精品解析：重庆市南开中学2024-2025学年高二上学期期末物理试卷

重庆南开中学高2026级高二（上）期末考试 物理试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分120分，考试时间120分钟。第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上。 第Ⅰ卷（选择题共55分） 一、单项选择题：本题共10个小题，每题3分，共30分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，请选出。不选、多选或错选均不得分。 1. 下列关于磁感线的叙述，正确的是（　　） A. 磁感线是真实存在的曲线 B. 磁感线上每一点的切线方向，都跟这点磁场的方向一致 C. 直线电流的磁感线是一圈圈等间距的同心圆 D. 磁感线可以相交 2. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁感线垂直的矩形线框，面积为，设图示位置穿过线框的磁通量为正值。则线框从图示位置开始，以线框右边为轴，逆时针（俯视）旋转，此过程磁通量的变化量为（　　） A 0 B. C. D. －2BS 3. 如图所示，一根无限长直导线水平放置，其中电流从右向左流过，导线正下方有一个粒子源，可水平向右发射出四种粒子：α粒子（带正电）、β粒子（带负电）、中子和质子，不计粒子重力的影响，则轨迹向上偏转的粒子是（　　） A. α粒子 B. β粒子 C. 中子 D. 质子 4. 如图所示电路，两个通电螺线管中间，有一个可以绕垂直于纸面的转轴转动的闭合的矩形金属线框（图中为主视图）。闭合开关，线框初始时静止于图示位置，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 螺线管的右侧为N极 B. 通电螺线管产生的磁场将变弱 C. 中间的矩形线框将逆时针转动 D. 从右向左看，线框中的感应电流方向为逆时针方向 5. 如图所示，半径为R的圆形区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，两带电量为q（q>0）的带电粒子M、N，速率分别为和，均从圆形边界上的C点，正对圆心方向射入磁场，则两粒子在磁场中运动的时间之比为（　　） A. 2∶1 B. 1∶2 C. 1∶1 D. 3∶1 6. 如图甲所示，正六边形的三个顶点处分别固定有三根无限长通电直导线、、，导线和中的电流方向垂直纸面向里，导线中电流垂直纸面向外。此时导线所受安培力方向与连线平行。若把导线移到正六边形中心处（如图乙所示），其它条件不变，则导线所受安培力方向为（已知图中任意两导线间的安培力大小满足为电流强度，为两导线间距离）（　　） A 水平向左 B. 指向左下方 C. 指向右下方 D. 指向右上方 7. 如图甲所示，水平面内有一个矩形导体线圈，线圈内充满匀强磁场（磁场方向向上为正），磁感应强度变化如图乙所示。图甲所示电路中三个灯泡完全相同（不考虑灯泡电阻随温度的变化），是自感系数很大、直流电阻不计的自感线圈，为理想二极管。时刻闭合开关，下列叙述正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，三灯同时亮 B. 左侧线圈在与两个阶段感应电流方向相反 C. 电路稳定后断开开关，则断开瞬间灯泡的电流是灯泡的两倍 D. 电路稳定后断开开关，灯泡先闪亮一下，再慢慢变暗直到最终熄灭 8. 交流发电机发电的原理可作如图简化，一个匝、面积为的矩形导线框在磁场中绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿顺时针方向（俯视）匀速转动。当边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置）。已知线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，电流方向为 B. 在内，通过线框的电荷量为 C. 该交流电动势的有效值为 D. 该交流电的电动势瞬时值表达式为 9. 水平桌面上有两线圈、绕在同一闭合铁芯上，其俯视图如图所示。线圈左侧连接水平光滑金属导轨，静止于导轨上的金属棒可以在导轨上自由滑动；线圈右侧与定值电阻组成一闭合电路，回路中存在竖直方向的可变磁场（图中未画出），以竖直向下为正。要使金属棒向右运动，则线圈右侧的可变磁场的图像可能是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，等腰直角三角形区域内（含边界），有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，边长为，边中点处有一个粒子源，可向各个方向发射质量为，带电量为，速率为的同种粒子，该情况下在三角形中有粒子经过的区域面积为。若把粒子源从点移到点，其它条件不变，粒子可以经过的区域面积为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共5个小题，每题5分，共25分。下列各题四个选项中有多个选项符合题意，请选出。全选对的得5分，选对但不全的得3分，不选、多选、错选的不得分。 11. 以下四个装置中都涉及到电磁场的具体应用，根据所学知识，关于这些装置的说法正确的是（　　） A. 图1中增加加速电压可以使带电粒子获得更大的动能 B. 图2中当、极板的正对面积增大时，回路中电流增大 C. 图3中打到照相底片上的带电粒子距离射入点越远，粒子比荷越小 D. 图4中要使带电粒子做直线运动，粒子只能从左侧水平运动到右侧 12. 如图是日常生活中常用到的电磁炉的示意图，它具有升温快、效率高、体积小、安全性高等优点。下列关于电磁炉的说法中正确的是（　　） A. 电磁炉是利用图中线圈发热来加热食物的 B. 电磁炉是利用金属锅底发热来加热食物 C. 电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食物加热 D. 可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率 13. 光滑水平面上有一宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，俯视图如图所示。在紧靠磁场边界处，有一边长为L的正六边形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度v向右匀速穿过该磁场区域，以图中线框右端初始位置为坐标原点，电流沿逆时针方向时的电动势E为正，安培力向右为正。则以下关于线框中的感应电动势E、所受安培力F随水平位移变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 14. 绝缘水平面内固定有两条间距为的平行光滑且足够长绝缘导轨MN、PQ，导轨上有一宽度为的匀强磁场，其方向竖直向下，磁感应强度大小为，两虚线为磁场边界，俯视图如图所示。现有一边长为、总质量为的正方形金属细框，每边电阻为，置于磁场左侧。使金属细框以初速度向右运动，当金属细框恰好完全进入磁场时，速度变为。运动过程中金属细框上、下边框各处始终与导轨接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 金属细框在进入磁场和离开磁场的过程中通过金属细框的电荷量都为 B. 金属细框在进入磁场和离开磁场的过程中通过金属细框的电荷量都为 C. 金属细框在进入磁场的过程中在金属细框上、下边框上产生的热量均为 D. 全过程中在金属细框上产生的热量为 15. 某水电站电能输送示意图如图所示，已知发电机线圈的匝数匝，线圈长为、长为，线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，角速度，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。已知理想交流电流表的示数，降压变压器副线圈两端电压，发电机线圈电阻不可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 输电线路上损耗的电功率为 B. 升压变压器副线圈两端电压为 C. 当用户增多时，用户得到的电压增大 D. 交流发电机线圈电阻上消耗的热功率为 第Ⅱ卷（非选择题共65分） 三、实验题：本题共两个小题，其中16题6分，17题8分，共14分。 16. 小南同学为验证变压器线圈两端电压与匝数的关系，将两个线圈套在一闭合的回形铁芯上，其连接的实验电路如下图所示。 回答下列问题： （1）左边铁芯上的线圈应连到学生电源的________（选填“直流”或“交流”）输出。 （2）仅减少右边铁芯上的线圈匝数，灯泡相比于减少匝数前，将________（选填“变亮”或“变暗”），这说明灯泡两端的电压________（选填“变大”或“变小”）。 （3）在某次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为1600和400，测得原线圈两端的电压为36V，则副线圈两端的电压可能是________。 A. 144V B. 101.5V C. 25.4V D. 8.8V 17. 某同学为测量一电动势为1.40V干电池的内阻，设计了以下实验： （1）他先直接用多用电表的欧姆挡测量该电池的内阻，你认为此操作_____（选填“合理”或“不合理”）。 （2）他又设计了图甲所示的实验电路，当调节电阻箱阻值为时，电流表示数为，忽略电流表内阻及导线等对结果的影响，则本次的测量结果为________（结果保留三位有效数字）。 （3）该同学发现实验室中还有一电动势、内阻已知的干电池，记作电池A。他又设计了上图乙所示的实验电路，再次测量电动势为的电池（记作电池B）的内阻。实验操作如下：先与1接通，调节电阻箱，记下电流表的示数，保持电阻箱接入电阻不变；再与2接通，记下电流表的示数。重复以上操作，得到多组和的值；并作出的图像如图丙所示，若图线的斜率为，纵轴上的截距的绝对值为，则电池B的内阻_____（选用、、、表示）。若考虑电流表内阻的影响，测得电池B内阻的测量值_______真实值。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 四、计算题：本题共4个小题，其中18题8分，19题10分，20题15分。21题18分，共51分。要求有相应的解题过程，只写最后答案的不给分。 18. 某家用小夜灯工作电路如下图所示，已知小夜灯规格为“5W，0.1A”，电源电压为，变压器可视为理想变压器。小夜灯正常发光时，求： （1）小夜灯内部变压器原、副线圈匝数比。 （2）流过变压器原线圈的电流。 19. 如图甲所示，一个匝数匝的线圈总电阻，线圈所围成的面积，将线圈置于垂直纸面向里的圆形匀强磁场中，磁场面积，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。有一个阻值为的电阻与线圈构成闭合回路，其余电阻均忽略不计，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，求： （1）在内，线圈中的电流的大小和方向； （2）时刻，、两点间的电势差； （3）在内，线圈中产生的感应电动势的平均值和通过电阻的电荷量。 20. 如图所示，直角坐标系Oxy位于竖直平面内。在第三象限存在沿x轴正方向、大小为E的匀强电场；在第四象限存在垂直纸面向外的、大小为B的匀强磁场，以及沿竖直方向、大小也为E的匀强电场。现有一个可视为质点的质量为m、电荷量为q的带正电小球，从图中M点（0，l）处以初速度沿x轴正方向抛出，小球经过x轴上的N点（2l，0）进入第四象限，小球进入第四象限后恰能做匀速圆周运动。已知第一次进入第三象限时速度方向与y轴正方方向成45°角，不计空气阻力，求： （1）重力加速度g的大小及小球运动到N点时的速度大小； （2）E和B的大小； （3）小球抛出后第四次经过y轴时对应的位置坐标，以及从抛出到运动至该点所花时间。 21. 如图所示，水平面内固定一“”形光滑足够长的金属框架，三角形区域为边长的等边三角形，平行区域间距也为，在点处有一小缺口，使部分与框架其余部分绝缘。框架所在的空间内，从左至右依次分布有三个竖直向下的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个磁场的磁感应强度大小均为，Ⅱ区域宽度为，Ⅲ区域宽度为、Ⅱ区域间距忽略不计，Ⅱ、Ⅲ区域间距未知。现有两完全相同的金属杆、，质量均为，杆上单位长度的电阻均为，杆最初静止于磁场的左侧，杆在水平拉力作用下从点开始向右做速度大小为的匀速直线运动，杆经过后撤去外力。已知杆通过缺口前后速度不变，杆出Ⅲ区域时的速度大小为，杆出Ⅲ区域的过程中杆在Ⅱ区域的位移大于3.5l，金属框架的电阻不计，两杆与导轨始终接触良好，且间如果发生碰撞为弹性碰撞，求： （1）杆向右运动位移为时，流经杆的电流大小； （2）整个运动过程中外力所做的功； （3）杆和杆最终的速度大小，以及整个运动过程中系统所产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆南开中学高2026级高二（上）期末考试 物理试题 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分120分，考试时间120分钟。第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上。 第Ⅰ卷（选择题共55分） 一、单项选择题：本题共10个小题，每题3分，共30分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，请选出。不选、多选或错选均不得分。 1. 下列关于磁感线的叙述，正确的是（　　） A. 磁感线是真实存在的曲线 B. 磁感线上每一点的切线方向，都跟这点磁场的方向一致 C. 直线电流的磁感线是一圈圈等间距的同心圆 D. 磁感线可以相交 【答案】B 【解析】 【详解】A．磁感线是为了形象地描述磁场而引入的假想曲线，故A错误； B．磁感线上每一点的切线方向，都跟这点磁场的方向一致，故B正确； C．直线电流的磁感线是一圈圈的同心圆，但不是等间距的，故C错误； D．磁感线不能相交，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场中，有一个与磁感线垂直的矩形线框，面积为，设图示位置穿过线框的磁通量为正值。则线框从图示位置开始，以线框右边为轴，逆时针（俯视）旋转，此过程磁通量的变化量为（　　） A. 0 B. C. D. －2BS 【答案】D 【解析】 【详解】闭合线圈abcd在匀强磁场中与磁场方向垂直，则穿过线圈的磁通量 当线圈从图示转过180°时，磁通量 线圈从图示转过180°的过程，磁通量的变化量为 故选D。 3. 如图所示，一根无限长直导线水平放置，其中电流从右向左流过，导线正下方有一个粒子源，可水平向右发射出四种粒子：α粒子（带正电）、β粒子（带负电）、中子和质子，不计粒子重力的影响，则轨迹向上偏转的粒子是（　　） A. α粒子 B. β粒子 C. 中子 D. 质子 【答案】B 【解析】 【详解】电流从右向左流过，根据安培定则可知，电流产生的磁场在导线下侧的方向为垂直于纸面向外，粒子运动轨迹向上偏转，表明粒子所受洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知，粒子运动方向与四指指向相反，即粒子带负电，可知，粒子为β粒子。 故选B。 4. 如图所示电路，两个通电螺线管中间，有一个可以绕垂直于纸面的转轴转动的闭合的矩形金属线框（图中为主视图）。闭合开关，线框初始时静止于图示位置，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，下列说法正确的是（　　） A. 螺线管的右侧为N极 B. 通电螺线管产生的磁场将变弱 C. 中间的矩形线框将逆时针转动 D. 从右向左看，线框中的感应电流方向为逆时针方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据安培定则（右手螺旋定则）来判断螺线管磁极。对于螺线管，电流从电源正极流出，经过螺线管时，用右手握住螺线管，让四指指向电流的方向，则大拇指所指的那一端就是螺线管的N极。所以螺线管的左侧为N极，右侧为S极，故A错误； B．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻R减小，电路总电压U不变，根据欧姆定律，可知电路中的电流增大，而通电螺线管的磁场强弱与电流大小有关，电流增大，磁场增强，故B 错误； C．当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，电路中的电流增大，通电螺线管产生的磁场将变强，穿过中间的矩形线框的磁通量将增大，根据楞次定律 “来拒去留” 可知，线框要阻碍这种变化，中间的矩形线框将顺时针转动，故C错误； D．线框产生的感应磁场方向与原磁场方向相反，为水平向右，根据安培定则判断知，从右向左看，线框中的感应的电流方向为逆时针方向，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，半径为R的圆形区域内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，两带电量为q（q>0）的带电粒子M、N，速率分别为和，均从圆形边界上的C点，正对圆心方向射入磁场，则两粒子在磁场中运动的时间之比为（　　） A. 2∶1 B. 1∶2 C. 1∶1 D. 3∶1 【答案】A 【解析】 【详解】题意知带电粒子M、N速率分别为、，根据洛伦兹力提供向心力有 可得 可知带电粒子M、N的轨迹圆半径分别为 设粒子M、N扫过的圆心角分别为，则几何关系有 联立以上解得 则粒子M、N在磁场中运动的时间之比为 故选A。 6. 如图甲所示，正六边形的三个顶点处分别固定有三根无限长通电直导线、、，导线和中的电流方向垂直纸面向里，导线中电流垂直纸面向外。此时导线所受安培力方向与连线平行。若把导线移到正六边形中心处（如图乙所示），其它条件不变，则导线所受安培力方向为（已知图中任意两导线间的安培力大小满足为电流强度，为两导线间距离）（　　） A. 水平向左 B. 指向左下方 C. 指向右下方 D. 指向右上方 【答案】B 【解析】 【详解】如图所示，两平行直导线，电流方向相同则相互吸引，电流方向相反则相互排斥。 如左图，设为合力大小，方向水平向左，边长为，则， 则， 如右图，可知，由公式 可得，，二者夹角为，矢量合成，则此时合力指向左下方。 故选B。 7. 如图甲所示，水平面内有一个矩形导体线圈，线圈内充满匀强磁场（磁场方向向上为正），磁感应强度变化如图乙所示。图甲所示电路中三个灯泡完全相同（不考虑灯泡电阻随温度的变化），是自感系数很大、直流电阻不计的自感线圈，为理想二极管。时刻闭合开关，下列叙述正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，三灯同时亮 B. 左侧线圈在与两个阶段感应电流方向相反 C. 电路稳定后断开开关，则断开瞬间灯泡的电流是灯泡的两倍 D. 电路稳定后断开开关，灯泡先闪亮一下，再慢慢变暗直到最终熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，0~t时磁场向下减小，则磁通量减少，根据楞次定律可知，电流沿顺时针时针方向，自感系数很大，闭合开关瞬间，A3不亮，根据二极管单向导电性可知A2不亮，t~2t时，磁场向上增大，根据楞次定律可知，电流依然沿顺时针方向，故AB错误； CD．断开开关瞬间，自感线圈充当电源，、A2灯泡并联，根据串并联电流规律可知，断开开关瞬间灯泡的电流是灯泡的两倍，经过的电流是断开开关前的电流的一半，故慢慢变暗直到最终熄灭，不会闪亮，故D错误，C正确； 故选C。 8. 交流发电机发电的原理可作如图简化，一个匝、面积为的矩形导线框在磁场中绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿顺时针方向（俯视）匀速转动。当边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置）。已知线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，电流方向为 B. 在内，通过线框的电荷量为 C. 该交流电动势的有效值为 D. 该交流电的电动势瞬时值表达式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻，由楞次定律或右手定则，电流方向，故A错误； B．由题意，即从图示位置转动角度在内，通过线框的电荷量为 故B错误； C．该正弦交流电的电动势最大值，其有效值为 故C正确； D．从图示位置开始，该交流电的电动势瞬时值表达式为 故D错误。 故选C。 9. 水平桌面上有两线圈、绕在同一闭合铁芯上，其俯视图如图所示。线圈左侧连接水平光滑金属导轨，静止于导轨上的金属棒可以在导轨上自由滑动；线圈右侧与定值电阻组成一闭合电路，回路中存在竖直方向的可变磁场（图中未画出），以竖直向下为正。要使金属棒向右运动，则线圈右侧的可变磁场的图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AC．若线圈右侧的磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势恒定不变，线圈中的电流恒定不变，则穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，金属棒不会受到安培力，不会向右运动，故AC错误； B．由图可知线圈右侧的磁场方向竖直向下增大，则线圈与回路电流方向逆时针方向；由于磁感应强度变化率逐渐增大，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势逐渐增大，线圈中的电流逐渐增大，根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量向上增大，根据楞次定律可知，通过金属棒的电流方向由指向，根据左手定则可知，金属棒受到的安培力向左，金属棒向左运动，故B错误； D．由图可知线圈右侧的磁场方向竖直向上减小，则线圈与回路电流方向逆时针方向；由于磁感应强度变化率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势逐渐减小，线圈中的电流逐渐减小，根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，通过金属棒的电流方向由指向，根据左手定则可知，金属棒受到的安培力向右，金属棒向右运动，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，等腰直角三角形区域内（含边界），有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，边长为，边中点处有一个粒子源，可向各个方向发射质量为，带电量为，速率为的同种粒子，该情况下在三角形中有粒子经过的区域面积为。若把粒子源从点移到点，其它条件不变，粒子可以经过的区域面积为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】从点各个方向打入磁场中，在磁场区域扫过面积如下图阴影部分所示 则扫过的面积等于扇形和三角形的面积之和，则 将粒子发射点移到D点后，从D点各个方向打入磁场中，在磁场区域扫过的面积如下图阴影部分所示 则扫过的面积等于扇形和三角形的面积之差，则 所以 即 故选A。 二、多项选择题：本题共5个小题，每题5分，共25分。下列各题四个选项中有多个选项符合题意，请选出。全选对的得5分，选对但不全的得3分，不选、多选、错选的不得分。 11. 以下四个装置中都涉及到电磁场的具体应用，根据所学知识，关于这些装置的说法正确的是（　　） A. 图1中增加加速电压可以使带电粒子获得更大的动能 B. 图2中当、极板的正对面积增大时，回路中电流增大 C. 图3中打到照相底片上的带电粒子距离射入点越远，粒子比荷越小 D. 图4中要使带电粒子做直线运动，粒子只能从左侧水平运动到右侧 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．图1中，粒子做圆周运动由洛伦兹力提供向心力，有 解得 对于同一个粒子，增大磁感应强度和加速器半径可以增大其速度，从而增大其动能，与加速电压无关，故A错误； B．图2中，当带电粒子在两极板间所受电场力和洛伦兹力等大反向时将匀速直线运动，两极板的电势差U达到稳定，根据 可知当、极板的正对面积S增大时，减小，故回路中电流增大，故B正确； C．图3中，粒子在加速电场中有 粒子在磁场中有 联立解得 可知打到照相底片上的带电粒子距离射入点越远,即r越大，粒子比荷越小，故C正确； D．图4中，要使带电粒子做直线运动，需满足电场力和洛伦兹力等大即可，分析可知粒子只能从左侧水平运动到右侧，故D正确。 故选BCD。 12. 如图是日常生活中常用到的电磁炉的示意图，它具有升温快、效率高、体积小、安全性高等优点。下列关于电磁炉的说法中正确的是（　　） A. 电磁炉是利用图中线圈发热来加热食物的 B. 电磁炉是利用金属锅底发热来加热食物的 C. 电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食物加热 D. 可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率 【答案】BD 【解析】 【详解】电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具，由高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。所以电磁炉发热部分需要用铁锅底部，而不能用陶瓷器皿作为锅具对事物加热，由题意可知可以通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率。 故选BD。 13. 光滑水平面上有一宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向下，俯视图如图所示。在紧靠磁场边界处，有一边长为L的正六边形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力使线框以速度v向右匀速穿过该磁场区域，以图中线框右端初始位置为坐标原点，电流沿逆时针方向时的电动势E为正，安培力向右为正。则以下关于线框中的感应电动势E、所受安培力F随水平位移变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据楞次定律可知线框进入磁场过程中，电流方向沿逆时针，线框出磁场过程中，电流沿顺时针方向，则感应电动势先正，后负；设六边形的内角为，根据法拉第电磁感应定律可知 可知进、出磁场时，电动势先均匀增大，当有效长度达到后保持不变，再逐渐减小，电动势变化如图A，故A正确，B错误； CD．根据楞次定律的“来拒去留”可知，安培力方向向左； 根据安培力公式 根据数学方法求导可知，初始时图像斜率逐渐增大，故C正确，D错误； 故选AC。 14. 绝缘水平面内固定有两条间距为的平行光滑且足够长绝缘导轨MN、PQ，导轨上有一宽度为的匀强磁场，其方向竖直向下，磁感应强度大小为，两虚线为磁场边界，俯视图如图所示。现有一边长为、总质量为的正方形金属细框，每边电阻为，置于磁场左侧。使金属细框以初速度向右运动，当金属细框恰好完全进入磁场时，速度变为。运动过程中金属细框上、下边框各处始终与导轨接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 金属细框在进入磁场和离开磁场的过程中通过金属细框的电荷量都为 B. 金属细框在进入磁场和离开磁场的过程中通过金属细框的电荷量都为 C. 金属细框在进入磁场的过程中在金属细框上、下边框上产生的热量均为 D. 全过程中在金属细框上产生的热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．金属细框在进入磁场过程中， 根据，，， 联立可得 同理，可知金属细框在离开磁场的过程中通过金属细框的电荷量也为，故A错误，B正确； C．金属细框在进入磁场的过程中，根据能量守恒有 故金属细框在进入磁场的过程中在金属细框上、下边框上产生的热量为 故C错误； D．由题分析知，当金属细框恰好完全进入磁场时速度变为，磁场的宽度为，则金属细框继续向右以的速度匀速运动即将离开磁场，设完出离开磁场瞬间的速度为。根据动量定理，金属细框在进入磁场的过程中有 又该过程的电量为 联立可得 金属细框在离开磁场的过程中有 又该过程的电量为 联立可得 则有 解得 根据能量守恒，可得全过程中在金属细框上产生的热量为 故D正确。 故选BD。 15. 某水电站的电能输送示意图如图所示，已知发电机线圈的匝数匝，线圈长为、长为，线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，角速度，匀强磁场的磁感应强度大小，输电导线的总电阻为，升压变压器原、副线圈匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比。已知理想交流电流表的示数，降压变压器副线圈两端电压，发电机线圈电阻不可忽略。下列说法正确的是（　　） A. 输电线路上损耗的电功率为 B. 升压变压器副线圈两端电压为 C. 当用户增多时，用户得到的电压增大 D. 交流发电机线圈电阻上消耗的热功率为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据理想降压变压器的变流比可知 可得输电线的电流为 则输电线路上损耗的电功率为 故A错误； B．根据理想变压器的变压比可知 可得降压变压器原线圈的电压为 则升压变压器副线圈两端电压为 故B正确； C．当用户用电器增多即负载功率变大时，需要的输入功率变大，故输电线上的电流变大，输电线上的电压降变大，故输电线上的功率损增大，用户得到的电压降低，故C错误； D．根据理想降压变压器的变流比可知 可得升压变压器的原线圈的电流为 交流发电机产生的电动势最大值为 则电动势有效值为 则交流发电机线圈电阻r上消耗的热功率为 故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共65分） 三、实验题：本题共两个小题，其中16题6分，17题8分，共14分。 16. 小南同学为验证变压器线圈两端电压与匝数的关系，将两个线圈套在一闭合的回形铁芯上，其连接的实验电路如下图所示。 回答下列问题： （1）左边铁芯上的线圈应连到学生电源的________（选填“直流”或“交流”）输出。 （2）仅减少右边铁芯上的线圈匝数，灯泡相比于减少匝数前，将________（选填“变亮”或“变暗”），这说明灯泡两端的电压________（选填“变大”或“变小”）。 （3）在某次实验中，变压器原、副线圈的匝数分别为1600和400，测得原线圈两端的电压为36V，则副线圈两端的电压可能是________。 A. 144V B. 101.5V C. 25.4V D. 8.8V 【答案】（1）交流 （2） ①. 变暗 ②. 变小 （3）D 【解析】 【小问1详解】 变压器利用电磁感应原理传输电能或电信号，需要采用交流电，所以线圈应连到学生电源的交流输出端上。 【小问2详解】 [1][2]将与灯泡相连的线圈拆掉部分，其余装置不变，由于 解得 输出电压变小，灯泡两端电压变小，所以灯泡亮度将变暗。 【小问3详解】 根据理想变压器的电压关系得 解得V 因为变压器存在各种损耗，所以副线圈电压应低于9V。 故选D。 17. 某同学为测量一电动势为1.40V的干电池的内阻，设计了以下实验： （1）他先直接用多用电表的欧姆挡测量该电池的内阻，你认为此操作_____（选填“合理”或“不合理”）。 （2）他又设计了图甲所示的实验电路，当调节电阻箱阻值为时，电流表示数为，忽略电流表内阻及导线等对结果的影响，则本次的测量结果为________（结果保留三位有效数字）。 （3）该同学发现实验室中还有一电动势、内阻已知的干电池，记作电池A。他又设计了上图乙所示的实验电路，再次测量电动势为的电池（记作电池B）的内阻。实验操作如下：先与1接通，调节电阻箱，记下电流表的示数，保持电阻箱接入电阻不变；再与2接通，记下电流表的示数。重复以上操作，得到多组和的值；并作出的图像如图丙所示，若图线的斜率为，纵轴上的截距的绝对值为，则电池B的内阻_____（选用、、、表示）。若考虑电流表内阻的影响，测得电池B内阻的测量值_______真实值。（选填“大于”、“小于”或“等于”） 【答案】（1）不合理 （2）0875 （3） ①. ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 该电池有电动势，使用欧姆挡时，表内部也连接有电源，此操作危险而且读数不准确，故此操作不合理。 【小问2详解】 由闭合电路的欧姆定律，有，得 【小问3详解】 [1]对两个电路，分别由闭合电路的欧姆定律，有 整理，得 即， 则 [2]电流表内阻在上述公式整理化简过程中被约去，则电流表内阻的存在不影响电池B内阻的测量，故电池B内阻的测量值等于真实值。 四、计算题：本题共4个小题，其中18题8分，19题10分，20题15分。21题18分，共51分。要求有相应的解题过程，只写最后答案的不给分。 18. 某家用小夜灯工作电路如下图所示，已知小夜灯规格为“5W，0.1A”，电源电压为，变压器可视为理想变压器。小夜灯正常发光时，求： （1）小夜灯内部变压器原、副线圈匝数比。 （2）流过变压器原线圈的电流。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意得： 原线圈电压有效值为V 根据理想变压器原、副线圈电压与匝数之比的关系有 【小问2详解】 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数之比的关系有 解得 19. 如图甲所示，一个匝数匝的线圈总电阻，线圈所围成的面积，将线圈置于垂直纸面向里的圆形匀强磁场中，磁场面积，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。有一个阻值为的电阻与线圈构成闭合回路，其余电阻均忽略不计，不考虑圆形线圈缺口对感应电动势的影响，求： （1）在内，线圈中的电流的大小和方向； （2）时刻，、两点间的电势差； （3）在内，线圈中产生的感应电动势的平均值和通过电阻的电荷量。 【答案】（1），逆时针方向 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 由图乙可得：在内： 0~4s内，线圈中得磁通量变化率恒定，所以感应电动势大小恒定，根据 解得 则 由楞次定律可判断电流方向为逆时针方向。 【小问2详解】 已知电流方向为逆时针方向，所以点电势高于点电势，所以在时 【小问3详解】 由图乙可知在时， 内，由于， 则 则 20. 如图所示，直角坐标系Oxy位于竖直平面内。在第三象限存在沿x轴正方向、大小为E的匀强电场；在第四象限存在垂直纸面向外的、大小为B的匀强磁场，以及沿竖直方向、大小也为E的匀强电场。现有一个可视为质点的质量为m、电荷量为q的带正电小球，从图中M点（0，l）处以初速度沿x轴正方向抛出，小球经过x轴上的N点（2l，0）进入第四象限，小球进入第四象限后恰能做匀速圆周运动。已知第一次进入第三象限时速度方向与y轴正方方向成45°角，不计空气阻力，求： （1）重力加速度g的大小及小球运动到N点时的速度大小； （2）E和B的大小； （3）小球抛出后第四次经过y轴时对应的位置坐标，以及从抛出到运动至该点所花时间。 【答案】（1）， （2）， （3）位置坐标（0，－12l）， 【解析】 【小问1详解】 小球从M到N做平抛运动，x方向有 y方向有 解得， 在N点有： 【小问2详解】 小球在第四象限中受重力、电场力和洛伦兹力，其能做匀速圆周运动，则 解得 其运动轨迹如下图所示，可得： 又洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问3详解】 小球从抛出到第四次到y轴的过程中，在第四象限做圆周运动， 在第三象限做匀变速直线运动 在第四象限做圆周运动， 在第三象限做类平抛运动，水平方向有 竖直方向上有 所以 可见待求位置坐标为（0，－12l） 时间 21. 如图所示，水平面内固定一“”形光滑足够长的金属框架，三角形区域为边长的等边三角形，平行区域间距也为，在点处有一小缺口，使部分与框架其余部分绝缘。框架所在的空间内，从左至右依次分布有三个竖直向下的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个磁场的磁感应强度大小均为，Ⅱ区域宽度为，Ⅲ区域宽度为、Ⅱ区域间距忽略不计，Ⅱ、Ⅲ区域间距未知。现有两完全相同的金属杆、，质量均为，杆上单位长度的电阻均为，杆最初静止于磁场的左侧，杆在水平拉力作用下从点开始向右做速度大小为的匀速直线运动，杆经过后撤去外力。已知杆通过缺口前后速度不变，杆出Ⅲ区域时的速度大小为，杆出Ⅲ区域的过程中杆在Ⅱ区域的位移大于3.5l，金属框架的电阻不计，两杆与导轨始终接触良好，且间如果发生碰撞为弹性碰撞，求： （1）杆向右运动位移为时，流经杆的电流大小； （2）整个运动过程中外力所做的功； （3）杆和杆最终的速度大小，以及整个运动过程中系统所产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 杆向右切割磁感线产生的电动势为 由闭合电路欧姆定律可得流经杆的电流大小为 【小问2详解】 当向右的位移为时，切割的有效长度为 安培力大小为 由于在Ⅰ区域中匀速，所以 即外力正比与位移，所以整个运动过程中外力所做的功为 【小问3详解】 假设出区域的过程中，还未出区域，对组成的系统动量守恒 解得 在此过程中，做加速度减小的减速运动，所以此过程对有 做加速度减小的加速运动，所以此过程对有 已知在此过程中的位移为，则在此过程中的位移一定小于，所以假设成立在此过程中对由动量定理得 由上式可得 出Ⅲ区域后，假设也能出Ⅲ区域，并设其出Ⅲ区域的速度大小为，对由动量定理 因为 所以 在出Ⅲ区域的过程中 已知 所以 所以 可得 即能出Ⅲ区域，假设成立，并且出Ⅲ区域后速度大于出Ⅲ区域后的速度，所以之后还会发生碰撞。现在先解出Ⅲ区域时的速度 即 将代入上式解得 因为、质量相等，并且它们之间的碰撞为弹性碰撞，所以碰后两者交换速度，故最终有 对于整个过程，由能量守恒得 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $