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四川省彭州中学 2025-2026 学年度高 2024 级高二下 4 月月考
物理学科试卷
第 I 卷（选择题 共 46 分）
一、单选题：本大题共 7 小题，共 28 分。
1．行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是( )
A．增加了司机单位面积的受力大小
B．减少了碰撞前后司机动量的变化量
C．将司机的动能全部转换成汽车的动能
D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积
2．如图，长为 l 的细绳下方悬挂一小球 a。绳的另一端固定在天花板上 O 点处，
(
3
)在 O 点正下方 l 的 O9处有一固定细铁钉。将小球向右拉开， 使细绳与竖直方向
4
成一小角度（约为 2。）后由静止释放，并从释放时开始计时。当小球 a 摆至最 低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡。设小球相对于其平衡位置的水平位移为 x，向右为正。下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的 x—t 关系的是( )
(
A．
) (
B．
)
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试卷第 2 页，共 10 页
C
(
.
)
D
(
.
)
3 ．图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置 O 拉到 A 后释放，小球在 O 点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是( )
A ．甲图中的小球将保持静止
B ．甲图中的小球仍将来回振动
C ．乙图中的小球仍将来回摆动
D ．乙图中的小球将做匀速圆周运动
4 ．利用如图所示装置探究匀强磁场中影响通电导线受力的因素，导线垂直匀强磁场方向放置。先保持导线通电部分的长度 L 不变，改变电流 I 的大小，然后保持电流 I 不变，改变导线通电部分的长度 L，得到导线受到的安培力 F 分别与 I和 L 的关系图象，则正确的是( )
A．
B．
C ． D．
5．如图所示，b 端是一理想变压器副线圈中心抽头，开始时单刀双掷开关置于 a端，开关 S 断开，原线圈 c 、d 两端加正弦交流电。下列说法正确的是( )
A ．将可变电阻 R 调大，则 R 两端电压变小
B ．闭合开关 S，则 R1 两端电压变小
C ．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，副线圈电流的频率变小
D ．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，原线圈的输入功率变大
6 ．一定质量的理想气体分别在T1 、T2 温度下发生等温变化，相应的两条等温线如图所示，T2 对应的曲线上有 A 、B 两点，表示气体的两个状态。下列说法正确的是( )
A ．T1 > T2
B．A 到 B 的过程中，外界对气体做功
C．A 到 B 的过程中，气体从外界吸收热量
D．A 到 B 的过程中，气体分子对器壁单位面积上的作用力增加
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7 ．图甲为某商场电梯，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。竖直面上相距为 b 的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小相等，每个磁场分布区间的长度都是 a ，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时， 跨在两导轨间的宽为b、长为 a、总电阻为 R 的导线框 MNPQ（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为v1 时，轿厢悬停；当磁场平动速度为v2 时，轿厢最终竖直向上以速度 u 匀速运动。已知导线框和轿厢的总质量为 m ，重力加速度为 g，下列说法中正确的是( )
A ．v1 方向向下，v2 方向向上
B ．轿厢从悬停到匀速上升的过程中，平均速度为 u
2
C ．匀强磁场的磁感应强度B
D ．轿厢匀速上升的过程中，外界每秒钟需要给轿厢系统提供mg (u + v1)的能量
二、多选题：本大题共 3 小题，共 18 分。（全选对得 6 分，选对但不全得 3 分、有选错得 0 分）
8 ．“ 天问一号”环绕器携带的磁强计用于测定磁场的磁感应强度，原理如图所示。电路有一段金属导体，它的横截面是宽 a、高 b 的长方形，放在沿y 轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿 x 轴正方向、大小为 I 的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电荷量为 e，金属导电过程中，自由电子所做的定 向移动可视为匀速运动。两电极 M、N 分别与金属导体的前后两侧接触，用电压
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表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为 U。则关于磁感应强度的大小和电极M、N 的正负说法正确的是( )
A．M 为正、N 为负 B．M 为负、N 为正
(
neU
nebU
)C ．磁感应强度的大小为 D ．磁感应强度的大小为
aI I
9 ．一个六边形导线框放在匀强磁场中，磁感应强度 B 随时间变化的图像如图乙所示，t = 0 时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。则在 0~5s 时间内，下列描述线框中的感应电流 I（规定顺时针方向为正方向）、ab 边所受安培力 F（规定垂直 ab 沿纸面向右为正方向）随时间 t 变化的图像正确的是( )
(
B
．
) (
A
) (
.
)
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C．
D．
10．如图甲所示，一端封闭且粗细均匀的足够长直玻璃管水平放置，用长为 20cm的水银柱封闭了一定质量的理想气体，封闭气柱长度为 32cm，大气压强恒为
76cmHg。现将玻璃管顺时针缓慢旋转 90°, 如图乙所示。再将玻璃管顺时针缓慢
旋转 53° ,如图丙所示。已知气体温度始终不变，取： sin 53° = 0.8, cos 53° = 0.6 ，下列说法正确的是( )
A ．图乙状态的气体压强大于图丙
B ．若玻璃管从图乙状态自由下落，气柱长度将减小
C ．图乙气柱长度为 35cm
D ．图丙气柱长度为 38cm
第 II 卷（非选择题 54 分）三、实验题：本大题共 2 小题，共 16 分。
11 ．某实验小组用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。
(1)由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 值（选填“平均”“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为 。
(2)某次实验中，用匝数na = 400 匝和nb = 800 匝的线圈实验，测量的数据如下表所示，下列说法中正确的是( )
Ua / V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub / V 4.00 6.01 8.02 9.98
A ．原线圈的匝数为na ，用较粗导线绕制 B ．副线圈的匝数为na ，用较细导线绕制
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C．原线圈的匝数为nb ，用较细导线绕制D．副线圈的匝数为nb ，用较粗导线绕制(3)为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为铁芯横档的硅钢片应按照下列哪种方法设计( )
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A
(
.
)
B．
C．
D．
12 ．未来中国载人登月成功后，可利用单摆测量月球表面的重力加速度g月。航天员从月球上捡一块大小约为 2cm 的不规则石块作为摆球。航天员还有以下设备：刻度尺（量程 30cm）、细线（1m 左右）、计时器和足够高的固定支架。如图甲安装好器材，然后用刻度尺测量细线的长度 L 作为摆长。
(1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有 。
A ．将石块拉开一个小角度（约 5°)并由静止释放，同时开始计时
B ．释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期也越大
C ．用秒表测量石块完成 1 次全振动的总时间 t，则周期 T = t
D ．用秒表测量完成 50 次全振动的总时间 t，由 T 求出周期
(2)秒表示数如图乙所示，它的示数为 s；
(3)取 π2 = 9.87 ，由图丙求出重力加速度g月 = m/s2 （结果保留三位有效数字）；
(4)把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的g月值 （选填“大于”“ 小于”或“等于”）当地的真实值。
四、计算题：本大题共 3 小题，共 38 分。（必须写出完整过程）
13 ．水波是常见的机械波，浅水处水波的速度跟水深度有关，其关系式为
v 。式中 h 为水的深度。如图甲所示是一个池塘的剖面图，A 、B 两部分深度不同，图乙是从上往下俯视，看到点 O 处于两部分水面分界线上，t = 0 时刻 O点从平衡位置向上振动，形成以 O 点为波源向左和向右传播的水波。已知t = 1.4s时O 点第二次到达波谷，此时M 点第一次到达波峰。已知B 区域水深为hB = 0.90m ，
OM 间距离为x1 = 2.0m ，ON 间距离为x2 = 3.0m ，g = 10m/s2 ，求：
（1）从t = 0 开始，经过多长时间 N 点开始振动？
（2）A 处的水深hA 为多少米？
14 ．真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装
置．图 1 是某种动力系统的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为 l的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab 和 cd 是两根与导轨垂直，长度均为 l，电阻均为 R 的金属棒，通过绝缘材料固定在列车底部，并与导轨良好接触，其间距也为 l，列车的总质量为 m ．列车启动前，ab 、cd 处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下，如图 1 所示，为使列车启动，需在
M、N 间连接电动势为 E 的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动
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后电源自动关闭．
（1）要使列车向右运行，启动时图 1 中 M、N 哪个接电源正极，并简要说明理由；
（2）求刚接通电源时列车加速度 a 的大小；
（3）列车减速时，需在前方设置如图 2 所示的一系列磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均大于 l ．若某时刻列车的速度为v0 ，此时
ab 、cd 均在无磁场区域，试讨论：要使列车停下来，前方至少需要多少块这样的有界磁场？
15．如图 1 所示，刚性导体线框由长为 L、质量均为 m 的两根竖杆，与长为2l 的两轻质横杆组成，且L 2l 。线框通有恒定电流I0 ，可以绕其中心竖直轴转动。以线框中心 O 为原点、转轴为 z 轴建立直角坐标系，在y 轴上距离 O 为 a 处，
固定放置一半径远小于 a，面积为 S、电阻为 R 的小圆环，其平面垂直于y 轴。在外力作用下，通电线框绕转轴以角速度w 匀速转动，当线框平面与xOz 平面重合时为计时零点，圆环处的磁感应强度的y 分量By 与时间的近似关系如图2 所示，图中B0 已知。
(
2
π
)（1）求 0 到 π 时间内，流过圆环横截面的电荷量 q； w
（2）沿 y 轴正方向看以逆时针为电流正方向，在0 ~ 3w 时间内，求圆环中的电流与时间的关系；
（3）求圆环中电流的有效值；
（4）当撤去外力，线框将缓慢减速，经时间角速度减小量为 ，设线框与圆环的能量转换效率为 k，求Δw 的值（当0 < x 冬 1 ，有(1 - x)2 ≈ 1 - 2x ）。
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1 ．D
A ．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故 A错误；
B ．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故 B 错误；
C ．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车的动能，故 C 错误；
D ．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故增加了作用时间，故 D 正确。
故选 D。
2 ．A
(
1
)小球属于单摆模型，从右向左运动到平衡位置的过程，相当于运动第一个 周期，
4
根据单摆周期公式有
(
1
)从平衡位置向左运动的过程中，相当于运动了第二个 周期，有
4
(
1
1
)由此可知，第一个 周期的时间长，第二个 周期的时间短；结合位移来分析，设竖直位移
4 4
(
1
)最大值为 h，第一个 周期的水平位移最大值
4
(
1
)第二个 周期的水平位移最大值
4
可知
xm1 > xm2
故选 A。
3 ．B
AB ．空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受的弹力不受失重的影
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响，则小球仍将在弹力的作用下来回振动，A 错误，B 正确；
CD ．图乙中的小球在地面上由静止释放时，所受的回复力是重力的分量，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍静止不动，不会来回摆动；也不会做匀速圆周运动，若给小球一定的初速度，则小球在竖直面内做匀速圆周运动，C 、D 错误。
故选 B。
4 ．B
根据
F = BIL
可知先保持导线通电部分的长度 L 不变，改变电流 I 的大小，则 F—I 图象是过原点的直线。同理保持电流 I 不变，改变通过电部分的长度 L，则 F-L 图象是过原点的直线。
故选 B。
5 ．B
A．因变压器次级电压不变，则将可变电阻 R 调大，次级电阻变大，次级电流减小，则 R1 上电压减小，则 R 两端电压变大，选项 A 错误；
B ．闭合开关 S ，则次级电阻减小，次级电流变大，R 两端电压变大，则 R1 两端电压变小，选项 B 正确；
C．变压器不改变交流电的频率，则当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，副线圈电流的频率不变，选项 C 错误；
D．当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时，次级匝数减小，则次级电压减小，次级消耗的功率减小，则原线圈的输入功率变小，选项 D 错误。
故选 B。
6 ．C
A ．由题图可知，当体积相同时，有
p2 > p1
根据理想气体状态方程
p1 p2
=
(
1
2
)T T
可得
(
2 1
)T > T
答案第 2 页，共 10 页
故 A 错误；
BC．A 到 B 的过程中，气体的体积增大，对外做功而内能不变，由热力学第一定律
ΔU = W +Q
可得，气体一定从外界吸收热量，故 C 正确，B 错误；
D．A 到 B 的过程中，气体温度不变，则分子运动的激烈程度不变，而气体的体积增大，分子数密度减小，气体分子单位时间内对器壁单位面积上的碰撞次数减少，压强减小，所以气体分子对器壁单位面积上的作用力也减小，故 D 错误。
故选 C。
7 ．D
A ．依题意，轿厢悬停或者竖直向上做匀速运动时，均需要竖直向上的安培力，由左手定则可知，磁场相对轿厢的运动方向均为竖直向上，即速度v1 和v2 的方向都是竖直向上。 A 错误；
C ．轿厢悬停时，导线框中的电流大小为
又
联立，解得
C 错误；
B ．轿厢从悬停到匀速上升的过程中轿厢相对地面的速度为 v，由牛顿第二定律
故轿厢做加速度逐渐减小的加速运动，平均速度不等于 u ，B 错误； 2
D ．当磁场平动速度为v2 时，线框向上运动，当其加速度为零时，达到最大速度，有
F安 = mg
电梯向上匀速运动时，外界每秒钟提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热与重力势能增加量之和，即
E总 = F安v1 + mgu = mg (v1 + u )
答案第 3 页，共 10 页
D 正确。
故选 D。
8 ．BD
AB ．电流方向为沿 x 轴正方向，则自由电子沿 x 轴负方向移动，根据左手定则可判断自由电子在移动过程中受到沿 z 轴正方向的洛伦兹力，则电子向 M 极偏转，M 极聚集负电荷，则 M 为负、N 为正，A 错误，B 正确；
CD ．当 M、N 两极间的电场使电子运动时受力平衡的时候，电子不在偏转，则
解得自由电子运动速度大小为
根据电流的定义式有
I = nabve
联立以上公式有
C 错误，D 正确。
故选 BD。
9 ．BD
AB ．由图可知，0 ~ 2s 内，线圈中磁通量的变化率相同，所以0 ~ 2s 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向； 同理可知，2 ~ 3s磁通量不变，感应电流为零，3 ~ 5s 内电路中的电流为逆时针，即为负方向，根据
两段时间内电流强度大小相等，故 A 错误，B 正确；
CD ．两段时间内电流强度大小相等，由
F＝BIL
可知，F 与 B 成正比，根据左手定则可知，0 ~ 1s 与3 ~ 4s 内安培力方向向右，为正，1 ~ 2s与4 ~ 5s 内安培力方向向左，为负，故 C 错误，D 正确。
故选 BD。
10 ．BD
答案第 4 页，共 10 页
A ．图乙状态的气体压强
p乙 = p0 - rgh水银 = (76 - 20)cmHg = 56cmHg图丙状态的气体压强
p丙 = p0 - rgh水银 cos 53o = (76 - 20× 0.6)cmHg = 64cmHg > p乙故图乙状态的气体压强小于图丙，故 A 错误；
B ．若玻璃管从图乙状态自由下落，水银处于完全失重状态，气体的压强增大到大气压强76cmHg，根据玻意耳定律
pV = C可知气柱体积将减小，长度将减小，故 B 正确；
C ．图乙，根据玻意耳定律
p0 Sh气体 = p乙Sh乙解得
h乙 ≈ 43.4cm故 C 错误；
D ．图丙，根据玻意耳定律得
p0 Sh气体 = p丙Sh丙解得
h丙 = 38cm故 D 正确。
故选 BD。
11 ．(1) 有效 4.8V (2)C
(3)D
（1）[ 1] 由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的有效值；
[2]某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，量程为10V ，则此时电表读数为
4+4 × 0.2=4.8V
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知
答案第 5 页，共 10 页
U n
(
U
n
)可知，匝数少的电流大，则导线应该粗；根据表格数据知 b 略大于 b ，考虑到实验中所用
a a
变压器并非理想变压器，即存在能量损失，使得原副线圈电压之比略大于匝数比，所以原线圈匝数为nb ，线圈的匝数多，用较细导线绕制，副线圈匝数为na ，匝数少，用较粗导线绕制。
故选 C。
（3）变压器工作时，在铁芯中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯中不产生较大的涡流。画出铁芯横档如图
根据磁场分布规律知，铁芯中的磁感线均平行于由面aehd ，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面abcd 平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直面abcd ，即平行于面 aehd 。
故选 D。
12 ．(1)D
(2)95.9
(3)1.63
(4)等于
（1）A ．将石块拉开一个小角度（约 5°)并由静止释放，经平衡位置开始计时，故 A 错误；
B ．释放石块时，摆线相对平衡位置偏角越大，摆动周期与振幅无关，且偏角越大，单摆的运动就不是简谐振动，故 B 错误；
CD ．应该用秒表测量完成 50 次全振动的总时间 t，由
求出周期，故 C 错误，D 正确。
故选 D。
答案第 6 页，共 10 页
（2）根据秒表的读数规律，该读数为
1.5 60s + 5.9s = 95.9s
（3）设结点 A 到石块重心的间距为 d，由单摆的周期公式则有
解得
T
则有图丙的斜率
解得
g月 = 1.63m/s2
（4）结合上述可知，根据图像的斜率求解重力加速度与结点 A 到石块重心的间距无关，即把细线的长度作为摆长，并由图丙求出的 g 值等于当地的真实值。
（1）根据
波传到 N 点的时间
解得
tN = 1s
（2）对 O 点的振动分析
得
T = 0.8s
答案第 7 页，共 10 页
得
则
根据
求得
14 ．（1）M 接电源正极，理由见解析（ （3）若 恰好为整数，则需设置
(
.
