2025-2026学年高二下学期物理期末限时训练

**基本信息** 本卷为高中物理电磁学单元期末限时训练，涵盖电磁感应、磁场、电路等核心知识，通过真实情境（如磁电式仪表、真空冶炼炉）和综合问题（如双导体棒运动、粒子电磁场运动），考查物理观念与科学思维，适配期末复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|8题（单选+多选）|电磁感应现象、自感、交变电流、带电粒子在磁场运动等|结合科技情境（如磁电式仪表阻尼），通过楞次定律、法拉第电磁感应定律考查科学推理| |计算题|2题|粒子在电磁场中的运动、导体棒切割磁感线与能量问题|综合应用动量定理、能量守恒，注重模型建构（如粒子运动轨迹分析），匹配高考命题趋势|

物理限时训练(0428) 1．如图所示，关于下列器材的原理和用途，正确的是（　　） A．线圈在磁场中旋转会产生感应电流 B．转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 C．真空冶炼炉的工作原理是在线圈上产生涡流，涡流产生热量使炉内金属熔化 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 2.如图，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其电阻忽略不计。下列说法正确是（　　） A．S闭合瞬间，A先亮 B．S闭合瞬间，A、B同时亮 C．S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 D．S断开瞬间，B逐渐熄灭 3．如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈的面积为S，总电阻为R，转动的角速度是，磁感强度是B，下列说法正确的是（　　） A．图示位置时线圈中的感应电流为逆时针方向 B．在图示位置时线圈中的感应电流为 C．从图示位置转过时线圈中的感应电动势最大 D．从图示位置开始线圈转过，通过线圈某一横截面的电量为 4．如图所示，单匝正方形线圈在外力作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场。第二次进入磁场与第一次进入比较（　　） A．回路的电流 B．外力的功率 C．产生的热量 D．回路中流过的电量 5．如图，边长为2a的等边三角形ABC区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一束质量为m电荷量为-q（q>0）的同种带电粒子（不计重力），从AB边的中点，以不同速率沿不同方向射入磁场区域（均垂直于磁场方向射入），下列说法错误的是（　　） A．若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最大速率为 B．若粒子均平行于BC边射入，则从BC边射出的粒子最小速率为 C．若粒子均垂直于AB边射入，则粒子可能从BC边上距B点a处射出 D．若粒子射入时的速率为，则粒子从BC边射出的最短时间为 6．如图甲，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一个不变形的铜圆环，规定从上向下看时，铜环中的感应电场E沿顺时针方向为正方向，规定竖直向上为磁场的正方向。图乙表示铜环中的感应电场E随时间变化的图象，则磁场B随时间t变化的图象可能是图中的（   ） A． B． C． D． 7．如图所示，光滑水平平行导轨置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直水平面向下，左侧导轨间距为L，右侧导轨间距为2L，且导轨两侧均足够长。质量为m的导体棒ab和质量为2m的导体棒cd均垂直于导轨放置，处于静止状态。ab的电阻为R，cd的电阻为2R，两棒始终在对应的导轨部分运动。现给cd一水平向右的初速度v0，则(　　) A．两棒组成的系统动量守恒 B．最终通过两棒的电荷量为 C．ab棒最终的速度为v0 D．从cd棒获得初速度到二者稳定运动过程中产生的焦耳热为mv02 8．如图两条相距为L的足够长的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端有一电容为C的不带电的电容器和一定值电阻R，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，质量为m的金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，金属棒及导轨电阻不计。现给棒一个平行导轨向右的初速度，下列关于单刀双掷开关接不同位置的说法正确的是（　　） A．接1时，若流过金属棒横截面的电荷量为q时，棒速度减为零，则流过金属棒的电荷量为时，金属棒的速度为 B．接1时，若金属棒的速度为时的位移为x，则金属棒的最大位移为 C．接2时，金属棒做匀速直线运动时的速度一定是 D．接2时，金属棒做匀速直线运动时的速度 9.如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度未知；第Ⅳ象限存在沿y轴正方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴负半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经过x轴上的N点与x轴正方向成θ＝60°角射入磁场，最后从y轴正半轴上的P点垂直于y轴射入第Ⅱ象限。不计粒子重力，求： (1)M、N两点间的电势差； (2)第Ⅰ象限磁场的磁感应强度B的大小； (3)粒子从M点运动到P点的总时间。 10.如图足够长的光滑U形金属导轨固定在倾角的斜面上，导轨宽度，下端连接一个阻值为的电阻。一质量、长度也为的导体棒垂直导轨放置，整个装置处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一根不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮，一端与导体棒相连，另一端悬挂一质量的重物，轻绳与斜面平行。设重物距地面足够高，系统从静止释放开始计时，与导轨接触良好，导体棒和导轨电阻均不计，取重力加速度。 (1)求导体棒能达到的最大速度； (2)导体棒的速度达到最大速度的一半时，导体棒的加速度； (3)设时，导体棒的速度达到最大速度的，求此过程中电阻上产生的焦耳热。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C B A C BC BC AD 1．D【详解】A．闭合线圈平面垂直于磁场，线圈在磁场中旋转，线圈的磁通量不变，因此不会产生感应电流，故A错误；B．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同方向转动，故B错误；C．真空冶炼炉的工作原理，在炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时金属中产生涡流，真空冶炼炉是利用金属中涡流产生热量使炉内金属熔化。故C错误；D．磁电式仪表中的铝框能起电磁阻尼的作用，指针转动时铝框中会产生感应电流，铝框受安培力的阻碍作用，从而使指针迅速稳定，故D正确。故选D。 2．C【详解】AB．刚通电时，自感线圈相当于断路，二极管中为反向电流，则电流既不通过A灯，也不通过B灯。电路稳定时，依题意，自感线圈相当于导线，则电流流过B灯，B灯发光，则S闭合瞬间，A、B两灯均不亮，然后A灯仍不亮，B灯逐渐变亮，故AB错误； CD．开关断开瞬间，自感线圈相当于电源，自感线圈与二极管、A灯形成回路，二极管中为正向电流，则A灯闪亮一下，然后逐渐熄灭，开关断开后，B灯不处在回路中，B灯立即熄灭，故C正确，D错误。故选C。 3．B【详解】A．单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，图示位置为中性面的垂面，右边正向里垂直切割磁感线，由右手定则可知感应电流为顺时针方向，故A错误；B．在图示位置时线圈的感应电动势最大，为则感应电流为故B正确；C．从图示位置转过时回到中性面，则线圈中的感应电动势为零，故C错误；D．从图示位置开始线圈转过，磁通量变化量为，则通过线圈横截面的电量为故D错误；故选B。 4．A【详解】设磁感应强度为B，线圈的边长为L，线圈电阻为R A．线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势E=BLv，感应电流可知感应电流I与速度v成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中电流之比等于速度之比，即故A正确； B．线圈进入磁场时受到的安培力线圈做匀速直线运动，由平衡条件得，外力 则外力功率 功率与速度的平方成正比，第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为故B错误； C．线圈进入磁场过程中产生的热量 产生的热量与速度成正比，第二次进入与第一次进入时线圈中产生热量之比为故C错误； D．通过导线横截面电荷量 电荷量与速度无关，电荷量之比为1：1，故D错误。故选A。 5．C【详解】A．若粒子均平行于BC边射入，从BC边射出的粒子速度最大时，半径最大，此时轨迹经过C点，如图所示 由几何关系得解得 根据，解得，故A正确，不满足题意要求； B．若粒子均平行于BC边射入，当从BC边射出的粒子速率最小时，半径最小，此时轨迹与BC边相切，则根据，解得，故B正确，不满足题意要求； C．若粒子均垂直于AB边射入，则当轨迹与BC相切时，如图所示由几何关系可得 解得则粒子不可能从BC边上距B点处射出，故C错误，满足题意要求；D．若粒子射入时的速率为，则轨道半径为 粒子从BC边射出的时间最短时，轨迹对应的弦最短，最短弦为射入点到BC的距离，长度为，如图所示由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为，则最短时间为，故D正确，不满足题意要求。故C。 6．BC 感应电场方向就是感应电流方向,由图乙知，0-1s，铜环中的感应电流是一个定值，方向为顺时针方向；1s-3s，铜环中的感应电流为零，3s-5s铜环中的感应电流为一个定值，且方向为逆时针方向，大小小于0-1s的电流大小，根据电磁感应定律可判断，0-1s磁感应强度增大，且是均匀增大，1s-3s磁感应强度不变，3s-5s磁感应强度减小，且是均匀减小，磁场方向为竖直向上，为正方向；或者根据电磁感应定律可判断，0-1s磁感应强度减小，且是均匀变小，1s-3s磁感应强度不变，3s-5s磁感应强度变大，且是均匀增大，磁场方向为竖直向下，为负方向。故选BC。 7.BC 解析：当cd棒向右运动时，受向左的安培力，ab棒受向右的安培力，且Fcd＝2Fab，可知两棒组成的系统合力不为零，则系统动量不守恒，选项A错误；cd棒获得速度后，电路中产生感应电流，cd棒减速，ab棒加速，当BLvab＝2BLvcd时，电路中磁通量不变，没有感应电流，最终两棒做匀速直线运动，由动量定理得－2BLt＝2mvcd－2mv0，BLt＝mvab，得vcd＋vab＝v0，联立解得vab＝v0，vcd＝v0，因q＝t，可得q＝，B、C正确；从cd棒获得初速度到二者稳定运动，此过程中产生的焦耳热为Q＝·2mv02－·mvab2－·2mvcd2，解得Q＝mv02，D错误。 8.AD【详解】A．接1时：对棒由动量定理有 而 即 当流过棒的电荷量为时有解得，故A正确； B．因为则， 可知当棒的速度为时的位移为时，棒的最大位移为，故B错误； CD．接2时，当棒匀速运动时且对棒由动量定理得又 联立得即，故C错误，D正确。故选AD。 9.(1)　(2)　(3)(＋) 解析：(1)设粒子在N点的速度为v，根据速度的合成与分解可得vcos 60°＝v0 从M到N根据动能定理可得qUMN＝mv2－mv02 联立可得v＝2v0，UMN＝。 (2)从M到N，设粒子沿y轴方向的位移为y，沿x轴方向的位移为x，经历的时间为t1，运动轨迹如图所示。根据电场强度与电势差的关系可得 Ey＝UMN 竖直方向y＝t1 水平方向x＝v0t1 粒子在磁场中做圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m 其中半径为r＝ 联立解得t1＝，B＝。 (3)由题意可知粒子的运动分为两段，一个是在电场中的类平抛运动，一个是在磁场中的匀速圆周运动，在磁场中带电粒子转过圆心角θ＝120°，所以带电粒子在磁场中的运动时间 t2＝×＝ 故粒子从M点运动到P点的总时间t＝t1＋t2＝(＋) 10．(1) (2)，方向沿斜面向上 (3)Q=0.15J （1）导体棒达到最大速度时做匀速直线运动，切割磁感线产生的感应电动势为 感应电流为 导体棒受到的安培力为 导体棒达到最大速度时，由平衡条件得代入数据，联立解得 （2）最大速度的一半为 此时安培力 对导体棒和重物组成的系统，由牛顿第二定律得 代入数据，解得 方向沿斜面向上。 （3）以导体棒和重物为系统，规定沿斜面向上为正方向，由动量定理有 其中为安培力的冲量，且 联立解得 因为电荷量与磁通量变化的关系为 代入数据得 根据系统能量守恒有 联立解得 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $