精品解析：四川省绵阳中学实验学校2023-2024学年高二下学期半期考试物理试卷

绵阳中学实验学校2022级高二下期期中考试物理试卷 （考试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题。本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，电磁炮是一种新型的发射炮弹的装置，把待发射的炮弹放在匀强磁场中的两平行导电导轨上，给导轨通以电流，炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速，使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，A图中安培力方向向左，不能使炮弹沿导轨向右加速，A错误； B．B中炮弹所受安培力向右，使炮弹向右加速，B正确； CD．CD中炮弹中电流方向与磁场平行，不受安培力，CD错误。 故选B。 2. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B. 线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零 C. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 D. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 【答案】C 【解析】 【详解】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，故A错误； B．线圈转动到如图所示位置时，磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，此时产生的电动势最大，不为零，故B错误； C．根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，故C正确； D．线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，图示位置是峰值面，故图示位置不是电流变向的时刻，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ） A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭 C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。 故选D。 4. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈的电流方向每秒改变50次 B. 送电线圈的输入电压为V C. 受电线圈的输出电压为V D. 送电线圈的输入功率为110W 【答案】D 【解析】 【详解】A．受电线圈的电流频率与受电线圈中的电流频率相同，即为 一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，故A错误； BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为 受电线圈中的电流为2A，可得送电线圈中的电流大小为 送电线圈的输入功率为 故B错误，D正确； C．对受电线圈的输出电压有 可得 故C错误。 故选D。 5. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C. 电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下，速度越来越小最终可以使轿厢停在图示位置 D. 金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故AB错误； C．电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下速度逐渐减小，加速度也在减小，等到加速度减为零开始匀速下降，不能阻止磁铁的运动，故轿厢最终不能停在图示位置，故C错误； D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 故选D。 6. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子a、b都带负电 B. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2 C. 粒子a、b的比荷之比为 D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力，则由左手定则可得，粒子都带正电，故A错误； D．两个粒子进入磁场时速度指向圆心且水平，则出磁场时速度反向延长线过圆心，轨迹圆半径与速度方向垂直，则可作图得到圆心分别为O1、O2，如图 设磁场圆半径为R，则由几何关系可得，两轨迹圆半径分别为， 则粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为，故D错误； C．粒子在磁场中做圆周运动有 化简得 由于速度相同，相同磁场，则可知比荷之比等于轨迹半径的反比，即，故C正确； B．两粒子在磁场中运动时间分别为, 综合可得 故B错误。 故选C。 7. 不见腾空而起的蘑菇云，不见火光冲天的弥漫硝烟，顷刻间作战系统中的所有数据就“烟消云散”，紧接着，如同陨石般坠落的高速弹丸仿佛长了眼睛一样砸向阵地，让防守一方毫无招架之力，而这一切都只是被称为“无形之手”的现代电磁技术在未来战争中应用的冰山一角，下列关于现代电磁技术的说法正确的是（　　） A. 霍尔效应如图甲所示，金属导体外表面的电势比内表面的电势低 B. 磁流体发电机如图乙所示，可以判断出通过R的电流方向由b流向a C. 回旋加速器如图丙所示，仅增大加速电压U，对同一粒子加速时获得的最大动能一定增大 D. 速度选择器如图丁所示，当带电粒子（忽略重力）速度大小满足一定条件时，就能够从N到M匀速直线通过 【答案】A 【解析】 【详解】A．金属导体是电子导电，电子带负电，电子与电流方向相反，根据左手定则，电子向外表面偏转，则金属导体外表面的电势比内表面的电势低，故A正确； B．根据左手定则，带正电的粒子向上板偏转，故上极板带正电，下极板带负电，则可以判断出通过R的电流方向由a流向b，故B错误； C．粒子射出加速器时，满足 动能 最大动能与加速电压无关，故C错误； D．若粒子带正电，受到的电场力向上，初速度方向从N到M，则受到的洛伦兹力向上，不能匀速通过，故D错误。 故选A。 8. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机一法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴以角速度匀速转动，铜片与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻组成闭合回路，圆盘半径为，圆盘接入间的电阻也为，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（　　） 甲 乙 A. 点电势高于点电势 B. C、D两端的电压为 C. 圆盘转动过程中，电流的大小为 D. 圆盘转动过程中，产生的电功率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由右手定则可知，流经电阻R的电流由D到C，因此点电势低于点电势，A错误； B．由电磁感应定律可得圆盘产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律可得C、D两端的电压为 B错误； C．圆盘转动过程中，由闭合电路欧姆定律可得电流的大小为 C错误； D．圆盘转动过程中，由电功率公式可知产生的电功率为 D正确。 故选D。 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。 9. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，电源内阻不计。则（　　） A. 理想电压表读数为50V B. 理想电流表读数为0.9A C. 该交流电的频率为100Hz D. 电阻R在50秒内产生的热量为2025J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设交流电电压有效值为，根据有效值定义可得 解得 则理想电压表读数为；故A错误； B．根据欧姆定律可得理想电流表读数为，故B正确； C．该交流电的周期为，则交流电的频率为50Hz，故C错误； D．电阻R消耗的电功率为 电阻R在50秒内产生的热量为 故D正确。 故选BD。 10. 三角形导线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。则在时间内，下列描述线框中的感应电流I（规定顺时针方向为正方向）、bc边所受安培力F（规定垂直bc沿纸面向右为正方向）随时间t变化的四个图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由图可知，内，线圈中磁通量的变化率相同，所以内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向； 同理可知，磁通量不变，感应电流为零，内电路中的电流为逆时针，即为负方向，根据 ， 两段时间内电流强度大小时等，故A错误，B正确；  CD．两段时间内电流强度大小时等，由F＝BIL可知，F与B成正比，根据左手定则可知，与内安培力方向向右，为正，与内安培力方向向左，为负，故C错误，D正确。  故选BD。 11. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻，将质量为m的金属棒悬挂在一根固定的轻弹簧的下端，金属棒与导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻R外，金属棒电阻为r，其余电阻不计，现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　） A. 释放瞬间金属棒的加速度大小小于重力加速度g大小 B. 金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→a C. 金属棒的速度为v时，它所受的安培力的大小为 D. 在金属棒运动的整个过程中，回路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．释放瞬间金属棒的速度为零，没有感应电流产生，不受安培力，金属棒只受重力，所以金属棒的加速度为g。故A错误。 B．金属棒向下运动时切割磁感线，根据右手定则判断可知，流过电阻R的电流方向为b→a,故B正确； C．金属棒的速度为v时，回路中产生的感应电流为 金属棒所受的安培力大小为 故C正确。 D．由于金属棒产生感应电流，受到安培力的阻碍，系统的机械能不断减少，最终金属棒停止运动，此时弹簧具有一定的弹性势能，所以导体棒的重力势能转化为内能和弹簧的弹性势能，则根据能量守恒定律得知在金属棒运动的过程中，回路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量，故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示，矩形区域位于竖直平面内，边水平，该区域内有方向平行于平面、与水平方向成角斜向左上方的匀强电场，还有方向垂直于平面的匀强磁场（图中未画出），磁场的磁感应强度为。质量为、带电量为的小球从边上方某处由静止释放，并沿竖直线通过该区域，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场方向垂直于平面向里 B. 小球通过电磁场区域过程中机械能守恒 C. 匀强电场的电场强度大小为 D. 小球开始下落时离边的高度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．小球沿直线通过该电磁场区域，对小球受力分析可知小球所受洛伦兹力方向水平向右，据左手定则可知磁场垂直平面向里，故A正确； B．小球通过电磁场区域时电场力对小球做负功，因此其机械能不守恒，故B错误。 C．由受力分析可得 解得 故C正确。 D．小球进入电磁场前 在电磁场中运动过程，据受力分析可得 解得 故D正确。 故选ACD。 三、实验题。本题共2小题，每空2分，共16分。 13. 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 （1）小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 ①将条形磁铁按如图甲方式S极向下匀速插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。 ②经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。 ③关于该实验，下列说法正确的是______。 A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小 C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转 （2）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。 ①在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路______。 ②将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是______。 A．插入铁芯 B．拔出线圈A C．将滑动变阻器的滑片向左移动 D．将滑动变阻器的滑片向右移动 （3）小齐设计了一种延时继电器：如图2所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B．线圈A和电源连接，线圈B与直导线构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线中电流方向为______（填写“a到b”或“b到a”）。 【答案】（1） ①. 相反 ②. C （2） ①. ②. AC##CA （3）b到a 【解析】 【小问1详解】 ②[1]S极向下插入螺线管时，线圈中磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场应该与原磁场方向相反，且感应电流的磁场方向向下，阻碍磁通量的增加。 ③[2]A．S极向下插入螺线管时，不需要保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针都会向右偏转，故A错误； B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越大，故B错误； C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，则螺线管的磁通量向下减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由B到A，则电流从“”接线柱流入电流表，电流表的指针向右偏转，故C正确； D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，则螺线管的磁通量向下增大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由A到B，则电流从“”接线柱流入电流表，电流表的指针向左偏转，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 ①[1]电池、滑动变阻器、开关、螺线管组成一个闭合回路、另外一个螺线管和电流表组成一个闭合回路，完整的实验电路如图所示 ②[2]将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，可知当线圈B中的磁通量增加时，电流计指针右偏； A．插入铁芯，线圈B中的磁通量增加，电流计指针右偏，故A正确； B．拔出线圈A，线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故B错误； C．将滑动变阻器的滑片向左移动，线圈A中电流增大，线圈B中的磁通量增加，电流计指针右偏，故C正确； D．将滑动变阻器的滑片向右移动，线圈A中电流减小，线圈B中的磁通量减少，电流计指针左偏，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 断开瞬间，延时功能启动，此时穿过线圈B的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，线圈B中感应电流产生的磁场方向向上，则此时直导线ab中电流方向为b到a。 14. 图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R = 20Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0 = 22Ω时：①输电线上的发热功率_____W；②变压器T1的副线圈的电压_____V。③变压器T1的原线圈的输入功率________W 【答案】 ①. 80 ②. 1140 ③. 2280 【解析】 【详解】[1]由题意可知T2副线圈电压的最大值为 T2副线圈两端电压的有效值为 则副线圈电路中的电流为 根据变压器电流与线圈匝数关系有 解得 输电线上的发热功率为 [2]输电线路损失的电压为 根据变压器电压与匝数关系有 解得 则变压器T1副线圈的电压为 [3]T2副线圈的输出功率为 根据能量守恒可知，变压器T1的原线圈的输入功率等于输电线上的发热功率和T2副线圈的输出功率之和，有。 四、计算题。本题共3小题，共36分。解答过程中，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 如图所示，线圈的面积是S=0.05m2，共有N=100匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以匀速旋转时，求： （1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈每转过一周，电阻R产生的焦耳热。 【答案】（1） （2）800J 【解析】 【小问1详解】 产生的最大感应电动势为V 感应电动势的瞬时值表达式为 【小问2详解】 线圈产生的感应电动势的有效值为 线圈产生的电流为= 100A 电阻R产生的焦耳热为 解得Q=800J 16. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴，质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点以初速度v0水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，已知OA∶OM = 3∶8，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）电场强度E的大小和方向； （2）小球从M运动到N的过程中离x轴的最大距离； （3）小球从A点抛出运动到N点的总时间。 【答案】（1），电场强度方向竖直向上； （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，说明电场力和重力平衡，有qE = mg 求得，电场强度方向竖直向上； 【小问2详解】 小球做匀速圆周运动，O′为圆心，M运动到N过程中离x轴的最大距离设为d，∠MO′P = θ，如图所示 设半径为r，由几何关系知 根据牛顿第二定律有 在第一象限中，小球做平抛运动可得， 又，， 联立求得 【小问3详解】 小球在第一象限运动时间 小球在磁场中运动时间， 解得 所以 17. 如图所示，有一对与水平面夹角为的足够长平行倾斜粗糙导轨，两导轨间距，顶端间连一电阻，，在导轨与电阻构成的回路中有垂直轨道平面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小。在导轨上横放一质量，电阻，长度也为的导体棒，导体棒与导轨始终接触良好，导体棒与导轨间动摩擦因素，又在导轨、的顶端通过导线连接一面积为，总电阻也为，匝数的带铁芯线圈（线圈中轴线沿竖直方向），在线圈内加上沿竖直方向，且均匀增加的磁场（图中未画出），连接线圈电路上的开关K处于断开状态。不计导轨电阻，取，，。求 （1）从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度是多少； （2）导体棒从静止释放到稳定运行的这段时间内，流过电阻R的电荷量，那么导体棒下滑的距离x及R上产生的焦耳热是多少； （3）现闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上，那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小取值范围是多少？ 【答案】（1）5m/s （2）6m，8.75J （3）竖直向下， 【解析】 【详解】（1）对棒受力分析，根据时 电流为 可知导体棒做加速度减小的加速运动，当导体棒加速度为0时，速度达到最大值，有 解得 （2）导体棒达到最大速度后匀速运动即达到稳定运行，设导体棒下滑的距离为x，整个电路产生的焦耳热为，根据，， 可得 解得 导体棒从释放到稳定运行的过程中，根据能量守恒 解得 则R上产生的焦耳热为 （3）设线圈中产生的感应电动势为，流过导体棒的电流为，对导体棒进行受力分析，导体棒静止，导体棒中通过的电流方向由e到f，当线圈产生得电动势较大时，导体棒有上滑的趋势，则摩擦力沿斜面向下，有 解得 此时，电路中的总电流为， 电动势为 解得 当线圈产生得电动势较小时，导体棒有下滑的趋势，则摩擦力沿斜面向上，有 解得 此时，电路中的总电流为， 解得 综上可得，由楞次定律可得，线圈中的磁场方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绵阳中学实验学校2022级高二下期期中考试物理试卷 （考试时间：75分钟 满分：100分） 一、单项选择题。本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，电磁炮是一种新型的发射炮弹的装置，把待发射的炮弹放在匀强磁场中的两平行导电导轨上，给导轨通以电流，炮弹作为一个载流导体在磁场作用下沿导轨加速，使炮弹获得极大的发射速度。下列各俯视图中正确表示磁场B方向的是（　　） A. B. C. D. 2. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大 B. 线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零 C. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上 D. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻 3. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ） A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭 C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭 4. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈的电流方向每秒改变50次 B. 送电线圈的输入电压为V C. 受电线圈的输出电压为V D. 送电线圈的输入功率为110W 5. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C. 电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下，速度越来越小最终可以使轿厢停在图示位置 D. 金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 6. 圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，带电粒子a、b从圆周上的M点沿直径MON方向以相同的速度射入磁场，粒子a、b的运动轨迹如图所示。已知粒子a离开磁场时速度方向偏转了90°，粒子b离开磁场时速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子a、b都带负电 B. 粒子a、b在磁场中运动的时间之比为3:2 C. 粒子a、b的比荷之比为 D. 粒子a、b在磁场中运动轨迹的半径之比为1:3 7. 不见腾空而起的蘑菇云，不见火光冲天的弥漫硝烟，顷刻间作战系统中的所有数据就“烟消云散”，紧接着，如同陨石般坠落的高速弹丸仿佛长了眼睛一样砸向阵地，让防守一方毫无招架之力，而这一切都只是被称为“无形之手”的现代电磁技术在未来战争中应用的冰山一角，下列关于现代电磁技术的说法正确的是（　　） A. 霍尔效应如图甲所示，金属导体外表面的电势比内表面的电势低 B. 磁流体发电机如图乙所示，可以判断出通过R的电流方向由b流向a C. 回旋加速器如图丙所示，仅增大加速电压U，对同一粒子加速时获得的最大动能一定增大 D. 速度选择器如图丁所示，当带电粒子（忽略重力）速度大小满足一定条件时，就能够从N到M匀速直线通过 8. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机一法拉第圆盘发电机，其原理图如图所示，水平匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴以角速度匀速转动，铜片与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和电阻组成闭合回路，圆盘半径为，圆盘接入间的电阻也为，其他电阻均可忽略不计。下列说法正确的是（　　） 甲 乙 A. 点电势高于点电势 B. C、D两端的电压为 C. 圆盘转动过程中，电流的大小为 D. 圆盘转动过程中，产生的电功率为 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。 9. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，电源内阻不计。则（　　） A. 理想电压表读数为50V B. 理想电流表读数为0.9A C. 该交流电的频率为100Hz D. 电阻R在50秒内产生的热量为2025J 10. 三角形导线框abc放在匀强磁场中，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图所示，时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。则在时间内，下列描述线框中的感应电流I（规定顺时针方向为正方向）、bc边所受安培力F（规定垂直bc沿纸面向右为正方向）随时间t变化的四个图像正确的是（　　） A. B. C. D. 11. 两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻，将质量为m的金属棒悬挂在一根固定的轻弹簧的下端，金属棒与导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图所示，除电阻R外，金属棒电阻为r，其余电阻不计，现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（　　） A. 释放瞬间金属棒的加速度大小小于重力加速度g大小 B. 金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为b→a C. 金属棒的速度为v时，它所受的安培力的大小为 D. 在金属棒运动的整个过程中，回路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量 12. 如图所示，矩形区域位于竖直平面内，边水平，该区域内有方向平行于平面、与水平方向成角斜向左上方的匀强电场，还有方向垂直于平面的匀强磁场（图中未画出），磁场的磁感应强度为。质量为、带电量为的小球从边上方某处由静止释放，并沿竖直线通过该区域，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 匀强磁场方向垂直于平面向里 B. 小球通过电磁场区域过程中机械能守恒 C. 匀强电场的电场强度大小为 D. 小球开始下落时离边的高度为 三、实验题。本题共2小题，每空2分，共16分。 13. 为探究影响感应电流方向的因素，同学们做了如下的实验。 （1）小明同学用如图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，所用电流表指针偏转方向与电流方向间的关系为：当电流从“+”接线柱流入电流表时，指针向右偏转。 ①将条形磁铁按如图甲方式S极向下匀速插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图乙所示。 ②经分析可得出结论：当穿过螺线管的磁通量增加时，感应电流产生的磁场与条形磁铁的磁场方向______（填“相同”或“相反”）。 ③关于该实验，下列说法正确的是______。 A．必须保证磁体匀速运动，灵敏电流计指针才会向右偏转 B．将磁体向下插入或向上抽出的速度越大，灵敏电流计指针偏转幅度越小 C．将磁体的N、S极对调，并将其向上抽出，灵敏电流计指针仍向右偏转 D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，灵敏电流计指针仍向右偏转 （2）小宁同学用如图所示的器材研究感应电流的方向。 ①在给出的实物图中，用笔线代替导线将实验仪器连成完整的实验电路______。 ②将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是______。 A．插入铁芯 B．拔出线圈A C．将滑动变阻器的滑片向左移动 D．将滑动变阻器的滑片向右移动 （3）小齐设计了一种延时继电器：如图2所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B．线圈A和电源连接，线圈B与直导线构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线中电流方向为______（填写“a到b”或“b到a”）。 14. 图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R = 20Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5：1，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压，当用电器电阻R0 = 22Ω时：①输电线上的发热功率_____W；②变压器T1的副线圈的电压_____V。③变压器T1的原线圈的输入功率________W 四、计算题。本题共3小题，共36分。解答过程中，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。 15. 如图所示，线圈的面积是S=0.05m2，共有N=100匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以匀速旋转时，求： （1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈每转过一周，电阻R产生的焦耳热。 16. 如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴，质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点以初速度v0水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，已知OA∶OM = 3∶8，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）电场强度E的大小和方向； （2）小球从M运动到N的过程中离x轴的最大距离； （3）小球从A点抛出运动到N点的总时间。 17. 如图所示，有一对与水平面夹角为的足够长平行倾斜粗糙导轨，两导轨间距，顶端间连一电阻，，在导轨与电阻构成的回路中有垂直轨道平面向下的匀强磁场，其磁感应强度大小。在导轨上横放一质量，电阻，长度也为的导体棒，导体棒与导轨始终接触良好，导体棒与导轨间动摩擦因素，又在导轨、的顶端通过导线连接一面积为，总电阻也为，匝数的带铁芯线圈（线圈中轴线沿竖直方向），在线圈内加上沿竖直方向，且均匀增加的磁场（图中未画出），连接线圈电路上的开关K处于断开状态。不计导轨电阻，取，，。求 （1）从静止释放导体棒，导体棒能达到的最大速度是多少； （2）导体棒从静止释放到稳定运行的这段时间内，流过电阻R的电荷量，那么导体棒下滑的距离x及R上产生的焦耳热是多少； （3）现闭合开关K，为使导体棒静止于倾斜导轨上，那么在线圈中所加磁场的磁感应强度的方向及变化率大小取值范围是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $