流，是否存在动能和电能的转化，由此

得解。

【解答】

AB,图甲和图图乙中，车轮转动时线圈内的磁通量不发生变化，回路中不产生感应电流，动能和电能之间

不存在转化情况；

。、丁图中虽然金属棒切割磁感应线运动，但没有构成闭合回路，动能和电能之间不存在转化情况；

C、图丙中，车轮转动时线圈内的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，能有效地借助磁场的作用，让

转动的轮子停下，故C正确、错误。

故选：Co

10.【答案】B

【解析】解：/、由于小球在磁场中运动，洛伦兹力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以

小球可以到达轨道右侧的等高点，而小球在电场中运动时，电场力做小球做负功，小球在达到轨道另一端

之前速度就减为零了，故不能到达最右端，故N错误；

BD,由于小球在磁场中运动时机械能守恒；而小球在电场中运动受到的电场力对小球做负功，到达最低点

时的速度的大小较小，所以由于整过程中在电场中的速率均偏小，在电场中运动的时间也长，

两球不会同时到达最低点.故2正确，。错误；

C、小球在磁场中运动，在最低点进行受力分析可知：

FM—mg-Bqvr=zn誓解得：FM=m7+mg+Bq%…①

小球在电场中运动，在最低点受力分析可知：FN—mg=

解得：尸可二加资+^?…②

因为孙I>UN，结合①②可知：FM>FN，由牛顿第三定律知，两小球经过轨道最低点时对轨道的压力不

等.故C错误；

故选：B

小球在磁场中运动，洛伦兹力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，小球在电场中受到的电场力

对小球做负功，到达最低点时的速度的大小较小.两个轨道的半径相同，根据圆周运动向心力的公式可以

分析小球通过最低点是对轨道的压力.根据小球的运动情况分析运动时间关系.

本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动规律分析，要注意明确洛仑兹力对小球不做功，但是洛仑兹力影

响了球对轨道的作用力，在电场中的小球，电场力对小球做功，影响小球的速度的大小，从而影响小球对

轨道的压力的大小.

11.【答案】D

【解析】【分析】

根据弹簧弹力和安培力的大小关系，判断出导体棒的运动规律，分析安培力的大小变化；根据切割产生的

感应电动势公式求出电动势，结合闭合电路欧姆定律求出导体棒两端的电压；根据能量守恒分析导体棒速

度为零时弹簧的弹性势能；根据能量守恒得出整个回路产生的热量，从而得出电阻R上产生的热量。

对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，

根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能

关系等列方程求解。

【解答】

4导体棒向右运动过程中，当弹簧处于压缩时，弹力大于安培力，向右加速，安培力增大，故”错误；

8.当导体棒速度为历时，感应电动势E=仍棒两端的电压等于电阻R两端的电压，则

〃=万羞萨=*=*口0,故2错误；

C导体棒第一次向右运动过程中，当速度为零时，根据能量守恒知，3Wo=Ep+Qi，故C错误；

D根据能量守恒，在整个过程中，回路中产生的热量Q=9i诏，则电阻R上产生的热量QR=9Q="

诏,故。正确。

故选。。

12.【答案】(1)CD；

(2)BC；

(3)变压器原、副线圈的电压比等于匝数比；

(4)副线圈有电阻，副线圈有内压；

(5)CO

【解析】(1)4C.变压器的工作基础是互感现象，所以不能对直流电进行变压，因此实验中应选择能提供交

流电压的学生电源而不是干电池，故/不符合题意，C符合题意；

8.变压器的原理是互感现象的应用，是原线圈磁场的变化引起副线圈感应电流的变化，所以不需要外界的

磁场，故8不符合题意；

D本实验需要测量副线圈两端的电压，所以需要多用电表，故。符合题意。

(2)4为确保实验安全，应该降低输出电压，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，故/错误；

2.要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，进而测

得副线圈电压，找出相应关系，故8正确；

C为了保护电表，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，

故C正确；

。变压器的工作原理是电磁感应现象，即不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将

磁场能转化成电能，铁芯起到传递磁场能的作用，不是铁芯导电来传输电能，故。错误。

故选BC；

(3)根据实验数据，得到的结论为：在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比；

(4)副线圈与灯泡组成串联电路，由于副线圈有电阻，副线圈电阻有电压，由于副线圈的分压作用，导致

灯泡两端电压约为3.00U而不是8.36V；

(5)4BC,线圈中交变电流产生的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发出“嗡嗡”声，故错误，C正

确；

D根据上述，若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，但是由于此时没有铁芯，会导致漏磁太多，穿过副线圈

的磁通量比穿过原线圈的磁通量小得多，因此不能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实

验，故D错误。

故选Co

13.【答案】解：(1)对导体棒作受力分析，如图所示

根据共点力的平衡有

f=F安sind=BILsind=避N

方向水平向右。

(2)对导体棒，竖直方向的受力平衡，有mg=FN+F安y=FN+BILcos°

整理得FN^mg-BILcosd=9N

根据牛顿第三定律，知金属杆ab对导轨的压力大小为9N。

14.【答案】解：(1)当线圈的成边进入磁场时，E=BLwo,1=5，尸=3〃1=喀生

KK

(2)设成边进入磁场后，经过时间△C，cd边恰好进入磁场，此过程流过防边的电荷量q=743平均电动

势为片=些=^1^,7=£BL1L2.

(3)线圈进入磁场的过程由动量定理有一B7LiLt=mv—mv0,

解得：u=%一5呼2

mR

15.【答案】解：(1)根据正弦式交变电流产生规律可知，最大值为：Em=NBSs,

得：%=300沟；

E

电动势有效值：£=%=300(匕)

(2)设降压变压器原、副线圈的电流分别为上、/4，电动机恰能正常工作，

有：［4=

7u^4=504,

根据理想变压器的变流比可知：r=B得/3=54

所以输电线路上损耗的电功率为：/P=^R=250勿；

(3)由费=/得出=2200匕升压变压器副线圈两端电压外=&+"?=2250%又会=：可得力=225

V,电动势的有效值为E=3(W,由怨念12=13,得/i=504交流发电机线圈电阻r=得产=1.5。

16.【答案】(1)粒子从/点射入电场后做类平抛运动，沿x轴正方向的加速度大小为