资源简介

2025-2026学年四川省成都市金堂中学校高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.磁通量的国际单位是( )
A. 特斯拉 B. 法拉 C. 韦伯 D. 亨利
2.第六代移动通信技术使用的电磁波，部分处于太赫兹波段。某通信电磁波频率，。该电磁波的波长约为( )
A. B. C. D.
3.如图，三根相同的长直导线、、平行且水平固定放置，三根导线中的电流均为，彼此间距相等。此时受到的安培力大小为，则受到的安培力大小为( )
A.
B.
C.
D.
4.如图，将铝管竖直放在水平桌面上，将一块磁铁从其上端由静止释放穿过铝管，在磁铁下落过程中，磁铁不与铝管相碰，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 在磁铁下落过程中，磁铁做自由落体运动
B. 在磁铁下落过程中，铝管对桌面的压力大于铝管的重力
C. 在磁铁下落过程中，磁铁和铝管构成的系统机械能守恒
D. 若更换质量相同、磁性更强的磁铁，磁铁下落时间将变短
5.如图，在气泡室中观察到从点发出两个电子和一个正电子，正电子与电子质量相同，电性相反。已知气泡室处于垂直于纸面的匀强磁场中，不计粒子间相互作用。下列说法正确的是( )
A. 磁场方向垂直于纸面向里
B. 轨迹对应的粒子为正电子
C. 轨迹对应的粒子的速度越来越小
D. 洛伦兹力对轨迹对应的粒子做正功
6.如图甲为金属工件入库分拣、自动计数管控简化图，在检测工位下方预埋振荡检测电路。当金属工件靠近线圈上方时，线圈的自感系数增大，引发振荡检测电路频率变小，从而完成计数与分拣识别。规定电流沿顺时针流动为正方向，该振荡检测电路的电流随时间变化规律如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 时刻，线圈的磁场能为零
B. 过程，电容器在充电
C. 过程，电容器的左极板带正电
D. 由图乙可判断金属工件正靠近振荡检测电路
7.如图，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在与杆垂直、水平向里的匀强磁场中。现使滑环获得水平向右的某一初速度，已知滑环的质量为，电荷量为，与绝缘杆间的动摩擦因数为。不计空气阻力，重力加速度大小为，图像中。下列关于滑环运动的图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图，关于两种仪器，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关
B. 甲图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压无关
C. 乙图中，带正电的粒子可以从向沿直线匀速通过速度选择器
D. 乙图中，带负电的粒子可以从向沿直线匀速通过速度选择器
9.如图为某同学设计的某电路，该电路由一个光敏电阻和一个原、副线圈匝数比为：：的理想变压器组成。已知该光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，交流电源的电压恒为，灯泡的电阻恒为。下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈的电流之比为：
B. 当光敏电阻阻值时，流过灯泡的电流为
C. 某光照强度下光敏电阻阻值，随着光照增强，灯泡消耗的功率将增大
D. 某光照强度下光敏电阻阻值，随着光照增强，光敏电阻消耗的功率将减小
10.如图，在竖直平面内的水平虚线下方存在范围足够大、方向垂直于纸面向外的非匀强磁场，同一高度处磁感应强度大小相等，竖直方向上各点磁感应强度大小与该点到虚线的竖直距离的关系满足。将一竖直放置、边长为的单匝正方形刚性无形变金属线圈从图示位置由静止释放，下落过程线圈平面始终垂直于磁场，边始终水平线圈质量为、电阻为，不计空气阻力，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 下落过程中，线圈具有扩张的趋势
B. 下落过程中，线圈中会产生顺时针方向的感应电流
C. 下落过程中，线圈中的最大电流即无限趋近的电流值为
D. 线圈下落高度近似已达最大电流的过程中，线圈中产生的焦耳热为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.如图甲是“研究电磁感应现象”的实验装置。
连接好电路，在瞬时闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转，接着将滑动变阻器的滑片向右迅速移动一段距离的过程中，灵敏电流计的指针将向 偏转填“左”或“右”。
为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图乙所示，即电流从电流表的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏转。现将它与一线圈串联进行电磁感应实验，根据电流表指针的偏转方向，可判断图丙中条形磁铁的运动方向是向 填“上”或“下”。
通过以上实验得出，产生感应电流的条件是闭合回路 。
12.某物理兴趣小组用如图甲所示电路测一未知电源的电动势和内阻，除待测电源、开关、导线外，还有如下器材：
A.电流表量程，内阻约
B.电流表量程，内阻约
C.电压表量程，内阻约
D.电压表量程，内阻约
E.滑动变阻器
F.滑动变阻器
G.定值电阻
实验所用到的电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 均填器材前字母代号。
某次实验时电压表的指针位置如图乙所示，则此时电压表的示数为 。
改变滑动变阻器滑片的位置，记录多组电压表和电流表的示数，以电流表示数为横轴、电压表示数为纵轴，得到如图丙所示的图像。
该电源的电动势的测量值为 ，内阻的测量值为 。均保留到小数点后两位
考虑到电压表、电流表均不是理想电表，所以内阻的测量值比真实值 填“偏大”或“偏小”。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图，某同学使用一小型交流发电机给一个额定电压为、额定功率为的小灯泡供电，匝数为、面积为的线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线圈的电阻为，以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动。线圈通过滑环与小灯泡相接，小灯泡正常发光，电表均为理想交流电表，从线圈转至中性面位置开始计时。
求线圈绕轴匀速转动的角速度；
写出感应电动势随时间变化的关系式；
求线圈旋转一周电路中产生的总电能。
14.如图，在两块长为的平行金属板、间存在匀强电场，在以为边界的下方区域存在一方向垂直于纸面向外的匀强磁场，两金属板的间距也为。一质量为、电荷量为的带正电粒子从连线中点以大小为的水平初速度飞入电场中，恰好从板右侧边缘飞出电场，粒子飞出电场后立刻飞入匀强磁场中，经磁场偏转后又恰好从板左侧边缘飞入电场，不计粒子重力及一切阻力，忽略电场及磁场的边缘效应。求：
金属板、间的电压；
匀强磁场的磁感应强度的大小；
粒子从连线中点飞入电场至从板左侧边缘飞入电场的运动时间。
15.如图，质量为、电阻为、长度为的均匀金属棒垂直架在水平面甲内间距为的两光滑平行导轨上。下方的导轨和由粗糙倾斜导轨与处于水平面乙内的光滑平行导轨平滑连接而成，倾斜导轨与水平面的夹角为，导轨间距均为。质量为、电阻为、长度为的均匀金属棒垂直架在水平导轨上，所有导轨的电阻均不计。电源电动势为、内阻为。所有水平导轨部分均存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。闭合开关，金属棒立即开始向右加速运动，经过一段时间后获得水平向右的速度未知，记为做平抛运动，并在高度降低时恰好无碰撞从倾斜导轨上端处进入倾斜导轨，接着沿倾斜导轨下滑，金属棒运动至倾斜导轨底端时无能量损失，金属棒、与导轨保持良好接触且未发生碰撞。已知金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为，倾斜导轨的长度为，重力加速度大小取，，。求：
通过电源某截面的电荷量；
金属棒运动至倾斜导轨底端时的速度大小；
全过程金属棒上产生的焦耳热。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、特斯拉是磁感应强度的国际单位，不是磁通量的单位，故A错误；
B、法拉是电容的国际单位，不是磁通量的单位，故B错误；
C、磁通量的国际单位是韦伯，符号为，，故C正确；
D、享利是电感的国际单位，不是磁通量的单位，故D错误。
故选：。
结合各选项对应的物理量单位，明确磁通量的国际单位为韦伯，直接判断。
本题考查电磁学基本物理量的单位记忆，属于基础题，有助于学生区分磁通量、磁感应强度、电容、电感的单位，巩固概念认知。
2.【答案】
【解析】解：将频率
转换为国际单位：
由
得，代入数据：，故A正确，BCD错误。
故选：。
利用电磁波波速公式，代入光速和题目给定的频率，直接计算出波长。
本题以通信为背景，考查电磁波波速、波长与频率的关系，检验学生对基础公式的掌握与应用能力。
3.【答案】
【解析】解：如图，、、三根相同导线，间距相等、电流强度相同
彼此间的安培力大小相等，受到的安培力大小为，受到、的安培力的夹角为，故
受到、的安培力的夹角为，故，故D正确，ABC错误。
故选：。
先根据平行通电直导线的安培力规律，结合的受力求出单根导线对的作用力大小，再分析受到、的安培力，利用平行四边形定则矢量合成，求出合力大小。
本题考查平行通电直导线间的安培力及矢量合成，需结合电流方向判断安培力的方向与大小，通过分析三根导线的位置关系，利用力的叠加求解，能有效考查学生对安培力规律的理解与矢量运算能力。
4.【答案】
【解析】解：、磁铁下落过程中，铝管中磁通量发生变化，产生感应电流，根据楞次定律，感应电流产生磁场对磁铁作用力向上，磁铁不是做自由落体运动，机械能减小，故AC错误；
B、感应电流产生磁场对磁铁作用力向上，对铝管的作用力的方向向下，铝管受到重力、桌面的支持力和向下的安培力处于平衡状态，则铝管对桌面的压力大于铝管的重力，故B正确；
D、若更换质量相同、磁性更强的磁铁，磁铁下降相同速度穿过铝管的磁通量变化更快，所以产生的感应电流更大，则磁铁受到的安培力更大，磁铁下落时间将变长，故D错误。
故选：。
当磁铁穿过铝管时，由于磁铁的运动，会在铝管中产生感应电流，进而产生磁场，这个磁场会与磁铁的磁场相互作用，产生一个阻碍磁铁运动的力，即楞次定律的体现。同时，由于铝管是导体，感应电流的产生会消耗磁铁的机械能，转化为热能，因此磁铁的机械能会减少。此外，磁铁在铝管中运动时，铝管对地面的压力会受到磁铁运动的影响。
本题的关键在于理解电磁感应现象和能量守恒定律。磁铁在穿过铝管的过程中，会受到一个向上的力，这个力会减缓磁铁的下落速度，同时会有一部分机械能转化为热能。因此，磁铁和铝管系统的机械能不守恒。
5.【答案】
【解析】解：、带电粒子在磁场中受洛伦兹力做圆周运动，轨迹和偏转方向相同，则初始所受洛伦兹力方向相同，均带负电，则轨迹为正电子运动轨迹，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外，故AB错误；
C、洛伦兹力提供向心力，代入数据可得，由图可知轨迹半径逐渐变小，所以速度逐渐变小，故C正确；
D、洛伦兹力不做功，故D错误。
故选：。
、两个带负电的电子偏转方向一致，另一个电子带正电，偏转方向不同，根据轨迹分析带电情况，然后根据左手定则判断磁场方向；
C、带电粒子在磁场做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据轨迹半径分析速度变化；
D、洛伦兹力不做功。
考查了带电粒子在磁场中运动的分析方法，熟练掌握左手定则的应用和常用的表达式。
6.【答案】
【解析】解：、时刻电流最大，此时线圈的磁场能最大，故A错误；
、过程，电容器顺时针充电，电容器的左极板带负电，故B正确，C错误；
D、由图乙可知，振荡检测电路的周期变小，频率变大，可知线圈的自感系数变小，可判断金属工件正远离振荡检测电路，故D错误。
故选：。
根据振荡电路的电流时间图像，结合电流、磁场能、充放电过程的关系及频率公式，逐一分析各选项的正误。
本题以工业检测为背景，考查电磁振荡的动态变化规律与频率影响因素，检验学生对振荡过程中物理量变化的理解与应用能力。
7.【答案】
【解析】解：、滑环带正电向右运动，磁场向里，根据左手定则，洛伦兹力，方向竖直向上，定义临界速度为：，此时，杆对滑环的支持力为，根据初速度与 的关系，当初速度 ，则洛伦兹力，杆对滑环的支持力的大小为：，方向竖直向下，则摩擦力的大小为：，方向水平向左，滑环做减速运动，随着减小，减小，减小，摩擦力减小，加速度减小，图像是斜率绝对值逐渐减小的曲线，直到时，，摩擦力为，滑环将匀速运动，故AB错误；
、当初速度 时，则有：洛伦兹力，杆对滑环的支持力为：，方向竖直向上，则摩擦力的大小为：，方向水平向左，滑环做减速运动，随着减小，减小，增大，摩擦力增大，加速度 增大，图像是斜率绝对值逐渐增大的曲线，直到滑环速度减为，故C错误，D正确。
故选：。
对滑环受力分析，结合洛伦兹力的定义及牛顿第二定律方向滑环的运动情况，结合图像即可判断。
本题是对洛伦兹力及牛顿第二定律及图像的考查，解题的关键是要正确分析滑环的受力情况，知道洛伦兹力的表达式，对照图像的特点即可解答。
8.【答案】
【解析】解：设回旋加速器中的磁感应强度大小为，半径为，粒子的电荷量为，质量为，则带电粒子在回旋加速器中，根据洛伦兹力提供向心力有
可知带电粒子的最大动能为
所以带电粒子的最大动能与加速电压无关，故A错误，B正确；
由电场力与洛伦兹力的方向关系，无论正、负粒子都只能从向沿直线运动，才有可能匀速通过速度选择器，故C错误，D正确。
故选：。
本题综合考查了回旋加速器和速度选择器的工作原理：回旋加速器的核心是磁场提供向心力、电场提供加速，最大动能由磁场和形盒半径决定；速度选择器的核心是电场力与洛伦兹力平衡，条件为，与粒子电性无关，但运动方向会影响力的方向。
本题覆盖了洛伦兹力圆周运动、电场力与洛伦兹力的平衡两个核心考点，是磁场应用部分的典型综合题。
9.【答案】
【解析】解：由理想变压器可知：：：，故A正确；
B.由、、，、，联立解得、、，当时，，故B错误；
由、，可知随着光照增强，光敏电阻的阻值减小，灯泡消耗的功率将增大，光敏电阻消耗的功率将先增大后减小，故C正确，D错误。
故选：。
根据理想变压器的特点分析判断；根据串联电路电压关系、变压器的变压比和功率公式列式求解判断；根据推导出的电功率的表达式结合光敏电阻的阻值变化情况进行分析解答。
考查变压器的动态分析，理解理想变压器的特点，涉及知识点较多，需平时注意相关知识的积累，属于中等难度考题。
10.【答案】
【解析】解：、当线圈受到的安培力等于重力时，线圈的竖直方向速度达到最大，即此时线圈中的电流最大，设此时线圈下落高度为，则边所处位置的磁感应强度为边所处位置的磁感应强度为
解得线圈中的最大电流为，故A错误，B正确；
、设线圈中电流最大时线圈的速度为，则线圈下落高度时，边切割产生的感应电动势为
边切割产生的感应电动势为
线圈的感应电动势为，根据闭合电路欧姆定律有
解得线圈下落高度时，线圈的竖直速度为
根据能量守恒有
解得线圈下落高度已经是最大电流的过程中线圈中产生的焦耳热为，故C正确，D错误。
故选：。
先根据磁场分布规律分析线圈下落时的磁通量变化，用楞次定律判断感应电流方向与线圈形变趋势；再计算上下边的安培力合力，结合受力平衡推导稳定时的最大电流；最后利用能量守恒分析下落过程的焦耳热，逐一判断选项。
本题以非均匀磁场中线圈下落为情境，综合考查楞次定律、安培力、电磁感应的动力学分析与能量守恒，综合性较强，能有效考查学生的受力分析和综合应用能力。
11.【答案】左
下
磁通量变化

【解析】解：连接好电路，在瞬时闭合开关时，电路中的电流增大，穿过线圈的磁通量增大，发现灵敏电流计的指针向右偏转；将滑动变阻器的滑片向右迅速移动一段距离的过程中，电路中电流减小，穿过线圈的磁通量减小，因此灵敏电流计的指针将向左偏转；
电流从电流表的左接线柱进入时，指针也从中央向左偏转；现将它与一线圈串联进行电磁感应实验，电流表指针向左偏转，说明电路中的电流沿顺时针方向，根据安培定则可知螺线管上端为极，下端为极，根据楞次定律，结合“来拒去留”可判断图丙中条形磁铁的运动方向是向下；
通过以上实验得出，产生感应电流的条件是闭合回路磁通量变化。
故答案为：左；下；磁通量变化。
根据电流方向确定电流计指针的偏转方向，结合穿过线圈磁通量的增加、减小进行判断；
根据电流计指针的偏转方向确定电路中电流方向，根据左手定则和楞次定律进行判断；
根据实验原理，结合实验现象得出实验结论。
本题主要考查了研究电磁感应现象的实验，要明确实验原理，掌握左手定则和楞次定律的运用；明确电流方向与电流计指针偏转方向的关系是解题的关键。
12.【答案】
偏小

【解析】根据图丙信息可知，电流不超过，电压不超过，因此电流表选择，电压表选择；
根据欧姆定律，滑动变阻器的最小电阻
为了保证电路安全和方便调节，滑动变阻器选择；
电压表的量程为，分度值为，则此时电压表的示数为；
根据闭合电路欧姆定律
图像的纵截距表示电动势，电动势
图像的斜率绝对值
结合函数斜率的绝对值
内阻
实验误差来源于电压表分流作用，根据闭合电路欧姆定律
变形得
内阻的测量值比真实值偏小。
故答案为：；；；；；；偏小。
根据图丙信息选择电压表和电流表；根据欧姆定律求解滑动变阻器的最小电阻，从保证电路安全和方便调节的角度分析作答；
电压表的量程为，分度值为，根据电压表的读数规则读数；
根据闭合电路欧姆定律求解函数，结合图像斜率绝对值和纵截距的含义作答；
实验误差来源于电压表分流作用，根据闭合电路欧姆定律分析作答。
本题主要考查了测量普通电源的电动势和内阻的实验，要明确实验原理，掌握闭合电路欧姆定律的运用。
13.【答案】线圈绕轴匀速转动的角速度为 感应电动势随时间变化的关系式为 线圈旋转一周电路中产生的总电能为
【解析】解：小灯泡正常发光，则小灯泡的电压，小灯泡的电流为，由闭合回路欧姆定律有，线圈中感应电动势的最大值为，感应电动势的有效值为，解得；
从线圈转至中性面位置开始计时，则，代入数据得；
线圈旋转一周的时间为，故产生的总电能为，解得。
答：线圈绕轴匀速转动的角速度为；
感应电动势随时间变化的关系式为；
线圈旋转一周电路中产生的总电能为。
根据功率公式、闭合电路的欧姆定律和正弦交流电有效值和最大值的关系式、最大值表达式列式求解；
根据正弦交流电瞬时值表达式列式求解；
根据电能的表达式列式求解。
考查正弦交流电的相关问题，涉及知识点较多，需平时注意相关知识的积累，属于中等难度考题。
14.【答案】金属板、间的电压为 匀强磁场的磁感应强度的大小为 粒子从连线中点飞入电场至从板左侧边缘飞入电场的运动时间为
【解析】解：粒子在电场中偏转，水平方向：，解得：，竖直方向：，，解得：，粒子恰好从板右侧边缘飞出电场，则：，代入数据解得：；
粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图：
由几何关系有：，粒子飞入磁场时的速度大小：，由，解得：；
粒子在磁场中运动的轨迹长度为：，在磁场中运动的时间为：，故运动时间为：。
答：金属板、间的电压为；
匀强磁场的磁感应强度的大小为；
粒子从连线中点飞入电场至从板左侧边缘飞入电场的运动时间为。
粒子在电场中做类平抛运动，分解为水平和竖直方向，根据水平位移求时间，竖直位移求加速度进而求电压；
先求粒子出电场时的速度大小和方向，再根据圆周运动的几何关系求半径，从而求磁感应强度；
总时间包括电场中两次运动时间和磁场中运动时间。
本题综合考查类平抛和圆周运动，关键是正确分解速度和应用几何关系找圆心角。
15.【答案】通过电源某截面的电荷量为 金属棒运动至倾斜导轨底端时的速度大小为 全过程金属棒上产生的焦耳热为
【解析】解：金属棒以初速度做平抛运动，其在竖直方向为自由落体运动，由运动学公式，代入数据可得其落至倾斜导轨上端时的竖直分速度大小。
由于金属棒恰好能无碰撞地滑入倾斜导轨，此时其速度方向与导轨平行，根据速度的分解关系有，由此解得平抛的初速度大小。
金属棒在水平面甲内被加速时，安培力提供了冲量，根据动量定理可得，代入数据后解得通过电源某截面的电荷量。
金属棒进入倾斜导轨时的初速度大小为，解得：。
金属棒沿倾斜导轨下滑过程中，根据牛顿第二定律有，代入相关数据解得加速度大小。
再根据运动学公式，代入数据可解得金属棒运动至底端时的速度大小。
金属棒在水平面甲内运动时，依据能量守恒定律有，代入数据解得整个回路产生的焦耳热。
根据串联电路的热量分配关系，金属棒上产生的焦耳热为，解得：。
金属棒进入水平面乙后，与金属棒在安培力作用下发生相互作用，最终达到共同速度。
以两棒为系统，规定初速度方向为正方向，根据动量守恒定律有，解得共同速度大小。
再根据能量守恒定律有，解得此过程中两棒构成的闭合回路产生的总焦耳热。
金属棒上在此过程中产生的焦耳热为，解得：。全过程金属棒上产生的总焦耳热，代入数据解得。
答：通过电源某截面的电荷量为。
金属棒运动至倾斜导轨底端时的速度大小为。
全过程金属棒上产生的焦耳热为。
金属棒做平抛运动，竖直分运动为自由落体，由高度求出竖直分速度。无碰撞进入倾斜导轨意味着速度方向与导轨平行，利用速度分解关系可求出平抛初速度。在水平导轨加速过程中，安培力对时间的累积效应产生冲量，根据动量定理，通过棒横截面的电荷量与安培力冲量相关，由此可建立电荷量与的关系。
金属棒进入倾斜导轨的初速度是平抛末速度沿导轨方向的分量。棒沿粗糙斜面下滑，分析其受力，重力沿斜面的分力与滑动摩擦力的合力提供加速度，应用牛顿第二定律求出下滑加速度。已知斜面长度和初速度，利用匀变速直线运动规律可求出棒滑至底端的速度。
全过程分为两个产热阶段。第一阶段是在甲水平导轨加速，电源提供的电能转化为棒的动能和回路焦耳热，根据能量守恒可求回路总焦耳热，再按电阻比例分配求上的焦耳热。第二阶段是进入乙水平导轨后与发生电磁感应相互作用直至共速，此过程系统动量守恒，可求出共同速度。系统减少的动能转化为回路焦耳热，据此求回路总焦耳热，再按两棒电阻分配求上的焦耳热。总焦耳热为两阶段之和。
本题是一道综合性较强的电磁感应与力学综合题，其考查范围覆盖了平抛运动、动量定理、能量守恒、电磁感应中的电荷量计算、动量守恒以及电路中的热量分配等多个核心知识点。题目设计巧妙，将多个物理过程有机串联，计算量较大，难度中等偏上。本题着重考查学生对复杂物理过程的建模分析能力与逻辑推理能力，需要学生准确划分运动阶段并灵活选用相应物理规律。其中，利用平抛运动末速度方向确定初速度，以及运用动量定理求解电荷量，是连接电磁感应与运动学的关键环节。后续在倾斜导轨上的匀加速下滑及在水平面乙中双棒相互作用达到共速的过程，则进一步考查了学生对牛顿运动定律、动量守恒定律及能量守恒定律的综合应用能力。
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