精品解析：山东省潍坊市安丘市潍坊国开中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题

2023-2024学年高二下物理4月份月考卷 （考试时间：90分钟　试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示，直角坐标系xOy的x轴位于水平面内，一段长为L、电流为I的通电导线与x轴重合，电流方向沿着x轴正方向，匀强磁场也位于水平面内，与x轴正方向的夹角为，匀强磁场位于x轴、y轴决定的竖直面内，与y轴正方向的夹角也为。若匀强磁场和的磁感应强度大小相等，均为，则此段通电导线受到的安培力的合力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】本题考查安培力的判断与合成，考查学生的物理观念和科学思维。 【详解】位于水平面内磁场对电流作用力 方向在竖直面内，位于竖直面内磁场对电流作用力 方向在水平面内，因此与垂直，安培力的合力 故选A。 2. 某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为。下列说法正确的是（　　） A. 将磁铁远离线圈的过程中，电子秤的示数等于 B. 将磁铁远离线圈的过程中，电子秤的示数小于 C. 将磁铁加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D. 将磁铁匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将条形磁铁远离线圈的过程，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生了感应电流，根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，线圈与磁铁相互吸引，导致电子秤的示数小于m0，故A错误，B正确； CD．根据楞次定律和安培定则可判断，将一条形磁铁的S极加速或匀速靠近线圈时，线圈中产生的感应电流方向为顺时针方向（俯视），故C、D错误。 故选B。 3. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确的是（　　） A. 当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电 B. 当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压 C. 当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大 D. 若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为 【答案】C 【解析】 【详解】A．当送电线圈N接入恒定电流，则产生的磁场不变化，受电线圈M中的磁通量没有发生变化，故无法产生感应电流，不能为电动汽车充电，故A错误； B．当线圈N接入恒定电流时，受电线圈M中的磁通量不变，故M两端不能产生感应电动势，线圈M两端无电压，故B错误； C．穿过线圈M的磁感应强度增加，根据法拉第电磁感应定律，如果磁感应强度增加的越来越快，则产生增大的感应电动势，线圈M两端产生的电压就可能变大，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律，有 故D错误； 故选C。 4. 如图所示，圆心为、半径为的圆形区域中，有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，带电粒子从点沿直径方向以速度射入磁场，从点射出磁场，速度偏转角为，已知带电粒子的质量为，电荷量为，则下列说法正确的是（ ） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子做圆周运动的半径为 C. 带电粒子在磁场中的运动时间为 D. 带电粒子在磁场中的运动时间为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则和运动轨迹可知，带电粒子带正电，故A错误； B．质子运动轨迹如图所示， 根据几何关系: 解得粒子的回旋半径为 故B正确; CD．根据洛伦兹力提供向心力,由 解得线速度大小为 又根据公式 代入路程与线速度大小数值,解得带电粒子在磁场中的运动时间为 故CD错误。 故选B。 5. 边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中，现把框架匀速水平向右拉出磁场，则下列图像与这一过程相符合的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AC．该过程中，框架切割磁感线的有效长度等于框架与磁场右边界两交点的间距，根据几何关系可得有效长度为 所以电动势为 即 故A错误，C正确； B．框架匀速向右拉出磁场，则由平衡条件可得 即 故B错误； D．外力的功率为 即 故D错误。 故选C。 6. 近年基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 B. 接收线圈与发射线圈中电流之比为22：1 C. 接收线圈的频率小于发射线圈的频率 D. 接收线圈的输出电压约为8V 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于存在漏磁现象，穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的不相同，故A错误。 B．由于存在磁漏现象，电流比不再与匝数成反比，故B错误； C．变压器不改变其交变电流的频率，故C错误； D．根据 联立可得 可得接收线圈的输出电压约为 U2=8V 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光。若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列描述中正确的是（　　） A. 刚接通S2，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮 B. 刚接通S2时，A灯延迟一段时间才亮，B灯就立即亮 C. 接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗 D. 接通S2，电路稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．接通S2电源就开始给电路供电，电感线圈L会发生通电自感现象，使通过线圈的电流由零逐渐增大，但自感现象不会影响到两灯泡的发亮，所以灯泡A、B会同时变亮。故AB错误； C．待电路稳定后，由于线圈的电阻不计，B灯相当于与一段导线并联，被短路所以B灯将会熄灭，电源只给A灯供电，A灯将变得更亮。故C错误； D．在断开S2时，A灯与电路断开将立即熄灭，而B灯与电感线圈构成闭合电路，由于线圈的自感现象，B灯会先亮一下后再熄灭。故D正确。 故选D。 8. 下列关于电磁感应现象中说法不正确的是（ ） A. 图甲当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动 B. 图乙真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属 C. 图丙磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，使线框尽快停止摆动利用了电磁阻尼原理 D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲当蹄形磁体顺时针转动时，通过铝框的磁通量变化，铝框产生感应电流，感应电流的磁场阻碍磁通量变化，则铝框将顺时针转动，A错误； B．高频交流电产生高频交变磁场，因电磁感应使金属产生涡流，由于电流的热效应，从而炼化金属，B正确； CD．线圈在磁场中偏转时，由于电磁感应现象中的“阻碍”作用，产生阻碍线圈的偏转，这是电磁阻尼原理，CD选项的描述均利用了这种原理，CD正确。 本题选择说法不正确的，故选A。 9. 质谱仪工作原理如图所示，带电粒子从容器下方的小孔S1飘入加速电场，其初速度几乎为0，经过S2从O点垂直磁场边界射入匀强磁场，a、b两粒子分别打到照相底片上的P1、P2点，P1到O点的距离小于P2到O点的距离。忽略粒子的重力，下列说法中正确的是（ ） A. a的比荷大于b的比荷 B. 在磁场中a的速率一定大于b的速率 C. 在磁场中a的动能一定大于b的动能 D. a在磁场中的运动时间小于b在磁场中的运动时间 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．带电粒子在电场中加速，由动能定理可得 带电粒子在磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力，可得 联立解得 由上式可知带电粒子比荷越大半径越小，由图可知a粒子的半径小，b粒子的半径大，则有a的比荷大于b的比荷，A正确； B．由 可得 粒子比荷越大，出加速电场时的速率越大，则在磁场中的速率也越大，在磁场中a的速率一定大于b的速率，B正确； C．由 可知，若两粒子带电荷量相同，质量不同时，则两粒子的动能一定相同，因a、b两粒子的电荷量关系未知，因此两粒子的动能关系不能确定，C错误； D．带电粒子在磁场中的运动时间为 可知粒子的比荷越大，运动时间越小，因此a在磁场中的运动时间小于b在磁场中的运动时间，D正确。 故选ABD。 10. 如图所示，导体棒a、b放置于足够长的水平光滑平行金属导轨上，导轨左右两部分的间距分别为L和3L，导体棒a、b的质量分别为m和3m，接入电路的电阻分别为R和3R，导轨电阻忽略不计。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，a、b两导体棒均以相同的初速度开始向右运动，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒a始终在窄轨道上运动，导体棒b始终在宽轨道上运动，直到最后两导体棒达到稳定状态。下列正确的是（　　） A. 运动过程闭合回路中的最大电流为 B. 稳定状态时导体棒a和b的速度都为 C. 运动过程中导体棒a产生的焦耳热为 D. 从开始运动直到稳定状态时流过导体棒a某一横截面的电荷量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开始时，回路感应电动势最大，最大感应电动势为 则感应电流的最大值为 解得 故A正确； B．稳定状态时，回路的感应电动势为0，感应电流为0，导体棒a、b均向右做匀速直线运动，由于回路的感应电动势为0，则有 对导体棒a，根据动量定理有 对导体棒b，根据动量定理有 解得 ， 故B错误； D．从开始运动直到稳定状态时流过导体棒a某一横截面的电荷量 结合上述解得 故D正确； C．根据能量守恒定律，回路产生的总的焦耳热为 运动过程中导体棒a产生的焦耳热为 解得 故C错误。 故选AD。 11. 如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流正方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，则（　　） A. 0时刻穿过线圈P磁通量为零，所以P中感应电流也为零 B. 时间内穿过线圈磁通量增大，线圈有扩张的趋势 C. 时刻P中无感应电流， D. 时间内螺线管对线圈的排斥力先增大后减小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，0时刻螺线管中电流为0，电流的变化率最大，则0时刻穿过线圈P磁通量为零，P中感应电流最大，故A错误； B．由图乙可知，时间内螺线管中电流增大，穿过线圈磁通量增大，由楞次定律可知，线圈有收缩的趋势，故B错误； C．由图乙可知，时刻螺线管中电流的变化率为0，则P中无感应电流，则有 故C正确； D．由图乙可知，时刻，螺线管中电流为0，电流的变化率最大，P中感应电流最大，二者之间没有安培力，时刻，螺线管中电流的变化率为0，P中无感应电流，二者之间没有安培力，则时间内螺线管对线圈的排斥力先增大后减小，故D正确。 故选CD。 12. 回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U。周期为T的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（　　） A. 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大 B. 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短 C. 若磁感应强度B增大，交变电场周期T必须减小才能正常工作 D. 不改变磁感应强度B和交变电场周期T，该回旋加速器也能用于加速粒子 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设回旋加速器D形盒的半径为R，质子获得的最大速度为vm，根据牛顿第二定律有 解得 质子的最大动能为 可知Ekm与交流电压U无关，只增大交流电压U，质子获得的最大动能不变，A错误； B．设质子在回旋加速器中加速的次数为n，根据动能定理有 解得 质子在回旋加速器中运行时间为 可知若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短，B正确。 CD．质子每个运动周期内被加速两次，交流电源每个周期方向改变两次，所以交流电源的周期等于质子的运动周期，即 可知若磁感应强度B增大，交流电周期T必须适当减小才能正常工作，且由于α粒子和质子的比荷不同，所以不改变磁感应强度B和交流电频率T，该回旋加速器不能用于加速α粒子，D错误，C正确。 故选BC。 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13. 刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁___________（填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 【答案】 ①. 向右 ②. 上端 ③. 相同 【解析】 【详解】（1）[1]闭合开关时通过线圈B的磁通量增大，灵敏电流计的指针向左偏，则要使灵敏电流计的指针向右偏转，应使通过线圈B的磁场变弱（即通过线圈B的磁通量减小），通过线圈A的电流应减小，则滑动变阻器的滑片应该向右滑动。 （2）[2][3]根据题述电流方向可知，感应电流的磁场方向竖直向下，结合楞次定律可知，原磁场磁通量方向向上，即条形磁铁上端为N极。根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。 14. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。 （1）实验室中有下列器林： A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B.条形磁铁 C.直流电源 D.多用电表 E.开关、导线若干 上述器材在本实验中无用的是__________（填器材序号）本实验中还需用到的器材有__________。 （2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”、“减小”或“不变”）：然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压__________（选填“增大”、“减小”或“不变）；上述“探究副线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是__________（选填） A.控制变量法 B.等效替代法 C.描迹法 【答案】（1） ①. BC##CB ②. 低压交流电源 （2） ①. 增大 ②. 减小 ③. A 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验中用交流电源，不需要直流电源，且使用变压器不需要条形磁铁，故不需要BC。还需要低压交流电源供电。 【小问2详解】 [1][2]保持原线圈的匝数不变，增加副线圈匝数，根据，可知，增加副线圈的匝数，副线圈两端电压增大。再增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压减小。 [3]实验中采用的实验方法是控制变量法。 故选A。 三、计算题：本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，在空间中有一垂直纸面向里方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为，磁感应强度为，边长为、电阻为、质量为的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈边刚出磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为，求： （1）边刚出磁场下边缘时的速度； （2）导线框穿过磁场所产生的焦耳热； （3）导线框从开始下落到边到达磁场下边缘流过线框的电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当线圈边刚出磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，根据受力平衡可得 又 联立解得 （2）导线框从进入磁场到MN离开磁场的过程中，根据能量守恒可得 解得产生的焦耳热为 （3）导线框从开始下落到边到达磁场下边缘过程，流过线框的电荷量为 代入数据解得 16. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求: （1）升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线的总电阻R； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】（1）1:5；（2）；（3）95:11 【解析】 【详解】（1）升压变压器、副线圈匝数比为 （2）发电机输出功率等于升压变压器的输出功率，有 导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有 输电线的总电阻 （3）设降压变压器原线圈上电压为 降压变压器原、副线圈匝数比为 17. 如图所示，等腰直角三角形（、斜边长度为）的区域内存在垂直于纸面向外、大小为B的匀强磁场，圆心为O、半径为L的圆形区域内存在垂直于纸面向里、大小也为B的匀强磁场，两个磁场区域在的中点P相切。一根长为，电阻忽略不计的金属棒一端铰接于P点，另一端位于M点，在金属棒的两端引出两根导线（电阻不计）接上定值电阻R（未画出）。现让金属棒在外力作用下以角速度ω逆时针匀速运动，转动过程中导线与电阻R始终在磁场外，求： （1）当金属棒经过的中点D时，电阻R的电功率为多少； （2）金属棒的端点从M点转到N点的过程中，流过电阻R的电荷量； （3）从金属棒离开边界开始计时，转动的过程中，流过电阻R瞬时电流的表达式。 【答案】（1）；（2）；（3）（） 【解析】 【详解】（1）当金属棒经过的中点D时，由 其中 电阻R的电功率为 （2）由法拉第电磁感应定律 由闭合电路的欧姆定律 电荷量 其中 联立可得，金属棒的端点从M点转到N点的过程中，流过电阻R的电荷量为 （3）由几何关系可知，从金属棒离开边界开始计时，转动的过程中，导体棒做切割磁感线的长度为 其中 所以导体棒做切割磁感线产生的感应电动势为 由闭合电路的欧姆定律得流过电阻R瞬时电流的表达式为 （） 18. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为，宽度为，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为。质量为的导体棒垂直于导轨放置，距离顶端，接入电路的电阻为，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为。在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。先固定导体棒，后让由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度取，，。求： （1）时流过小灯泡的电流大小和方向； （2）小灯泡稳定发光时导体棒运动的速度； （3）从时刻到棒刚开始匀速运动这一过程中流经棒的电荷量为，求这一过程中棒产生的热量。 【答案】（1）0.1A，从右向左；（2）5m/s；（3）0.17J 【解析】 【详解】（1）在0～2s的时间内，MN静止，由电磁感应定律可得，电动势为 再由欧姆定律得，电流为 由于磁场是逐渐变大的，磁通量是均匀增加的，故产生感应电动势的磁场是相反的，即沿斜面向上，由右手定则可判断出回路中的电流方向为逆时针方向，通过小灯泡的电流方向为从右向左。 （2）2s后，MN由静止释放时，此时它受到的安培力为F=BIL=0.8T×0.1A×0.5m=0.04N 而导体棒的重力沿斜面向下的分量为mgsin37°=0.2kg×10N/kg×0.6=1.2N 故导体棒会向下运动；待小灯泡稳定发光时，说明MN在某一速度下运动时，它受到的力是平衡的。 由导体棒的受力平衡可得F=mgsin37°-μmgcos37°=0.2kg×10N/kg×(0.6-0.5×0.8)=0.4N 故安培力的大小为F=0.4N 设平衡时电路中的电流为I1，由公式F=BI1L 得电路中的电流为 设平衡时导体棒的运动速度为v，则根据， 可得1A= 解得v=5m/s （3）0~2s时间内，流经棒的电荷量为 此过程棒上产生的热量为 设2s后经过t2时间导体棒开始匀速，导体棒下滑位移为x，则 又 可解得x=7m 设此阶段导体棒上产生的热量为Q2，则由能量守恒定律 解得=0.15J 从时刻到棒刚开始匀速运动过程中，棒产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年高二下物理4月份月考卷 （考试时间：90分钟　试卷满分：100分） 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示，直角坐标系xOy的x轴位于水平面内，一段长为L、电流为I的通电导线与x轴重合，电流方向沿着x轴正方向，匀强磁场也位于水平面内，与x轴正方向的夹角为，匀强磁场位于x轴、y轴决定的竖直面内，与y轴正方向的夹角也为。若匀强磁场和的磁感应强度大小相等，均为，则此段通电导线受到的安培力的合力大小为（　　） A. B. C. D. 2. 某同学在学习了电磁感应相关知识之后，做了探究性实验：将闭合线圈按图示方式放在电子秤上，线圈上方有一极朝下竖直放置的条形磁铁，手握磁铁在线圈的正上方静止，此时电子秤的示数为。下列说法正确的是（　　） A. 将磁铁远离线圈的过程中，电子秤的示数等于 B. 将磁铁远离线圈的过程中，电子秤的示数小于 C. 将磁铁加速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） D. 将磁铁匀速靠近线圈的过程中，线圈中产生的电流沿逆时针方向（俯视） 3. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图甲为电动汽车无线充电原理图，M为受电线圈，N为送电线圈。图乙为受电线圈M的示意图，线圈匝数为n、横截面积为S，a、b两端连接车载变流装置，某段时间内线圈N产生的磁场平行于圆轴线向上穿过线圈M。下列说法正确的是（　　） A. 当线圈M中磁感应强度B不变时，能为电动汽车充电 B. 当线圈N接入恒定电流时，线圈M两端产生恒定电压 C. 当线圈M中的磁感应强度B增加时，线圈M两端产生电压可能变大 D. 若这段时间内线圈M中磁感应强度大小均匀增加，则M中产生的电动势为 4. 如图所示，圆心为、半径为的圆形区域中，有垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，带电粒子从点沿直径方向以速度射入磁场，从点射出磁场，速度偏转角为，已知带电粒子的质量为，电荷量为，则下列说法正确的是（ ） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子做圆周运动的半径为 C. 带电粒子在磁场中的运动时间为 D. 带电粒子在磁场中的运动时间为 5. 边长为a的闭合金属正三角形框架，左边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中，现把框架匀速水平向右拉出磁场，则下列图像与这一过程相符合的是（　　） A. B. C. D. 6. 近年基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（　　） A. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同 B. 接收线圈与发射线圈中电流之比为22：1 C. 接收线圈的频率小于发射线圈的频率 D. 接收线圈的输出电压约为8V 7. 如图所示，A、B是两盏完全相同的白炽灯，L是电阻不计的电感线圈，如果断开开关S1，接通S2，A、B两灯都能同样发光。若最初S1是接通的，S2是断开的，那么下列描述中正确的是（　　） A. 刚接通S2，A灯就立即亮，B灯延迟一段时间才亮 B. 刚接通S2时，A灯延迟一段时间才亮，B灯就立即亮 C. 接通S2以后，A灯变亮，B灯由亮变暗 D. 接通S2，电路稳定后再断开S2时，A灯立即熄灭，B灯先亮一下，然后熄灭 8. 下列关于电磁感应现象中说法不正确的是（ ） A. 图甲当蹄形磁体顺时针转动时，铝框将朝相反方向转动 B. 图乙真空冶炼炉能在真空环境下，使炉内的金属产生涡流，从而炼化金属 C. 图丙磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，使线框尽快停止摆动利用了电磁阻尼原理 D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 9. 质谱仪工作原理如图所示，带电粒子从容器下方的小孔S1飘入加速电场，其初速度几乎为0，经过S2从O点垂直磁场边界射入匀强磁场，a、b两粒子分别打到照相底片上的P1、P2点，P1到O点的距离小于P2到O点的距离。忽略粒子的重力，下列说法中正确的是（ ） A. a的比荷大于b的比荷 B. 在磁场中a的速率一定大于b的速率 C. 在磁场中a的动能一定大于b的动能 D. a在磁场中的运动时间小于b在磁场中的运动时间 10. 如图所示，导体棒a、b放置于足够长的水平光滑平行金属导轨上，导轨左右两部分的间距分别为L和3L，导体棒a、b的质量分别为m和3m，接入电路的电阻分别为R和3R，导轨电阻忽略不计。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，a、b两导体棒均以相同的初速度开始向右运动，两导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导体棒a始终在窄轨道上运动，导体棒b始终在宽轨道上运动，直到最后两导体棒达到稳定状态。下列正确的是（　　） A. 运动过程闭合回路中的最大电流为 B. 稳定状态时导体棒a和b的速度都为 C. 运动过程中导体棒a产生的焦耳热为 D. 从开始运动直到稳定状态时流过导体棒a某一横截面的电荷量为 11. 如图甲所示，圆形线圈P静止在水平桌面上，其正上方固定一螺线管Q，P和Q共轴，Q中通有变化的电流i，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流正方向如图甲中箭头所示。P所受的重力为G，桌面对P的支持力为，则（　　） A. 0时刻穿过线圈P磁通量为零，所以P中感应电流也为零 B. 时间内穿过线圈磁通量增大，线圈有扩张的趋势 C. 时刻P中无感应电流， D. 时间内螺线管对线圈的排斥力先增大后减小 12. 回旋加速器工作原理示意图如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，两盒间的狭缝很小，粒子穿过的时间可忽略，它们接在电压为U。周期为T的交流电源上，若A处粒子源产生的质子在加速器中被加速，下列说法正确的是（　　） A. 若只增大交流电压U，则质子获得的最大动能增大 B. 若只增大交流电压U，则质子在回旋加速器中运行时间会变短 C. 若磁感应强度B增大，交变电场周期T必须减小才能正常工作 D. 不改变磁感应强度B和交变电场周期T，该回旋加速器也能用于加速粒子 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2小题，共15分。 13. 刘同学研究电磁感应现象的实验装置如图甲所示，该同学正确连接电路，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。 （1）闭合开关电路稳定后，该同学将滑动变阻器的滑片___________（填“向左”或“向右”）移动时，灵敏电流计的指针向右偏转。 （2）该同学继续用如图乙所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素，实验中发现感应电流从“+”接线柱流入灵敏电流计（指针向右偏转），螺线管的绕线方向在图丙中已经画出。若将条形磁铁向下插入螺线管时，指针向右偏转，则条形磁铁___________（填“上端”或“下端”）为N极。进一步实验发现，当穿过螺线管的原磁场磁通量减小时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向___________（填“相同”或“相反”）。 14. 实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”。 （1）实验室中有下列器林： A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B.条形磁铁 C.直流电源 D.多用电表 E.开关、导线若干 上述器材在本实验中无用的是__________（填器材序号）本实验中还需用到的器材有__________。 （2）该学生继续做实验，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________（选填“增大”、“减小”或“不变”）：然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压__________（选填“增大”、“减小”或“不变）；上述“探究副线圈两端的电压与匝数的关系”中采用的实验方法是__________（选填） A.控制变量法 B.等效替代法 C.描迹法 三、计算题：本题共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，在空间中有一垂直纸面向里方向的匀强磁场区域，磁场上下边缘间距为，磁感应强度为，边长为、电阻为、质量为的正方形导线框紧贴磁场区域的上边从静止下落，当线圈边刚出磁场的下边缘时，恰好开始做匀速运动，重力加速度为，求： （1）边刚出磁场下边缘时的速度； （2）导线框穿过磁场所产生的焦耳热； （3）导线框从开始下落到边到达磁场下边缘流过线框的电荷量。 16. 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，输电线上损失了0.5kW，最后用户得到220V的电压，求: （1）升压变压器原、副线圈的匝数比； （2）输电线的总电阻R； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比。 17. 如图所示，等腰直角三角形（、斜边长度为）的区域内存在垂直于纸面向外、大小为B的匀强磁场，圆心为O、半径为L的圆形区域内存在垂直于纸面向里、大小也为B的匀强磁场，两个磁场区域在的中点P相切。一根长为，电阻忽略不计的金属棒一端铰接于P点，另一端位于M点，在金属棒的两端引出两根导线（电阻不计）接上定值电阻R（未画出）。现让金属棒在外力作用下以角速度ω逆时针匀速运动，转动过程中导线与电阻R始终在磁场外，求： （1）当金属棒经过的中点D时，电阻R的电功率为多少； （2）金属棒的端点从M点转到N点的过程中，流过电阻R的电荷量； （3）从金属棒离开边界开始计时，转动的过程中，流过电阻R瞬时电流的表达式。 18. 如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为，宽度为，电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为。质量为的导体棒垂直于导轨放置，距离顶端，接入电路的电阻为，两端与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为。在导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。先固定导体棒，后让由静止释放，运动一段时间后，小灯泡稳定发光。重力加速度取，，。求： （1）时流过小灯泡的电流大小和方向； （2）小灯泡稳定发光时导体棒运动的速度； （3）从时刻到棒刚开始匀速运动这一过程中流经棒的电荷量为，求这一过程中棒产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $