GY - GYEDU

2024-2025学年江苏省高二（下）物理第一次联考试卷（3月）

一、单选题：本大题共11小题，共44分。

1. 下列i-t图像中表示交变电流的是（　　）

A. B.

C. D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据交流电的定义可知，方向随时间做周期性变化的电流为交变电流。

故选B。

2. 下列所列数据不属于交流电有效值的是（    ）

A. 交流电表的示数 B. 电容器的耐压值

C. 灯泡的额定电压 D. 保险丝的额定电流

【答案】B

【解析】

【详解】交流电表的示数是有效值，电容器的耐压值，是指的最大值不是有效值，灯泡的额定电压是有效值，保险丝的额定电流是有效值，B正确，ACD错误。

故选B。

3. 关于线圈自感系数的说法，正确的是（　　）

A. 把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小

B. 自感电动势越大，自感系数也越大

C. 把线圈匝数增加一些，自感系数减小

D. 当线圈通入恒定电流时，线圈的自感系数为零

【答案】A

【解析】

【详解】AC．自感系数与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯有关，与其它因素无关，把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小，把线圈匝数增加一些，自感系数变大，故A正确，C错误；

B．自感系数与自感电动势的大小无关，故B错误；

D．自感系数与电流无关，故D错误。

故选A。

4. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是(      )

A. 穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大

B. 穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零

C. 穿过线圈磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大

D. 穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零

【答案】B

【解析】

【详解】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中磁通量的变化率为零，感应电动势等于零。

故选B.

5. 如图是一种电加热装置，当把一铁块放入线圈中且不接触线圈，稍等片刻，铁块就会烧得通红，小明同学由此做出了以下一些猜想，其中正确的是（　　）

A. 若把一干燥的木棍伸入线圈中，木棍会被烧着

B. 若把一个铜块伸入线圈中，铜块的温度不会升高

C. 线圈中电流越强，铁块升温更快

D. 线圈中电流变化越快，铁块升温越快

【答案】D

【解析】

【详解】A．干燥木棍是绝缘体，不能形成涡流，而该加热装置是利用电磁感应产生的涡流使导体发热，所以木棍不会被烧着，故A错误；

B．铜块是导体，将铜块伸入线圈中，穿过铜块的磁通量发生变化，会产生涡流，从而使铜块温度升高，故B错误；

CD．线圈中电流变化越快，穿过铁块的磁通量变化率越大，铁块中产生的感应电动势越大，涡流越大，产生的热量越多，铁块升温越快，故C错误，D正确。

故选D。

6. 闭合线框abcd，自某高度自由下落时穿过一个有界匀强磁场，当它经过如图所示的三个位置时，感应电流的方向是（　　）

A. 经过Ⅰ时，a→d→c→b→a

B. 经过Ⅱ时，a→b→c→d→a

C. 经过Ⅱ时，无感应电流

D. 经过Ⅲ时，a→b→c→d→a

【答案】C

【解析】

【详解】A．经过Ⅰ时，向里的磁通量增加，根据楞次定律则感应电流磁场方向向外，由右手螺旋定则判断感应电流方向为逆时针。故A错误；

BC．经过Ⅱ时，磁通量不变，则感应电流为0。故B错误；C正确；

D．经过Ⅲ时，向里的磁通量减少，根据楞次定律感应电流的磁场方向向里，由右手螺旋定则判断感应电流方向为顺时针。故D错误。

故选C。

7. 如图所示，一正方形金属线框用绝缘细线悬挂起来，部分位于垂直线框平面的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向，则下列说法正确的是（　　）

A. 金属框内感应电流先减小再增大

B. 金属框受到的安培力一直不变

C. 时细线中的拉力一定等于金属框的重力

D. 内细线中拉力一直小于金属框的重力

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据法拉第电磁感应定律

根据欧姆定律，金属框内感应电流

由图乙可知为定值，S、R也是定值，所以金属框内感应电流不变，故A错误；

B．根据安培力公式（L为金属框在磁场中的有效长度

虽然I和L不变，但B是变化的，所以安培力F是变化的，故B错误；

C．时，为0，此时安培力为0，对金属框进行受力分析，金属框受重力G和细线的拉力T，根据平衡条件可得，即细线中的拉力一定等于金属框的重力，故C正确；

D．内，磁感应强度B向外减小，由楞次定律可知，线框产生的感应电流方向为逆时针，线框受到的安培力向下，对金属框进行受力分析有

所以细线中拉力一直大于金属框的重力，故D错误。

故选C。

8. 如图所示的电路中，电感L的自感系数很大，电阻可忽略，D为理想二极管当D左端电势高于右端电势时，其电阻无穷大，反之，电阻非常小，则下列说法正确的有（　　）

A. 当S闭合时，立即变亮，逐渐变亮

B. 当S闭合时，立即变亮，一直不亮

C. S闭合稳定后，S断开时，立即熄灭

D. S闭合稳定后，S断开时，突然变亮，然后逐渐变暗至熄灭

【答案】D

【解析】

【详解】AB．当S闭合时， 因二极管加上了反向电压，故二极管截止，故不亮；而由于此时通过线圈的电流增大，由于自感电动势阻碍电流的变化，故  的亮度逐渐变亮，故AB错误；

CD．当S断开时，由于线圈中的电流减小，故其中产生自感电动势阻碍电流减小，故电流反向流过，故变亮，之后，两灯逐渐熄灭，故C错误，D正确。

故选D。

9. 几根金属棒焊接成如图所示形状，其中，A、O、P共线，，，几根金属棒位于同一平面内，将其放在垂直纸面的匀强磁场中，虚线左侧磁场垂直纸面向里，虚线右侧磁场垂直纸面向外，O位于虚线上。将金属棒以过O垂直纸面的轴顺时针转动，在转至图中位置时，关于这几个点电势高低关系中，正确的是（　　）

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【详解】导体棒在切割磁感应线时产生感应电动势，感应电动势由低电势指向高电势。依题意金属棒顺时针转动，假设O点为零电势点，根据右手定则可得，，，

已知，根据

可得

因此

所以

综上所述有

故选A。

10. 如图所示，空间存在着磁感应强度大小相等，垂直纸面且方向相反的有界匀强磁场，磁场边界相互平行，边长为L的正方形导线框从紧靠磁场边界的位置Ⅰ垂直边界水平向右进入磁场，运动到位置Ⅱ时刚好全部进入左侧磁场，到达位置Ⅲ时线框有位于右边磁场中。从位置Ⅰ到位置Ⅱ、从位置Ⅱ到位置Ⅲ通过线框某横截面电荷量分别为、，则为（　　）

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】从位置I到位置Ⅱ，导线框进入左侧磁场，设磁感应强度大小为 B，线框边长为 L，面积

磁通量变化量

那么

线框从全部在正向磁场到有在反向磁场，磁通量变化

则

故

故选D。

11. 如图所示，两平行光滑导轨固定在绝缘的水平桌面上，导轨所在平面存在着竖直向下的匀强磁场B，一导体棒垂直放在导轨上。导轨、开关S，电容器C及导体棒构成回路，电容器C两极板已分别带了等量异种电荷。在闭合开关的同时，使导体棒获得向右的瞬时速度，导体棒在运动过程中，始终与导轨垂直且与导轨接触良好，关于此后导体棒的速度随时间变化的图像可能正确的是（　　）

A. B.

C. D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．设起初电容器极板电压为U，若起初，则电容器充电，此后回路电流

导体棒电流从下向上流过导体棒，其受到安培力方向向左，故减小，U增大，I减小，导体棒受到的安培力减小，其加速度减小，即导体棒做加速度减小的减速运动直至电流减为0（导体棒匀速运动），此时电容器电压等于导体棒产生的电动势，而图像斜率表示加速度，AB选项图像不符合该过程，故AB错误；

C．若起初，则电容器放电电，此后回路电流

导体棒电流从上向下流过导体棒，其受到安培力方向向右，故增大，U减小，电流减小，导体棒受到的安培力减小，其加速度减小，即导体棒做加速度减小的加速运动直至电流减为0（导体棒匀速运动），此时电容器电压等于导体棒产生的电动势，C选项图像不符合该过程，故C错误；

D．若起初，则回路电动势为0，回路无电流，导体棒不受安培力作用，则导体棒匀速运动，故D正确。

故选D。

二、实验题：本大题共1小题，共10分。

12. 某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验：

（1）首先按图甲①所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲②所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，进行上述实验的目的是         。

A. 检查电流计测量电路的电流是否准确

B. 检查干电池是否为新电池

C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系

（2）接下来，用图乙所示的装置做实验。图乙中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向从上往下看是沿________选填“顺时针”或“逆时针”方向。

（3）在如图丙所示的电路中，A、B两螺线管的导线彼此绝缘，在开关闭合的瞬间，发现电流计指针向左偏转了一下，则在指针偏转的过程中，螺线管B的__________电势高选填“上端”或“下端”若保持开关闭合，当电路稳定后，将滑片P向b端滑动，电流计将向________偏转选填“左”或“右”实验结束时，应先_________选填“断开开关”或“拆除电流计与螺线管B之间的导线”

【答案】（1）C    （2）顺时针    

（3）    ①. 上端    ②. 左    ③. 拆除电流计与螺线管B之间的导线

【解析】

【小问1详解】

电流从正接线柱流入就右偏，从负接线柱流入就左偏，从而确定电流的流入方向与指针偏转方向的关系。

故选C。

【小问2详解】

电流计指针向右偏转，说明感应电流从正接线柱流入电表，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。

【小问3详解】

[1]电流从正接线柱流入时，电流计指针向右偏转，在开关闭合的瞬间，发现电流计指针向左偏转了一下，则电流是从负接线柱流入，在指针偏转的过程中，则螺线管B的上端电势高；

[2]由[1]可知线圈B中的磁通量变大，电流计指针向左偏转，保持开关闭合，当电路稳定后，将滑片P向b端滑动，电流变大，则线圈B中的磁通量变大，电流计指针向左偏转；

[3]为了保护电表，实验结束时，应先拆除电流计与螺线管B之间的导线。

三、计算题：本大题共4小题，共46分。

13. 如图，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度B随时间t变化的关系是，一单匝且边长的正方形导线框垂直纸面固定在该磁场中，线框总电阻为，求解下列问题：

（1）线框中感应电流的大小及方向；

（2）从至过程中，通过线框某横截面的电荷量

【答案】（1）0.2A，电流方向为逆时针    

（2）0.4C

【解析】

【小问1详解】

由法拉第电磁感应定律可得

线框中感应电流的大小：

由楞次定律（增反减同）可知：电流方向为逆时针。

【小问2详解】

从至过程中，通过线框某横截面的电荷量

14. 如图甲所示，金属线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交流电。已知线框匝数匝，面积，线框电阻，线框与的外电阻构成闭合回路，从图中这一时刻开始计时，通过R的电流随时间变化的图像如图乙所示，求解下列问题：

（1）转动一周，整个回路产生的电热Q；

（2）匀强磁场的磁感应强度结果可以含根号与根式

【答案】（1）0.2J    

（2）

【解析】

【小问1详解】

电路中电流的有效值

转动一周，整个回路产生的电热

【小问2详解】

线圈产生的感应电动势的最大值

根据

又

联立解得

15. 如图所示，两平行固定导轨间距为L=1m，倾角为θ=30°，导轨上端接有阻值R=4Ω的电阻，一劲度系数为k（未知）的轻弹簧下端固定，弹簧上端连接着电阻不计质量m=1kg的导体棒，整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T，初始时刻，弹簧处于原长状态，导体棒获得沿导轨向上的初速度v₀=6m/s，导体棒在此后的运动中，始终与导轨垂直并与导轨接触良好，弹簧与导体棒连接点绝缘。从初始时刻至导体棒最终静止的过程中，通过R的电荷量q=0.05C，不计一切阻力，重力加速度为g=10m/s²，求解下列问题：

（1）初始时刻，导体棒的加速度大小a；

（2）弹簧的劲度系数k；

（3）已知弹簧的弹性势能E_p表达式为（式中x为弹簧的形变量，求整个过程中电阻R上产生的焦耳热Q。

【答案】（1）11m/s²    

（2）50N/m    （3）18.25J

【解析】

【小问1详解】

根据闭合电路欧姆定律可得

所以安培力大小为

根据牛顿第二定律可得

解得

【小问2详解】

通过R的电荷量为

解得

根据平衡条件可得

解得

【小问3详解】

全过程，根据能量守恒定律可得，

解得

16. 如图甲所示，两根足够长的光滑平行导轨竖直固定放置，其间距为，导轨间存在着垂直导轨所在平面向外的匀强磁场，磁感应强度，两根金属棒PQ、MN与导轨始终保持垂直且接触良好，PQ棒放在固定在两导轨底端处的两个相同压力传感器上压力传感器已校零，MN棒的质量，PQ棒与MN棒接入电阻的电阻均为，导轨电阻不计。在时间对MN棒施加一竖直向上的外力F，使MN棒由静止开始向上运动，其中一个压力传感器的读数随时间t变化的部分图像如图乙所示，重力加速度，求：

（1）棒的质量；

（2）时MN棒的速度及此时外力F的大小；

（3）时，撤去外力F，MN棒又经速度为零，求此时MN棒离出发点的距离

【答案】（1）    

（2），    

（3）

【解析】

【小问1详解】

时刻，对PQ受力分析得

解得：。

【小问2详解】

时   由图乙可知

对PQ受力分析得

解得：

又由闭合回路的欧姆定律

解得

MN棒向上运动的加速度

有牛顿第二定律得

得。

【小问3详解】

撤去F前，MN运动的距离为

撤去F后，某时刻上滑的速度为v，取向上为正方向，在极短时间内，由动量定理得

且

得

撤去F后直到速度为零，累加得 

解得

MN棒离出发点的距离为。