精品解析：广东省深圳市新安中学（集团）高中部2024-2025学年高二下学期期中物理试题

深圳市新安中学（集团）高中部2024-2025学年第二学期期中考试 高二 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：（本题共10小题，其中第1-7题每小题只有一个正确选项，每小题4分，第8-10题每小题有多个正确选项，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。） 1. 下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（　　） A. 图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B. 图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C. 图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D. 图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 2. 某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. t1时刻，电容器C的电场能为零 B. t2时刻，线圈L的自感电动势最小 C. t2-t3时间内，线圈L中电流逐渐增大 D. 0-t3时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈L 3. 法拉第圆盘发电机示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两电刷P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，下列说法正确的是（ ） A. 若圆盘转动的角速度均匀增大，回路电流大小恒定 B. 若从上往下看圆盘逆时针转动，电刷P电势高于Q电势 C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小均匀增大过程中电流方向不可能变化 D. 若圆盘转动角速度变为原来的2倍，则R的热功率也变为原来的2倍 4. 在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、L2的亮度都在发生变化 B. 开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 C. 开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 D. 若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 5. 如图所示，正六边形线框的六条边和对角线均用完全相同材质和粗细的金属棒，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点A、与直流电源两端相接，已如导体棒受到的安培力大小为，则线框受到的安培力的大小为（ ） A. B. C. D. 6. 回旋加速器的工作原理如图所示，D₁和D₂是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央A处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场后做匀速圆周运动。粒子离开A处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越大 B. 磁感应强度越大，粒子在加速器中的运动时间越长 C. 电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短 D. 电势差越大，粒子离开加速器时的动能越大 7. 地磁场可以阻挡能量很高的太阳风粒子到达地球表面。地球北极附近的磁场如图所示，某带电粒子从弱磁场区向强磁场区前进时做螺旋线运动，不计粒子的重力和一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 从弱磁场区到强磁场区的过程中粒子的速率逐渐减小 C. 粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变 D. 粒子有可能从强磁场区域返回到弱磁场区域 8. 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量，落差，河水的密度，现利用其发电，若发电机的总效率，输出电压，输电线的总电阻，用户获得的电压，输电线上损失的电功率与发电机输出电功率的比值，假定所用的变压器都是理想变压器，取。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的输出功率 B. 输电线中的电流 C. 降压变压器的原、副线圈的匝数比250：11 D. 如果输送的电能供“220V、100W”的电灯使用，能够正常发光的电灯盏数为500盏 9. 如图所示，在光滑水平绝缘桌面上有一等腰梯形单匝均匀金属线框，总电阻为，，，。空间存在竖直向下的有界匀强磁场（磁场边界平行），磁感应强度大小为，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下以速度向右匀速穿过磁场区域（边始终与磁场边界平行），时刻，边刚好在磁场左边界。下列说法正确的是（ ） A. 进、出磁场过程中，线框中的电流方向不同 B. 进、出磁场过程中，线框所受安培力的方向不同 C. 出磁场过程中，线框中的电流与时间的关系为 D. 线框进入磁场过程，通过线框截面的电荷量为 10. 如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开，小磁铁将做阻尼振动，位移x随时间t变化的示意图如图乙所示（初始静止位置为原点，向上为正方向，经t0时间，可认为振幅A衰减到0）。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. x＞0的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 B. x=0的那些时刻线圈中没有感应电流 C. 更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零 D. 增加线圈的匝数，t0会减小，线圈产生的内能不变 二、实验题：（本题共2小题，共16分） 11. 某同学利用如图所示装置探究“影响感应电流方向的因素”，下表为该同学记录的实验现象。 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 A/B灯现象 A灯亮 B灯亮 B灯亮 A灯亮 感应电流磁场的方向 向上 向下 向下 向上 （1）实验前先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极（二极管通正向电流时，电流的流入端为二极管的正极，流出端为二极管的负极）进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的__________（填“正极”或“负极”）。 （2）由实验记录可得当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向__________（填“相同”“相反”或“没有关系”）；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向__________（填“相同”“相反”或“没有关系”）。由此得出的结论是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的__________的变化。 （3）该同学利用上面实验中得到的结论，在图所示装置中进行了一些操作，发现电流表的指针向右偏转（电流表的偏转满足左进左偏，右进右偏），该同学可能进行了的操作是__________。 A. 闭合开关瞬间 B. 断开开关瞬间 C. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 D. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动 12. 小强同学在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图甲所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是__________（填仪器前的字母）； A. 干电池 B. 磁铁 C. 低压交流电源 D. 多用电表 E. 直流电压表 F. 直流电流表 （2）变压器铁芯的结构和材料是 ； A. 整块不锈钢铁芯 B. 整块硅钢铁芯 C. 绝缘的硅钢片叠成 （3）如图乙所示，操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐，原线圈输入电压为U1=4V，匝数为n1=200匝，改变副线圈匝数n2，测量副线圈两端的电压U2，得到U2-n2图像如图丙所示，则可能正确的是图线_________（选填“a”“b”或“c”）。 三、计算题：（本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距，导轨平面与水平面间夹角，N、Q间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度。将一根质量的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，已知ab、cd位置之间距离为，，，。求： （1）当金属棒速度的大小为时，金属棒加速度的大小a； （2）金属棒运动到cd位置时的速度大小； （3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，电阻R上产生的热量。 14. 如图所示，一半径为a的半圆形单匝线圈，电阻为r，放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。线圈以直径ab为轴匀速转动，转速为n，磁场位于ab左侧且垂直于纸面向里（与ab垂直），M和N是两个滑环，负载电阻为R。电流表和连接导线的电阻不计，求： （1）转动过程中交变电流的最大值； （2）从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势； （3）从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量； （4）从图示位置起线圈转动一周外力做的功。 15. 如图所示，在空间建立直角坐标系，坐标轴正方向如图所示。空间有磁感应强度为 方向垂直于纸面向里的磁场，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限（含x、y轴）有电场强度为竖直向下的电场。光滑1/4圆弧轨道圆心O'，半径为圆弧轨道底端位于坐标轴原点O。质量为 带电 的小球A从O处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。 质量为 带电 小球的B从与圆心O等高处静止释放，与A同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球C。小球A、B、C均可视为质点，所在空间无重力场作用。 （1） 小球A在O处的初速度为多大； （2） 碰撞完成后瞬间，圆弧轨道对小球C的支持力； （3） 小球C从O点飞出后的瞬间，将磁场方向改为竖直向上。分析C球在后续运动过程中，再次回到y轴时离O点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 深圳市新安中学（集团）高中部2024-2025学年第二学期期中考试 高二 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按以上要求作答的答案无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：（本题共10小题，其中第1-7题每小题只有一个正确选项，每小题4分，第8-10题每小题有多个正确选项，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分。） 1. 下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（　　） A. 图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B. 图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C. 图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D. 图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电磁驱动原理，图中当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故A错误； B．铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，由于电磁感应，铜盘中会产生感应电流，这个感应电流会受到磁场的作用力，从而阻碍铜盘的转动，使铜盘的转速减小，故B正确； C．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起，是为了形成一个闭合回路。当电流表受到震动时，指针的摆动会带动连接指针的线圈摆动，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，会受到安培力作用，安培力阻碍线圈的摆动，从而起到减弱指针摆动的作用，故C正确； D．安检门利用涡流可以检测金属物品。当携带金属物品经过安检门时，金属物品会在交变磁场中产生涡流，这个涡流又会产生交变磁场，被安检门检测到，从而触发报警，故D正确。 本题选不正确的，故选A。 【点睛】根据电磁感应的基本原理以及其在各种场景中的应用逐一分析各个选项。本题主要是考查电磁驱动和电磁阻尼，关键是弄清楚各仪器的工作原理，掌握电磁驱动和电磁阻尼的原理。 2. 某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. t1时刻，电容器C的电场能为零 B. t2时刻，线圈L的自感电动势最小 C. t2-t3时间内，线圈L中电流逐渐增大 D. 0-t3时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈L 【答案】B 【解析】 【详解】A． t₁时刻，电容器C上极板带电量最大，可知电场能最大，故A错误； B． t₂时刻，电容器放电完毕，此时线圈L的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，故B正确； C． t₂-t₃时间内，电容器带电量增大，则线圈L中电流逐渐减小，故C错误； D．由图可知0-t₃时间内，振动电路的振动周期逐渐变大，根据可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈L，故D错误。 故选B。 3. 法拉第圆盘发电机示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两电刷P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触，下列说法正确的是（ ） A. 若圆盘转动的角速度均匀增大，回路电流大小恒定 B. 若从上往下看圆盘逆时针转动，电刷P电势高于Q电势 C. 若圆盘转动方向不变，角速度大小均匀增大过程中电流方向不可能变化 D. 若圆盘转动角速度变为原来的2倍，则R的热功率也变为原来的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．回路中的感应电动势为 回路电流大小为 若圆盘转动的角速度均匀增大，回路电流大小均匀增大，故A错误； B．若从上往下看圆盘逆时针转动，根据右手定则可知，电刷Q电势高于P电势，故B错误； C．若圆盘转动方向不变，角速度大小变化，根据右手定则，则电流方向不变，故C正确； D．若圆盘转动角速度变为原来的2倍，回路中的感应电动势变为原来的2倍，回路中电流变为原来的2倍，根据 可知R的热功率也变为原来的4倍，故D错误。 故选C。 4. 在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至L1和L2都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使L1和L2发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为R0，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 移动滑动变阻器滑片的过程中，L1、L2的亮度都在发生变化 B. 开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流不相等 C. 开关S由闭合变为断开，L2中的电流会立即反向 D. 若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于R0 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于电源内阻忽略，可知L1支路的电压不变，则移动滑动变阻器滑片的过程中，L1亮度不变，选项A错误； B．因稳定时两灯泡亮度相同，则开关S由闭合变为断开，L1、L2中的电流相等，选项B错误； C．开关S由闭合变为断开，L2中原来的电流立即消失，因线圈所在支路产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当于电源，会在L1、L2和R中形成新的回路，则L2中的电流会立即反向，选项C正确； D．若想观察到断开开关S后L2闪亮一下的现象，则稳定时通过线圈支路的电流必须大于通过下方L2支路的电流，则滑动变阻器的阻值应大于线圈电阻R0，选项D错误。 故选C。 5. 如图所示，正六边形线框的六条边和对角线均用完全相同材质和粗细的金属棒，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点A、与直流电源两端相接，已如导体棒受到的安培力大小为，则线框受到的安培力的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设导体棒的电阻为，长度为，通过导体棒的电流为，导体棒受到的安培力大小为 由左手定则可知安培力垂直向上； 导体棒等效长度为 导体棒受到的安培力大小为 由左手定则可知安培力垂直向上； 通过导体棒的电流为 导体棒受到的安培力大小为 由左手定则可知安培力垂直向上； 根据对称性可知，通过导体棒的电流为，导体棒等效长度为 导体棒受到的安培力大小为 由左手定则可知安培力垂直向上； 则线框受到的安培力的大小为 故选D。 6. 回旋加速器的工作原理如图所示，D₁和D₂是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央A处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场后做匀速圆周运动。粒子离开A处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越大 B. 磁感应强度越大，粒子在加速器中的运动时间越长 C. 电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短 D. 电势差越大，粒子离开加速器时的动能越大 【答案】ABC 【解析】 【详解】AD．由于回旋加速器中粒子在电场中加速的时间可以忽略，则由牛顿第二定律有 化简得 粒子离开加速器时的动能为 故磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越大，与电势差无关，故A正确，D错误； BC．粒子在磁场中的周期为 设一共加速了n次粒子恰好离开回旋加速器，则有 粒子在回旋加速器运动的时间为 由以上各式解得 由上式可知，电势差一定时，磁感应强度越大，粒子在加速器中的运动时间越长，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短，故BC正确； 故选ABC。 7. 地磁场可以阻挡能量很高的太阳风粒子到达地球表面。地球北极附近的磁场如图所示，某带电粒子从弱磁场区向强磁场区前进时做螺旋线运动，不计粒子的重力和一切阻力，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带负电 B. 从弱磁场区到强磁场区的过程中粒子的速率逐渐减小 C. 粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变 D. 粒子有可能从强磁场区域返回到弱磁场区域 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，该带电粒子带正电，故A错误； B．因洛伦兹力对带电粒子不做功，则从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变，故B错误； C．根据洛伦兹力提供向心力 带电粒子每旋转一周的时间为 可知随着磁场的增强，粒子运动半径逐渐减小，带电粒子每旋转一周的时间变小，带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离为 故带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离减小，故C错误； D．若粒子的速度方向与磁场方向不垂直，则一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动，故D正确。 故选D。 8. 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一。有一条河流，河水的流量，落差，河水的密度，现利用其发电，若发电机的总效率，输出电压，输电线的总电阻，用户获得的电压，输电线上损失的电功率与发电机输出电功率的比值，假定所用的变压器都是理想变压器，取。下列说法正确的是（ ） A. 发电机的输出功率 B. 输电线中的电流 C. 降压变压器的原、副线圈的匝数比250：11 D. 如果输送的电能供“220V、100W”的电灯使用，能够正常发光的电灯盏数为500盏 【答案】AB 【解析】 【详解】A．发电机的输出功率为 故A正确； B．输电线上损失的功率为 根据 可得 故B正确； C．用户得到的电功率为 降压变压器输出的电流为 则降压变压器的原、副线圈的匝数比为 故C错误； D．用户得到的电功率为 能正常发光的电灯盏数为 故D错误。 故选AB。 9. 如图所示，在光滑水平绝缘桌面上有一等腰梯形单匝均匀金属线框，总电阻为，，，。空间存在竖直向下的有界匀强磁场（磁场边界平行），磁感应强度大小为，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下以速度向右匀速穿过磁场区域（边始终与磁场边界平行），时刻，边刚好在磁场左边界。下列说法正确的是（ ） A. 进、出磁场过程中，线框中的电流方向不同 B. 进、出磁场过程中，线框所受安培力的方向不同 C. 出磁场过程中，线框中的电流与时间的关系为 D. 线框进入磁场过程，通过线框截面的电荷量为 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．由几何关系可知，梯形的底角为，则时间内，感应电动势 由闭合电路欧姆定律得线框中电流 由楞次定律可知感应电流方向为逆时针方向。时间内，通过线框的通量不变，感应电动势为零，感应电流为零。时间内，线框中电流 方向为顺时针方向，故AC正确； B．时间内，线框所受安培力 根据左手定则可知方向水平向左；时间内， 时间内， 方向水平向左，故B错误； D．线框进入磁场过程，由，， 可得 其中 得线框进入磁场过程，通过线框截面的电荷量为 故D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个体积很小的磁铁，在小磁铁正下方桌面上放置一个闭合铜制线圈。将小磁铁从初始静止的位置向下拉到某一位置后放开，小磁铁将做阻尼振动，位移x随时间t变化的示意图如图乙所示（初始静止位置为原点，向上为正方向，经t0时间，可认为振幅A衰减到0）。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. x＞0的那些时刻线圈对桌面的压力小于线圈的重力 B. x=0的那些时刻线圈中没有感应电流 C. 更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零 D. 增加线圈的匝数，t0会减小，线圈产生的内能不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据“来拒去留”，则x＞0的那些时刻，当磁铁远离线圈向上运动时，磁铁对线圈有向上的作用力，此时线圈对桌面的压力小于线圈的重力；当磁铁靠近线圈向下运动时，磁铁对线圈有向下的作用力，此时线圈对桌面的压力大于线圈的重力，选项A错误； B．x=0的那些时刻磁铁的速度最大，则穿过线圈的磁通量变化率最大，则线圈中有感应电流，选项B错误； C．更换电阻率更大的线圈，线圈中产生的感应电流会变小，线圈中产生的感应电流的磁场变弱，对磁铁的“阻碍”作用变弱，则振幅A会更慢慢地衰减到零，选项C错误； D．增加线圈的匝数，线圈中产生的感应电动势变大，感应电流变大，机械能很快就转化为内能，则t0会减小，由于开始时线圈的机械能不变，则线圈产生的内能不变，选项D正确。 故选D。 二、实验题：（本题共2小题，共16分） 11. 某同学利用如图所示装置探究“影响感应电流方向的因素”，下表为该同学记录的实验现象。 N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 原磁场方向 向下 向下 向上 向上 A/B灯现象 A灯亮 B灯亮 B灯亮 A灯亮 感应电流磁场的方向 向上 向下 向下 向上 （1）实验前先使用多用电表的欧姆挡对二极管正负极（二极管通正向电流时，电流的流入端为二极管的正极，流出端为二极管的负极）进行确认，某次测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明此时黑表笔接触的是二极管的__________（填“正极”或“负极”）。 （2）由实验记录可得当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向__________（填“相同”“相反”或“没有关系”）；当穿过线圈的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向__________（填“相同”“相反”或“没有关系”）。由此得出的结论是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的__________的变化。 （3）该同学利用上面实验中得到的结论，在图所示装置中进行了一些操作，发现电流表的指针向右偏转（电流表的偏转满足左进左偏，右进右偏），该同学可能进行了的操作是__________。 A. 闭合开关瞬间 B. 断开开关瞬间 C. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动 D. 开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动 【答案】（1）负极 （2） ①. 相反 ②. 相同 ③. 磁通量 （3）AC 【解析】 【小问1详解】 测量时发现多用电表指针几乎没有偏转，说明二极管的负极与电源正极相连，由于黑表笔与电源正极相连，故此时黑表笔接触的是二极管的负极。 【小问2详解】 [1][2][3]由实验记录可得当穿过线圈的磁通量增大时，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相反，感应电流的磁场方向与条形磁铁在线圈内产生的磁场方向相同，由此得出的结论是感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化。 【小问3详解】 AB．闭合开关瞬间，线圈A中电流增大，产生的磁场增大，线圈B中向下的磁通量增大，根据楞次定律，电流表中有从右向左的电流，电流表的指针向右偏转，同理可得，断开开关瞬间，电流表的指针向左偏转，故A正确，B错误； CD．开关闭合时将滑动变阻器的滑片向左滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，线圈A中电流增大，产生的磁场增大，线圈B中向下的磁通量增大，根据楞次定律，电流表中有从右向左的电流，电流表的指针向右偏转，同理可得，开关闭合时将滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的指针向左偏转，故C正确，D错误。 故选AC。 12. 小强同学在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图甲所示，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是__________（填仪器前的字母）； A. 干电池 B. 磁铁 C. 低压交流电源 D. 多用电表 E. 直流电压表 F. 直流电流表 （2）变压器铁芯的结构和材料是 ； A. 整块不锈钢铁芯 B. 整块硅钢铁芯 C. 绝缘的硅钢片叠成 （3）如图乙所示，操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐，原线圈输入电压为U1=4V，匝数为n1=200匝，改变副线圈匝数n2，测量副线圈两端的电压U2，得到U2-n2图像如图丙所示，则可能正确的是图线_________（选填“a”“b”或“c”）。 【答案】（1）CD （2）C （3）c 【解析】 【小问1详解】 在 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，使用的是低压交流电源，所以不需要干电池，磁场是利用了电流的磁效应，所以也不需要条形磁铁，测量线圈两端的电压需要使用多用电表的交流电压挡，不需要直流电压表和直流电流表。故选CD。 【小问2详解】 变压器铁芯的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成，故选C。 【小问3详解】 操作过程中横铁芯没有与竖直铁芯对齐，则可能导致漏磁，使得输出电压偏小，则有 则可能正确的是图线只有c，故选c。 三、计算题：（本题共3小题，共38分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，MN、PQ为足够长的平行金属导轨，间距，导轨平面与水平面间夹角，N、Q间连接一个电阻，匀强磁场垂直于导轨平面向上，磁感应强度。将一根质量的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒的电阻为，导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，已知ab、cd位置之间距离为，，，。求： （1）当金属棒速度的大小为时，金属棒加速度的大小a； （2）金属棒运动到cd位置时的速度大小； （3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，电阻R上产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当金属棒速度的大小为时，金属棒受到的安培力为 方向沿导轨向上，其中 ， 对金属棒受力分析，根据牛顿第二定律可知 解得 （2）当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，受力平衡，则 其中 ， 解得 （3）金属棒由位置ab运动到位置cd的过程中，由能量守恒定律可知 解得 又 解得 14. 如图所示，一半径为a的半圆形单匝线圈，电阻为r，放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。线圈以直径ab为轴匀速转动，转速为n，磁场位于ab左侧且垂直于纸面向里（与ab垂直），M和N是两个滑环，负载电阻为R。电流表和连接导线的电阻不计，求： （1）转动过程中交变电流的最大值； （2）从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势； （3）从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量； （4）从图示位置起线圈转动一周外力做的功。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【分析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得转动过程中交流电动势的最大值为 根据闭合电路欧姆定律可得交变电流的最大值 （2）从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势为 （3）从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量为 （4）从图示位置起线圈转动一周，转动的过程产生电流随时间变化规律如图所示，根据有效值的定义 代入解得有效值为 从图示位置起线圈转动一周外力做的功等于整个闭合回路中产生的焦耳热，即 联立求得 15. 如图所示，在空间建立直角坐标系，坐标轴正方向如图所示。空间有磁感应强度为 方向垂直于纸面向里的磁场，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限（含x、y轴）有电场强度为竖直向下的电场。光滑1/4圆弧轨道圆心O'，半径为圆弧轨道底端位于坐标轴原点O。质量为 带电 的小球A从O处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到O点。 质量为 带电 小球的B从与圆心O等高处静止释放，与A同时运动到O点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球C。小球A、B、C均可视为质点，所在空间无重力场作用。 （1） 小球A在O处的初速度为多大； （2） 碰撞完成后瞬间，圆弧轨道对小球C的支持力； （3） 小球C从O点飞出后的瞬间，将磁场方向改为竖直向上。分析C球在后续运动过程中，再次回到y轴时离O点的距离。 【答案】（1）2m/s；（2）1.6N；（3） 【解析】 【详解】（1）A从飞出后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力 联立整理得 解得 （2）设B滑到O点的速度为，由动能定理 解得 A、B在O点发生完全非弹性碰撞，设碰后生成的C球速度为v，由动量守恒定律 在碰后瞬间，C球做圆周运动，设轨道对C支持力为F，C球带电量 由 解得 （3）C球从轨道飞出后，受到竖直向下的电场力和垂直纸面向外的洛伦兹力，在电场力作用下，C球在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在水平方向做匀速圆周运动，每隔一个周期T，C球回到y轴上。由 及 解得C球圆周运动周期 C球竖直方向加速度 C球回到y轴时坐标 代入数据解得 （n=1、2、3………..） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $