四川省成都市第七中学2023-2024学年高二下学期3月阶段性测试物理试题（PDF版含答案）

2023—2024 学年度下期高 2025 届 3 月阶段性测试
物理试卷
考试时间：90 分钟，满分：100 分
一、单选题（本大题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分，每小题只有一个选项符合题意）
1.关于感应电动势的产生，下列哪项描述正确的是（ ）
A. 感应电动势的产生需要闭合回路。
B. 只要导体在磁场中移动，就会产生感应电动势。
C. 感应电动势的产生与导体是否形成闭合回路无关。
D. 感应电动势只能在交流电的环境下产生。
2.“南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是
海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能
单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是
（ ）
A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大。
B．线圈转动到如图所示位置时a 端电势低于b 端电势。
C．线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻。
D．线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上。
3.汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的高压才能产生火花。一同学用 12V 直流电源、
变压器、开关及导线若干设计点火电路，以下原理图可行的是（ ）
A． B． C． D．
4.如甲图所示为强磁铁通过线圈，同学们为了研究每匝线圈产生的感应电流提点，利用如图
乙所示装置，单匝线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器(可看作理想电流表)相连。
将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈，并不与玻璃管摩擦。实
1
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A. B. C. D.
8.如图所示，在竖直平面内有一半圆形区域，O 为圆心，AOD 为半圆的水平直径，区域内
有磁感应强度大小为 B、方向垂直于竖直平面向里的匀强磁场。在 A、D 两点各固定一颗水
平的光滑钉子，一个由细软导线制成的闭合导线框 ACDE 挂在两颗钉子上，在导线框的 E
处有一个动滑轮，动滑轮下面挂重物，使导线处于绷紧状态。设导线框的电阻为 r，圆的半
径为 R，从 t=0 时刻开始，将导线上的 C 点绕圆心 O 以恒定角速度 ω从 A 点沿圆弧移动到
D 点，此过程中不考虑导线中产生的磁场。在 C 从 A 点移动到 D 点的过程中，下列说法正
确的是（ ）
A．导线框中的感应电流先沿顺时针方向，后沿逆时针方向
2 2 4
B．导线框中产生的电热为
4
BR2
C．通过导线框横截面的电荷量为
r
D．导线框中感应电动势随时间 t 的变化关系为e BR2 cos t
二、多项选择题（本题包括 5 小题，每小题 4 分，共 20 分，每小题给出的四个选项中，
有多 个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分．）
9.电磁技术在生活中的应用非常广
泛：图甲是霍尔元件，当通以如图所
示的电流 和磁场 时，即可在 、
两极处产生电压，电压的大小可以用
来检测磁场的变化；图乙是冶炼合金
钢的真空冶炼炉的示意图。则下列说
法正确的是（ ）
A. 图甲中，若霍尔元件的载流子为负离子，则 点的电势高于 点
B. 图甲中，若霍尔元件的载流子为正离子，则 点的电势高于 点
3
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C. 图乙中，当真空冶炼炉的线圈中通高频交流电时，线圈电阻产生焦耳热，从而炼化金属
D. 图乙中，当真空冶炼炉线圈中通高频交流电时，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属
10.如图甲是法拉第发明的铜盘发电机，也是人类历史上第一台发电机。利用这个发电机给
平行金属板电容器供电，如图乙。已知铜盘的半径为 ，加在盘下侧的匀强磁场磁感应强度
为 1，盘匀速转动的角速度为 ，每块平行板长度
为 ，板间距离也为 ，板间加垂直纸面向内、磁感
应强度为 2的匀强磁场，重力加速度为 。下列选项
正确的是( )
A. 若铜盘按照图示方向转动，那么平行板电容器 板电势高
1
B. 铜盘产生的感应电动势为 感= 2
2 2
C. 若一电子(不计重力)从电容器两板中间水平向右射入，恰能匀速直线运动从右侧水平射
2
出，则电子射入时速度为 = 1
2
D. 若有一带电量为 的小球从电容器两板中间水平向右射入，在复合场中做匀速圆周运动，
2
则小球的质量为 = 1
2
11.如图甲所示为工业或医学上用到的电子感应加速器的核心部分侧视图；图乙为真空室俯
视图，当图甲中线圈通以变化的电流时，将在真空室所在空间产生变化的磁场，变化的磁场
将产生涡旋电场，涡旋电场的方向与感应电流方向的判断方法完全相同。如图丙所示为正在
运动的电子，圆心为O、半径为 R 的光滑绝缘圆管道水平固定放置， PM 为圆的一条直径，
在 P 点（电子枪口）静止释放一带电量为-e 电子、质量为m 的小球a ，t 0时刻开始，在垂
直于圆管道平面的域内加一随时
间均匀变化的磁场，磁感应强度
随时间的变化如图乙所示，小球
a 开始运动后在 t0 时刻恰好到达
M 点，恰好在 2t0 时刻回到 P 点，
t0 已知。下列选项正确的是( )
2πR
A. 0~t0时间内在管道内小球 a 的加速度大小为 = 2 t0
πmR
B.0~t0时间内在管道内产生的涡旋电场大小E感 = ； et20
2πm
C.磁感应强度的最大值B =
et0
4
{#{QQABTQCAogAIAJAAARhCUQXgCgAQkAEACIoGREAEsAAASAFABAA=}#}
8Rmπ2
D.小球 a 从开始运动到回到 P 点的过程中受到的最大洛伦兹力f洛 = 2 t0
12.水平放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为 d，放在垂直纸面向里的磁感应强度大小
为 B 的匀强磁场中，一质量为 m，电阻不计的导体棒 MN 垂直横跨在导轨上，与导轨接触
良好。导轨一端分别与电源、电容器和定值电阻通过
开关连接，电源的电动势为 E，内阻不计，电容器电容
为 C，定值电阻为 R。首先将开关 S2与 d 接通给电容
器充电，待电路稳定后将开关 S 与 b 点相接，再将开关 S2 与 c 点相接，当导体棒匀速直线
运动时，把开关 S 与 c 点断开，将开关 S 与 a 接通，导体棒运动一段距离后速度为零。
下列说法正确的是（ ）
EC
A．导体棒匀速时速度 v
Bd
B2d 2v
B．设导体棒匀速运动时速度为 v，当 S1与 a 刚接通瞬间导体棒的加速度 a
mR
mR
C．设导体棒匀速运动时速度为 v，自 S1与 a 接通至导体棒速度为零用时 t
B2d 2
D．设导体棒匀速运动时速度为 v，自 S1与 a 接通至导体棒速度为零，导体棒位移为
mvR
x
2 2 B d
13.如图所示，电阻不计、间距为 的光滑平行金属导轨水平放置于磁感强度为 、方向竖直
向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻 。质量为 、电阻为 的金属棒 置于导轨上，
受到垂直于金属棒的水平外力 的作用由静止开始运动，外力 与金属棒速度 的关系是 =
0 + ( 0、 是常量)，金属棒与导轨始终垂直且接
触良好。金属棒中感应电流为 ，受到的安培力大小
为 ，电阻 两端的电压为 ，感应电流的功率为 ，
它们随时间 变化图像可能正确的有( )
A. B. C. D.
三、实验探究题（本题共 2 小题，每空 2分，共 14 分．）
14.某学习小组利用如图所示的实验装置探究螺线管线圈中感应电流
的方向．
5
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(1)由于粗心该小组完成表格时漏掉了一部分(见表格)，发现后又重做了这部分：将磁铁 极
向下从螺线管上方竖直插入过程，发现电流计指针向右偏转(已知电流从右接线柱流入电流
计时，其指针向右偏转)，则①填 ，②填 ．
原方向 感方向(俯视) 感方向
极插入 向下 增大 逆时针 向上
极插入 向上 增大 ① ②
极抽出 向下 减小 顺时针 向下
极抽出 向上 减小 逆时针 向上
(2)由实验可得磁通量 变化、原磁场 原方向、感应电流的磁场 感方向三者之间的关
系： ．
15.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．
(1)将图中所缺导线补接完整 ．
(2)用此装置研究感应电流方向时：将原线圈 插入副线圈 后，
如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么
在电键闭合的状态下将滑动变阻器滑片迅速向左移动时，电流计指针 (填“向左偏”、
“向右偏”或“不偏”)
(3)在闭合电键时，将原线圈 向下插入 中，线圈 对线圈 的作用力为 (填引力或斥力
)，线圈 对线圈 做 功(填正或负)，实现了能量的转化。
四、计算题（本题共 4 小题，共 42 分．解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演
算步骤．只写出最后答案的，不能得分．有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）
16.（10分）如图所示，一金属导线单位长度的电阻为 ，折成等腰直角三角形线框，直角
边长为 ，在 = 0时刻线框从图示位置开始以速度 匀速进入按
= 0 规律变化的均匀磁场中，其中 为大于零的常数，当
线框的水平直角边有一半进入磁场时，求：
(1)线框产生的动生电动势？
(2)线框产生的感生电动势？
(3)线框内的电流？
6
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17.（10 分）如图所示，竖直放置的“ ”形光滑导轨宽为 ，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距
均为 ，磁感应强度为 。质量为 m的水平金属杆由静止释放，下落 h
进入磁场Ⅰ，且导体棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨
间的电阻为 ，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为 。
求：（1）导体棒刚进入磁场Ⅰ时，导体棒的加速度？
（2）导体棒穿过两个磁场产生的总热量？
18.（10 分）如图所示，单匝矩形线圈切割磁感线产生一交流电压e 30 2 sin100πt(V)，矩
形线圈的电阻 r 2 ，将其接在理想变压器原线圈上。标有“220V 44W ”的灯泡 L 正常
发光，交流散热风扇 M 正常工作，风扇的内阻为20 ，交流电流表 A（不考虑内阻）的示
n2
数为0.4A，导线电阻不计，不计灯泡电阻的变化，且 30。
n1
求：（1）线圈从图示位置计时开始，当 t=7.5×10-3s时线圈的磁通量变化率？
（2）求变压器原、副线圈的匝数比 n1：n2？
7
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19.（12 分）如图所示，等间距的两光滑金属导轨由足够长的水平直轨和倾斜直轨在 PQ处
平滑连接组成。 PQ与导轨垂直，导轨间距为 L，水平直轨在同一水平面内，处于磁感应强
度大小为 B 、方向竖直向上的匀强磁场中。水平直轨左侧有直流电源、电容为C 的电容器和
定值电阻 R ，长度为 L、质量为2m、电阻为2R的金属棒M 静置在水平直轨上，金属棒M 距
电阻 R 足够远，质量为m 的绝缘棒N被控制静置于倾斜直轨上，绝缘棒N距水平轨道高度
为 h，不计金属导轨电阻。开始时，开关S2 断开，将单刀双掷开关S1接“1”，使电容器完
全充电，然后S1接“2”，金属棒M 从静止开始加速运动至稳定速度后，当金属棒M 到 PQ的
距离为d 时，S1立即与“2”断开、同时闭合S2 ，金属棒M 运动至 PQ处时，恰好与从倾斜
直轨上由静止开始自由下滑的绝缘棒N在 PQ处发生弹性碰撞，碰撞时间极短可不计，随后
25
绝缘棒N能在倾斜直轨上到达的最大高度为 h。已知以后绝缘棒N与金属棒M 每次再发
9
生碰撞时金属棒M 均已停止运动，所有碰撞均为弹性碰撞，整个运动过程中，M、N 始终与
导轨垂直并接触良好，两棒粗细不计，重力加速度为 g 。求：
（1）发生第 1 次碰撞后瞬时，绝缘棒N与金属棒M 各自速度大小；
（2）直流电源电动势E ；
（3）发生第 1 次碰撞后到最终两棒都停止运动的全过程中，金属棒M 的位移大小。
8
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2023—2024 学年度下期高 2025 届 3月阶段性测试
物理试卷参考答案
1. C 2.D 3.A 4.B 5.C 6.D 7.B 8.D 9.BD 10.AD 11.AD 12.BD 13.ABD
14. (1)顺时针 、向下；(2) 增大， 原与 感反向； 减小， 原与 感同向（或“增反减
同”）。
15.(1) (2)向左偏 (3)斥力，负。
16.解：
(1)当线框的水平直角边有一半进入磁场时，磁感应强度为

= 0 2
则线框产生的动生电动势为

动 = 2
整理得
20
动 = 2 4
(2)当线框的水平直角边有一半进入磁场时，磁场中的面积为
1
S = 2
8
则线框产生的感生电动势为
B
E感 = | |s t
联立解得
1
E 2感 = k 8
(3)当线框的水平直角边有一半进入磁场时，线框的感应电动势为
= | 动 感|
线框中的感应电流为

=

1
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{#{QQABTQCAogAIAJAAARhCUQXgCgAQkAEACIoGREAEsAAASAFABAA=}#}
当 t=7.5×10-3s 时线圈的瞬时电动势在 t → o时可以表示为

e =
t
联立解得

= 30 ( / )
t
（2）当灯泡 L 正常发光时，灯泡和电风扇两端的电压为 220V,通过灯泡的电流为
PL
IL = = 0.2A U
通过风扇的电流为
I扇 = 0.2A
电风扇的输入功率为
P扇 = UI扇 = 44W
副线圈输出总功率为
P2 = P扇 + PL = 88w
矩形线圈切割磁感线产生的电压有效值为
U 30V
根据理想变压器原副线圈的匝数比和电压的关系得
30 2I1 n 1
220V n2
根据理想变压器副线圈输出功率等于原副线圈输入功率
（30-2I1）I1=P2
又
n2 30
n1
联立解得
n : n =1:10
1 2 或 2:55
3
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19 解：
（1）以水平向左为正方向，设绝缘棒N第 1 次到达 PQ处时速度大小为v1，与金属棒M 碰
撞后瞬时速度大小为v ；金属棒M 到达 PQN1 处时速度大小为v2，与绝缘棒N碰撞后瞬时速
度为vM1对绝缘棒N有
1
mgh mv21
2
解得
v1 2gh
25 1
mg h mv2N1
9 2
解得
5
vN1 2gh
3
方向水平向右。由于发生弹性碰撞，对绝缘棒N和金属棒M 系统有
mv1 2m v2 m vN1 2mvM1，
1
mv2
1 2 1 2 1
1 2m v2 m vN1 2mv
2
M1
2 2 2 2
联立解得
1
v2 2gh ； vM1 2gh 方向水平向左
3
（2）电容器完全充电，然后S1 接“2”，金属棒M 从静止开始加速运动至稳定速度大小为v0
根据动量定理得
BLit 2m v0
即
BLq 2mv0
又
q C E BLv0
整理得
BLC E BLv0 2mv0
之后，金属棒M 从到 PQ距离为d 处运动到 PQ处的过程中：根据动量定理得
4
{#{QQABTQCAogAIAJAAARhCUQXgCgAQkAEACIoGREAEsAAASAFABAA=}#}
B2L2vt
2m v 2m v 2 0
3R
即
B2L2d
2mv0 2mv 2
3R
联立解得
2m B
2L2d
E BL 2gh
CBL 6mR
（3）发生第 1 次碰撞后，金属棒M 向左位移大小为x1，根据动量定理得
B2L2x
1 0 2mv M1
3R
整理得
6mRv
x1
M1
B2L2
解得
2mR 2gh
x 1
B2L2
由题知，绝缘棒N第 2 次与金属棒M 碰撞前瞬时速度大小为vN1，方向水平向左，与金属棒
M 碰撞后瞬时速度为vN2；金属棒M 与绝缘棒N碰撞后瞬时速度为 vM 2，由于发生弹性碰撞，
对绝缘棒N和金属棒M 系统有
mvN1 mvN2 2mvM2，
1 1 1
mv2N1 mv
2
N2 2mv
2
M2
2 2 2
联立解得
v 5v
vN2
N1 M1
3 3
方向水平向右
2v
v N
1
M2 10 vM1
3 3
发生第 2 次碰撞后到金属棒M 停止运动过程中，金属棒M 向左位移大小为x2，根据动量定
理得
B2L2x 6mRvM2
2 0 2mv ， xM2 2 2
3R B L
2
可得
5
{#{QQABTQCAogAIAJAAARhCUQXgCgAQkAEACIoGREAEsAAASAFABAA=}#}
1
x2 10 x1
3
同理可知：金属棒M 与绝缘棒N第 3 次碰撞后瞬时速度为 vM3
2 2 vN2 1
vM3 10 v M1
3 3
发生第 3 次碰撞后到金属棒M 停止运动过程中，金属棒M 向左位移大小
6mRv
x3
M3
B2L2
可得
2
1
x3 10 x 1
3
以此类推……金属棒M 与绝缘棒N第n次碰撞后瞬时速度为 vMn
2 v n 1N n 1 1
vMn 10 v M1
3 3
发生第n次碰撞后到金属棒M 停止运动过程中，金属棒M 向左位移大小
6mRv
x Mnn
B2
L2
可得
n 1
1
xn 10 x1
3
因此，发生第 1 次碰撞后到最终两棒都停止运动的全过程中，金属棒M 的位移大小
2 3 n 11 1 1 1
x x1 x2 x3 x4 xn x1 10x1
3 3 3 3
当n取无穷大时
1
12mR 2gh
x x1 10x1
3 6x
1 1 B2L2
1
3
6
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