精品解析：湖南省常德市部分中学2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题

湖南省常德市部分中学高二下开学考试物理试题 考试总分100 考试时间75分钟 一、单选题（共7题，共28分） 1. 无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是（　　） A. 无线充电效率高，线圈不发热 B. 无线充电基座可以用稳恒直流电源供电 C. 无线充电过程主要利用了电磁感应原理 D. 无线充电基座可以对所有手机进行无线充电 【答案】C 【解析】 【详解】A．接收线圈的磁通量只是发射线圈产生的一部分，则无线充电效率低；充电时线圈中有电流，根据电流的热效应，可知线圈会发热，故A错误； B．如果无线充电基座用稳恒直流电源供电，则接收线圈的磁通量不变，不能产生感应电流，无法对手机充电，故B错误； C．无线充电过程主要利用互感现象来实现能量传递的，故C正确； D．如果手机内没有接受线圈，则无线充电基座不可以对手机进行充电，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使线圈Q产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ） A. 闭合开关S后，把R的滑片右移 B. 闭合开关S后，把R的滑片左移 C. 闭合开关S后，使Q远离P D. 无须闭合开关S，只要使Q靠近P即可 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．闭合开关S后，线圈P产生的磁场向右穿过线圈Q，线圈Q中的原磁场方向水平向右，要使线圈Q产生图示方向的电流，即线圈Q中的感应磁场方向水平向左，根据“增反减同”的结论，线圈Q中的原磁场的磁通量要增加，则可以把R的滑片左移或者使Q靠近P，故B正确,AC错误； D．开关S不闭合，线圈Q中无磁场通过，Q中不会有电流产生，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，面积为S、匝数为n的闭合线圈abcd水平放置，其与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角为60°。则线圈以ab边为轴顺时针匀速转动180°的过程中（　　） A. 线圈中的感应电流方向变化1次 B. 线圈中的感应电流方向变化2次 C. 穿过线圈的磁通量变化量为0 D. 穿过线圈的磁通量变化量为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知，线圈从图示位置开始转动了半个周期，穿过线圈的磁通量发生了改变，根据楞次定律可判断知，线圈中的感应电流方向变化了1次，故A正确，B错误； CD．设开始时穿过线圈的磁通量为负，则可得整个过程中穿过线圈的磁通量变化量为 故CD错误。 故选A。 4. 关于感生电动势和动生电动势的比较，下列说法中错误的是（　　） A. 感生电动势是由于变化的磁场产生了感生电场，感生电场对导体内的自由电荷产生作用而使导体两端出现的电动势 B. 动生电动势是由于导体内的自由电荷随导体棒一起运动而受到洛伦兹力的作用产生定向移动，使导体棒两端出现的电动势 C. 在动生电动势产生的过程中，洛伦兹力对自由电荷做功 D. 感生电动势和动生电动势产生的实质都是由于磁通量的变化引起的，只是感生电动势是由于磁场的变化产生的，而动生电动势是由于面积的变化产生的 【答案】C 【解析】 【详解】A．感应电动势是由于磁场变化而产生的，则回路所在空间存在感生电场，电场力对电荷做功，而使导体两端出现的电动势，故A不符合题意； B．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势，导体中的自由电荷随导体在磁场中运动，受到洛伦兹力，而向导体一端移动，故B不符合题意； C动生电动势的产生原因与洛伦兹力有关，但洛伦兹力始终不做功，故C符合题意； D．感生电动势是由于磁场的变化产生的，而动生电动势是由于面积的变化产生的，实质都是由于磁通量的变化引起的，故D不符合题意。 故选C。 5. 如图，光滑水平面上有一型无限长金属轨道，置于垂直纸而向内的匀强磁场中，金属棒AB可在型轨道上左右滑动，型轨道左侧有一闭合导体框，金属棒AB电阻为R，型轨道电阻不计，欲使闭合导体框向左运动，则AB可能的运动情况为（　　） A. 向右匀速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当金属棒AB向右运动时，轨道产生逆时针的电流。线框所处的位置的感应磁场方向垂直于纸面向里，若闭合导体框向左运动，则导体框内需要产生逆时针的感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，根据楞次定律可知，导体框所处的磁场强度在增加，故金属棒需要加速向右运动，AB错误； CD．当金属棒AB向左运动时，轨道产生顺时针的电流。线框所处的位置的感应磁场方向垂直于纸面向外，若闭合导体框向左运动，则导体框内需要产生顺时针的感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，根据楞次定律可知，导体框所处的磁场强度在增加，故金属棒需要加速向左运动，C正确，D错误。 故选C。 6. 如图所示，圆环a和圆环b的半径之比为2：1，两环用同样粗细，同种材料制成的导线连成闭合回路，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定，则在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下，M、N两点的电势差之比为 A. 4：1 B. 1：4 C. 2：1 D. 1：2 【答案】C 【解析】 【详解】a环与b环的半径之比为2:1，故周长之比为2:1，由电阻定律 知电阻之比为2:1,；M、N两点间电势差大小为路端电压， ；由法拉第电磁感应定律 磁感应强度的变化率相同，得，故两次电压的比为2:1。 故选C。 7. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线框在磁场中切割磁感线的边相当于电源，外电路由三个相同电阻串联形成，选项AC图中a、b两点间电势差的绝对值为ab边两端的电压，为 同理，选项B图中a、b两点间电势差的绝对值为 选项D图中a、b两点间电势差的绝对值为 显然，线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是B图。 故选B。 二、多选题（共3题，共15分） 8. 如图所示，链球比赛属田径中的投掷竞远运动，链球由金属材料制造，长度为L。某次比赛在潍坊举行，链球出手前某时刻恰好绕竖直轴水平转动（俯视逆时针转动），角速度为ω，手到转轴的距离为，场地附近空间的地磁场可看作是匀强磁场，其水平分量和竖直分量分别为、。则此时（　　） A. 手握的一端电势比拴球的一端低 B. 手握的一端电势比拴球的一端高 C. 两端的电势差约为 D. 两端的电势差约为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．由题可知，链球在转动过程中切割地磁场的竖直分量，由右手定则可知手握的一端电势比拴球的一端高，故B正确，A错误； CD．由 得 故D正确，C错误。 故选BD。 9. 如图所示，水平铜圆盘与沿其轴线的竖直金属杆固定连接，并可一同绕圆盘中心轴线自由转动。接线柱通过导线与金属杆连通，接线柱通过电刷与圆盘边缘接触良好，方向竖直向下的匀强磁场穿过整个圆盘，则（　　） A. 若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 B. 若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 C. 若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 D. 若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．若使圆盘沿图示方向转动，根据右手定则可知感应电流由圆盘边缘流向竖直金属杆；而切割磁感线的导体相当于电源，在电源内部电流从低电势处流向高电势处，则接线柱处电势高，接线柱处电势低，A错误，B正确； CD．若接电源正极、接电源负极，电流从金属杆流向圆盘边缘，根据左手定则可知，圆盘在安培力作用下将沿图示方向转动；若接电源正极、接电源负极，电流从圆盘边缘流向金属杆，根据左手定则，圆盘在安培力作用下将沿与图示方向相反的方向转动，C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，匝数为的线圈置于磁场中，线圈的面积为，线圈的总电阻，线圈两端与一阻值的定值电阻串联，理想电压表接在定值电阻的两端。取垂直纸面向里为磁场的正方向，磁场的磁感应强度与时间按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. 电压表的读数为 C. 内，通过的电荷量为 D. 流过的电流逐渐增大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．利用楞次定律可得线圈中电流方向为逆时针，所以中的电流方向为，则A点电势高于B点，故A正确； B．感应电动势为 则电压表读数为 故B正确； C．流过的电流为 则内经过的电荷量为 故C错误； D．由图乙可知，磁场是均匀变化的，所以感应电动势和感应电流是定值，故D错误。 故选AB。 三、解答题（共3题，共57分） 11. 如图所示，竖直平面内一个质量为m、电阻为r、半径为d的金属圆环，从磁场上边界I某处静止释放，垂直进入磁感应强度为B、方向垂直纸面的匀强磁场中，当圆环进入磁场时，环达到最大速度。重力加速度取g，不计空气阻力，求：环进入磁场时： （1）穿过圆环的磁通量； （2）感应电动势的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 此时圆环进入磁场，圆环半径为d，圆环在磁场中的面积如下图 根据几何知识可知圆环在磁场中的面积为 故穿过圆环的磁通量为 【小问2详解】 根据受力平衡可得 由几何知识可得 则 故感应电动势为 12. 如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为。在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中： (1)感应电动势的大小E； (2)所受拉力的大小F； (3)感应电流产生的热量Q。 【答案】(1)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J 【解析】 【详解】(1)由题意可知当线框切割磁感线是产生的电动势为 (2)因为线框匀速运动故所受拉力等于安培力，有 根据闭合电路欧姆定律有 结合(1)联立各式代入数据可得F=0.8N； (3)线框穿过磁场所用的时间为 故线框穿越过程产生的热量为 13. 如图所示，平行金属导轨MN、M'N'和平行金属导轨PQR、P'Q'R'固定在高度差为h（数值未知）的两水平台面上。导轨MN、M'N'左端接有电源，MN与M'N'的间距为L＝0.10m，其导轨空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B1＝0.20T；平行导轨PQR与P'Q'R'的间距也为L＝0.10m，其中PQ与P'Q'是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q'R'是水平长直导轨，QQ'右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B2＝0.40T。导体棒a的质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M'N'右侧N'N边缘处；导体棒b的质量，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN'水平抛出，恰能无碰撞地从PP'处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度取g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求： （1）导体棒b的最大加速度； （2）导体棒a在QQ'右侧磁场中产生的焦耳热； （3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。 【答案】（1）0.02m/s2 （2）0.02J （3）1C 【解析】 【小问1详解】 设a棒滑到水平导轨上时的速度大小为，则从PP'处到QQ'处，由动能定理得 解得 因为a棒刚进磁场时，a、b棒中的电流最大，所以此时b棒受力最大，加速度最大，此时， 由牛顿第二定律有 解得导体棒b的最大加速度 【小问2详解】 两个导体棒在运动过程中，动量守恒且能量守恒，当两棒的速度相等时回路中的电流为零，此后两棒做匀速运动，两棒不再产生焦耳热。所以由动量守恒定律有 设a棒在此过程中产生的焦耳热为Qa，b棒产生的焦耳热为Qb。由能量守恒定律有 由于a、b棒串联在一起，所以有 联立解得 【小问3详解】 设闭合开关后，a棒以速度v0水平抛出，则有 对a棒冲出过程，由动量定理得， 联立求得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省常德市部分中学高二下开学考试物理试题 考试总分100 考试时间75分钟 一、单选题（共7题，共28分） 1. 无线充电是近年发展起来的新技术，如图所示，该技术通过交变磁场在发射线圈和接收线圈间传输能量。内置接收线圈的手机可以直接放在无线充电基座上进行充电，关于无线充电的说法正确的是（　　） A. 无线充电效率高，线圈不发热 B. 无线充电基座可以用稳恒直流电源供电 C. 无线充电过程主要利用了电磁感应原理 D. 无线充电基座可以对所有手机进行无线充电 2. 如图所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q与电流计G相连，要使线圈Q产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ） A. 闭合开关S后，把R的滑片右移 B. 闭合开关S后，把R的滑片左移 C. 闭合开关S后，使Q远离P D. 无须闭合开关S，只要使Q靠近P即可 3. 如图所示，面积为S、匝数为n的闭合线圈abcd水平放置，其与磁感应强度为B的匀强磁场的夹角为60°。则线圈以ab边为轴顺时针匀速转动180°的过程中（　　） A. 线圈中的感应电流方向变化1次 B. 线圈中的感应电流方向变化2次 C. 穿过线圈的磁通量变化量为0 D. 穿过线圈的磁通量变化量为 4. 关于感生电动势和动生电动势的比较，下列说法中错误的是（　　） A. 感生电动势是由于变化的磁场产生了感生电场，感生电场对导体内的自由电荷产生作用而使导体两端出现的电动势 B. 动生电动势是由于导体内的自由电荷随导体棒一起运动而受到洛伦兹力的作用产生定向移动，使导体棒两端出现的电动势 C. 在动生电动势产生的过程中，洛伦兹力对自由电荷做功 D. 感生电动势和动生电动势产生的实质都是由于磁通量的变化引起的，只是感生电动势是由于磁场的变化产生的，而动生电动势是由于面积的变化产生的 5. 如图，光滑水平面上有一型无限长金属轨道，置于垂直纸而向内的匀强磁场中，金属棒AB可在型轨道上左右滑动，型轨道左侧有一闭合导体框，金属棒AB电阻为R，型轨道电阻不计，欲使闭合导体框向左运动，则AB可能的运动情况为（　　） A. 向右匀速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动 6. 如图所示，圆环a和圆环b的半径之比为2：1，两环用同样粗细，同种材料制成的导线连成闭合回路，连接两环的导线电阻不计，匀强磁场的磁感应强度变化率恒定，则在a、b环分别单独置于磁场中的两种情况下，M、N两点的电势差之比为 A. 4：1 B. 1：4 C. 2：1 D. 1：2 7. 粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行。现使线框以图中所示的速度沿四个不同方向平移出磁场，如图所示，则在移出过程中线框一边a、b两点间的电势差绝对值最大的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题（共3题，共15分） 8. 如图所示，链球比赛属田径中的投掷竞远运动，链球由金属材料制造，长度为L。某次比赛在潍坊举行，链球出手前某时刻恰好绕竖直轴水平转动（俯视逆时针转动），角速度为ω，手到转轴的距离为，场地附近空间的地磁场可看作是匀强磁场，其水平分量和竖直分量分别为、。则此时（　　） A. 手握的一端电势比拴球的一端低 B. 手握的一端电势比拴球的一端高 C. 两端的电势差约为 D. 两端的电势差约为 9. 如图所示，水平铜圆盘与沿其轴线的竖直金属杆固定连接，并可一同绕圆盘中心轴线自由转动。接线柱通过导线与金属杆连通，接线柱通过电刷与圆盘边缘接触良好，方向竖直向下的匀强磁场穿过整个圆盘，则（　　） A. 若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 B. 若使圆盘沿图示方向转动，接线柱处电势高、接线柱处电势低 C. 若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 D. 若使接电源正极、接电源负极，圆盘将沿图示方向转动 10. 如图甲所示，匝数为的线圈置于磁场中，线圈的面积为，线圈的总电阻，线圈两端与一阻值的定值电阻串联，理想电压表接在定值电阻的两端。取垂直纸面向里为磁场的正方向，磁场的磁感应强度与时间按图乙所示的规律变化。下列说法正确的是（　　） A. A点的电势高于B点的电势 B. 电压表的读数为 C. 内，通过的电荷量为 D. 流过的电流逐渐增大 三、解答题（共3题，共57分） 11. 如图所示，竖直平面内一个质量为m、电阻为r、半径为d的金属圆环，从磁场上边界I某处静止释放，垂直进入磁感应强度为B、方向垂直纸面的匀强磁场中，当圆环进入磁场时，环达到最大速度。重力加速度取g，不计空气阻力，求：环进入磁场时： （1）穿过圆环的磁通量； （2）感应电动势的大小。 12. 如图所示，电阻为的正方形单匝线圈的边长为，边与匀强磁场边缘重合。磁场的宽度等于线圈的边长，磁感应强度大小为。在水平拉力作用下，线圈以的速度向右穿过磁场区域。求线圈在上述过程中： (1)感应电动势的大小E； (2)所受拉力的大小F； (3)感应电流产生的热量Q。 13. 如图所示，平行金属导轨MN、M'N'和平行金属导轨PQR、P'Q'R'固定在高度差为h（数值未知）的两水平台面上。导轨MN、M'N'左端接有电源，MN与M'N'的间距为L＝0.10m，其导轨空间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B1＝0.20T；平行导轨PQR与P'Q'R'的间距也为L＝0.10m，其中PQ与P'Q'是圆心角为60°、半径为r＝0.50m的圆弧形导轨，QR与Q'R'是水平长直导轨，QQ'右侧有方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B2＝0.40T。导体棒a的质量m1＝0.02kg，接在电路中的电阻R1＝2.0Ω，放置在导轨MN、M'N'右侧N'N边缘处；导体棒b的质量，接在电路中的电阻R2＝4.0Ω，放置在水平导轨某处。闭合开关K后，导体棒a从NN'水平抛出，恰能无碰撞地从PP'处以速度v1＝2m/s滑入平行导轨，且始终没有与棒b相碰。重力加速度取g＝10m/s2，不计一切摩擦及空气阻力。求： （1）导体棒b的最大加速度； （2）导体棒a在QQ'右侧磁场中产生的焦耳热； （3）闭合开关K后，通过电源的电荷量q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $