精品解析：福建省莆田第一中学2024-2025学年高二上学期1月期末考试物理试题

莆田一中2024~2025学年度上学期期末考试物理试卷 高二 物理选择性必修二第一、二、三章+电学实验 （考试时间75分钟，总分100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列四幅插图中说法正确的是（　　） A. 甲图中，铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快 B. 乙图中，大量粒子以0m/s初速度进入加速电场，粒子轨迹半径越大，比荷越小 C. 丙图中，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触并保持静止，通电后弹簧仍保持静止 D. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电流的磁效应 2. 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区，若图示位置为t=0时刻，设逆时针方向为电流的正方向．则感应电流i-t图像正确的是（时间单位为）（  ） A. B. C. D. 3. 如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度大小分别为、，今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是（ ） A. 电子的运动轨迹为PENCMDP B. C. 电子从射入磁场到回到P点用时为 D. 电子在磁场中受到的洛伦兹力大小是在磁场中受到的洛伦兹力大小的2倍 4. 如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端置于导轨内。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当θ=30°时静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨的电阻，则（　　） A. 回路中感应电流方向始终为逆时针方向 B. 整个过程中，ab棒产生的焦耳热为mgL C. 当θ=60°时，若a点速度大小为v，则b点速度大小为2v D. 在θ=30°到θ=45°过程中通过ab棒的电荷量为 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的选项中有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（　　） A. 线圈bc段受到向右的安培力 B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C. 线圈ab段中电流方向为由b到a D. 若磁场反向，则装置仍然能起到缓冲作用 6. 无线充电技术已应用于新能源汽车领域，其工作原理如图所示，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，供电线圈和受电线圈各串一个保护电阻R，当两个线圈靠近时可实现无线充电。当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端的电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈、导线电阻，下列说法正确的是（　　） A. ab端的输入功率大于12kW B. 无线充电原理与变压器的原理相同 C. 供电线圈和受电线圈匝数比为19:30 D. 若输入端ab接上380V稳恒直流电，汽车仍能正常充电 7. 如图所示电路中，和是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S闭合和断开瞬间，下列说法正确的是（ ） A. 当S闭合时，先达到最亮，稳定后熄灭时达到最亮 B. 当S闭合时，先达到最亮，稳定后与亮度相同 C. 电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭 D. 电路稳定后断开S时，立即熄灭，闪亮后逐渐熄灭 8. 如图，足够长的荧光屏OA的上方区域存在匀强磁场，边界MN左侧区域的做场方向垂直纸面向里，右侧区域的磁场方向垂直纸而向外，两区域的磁感应强度大小均为B。光屏上方有一粒子源紧挨着O点，可沿OA方向不断射出质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子。粒子打在荧光屏上时，荧光屏相应位置会发光。已知粒子的速率可取从零到某最大值之间的各种数值，速率最大的粒子恰好垂直打在光屏上，OM之间的距离为a，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子的最大速率为 B. 荧光屏上的发光长度 C. 打中荧光屏的粒子运动时间的最大为 D. 打中荧光屏的粒子运动时间的最小值为 三、填空题（本题共3小题，共12分。请把答案写在答题卡的指定的答题位置处。） 9. 实验小组的同学为测量某一圆柱体导体材料的电阻率，用螺旋测微器和游标卡尺测其直径和长度。 图 1 所示的螺旋测微器的读数为___________mm；图 2 所示的游标卡尺的读数为___________ cm。 10. 如图所示，矩形闭合导线框ABCD处于匀强磁场中，线框绕垂直于磁场轴OO′匀速转动，线框两输出端各接有一铜环，通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接入一只小灯泡L1，恰好正常发光，线框电阻忽略不计。如果在小灯泡L1两端再并联一盏相同的小灯泡L2，则电流表A的示数将________（填“增大”“减小”或“不变”），灯泡L1亮度将________（填“变暗”“变亮”或“不变”）。 11. 2023年9月17日，全球单机容量最大的福建平潭海上风电场全容量并网发电，其电能输送示意图如图所示。若将输送电压由220kV升级为1100kV，保持输送的总电功率、发电机输出电压、用户得到的电压和输电线的电阻不变，则升压变压器匝数比变为升级前的________倍，输电线损失的功率变为升级前的________倍。 四、实验题（本题共2小题，共14分。请把答案写在答题卡的指定的答题位置处。） 12. 为探究影响感应电流方向的因素，小宁同学做了如下的实验。 （1）首先按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是（　　） A. 测量电路中电流大小 B. 检查干电池电量是否充足 C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 （2）接下来用图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，观察到电流表的指针向右偏转，螺线管的绕线方向如图乙所示。说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向。 （3）小宁同学又用下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 13. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。 （1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻Rx，先把选择开关调至“×1k”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至________（填“×100”或“×10k”）挡，经欧姆调零后再次测量人体电阻，指针偏转如图b所示。 （2）现用另一方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表V1（量程5V，内阻r1=50.0kΩ），电压表V2（量程3V，内阻r2=30.0kΩ），电流表A（量程0.6A，内阻r=1Ω），滑动变阻器R（额定电流1.5A，最大阻值50Ω），电源E（电动势6.0V，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤： ①图c中虚线框内缺少了一块电表，应选择________； ②请把实验电路图c补充完整________； ③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表V1的示数为U1，则待测电阻Rx=________（用题中所给的物理量符号表达）。 五、解答题（本题共3小题，共34分，其中第14题10分，第15题11分，第16题13分。请把解答写在指定的答题位置处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位。） 14. 如图所示为一台小型发电机构造示意图，图示时刻线圈平面和磁感线平行，线圈匝数为N，电阻为r，理想电压表与外接电阻R并联，当线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U，求： （1）发电机产生的感应电动势最大值； （2）从图示位置开始计时，线圈产生的感应电动势瞬时值表达式； （3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过R的电荷量。 15. 如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界AB、CD间的宽度为，在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场，现有质量为、带电荷量为的粒子（不计重力）从P点以大小为v0的水平初速度射入电场，随后与边界AB成角射入磁场。若粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且碰不到正极板。 （1）请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小。 （2）求匀强磁场的磁感应强度B。 （3）求金属板间电压U的最小值。 16. 如图所示，倾角的足够长的固定绝缘斜面上，有一个n=5匝、质量M=1kg、总电阻的矩形线框abcd，ab边长，bc边长。将线框置于斜面底端，使cd边恰好与斜面底端平齐，在斜面上的矩形区域efgh内有垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，现通过沿着斜面且垂直于ab的细线以及滑轮把线框和质量m=3kg的物块连接起来，让物块从离地面某高度处静止释放，线框沿斜面向上运动，恰好能够匀速进入有界磁场区域。当线框cd边刚好穿出磁场区域时，物块m恰好落到地面上，且不再弹离地面，线框沿斜面能够继续上升的最大的高度h=1.92m，线框在整个上滑过程中产生的焦耳热Q=36J，已知线框与斜面的动摩擦因数，g取， ，，求∶ （1）线框进入磁场之前的加速度； （2）线框cd边刚好穿出有界磁场区域时的速度； （3）有界磁场宽度（即ef到gh的距离）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田一中2024~2025学年度上学期期末考试物理试卷 高二 物理选择性必修二第一、二、三章+电学实验 （考试时间75分钟，总分100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 下列四幅插图中说法正确的是（　　） A. 甲图中，铜盘靠惯性转动，手持磁铁靠近铜盘，铜盘转动加快 B. 乙图中，大量粒子以0m/s初速度进入加速电场，粒子轨迹半径越大，比荷越小 C. 丙图中，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触并保持静止，通电后弹簧仍保持静止 D. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电流的磁效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．当转动铜盘时，导致铜盘切割磁感线，从而产生感应电流，出现安培力，由楞次定律可知，产生的安培力将阻碍铜盘切割磁感线运动，则铜盘转动将变慢，故A错误； B．粒子在加速电场中，根据动能定理有 粒子在偏转磁场中，则有 联立解得 可知粒子轨迹半径越大，比荷越小，故B正确； C．当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，弹簧上下振动，故C错误； D．图丁中，当人对着话筒讲话时，线圈振动切割磁感线会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，故D错误。 故选B。 2. 在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动。bc边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区，若图示位置为t=0时刻，设逆时针方向为电流的正方向．则感应电流i-t图像正确的是（时间单位为）（  ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】bc边的位置坐标x在0-L的过程，根据楞次定律判断可知线框中感应电流方向沿a→b→c→d→a，为正值。线框bc边有效切线长度为 L1=L-vt 感应电动势为 E =B（L-vt）•v 均匀减小，感应电流 即感应电流均匀减小。同理，x在L-2L过程，根据楞次定律判断出来感应电流方向沿a→d→c→b→a，为负值，感应电流均匀减小。 故选D。 3. 如图所示，两匀强磁场的方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度大小分别为、，今有一质量为m、电荷量为e的电子从MN上的P点沿垂直于磁场方向射入匀强磁场中，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线。则以下说法正确的是（ ） A. 电子的运动轨迹为PENCMDP B. C. 电子从射入磁场到回到P点用时为 D. 电子在磁场中受到洛伦兹力大小是在磁场中受到的洛伦兹力大小的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，电子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场时，受到的洛伦兹力方向向上，所以电子的运动轨迹为PDMCNEP，故A错误； BD．由题图可知，电子在左侧匀强磁场中运动半径是在右侧匀强磁场中的运动半径的一半，即 由洛伦兹力提供向心力 可得 可知 所以电子在磁场中受到的洛伦兹力大小是在磁场中受到的洛伦兹力大小的2倍，故B错误，D正确； C．电子从射入磁场到回到P点用时为 故C错误。 故选D。 4. 如图所示，AOC是光滑的直角金属导轨，AO竖直，OC水平。质量分布均匀的金属棒ab长度为L，质量为m，电阻为R，两端置于导轨内。设金属杆与竖直导轨夹角为θ，当θ=30°时静止释放金属杆。已知空间存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，不计金属导轨的电阻，则（　　） A. 回路中感应电流方向始终为逆时针方向 B. 整个过程中，ab棒产生的焦耳热为mgL C. 当θ=60°时，若a点速度大小为v，则b点速度大小为2v D. 在θ=30°到θ=45°过程中通过ab棒的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据几何关系金属杆下滑过程，围成的面积先增大后减小，根据楞次定律和安培定则可知，感应电流方向先逆时针再顺时针，故A错误； B．整个过程中，金属棒重力势能减少量为 根据能量守恒可知，整个过程中，ab棒产生的焦耳热不可能等于mgL，故B错误； C．当θ=60°时，a和b两点沿杆方向的速度相等，有 解得 故C错误； D．在θ=30°到θ=45°过程中，产生的平均感应电流 通过ab棒的电荷量 故D正确。 故选D。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的选项中有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5. 为防止意外发生，游乐场等大型设施都配备有电磁阻尼装置，如图所示为某款阻尼缓冲装置的原理示意图：带有光滑轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减速，对缓冲过程，下列说法正确的是（　　） A. 线圈bc段受到向右的安培力 B. 同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C. 线圈ab段中电流方向为由b到a D. 若磁场反向，则装置仍然能起到缓冲作用 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．缓冲过程中，线圈bc段切割磁感线，根据右手定则，感应电流方向为c到b，故同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势，由左手定则可知，线圈bc段受到向左的安培力作用，A错误，B正确； CD．感应电流方向为c到b，b端的电势高于c端的电势，线圈ab段中电流方向为由b到a；磁场反向时，感应电流方向反向，线圈bc段受到的安培力方向仍然向左，仍起到缓冲作用，CD正确。 故选BCD。 6. 无线充电技术已应用于新能源汽车领域，其工作原理如图所示，供电线圈固定在地面，受电线圈固定在汽车底盘上，供电线圈和受电线圈各串一个保护电阻R，当两个线圈靠近时可实现无线充电。当输入端ab接上380V正弦交流电后，电池系统cd端电压为600V，电池系统的电流为20A。若不计线圈、导线电阻，下列说法正确的是（　　） A. ab端的输入功率大于12kW B. 无线充电原理与变压器的原理相同 C. 供电线圈和受电线圈匝数比为19:30 D. 若输入端ab接上380V稳恒直流电，汽车仍能正常充电 【答案】AB 【解析】 【详解】A．电池系统cd端的功率为 若送电线圈和受电线圈可视为理想变压器，则送电线圈两端的功率 所以 故A正确； B．无线充电技术利用电磁感应的原理，与变压器的原理相同，故B正确； C．因，所以 由于，则 故C错误； D．无线充电技术只适用于变化的电流，若用稳恒直流，则无法达到充电的目的，故D错误。 故选AB。 7. 如图所示电路中，和是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S闭合和断开瞬间，下列说法正确的是（ ） A. 当S闭合时，先达到最亮，稳定后熄灭时达到最亮 B. 当S闭合时，先达到最亮，稳定后与亮度相同 C. 电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭 D. 电路稳定后断开S时，立即熄灭，闪亮后逐渐熄灭 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．和在S闭合瞬间立即发光，由于线圈L的自感作用，先达到最亮，然后逐渐变暗，亮度会逐渐增强，由于线圈直流电阻不计，电路稳定后被短路而熄灭；熄灭时达到最亮，选项A正确，B错误。 CD．电路稳定后断开S时，立即熄灭，但是线圈L产生自感电动势阻碍电流减小，则线圈相当电源，与组成回路，可知闪亮后逐渐熄灭，选项C错误、D正确。 故选AD。 8. 如图，足够长的荧光屏OA的上方区域存在匀强磁场，边界MN左侧区域的做场方向垂直纸面向里，右侧区域的磁场方向垂直纸而向外，两区域的磁感应强度大小均为B。光屏上方有一粒子源紧挨着O点，可沿OA方向不断射出质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子。粒子打在荧光屏上时，荧光屏相应位置会发光。已知粒子的速率可取从零到某最大值之间的各种数值，速率最大的粒子恰好垂直打在光屏上，OM之间的距离为a，不计粒子重力及粒子间的相互作用，则（　　） A. 粒子的最大速率为 B. 荧光屏上发光长度 C. 打中荧光屏的粒子运动时间的最大为 D. 打中荧光屏的粒子运动时间的最小值为 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AD．速率最大的粒子恰好垂直打在光屏上，轨迹如图所示 设轨道半径为r1，即 OO1=r1 O1O2=2r1 可知圆心角 故 可解得 由向心力公式可得 联立可解得 此过程，在磁场中的运动时间最短，MN左侧轨迹圆心角60°，右侧轨迹圆心角150°，周期公式为 故总时间为 故AD正确； C．当粒子的轨迹恰与MN相切时，进入右侧后，恰与MA相切，在磁场中的运动时间最长，如图所示可得 r2=a， 两边轨迹合起来恰好是一个圆周，故最长时间 t2=T= 故C错误； B．垂直打到荧光屏的位置离M最近，与荧光屏相切点离M最远，两点之间距离即为光屏上的发光长度 故B错误。 故选AD。 三、填空题（本题共3小题，共12分。请把答案写在答题卡的指定的答题位置处。） 9. 实验小组的同学为测量某一圆柱体导体材料的电阻率，用螺旋测微器和游标卡尺测其直径和长度。 图 1 所示的螺旋测微器的读数为___________mm；图 2 所示的游标卡尺的读数为___________ cm。 【答案】 ①. 4.540##4.541##4.539 ②. 1.050 【解析】 【详解】[1] 螺旋测微器读数是固定刻度读数（0.5mm的整数倍）加可动刻度读数（0.5mm以下的小数），图中读数为 [2] 游标卡尺读数是主尺读数（mm的整数倍）加上游标尺的读数（mm的小数位），由图可读出为 10. 如图所示，矩形闭合导线框ABCD处于匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线框两输出端各接有一铜环，通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接入一只小灯泡L1，恰好正常发光，线框电阻忽略不计。如果在小灯泡L1两端再并联一盏相同的小灯泡L2，则电流表A的示数将________（填“增大”“减小”或“不变”），灯泡L1亮度将________（填“变暗”“变亮”或“不变”）。 【答案】 ①. 增大 ②. 不变 【解析】 【详解】[1]如果在小灯泡L1两端再并联一盏相同的小灯泡L2，副线圈电阻变小，电流变大，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系可知，原线圈中的电流变大，即电流表示数将增大； [2]由于线框电阻忽略不计，原线圈的电压不变，根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系可知，副线圈的电压不变，故灯泡L1两端电压不变，灯泡L1亮度将不变。 11. 2023年9月17日，全球单机容量最大的福建平潭海上风电场全容量并网发电，其电能输送示意图如图所示。若将输送电压由220kV升级为1100kV，保持输送的总电功率、发电机输出电压、用户得到的电压和输电线的电阻不变，则升压变压器匝数比变为升级前的________倍，输电线损失的功率变为升级前的________倍。 【答案】 ①. 5 ②. 【解析】 【详解】[1]由理想变压器基本关系 知不变，变为原来的5倍，所以变为升级前的5倍，故填5； [2]因为输送功率不变，由公式 损失功率为 当变为原来的5倍，则输电线损失的功率变为升级前的倍，故填。 四、实验题（本题共2小题，共14分。请把答案写在答题卡的指定的答题位置处。） 12. 为探究影响感应电流方向的因素，小宁同学做了如下的实验。 （1）首先按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是（　　） A. 测量电路中的电流大小 B. 检查干电池电量是否充足 C. 推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系 （2）接下来用图甲的实验装置“探究影响感应电流方向的因素”，将条形磁铁S极向下插入螺线管时，观察到电流表的指针向右偏转，螺线管的绕线方向如图乙所示。说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿________（填“顺时针”或“逆时针”）方向。 （3）小宁同学又用下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 【答案】（1）C （2）顺时针 （3）AC 【解析】 【小问1详解】 按图（a）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图（b）连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转，由此可知，进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。 故选C。 【小问2详解】 将磁体向下插入时，则螺线管的磁通量向上增加，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向由B到A（电流从“+”接线柱流入电流表），螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿顺时针方向。 【小问3详解】 A．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，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。 13. 根据人体电阻的大小可以初步判断人体脂肪所占比例。 （1）实验小组用多用电表直接粗测人体电阻Rx，先把选择开关调至“×1k”挡，经欧姆调零后测量人体电阻，指针偏转如图a所示：为了使测量结果更准确，应把选择开关调至________（填“×100”或“×10k”）挡，经欧姆调零后再次测量人体电阻，指针偏转如图b所示。 （2）现用另一方案测量人体电阻，实验小组根据已有器材设计了一个实验电路。实验室提供的器材如下：电压表V1（量程5V，内阻r1=50.0kΩ），电压表V2（量程3V，内阻r2=30.0kΩ），电流表A（量程0.6A，内阻r=1Ω），滑动变阻器R（额定电流1.5A，最大阻值50Ω），电源E（电动势6.0V，内阻不计），开关S，导线若干，请帮助完成下列实验步骤： ①图c中虚线框内缺少了一块电表，应选择________； ②请把实验电路图c补充完整________； ③若步骤①中所选电表的示数为D，电压表V1的示数为U1，则待测电阻Rx=________（用题中所给的物理量符号表达）。 【答案】（1）×10k （2） ①. V2 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，当选择开关调至“×1k”挡时，欧姆表指针偏角过小，说明电阻较大，可知倍率选择过小，应把选择开关调至“×10k”挡； 【小问2详解】 [1]由图b可知，人体电阻阻值为 流过人体的最大电流约为 则电流表的量程太大，可以用电压表V2代替电流表，其量程为 所以图c中虚线框内应选择V2； [2]由于滑动变阻器的最大阻值相对人体电阻的阻值太小，为了起到更好的调节作用，滑动变阻器采用分压式接法，电路图如图所示 [3]流过人体电阻的电流 人体电阻两端的电压 根据欧姆定律可得人体电阻为 五、解答题（本题共3小题，共34分，其中第14题10分，第15题11分，第16题13分。请把解答写在指定的答题位置处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位。） 14. 如图所示为一台小型发电机构造示意图，图示时刻线圈平面和磁感线平行，线圈匝数为N，电阻为r，理想电压表与外接电阻R并联，当线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动时，电压表的示数为U，求： （1）发电机产生的感应电动势最大值； （2）从图示位置开始计时，线圈产生的感应电动势瞬时值表达式； （3）线圈从图示位置转过90°的过程中通过R的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律 可知线圈产生的感应电动势的有效值为 则发电机产生的感应电动势最大值为 【小问2详解】 从图示位置开始计时，瞬时感应电动势的表达式为 所以 【小问3详解】 线圈中的感应电动势的最大值 其中 线圈从图示位置转过90°的过程中，有 线圈从图示位置转过90°的过程中通过R的电荷量 15. 如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界AB、CD间的宽度为，在边界AB左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场，现有质量为、带电荷量为的粒子（不计重力）从P点以大小为v0的水平初速度射入电场，随后与边界AB成角射入磁场。若粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且碰不到正极板。 （1）请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小。 （2）求匀强磁场的磁感应强度B。 （3）求金属板间的电压U的最小值。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子的轨迹如图所示 由于粒子与边界AB成角射入磁场，可得粒子进入磁场时的速度大小为 （2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为，由几何关系可知 由洛伦兹力作为向心力可得 联立解得 （3）粒子进入平行金属板间电场减速至速度减为零且恰好不与正极板相碰时，板间电压最小，由动能定理有 解得 16. 如图所示，倾角的足够长的固定绝缘斜面上，有一个n=5匝、质量M=1kg、总电阻的矩形线框abcd，ab边长，bc边长。将线框置于斜面底端，使cd边恰好与斜面底端平齐，在斜面上的矩形区域efgh内有垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T，现通过沿着斜面且垂直于ab的细线以及滑轮把线框和质量m=3kg的物块连接起来，让物块从离地面某高度处静止释放，线框沿斜面向上运动，恰好能够匀速进入有界磁场区域。当线框cd边刚好穿出磁场区域时，物块m恰好落到地面上，且不再弹离地面，线框沿斜面能够继续上升的最大的高度h=1.92m，线框在整个上滑过程中产生的焦耳热Q=36J，已知线框与斜面的动摩擦因数，g取， ，，求∶ （1）线框进入磁场之前的加速度； （2）线框cd边刚好穿出有界磁场区域时的速度； （3）有界磁场的宽度（即ef到gh的距离）。 【答案】（1）5m/s2；（2）8m/s；（3）1.2m 【解析】 【详解】（1）对线框和物块整体分析，由牛顿第二定律 解得 （2）从cd边刚出磁场到相框上升到最大高度过程中，对线框由牛顿第二定律 由匀变速直线运动推导公式 联立解得 （3）线框匀速运动过程中，对物块受力分析 线框匀速运动过程中，对线框受力分析 由安培力公式 由闭合电路欧姆定律 由法拉第电磁感应定律 联立解得 设ef，gh间距为L，从ab边到达ef至cd到达gh的过程中，由动能定理 由功能关系 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $