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2024-2025 学年第二学期 3 月单元过关考试
高二 物理
考试时间：90分钟
一、单项选择题：共 8题，每题 3分，共 24分。
1．下列图片源于教科书。关于它们情景的说法中正确的是（ ）
A．图甲是磁电式电流表的内部结构图，里面的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框
上，因为铝框中能产生感应电流，磁场对该感应电流的安培力使指针偏转
B．图乙是动圈式扬声器的结构示意图，随声音变化的电流通过线圈，在安培力作用下线
圈发生振动，从而带动纸盆振动发出声音，如果我们对着纸盆说话，扬声器也能把声音变成
相应的电流
C．图丙是闭合线圈竖直向下通过水平放置的条形磁铁，闭合线圈在A 位置的加速度小于 ，
在 （该位置与磁感线平行）位置的加速度等于 ，在 位置的加速度大于
D．图丁是两根空心铝管，左管完好，右管右侧开有竖直裂缝，现让一块磁性很强的小磁
铁依次从两管上端由静止释放，小磁铁在左侧铝管下落的快，在右侧铝管中下落的慢
2．如图所示，L 是直流电阻不计的带铁芯线圈，D 为理想二极管，R为电阻，L、L 和L 是
l 2 3
三个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A．闭合S瞬间，三个灯立即亮
B．闭合S 瞬间，L 灯比L 灯先亮
l 2
C．断开S 瞬间，L 灯闪亮后慢慢熄灭
2
D．断开S瞬间，L 灯闪亮后慢慢熄灭
l
3．如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（ ）
的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，
> 0
重力加速度为g，则（ ）
A．滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用
B．该过程中，洛伦兹力做正功
C．该过程中，滑块的机械能增大
D．滑块在b点受到的洛伦兹力大小为
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}4．1930年，物理学家劳伦斯发明了世界上第一台回旋加速器，
因此获得1939年诺贝尔物理学奖。回旋加速器的基本结构如图，
两个正对着的D 型金属盒处在垂直底面的匀强磁场中，两个
D 型盒之间的狭缝连接高压交流电源，整个装置处在真空环境中，
实现对带电粒子的加速，且加速过程中忽略相对论效应和重力的
影响。下列说法正确的是（ ）
A．粒子能获得的最大动能跟所加交变电压的大小有关
B．随着带电粒子加速，带电粒子在磁场中做圆周运动的周期将减小
C．仅减小D型盒的半径，带电粒子加速所获得的最大动能减小
D．加速质子（ H）的交变电场，也可以用来加速氘（ H）原子核
1 2
5．某小组设计了一1种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金1属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁
场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P 的匝数为N，磁场
的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。
若某次吸气时，在t 时间内每匝线圈面积增加了S，
则线圈P 在该时间内的平均感应电动势为（ ）
A． B．
cos sin
C． D．
sin cos
6．某国产 直升机在我国某地上 空悬停，长度为L 的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转
动（俯视），角速度为 。该处地磁场的水平分量为 ，竖直分量为 。叶片的近轴端为a，
远轴端为b。忽略转轴 的尺寸，则叶片中感应电动势 为 （ ）
A． ，a端电势高于b端电势
1 2
B．2 ，a端电势低于b端电势
1 2
C．2 ，b端电势高于a端电势
1 2
D．2 ，b端电势高于a端电势
1 2
7．如图2 所 示 ，两平行虚线间区域存在垂直纸面向里、宽度为l 的匀强磁场，梯形abcd 是位
于纸面内的直角梯形导线框，ab边刚好与磁场区域右边界重合，bc间的距离为2l， ．从
时刻起，使线圈沿垂直于磁场区域边界的方向以速度v匀速穿越磁场区域，规定梯形线
>
圈中感应电流顺时针方向为正方向，则在线圈穿越磁场区域的过程中，下列关于感应电流I
= 0
随时间t 变化的图像可能正确的是（ ）
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}A． B．
C． D．
8．如图所示，在平面直角坐标系xOy 内，以坐标原点O为圆心，半径为R 的圆形区域内存
在垂直于坐标平面的匀强磁场（图中未画出），磁场区域外右侧有宽度为R的粒子源，M、N
为粒子源两端点，M、N 连线垂直于x 轴，粒子源中点P位于x轴上，粒子源持续沿x 轴负
方向发射质量为m、电荷量为 ，速率为v 的粒子。已知从粒子源中点P发出的粒子，
经过磁场区域后，恰能从圆与y 轴负半轴的交点 Q
> 0
处沿y 轴负方向射出磁场，不计粒子重力及粒子间
相互作用力，则（ ）
A．带电粒子在磁场中运动的半径为
B．匀强磁场的磁感应强度大小为 2
2
C．在磁场中运动的带电粒子路程最长为
2
D．带电粒子在磁场中运动的时间最短为 3
二、多项选择题：共 4题，每题 4分，共 126 分。漏选得2分，错选得 0分。
9．如图所示，一平行光滑金属导轨水平置于竖直向下的匀强磁场中，导轨电阻不计，与大螺
线管M 相接，在M 螺线管内同轴放置一绝缘圆盘N，N的边缘固定着许多带负电的小球（每
个小球都可视为一点电荷），且圆盘N 可绕轴心在水平面内自由转动。当导体棒ab运动时，
圆盘N 能沿箭头方向逆时针转动，则导体棒ab的运动情况是（ ）
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}A．导体棒ab向右做匀速运动
B．导体棒ab向右做加速运动
C．导体棒ab向左做加速运动
D．导体棒ab向左做减速运动
10．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图。
平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大
量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B 两板间便产生电压。如果把A、B和电阻R 连接，设A、
B 两板间距为d，正对面积为S，等离子体的电阻率为ρ，磁感应强度为B，等离子体以速度v
沿垂直于磁场的方向射入A、B两板之间，则下列说法正确的是（ ）
A．A是直流电源的负极
B．回路中电流为
C．极板A、B 间电 压大小为
+
D．等离子气体的浓度越大， 电 源 电动势越大
11．如图所示为质谱仪原理示意图，带电粒子从小孔 “飘入”加速电场（初速度忽略不计），
经加速后以速度 从小孔 进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔S 进入磁分析器
'
后做匀速圆周运动打在照相底片上。已知速度选择器中匀强电场的电场强度为 ，磁分析器中
0
匀强磁场的磁感应强度为 (方向未知)，在底片上留
下的痕迹点到狭缝S的距
离
0
为l，忽略带电粒子的重
力及相互间作用力。下列说法正确的是（ ）
A．速度选择器中磁场方向垂直纸面向里
B．速度选择器中匀强磁场的磁感应强度为
0
C．带电粒子的比荷
2 0
= 0
D．加速电场的极板间电势差
0 0
12．如图所示，有方向垂直于光 滑=绝缘4水平桌面的两匀强磁场，磁磁感应强度的大小分别为
B =B、B =3B，PQ 为两磁场的边界，磁场范围足够大，一个水平放置的桌面上的边长为 L，
1 2
质量为m，电阻为R的单匝正方形金属线框，以初速度v 垂直磁
场方向从图示位置开始向右运动，当线框恰有一半进入右侧磁场
时速度为 ，则下列判断正确的是（ ）
2
A．
2 3
16
B．此 = 时线 框 的加速度大小为
2 2
4
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}C．此过程中通过线框截面的电量为
2
4
D．此时线框的电功率为
2 2 2
4
三、实验题：共 2 题，共14 分 。
13．小明和小迪做“探究影响感应电流方向的因素”实验。
(1)按图甲连接电路，短暂闭合开关的瞬间，发现电流计指针向左偏转。
(2)小明用图乙所示的装置做实验，将条形磁铁（下端为N 极）从螺线管取出的过程中，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 方向。
(3)小迪用图丙所示的装置做实验。闭合开关，当导体棒 （选填“向左”或“向右”）
切割磁感线运动时，可观察到电流计指针向左偏转。
(4)小明用图乙所示的装置做实验，把磁铁从同样高度插到线圈中同样的位置处，第一次缓慢
插入，第二次快速插入，发现第二次电流计指针的摆动幅度较大，原因是线圈中的
（选填“磁通量”“磁通量的变化”或“磁通量的变化率”）第二次比第一次的大。
14．甲、乙两位同学分别利用如图所示的装置进行电磁感应现象的探究。
(1)如图a，甲同学在闭合开关时发现电流计指针向右偏转，下列操作中能使指针向左偏转的
有________。
A．闭合开关
B．开关闭合时将A线圈从B 线圈中拔出
C．开关闭合时，将滑动变阻器滑片向左滑动
(2)如图b所示，乙同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从
第 5 页 ， 共 8 页
{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，
如图c 所示， 时刻电流为0。下列说法正确的是（ ）
A．在 时刻
2
，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在
2
到 时间内，强磁铁的加速度小于重力加速度
C．强
磁
1
铁
穿
2
过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在 到 的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加
(3)实验结
1
束后
3
，两位同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换
成电流传感器，接通电路稳定后，再断开电路，并记录下两支路的电流情况如图所示，由图
可知：
①流过灯泡的电流是 （选填
“ ”或“ ”）
②在不改变线圈电阻等其他条件的
1 2
情况下，只将铁芯拔出后重做上述实
验，可观察到灯泡在断电后处于亮着
的时间将 。（选填“变长”、“变短”
或“不变”）
四、解答题：共 4 题，共46 分。请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。
15．（8分）如图所示，质量为m、长为l的金属棒MN两端由等长的轻质细线水平悬挂，处
于竖直向上的匀强磁场中。金属棒中通入由M向N 的电流I，平衡时两悬线与竖直方向夹角
均为 ，已知重力加速度为g。
(1) 求匀强磁场磁感应强度的大小 。
(2) 若导线中的电流不变，要使导 线 1 依然静止在此位置，
求所加匀强磁场的最小值 及方向。
2
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}16．（12分）如图所示，与水平面成 角的光滑平行倾斜导轨，下端接阻值为R= 的电阻。导轨中间
∘
虚线框部分为边长L=1m的正方形。 30 时刻，质量 、阻值r= 的导体棒3垂Ω 直导轨放置，从距
离上端虚线x= 的位置由静止释放 =，0同时虚线框内 匀=强0磁.2场kg磁感应强度6Ω由0开始随时间均匀增加，方
向垂直导轨平面0.向1m上。当导体棒刚进入磁场时，磁感应强度停止变化，且导体棒恰能匀速下滑。不计导轨
电阻，重力加速度g= 。求：
2
(1)导体棒刚进磁场时磁10感m应/s强度的大小；
(2)导体棒进入磁场前流过电阻的电流；
(3)导体棒从开始运动到出磁场的过程中回路产生的焦耳热。
17．（12分）极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大
气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：
O 为地球球心，R 为地球半径，将地磁场在半径为 R到3R 之间的
圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为B。假设高能粒子的质量
为m，电荷量为 。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且
不考虑相对论效应。
+
（1）若高能粒子从A点以不同的速率 沿切线进入磁场边界位置，
求能到达地球表面的粒子的速率 范围。
0
（2）地球磁层是保护地球的一道
天
0
然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护
了地球上的生态环境。
a．假设高能粒子从磁场边缘A 点以速率v沿半径方向射入磁场时
恰好不能到达地球表面，求粒子的比荷 ；
b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各 个方向均匀地射入磁场。
若高能粒子仍从A点以速率v 沿不同方向射入地球磁场，若入射
角用速度方向和AO连线之间的夹角 表示，求能到达地球粒子的
最大入射角的正弦值。
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}18．（14分）空间直角坐标系如图所示，在 、 的区域内存在沿 轴负方向的匀强电
场，电场强度大小为 （未知）；在 、 的区域内存在沿 轴正方向的匀强磁场，磁
< 0 > 0
感应强度大小为 （未知）；在 、 的区域内存在沿 轴正方向、磁感应强度大小也
> 0 > 0
为 的匀强磁场。一质量为 、电荷量为 的带正电粒子在 的平面内由 轴上的 点沿与
> 0 ≤ 0
轴正方向成 角的方向射入电场区域，粒子由 轴上的点 沿 轴正方向以大小为
的速度射入 、 区域，粒子经该磁场偏转后，沿与 轴正方向成 角的方向射入
= 60° 0,0,
平面下方。不计粒子的重力。求：
0 > 0 > 0 60°
(1)电场强度的大小 ；
(2)磁感应强度的大小 ；
(3)粒子经 点后第三次穿过 平面时的位置坐标。
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}2024-2025 学年第二学期 3 月单元过关考试 物理参考答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 B D D C A C A C BD AC ACD AD
二、非选择题
13．(2)顺时针 (3)向右 (4)磁通量的变化率
14．(1) B (2)AB (3) 变短
15．(1) (2) sin 方向沿 1悬线向上。
tan
【详解】（1 ）由左手定则 判断安培力方向，则金属棒受力如图所示
根据平衡条件有金属棒受到的安培力的大小
安
= tan
又根据安培力公式
安
解得 tan = 1
（2）根 据 1 = ，可知当B 最小时， 最小。如图所示，
安 安
' '
= 2
由重力 、拉力F、安培力 构成矢量三角形，当 垂直于F时， 最小。
安 安 安
' ' '
安
'
解得 sin ，由左手定则得磁场方向 沿悬 = 线 向 s 上 in 。
2 =
第1页，共4页
{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}16．(1) (2) (3)
5
【详解】 3 （ T 1）导3体 A 棒由静止 6J 开始下滑，根据牛顿第二定律
设刚进入磁场时速度大小为 ，根据速度位移公式有 sin = 1
2
刚进入磁场时，设电动势大小 1为 ，根据法拉第电磁感应 定1律=有2 1
0 0 = 1
根据闭合电路欧姆定律有
0
导体棒受力平衡 0 = +
解得 sin = 0
（2）设 导=体3棒T 进入磁场前运动时间为 ，则有
1
1 1 = 1
回路中磁感应强度的变化率
Δ −0
Δ = 1
设回路中感应电动势大小为E，根据法拉第电磁感应定律有
Δ 2
= Δ
流过电阻的电流
5
（3）导体棒进入磁场 前 = ， + 回 = 路3中 A 产生的热量 （ ） ， （ ）
2 2
其中 1 = + 1 2 = 0 + 2
2 = 1
联立解得导体棒从开始运动到出磁场的过程中回路产生的焦耳热
17．（1） ＜ ＜ ； （2）a． ； b． = 1+ 2 =6J
2 2
【详解】（ 1）若 0高能 粒子从A点以速4 度 沿切线3 进入磁场边界位置时，恰好能到达地球表面
的粒子的运动轨迹如图所示， 0
由几何关系可知，可知粒子的两个临界轨道半径分别为 ，
由洛伦兹力提供向心力可得 01 = 02 = 2
2
0
联立解得粒子的速度的大小为 0 = 0， ，
2
故能到达地球表面的粒子的速率 范 01 围 = 为 ＜ 02 ＜ = 。
2
（2）a．假设高能粒子从磁场边缘A 点以 速率 0 v沿半 径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，
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{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}如图所示
由几何关系可得 2 2 3 2
解得 4 + = +
由洛 伦=兹力 提供向心力可得
2
联立解得粒子的比荷为 =
b．若高能粒子仍以速率 v射=入4 地球磁场，可知沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和
AO方向成 角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此 角范围内的粒子能到
达地球，其
余进入磁场粒子不能到达地球，作A点该速度垂直和过切点
与O点连线延长线交
于F点，则F 点为圆心，如图所示
由图中几何关系可得 ，
则有 = = 4 = = 3
2 2
sin = = 3 = 3
18．(1) (2) (3) π
2
3 0 0
【详解】2（ 1）粒子2由 轴上的2点3沿 ,3轴3正 +方向 射,0入 、 区域，则粒子通过 点时沿
轴正方向的速度减为
0，设粒
子在
点处沿 轴正方
向
>
的
0
分速
>
度
0
大小为 ，则有
1
设粒子在电场中运动的加速度大小为 ， 则1有 = 0tan
又有 =
2
1 = 2
第3页，共4页
{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}解得
2
3 0
（2）设 粒=子2在 、 区域内的磁场中做圆周运动的轨迹半径为 ，粒子沿与 轴正方
向成 角的方
向
>
射
0
入
>
平
0
面下方，画出粒子的运动轨迹，由几何关系
1可得
解得
60°
由洛伦兹力提供向心力有 + 1cos60° = 1 1 = 2
2
0
解得 0 = 1
0
（3）粒 子=第2 一 次穿过 平面时，将粒子的速度沿 轴正方向和 轴负方向分解，可知粒子在
沿 轴正方向做匀速直线运动的同时在 平面下方做匀速圆周运动，运动半个周期后再次到
达 平面，然后在 平面上方做匀速 圆 周运动，运动 个周期后第三次到达 平面。粒
1
3
子第一次穿过 平面时，在 轴上的坐标为
设粒子在 平 面 下方做圆周 运动的周期 π 1 ，=轨 迹 1s半in径60为° = ，3则 有
2
= 2
2
0sin60°
0sin60° =
解得 2
粒子在 2 =平面3 下方运动半个周期的时间内，沿 轴正方向前进的距离
π
cos60°× =π
T
粒子第二次穿过 平面到 第1三=次 0穿co过s60°×平面=的 0时间内沿 轴正 方向前进的距离
2
则粒子第三次穿过 平面时在 轴 上2 =的2坐 标1si为n60° = 2 3
π
粒子第三次穿过 平面时，在 轴=上 1的+坐 1标+为 2 = 3 3 +
故粒子第三次穿过 平面时的位置坐 标=为2 2 = 2 3 π 。
2 3 ,3 3 + ,0
第4页，共4页
{#{QQABbYYQogCAAAAAAAgCEwFgCgCQkAAACaoOAFAYoAAAABFABAA=}#}
