精品解析：云南省昆明市官渡区云南大学附属中学星耀学校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题

云南大学附属中学星耀学校2023—2024学年（下）期中考试 高二物理试卷 （考试时长：90分钟 总分：100分） 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 任何交变电流的有效值都是它峰值的 B. 感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化 C. 穿过某一回路的磁通量变化越大，回路中产生的感应电动势越大 D. 电网输电使电力供应更加可靠、质量更高 【答案】D 【解析】 【详解】A.只有正弦或余弦交变电流的有效值才是它峰值的，故A错误； B.感应电流的磁场可能会与原磁场同向，故B错误； C.穿过某一回路的磁通量变化越快，回路中产生的感应电动势越大，故C错误； D.电网输电使电力供应更加可靠、质量更高，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　） A. 当线圈以dc边为轴转动时，无感应电流产生 B. 若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生 C. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d D. 当线圈向左平动，其中感应电流方向是a→d→c→b 【答案】B 【解析】 【详解】A．当线圈以dc边为轴转动时，穿过线圈平面得出磁通量发生变化，会产生感应电流，A错误； B．若线圈在平面内上、下平动，穿过线圈平面得出磁通量不发生改变，不能产生感应电流，B正确； C．根据安培定则可知，导线右边的磁场方向垂直纸面向里，当线圈向右平移时，离导线越远的区域磁场越弱，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场也是垂直纸面向里，故感应电流的方向为a→d→c→b，C错误； D．根据安培定则可知，导线右边的磁场方向垂直纸面向里，当线圈向左平动，离导线越近的区域磁场越强，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场也是垂直纸面向外，故感应电流的方向为a→b→c→d，D错误。 故选B。 3. 如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，仅增大加速电压，粒子的最大动能就会增加 B. 乙图中，B极板是发电机的负极 C. 丙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 D. 丁图中，只有带负电的粒子从左侧射入才能沿直线通过从右侧射出 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时，粒子具有最大速度，即 粒子的最大动能 由此可见最大动能与加速电压无关，故A错误； B．乙图中，等离子体进入A、B极板之间后，受到洛伦兹力作用，由左手定则可知，正电粒子向B极板偏转，负电粒子向A极板偏转，则B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B错误； C．丙图中，粒子射出速度选择器后在磁场中运动有 解得 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即r越小，则粒子的比荷越大，故C正确； D．丁图中，不够是带正电的粒子还是带负电的粒子从左侧射入，受到的电场力与洛伦兹力方向均相反，当满足 即 带正、负电的粒子从左侧射入均能沿直线通过从右侧射出，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数匝的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈的最大磁通量为0.1Wb B. 受电线圈产生的电动势的有效值为 C. 在时刻，受电线圈产生的电动势为20V D. 在时刻，受电线圈产生的电动势为 【答案】B 【解析】 【详解】A．如图可知，最大磁通量为，A错误； B．受电线圈产生电动势的最大值为 可得 有效值为 B正确； CD．在时刻，时刻，磁通量均最大，磁通量变化率为0，受电线圈产生的电动势为0，CD均错误。 故选B。 5. 在如图所示的电路中，L是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮 B. 闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是立即亮 C. 断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭 D. 断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭 【答案】A 【解析】 【详解】AB．开关S闭合的瞬间，由于二极管不导通，则A灯不亮；而B灯由于电感的作用，使得通过线圈的电流逐渐变大，可知流过B的电流增大，所以B灯逐渐变亮．故A正确，B错误； CD．断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故CD错误。 故选A。 6. 如图所示，矩形区域abcd平面内有垂直与平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，bc边长为L，在矩形中心O处有一粒子源，在平面内向各方向均匀发射出速度大小相等的带正电粒子，粒子带电量均为q，质量均为m。若初速度平行于ab边的甲粒子恰能从d点离开磁场且速度方向偏转了60°角，乙粒子在磁场中运动的时间最短，不计粒子之间的相互作用及粒子重力，取sin14.5°=0.25，下列说法正确的是（　　） A. 矩形区域的ab边长为 B. 粒子在磁场中运动的速度大小为 C. 粒子在磁场运动的最短时间为 D. 甲乙两粒子在磁场中运动的时间之比为29∶120 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由题意对甲粒子作图 由几何关系得，边长 粒子圆周运动半径 由牛顿第二定律得 解得 故AB错误； C．由于发射出的粒子的速度大小都相等，所以所有粒子运动的半径大小都为L，粒子圆周运动的周期 由题意可知，乙粒子在有界磁场中运动对应的弦长为，由几何关系可知 即圆心角 粒子在磁场运动的最短时间 故C错误； D．甲乙两粒子在磁场中运动的时间之比 故D正确。 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选的得0分） 7. 关于电磁驱动和电磁阻尼，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B. 甲图中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢 C. 乙图中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，因为摩擦极小，所以能一直转动不会停下 D. 乙图中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由电磁驱动原理，图甲中摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，故A错误，B正确； CD．在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流，在电磁阻尼的作用下，而很快停下，故C错误，D正确。 故选BD。 8. 如图所示，在空间中存在一范围足够大的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，MN为磁场区域的上边界，磁场上方有一个正方形导线框abcd，ab边与MN平行，线框平面处于竖直面内。已知线框质量为m，边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，线框从图示位置由静止开始下落，则在ab边进入磁场的过程中，关于线框的运动，以下图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BCD 【解析】 【详解】若线框刚进入磁场时，安培力等于重力，则线框匀速进磁场，加速度为零，即 ，， 解得 若线框刚进入磁场时，安培力大于重力，线框做加速度减小的减速运动，当线框速度减小到上述速度时仍未全部进入磁场，线框后面将做匀速运动；若线框刚进入磁场时，安培力小于重力，线框做加速度减小的加速运动，当线框速度达到上述速度时仍未全部进入磁场，线框后面将做匀速运动。 故选BCD。 9. 某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 若增大C，则的值将增大 B. 若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡 C. 在t1~t2时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向 D. 在t2~t3时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若增大C，则电路的振荡周期增大，则增大，故A正确； B．电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个，分别是电路向外辐射电磁波，和电路本身的发热转化为内能。所以若电路中的电阻忽略不计，电磁能会随着电磁波的辐射不断减少，电压振荡幅度也会不断减小，故B错误； C．在t₁-t₂时间段电容器处于正向充电，电流方向为图甲中的顺时针方向，故C错误； D．在t₂-t₃时间段电容器处于正向放电，线圈中的磁场能正逐渐增大，故D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，一倾角为30°、上端接有R=3Ω定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为B=2T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距L=1.5m，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量m=3kg、阻值r=1Ω的金屈棒，在金属棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，g=10m/s2，则金属棒从起点b沿导轨向上运动到x=1m的过程中（　　） A. 金属棒做匀加速直线运动 B. 通过电阻R的感应电荷量为0.75C C. 拉力F做的功为2.25J D. 金属棒上产生的焦耳热为0.5625J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图乙可知v-x图像为一条倾斜的直线，若金属棒做匀加速直线运动，金属棒运动的速度位移之间得关系为 v-x图像应该为曲线，所以金属棒做变加速直线运动，故A错误； B．通过电阻R的感应电荷量为 故B正确； CD．金属棒从静止开始从ab处沿导轨向上加速运动过程ab棒产生a流向b的感应电流，受到沿斜面向下的安培力，从开始到向上运动的过程中根据动能定理得 为v-x图像与横轴围成图形的面积，所以 电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以金属棒上产生的焦耳热为 故C错误，D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16分。请把答案写在答题卡中指定的答题处） 11. 某实验小组做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。 （1）下列给出的器材中，本实验需要用到的有 A. B. C. D. （2）下列说法正确的是 A. 变压器工作时副线圈中电流的频率与原线圈不相同 B. 为了保证人身安全，实验中只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V C. 实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 D. 绕制降压变压器的原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线细一些 （3）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的__________（选填“平均”“有效”或“最大”）值。 【答案】（1）BD （2）C （3）有效 【解析】 【小问1详解】 AB．变压器的工作原理是互感现象，电源应该选用学生电源提供的交流电压，干电池只能提供直流电压，A不需要，B需要； C．直流电压表不能测量交流电压，C不需要； D．教学用变压器，该实验需要，D需要。 故选BD。 【小问2详解】 A．变压器工作时副线圈中电流的频率与原线圈相同，A错误； B．为了保证人身安全，实验中只能使用低压交流电源，电压不要超过，若用直流电源，则变压器不能工作，B错误； C．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法，C正确； D．由变压器的工作原理有 可知，匝数少的线圈中的电流大，则导线应该粗．绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈的导线应比原线圈粗一些好，D错误。 故选C。 【小问3详解】 由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的有效值。 12. 某兴趣小组在探究感应电流的方向，进行了如下两个实验： （1）图甲的实验中，当电流从灵敏电流计右端的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体________（选填“向上”或“向下”）运动时，灵敏电流计指针向右偏转； （2）若图乙的电路连接正确，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最________端（填“左”或“右”）； （3）图乙的实验中，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）；保持开关闭合，滑动变阻器的阻值不变，将线圈A拔出的瞬间灵敏电流计的指针_________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）：当断开开关时，灵敏电流计的指针________（选填“左偏”“不动”或“右偏”） 【答案】（1）向上 （2）左 （3） ①. 右偏 ②. 左偏 ③. 左偏 【解析】 【小问1详解】 [1]图甲的实验中，当电流从电流计的右侧正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体向上运动时，穿过线圈的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，感应电流从电流计的右侧正接线柱流入，则电流计指针向右偏转。 【小问2详解】 [1]为了保证电路安全，在闭合开关前滑动变阻器接入电路阻值应最大，则滑动变阻器滑片应移至最左端。 【小问3详解】 [1]开关闭合瞬间，电路的电流增大，穿过与电流计构成回路线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针右偏，指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路的电流增大，穿过与电流计构成回路线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针右偏； [2]保持开关闭合，滑动变阻器的阻值不变，将线圈A拔出的瞬间，穿过与电流计构成回路线圈的磁通量减少，灵敏电流计的指针左偏； [3]当断开开关时，穿过与电流计构成回路线圈的磁通量减少，灵敏电流计的指针左偏。 四、计算题（本题共4小题，共44分。请把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 13. 某个小水电站的发电机的输出功率为200kW，发电机的电压为250V。由于输电线上有电能损失，用户端获得的功率为190kW，为了减少电能损失采用高压输电，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为25Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。变压器均可视为理想变压器。请计算： （1）用户端的电流I4（结果可用分数表示）； （2）升压变压器的匝数比。 【答案】（1）；（2）1∶40 【解析】 【详解】（1）根据功率电压电流关系 解得 （2）因为远距离输电输电线损耗的电功率 解得 理想变压器原副线圈两端功率关系 ， 解得 根据理想变压器电压与匝数关系 解得 14. 如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为的通电直导线，电流I=1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在方向竖直向上的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律为B=0.4t，设t=0时B=0，g取10m/s2，请计算： （1）需要多长时间斜面对导线的支持力为零？此时轻绳的拉力为多大？ （2）当磁感应强度大小为2.1T时，将磁场方向变为垂直斜面向上，同时剪断轻绳，求此时导体棒的加速度大小。 【答案】（1）5s；1N；（2）20m/s2 【解析】 【详解】（1）由题意知，当斜面对导线支持力为零时导线受力如图所示 由图知 ①，② 由①②解得导线所受安培力的为 又根据F=BIL，此时导线所处磁场的磁感应强度为 因为磁感应强度每秒增加0.4T，所以有 B=0.4t 解得 t=5s （2）由牛顿第二定律得 解得 15. 如图所示的坐标系中x轴水平向右，质量为m=0.2kg、带电量为的小球（视为质点）在y轴上的M点，从静止开始释放进入场强为E=2×103V/m的匀强电场I中，电场与y轴正方向的夹角为60°，接着小球从x轴上的P点，进入垂直纸面向里有圆形边界的匀强磁场和竖直向上电场强度也为E=2×103V/m的匀强电场II中，圆形边界与x轴的交点为P、Q，圆心O1在x轴上，粒子从Q射出磁场，最后运动到S点，已知lMp=5m，lPQ=lQS=3m，重力加速度为g=10m/s2，求： （1）小球在匀强电场I中运动的加速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）小球从M点运动到S点的总时间。 【答案】（1）1s；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知 由于电场力与重力的夹角为120°，所以合力大小为 F合=2N 且F合与OM的夹角为60°，小球在电场I中做加速度为的匀加速直线运动，加速度为 a=10m/s2 （2）轨迹沿着MP，则MP与x的夹角为30°，设小球从M点到P点的运动时间为tMP，由初速度为零的匀变速直线运动规律可得 解得 在电场II与磁场中，由于电场力与重力大小相等，方向相反，所以小球的合力为洛伦兹力，洛伦兹力充当向心力，小球做匀速圆周运动，小球在P点的速度为 过P、Q分别做速度的垂线，交点为轨迹圆的圆心O2，设轨迹圆的半径为R，小球在P点的速度vP的延长线与x的夹角为30°，由几何关系可得 ， 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得 （3）小球从P到Q的运动时间为 粒子从Q射出磁场后继续在电场II中运行一段时间，电场力与重力等大反向，小球做匀速直线运动，从Q到S的运动时间为 小球从M点到S点的总时间为 解得 16. 如图甲所示，平行光滑金属轨道ABC和A'B'C'置于水平面上，两轨道间距为d=0.8m，CC'之间连接一定值电阻R=0.2Ω，BB'P'P为宽x1未知的矩形区域，区域内存在磁感应强度B1=1.0T、竖直向上的匀强磁场。质量m=0.2kg、电阻r=0.2Ω的导体棒以v0=4m/s的初速度从BB'进入磁场区域，当导体棒以v1=2m/s的速度经过PP'时（t=0），右侧宽度x2=0.2m的矩形区域MM'C'C内开始加上如图乙所示的磁场B2，已知PM=P'M'=1.0m。金属轨道和其他电阻都不计。求： （1）导体棒刚进入匀强磁场时，导体棒两端的电势差的大小； （2）导体棒从BB'到PP'过程中流过导体棒的电荷量q与的x1大小； （3）导体棒在0-0.2s内的位移x的大小； （4）整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热。 【答案】（1）1.6V；（2）0.5C，0.25m；（3）0.4m；（4）1.44J 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，导体棒刚进入匀强磁场时，感应电动势为 导体棒两端的电势差的大小 （2）根据题意，导体棒在B1磁场运动过程中，设任意小段时间，速度的变化量为，由动量定理有 两边求和有 解得 又有 ，， 可得 解得 （3）由图乙可知，0-0.2s内B2磁场均匀减小，此过程导体棒的位移 （4）根据题意，导体棒在B1磁场运动过程中，由能量守恒定律有 导体棒上的焦耳热 解得 0-0.2s内导体棒的位移则导体棒未进入B2，感应电动势为 导体棒上产生的热为 B2磁场在0.2s之后保持不变，则导体棒进入B2之前回路中无感应电流，导体棒不产生热，导体棒进入B2后，假设导体棒能过停止在B2中，进入的距离为，同理可得 假设成立，由能量守恒定律有 解得 则整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 云南大学附属中学星耀学校2023—2024学年（下）期中考试 高二物理试卷 （考试时长：90分钟 总分：100分） 第I卷（选择题） 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 以下说法正确的是（　　） A. 任何交变电流的有效值都是它峰值的 B. 感应电流的磁场总是与原磁场反向，阻碍原磁场的变化 C. 穿过某一回路的磁通量变化越大，回路中产生的感应电动势越大 D. 电网输电使电力供应更加可靠、质量更高 2. 如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈abcd，则（　　） A. 当线圈以dc边为轴转动时，无感应电流产生 B. 若线圈在平面内上、下平动，无感应电流产生 C. 若线圈向右平动，其中感应电流方向是a→b→c→d D. 当线圈向左平动，其中感应电流方向是a→d→c→b 3. 如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，仅增大加速电压，粒子的最大动能就会增加 B. 乙图中，B极板是发电机的负极 C. 丙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大 D. 丁图中，只有带负电的粒子从左侧射入才能沿直线通过从右侧射出 4. 如图甲所示为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数匝的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈的最大磁通量为0.1Wb B. 受电线圈产生的电动势的有效值为 C. 在时刻，受电线圈产生的电动势为20V D. 在时刻，受电线圈产生的电动势为 5. 在如图所示的电路中，L是自感系数较大、直流电阻不计的自感线圈，A、B是两个相同的小灯泡，D是理想二极管，关于实验现象，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S瞬间，A灯不亮，B灯缓慢变亮 B. 闭合开关S瞬间，A灯和B灯均是立即亮 C. 断开开关S瞬间，A灯和B灯均是立即熄灭 D. 断开开关S瞬间，A灯闪亮后再熄灭，B灯逐渐熄灭 6. 如图所示，矩形区域abcd平面内有垂直与平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，bc边长为L，在矩形中心O处有一粒子源，在平面内向各方向均匀发射出速度大小相等的带正电粒子，粒子带电量均为q，质量均为m。若初速度平行于ab边的甲粒子恰能从d点离开磁场且速度方向偏转了60°角，乙粒子在磁场中运动的时间最短，不计粒子之间的相互作用及粒子重力，取sin14.5°=0.25，下列说法正确的是（　　） A. 矩形区域的ab边长为 B. 粒子在磁场中运动的速度大小为 C. 粒子在磁场运动的最短时间为 D. 甲乙两粒子在磁场中运动的时间之比为29∶120 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不选的得0分） 7. 关于电磁驱动和电磁阻尼，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B. 甲图中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢 C. 乙图中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，因为摩擦极小，所以能一直转动不会停下 D. 乙图中，在蹄形磁铁两极间自由转动的铜盘，就算摩擦极小，也会因产生感应电流而很快停下 8. 如图所示，在空间中存在一范围足够大的匀强磁场区域，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，MN为磁场区域的上边界，磁场上方有一个正方形导线框abcd，ab边与MN平行，线框平面处于竖直面内。已知线框质量为m，边长为L，总电阻为R，重力加速度为g，线框从图示位置由静止开始下落，则在ab边进入磁场的过程中，关于线框的运动，以下图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 若增大C，则的值将增大 B. 若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡 C. 在t1~t2时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向 D. 在t2~t3时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大 10. 如图甲所示，一倾角为30°、上端接有R=3Ω定值电阻的粗糙导轨，处于磁感应强度大小为B=2T、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距L=1.5m，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量m=3kg、阻值r=1Ω的金屈棒，在金属棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。若金属棒与导轨间动摩擦因数，g=10m/s2，则金属棒从起点b沿导轨向上运动到x=1m的过程中（　　） A. 金属棒做匀加速直线运动 B. 通过电阻R的感应电荷量为0.75C C. 拉力F做的功为2.25J D. 金属棒上产生的焦耳热为0.5625J 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16分。请把答案写在答题卡中指定的答题处） 11. 某实验小组做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。 （1）下列给出的器材中，本实验需要用到的有 A. B. C. D. （2）下列说法正确的是 A. 变压器工作时副线圈中电流的频率与原线圈不相同 B. 为了保证人身安全，实验中只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V C. 实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 D. 绕制降压变压器的原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线细一些 （3）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的__________（选填“平均”“有效”或“最大”）值。 12. 某兴趣小组在探究感应电流的方向，进行了如下两个实验： （1）图甲的实验中，当电流从灵敏电流计右端的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体________（选填“向上”或“向下”）运动时，灵敏电流计指针向右偏转； （2）若图乙的电路连接正确，闭合开关前滑动变阻器的滑片应位于最________端（填“左”或“右”）； （3）图乙的实验中，当闭合开关时，发现灵敏电流计的指针右偏。指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片P向右移动时灵敏电流计的指针________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）；保持开关闭合，滑动变阻器的阻值不变，将线圈A拔出的瞬间灵敏电流计的指针_________（选填“左偏”“不动”或“右偏”）：当断开开关时，灵敏电流计的指针________（选填“左偏”“不动”或“右偏”） 四、计算题（本题共4小题，共44分。请把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 13. 某个小水电站的发电机的输出功率为200kW，发电机的电压为250V。由于输电线上有电能损失，用户端获得的功率为190kW，为了减少电能损失采用高压输电，通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为25Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V。变压器均可视为理想变压器。请计算： （1）用户端的电流I4（结果可用分数表示）； （2）升压变压器的匝数比。 14. 如图所示，在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4m，质量为的通电直导线，电流I=1A，方向垂直纸面向外，导线用平行于斜面的轻绳拴住不动，整个装置放在方向竖直向上的磁场中，磁感应强度B随时间变化规律为B=0.4t，设t=0时B=0，g取10m/s2，请计算： （1）需要多长时间斜面对导线的支持力为零？此时轻绳的拉力为多大？ （2）当磁感应强度大小为2.1T时，将磁场方向变为垂直斜面向上，同时剪断轻绳，求此时导体棒的加速度大小。 15. 如图所示的坐标系中x轴水平向右，质量为m=0.2kg、带电量为的小球（视为质点）在y轴上的M点，从静止开始释放进入场强为E=2×103V/m的匀强电场I中，电场与y轴正方向的夹角为60°，接着小球从x轴上的P点，进入垂直纸面向里有圆形边界的匀强磁场和竖直向上电场强度也为E=2×103V/m的匀强电场II中，圆形边界与x轴的交点为P、Q，圆心O1在x轴上，粒子从Q射出磁场，最后运动到S点，已知lMp=5m，lPQ=lQS=3m，重力加速度为g=10m/s2，求： （1）小球在匀强电场I中运动的加速度大小； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）小球从M点运动到S点的总时间。 16. 如图甲所示，平行光滑金属轨道ABC和A'B'C'置于水平面上，两轨道间距为d=0.8m，CC'之间连接一定值电阻R=0.2Ω，BB'P'P为宽x1未知的矩形区域，区域内存在磁感应强度B1=1.0T、竖直向上的匀强磁场。质量m=0.2kg、电阻r=0.2Ω的导体棒以v0=4m/s的初速度从BB'进入磁场区域，当导体棒以v1=2m/s的速度经过PP'时（t=0），右侧宽度x2=0.2m的矩形区域MM'C'C内开始加上如图乙所示的磁场B2，已知PM=P'M'=1.0m。金属轨道和其他电阻都不计。求： （1）导体棒刚进入匀强磁场时，导体棒两端的电势差的大小； （2）导体棒从BB'到PP'过程中流过导体棒的电荷量q与的x1大小； （3）导体棒在0-0.2s内的位移x的大小； （4）整个运动过程中，导体棒上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $