精品解析：北京市清华大学附属中学2023-2024学年高二下学期期中物理试卷

高二第二学期期中试卷 物理 2024.04 年级___________班级___________姓名___________考号___________ 一、单项选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分， 共30分） 1. 首先发现电磁感应现象科学家是（　　） A. 法拉第 B. 奥斯特 C. 楞次 D. 麦克斯韦 2. 在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（　　） A. 亮度高 B. 平行性好 C. 单色性好 D. 波动性好 3. 如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图中的（　　） A. B. C. D. 4. 下列现象属于光的干涉的是（　　） A. 雨后天空中出现彩虹 B. 马路积水上的油膜呈现彩色图样 C. 白光通过一个窄缝后在光屏上形成彩色条纹 D. 一束白光通过三棱镜后形成彩色光带 5. 根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是：（ ） A. 阻碍引起感应电流的磁通量 B. 与引起感应电流的磁场反向 C. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 与引起感应电流的磁场方向相同 6. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示。产生的交变电动势的图像如图2所示，则 A. =0.005s时线框的磁通量变化率为零 B. =0.01s时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311V D. 线框产生的交变电动势频率为100Hz 7. A与B是两束平行的单色光，它们从空气（可当成真空环境）射入水中的折射角分别为θA、θB，若θA>θB，则（　　） A. 在真空中A的传播速度大于B的传播速度 B. 在水中A的传播速度大于B的传播速度 C. A的频率大于B的频率 D. 水对A的折射率大于对B的折射率 8. 如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小 C. 电压表的示数不变 D. 电流表的示数不变 9. 图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 10. 如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。对于线圈B，在时间内，下列说法中正确的是（　　） A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 二、不定项选择题（本题共4小题。在每小题的四个选项中，至少有一项符合题目要求。每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分） 11. 用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上条纹，下列说法中正确的是（　　） A. 双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹 B. 单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹 C. 双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 D. 单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 12. 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，如图所示，能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度 B 的方向跟导体运动速度方向关系的是（　　） A B. C. D. 13. 双缝干涉实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是(　　) A. 若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 B. 若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化 C. 若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 D. 若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化 14. 如图所示电路，两根金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计。斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的力F的作用，金属棒沿导轨匀加速下滑，则在它下滑h高度的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 拉力F恒定不变 B. 金属棒克服安培力做功等于电阻 R上产生的焦耳热 C. 系统产生的电能等于金属棒机械能的减少量减去摩擦生热浪费的能量 D. 金属棒克服拉力 F 所做总功等于棒机械能的减少量减去系统中产生的总热量（包括焦耳热及摩擦生热） 三、填空题 （本题共2 小题，共 18分） 15. 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（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（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 所示的装置做实验，图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左偏转，说明螺线管中的电流方向俯视时沿___________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向。 （3）下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。___________ 实验记录表（部分） 操作 N极朝下拔出螺线管 从上往下看的平面图（B₀表示原磁场， 即磁铁产生的磁场） 原磁场通过螺线管磁通量的增减 减少 感应电流的方向 沿顺时针方向 感应电流的磁场 B'的方向 — （4）当年法拉第做了如下的实验（图 （a）是当年法拉第研究电磁感应时用过的线圈，图（b）是当年法拉第所做实验的示意图）：他把两个线圈绕在同一个铁环上，一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。根据楞次定律判断，在图（b）中，闭合开关时，通过电流表的电流方向是___________（填“向上”或“向下”） 16. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。 （1）当分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹时，手轮上的读数如图所示，则对准第1条时读数：x1=___________第4条的读数：x4___________ （2）计算波长的公式λ=___________（用L、d和x4，x1表示）， 求得的波长值是___________m（该空结果保留三位有效数字）。 17. 如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈分别绕在了图示形状铁心的左右两臂，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2 的匝数比忽略铜损、铁损等影响，在不接负载的情况下，当线圈2输入电压 110V时，线圈 1输出电压为___________ 四、论述计算题（本题共4小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 18. 如图所示，导体棒ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，导体棒的电阻r=0.1Ω，线框中接有电阻 R=0.4Ω，线框放在磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，线框宽度L=0.4m，导体棒运动速度 v=5.0m/s。线框的电阻不计。求： （1）导体棒产生的动生电动势为多少？ （2） a、b两点的电势差 Uab是多少？ （3）导体棒受到的安培力大小是多少？ 19. 如图所示，一小型发电机内有n=100匝矩形线圈，线圈面积S=0.10m2，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B=0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度rad/s。绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路。求： （1）线圈转动时产生感应电动势的最大值； （2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量； （3）线圈匀速转动10s，电流通过电阻R产生的焦耳热。 20. 如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）． （1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况； （2）计算4s内回路中电流大小，并判断电流方向； （3）计算4s内回路产生的焦耳热． 21. 如图所示，平行光滑导轨竖直固定放置，导轨间距为L，导轨间、水平虚线cd和ef间的区域Ⅰ内有垂直于导轨平面向里的匀强磁场、虚线ef下方的区域Ⅱ内有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，两区域内的磁场磁感应强度大小均为B，cd、ef间的距离为为H，长度均为L、质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b垂直于导轨表面放置，金属棒a离磁场边界cd有一定的高度、b离磁场边界cd的距离为，其中g为重力加速度．先固定金属棒b，由静止释放金属棒a，金属棒a进入区域Ⅰ后做加速运动，金属棒a在到达虚线ef之前加速度已为0，当金属棒a刚好要出区域Ⅰ时释放金属棒b，此后，金属棒b在到达虚线ef之前加速度也已为0，不计导轨的电阻，导轨足够长，两金属棒运动过程中始终保持水平，且与导轨接触良好．求： （1）金属棒a刚好要出区域I时速度大小； （2）金属棒b刚进区域I时加速度的大小和方向； （3）若金属棒a开始释放的位置离磁场边界cd的距离为h，则从金属棒a释放到金属棒b刚好要出区域I的过程中，回路中产生的焦耳热． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二第二学期期中试卷 物理 2024.04 年级___________班级___________姓名___________考号___________ 一、单项选择题（本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。每小题3分， 共30分） 1. 首先发现电磁感应现象的科学家是（　　） A. 法拉第 B. 奥斯特 C. 楞次 D. 麦克斯韦 【答案】A 【解析】 【详解】首先发现电磁感应现象的科学家是法拉第。 故选A。 2. 在演示双缝干涉的实验时，常用激光作光源，这主要是应用激光的什么特性（　　） A. 亮度高 B. 平行性好 C. 单色性好 D. 波动性好 【答案】C 【解析】 【详解】频率相同的两束光相遇才能发生干涉，激光的单色性好，频率单一，通过双缝时能够得到两束相干光。 故选C。 3. 如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂泡薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图像应是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】ABCD．铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是基本水平的。故D正确。 故选D。 4. 下列现象属于光的干涉的是（　　） A 雨后天空中出现彩虹 B. 马路积水上的油膜呈现彩色图样 C. 白光通过一个窄缝后在光屏上形成彩色条纹 D. 一束白光通过三棱镜后形成彩色光带 【答案】B 【解析】 【详解】A．雨后天空中出现彩虹是折射产生的的色散现象，选项A错误； B．马路积水上的油膜呈现彩色图样是光的干涉，选项B正确； C．白光通过一个窄缝后在光屏上形成彩色条纹是光的衍射现象，选项C错误； D．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带，是光的折射造成的，选项D错误。 故选B。 5. 根据楞次定律可知感应电流的磁场一定是：（ ） A. 阻碍引起感应电流的磁通量 B. 与引起感应电流的磁场反向 C. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 D. 与引起感应电流的磁场方向相同 【答案】C 【解析】 【详解】当磁通量增大时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相同；即感应电流的磁场一定是阻碍引起感应电流的磁通量的变化． A. 阻碍引起感应电流的磁通量，与分析不相符，故A项错误； B. 与引起感应电流的磁场反向，与分析不相符，故B项错误； C. 阻碍引起感应电流的磁通量的变化，与分析相符，故C项正确； D. 与引起感应电流的磁场方向相同，与分析不相符，故D项错误． 6. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示。产生的交变电动势的图像如图2所示，则 A. =0.005s时线框的磁通量变化率为零 B. =0.01s时线框平面与中性面重合 C. 线框产生的交变电动势有效值为311V D. 线框产生的交变电动势频率为100Hz 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图2可知=0.005s时，线框产生的电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知线框的磁通量的变化率最大，不为零，故A错误； B．由图2可知=0.01s时，线框产生的电动势最小，为零，线框的磁通量最大，故线框平面与中性面重合，故B正确； C．根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为 故C错误； D．根据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为 故D错误。 故选B。 7. A与B是两束平行的单色光，它们从空气（可当成真空环境）射入水中的折射角分别为θA、θB，若θA>θB，则（　　） A. 在真空中A的传播速度大于B的传播速度 B. 在水中A的传播速度大于B的传播速度 C. A的频率大于B的频率 D. 水对A的折射率大于对B的折射率 【答案】B 【解析】 【详解】A．在真空中各种光的传播速度均相同，选项A错误； BCD．根据 因入射角相等，θA>θB，则 nA<nB 则A的频率小于B的频率，根据 可知，在水中A的传播速度大于B的传播速度，选项B正确，CD错误。 故选B。 8. 如图所示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数减小 C. 电压表的示数不变 D. 电流表的示数不变 【答案】A 【解析】 【详解】开关S闭合时，副线圈总的电阻减小，由于变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即V1示数不变，但因副线圈的总电阻减小，则副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，故A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈的电阻R两端的电压增大，而副线圈的总电压不变，所以副线圈并联部分的电压减小，即的示数减小，故电流表的示数减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 9. 图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，A1与L1的电阻值相同 B. 图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流小于L1中电流 C. 图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同 D. 图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．图甲中，断开S1的瞬间，A1灯闪亮，是因为电路稳定时A1的电流小于L1的电流，则可知L1的电阻小于A1的电阻，选项A错误，B正确； C．图乙中，因为要观察两只灯泡发光的亮度变化，两个支路的总电阻相同，因两个灯泡电阻相同，所以变阻器R与L2的电阻值相同，选项C正确； D．图乙中，闭合S2瞬间，L2对电流有阻碍作用，所以L2中电流与变阻器R中电流不相等，选项D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的交变电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。对于线圈B，在时间内，下列说法中正确的是（　　） A. 有顺时针方向的电流，且有扩张的趋势 B. 有顺时针方向的电流，且有收缩的趋势 C. 有逆时针方向的电流，且有扩张的趋势 D. 有逆时针方向的电流，且有收缩的趋势 【答案】C 【解析】 【详解】在t₁~t₂时间内，线圈A中的电流顺时针增加，则穿过线圈B的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，线圈B中有逆时针方向的电流；由于线圈B处所处的磁场垂直纸面向外，根据左手定则可知，线圈B的每一部分电流元都受到向外的安培力，则有扩张的趋势。 故选C。 二、不定项选择题（本题共4小题。在每小题的四个选项中，至少有一项符合题目要求。每小题3分，共12分。每小题全选对的得3分，选对但不全的得2分，只要有选错的该小题不得分） 11. 用单色光做双缝干涉实验和单缝衍射实验，比较屏上的条纹，下列说法中正确的是（　　） A. 双缝干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹 B. 单缝衍射条纹是等间距的明暗相间的条纹 C. 双缝干涉条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 D. 单缝衍射条纹是中央宽、两边窄的明暗相间的条纹 【答案】AD 【解析】 【详解】干涉条纹是等间距明暗相间且亮度基本一致的，而衍射条纹间距不相等，且中央亮条纹最亮、最宽，两侧依次宽度减小，亮度降低。 故选AD。 12. 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动，如图所示，能正确表示感应电流I的方向、磁感应强度 B 的方向跟导体运动速度方向关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．导体棒不切割磁感线，因此无感应电流产生，故A错误； B．伸开右手时，让磁感线穿过掌心，大拇指方向指向导体棒运动方向，则感应电流方向应沿导线向右，故B正确； C．伸开右手时，让磁感线穿过掌心，大拇指方向指向导体棒运动方向，则感应电流方向应沿导线斜向左上方，故C正确； D．伸开右手时，让磁感线穿过掌心，大拇指方向指向导体棒运动方向，则感应电流方向应沿导线向外，故D错误。 故选BC。 13. 双缝干涉实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹．关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是(　　) A. 若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 B. 若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化 C. 若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹 D. 若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化 【答案】ACD 【解析】 【详解】双缝干涉发生后，并不只是在光屏上有干涉图样，而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰．A条纹间距变宽，C、D条纹间距不变．故A、C、D正确． 思路分析：双缝干涉发生后，并不只是在光屏上有干涉图样，而是在双缝右侧的三维空间、只要通过双缝后的两列光波相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象， 试题点评：本题考查了双缝干涉 14. 如图所示电路，两根金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计。斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的力F的作用，金属棒沿导轨匀加速下滑，则在它下滑h高度的过程中，以下说法正确的是（　　） A. 拉力F恒定不变 B. 金属棒克服安培力做功等于电阻 R上产生的焦耳热 C. 系统产生的电能等于金属棒机械能的减少量减去摩擦生热浪费的能量 D. 金属棒克服拉力 F 所做的总功等于棒机械能的减少量减去系统中产生的总热量（包括焦耳热及摩擦生热） 【答案】BD 【解析】 【详解】A．金属棒沿导轨匀加速下滑，受到沿水平向右的安培力，则由牛顿第二定律 则随速度v增加，安培力增加，拉力F减小，选项A错误； B．根据功能关系可知，金属棒克服安培力做功等于回路中产生的电能，即为电阻R上产生的焦耳热，故B正确； CD．根据能量守恒可知，金属棒机械能的减少量等于摩擦生热、克服拉力F的做的功以及产生的电能之和，或者金属棒克服拉力 F 所做的总功等于棒机械能的减少量减去系统中产生的总热量（包括焦耳热及摩擦生热），故C错误，D正确。 故选BD。 三、填空题 （本题共2 小题，共 18分） 15. 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（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（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 所示的装置做实验，图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左偏转，说明螺线管中的电流方向俯视时沿___________（选填“顺时针”或“逆时针”）方向。 （3）下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。___________ 实验记录表（部分） 操作 N极朝下拔出螺线管 从上往下看的平面图（B₀表示原磁场， 即磁铁产生的磁场） 原磁场通过螺线管磁通量的增减 减少 感应电流的方向 沿顺时针方向 感应电流的磁场 B'的方向 — （4）当年法拉第做了如下实验（图 （a）是当年法拉第研究电磁感应时用过的线圈，图（b）是当年法拉第所做实验的示意图）：他把两个线圈绕在同一个铁环上，一个线圈接到电源上，另一个线圈接入“电流表”，在给一个线圈通电或断电的瞬间，另一个线圈中也出现了电流。根据楞次定律判断，在图（b）中，闭合开关时，通过电流表的电流方向是___________（填“向上”或“向下”） 【答案】（1）C （2）逆时针 （3）垂直纸面向里 （4）向上 【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】 电流计指针向左偏转，说明感应电流从正接线柱流出电表，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿逆时针方向。 【小问3详解】 根据右手螺旋定则，感应电流的磁场的方向垂直纸面向里。 【小问4详解】 闭合开关时，通过右侧螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，通过电流表的电流方向是向上的。 16. 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图甲所示，已知双缝与屏的距离L=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量光屏上干涉亮条纹中心的距离，测量头由分划板、目镜、手轮等构成。转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻度对准屏上亮纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的刻度。 （1）当分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹时，手轮上的读数如图所示，则对准第1条时读数：x1=___________第4条的读数：x4___________ （2）计算波长的公式λ=___________（用L、d和x4，x1表示）， 求得的波长值是___________m（该空结果保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. 2.190 ②. 7.868 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]测第1条时固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为 0.01×19.0=0.190mm 所以最终读数为2.190mm。 [2]测第4条时固定刻度读数为7.5mm，可动刻度读数为 0.01×36.8=0.368mm 所以最终读数为7.868mm。 【小问2详解】 [1]相邻两条亮纹间的距离为 根据双缝干涉条纹的间距公式为 解得 [2]代入数据得 m 17. 如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈分别绕在了图示形状铁心的左右两臂，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2 的匝数比忽略铜损、铁损等影响，在不接负载的情况下，当线圈2输入电压 110V时，线圈 1输出电压为___________ 【答案】110V 【解析】 【详解】由 由题意可得 可知 可得 U1=U2=110V 四、论述计算题（本题共4小题，共40分。要求写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 18. 如图所示，导体棒ab沿光滑的导线框向右做匀速运动，导体棒的电阻r=0.1Ω，线框中接有电阻 R=0.4Ω，线框放在磁感应强度 B=0.2T 的匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，线框宽度L=0.4m，导体棒运动速度 v=5.0m/s。线框的电阻不计。求： （1）导体棒产生的动生电动势为多少？ （2） a、b两点的电势差 Uab是多少？ （3）导体棒受到的安培力大小是多少？ 【答案】（1）0.4V；（2）0.32V；（3） 【解析】 【详解】（1） ab边切割磁感线产生的电动势为 E=BLv=0.4V （2）通过线框的电流为 ab边两端电压为路端电压 （3）导体棒受到的安培力大小 19. 如图所示，一小型发电机内有n=100匝矩形线圈，线圈面积S=0.10m2，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B=0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度rad/s。绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与R=100Ω的电阻构成闭合回路。求： （1）线圈转动时产生感应电动势的最大值； （2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量； （3）线圈匀速转动10s，电流通过电阻R产生焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当线圈与磁感线平行时，线圈中感应电动势的最大值，则为 （2）设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过角所用时间为，线圈中的平均感应电动势 通过电阻R的平均电流 在时间内通过电阻横截面的电荷量 （3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值 经过电流通过电阻产生的焦耳热 解得 20. 如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为λ=0.1Ω/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）． （1）通过计算分析4s内导体棒的运动情况； （2）计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向； （3）计算4s内回路产生的焦耳热． 【答案】（1）见解析；（2）0.2A，顺时针方向（3）0.04J 【解析】 【详解】（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动 代入数据解得 t = 1s x = 0.5m 即导体棒在1s末已经停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x=0.5m （2）前2s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E =0，I=0 后2s回路产生的电动势为 回路的总电阻为 R=5λ=0.5Ω 得电流为 I = 0.2A 根据楞次定律，在回路中的电流方向是顺时针方向 . （3）前2s电流为零，后2s有恒定电流，焦耳热为 Q = I2Rt = 0.04J 21. 如图所示，平行光滑导轨竖直固定放置，导轨间距为L，导轨间、水平虚线cd和ef间的区域Ⅰ内有垂直于导轨平面向里的匀强磁场、虚线ef下方的区域Ⅱ内有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，两区域内的磁场磁感应强度大小均为B，cd、ef间的距离为为H，长度均为L、质量均为m、电阻均为R的金属棒a、b垂直于导轨表面放置，金属棒a离磁场边界cd有一定的高度、b离磁场边界cd的距离为，其中g为重力加速度．先固定金属棒b，由静止释放金属棒a，金属棒a进入区域Ⅰ后做加速运动，金属棒a在到达虚线ef之前加速度已为0，当金属棒a刚好要出区域Ⅰ时释放金属棒b，此后，金属棒b在到达虚线ef之前加速度也已为0，不计导轨的电阻，导轨足够长，两金属棒运动过程中始终保持水平，且与导轨接触良好．求： （1）金属棒a刚好要出区域I时速度大小； （2）金属棒b刚进区域I时加速度的大小和方向； （3）若金属棒a开始释放的位置离磁场边界cd的距离为h，则从金属棒a释放到金属棒b刚好要出区域I的过程中，回路中产生的焦耳热． 【答案】（1）（2）金属棒b刚进磁场时的加速度方向向上,大小 （3） 【解析】 【详解】（1）设金属棒a刚好要出区域I时速度大小为v1， 此时回路中电动势 根据闭合电路欧姆定律 由于此时加速度为零，根据力的平衡有 求得 （2）设金属棒b刚进磁场时速度大小为v2，根据机械能守恒定律有： 求得 金属棒b刚进磁场时，回路中的电动势 回路中的电流 由于金属棒b刚进磁场时受到的安培力 因此金属棒b刚进磁场时的加速度方向向上 大小 （3）金属棒b进入磁场的一瞬间，速度与金属棒a的速度相同，加速度也相同，此后两棒一起做相同的变减速运动，设金属棒b刚好要出区域I时的速度大小为v3，此时 回路中的电动势 回路中电流 根据力的平衡有 求得 金属b做自由落体运动的时间 这段时间内，金属棒a下落的高度 设从金属棒a释放到金属棒b刚好要出区域I的过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律有 求得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$