江苏南京新联盟校2025-2026学年高二下学期4月阶段检测物理试卷（含解析）

这是一份江苏南京新联盟校2025-2026学年高二下学期4月阶段检测物理试卷（含解析），共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1. 小明同学，发现自家小区的楼道灯需要天黑且有声音时才会亮起来，这种控制装置需要用到的传感器是（ ）
A. 霍尔元件和干簧管
B. 干簧管和光控开关
C. 光控开关和霍尔元件
D. 声控开关和光控开关
【答案】D
【解析】
【详解】楼道灯需满足“天黑”（光线弱）和“有声音”两个条件才会亮起，光控开关用于检测环境光照强度，天黑时自动闭合电路，声控开关用于检测声音信号，当有声音时触发电路导通，故D正确。
2. “中国天眼”（FAST）位于贵州的大山深处，是500m口径的球面射电望远镜，它通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 在真空中，X射线的传播速度比无线电波的传播速度大
B. 电磁波谱中，射线的波长最长，穿透能力最强
C. 所有的物体都在不停地辐射红外线，电磁波谱中红外线的热效应最显著
D. 用于安全检查的X射线的穿透本领最强，电磁波谱中X射线的频率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．在真空中，X射线的传播速度与无线电波的传播速度一样大，故A错误；
B．电磁波谱中，射线的波长最短，穿透能力最强，故B错误；
C．所有的物体都在不停地辐射红外线，电磁波谱中红外线的热效应最显著，故C正确；
D．X射线可以用来安全检查，但电磁波谱中频率最大、穿透能力最强是射线，故D错误。
故选C。
3. 如图所示电路，L为一自感线圈，A为电灯，L的直流电阻比A的电阻小得多，接通S，待电路稳定再断开S，断开时（ ）
A. 通过灯A的电流方向为从左向右
B. 灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭
C. 灯A将立即熄灭
D. 通过L的电流方向为从右向左
【答案】B
【解析】
【详解】AD．电路稳定后，通过线圈L的电流方向为从左向右，待电路稳定再断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与灯A构成回路，则通过线圈L的电流方向仍为从左向右，通过灯A的电流方向为从右向左，故AD错误；
BC．电路稳定后，由于线圈L的直流电阻比灯A的电阻小得多，则通过线圈L的电流大于通过灯A的电流；待电路稳定再断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈L与灯A构成回路，所以灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭，故B正确，C错误。
故选B。
4. 如图所示，平行长直金属导轨水平固定放置，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，各处材质相同、粗细均匀的金属棒MN垂直放在导轨上保持静止，在导轨左端a、b加上恒定电压U，金属棒受到的安培力大小为；若仅将金属棒绕M点在导轨所在平面内转过60°至图中虚线位置并保持静止，此时金属棒受到的安培力大小为。导轨电阻不计，则下列判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设开始时金属棒中电流为I，导轨间距为L，则有
若将金属棒转至虚线处，金属棒有效长度为2L，接入电路的电阻变为2R，电流变为，则有，即
故选C。
5. 在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电路中的电流正在减小
B. 电容器两极板间的电场强度正在增大
C. 电容器所带电荷量正在增大
D. 线圈磁场能正在增大
【答案】D
【解析】
【详解】电容器中电场强度方向向上，电容器上极板带负电，根据磁场方向及安培定则可知，回路电流流向电容器的上极板，电容器正在放电，电容器所带电荷量正在减小，电容器两极板间的电场强度正在减小，电场能正在减小，根据能量守恒定律可知，磁场能正在增大，回路电流正在增大。
故选D。
6. 图1与图2所示为两个交流电的电压随时间的变化关系图像，已知图1前后半个周期都是正弦曲线的周期图像，则图1与图2交流电电压的有效值之比为（ ）
A. B.
C. D. 3
【答案】A
【解析】
【详解】令图1中交流电压的有效值为，则有
解得
令图2中交流电压的有效值为，则有
解得
则有
故选A。
7. 如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为
由题图丙可知，磁场区域变化后，当时，线圈的侧边开始切割磁感线，即当线圈旋转时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x轴的边长变为
C正确。
故选C。
8. 如图所示，半径为、粗细均匀的单匝圆形金属线圈内有一半径为的圆形区域存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于线圈平面向外，磁感应强度B随时间t的变化关系为，、k为正的常量，线圈电阻为R，则磁感应强度从增大到2时间内（ ）
A. 线圈中电子沿逆时针方向定向移动B. 线圈面积有缩小的趋势
C. 线圈中产生的焦耳热为D. 通过导线横截面的电荷量为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据楞次定律和右手定则可知，线圈中感应电流为顺时针方向，因此电子运动方向为逆时针，故A正确；
B．线圈不在磁场中，不受安培力，无收缩扩张的趋势，故B错误；
C．线圈中磁通量变化率为，线圈中的感应电动势为，变化过程中产生的焦耳热为，由于，联立解得，故C正确；
D．通过导线的电荷量为，解得，故D错误。
故选AC。
9. 一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子（不计重力），从y轴上的P点以速度v水平向右射入第一象限的匀强磁场（磁场方向垂直纸面向外），粒子射出磁场时，速度方向与x轴正方向成30°角，且OQ=a。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中运动的轨道半径为a
B. 匀强磁场的磁感应强度大小为
C. 粒子穿过第一象限的时间为
D. 若仅将粒子速度增大为2v，则粒子在磁场中运动轨迹的圆心角不变
【答案】C
【解析】
【详解】A．作出粒子的运动轨迹，如图所示
根据几何关系可知，粒子运动的轨迹半径为，故A错误；
B．根据洛伦兹力提供向心力
所以，故B错误；
C．由于圆心角为30°，所以粒子穿过第一象限的时间为，故C正确；
D．若仅将粒子速度增大为2v，则粒子在磁场中运动轨迹半径增大为原来的2倍，设此过程中的圆心角为θ，根据几何关系可得
即粒子在磁场中运动轨迹的圆心角变小，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（ ）

A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在过程中，线框右半部分进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在位置有效切割长度达到最大，电动势达到最大值，则有
，
根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在过程中，线框左半部分也进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在过程中，线框右半部分进入右方磁场，左半部分在左方磁场，两部分切割磁感线的有效切割长度都在增大，当到达位置时，有效切割长度都达到最大值，由楞次定律知两磁场中两部分感应电流（电动势）对线圈来说方向相同，都为顺时针方向，则有
，
在过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为顺时针方向；在过程中，线框开始离开右方磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在位置有效切割长度达到最大，则有
，
由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向；在过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向。
故选A。
11. 如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的足够长光滑金属导轨，导轨间距为L且电阻不计，质量为m、电阻为R的金属杆ab与导轨垂直且始终与导轨接触良好，开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落时间后闭合开关S，再经一段时间后匀速下落。不计空气阻力，重力加速度为g，金属杆在运动时间内，下列说法正确的是（ ）

A. 闭合开关后流过杆的感应电流方向从b到a
B. 闭合开关后金属杆一定做加速度减小的加速运动
C. 杆所受安培力的冲量大小为
D. 杆下落的高度小于
【答案】C
【解析】
【详解】A．闭合开关后根据右手定则，流过杆的感应电流方向从a到b，故A错误；
B．闭合开关时，速度
回路中电流为
安培力
因为不知安培力和重力关系，所以不一定加速运动，故B错误；
C．全过程对金属杆，根据动量定理
其中匀速时
解得杆所受安培力的冲量大小为
故C正确；
D．根据
解得磁场中下落高度
还有自由落体下降高度，故D错误。
故选C。
二、非选择题：共5题，共56分，其中13-16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
12. 学习了变压器知识后，小雨同学网购了硅钢片、导线利用假期自行绕制了一个变压器，如图甲所示，并从学校实验室借来多用电表、学生电源进行探究实验。
（1）小雨同学网购时应选择下面哪种导线（ ）
A. 表面刷有绝缘漆的铜导线
B. 表面没有绝缘漆的裸铜导线
C. 表面刷有绝缘漆的铁导线
D. 表面没有绝缘漆的裸铁导线
（2）绕制完成后，小雨同学用一欧姆表的同一倍率先后测量了a、b线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断_______________（选填“a”或“b”）线圈的匝数较多。
（3）铁芯横梁的硅钢片的设计和摆放，下列最合理的是（ ）
A. B.
C. D.
（4）利用图丙的电路图进行实验时，变压器的左侧两接线柱应分别与学生电源的__________（填“1、2”、“3、4”）端连接。
（5）小雨同学在某次实验中发现，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因可能是_____________。
【答案】（1）A （2）b （3）B
（4）1、2 （5）原线圈错接在了直流电源上
【解析】
【小问1详解】
绕制变压器线圈需要满足两个要求：一是导线电阻率小，减小电能损耗，因此选铜导线，排除铁导线；二是匝间绝缘，避免匝间短路，因此要选带绝缘漆的导线，故选A。
【小问2详解】
欧姆表的电阻刻度特点是左大右小，同一倍率下，指针更偏左的线圈电阻更大；根据电阻定律
导线总长度越长电阻越大，匝数越多总长度越长，因此匝数更多的是线圈。
【小问3详解】
变压器用叠片硅钢片的目的是增大电阻，减小涡流损耗，硅钢片需要沿磁感线方向叠放，故选B。
【小问4详解】
变压器依靠磁通量变化产生感应电压，只能工作在交流电下，学生电源的是交流输出端，因此原线圈左侧接。
【小问5详解】
如果原线圈错接直流电源，接通稳定后直流电流恒定，铁芯中磁通量不变，副线圈没有持续感应电动势，因此灯泡不亮；但接通/断开瞬间，磁通量发生突变，副线圈会产生瞬时感应电动势，因此灯泡会闪亮，故故障原因是原线圈接在了直流电源上。
13. 如图所示，间距为L的粗糙平行金属导轨与水平方向的夹角为，导轨间充满垂直于导轨平面向下的匀强磁场。垂直导轨放置一质量为m的导体棒MN，当通过MN的电流大小为I时，MN可以保持静止且所受摩擦力为零；当通过从M到N的电流大小为2I时，导体棒MN亦可恰好保持静止状态。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
当通过MN的电流大小为I时，根据平衡条件可得
解得
【小问2详解】
当通过从M到N的电流大小为2I时，导体棒受重力、安培力、最大静摩擦力，根据平衡条件可得
其中，
解得
14. 如图所示，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，两个带电量分别为+q、q的带电粒子a、b同时从O点以初速度v0射出，速度方向与水平方向夹角均为θ。已知a、b的质量均为m，不计重力及粒子间的相互作用力，磁场区域足够大。求：
（1）a第一次运动到最高点的时间t；
（2）a运动到最高点时，a、b间的距离H。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示
设a运动到最高点时转过的圆心角为β，做圆周运动半径为R，由几何关系可得
a运动到最高点的时间
洛伦兹力提供圆周运动向心力，
代入解得
【小问2详解】
a运动到最高点时，b恰好运动至最低点，由几何关系可得
由
得
代入解得
15. 如图所示，某个小水电站发电机的输出功率为1000kW，发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为R0=25Ω，用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配，请你计算：
（1）降压变压器输出的电流多大；
（2）升压变压器输出的电流多大；
（3）升压变压器的匝数比n1∶n2应等于多少？
【答案】（1）4kA （2）40A
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据题意可得
代入数据，解得
【小问2详解】
损失的功率为
又因为
代入数据，解得I2=40A
【小问3详解】
根据
解得
则升压变压器的匝数比为
16. 如图所示，在竖直平面内有间距为的足够长的平行金属导轨，在之间连接有阻值为的电阻，导轨其余电阻不计。磁感应强度为的足够大的匀强磁场与导轨平垂直。其上方有一光滑的定滑轮，绕有轻质柔软不可伸长细线，线的一端系一质量为的重物，另一端系一质量为、接入导轨间电阻为的金属杆。开始时金属杆置于导轨下端处，由静止释放，当重物下降时恰好达到稳定速度而匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，（忽略所有摩擦，重力加速度为），求：
（1）重物匀速下降的速度；
（2）重物从释放到下降的过程中，电流通过电阻产生的热量；
（3）若将重物下降时的时刻记作，速度记为，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度怎样随时间变化（写出与的关系式）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设重物匀速下降时速度为，金属杆收到的安培力为，对系统由平衡关系得
又
解得
（2）设电阻中产生的总焦耳热为Q，则由能量守恒关系得：减少的重力势能等于增加的动能和焦耳热Q即
所以电阻R中产生的焦耳热QR为
（3）金属杆中恰好不产生感应电流，即磁通量不变
式中
又
解得