)块有界磁场，若 I总 不是整数，则需设置（ mv0R 的整数部分+1）块有界磁场
I0 B2l3
试题分析： 结合列车的运动方向，应用左手定则判断电流方向，从而判断哪一个接电源正极；对导体棒受力分析，根据闭合回路欧姆定律以及牛顿第二定律求解加速度；根据动量定理分析列车进入和穿出磁场时动量变化，据此分析；
（1）M 接电源正极，列车要向右运动，安培力方向应向右，根据左手定则，接通电源后，金属棒中电流方向由 a 到 b，由 c 到 d，故 M 接电源正极．
（2）由题意，启动时 ab 、cd 并联，设回路总电阻为R总 ，由电阻的串并联知识得 R总 ①;
设回路总电流为 I，根据闭合电路欧姆定律有I 设两根金属棒所受安培力之和为 F，有 F=BIl③
根据牛顿第二定律有 F=ma④,联立①②③④式得a = ⑤
（3）设列车减速时，cd 进入磁场后经 Δt时间 ab 恰好进入磁场，此过程中穿过两金属棒与导轨所围回路的磁通量的变化为 ΔΦ ,平均感应电动势为E1 ，由法拉第电磁感应定律有
E，其中 ΔΦ = Bl2 ⑦;
设回路中平均电流为I ' ，由闭合电路欧姆定律有 I 设 cd 受到的平均安培力为F' ，有 F ' = I 'lB ⑨
以向右为正方向，设 Δt时间内 cd 受安培力冲量为I冲 ，有 I冲 = -F ' Δt ⑩
答案第 8 页，共 10 页
同理可知，回路出磁场时 ab 受安培力冲量仍为上述值，设回路进出一块有界磁场区域安培力冲量为I0 ，有 I0 = 2I冲 ①
设列车停下来受到的总冲量为I总 ，由动量定理有 I总 = 0 - mv0 ⑩联立⑥⑦⑧⑨⑩①⑩式得
讨论：若 I总 恰好为整数，则需设置 mv0R 块有界磁场，若 I总 不是整数，则需设置（ mv0R
I0 B2l3 I0 B2l3
的整数部分+1）块有界磁场．④.
【点睛】如图所示， 在电磁感应中，电量 q 与安培力的冲量之间的关系，如图所示，以电量为桥梁，直接把图中左右两边的物理量联系起来，如把导体棒的位移 和速度联系起来，但由于这类问题导体棒的运动一般都不是匀变速直线运动，无法直接使用匀变速直线运动的运动学公式进行求解，所以这种方法就显得十分巧妙，这种题型难度最大．
（1）由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
由电流定义式
q = Σ IΔt联立可得
（2）在0 ~ π 时
3w
答案第 9 页，共 10 页
在 时
（3）从能量角度
解得
（4）由能量传递
k . . 2mw2l2 - (w - Δw)2 l2 = IR
化简可得
即
解得
答案第 10 页，共 10 页

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