精品解析:山西省太原市山西大学附属中学校2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题
2025-04-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 山西省 |
| 地区(市) | 太原市 |
| 地区(区县) | 小店区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.29 MB |
| 发布时间 | 2025-04-19 |
| 更新时间 | 2025-04-28 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51696554.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
山西大学附中
2024~2025学年第二学期高二3月月考(总第二次)
物理试题
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 能说明光是横波的是( )
A. 水中气泡因全反射显得明亮
B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹
C. 利用光的偏振呈现立体影像
D. 单色光因单缝衍射产生条纹
【答案】C
【解析】
【详解】偏振现象能说明光是横波,全反射、干涉、衍射是波的特性,不能说明光是横波。
故选C。
2. 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻,金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab 始终保持静止。下列说法正确的是( )
A. 空间中产生顺时针方向的涡旋电场(俯视)
B. ab中的感应电流逐渐减小
C. ab所受的安培力保持不变
D. ab所受的静摩擦力保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.磁感应强度均匀减小,磁通量减小,根据楞次定律得,空间中产生顺时针方向的涡旋电场(俯视),故A正确;
B.由于磁感应强度均匀减小,根据法拉第电磁感应定律有
由于磁通量均匀减小,可知感应电动势恒定,则感应电流不变,故B错误;
C.根据安培力公式知,电流I不变,B均匀减小,则安培力减小,故C错误;
D.导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡,安培力减小,则静摩擦力减小,故D错误。
故选A。
3. 某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S,匝数为N,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面最初平行于磁场,经过时间t后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处,则在这段时间内,线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向(从左往右看)为( )
A. ,逆时针 B. ,逆时针
C. ,顺时针 D. 顺时针
【答案】A
【解析】
【详解】经过时间t,面积为S的线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处,磁通量变化为
由法拉第电磁感应定律,线圈中产生的平均感应电动势的大小为
由楞次定律可判断出感应电流方向为逆时针方向。
故选A。
4. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A. 未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B. 未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C. 接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D. 接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.未接导线时,表针晃动过程中导线切割磁感线,表内线圈会产生感应电动势,故A错误;
B.未接导线时,未连成闭合回路,没有感应电流,所以不受安培力,故B错误;
CD.接上导线后,表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势,根据楞次定律可知,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用,故C错误D正确。
故选D。
5. 如图甲所示,一个电阻为R,面积为S的矩形导线框abcd,水平放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成45°角,o、o′分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco′绕oo′逆时针90°到图乙所示位置。在这一过程中,导线中通过的电荷量是( )
A. B. C. D. 0
【答案】A
【解析】
【详解】甲图中,磁通量
乙图中穿过线圈的磁通量等于零,根据公式
故选A。
【点睛】
6. 如图所示,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是( )
A. 拉力的大小在运动过程中保持不变
B. 棒通过整个圆环所用的时间为
C. 棒经过环心时流过棒的电流为
D. 棒经过环心时所受安培力的大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.导体棒做匀加速运动,合外力恒定,由于受到的安培力随速度的变化而变化,故拉力一直变化,A错误;
B.设棒通过整个圆环所用的时间为t,由匀变速直线运动的基本关系式可得
解得
B错误;
C.由
可知棒经过环心时的速度
此时的感应电动势
金属圆环的两侧并联,等效电阻
故棒经过环心时流过棒的电流为
C错误;
D.由对选项C的分析可知棒经过环心时所受安培力的大小为
D正确。
故选D。
【考点定位】考查电磁感应与电路问题、牛顿运动定律相结合,综合性较强。
7. 如图1所示,光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应直线①,初始拉力大小为F0,改变电阻阻值和磁感应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小为2F0,两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n,则k、m、n可能为( )
A. k = 2、m = 2、n = 2 B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题知杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,则在v = 0时分别有
,
则第一次和第二次运动中,杆从静止开始运动相同位移的时间分别为
,
则
第一次和第二次运动中根据牛顿第二定律有,整理有
则可知两次运动中F—v图像的斜率为,则有
故选C。
二、多选题(每题6分,共18分,少选得3分,错选多选不得分)
8. 如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距。若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能( )
A. 始终减小 B. 始终不变 C. 始终增加 D. 先减小后增加
【答案】CD
【解析】
【详解】导线框开始做自由落体运动,ab边以一定的速度进入磁场,ab边切割磁场产生感应电流,根据左手定则可知ab边受到向上的安培力,当安培力大于重力时,线框做减速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先减速后加速运动;当ab边进入磁场后若安培力等于重力,则线框做匀速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故先匀速后加速运动;当ab边进入磁场后安培力小于重力时,线框做加速运动,当线框完全进入磁场后,线框不产生感应电流,此时只受重力,做加速运动,故一直加速运动。
选可能的,故选CD。
9. 如图所示,水平面上足够长的光滑平行金属导轨,左侧接定值电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属杆MN从图示位置以某一初速度沿导轨向右滑行,且与导轨始终垂直并接触良好,导轨电阻不计。则金属杆在运动过程中,穿过闭合电路的磁通量、金属杆的速度大小v、金属杆的加速度大小a、流过电阻R的电荷量q与位移x的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A.设金属杆长为L,它从图示位置以某一初速度沿导轨向右滑行,穿过闭合电路的磁通量为
由题图知,故A错误;
B.取向右为正方向,则金属杆向右滑行过程中,加速度为
两边同乘极短时间,结合,可知
因此整个过程中,有
可解得
故B正确;
C.金属棒向右运动过程中,加速度不断减小,由于速度减小,因此加速度减小的越来越慢,故C错误;
D.根据电荷量计算公式可得
故D正确
故选BD。
10. 如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向内匀强磁场中,有一弯成“V”字形的金属线AOC,夹角为。设导线MN位于处开始计时,且此时导线具有一向右的速度,大小为。同时,导线上存在一大小为R的定值电阻(始终处于闭合回路之中),且受到一向右的外力以保证回路中电流大小保持不变。除定值电阻外其他电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 导线作匀减速运动
B. 电阻产生的焦耳热大于导线动能的减少量
C. 导线到运动到的时刻为
D. 导线到运动到时,电阻产生焦耳热为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.回路中电流大小保持不变,则回路中感应电动势保持不变,当导体棒位移为时,根据法拉第电磁感应定律
解得
故导线的运动不是匀减速运动,故A错误;
B.导线运动过程中,根据动能定理
且
,
可得
故电阻产生的焦耳热大于导线动能的减少量,故B正确;
C.根据法拉第电磁感应定律
解得导线到运动到的时刻为
故C正确;
D.回路中感应电流大小
导线到运动到时,电阻产生的焦耳热为
故D错误。
故选BC。
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和 B、顶角大小为)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住__________(选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置____________(选填“需要”或“不需要”第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率 n=____________________。
【答案】 ①. P1和P2 ②. 不需要 ③.
【解析】
【详解】③[1]要求P1和P2在一条光线上,该光线透过玻璃砖后过P3,故P3要能挡住P1和P2的虚像;
④[2]cd与ab垂直,则过P1和P2的光线与ab垂直,光垂直入射时传播方向不变,可确定ef边上的入射点,此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线,不需要插第四枚大头针;
⑤[3]根据几何关系可知入射角为,折射角为,如图所示
故
12. 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。
将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时,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。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器材研究感应电流的方向。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)实验结束后,该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器,接通电路稳定后,再断开电路,并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
①流过灯泡的电流是______(选填“”或“”)
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将______。(选填“变长”、“变短”或“不变”)
【答案】(1)C (2)AC
(3) ①. ②. 变短
【解析】
【小问1详解】
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】
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】
①[1]由图可知,断电前,通过灯泡和线圈的电流均恒定,且通过线圈的电流大于通过灯泡的电流。断电瞬间,线圈产生自感电动势阻碍通过其电流减小,而此时灯泡和线圈构成一回路,从而使通过灯泡的电流瞬间增大,且方向与原来电流方向相反。所以断电瞬间,灯泡中电流是i1。
②[2]在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,线圈的自感系数减小,对电流减小的阻碍能力变弱,所以可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将变短。
四、解答趣(写出必要的文字说明)
13. 如图,一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形,,BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜,若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A,求M点到A点的距离。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知做出光路图如图所示
光线垂直于BC方向射入,根据几何关系可知入射角为45°;由于棱镜折射率为,根据
有
则折射角为30°;,因为,所以光在BC面的入射角为
根据反射定律可知
根据几何关系可知,即为等腰三角形,则
又因为与相似,故有
由题知
联立可得
所以M到A点的距离为
14. 如图,边长为2L的正方形金属细框固定放置在绝缘水平面上,细框中心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的平行导轨通过导线分别与细框及导体轴相连。导轨和细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小均为B。足够长的细导体棒OA在水平面内绕O点以角速度匀速转动,水平放置在导轨上的导体棒CD始终静止。OA棒在转动过程中,CD棒在所受安培力达到最大和最小时均恰好能静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R,电路中其余部分的电阻均不计,CD棒始终与导轨垂直,各部分始终接触良好,不计空气阻力,重力加速度大小为g。
(1)求CD棒所受安培力的最大值和最小值。
(2)求CD棒的质量m。
(3)锁定OA棒,推动CD棒下滑,撤去推力瞬间,CD棒的加速度大小为a,所受安培力大小等于(1)问中安培力的最大值,求CD棒与导轨间的动摩擦因数。
【答案】(1);
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当OA运动到正方形细框对角线瞬间,切割的有效长度最大为
此时感应电流最大,CD棒所受安培力最大,根据法拉第电磁感应定律得
根据闭合电路欧姆定律得
故CD棒所受的安培力最大为
当OA运动到与细框一边平行时瞬间,切割的有效长度最短,感应电流最小,CD棒受到的安培力最小,得,
故CD棒所受的安培力最小为
【小问2详解】
当CD棒受到的安培力最小时根据平衡条件得
当CD棒受到的安培力最大时根据平衡条件得
联立解得
【小问3详解】
撤去推力瞬间,根据牛顿第二定律得
解得
15. 如图甲,、是水平放置的足够长的平行光滑直导轨,其间距为,阻值的电阻接在导轨端,导体棒静止在导轨上,棒接入电路的电阻为,初始棒离距离为。从开始,给空间加入方向竖直向下的磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙,加入磁场的同时对棒施加一个水平向左的拉力使其保持静止;时,棒由静止开始向左做匀加速直线运动,水平外力随时间变化的规律为(,单位),后撤掉水平拉力,棒最终停在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计。求:
(1)内棒上产生的热量;
(2)水平拉力的最大功率;
(3)整个过程中棒运动的位移大小。
【答案】(1);(2)24W;(3)
【解析】
【详解】(1)内,根据法拉第电磁感应定律有
由闭合电路欧姆定律有
棒上产生的热量
联立解得
(2)棒加速过程,根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据牛顿第二定律有
棒做匀加速直线运动
上式联立可得
化简得
对照
()
解得
,
时水平拉力的功率最大,此时有
,
最大功率
(3)棒加速过程运动的位移
撤掉水平拉力后,根据动量定理有
即有
其中
整个过程中棒运动的位移
联立解得
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$$
山西大学附中
2024~2025学年第二学期高二3月月考(总第二次)
物理试题
考试时间:75分钟 满分:100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 能说明光是横波的是( )
A 水中气泡因全反射显得明亮
B. 肥皂膜因干涉呈现彩色条纹
C. 利用光的偏振呈现立体影像
D. 单色光因单缝衍射产生条纹
2. 如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻,金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。现使磁感应强度随时间均匀减小,ab 始终保持静止。下列说法正确是( )
A. 空间中产生顺时针方向的涡旋电场(俯视)
B. ab中的感应电流逐渐减小
C. ab所受的安培力保持不变
D. ab所受的静摩擦力保持不变
3. 某眼动仪可以根据其微型线圈在磁场中随眼球运动时所产生的电流来追踪眼球的运动。若该眼动仪线圈面积为S,匝数为N,处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈平面最初平行于磁场,经过时间t后线圈平面逆时针转动至与磁场夹角为θ处,则在这段时间内,线圈中产生的平均感应电动势的大小和感应电流的方向(从左往右看)为( )
A. ,逆时针 B. ,逆时针
C. ,顺时针 D. 顺时针
4. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时,发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议,该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运,发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是( )
A. 未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
B. 未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用
C. 接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势
D. 接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用
5. 如图甲所示,一个电阻为R,面积为S的矩形导线框abcd,水平放置在匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向与ad边垂直并与线框平面成45°角,o、o′分别是ab和cd边的中点。现将线框右半边obco′绕oo′逆时针90°到图乙所示位置。在这一过程中,导线中通过的电荷量是( )
A. B. C. D. 0
6. 如图所示,水平桌面上固定有一半径为R的金属细圆环,环面水平,圆环每单位长度的电阻为r,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向竖直向下;一长度为2R、电阻可忽略的导体棒置于圆环左侧并与环相切,切点为棒的中点。棒在拉力的作用下以恒定加速度a从静止开始向右运动,运动过程中棒与圆环接触良好。下列说法正确的是( )
A. 拉力的大小在运动过程中保持不变
B. 棒通过整个圆环所用的时间为
C. 棒经过环心时流过棒的电流为
D. 棒经过环心时所受安培力的大小为
7. 如图1所示,光滑的平行导电轨道水平固定在桌面上,轨道间连接一可变电阻,导体杆与轨道垂直并接触良好(不计杆和轨道的电阻),整个装置处在垂直于轨道平面向上的匀强磁场中。杆在水平向右的拉力作用下先后两次都由静止开始做匀加速直线运动,两次运动中拉力大小与速率的关系如图2所示。其中,第一次对应直线①,初始拉力大小为F0,改变电阻阻值和磁感应强度大小后,第二次对应直线②,初始拉力大小为2F0,两直线交点的纵坐标为3F0。若第一次和第二次运动中的磁感应强度大小之比为k、电阻的阻值之比为m、杆从静止开始运动相同位移的时间之比为n,则k、m、n可能为( )
A k = 2、m = 2、n = 2 B.
C. D.
二、多选题(每题6分,共18分,少选得3分,错选多选不得分)
8. 如图,空间中存在一匀强磁场区域,磁场方向与竖直面(纸面)垂直,磁场的上、下边界(虚线)均为水平面;纸面内磁场上方有一个正方形导线框abcd,其上、下两边均为磁场边界平行,边长小于磁场上、下边界的间距。若线框自由下落,从ab边进入磁场时开始,直至ab边到达磁场下边界为止,线框下落的速度大小可能( )
A. 始终减小 B. 始终不变 C. 始终增加 D. 先减小后增加
9. 如图所示,水平面上足够长的光滑平行金属导轨,左侧接定值电阻,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属杆MN从图示位置以某一初速度沿导轨向右滑行,且与导轨始终垂直并接触良好,导轨电阻不计。则金属杆在运动过程中,穿过闭合电路的磁通量、金属杆的速度大小v、金属杆的加速度大小a、流过电阻R的电荷量q与位移x的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向内的匀强磁场中,有一弯成“V”字形的金属线AOC,夹角为。设导线MN位于处开始计时,且此时导线具有一向右的速度,大小为。同时,导线上存在一大小为R的定值电阻(始终处于闭合回路之中),且受到一向右的外力以保证回路中电流大小保持不变。除定值电阻外其他电阻不计。下列说法正确的是( )
A. 导线作匀减速运动
B. 电阻产生的焦耳热大于导线动能的减少量
C. 导线到运动到的时刻为
D. 导线到运动到时,电阻产生的焦耳热为
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 如图所示,用“插针法”测量一等腰三角形玻璃砖(侧面分别记为A和 B、顶角大小为)的折射率。
①在白纸上画一条直线ab,并画出其垂线cd,交于O点;
②将侧面A沿ab放置,并确定侧面B的位置ef
③在cd上竖直插上大头针P1和P2,从侧面B透过玻璃砖观察P1和P2,插上大头针P3,要求P3能挡住__________(选填“P1”、“P2”或“P1和P2”)的虚像;
④确定出射光线的位置____________(选填“需要”或“不需要”第四枚大头针;
⑤撤去玻璃砖和大头针,测得出射光线与直线ef的夹角为α,则玻璃砖折射率 n=____________________。
12. 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。
将条形磁铁按如图甲方式S极向下插入螺线管时,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。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。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)实验结束后,该同学又根据教材结合自感实验做了如下改动。在两条支路上将电流计换成电流传感器,接通电路稳定后,再断开电路,并记录下两支路的电流情况如图所示,由图可知:
①流过灯泡的电流是______(选填“”或“”)
②在不改变线圈电阻等其他条件的情况下,只将铁芯拔出后重做上述实验,可观察到灯泡在断电后处于亮着的时间将______。(选填“变长”、“变短”或“不变”)
四、解答趣(写出必要的文字说明)
13. 如图,一折射率为的棱镜的横截面为等腰直角三角形,,BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜,若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A,求M点到A点的距离。
14. 如图,边长为2L的正方形金属细框固定放置在绝缘水平面上,细框中心O处固定一竖直细导体轴。间距为L、与水平面成角的平行导轨通过导线分别与细框及导体轴相连。导轨和细框分别处在与各自所在平面垂直的匀强磁场中,磁感应强度大小均为B。足够长的细导体棒OA在水平面内绕O点以角速度匀速转动,水平放置在导轨上的导体棒CD始终静止。OA棒在转动过程中,CD棒在所受安培力达到最大和最小时均恰好能静止。已知CD棒在导轨间的电阻值为R,电路中其余部分的电阻均不计,CD棒始终与导轨垂直,各部分始终接触良好,不计空气阻力,重力加速度大小为g。
(1)求CD棒所受安培力的最大值和最小值。
(2)求CD棒的质量m。
(3)锁定OA棒,推动CD棒下滑,撤去推力瞬间,CD棒的加速度大小为a,所受安培力大小等于(1)问中安培力的最大值,求CD棒与导轨间的动摩擦因数。
15. 如图甲,、是水平放置足够长的平行光滑直导轨,其间距为,阻值的电阻接在导轨端,导体棒静止在导轨上,棒接入电路的电阻为,初始棒离距离为。从开始,给空间加入方向竖直向下的磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙,加入磁场的同时对棒施加一个水平向左的拉力使其保持静止;时,棒由静止开始向左做匀加速直线运动,水平外力随时间变化的规律为(,单位),后撤掉水平拉力,棒最终停在导轨上。棒始终保持与导轨垂直且接触良好,导轨电阻不计。求:
(1)内棒上产生的热量;
(2)水平拉力的最大功率;
(3)整个过程中棒运动的位移大小。
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