湖北省黄冈市罗田县第一中学2024-2025学年高二上学期同步周测物理试卷

题 物理训练 2024.10.31 1-7 单选 9：40交上来！ 一、单选题： 1.下列四幅图中各物理量方向间的关系表示正确的是(    ) A. B. C. D. 2.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的 (    ) A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电压与无关 C. 前、后表面间的电压与成正比 D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 3.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子不计重力经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量，其工作原理如图所示，虚线为粒子的运动轨迹，则下列说法正确的是(    ) A. 此粒子带负电 B. 下极板的电势比上极板的电势高 C. 若只增大加速电压的值，则半径变大 D. 若只增大入射粒子的质量，则半径变小 4.如图所示，三根平行的固定通电长直导线，分别通过等腰直角三角形的三个顶点且与平面垂直。每根通电长直导线中的电流方向在图中已经标出，且它们在斜边中点处产生的磁感应强度大小均相等，则下列说法正确的是(    ) A. 点处实际磁感应强度的方向平行于     B. 点处实际磁感应强度的方向平行于 C. 点处实际磁感应强度的方向垂直于     D. 点处实际磁感应强度的方向与边的夹角大于 5.下列符合物理学史实的是(    ) A. 楞次发现了电磁感应现象，梦圆磁生电 B. 法拉第通过大量的实验，得到了判定感应电流方向的方法 C. 麦克斯韦电磁理论的两个基本假设之一是“变化的磁场能够在周围空间产生变化的电场” D. 赫兹用实验证明了电磁波的存在 6. 湖北一学校高二班教室墙上有一扇朝北的平开玻璃窗，窗扇由玻璃加闭合矩形金属边框构成，如图所示，窗扇的转轴为竖直方向，另一侧装有开关窗手柄。假设窗扇已经向外北推开开角小于，某同学站在室内面向窗户水平拉动关窗手柄，将窗扇关闭的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 从关窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是逆时针方向 B. 从关窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是顺时针方向 C. 穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量不变 D. 窗扇金属边框中有感应电动势没有感应电流 7.如图所示，空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，一质量为且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度地放置一质量为、电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。时对木板施加方向水平向左、大小为的恒力，取。则  (    ) A. 木板和滑块一直做加速度为的匀加速运动 B. 滑块先做加速度减小的变加速运动，最后做速度为的匀速运动 C. 木板先做加速度为的匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为的匀加速运动 D. 后滑块和木板开始有相对运动 二、多选题： 8.我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设左侧机翼末端处的电势为，右侧机翼末端处的电势为，则(    ) A. 飞机从西向东飞时，比高 B. 飞机从东向西飞时，比高 C. 飞机从南向北飞时，比高 D. 飞机从北向南飞时，比高 9.如图，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度的正方向，螺线管与型导线框相连，内有一柔软的正方形金属环，与共面。当随时间按图所示规律变化时(    ) A. 内，导线框中有顺时针方向的感应电流 B. 内，金属环有收缩趋势 C. 内，点电势高于点电势 D. 内，金属环中有逆时针方向的感应电流 10.地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，又分布有电场。假设某时刻在该空间中有一区域存在如图所示的电场和磁场，电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直于纸面向里。此时，一带电粒子恰以速度垂直于电场和磁场射入该区域。不计重力作用，在该区域中，这一带电粒子的运动情况可能是(    ) A. 做直线运动 B. 立即向左下方偏转 C. 立即向右上方偏转 D. 做匀速圆周运动 三、实验题：（每空2分，共18分） 11.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离、极板的正对面积及插入极板间的电介质有关。他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接，如图所示。实验时保持电容器极板所带的电荷量不变，且电容器板位置不动。 将板向右平移，静电计指针张角          ；将板竖直向下平移，则静电计指针张角          ；在、板间插入电介质，则静电计指针张角          。均选填“变大”“变小”或“不变” 若将电容器水平放置，有一带电液滴静止在电容器内部，现将电容器板向下平移一小段距离，则液滴          选填“静止不动”“向下运动”或“向上运动”。 12.国内广泛使用的电热丝的主要材料是铁铬铝、镍铬电热合金两类，它们各具优点。某同学在测定一根废旧电热丝的电阻实验中： 首先用螺旋测微器测量该电热丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为          。 再用欧姆表粗测其电阻值，测得待测电阻值为。同时发现欧姆表有多个倍率，想探究其原理，查资料发现有图乙、丙两种情形。 若图乙中欧姆表有和两个挡位且开关接时为挡，则           。 若图丙中欧姆表也有和两个挡位，则           用图丙表头电阻表示。 然后用伏安法准确测量上面废旧电热丝电阻，备选器材有： 电源，电动势约为，内阻可忽略不计； 电压表，量程为，内阻； 电压表，量程为，内阻约为； 电流表，量程为，内阻约为； 定值电阻，； 滑动变阻器，最大阻值为； 单刀单掷开关一个，导线若干。 测量中要求所用电表的读数都不小于其量程的，并尽可能多测量多组数据，请合理选择器材并在图所示虚线框中画出测量电阻的实验电路图图中标明所选器材的符号          。 若电压表、电压表、电流表示数分别用符号、、表示，则由实验电路图选用的两个电表对应示数的符号和题中已知量的代表符号计算的表达式为           。 11.（1） （2） 12. （1） （2） （3）①作图 ② 13.（10分）如图所示，长为的直导线折成边长相等、夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为。当在导线中通以电流时，该形通电导线受到的安培力为多大？ 14.（14分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距为，导轨平面与水平面的夹角，导轨电阻不计，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为的金属棒垂直于、放置于导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为、电阻为两金属导轨的上端连接一个阻值也为的定值电阻，重力加速度为现闭合开关，给金属棒施加一个方向垂直于棒且平行于导轨平面向上、大小为的恒力，使金属棒由静止开始运动．求： 金属棒能达到的最大速度； 金属棒达到最大速度一半时的加速度大小； 若金属棒上滑距离为时速度恰达到最大，则金属棒由静止开始上滑的过程中，金属棒上产生的热量． 15.（18分）如图，长度均为的两块挡板竖直相对放置，间距也为，两挡板上边缘和处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为，电荷量为的粒子自电场中某处以大小为的速度水平向右发射，恰好从点处射入磁场，从两挡板下边缘和之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与的夹角为，不计重力。 求粒子发射位置到点的距离； 求磁感应强度大小的取值范围； 若粒子正好从的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板的最近距离。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理训练 2024.10.31 1-7 单选 9：40交上来！ 一、单选题： 1.下列四幅图中各物理量方向间的关系表示正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】【分析】 本题考查左手定则的基本应用，安培力、洛伦兹力的方向都通过左手定则来判定，基础题。 【解答】 A、由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，选项A错误； B、磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，选项B正确； C、由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，洛伦兹力应该垂直纸面向外，选项C错误； D、通电螺线管内部的磁场方向沿螺线管的轴线，由题图可知电荷运动的方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，选项D错误。 2.笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为、长为的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。则元件的 (    ) A. 前表面的电势比后表面的低 B. 前、后表面间的电压与无关 C. 前、后表面间的电压与成正比 D. 自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】D  【解析】根据左手定则判断出电子受力情况，可知电子偏转到后表面，前表面电势高于后表面电势，故A项错误； 再由，，解得，，与成正比、与无关，故B、项错误，项正确。 3.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子不计重力经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子的质量，其工作原理如图所示，虚线为粒子的运动轨迹，则下列说法正确的是(    ) A. 此粒子带负电 B. 下极板的电势比上极板的电势高 C. 若只增大加速电压的值，则半径变大 D. 若只增大入射粒子的质量，则半径变小 【答案】C  【解析】【分析】 根据动能定理求出粒子进入磁场的速度，根据牛顿第二定律求出轨道半径，从而得知与什么因素有关。 解决本题的关键是动能定理和牛顿第二定律在电磁场中的应用。 【解答】 A、由题图结合左手定则可知，此粒子带正电，故A错误； B、带正电粒子经过电场要加速，所以下极板的电势比上极板的电势低，故B错误； C、根据动能定理得，由得，若只增大加速电压的值，则半径变大，故C正确； D、若只增大入射粒子的质量，则半径变大，故D错误． 4.如图所示，三根平行的固定通电长直导线，分别通过等腰直角三角形的三个顶点且与平面垂直。每根通电长直导线中的电流方向在图中已经标出，且它们在斜边中点处产生的磁感应强度大小均相等，则下列说法正确的是(    ) A. 点处实际磁感应强度的方向平行于     B. 点处实际磁感应强度的方向平行于 C. 点处实际磁感应强度的方向垂直于     D. 点处实际磁感应强度的方向与边的夹角大于 【答案】D  【解析】【分析】 本题主要考察了磁场的矢量叠加，难度一般。 根据安培定则判断各电流在的磁场方向，根据磁场的叠加原理分析判断。 【解答】 由安培定则可知，和在处产生的磁感应强度方向相同且垂直于斜边，在处产生的磁感应强度方向沿斜边向下，如图所示，点处实际磁感应强度方向与斜边夹角正切值，所以点处实际磁感应强度的方向与边的夹角大于，故D正确。 5.下列符合物理学史实的是(    ) A. 楞次发现了电磁感应现象，梦圆磁生电 B. 法拉第通过大量的实验，得到了判定感应电流方向的方法 C. 麦克斯韦电磁理论的两个基本假设之一是“变化的磁场能够在周围空间产生变化的电场” D. 赫兹用实验证明了电磁波的存在 【答案】D  【解析】解：、法拉第发现了电磁感应现象，梦圆磁生电，故A错误； B、楞次通过大量的实验，得到了判定感应电流方向的方法，故B错误； C、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设之一是“变化的磁场能够在周围空间产生电场”并不一定变化，故C错误； D、赫兹用实验证明了电磁波的存在，符合史实，故D正确。 故选：。 本题是物理学史问题，根据法拉第、楞次、麦克斯韦、赫兹的物理学成就解答。 本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，重视历史知识的积累。 6.安检门原理图如图所示，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。若工作过程中某段时间内通电线圈中存在顺时针方向从左向右看均匀增大的电流，则下列说法正确的是描述电流方向时均从左向右观察(    ) A. 无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为逆时针方向 B. 无金属片通过时，接收线圈中感应电流逐渐增大 C. 有金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针方向 D. 有金属片通过时，接收线圈中没有感应电流 【答案】A  【解析】【分析】 当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，周围的磁场发生变化，即通过右侧线圈的磁通量发生变化；根据楞次定律结合安培定则判断出右侧线圈中感应电流的方向；有金属片通过时，金属片中也会产生感应电流，将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化。 解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及掌握楞次定律的另一种表述，感应电流引起的效果阻碍磁通量的变化。 【解答】 A.当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧线圈的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，故A正确； B.通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B错误； 有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，接收线圈中的感应电流方向不变，仍然为逆时针方向，但金属片中的感应电流会将该空间中的磁场的变化削弱一些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故CD错误。 故选A。 7.如图所示，空间有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，一质量为且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速度地放置一质量为、电荷量的滑块，滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数为，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。时对木板施加方向水平向左、大小为的恒力，取。则  (    ) A. 木板和滑块一直做加速度为的匀加速运动 B. 滑块先做加速度减小的变加速运动，最后做速度为的匀速运动 C. 木板先做加速度为的匀加速运动，再做加速度增大的运动，最后做加速度为的匀加速运动 D. 后滑块和木板开始有相对运动 【答案】C  【解析】【解答】 滑块刚开始运动的瞬间不受洛伦兹力，由于为，静摩擦力能提供的最大加速度为， 所以当的恒力作用于木板时，木板和滑块组成的系统以的加速度一起运动，此时滑块受到的静摩擦力大小为 当滑块获得向左的速度以后又受到一个方向向上的洛伦兹力，随着滑块向左运动速度的增大，洛伦兹力逐渐增大，木板对滑块的支持力逐渐减小，当支持力减小到，此时洛伦兹力大小为，此时为滑块和木板发生相对运动的临界条件， 有，解得，由得，即后滑块与木板开始有相对运动， 滑块开始做加速度减小的变加速运动，木板做加速度增大的变加速运动； 当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时，解得，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，，故A、、D错误，C正确。 【分析】先求出木块静摩擦力能提供的最大加速度，再根据牛顿第二定律判断当的恒力作用于木板时，系统一起运动的加速度，当滑块获得向左运动的速度以后又产生一个方向向上的洛伦兹力，当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时摩擦力等于零，此后物块做匀速运动，木板做匀加速直线运动． 本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，要求同学们能正确分析木板和滑块的受力情况，进而判断运动情况． 二、多选题： 8.我国处在地球的北半球，飞机在我国上空匀速地巡航，机翼保持水平，飞机高度不变，由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设左侧机翼末端处的电势为，右侧机翼末端处的电势为，则(    ) A. 飞机从西向东飞时，比高 B. 飞机从东向西飞时，比高 C. 飞机从南向北飞时，比高 D. 飞机从北向南飞时，比高 【答案】AC  【解析】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下；由于在电源内，感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，所以由右手定则可判知，在北半球不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有  比  高，故A、C正确，、D错误； 故选AC。 9.如图，螺线管内有一平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度的正方向，螺线管与型导线框相连，内有一柔软的正方形金属环，与共面。当随时间按图所示规律变化时(    ) A. 内，导线框中有顺时针方向的感应电流 B. 内，金属环有收缩趋势 C. 内，点电势高于点电势 D. 内，金属环中有逆时针方向的感应电流 【答案】AC  【解析】【分析】 本题考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律。 根据图线斜率的变化，根据法拉第电磁感应定律得出电动势的变化，从而得出感应电流的变化，根据楞次定律判断出感应电流的方向。 【解答】 A、内，螺线管内的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，所以导线框内感应电流的方向为顺时针，故A正确； B、内，螺线管内的磁通量均匀增大，线框内的感应电流恒定，金属环的磁通量不变，所以金属环不收缩也不扩张，故B错误； C、内，螺线管内的磁通量先向上减小，再向下增大，根据楞次定律可知，导线框内感应电流的方向为逆时针，则点电势高于点电势，故C正确； D、内，螺线管内的磁通量向下减小，且减小的越来越慢，根据法拉第电磁感应定律可知螺线管的感应电动势逐渐减小，则线框内的感应电流减小，且感应电流方向为顺时针，根据楞次定律可得，金属环中有顺时针方向的感应电流，故D错误。 10.地球大气层外部有一层复杂的电离层，既分布有地磁场，又分布有电场。假设某时刻在该空间中有一区域存在如图所示的电场和磁场，电场的方向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直于纸面向里。此时，一带电粒子恰以速度垂直于电场和磁场射入该区域。不计重力作用，在该区域中，这一带电粒子的运动情况可能是(    ) A. 做直线运动 B. 立即向左下方偏转 C. 立即向右上方偏转 D. 做匀速圆周运动 【答案】ABC  【解析】【分析】 本题主要考查了带电粒子在电磁场中运动问题，关键是对粒子的受力分析，根据受力情况判断粒子的运动情况，难度适中。 【解答】带电粒子在叠加场中受到电场力和洛伦兹力作用，由此分析： A.若粒子带正电，且，则粒子受力平衡，粒子将做匀速直线运动，故A正确； B.若粒子带正电，且，则粒子受到向左下方的电场力大于向右上方的洛伦兹力，粒子立即向左下方偏转，故B正确； C.若粒子带正电，且，则粒子受到向左下方的电场力小于向右上方的洛伦兹力，粒子立即向右上方偏转，故C正确； D.要使带电粒子做匀速圆周运动，则粒子只能受洛伦兹力而不能受到电场力，故D错误。 若粒子带负电，分析相同，结论也相同。 故选ABC。 三、实验题：（每空2分，共18分） 11.在探究平行板电容器的电容与哪些因素有关的实验中，某同学猜测电容可能与极板间的距离、极板的正对面积及插入极板间的电介质有关。他将一个已经充电的平行板电容器与静电计连接，如图所示。实验时保持电容器极板所带的电荷量不变，且电容器板位置不动。 将板向右平移，静电计指针张角          ；将板竖直向下平移，则静电计指针张角          ；在、板间插入电介质，则静电计指针张角          。均选填“变大”“变小”或“不变” 若将电容器水平放置，有一带电液滴静止在电容器内部，现将电容器板向下平移一小段距离，则液滴          选填“静止不动”“向下运动”或“向上运动”。 【答案】变小； 变大； 变小； 静止不动。   【解析】【分析】 静电计测量电容器极板间电势差的仪器，根据电容的定义式分析判断 根据、和分析电场强度的变化情况，进而判断带电液滴的状态变化情况。 解决本题关键要知道静电计能测量电势差，掌握电容的决定式和定义式结合来判断两极板电势差的变化情况，抓住电量不变这个条件进行分析。 【解答】  将板向右平移，两板间距减小，由可知电容变大，由可知，两极板间电势差变小，静电计指针张角变小。将板竖直向下平移，两极板正对面积减小，由可知电容减小，由可知，两极板间电势差变大，静电计指针张角变大。在、板间插入电介质，由可知电容变大，由可知，两极板间电势差变小，静电计指针张角变小。 电容器带电荷量不变，改变两板间距，根据、和得，可知，场强不变，则静电力不变，液滴仍然静止不动。 12.国内广泛使用的电热丝的主要材料是铁铬铝、镍铬电热合金两类，它们各具优点。某同学在测定一根废旧电热丝的电阻实验中： 首先用螺旋测微器测量该电热丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为          。 再用欧姆表粗测其电阻值，测得待测电阻值为。同时发现欧姆表有多个倍率，想探究其原理，查资料发现有图乙、丙两种情形。 若图乙中欧姆表有和两个挡位且开关接时为挡，则           。 若图丙中欧姆表也有和两个挡位，则           用图丙表头电阻表示。 然后用伏安法准确测量上面废旧电热丝电阻，备选器材有： 电源，电动势约为，内阻可忽略不计； 电压表，量程为，内阻； 电压表，量程为，内阻约为； 电流表，量程为，内阻约为； 定值电阻，； 滑动变阻器，最大阻值为； 单刀单掷开关一个，导线若干。 测量中要求所用电表的读数都不小于其量程的，并尽可能多测量多组数据，请合理选择器材并在图所示虚线框中画出测量电阻的实验电路图图中标明所选器材的符号          。 若电压表、电压表、电流表示数分别用符号、、表示，则由实验电路图选用的两个电表对应示数的符号和题中已知量的代表符号计算的表达式为           。 【答案】      【解析】螺旋测微器可动尺精度为，需要估读一位，则其读数为。 由公式 倍率为倍关系，则电动势为倍关系，故 当开关“”闭合，“”断开，欧姆表指针指在表盘中间时有 电流表改装成有两个倍率的欧姆表“”和“”，故当开关“”“”都闭合时，并联分流，欧姆表中值电阻变为，此时干路总电流扩大十倍，故并联的电阻大小 测量电阻的实验，为尽可能的多测几组数据，故滑动变阻器选用分压式连接；待测电阻约为，电源电动势，则电路中最大电流小于电流表量程的，故不选择电流表，而是选择两个电压表来测量电阻的电阻，根据电压表量程与定值电阻的关系，用小量程电压表扩大量程后测量定值电阻的电流，综上所述，电路设计如图 根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得 其中为电压表的读数；为电压表的读数；为定值电阻的阻值；为电压表的内阻。 13.（10分）如图所示，长为的直导线折成边长相等、夹角为的形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为。当在导线中通以电流时，该形通电导线受到的安培力为多大？ 【答案】导线在磁场内有效长度为 故该形通电导线受到安培力大小为。  【解析】由安培力公式进行计算，注意式中的应为等效长度； 本题考查安培力的计算，关键是熟记公式，理解等效长度的意义。 14.（14分）如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、相距为，导轨平面与水平面的夹角，导轨电阻不计，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面向上．长为的金属棒垂直于、放置于导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为、电阻为两金属导轨的上端连接一个阻值也为的定值电阻，重力加速度为现闭合开关，给金属棒施加一个方向垂直于棒且平行于导轨平面向上、大小为的恒力，使金属棒由静止开始运动．求： 金属棒能达到的最大速度； 金属棒达到最大速度一半时的加速度大小； 若金属棒上滑距离为时速度恰达到最大，则金属棒由静止开始上滑的过程中，金属棒上产生的热量． 【答案】解：设最大速度为，此时加速度为，平行斜面方向有：                                据题知：         已知 联解得：； 当金属棒的速度时，则：  由牛顿第二定律有：  解得： ； 设整个电路放出的热量为，由能量守恒定律有：     又   所以金属棒上产生的电热：  。   【解析】本题是电磁感应问题，研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。 金属棒做匀速直线运动时速度最大，由求出感应电动势，应用欧姆定律求出感应电流，应用安培力公式求出安培力，应用平衡条件可以求出金属棒的最大速度； 求出金属棒受到达到最大速度一半时所受的安培力，应用牛顿第二定律求出金属棒的加速度； 应 15.（18分）如图，长度均为的两块挡板竖直相对放置，间距也为，两挡板上边缘和处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为，电荷量为的粒子自电场中某处以大小为的速度水平向右发射，恰好从点处射入磁场，从两挡板下边缘和之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与的夹角为，不计重力。 求粒子发射位置到点的距离； 求磁感应强度大小的取值范围； 若粒子正好从的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板的最近距离。 【答案】解：带电粒子在电场中受到竖直向下的电场力作用，粒子做类平抛运动，在点对速度进行分解，如图所示：                          图 粒子做类平抛运动： 水平方向上： 竖直方向上：， 其中 粒子发射位置到点的距离 在点的速度大小： 联立解得：，； 带电粒子从点射出磁场，运动轨迹如图所示：                          图 由几何关系可知：粒子从下边缘点射出时，轨迹圆的半径为 由洛伦兹力提供向心力可知：，磁感应强度 由此可知， 带电粒子从点射出磁场，运动轨迹如图所示：                        图 由几何关系可知：粒子从下边缘点射出时，设轨迹圆的半径为 在中：，解得： 由洛伦兹力提供向心力可知：，磁感应强度 由此可知， 磁感应强度大小的取值范围为： 即：； 若粒子正好从的中点射出磁场，画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：                         图 由几何关系可知，在中， 该轨迹与极板最近的距离： 联立解得： 。  【解析】粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动轨迹以及勾股定理求解粒子发射位置到点的距离； 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据粒子出射点的边界条件，求出临界磁感应强度，进而求出磁感应强度的取值范围； 根据粒子正好从的中点射出磁场这一边界条件，画出粒子的运动轨迹，然后由几何关系求出粒子做匀速圆周运动的轨迹圆半径，再由几何关系求出粒子在磁场中的轨迹与挡板的最近距离。 本题考查带电粒子在电场中类平抛运动，在磁场中匀速圆周运动，关键在于找到粒子在磁场中运动的轨迹和边界条件，由几何关系求出轨迹圆的半径，然后由洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度大小。本题对作图要求很高，过程复杂，计算量大。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$答 物理训练 2024.10.31 1.【答案】B  A、由左手定则可知，安培力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，选项A错误； B、磁场的方向向下，电流的方向向里，由左手定则可知安培力的方向向左，选项B正确； C、由左手定则可知，洛伦兹力的方向总是与磁感应强度的方向垂直，洛伦兹力应该垂直纸面向外，选项C错误； D、通电螺线管内部的磁场方向沿螺线管的轴线，由题图可知电荷运动的方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，选项D错误。 2.【答案】D  【解析】根据左手定则判断出电子受力情况，可知电子偏转到后表面，前表面电势高于后表面电势，故A项错误； 再由，，解得，，与成正比、与无关，故B、项错误，项正确。 3. 【答案】C  A、由题图结合左手定则可知，此粒子带正电，故A错误； B、带正电粒子经过电场要加速，所以下极板的电势比上极板的电势低，故B错误； C、根据动能定理得，由得，若只增大加速电压的值，则半径变大，故C正确； D、若只增大入射粒子的质量，则半径变大，故D错误． 4.【答案】D  由安培定则可知，和在处产生的磁感应强度方向相同且垂直于斜边，在处产生的磁感应强度方向沿斜边向下，如图所示，点处实际磁感应强度方向与斜边夹角正切值，所以点处实际磁感应强度的方向与边的夹角大于，故D正确。 5. 【答案】D  【解析】解：、法拉第发现了电磁感应现象，梦圆磁生电，故A错误； B、楞次通过大量的实验，得到了判定感应电流方向的方法，故B错误； C、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设之一是“变化的磁场能够在周围空间产生电场”并不一定变化，故C错误； D、赫兹用实验证明了电磁波的存在，符合史实，故D正确。 故选：。 6. 【答案】A  【解析】在北半球，地磁场水平分量由南向北，将窗扇关闭的过程，穿过矩形窗扇的地磁场的磁通量变大，由楞次定律可以得出从关窗者的角度看，窗扇金属边框中的感应电流方向是逆时针方向。故 A正确，、、都错误。 故选A。 7. 【答案】C  滑块刚开始运动的瞬间不受洛伦兹力，由于为，静摩擦力能提供的最大加速度为， 所以当的恒力作用于木板时，木板和滑块组成的系统以的加速度一起运动，此时滑块受到的静摩擦力大小为 当滑块获得向左的速度以后又受到一个方向向上的洛伦兹力，随着滑块向左运动速度的增大，洛伦兹力逐渐增大，木板对滑块的支持力逐渐减小，当支持力减小到，此时洛伦兹力大小为，此时为滑块和木板发生相对运动的临界条件， 有，解得，由得，即后滑块与木板开始有相对运动， 滑块开始做加速度减小的变加速运动，木板做加速度增大的变加速运动； 当洛伦兹力等于重力时滑块与木板之间的弹力为零，此时，解得，此时摩擦力消失，滑块做匀速运动，而木板在恒力作用下做匀加速运动，，故A、、D错误，C正确。 8. 【答案】AC  【解析】当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下；由于在电源内，感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，所以由右手定则可判知，在北半球不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有  比  高，故A、C正确，、D错误； 故选AC。 9. 【答案】AC  A、内，螺线管内的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，所以导线框内感应电流的方向为顺时针，故A正确； B、内，螺线管内的磁通量均匀增大，线框内的感应电流恒定，金属环的磁通量不变，所以金属环不收缩也不扩张，故B错误； C、内，螺线管内的磁通量先向上减小，再向下增大，根据楞次定律可知，导线框内感应电流的方向为逆时针，则点电势高于点电势，故C正确； D、内，螺线管内的磁通量向下减小，且减小的越来越慢，根据法拉第电磁感应定律可知螺线管的感应电动势逐渐减小，则线框内的感应电流减小，且感应电流方向为顺时针，根据楞次定律可得，金属环中有顺时针方向的感应电流，故D错误。 10. 【答案】ABC  【解答】带电粒子在叠加场中受到电场力和洛伦兹力作用，由此分析： A.若粒子带正电，且，则粒子受力平衡，粒子将做匀速直线运动，故A正确； B.若粒子带正电，且，则粒子受到向左下方的电场力大于向右上方的洛伦兹力，粒子立即向左下方偏转，故B正确； C.若粒子带正电，且，则粒子受到向左下方的电场力小于向右上方的洛伦兹力，粒子立即向右上方偏转，故C正确； D.要使带电粒子做匀速圆周运动，则粒子只能受洛伦兹力而不能受到电场力，故D错误。 若粒子带负电，分析相同，结论也相同。 故选ABC。 11. 【答案】变小； 变大； 变小； 静止不动。  将板向右平移，两板间距减小，由可知电容变大，由可知，两极板间电势差变小，静电计指针张角变小。将板竖直向下平移，两极板正对面积减小，由可知电容减小，由可知，两极板间电势差变大，静电计指针张角变大。在、板间插入电介质，由可知电容变大，由可知，两极板间电势差变小，静电计指针张角变小。 电容器带电荷量不变，改变两板间距，根据、和得，可知，场强不变，则静电力不变，液滴仍然静止不动。 12. 【答案】      【解析】螺旋测微器可动尺精度为，需要估读一位，则其读数为。 由公式 倍率为倍关系，则电动势为倍关系，故 当开关“”闭合，“”断开，欧姆表指针指在表盘中间时有 电流表改装成有两个倍率的欧姆表“”和“”，故当开关“”“”都闭合时，并联分流，欧姆表中值电阻变为，此时干路总电流扩大十倍，故并联的电阻大小 测量电阻的实验，为尽可能的多测几组数据，故滑动变阻器选用分压式连接；待测电阻约为，电源电动势，则电路中最大电流小于电流表量程的，故不选择电流表，而是选择两个电压表来测量电阻的电阻，根据电压表量程与定值电阻的关系，用小量程电压表扩大量程后测量定值电阻的电流，综上所述，电路设计如图 根据并联分流，串联分压和欧姆定律可得 其中为电压表的读数；为电压表的读数；为定值电阻的阻值；为电压表的内阻。 13.（10分） 【答案】导线在磁场内有效长度为 故该形通电导线受到安培力大小为。  【解析】由安培力公式进行计算，注意式中的应为等效长度； 本题考查安培力的计算，关键是熟记公式，理解等效长度的意义。 14.（14分） 【答案】解：设最大速度为，此时加速度为，平行斜面方向有：                                据题知：         已知 联解得：； 当金属棒的速度时，则：  由牛顿第二定律有：  解得： ； 设整个电路放出的热量为，由能量守恒定律有：     又   所以金属棒上产生的电热：  。 15.（18分） 【答案】解：带电粒子在电场中受到竖直向下的电场力作用，粒子做类平抛运动，在点对速度进行分解，如图所示：                          图 粒子做类平抛运动： 水平方向上： 竖直方向上：， 其中 粒子发射位置到点的距离 在点的速度大小： 联立解得：，； 带电粒子从点射出磁场，运动轨迹如图所示：                          图 由几何关系可知：粒子从下边缘点射出时，轨迹圆的半径为 由洛伦兹力提供向心力可知：，磁感应强度 由此可知， 带电粒子从点射出磁场，运动轨迹如图所示：                        图 由几何关系可知：粒子从下边缘点射出时，设轨迹圆的半径为 在中：，解得： 由洛伦兹力提供向心力可知：，磁感应强度 由此可知， 磁感应强度大小的取值范围为： 即：； 若粒子正好从的中点射出磁场，画出粒子在磁场中的运动轨迹如图所示：                         图 由几何关系可知，在中， 该轨迹与极板最近的距离： 联立解得： 。  2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$