精品解析：上海市上海中学东校2024-2025学年高二下学期期中素质评估物理试题

上海中学东校2024学年度第二学期中期素质评估 高二物理B （满分：110分时间：60分钟） 一、选择题（共50分，1-10题每题3分，11-15题每题4分） 1. 在以下磁感应强度B随时间t变化的磁场中，能产生电磁波的是（　　） A. B. C. D. 2. 以下哪个组合之间的关系体现了电和磁之间的对称性（　　） A. 右手定则与左手定则 B. 右手螺旋定则与左手定则 C. 右手定则与右手螺旋定则 D. 楞次定律与左手定则 3. 关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A. 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用 B. 通电导线在磁场中一定受到安培力作用 C. 洛伦兹力一定对运动电荷不做功 D. 安培力一定对通电导线不做功 4. 关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变 B. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得更快，这里的“神灯”是利用X射线具有很强的贯穿力 C. 教室里亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场 D. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦最早证实了电磁波的存在 5. 如图所示，一根有裂缝的空心铝管竖直放置。让一枚磁性比较强的永磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时没有跟铝管内壁发生摩擦。则磁体（　　） A. 在管内的加速度越来越大 B. 受到铝管中涡流作用力方向一直向下 C. 受到铝管中涡流的作用力方向一直向上 D. 受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下 6. 利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系，下列说法中正确的是（ ） A. 为了保证人身安全，可以用4～6节干电池作为电源 B. 使用电压表测电压时，要先用最小量程挡试测 C. 变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 D. 由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大 7. 如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向如图所示，且正在减小，则此时（　　） A. 电容器C正在放电 B. A板带负电 C. 电感线圈L两端电压在增加 D. 电场能正在转化为磁场能 8. 某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。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. 若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转 C. 将磁体的N、S极对调，并将其缓慢向上抽出，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，线圈中磁通量减小 9. 两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 假设太阳风中的一电子以一定的速度竖直向下运动穿过处的地磁场，如图所示。则该电子受到的洛伦兹力方向为（　　） A. 向东 B. 向南 C. 向西 D. 向北 11. 如图所示，光滑U形金属导轨固定在水平面上，一根导体棒垂直静置于导轨上构成回路。将回路正上方的条形磁铁竖直向上抛出。在其运动到最高点的过程中，安培力对导体棒做功W，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒对轨道压力大于重力 B. 磁铁加速度为g C. D. 12. 旅客在网上购买高铁票后，可使用二代身份证在自动检票闸机上刷证进出站。当身份证进入刷卡器感应范围后，机器发出变化的磁场，身份证内的铜线圈获取能量，对自身短暂供电，将芯片中的信息发送出去，从而完成一次信息交换。若铜线圈匝数为N，面积为S，机器发出的磁场变化率为。则下列说法正确的是（　　） A. 若磁场逐渐增强，铜线圈有扩张的趋势 B. 若磁场逐渐增强、铜线圈的电动势逐渐增大 C. 铜线圈中产生的电动势最大值为 D. 只有当身份证进入或离开机器感应范围那一瞬间，铜线圈中才会有感应电流 13. 质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图。设想有一个静止的带电粒子P（不计重力），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D点，设OD=x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是（　　） A. B. C. D. 14. 如图，垂直纸面向外的匀强磁场中有一硬质导线框，其中正方形边长为，线段。该导线框在纸面内绕点以角速度逆时针转动。则各点电势关系为（　　） A. B. C. D. 15. 排污管道对于一个城市的正常运转是不可或缺的。管道中的污水通常含有大量的正负离子。如图所示，管道内径为d，污水流速大小为v，方向水平向右。现将方向与管道横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段管道，磁感应强度大小为B，M、N为管道上的两点，当污水的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. M点电势低，N点电势高 B. M、N间电势差与污水流速无关 C. 由于沉淀物导致管道内径变小时，污水流速变小 D. 由于沉淀物导致管道内径变小时，M、N间的电势差变大 二、情景题（共60分） 回旋加速器：上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，两D形盒间加速电场的电势差大小恒为U，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为m，电荷量大小为e，最大回旋半径为R。不计电子在电场中加速的时间。 16. 加交流电源的频率为_______。 A. B. C. D. 17. 电子经过一个完整的加速电场，增加的动能=___________，电子能够获得的最大速度vm=___________。 18. 仅增大加速电压U，则_______。 A. 粒子的最大动能增大 B. 粒子达到最大动能所用时间增大 C. 粒子的最大动能减小 D. 粒子达到最大动能所用时间减少 19. 某同学在分析电子在回旋加速器运动轨迹时，画出了如图所示的轨迹图，他认为两个D形盒中粒子加速前后的半圆轨迹间距Δd是相等的。假设第n次加速后电子运动半径为rn，n+1次加速后的运动半径为，请计算加速前后半圆间距Δd的大小，并分析该同学的轨迹图是否合理？ 20. 某种回旋加速器示意图如图所示，A、C板间有恒定电场，两个D形盒内有相同的匀强磁场，两条平行虚线之间没有电场和磁场。带电粒子（重力不计）从小孔P进入电场，加速后进入D形盒内做匀速圆周运动，回到P孔后再次加速，依次类推，则（　　） A. 粒子每次在D形盒内运动的时间均相等 B. 粒子每次在A、C板间加速过程增加的动能不同 C. 磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越大 D. D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大 乐中的“电磁现象”：小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指在水平方向拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。 21. 根据上述信息，下列说法正确的是_______。 A. 铜丝振动引起空气振动而发出声音 B. 振动的铜丝切割磁感线产生的电流方向不变 C. 铜丝振动时将电能转化为机械能 D. 铜丝振动时将机械能转化为电能 22. “电子发声装置”可简化成如图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计，下列说法正确的是_______。 A. 杆由O到C的过程中，电路中电流变大 B. 杆由C到D的过程中，电路中电流一直变大 C. 杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D. 杆通过O处时，电路中电流最大 23. 电吉他就是一种类似于小明制作的“电子发生装置”。其拾音器的原理图（如图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到_______的磁场力（请选填“向右”、“向左”或“无”），产生感应电流的过程与_______（选填“电动机”或“发电机”）原理类似。 24. 若由于金属弦的振动，线圈内的磁通量随时间的变化如图所示，则对应感应电流的变化为_______。 A. B. C. D. 25. 电磁感应现象：法拉第发现了电磁感应现象，并进一步得到了产生交流电的方法，永远改变了人类文明。因此他被誉为电磁学的奠基人和交流电之父。电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 手机无线充电器中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属 D. 指针式电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 26. 某实验小组利用如图所示的电路，研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通时，灯泡_______先达到最亮，开关S断开时，___________先暗。（均选填“L1”或“L2”） 27. 远距离输电中，为了减小输电线上的电能损失，则必须采用_______输电。某输电线的电阻共为1.0Ω，当它输送100kW电功率时，如要输电线损失功率为100W，则输电电压为_______V，如果用400V电压输送，则用户得到的功率为_______kW。 28. 某种利用电磁感应原理测血栓的仪器，其中一个元件为固定的“三叶式”线圈，如图所示，线圈六段圆弧的圆心角均为，圆心均在O点，其中小圆弧半径均为r，大圆弧半径均为2r。现有长、电阻的均匀导体棒OA可绕O点在纸面内以角速度顺时针匀速转动，从O点和线圈上引出两导线与定值电阻构成一个闭合电路，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。在导体棒OA顺时针匀速转动过程中，导体棒和线圈接触良好，除导体棒和定值电阻外，其余电阻不计。 （1）比较导体棒两端的电势高低：________（选填“”、“”或“”）； （2）求导体棒经过图示位置时产生的感应电动势和流过的电流；（ ） （ ） （3）求导体棒经过位置时电阻的电功率P；（ ） （4）求通过电阻的电流的有效值I。（ ） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海中学东校2024学年度第二学期中期素质评估 高二物理B （满分：110分时间：60分钟） 一、选择题（共50分，1-10题每题3分，11-15题每题4分） 1. 在以下磁感应强度B随时间t变化的磁场中，能产生电磁波的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】A．B随t成正弦规律变化，产生的电场成余弦规律变化，周期性变化的磁场和电场交替产生，从而产生电磁波，故A符合题意； B．B随t均匀变化，产生恒定电场，不能产生电磁波，故B不符合题意； C．B随t不是连续变化，只在方向改变的一瞬间有电场产生，不能形成交替变化的电场和磁场，进而不能产生电磁波，故C不符合题意； D．B恒定，不产生电场，不能产生电磁波，故D不符合题意。 故选A。 2. 以下哪个组合之间的关系体现了电和磁之间的对称性（　　） A. 右手定则与左手定则 B. 右手螺旋定则与左手定则 C. 右手定则与右手螺旋定则 D. 楞次定律与左手定则 【答案】C 【解析】 【详解】右手定则是判断导体棒在磁场中做切割磁感应产生感应电流的方向，是体现磁生电现象；左手定则是通电导体（或运动电荷）在磁场中受到力的作用；右手螺旋定则是判断通电导体周围磁场的方向，是体现磁生电现象；楞次定律是判断变化的磁场产生感应电流的方向，是体现磁生电现象，所以体现了电和磁之间的对称性的是右手定则（楞次定律）与右手螺旋定则。 故选C。 3. 关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是（　　） A. 运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用 B. 通电导线在磁场中一定受到安培力作用 C. 洛伦兹力一定对运动电荷不做功 D. 安培力一定对通电导线不做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．运动电荷在磁场中运动，若速度方向与磁场方向平行，则不受洛伦兹力作用，选项A错误； B．通电导线在磁场中，若电流方向与磁场方向平行，则不受安培力作用，选项B错误； C．由于洛伦兹力方向垂直于运动电荷的速度方向，根据功的定义可知，洛伦兹力对运动电荷不做功，选项C正确； D．安培力方向与通电导线垂直，可以对通电导线做功，从而把电能转化为机械能，选项D错误。 故选C。 4. 关于电磁波及其应用，下列说法正确的是（　　） A. 同一种电磁波在不同介质中传播时，波速不变、频率和波长发生改变 B. 用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得更快，这里的“神灯”是利用X射线具有很强的贯穿力 C. 教室里亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场 D. 赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦最早证实了电磁波的存在 【答案】C 【解析】 【详解】A．同一种电磁波的频率由波源决定，在不同介质中频率不变，波速和波长会改变，故A错误； B．理疗“神灯”通常利用红外线的热效应促进血液循环，而非X射线的贯穿力，故B错误； C．日光灯工作时通过交变电流，周围必然产生交变磁场和电场，故C正确； D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，一根有裂缝的空心铝管竖直放置。让一枚磁性比较强的永磁体从管口处由静止下落，磁体在管内运动时没有跟铝管内壁发生摩擦。则磁体（　　） A. 在管内的加速度越来越大 B. 受到铝管中涡流作用力方向一直向下 C. 受到铝管中涡流的作用力方向一直向上 D. 受到铝管中涡流的作用力方向先向上后向下 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁体在下落过程中由牛顿第二定律可得 刚开始时磁体的加速度为g，随速度增大感应电动势增大，感应电流增大，安培力增大，加速度减小；当重力与安培力大小相等，加速度为零，故A错误； BCD．虽然有竖直裂缝的铝管，但永磁体在铝管中下落时在侧壁也会产生涡流，根据楞次定律可知，铝管中的感应电流阻碍磁体的下落，对磁体始终产生向上的阻力；故C正确，BD错误。 故选C。 6. 利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系，下列说法中正确的是（ ） A. 为了保证人身安全，可以用4～6节干电池作为电源 B. 使用电压表测电压时，要先用最小量程挡试测 C. 变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 D. 由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大 【答案】D 【解析】 【详解】A．变压器只能改变交流电源的电压、电流，A错误； B．使用电压表测电压时，要先用最大量程挡试测，B错误； C．变压器工作时通过铁芯导磁，利用互感的原理把电能由原线圈输送到副线圈，C错误； D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大，D正确。 故选D。 7. 如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向如图所示，且正在减小，则此时（　　） A. 电容器C正在放电 B. A板带负电 C. 电感线圈L两端电压在增加 D. 电场能正在转化为磁场能 【答案】C 【解析】 【详解】已知某时刻电流i的方向如图所示，且正在减小，可知线圈磁场能减小，电容器电场能增加，磁场能正在转化为电场能；电容器正在被充电，A板带正电；根据 可知电容器电压增加，电感线圈L两端电压在增加。 故选C。 8. 某同学用如图所示装置探究影响感应电流方向的因素，将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转。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. 若将磁体向上加速抽出，灵敏电流计指针也会向右偏转 C. 将磁体的N、S极对调，并将其缓慢向上抽出，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，线圈中磁通量减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．将磁体从线圈中向上匀速抽出时，观察到灵敏电流计指针向右偏转，可知穿过线圈的磁通量减少时，灵敏电流计指针会向右偏转；若将磁体向上加速抽出，则穿过线圈的磁通量减少，灵敏电流计指针也会向右偏转，故A错误，B正确； C．将磁体的N、S极对调，并将其缓慢向上抽出，穿过线圈的磁通量减少，但由于原磁场方向与原来相反，所以产生的感应电流方向与原来相反，则灵敏电流计指针向左偏转，故C错误； D．将磁体的N、S极对调，并将其向下插入，线圈中磁通量增加，故D错误。 故选B。 9. 两根相同的弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，且。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由安培定则可知方向向下的电流在方向向上的电流处磁场垂直向外，由左手定则可知受力向右；同理可知受力向左，即两导线相互排斥，由牛顿第三定律可知两力大小相等；两根相同的弹性导线形变量相同，故C正确，ABD错误。 故选C。 10. 假设太阳风中的一电子以一定的速度竖直向下运动穿过处的地磁场，如图所示。则该电子受到的洛伦兹力方向为（　　） A. 向东 B. 向南 C. 向西 D. 向北 【答案】C 【解析】 【详解】电子带负电，处的地磁场方向由南指向北，根据左手定则可知，该电子受到的洛伦兹力方向为向西。 故选C。 11. 如图所示，光滑U形金属导轨固定在水平面上，一根导体棒垂直静置于导轨上构成回路。将回路正上方的条形磁铁竖直向上抛出。在其运动到最高点的过程中，安培力对导体棒做功W，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒对轨道压力大于重力 B. 磁铁加速度为g C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．磁铁向上运动，根据“来拒去留”，导体棒有向上的运动趋势，故导体棒对轨道压力小于重力。根据牛顿第三定律，回路对磁铁反作用力向下，故磁铁加速度大于g，AB错误； C．电磁感应现象中，导体棒克服安培力做功等于回路产生的焦耳热，C错误； D．根据动能定理，安培力对导体棒做功等于合力做功，即等于导体棒动能的变化量，故 D正确。 故选D。 12. 旅客在网上购买高铁票后，可使用二代身份证在自动检票闸机上刷证进出站。当身份证进入刷卡器感应范围后，机器发出变化的磁场，身份证内的铜线圈获取能量，对自身短暂供电，将芯片中的信息发送出去，从而完成一次信息交换。若铜线圈匝数为N，面积为S，机器发出的磁场变化率为。则下列说法正确的是（　　） A. 若磁场逐渐增强，铜线圈有扩张的趋势 B. 若磁场逐渐增强、铜线圈的电动势逐渐增大 C. 铜线圈中产生的电动势最大值为 D. 只有当身份证进入或离开机器感应范围那一瞬间，铜线圈中才会有感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．由楞次定律可知，磁场增强，磁通量变大，铜线圈面积有缩小趋势，故A错误； BC．由电磁感应定律 由函数关系可知，磁感应强度在增加时，其变化率是在减少的，故电动势在减小，且，故错误，C正确。 D．因为磁场是变化的，当身份证静止不动时，线圈中的磁通量也会变化，由楞次定律可知，也会有感应电流，故错误。 故选C。 13. 质谱仪主要由加速电场和偏转磁场组成，其原理图如图。设想有一个静止的带电粒子P（不计重力），经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打到底片上的D点，设OD=x，则图中能正确反映x2与U之间函数关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据动能定理 可得；粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力有 则；所以 知x2∝U。 故选A。 14. 如图，垂直纸面向外的匀强磁场中有一硬质导线框，其中正方形边长为，线段。该导线框在纸面内绕点以角速度逆时针转动。则各点电势关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】相当于导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知点电势最低；根据 有效长度， 得 得 故选A。 15. 排污管道对于一个城市的正常运转是不可或缺的。管道中的污水通常含有大量的正负离子。如图所示，管道内径为d，污水流速大小为v，方向水平向右。现将方向与管道横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段管道，磁感应强度大小为B，M、N为管道上的两点，当污水的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. M点电势低，N点电势高 B. M、N间电势差与污水流速无关 C. 由于沉淀物导致管道内径变小时，污水流速变小 D. 由于沉淀物导致管道内径变小时，M、N间的电势差变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，带正电的粒子所受洛伦兹力向上，则M点电势高，N点电势低，故A错误; B．温度后满足 得，即M、N间电势差与污水流速有关，故B错误； C．由于污水流量一定，根据 当沉淀物导致管道内径变小时，S变小，则污水流速变大，故C错误； D．由于沉淀物导致管道内径变小时，根据 故M、N间的电势差U变大，故D正确。 故选D。 二、情景题（共60分） 回旋加速器：上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，两D形盒间加速电场的电势差大小恒为U，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为m，电荷量大小为e，最大回旋半径为R。不计电子在电场中加速的时间。 16. 加交流电源的频率为_______。 A. B. C. D. 17. 电子经过一个完整的加速电场，增加的动能=___________，电子能够获得的最大速度vm=___________。 18. 仅增大加速电压U，则_______。 A. 粒子的最大动能增大 B. 粒子达到最大动能所用时间增大 C. 粒子的最大动能减小 D. 粒子达到最大动能所用时间减少 【答案】16. B 17. ①. eU ②. 18. D 【解析】 【16题详解】 根据回旋加速度的原理可知所加交流电源的周期与电子在磁场中的运动周期相等，根据 可得电子在磁场中的运动周期为 联立解得 故所加交流电源的频率为，故选B。 【17题详解】 [1]根据动能定理可得 [2]根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 【18题详解】 AC．根据上述分析可知，粒子的最大速度 与加速电压无关，结合可知，粒子的最大初动能与加速电压无关，故AC错误； BD．仅增大加速电压，根据，可知每一次加速，粒子的动能增加量都变大，由于粒子的最大动能一定，故加速的次数变少，即粒子在磁场中回旋的次数减少，而粒子在磁场中的运动周期不变，因此粒子在磁场中运动时间减少，不计粒子在电场中的运动时间，可得粒子达到最大动能的时间减少，故B错误，D正确。 故选D。 19. 某同学在分析电子在回旋加速器运动轨迹时，画出了如图所示的轨迹图，他认为两个D形盒中粒子加速前后的半圆轨迹间距Δd是相等的。假设第n次加速后电子运动半径为rn，n+1次加速后的运动半径为，请计算加速前后半圆间距Δd的大小，并分析该同学的轨迹图是否合理？ 【答案】设第n次加速后电子的速度大小为vn，对应的圆周运动半径为rn，根据动能定理可得 由洛伦兹力提供向心力可得 联立解得 同理可得第次加速后对应的圆周运动半径为 由几何关系可得粒子加速前后的半圆轨迹间距为Δd=2rn+1-2rn 解得 可知随加速次数n的增大，Δd减小，故该轨迹是不合理的。 【解析】 【详解】略。 20. 某种回旋加速器示意图如图所示，A、C板间有恒定电场，两个D形盒内有相同的匀强磁场，两条平行虚线之间没有电场和磁场。带电粒子（重力不计）从小孔P进入电场，加速后进入D形盒内做匀速圆周运动，回到P孔后再次加速，依次类推，则（　　） A. 粒子每次在D形盒内运动的时间均相等 B. 粒子每次在A、C板间加速过程增加的动能不同 C. 磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越大 D. D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题意可知，粒子每次在D形盒内偏转半个周期，即运动时间相等，为 故A正确； B．根据动能定理，可知粒子每次在A、C板间加速过程增加的动能为 故B错误； C．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，设D形盒半径为R，则有 解得 可知磁感应强度越小，粒子所能获得的最大速度越小，故C错误； D．当粒子从D形盒中出来时，速度最大，设D形盒半径为R，则有 解得 可知D形盒的半径越大，粒子所能获得的最大速度越大，故D正确。 故选AD。 乐中的“电磁现象”：小明在课外活动中制作了如图所示的“电子发声装置”：在一块木板两端固定两颗螺丝钉，将一根张紧的铜丝缠绕在两颗螺丝钉之间，扩音器通过导线与两螺丝钉连接，铜丝旁边放置一块磁铁，用手指在水平方向拨动铜丝，扩音器上就发出了声音。 21. 根据上述信息，下列说法正确的是_______。 A. 铜丝振动引起空气振动而发出声音 B. 振动的铜丝切割磁感线产生的电流方向不变 C. 铜丝振动时将电能转化为机械能 D. 铜丝振动时将机械能转化为电能 22. “电子发声装置”可简化成如图的电路模型：左端接有电阻R的平行光滑金属导轨水平放置，固定在竖直向上的匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触，在外力作用下沿导轨方向做周期为1s的简谐运动。图中O位置对应平衡位置，C、D两位置对应简谐运动的左、右最大位移处。两导轨电阻不计，下列说法正确的是_______。 A. 杆由O到C的过程中，电路中电流变大 B. 杆由C到D的过程中，电路中电流一直变大 C. 杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变 D. 杆通过O处时，电路中电流最大 23. 电吉他就是一种类似于小明制作的“电子发生装置”。其拾音器的原理图（如图所示）。电吉他琴身上装有线圈，被磁化的琴弦振动时，会使线圈中的磁通量发生变化，从而产生感应电流，经信号放大器放大后传到扬声器。当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈受到_______的磁场力（请选填“向右”、“向左”或“无”），产生感应电流的过程与_______（选填“电动机”或“发电机”）原理类似。 24. 若由于金属弦的振动，线圈内的磁通量随时间的变化如图所示，则对应感应电流的变化为_______。 A. B. C. D. 【答案】21. D 22. D 23. ①. 向右 ②. 发电机 24. B 【解析】 【21题详解】 A．手指拨动铜导线发声是由于铜导线振动时切割磁感线产生交变的感应电流，电流通过扩音器放大后发声，故A错误； B．振动的铜丝来回切割磁感线运动方向发生改变，产生感应电流的方向随之发生改变，故B错误； CD．铜丝振动时将机械能转化为电能，故C错误，D正确。 故选D。 【22题详解】 A．杆由O到C的过程中，杆切割磁感线运动的速度逐渐减小，根据可知，杆切割磁感线产生的感应电动势逐渐减小，结合欧姆定律可知，电路中电流变小，故A错误； B．同理可知，杆由C到D的过程中，杆切割磁感线运动的速度先增大后减小，产生的感应电动势先增大后减小，因此电路中电流先变大后变小，故B错误； C．由安培定则可知，杆产生感应电流的方向与杆切割磁感线运动方向有关，当杆切割磁感线运动方向发生改变时，电路中的电流方向才会随之改变，杆切割磁感线运动方向在平衡位置O点的方向不变，感应电流方向不变，故C错误； D．杆在平衡位置O点的速度最大，根据可知，杆产生的感应电动势最大，因此电路中的电流最大，故D正确。 故选D。 【23题详解】 [1][2]当图中琴弦向右靠近线圈时，线圈所在位置磁场变大，磁通量变大，根据楞次定律可知，线圈受到向右的磁场力，此过程产生感应电流，与发电机原理相似。 【24题详解】 根据， 可知，电流方向在改变，并且图像为正弦函数的导函数图像即余弦函数。 故选B。 25. 电磁感应现象：法拉第发现了电磁感应现象，并进一步得到了产生交流电的方法，永远改变了人类文明。因此他被誉为电磁学的奠基人和交流电之父。电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A. 手机无线充电器中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，线圈会产生大量热量，从而冶炼金属 D. 指针式电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．手机无线充电器中，发射线圈接入恒定电流，产生稳定的磁场，接收线圈的磁通量保持不变，不会产生感应电动势，不能实现手机充电，故A错误； B．电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷不是导体，不会产生涡流，故B错误； C．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属中产生涡流，金属会产生大量热量，从而冶炼金属，故C错误； D．指针式电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选D。 26. 某实验小组利用如图所示的电路，研究“通电自感和断电自感”现象。已知L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同。在开关S接通时，灯泡_______先达到最亮，开关S断开时，___________先暗。（均选填“L1”或“L2”） 【答案】 ①. L1 ②. L2 【解析】 【详解】[1]该电路可以看成是左右两部分并联后再串联起来，S刚刚接通时，L上的自感会阻碍电流的增加，所以大部分电流从L1中通过，L1灯先最亮； [2]S断开时，L和L1构成自感回路，L2不在回路中，所以S断开时，L2立刻熄灭，L1后熄灭。 27. 远距离输电中，为了减小输电线上的电能损失，则必须采用_______输电。某输电线的电阻共为1.0Ω，当它输送100kW电功率时，如要输电线损失功率为100W，则输电电压为_______V，如果用400V电压输送，则用户得到的功率为_______kW。 【答案】 ①. 高压 ②. 1×104 ③. 37.5 【解析】 【详解】[1]输送功率一定时，采用高压输电可以减少导线损失的功率； [2]由题可知，导线通过的电流 故输送电压 [3]当输送电压时，此时输电线通过的电流 导线损失的功率 故用户得到的功率 28. 某种利用电磁感应原理测血栓的仪器，其中一个元件为固定的“三叶式”线圈，如图所示，线圈六段圆弧的圆心角均为，圆心均在O点，其中小圆弧半径均为r，大圆弧半径均为2r。现有长、电阻的均匀导体棒OA可绕O点在纸面内以角速度顺时针匀速转动，从O点和线圈上引出两导线与定值电阻构成一个闭合电路，整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。在导体棒OA顺时针匀速转动过程中，导体棒和线圈接触良好，除导体棒和定值电阻外，其余电阻不计。 （1）比较导体棒两端的电势高低：________（选填“”、“”或“”）； （2）求导体棒经过图示位置时产生的感应电动势和流过的电流；（ ） （ ） （3）求导体棒经过位置时电阻的电功率P；（ ） （4）求通过电阻的电流的有效值I。（ ） 【答案】 ①. ＜ ②. ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]根据右手定则可知导体棒两端的电势 （2）[2][3]导体棒经过图示位置时电动势 流过的电流 解得 （3）[4]导体棒经过OQ位置时电动势 流过的电流 所以导体棒经过位置时电阻的电功率 （4）[5]设通过电阻的电流的有效值为I，则有 可知过通过电阻的电流的有效值 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $