高二下学期物理期中考试模拟测试02（人教版2019，选择性必修第二册第1～5章）-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019选择性必修第二册）

高二下学期物理期中考试模拟测试02（原卷版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~5章。 第Ⅰ卷 选择题 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．英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 2．动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是（　　） A．烟雾浓度增大时，的阻值减小 B．烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大 C．滑片P向右移动可以提高报警灵敏度 D．烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大 3．如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　） A．压力始终大于磁铁重力 B．摩擦力的方向始终向右 C．摩擦力的大小始终不变 D．摩擦力的大小先减小后增大 4．在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接入恒定的正弦交流电，电流表、电压表均为理想表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S开始接在1端，则下列判断正确的是 A．将开关S由1合向2，电流表的示数变大，电压表的示数变小 B．将开关S由1合向2，电流表的示数变小，电压表的示数变小 C．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变大、电压表的示数不变 D．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数不变，电压表的示数变小 5．如图甲所示，某同学做自感现象的实验。自感线圈L的直流电阻为RL， 和是完全相同的两个小灯泡，R为滑动变阻器，现调节滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值。在实验时，先闭合开关S，待稳定状态后又突然断开S，下列说法正确的是 （　　） A．在闭合S瞬间，因为R的阻值大于RL的阻值，所以灯先亮 B．在突然断开S瞬间，先熄灭，会闪亮一下再熄灭 C．在突然断开S瞬间，灯会闪亮一下，然后与灯一起熄灭 D．若将自感线圈L换成如图乙的双线绕法线圈，则观察到的自感现象会更明显 6．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流为顺时针方向时，感应电动势取正），下列说法正确的是（　　） A．磁感应强度的方向垂直于纸面向里 B．磁感应强度的大小为0.5T C．导线框运动的速度大小为0.5m/s D．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N 7．如图所示，一段圆心角为的圆弧形导线，通以电流I。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径向右，导线所受安培力的大小为。则为（　　） A． B． C． D． 8．图为一理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，是可移动的滑动触头，a、b端与滑动变阻器串联后接交流电源，输出端的灯泡、规格相同，、、为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，、、、N处于如图所在的位置时，两灯均正常发光，忽略灯泡电阻的变化，导线电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．ab两端电压有效值为220V B．若仅将向左移动，电流表示数将减小 C．置于滑动变阻器最左端，逆时针转动的过程中将向右移动，灯泡、一定变亮 D．置于滑动变阻器最左端，使滑片N自变阻器c端向d端移动，原线圈输入功率先减小后增大 9．（多选）在学校饭堂就餐刷卡时，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ） A．若增大电容器两板距离，LC振荡频率增大 B．该时刻电容器正处于充电过程，电路中电流在减小 C．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能 D．若读卡机发射电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流 10．（多选）如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（　　） A．①为电流表，②为电压表 B．采用高压输电可以增大输电线中的电能损耗 C．提高输送电压，则输电线电流减小 D．电厂输送电功率为 11．（多选）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流。已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器的内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中正确的是（　　） A．可以求出电感线圈的电阻 B．可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C．可以判断出断开开关后R2两端电压的变化情况 D．可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 12．（多选）如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B）和匀强电场（电场强度为E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场（磁感应强度为），最终打在上，下列表述正确的是（　　） A．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 B．所有打在上的粒子，在磁感应强度为的磁场中的运动时间都相同 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．粒子打在上的位置越靠近P，粒子的比荷越小 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,共20分） 13．为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 (1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，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。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 （填“相同”或“相反”）； (2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 （选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； (3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是 （选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 14．某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。 (1)现有闭合的铁芯及粗导线、细导线各一根，要求学生自制一降压变压器，应用 （选填“粗”或“细”）导线制成原线圈。 (2)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是__________。 A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化 (3)在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)现用自制的可拆变压器、学生电源、小灯泡及导线若干进行进一步探究。如图所示，开始横条铁芯放在U形铁芯的A侧上，现把横条铁芯慢慢推向B侧，此过程中小灯泡亮度逐渐 （选填“变亮”或“变暗”）。 三．计算题（本题共3小题，共32分） 15．如图所示，线圈的面积是，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值多大； (3)电路中电流表和电压表示数各是多少。 (4)线圈每转过一周，外力所做的功。 (5)线圈转过的过程中流过电阻R的电量。 16．如图所示，在竖直平面内竖直虚线左侧的整个空间存在着方向水平向右的匀强电场（大小未知），右侧的整个空间存在着方向竖直向上的匀强电场（大小未知），圆形区域圆心为，圆与竖直虚线在点相切，圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）。质量为、电荷量为的带正电微粒从A点以某一水平向左的速度射入竖直虚线左侧的匀强电场区域，经过一段时间，该粒子从虚线上点进入圆形区域，其速度与竖直方向的夹角为，在圆形区域内做匀速圆周运动后由圆上某点射出，恰好垂直竖直虚线回到A点，已知，重力加速度大小为。求： (1)竖直虚线左右两侧电场强度的大小和； (2)磁场的磁感应强度大小和磁场区域的半径； (3)该微粒从A出发到再次回到A的运动时间。 17．如图，足够长的平行光滑导轨与间距为，、在同一水平面内，与垂直且、处平滑连接。水平导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。质量为、电阻值为、长度为的硬质导体棒a静止在水平轨道上，a棒与的距离为。一电阻值为R、长度为L的导体棒b从距水平面高度的倾斜轨道上由静止释放，运动过程中a、b棒始终与导轨垂直且接触良好，b在运动过程中始终无法与a棒相碰。右图是两棒运动过程中的v-t关系图（图中v0为未知量）。不计其它电阻和空气阻力，重力加速度为。 （1）求b棒刚进入磁场时，回路的电流； （2）求a、b棒稳定后，a棒上产生的总焦耳热； （3）求最终通过棒的电荷量。      1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高二下学期物理期中考试模拟测试02（解析版） （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~5章。 第Ⅰ卷 选择题 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．英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（　　） A．变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场 B．电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质 C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式 D．红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波 【答案】C 【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误； C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确； D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。 故选C。 2．动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示，M为烟雾传感器，其阻值随着烟雾浓度的改变而变化，N为定值电阻，滑动变阻器的滑片P已调整至合适位置，电源电动势和内阻恒定不变。当车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致N两端的电压增大，装置发出警报。下列说法正确的是（　　） A．烟雾浓度增大时，的阻值减小 B．烟雾浓度增大时，通过滑动变阻器的电流增大 C．滑片P向右移动可以提高报警灵敏度 D．烟雾浓度增大时，烟雾传感器消耗的功率一定增大 【答案】A 【详解】A．定值电阻N两端的电压增大，干路电流增大，传感器两端的电压一定减小，则并联部分电阻一定减小，可知烟雾浓度增大时，的阻值减小，故A正确； B．烟雾浓度增大时，的阻值减小，并联部分电压减小，根据欧姆定律可知，通过滑动变阻器的电流减小，故B错误； C．滑动变阻器接入电路的阻值越大，滑动变阻器与烟雾传感器并联的电阻越接近，烟雾浓度增大时，N两端的电压增大得越明显，即能够提高报警灵敏度，可知滑片P向左移动可以提高报警灵敏度，故C错误； D．烟雾浓度增大时，的阻值减小，干路电流增大；烟雾传感器两端的电压一定减小，通过滑动变阻器的电流减小，通过烟雾传感器的电流增大，其消耗的功率可能增大，也可能减小或不变，故D错误。 故选A。 3．如图所示，在水平桌面上放置一条形磁铁，其左侧正上方有一通以恒定电流的长直导线，导线与磁铁互相垂直。现将长直导线自左向右平移经过条形磁铁的正上方，磁铁始终保持静止，此过程中磁铁对桌面的（　　） A．压力始终大于磁铁重力 B．摩擦力的方向始终向右 C．摩擦力的大小始终不变 D．摩擦力的大小先减小后增大 【答案】D 【详解】根据左手定则可知导线先受到右下方的安培力，直至到达磁体正上方时，安培力竖直向下，然后受到左下方的安培力；根据牛顿第三定律可知磁铁先收到左上方的磁场力，再受到右上方的磁场力。 由于磁铁静止，则压力始终小于重力；摩擦力先向右再向左；导线在磁铁正上方时，摩擦力为0，所以磁铁受到的摩擦力的大小先减小后增大。 故选D。 4．在如图所示的电路中，理想变压器原线圈接入恒定的正弦交流电，电流表、电压表均为理想表，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，开关S开始接在1端，则下列判断正确的是（　　） A．将开关S由1合向2，电流表的示数变大，电压表的示数变小 B．将开关S由1合向2，电流表的示数变小，电压表的示数变小 C．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变大、电压表的示数不变 D．将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数不变，电压表的示数变小 【答案】B 【详解】AB． 根据电压匝数关系有 得 将开关S由1合向2，原线圈匝数增大，则副线圈两端电压减小，电压表的示数变小，根据欧姆定律 得副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故A错误，B正确； CD．原线圈两端电压一定，根据电压匝数关系 可知，副线圈两端电压一定，电压表的示数不变，当滑片P向下移，接入电阻增大，根据欧姆定律 则副线圈电流减小，所以原线圈电路中电流表的示数变小，故CD错误。 故选B。 5．如图甲所示，某同学做自感现象的实验。自感线圈L的直流电阻为RL， 和是完全相同的两个小灯泡，R为滑动变阻器，现调节滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值。在实验时，先闭合开关S，待稳定状态后又突然断开S，下列说法正确的是 （　　） A．在闭合S瞬间，因为R的阻值大于RL的阻值，所以灯先亮 B．在突然断开S瞬间，先熄灭，会闪亮一下再熄灭 C．在突然断开S瞬间，灯会闪亮一下，然后与灯一起熄灭 D．若将自感线圈L换成如图乙的双线绕法线圈，则观察到的自感现象会更明显 【答案】C 【详解】A．在闭合S瞬间，因为自感，所以灯先亮，故A错误； BC．滑动变阻器R的阻值大于RL的阻值，则电路稳定后，灯所在支路的电流大于灯支路的电流，则会闪亮一下，但、灯同时熄灭，故B错误，C正确； D．由于两个线圈的绕向相同，但电流方向相反，所以其磁场方向相反。两者磁性强度相同，磁场方向相反，相互抵消，所以螺线管内没有磁场，两股导线中原电流的磁通量相互抵消，没有自感现象，故D错误； 故选C。 6．两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为0.1m、总电阻为0.005Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行，如图（a）所示。已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd边于t=0时刻进入磁场。线框中感应电动势随时间变化的图线如图（b）所示（感应电流为顺时针方向时，感应电动势取正），下列说法正确的是（　　） A．磁感应强度的方向垂直于纸面向里 B．磁感应强度的大小为0.5T C．导线框运动的速度大小为0.5m/s D．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1N 【答案】C 【详解】A．由题图（b）可知，导线框刚进入磁场时，感应电流为顺时针方向，由右手定则和楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，故A错误； C．0.2~0.4s时间内线框没有产生感应电动势，则线框进入磁场的时间为0.2s，由于线框匀速运动，可得 故C正确； B．线框进入磁场时，感应电动势为0.01V，所以 故B错误； D．在t=0.4s至t=0.6s这段时间内，感应电动势为0.01V，则感应电流为 导线框所受安培力大小为 故D错误。 故选C。 7．如图所示，一段圆心角为的圆弧形导线，通以电流I。若导线所在平面与纸面平行，匀强磁场方向垂直纸面向里，导线所受安培力的大小为；若磁感应强度大小不变方向改为平行于纸面沿半径向右，导线所受安培力的大小为。则为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】当磁场方向垂直纸面向里时，通电导线的有效长度如下图中红线所示 根据安培力的定义，结合几何关系，可得导线所受安培力大小为 当磁场方向水平向右时，通电导线的有效长度如下图中红线所示 根据安培力的定义，结合几何关系，可得导线所受安培力大小为 所以 故选A。 8．图为一理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，是可移动的滑动触头，a、b端与滑动变阻器串联后接交流电源，输出端的灯泡、规格相同，、、为滑动变阻器的滑片。当开关S闭合，、、、N处于如图所在的位置时，两灯均正常发光，忽略灯泡电阻的变化，导线电阻不计。下列说法正确的是（　　） A．ab两端电压有效值为220V B．若仅将向左移动，电流表示数将减小 C．置于滑动变阻器最左端，逆时针转动的过程中将向右移动，灯泡、一定变亮 D．置于滑动变阻器最左端，使滑片N自变阻器c端向d端移动，原线圈输入功率先减小后增大 【答案】D 【详解】A．变压器输入端的电压为电源电压的一部分，电源电压为 所以变压器的输入电压小于220V。故A错误； B．设图示位置时，自耦变压器的原副线圈匝数比为k，则副线圈等效电阻为 若仅将向左移动，则减小，根据 可知原线圈电流增大，由原副线圈匝数与电流关系可知，电流表示数将增大。故B错误； C．置于滑动变阻器最左端，此时变压器输入电压为220V保持不变，逆时针转动的过程中，原副线圈匝数比k减小，副线圈输出电压增大，将向右移动，滑动变阻器R2的阻值增大，由 可知副线圈电流变化情况不确定，所以灯泡、不一定变亮。故C错误； D．同理，置于滑动变阻器最左端，使滑片N自变阻器c端向d端移动，先增大后减小，可知副线圈电流先减小后增大，则原线圈电流也是先减小后增大，根据 可知原线圈输入功率先减小后增大。故D正确。 故选D。 9．（多选）在学校饭堂就餐刷卡时，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。若某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，下列说法正确的是（ ） A．若增大电容器两板距离，LC振荡频率增大 B．该时刻电容器正处于充电过程，电路中电流在减小 C．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能 D．若读卡机发射电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流 【答案】ABC 【详解】A．由电磁振荡周期公式可知，距离增加，电容C减小，周期减小，频率变大，A正确； B．根据线圈L中磁感线的方向和电容器中电场方向，可知该时刻线圈充当电源，正在给电容器充电，电路中的电流在减小，B正确； C．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能，C正确； D．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而不能产生较大的感应电流，D错误。 故选ABC。 10．（多选）如图所示为某小型发电站高压输电示意图，发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，输电线电流为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（　　） A．①为电流表，②为电压表 B．采用高压输电可以增大输电线中的电能损耗 C．提高输送电压，则输电线电流减小 D．电厂输送电功率为 【答案】CD 【详解】A．由图可知①和互感器接在火线和零线之间，为电压表，②及互感器接在同一条线上，测得是电流，为电流表，故A错误； BC．由，可知采用高压输电减少输电线中的电流，由 可知减少输电线路上的损耗，故B错误，C正确； D．若不考虑变压器自身的能量损耗，电厂输送电功率为，故D正确。 故选CD。 11．（多选）图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器监测通过电感线圈L中的电流。已知电路中灯泡的电阻R1=6Ω，定值电阻R2=2Ω，电源电动势为6V，内阻不计。闭合开关S使电路处于稳定状态，灯泡发光。在t=0.1s时刻断开开关S，断开开关S前后电流传感器显示电流随时间变化的图像如图乙所示。电流传感器的内阻忽略不计，根据以上信息下列说法中正确的是（　　） A．可以求出电感线圈的电阻 B．可以估算出断开开关后流过灯泡的电荷量 C．可以判断出断开开关后R2两端电压的变化情况 D．可以判断出断开开关后灯泡不会出现闪亮的现象 【答案】ABC 【详解】A．开关S闭合且电路稳定时流过线圈L的电流为1.5A，根据欧姆定律可得 代入数据解得 故A正确； B．根据 可知，I-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示流过灯泡的电荷量，所以断开开关后流过灯泡的电荷量为 故B正确； C．由图可知，断开开关后流过R2的电流从1.5A减为零，从而可以判断断开开关后R2两端电压的由3V变为零，故C正确； D．由于 故闭合S时，流过线圈的电流大于流过灯泡电流，断开S发生自感现象时，小灯泡会发生闪亮现象，故D错误。 故选ABC。 12．（多选）如图所示，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场（磁感应强度为B）和匀强电场（电场强度为E）组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场（磁感应强度为），最终打在上，下列表述正确的是（　　） A．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 B．所有打在上的粒子，在磁感应强度为的磁场中的运动时间都相同 C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 D．粒子打在上的位置越靠近P，粒子的比荷越小 【答案】AC 【详解】AC．粒子在磁感应强度为的磁场中向左偏转，根据左手定则可知粒子带正电；粒子经过速度选择器时所受的电场力和洛伦兹力平衡，电场力水平向右，可知洛伦兹力水平向左，由左手定则可知速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外，有 解得 即通过速度选择器的所有粒子速率相同，故AC正确； D．经过速度选择器进入下方磁场的粒子速率相等，由洛伦兹力提供向心力得 可得比荷为 粒子打在上的位置越靠近P，则半径R越小，粒子的比荷越大，故D错误； B．所有打在上的粒子，在磁感应强度为的磁场中做匀速圆周运动，运动时间为 由于粒子在磁场中运动的半径不同，则运动时间不相同，故B错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,共20分） 13．为探究影响感应电流方向的因素，“荀子实验小组”的同学们做了如下的实验。 (1)同学们首先用如图甲的实验装置进行探究，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。 将条形磁铁按如图甲方式极向下插入螺线管时，发现电流表的指针向右偏转。说明螺线管中感应电流在螺线管内部产生的磁场方向与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向 （填“相同”或“相反”）； (2)同学们又用如图乙所示的器材进行探究。发现为了使小灯泡能短暂发光，应将如图所示的N极向下的条形磁铁快速 （选填“向下插入”或“向上拔出”）。同学们还发现条形磁铁运动越快，小灯泡发光的亮度就越大，这说明感应电动势随 （选填“通量”、“磁通量的变化量”或“磁通量的变化率”）的增大而增大； (3)实验结束后，实验小组的同学们又结合教材中自感实验做了如下实验。如图丙所示，将两条支路分别接上电流传感器（可以测出电流大小，且内阻忽略不计），已知灯泡电阻不变且阻值为。闭合开关后，流过两个电流传感器的图像如图丁所示。由图可知： ①流过灯泡的电流是 （选填“”或“”）； ②线圈的直流电阻 （选填“大于”“等于”或“小于”）灯泡电阻。 【答案】(1)相反 (2) 向下插入 磁通量的变化率 (3) a 大于 【详解】（1）将条形磁铁极向下插入螺线管时，发现电流计的指针向右偏转。说明感应电流方向为从经螺线管到，由安培定则可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下，与条形磁铁在螺线管内部产生磁场方向相反。 （2）[1]将条形磁铁极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量向下增大，感应电流磁场方向向上，根据安培定则，可知感应电流方向从下向上流经二极管，电路导通，灯泡发光。 [2]条形磁铁从初始位置到完全插入，磁通量的变化量相同，磁体运动的越快，则穿过线圈的磁通量就变化的越快，二极管发光的亮度就越大，说明回路中产生的感应电流越大，线圈两端产生的感应电动势越大，因此该实验说明感应电动势随磁通量变化率的增大而增大。 （3）[1] 开关闭合瞬间，灯泡电流瞬间增大，线圈对电流阻碍作用逐渐减小，通过线圈电流逐渐增大，灯泡分流逐渐减小，所以流经灯泡电流是图像。 [2] 电路稳定后通过灯泡电流大于通过线圈电流，所以线圈电阻大于灯泡电阻。 14．某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。 (1)现有闭合的铁芯及粗导线、细导线各一根，要求学生自制一降压变压器，应用 （选填“粗”或“细”）导线制成原线圈。 (2)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因可能是__________。 A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化 (3)在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (4)现用自制的可拆变压器、学生电源、小灯泡及导线若干进行进一步探究。如图所示，开始横条铁芯放在U形铁芯的A侧上，现把横条铁芯慢慢推向B侧，此过程中小灯泡亮度逐渐 （选填“变亮”或“变暗”）。 【答案】(1)细 (2)ABC (3)减小 (4)变亮 【详解】（1）根据变压器原副线圈的电流与匝数关系可知，降压变压器中，副线圈的电流较大，为了使线圈热功率较小，副线圈的电阻应较小，即副线圈应用粗导线制成，原线圈的电流较小，可用细导线制成原线圈。 （2）AB．原副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有微小差别，故AB符合题意； C．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比微小差别，故C符合题意； D．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，故D不符合题意。 故选ABC。 （3）根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 在实验中，该同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将减小。 （4）将横条放在铁芯的A侧上，把横条慢慢推向B，此过程中副线圈B中的漏磁在逐渐减小，从而产生的感应电动势逐渐变大，故小灯泡亮度逐渐变亮。 三．计算题（本题共3小题，共32分） 15．如图所示，线圈的面积是，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，若从线圈处于中性面开始计时，求： (1)线圈中感应电动势的瞬时表达式； (2)线圈转过时电动势的瞬时值多大； (3)电路中电流表和电压表示数各是多少。 (4)线圈每转过一周，外力所做的功。 (5)线圈转过的过程中流过电阻R的电量。 【答案】(1) (2) (3)， (4) (5) 【详解】（1）角速度为 线圈中感应电动势的最大值为 从线圈处于中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时表达式为 （2）线圈转过s时，电动势的瞬时值为 （3）电流表的示数为电流的有效值，由闭合电路欧姆定律可得 其中 联立解得 电压表的示数为路端电压有效值，则有 （4）线圈每转过一周，外力所做的功等于整个回路产生的焦耳热，则有 代入数据解得 （5）线圈转过的过程中，线圈转过角度为 流过电阻R的电量为 解得 16．如图所示，在竖直平面内竖直虚线左侧的整个空间存在着方向水平向右的匀强电场（大小未知），右侧的整个空间存在着方向竖直向上的匀强电场（大小未知），圆形区域圆心为，圆与竖直虚线在点相切，圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出）。质量为、电荷量为的带正电微粒从A点以某一水平向左的速度射入竖直虚线左侧的匀强电场区域，经过一段时间，该粒子从虚线上点进入圆形区域，其速度与竖直方向的夹角为，在圆形区域内做匀速圆周运动后由圆上某点射出，恰好垂直竖直虚线回到A点，已知，重力加速度大小为。求： (1)竖直虚线左右两侧电场强度的大小和； (2)磁场的磁感应强度大小和磁场区域的半径； (3)该微粒从A出发到再次回到A的运动时间。 【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）由题意可得，粒子从A点进入竖直虚线左侧的匀强电场区域，水平方向先做匀减速直线运动后做反方向的匀加速直线运动，加速度为 竖直方向做自由落体运动，设初速度为，经过时间t后经过P点，则满足， 由题意知在P点，速度与y轴负方向的夹角为30°，则由几何关系得 联立解得 又因为在圆形区域内粒子做匀速圆周运动，则满足重力与电场力相等，洛伦兹力提供向心力，即 解得 （2）由题意得，粒子在磁场中运动轨迹如图 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r，则由几何关系知 又因为 且由几何关系知 由运动学公式得 联立解得磁场的磁感应强度大小为 设圆形磁场的半径为R，则由几何关系知 解得 （3）由题意得，在电场中运动时间为t，则 在磁场中运动时间为t1，则 且有 出磁场后在电场中运动时间为 则微粒从N点出发到再次回到N点的时间为 17．如图，足够长的平行光滑导轨与间距为，、在同一水平面内，与垂直且、处平滑连接。水平导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。质量为、电阻值为、长度为的硬质导体棒a静止在水平轨道上，a棒与的距离为。一电阻值为R、长度为L的导体棒b从距水平面高度的倾斜轨道上由静止释放，运动过程中a、b棒始终与导轨垂直且接触良好，b在运动过程中始终无法与a棒相碰。右图是两棒运动过程中的v-t关系图（图中v0为未知量）。不计其它电阻和空气阻力，重力加速度为。 （1）求b棒刚进入磁场时，回路的电流； （2）求a、b棒稳定后，a棒上产生的总焦耳热； （3）求最终通过棒的电荷量。      【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）棒下滑时，根据动能定理可得 解得 刚切割磁感线时，产生的电动势为 回路的电流为 联立解得 （2）因为轨道光滑，且a、b两棒无法相碰，因此最终a、b两棒共速，、两棒组成的系统满足动量守恒，则有 解得 b棒下滑后与a棒共速的过程中，回路产生的总焦耳热为 a棒产生的焦耳热为 最终棒上产生的总焦耳热为 （3）对于棒，根据动量定理可得 又 联立解得通过棒的电荷量为 1 学科网（北京）股份有限公司 $$