精品解析：山东省威海市乳山市银滩高级中学2024-2025学年高二下学期3月月考物理试题

2024-2025学年度高二级部三月份模块检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 一、选择题（1-8单选题，9-12多选题） 1. 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. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 D. 图丁中，运输电流表时用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁阻尼 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，发射线圈接入恒定电流，其产生的磁场是恒定的，不能使手机产生感应电流，不能实现无线充电，故A错误 B．图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅是因为陶瓷锅属于绝缘材料，不会产生涡流，故B错误； C．图丙中，真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生交变磁场，被冶炼的金属产生涡流，产生大量的热从而冶炼金属，故C错误； D．图丁中，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。 2. 下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 甲→乙过程中，AB边中的电流由A→B B. 丙→丁过程中，AB边中的电流由A→B C. 图甲位置线圈中磁通量最大、感应电动势最大 D. 图乙位置线圈中的电流方向发生改变 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲→乙过程中，根据右手定则，AB边中的电流由B→A。故A错误； B．丙→丁过程中，根据右手定则，AB边中的电流由A→B。故B正确； C．图甲位置，线圈中磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零。故C错误； D．图乙位置为与中性面垂直的位置，线圈中的电流方向不会发生改变。故D错误。 故选B。 3. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定的圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（　　） A. 磁体做简谐运动 B. 铝环对磁体的作用力总是竖直向上 C. 磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零 D. 磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁体在运动过程中，由于铝环的存在，会产生感应电流，这个感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，此力不满足与位移成正比且方向始终与位移方向相反的条件，所以磁体的运动不是简谐运动，故A错误； B．根据楞次定律，铝环中的感应电流会产生一个阻碍磁体运动的安培力，这个安培力的方向与磁体的运动方向相反，并不是总是竖直向上，故B错误； C．当磁体下端运动到O点后，磁体会继续向上运动，若磁体运动到O点时所受合外力为零，则应保持静止或匀速直线运动，与题描述不符，故C错误； D．磁体向下运动的过程中，穿过线圈的磁场方向向下，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向向上，由右手螺旋定则可知，线圈中的感应电流方向为逆时针（从上往下看），故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点。大圆环上端、和切点处留有一非常小缺口。空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（　　） A. 在过程中，大圆环上a、b两点电势 B. 若将小缺口闭合，在过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流 C. 若将小缺口闭合，在前后瞬间回路中的电流不同 D. 在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，在0~1s过程中，磁感应强度不断增大，在两环之间区域有逆时针方向的感应电动势，点相当于是电源正极，点相当于是电源负极，，故A错误； B．在0~1s过程中小圆环上的电流方向与箭头所示方向相反，故B错误； C．在1s~3s内，磁感应强度的变化率不变，可知在前后瞬间回路中感应电动势不变，则电流也不变，故C错误。 D．由法拉第电磁感应定律 即理想电压表读数为，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 穿过的磁通量先减小后增大 B. 中感应电流方向先顺时针后逆时针 C. 先有扩张趋势后有收缩趋势 D. 金属棒所受安培力方向先向下后向上 【答案】B 【解析】 【详解】A．在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，的面积先增大后减小，故磁通量先增大后减小，A错误； B．由“增反减同”可知，中感应电流方向先顺时针后逆时针，B正确； C．根据“增缩减扩”，可知金属丝先有收缩趋势后有扩张趋势。故C错误； D．金属棒中的感应电流先向左后向右，根据左手定则可知，金属棒所受安培力方向先向上后向下。故D错误。 故选B。 6. 矩形导线框abcd固定在磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度随时间变化的图像如图所示。时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，在时间内，线框ab边所受的安培力（规定ab边所受的安培力向左为正方向）、线框ab边的电流（规定由到为电流的正方向）、线框的热功率、ab两点的电势差随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】D．内，根据楞次定律可知，感应电流方向沿顺时针方向，则 则有 题中给出的图像不满足要求，故D错误； B．结合上述可知，内，感应电流方向沿顺时针方向，图像中的电流为负值，且有 由于内，图像斜率一定，可知，感应电流大小一定。内，感应电流方向沿逆时针方向，图像中的电流为正值，且有 由于内，图像斜率一定，可知，感应电流大小一定，即题中给出的图像满足要求，故B正确； A．结合上述可知，感应电流大小始终一定，由于，可知线框ab边所受的安培力与磁感应强度成正比，由于图像在2s前后成线性关系，则图像在对应时间内也应成线性关系，在内，根据左手定则，线框ab边所受的安培力方向向左，为正值；在内，根据左手定则，线框ab边所受的安培力方向向右，为负值。同理在内图像也应成线性关系，在内，感应电流方向沿逆时针方向，图像中的电流为正值，根据左手定则可知，在内，线框ab边所受的安培力方向向左，为正值，在内，线框ab边所受的安培力方向向右，为负值，题中所给图像不满足要求，故A错误； C．线框的热功率 由于感应电流大小始终一定，则发热功率也始终一定，即图像为一条平行于时间轴的直线，故C错误。 故选B。 7. 如图所示，交流发电机的矩形线框共有N=100匝，总电阻r=1.0Ω，BC=AD=AB=DC=0.1m。绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=400rad/s的转速匀速转动，给R=7.0Ω的电阻供电。线框所在匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，其处于中性面时开始计时，则（　　） A. 电阻R两端的最大电压为40V B. 通过R的电流方向在内改变1次 C. 在内外力至少对系统做功πJ D. 在内通过线框导线横截面的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈产生感应电动势的最大值为 根据闭合电路欧姆定律可知电阻R两端的最大电压为 故A错误； B．交变电流的周期为 可知通过R的电流方向在内改变2次，故B错误； C．线圈产生感应电动势的有效值为 在内外力对系统做功的最小值为整个电路消耗的电能，即 故C错误； D．依题意，可得 此时线圈平面与中性面夹角为60°，则在内通过线框导线横截面的电荷量为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，当导体棒通过的位移为时，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流 C. 通过导体棒某截面的电荷量为 D. 导体棒的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体棒速度减小，感应电动势减小，电流减小，所受安培力减小，加速度减小，导体棒做变减速直线运动，故A错误； B．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流，故B错误； C．通过导体棒某截面的电荷量为 故C错误； D．安培力 根据动量定理 即 结合 得 故D正确。 故选D。 9. 如图所示，a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈，其中a位于螺线管左侧附近，b位于螺线管右侧附近，c位于螺线管中央的正上方，螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路，当开关S闭合瞬间，忽略三环中感应电流之间的相互作用力，则a、b、c小金属圆环线圈（不考虑形变）的运动情况是（　　） A. 如果电源左边是正极，a向左摆动，b向左摆动，c向左摆动 B. 如果电源左边是负极，a向右摆动，b向右摆动，c向右摆动 C. 如果电源左边是正极，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针 D. 无论电源正极在左边还右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动 【答案】CD 【解析】 【详解】ABD．当开关S闭合瞬间，穿过线圈的磁通量增大，根据“来拒去留”可知，无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动，故AB错误，D正确； C．如果电源左边是正极，a处磁场方向向右，b处磁场方向向右，c处磁场方向向左，根据楞次定律，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针，故C正确。 故选CD。 10. 如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯和串联，流经灯和的电流相等，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯和并联再与串联，流过灯的电流改变，故A正确，B错误； C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，并不会闪亮，故C错误； D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，有 电路稳定后，流过D3的电流为 开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为 解得 故D正确。 故选AD。 11. 如图甲所示为一交变电压随时间变化图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，电源内阻不计。则（　　） A. 理想电压表读数为50V B. 理想电流表读数为0.9A C. 该交流电的频率为100Hz D. 电阻R在50秒内产生的热量为2025J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设交流电电压有效值为，根据有效值定义可得 解得 则理想电压表读数为；故A错误； B．根据欧姆定律可得理想电流表读数为，故B正确； C．该交流电的周期为，则交流电的频率为50Hz，故C错误； D．电阻R消耗的电功率为 电阻R在50秒内产生的热量为 故D正确 故选BD。 12. 如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 在时，金属棒受到安培力的大小为 B. 在时，金属棒中电流的大小为 C. 在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D. 金属棒下降的过程中，所用的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由图可知在时间段内产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有可知，此时间段的电流为 在时磁感应强度为，此时安培力大小为 故A错误，B正确； C．由图可知在时，磁场方向垂直纸面向外并逐渐增大，根据楞次定律可知产生顺时针方向的电流，再由左手定则可知金属棒受到的安培力方向竖直向上，故C正确； D．金属棒下降过程中，通过金属棒的平均电流 电荷量 利用动量定理有 则金属棒下降所用的时间 故D错误。 故选BC。 二、实验题（共14分） 13. （1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将______偏转，（选填“向左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”，“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 【答案】（1）甲 （2） ① 向左 ②. 向右 （3） ①. 顺时针 ②. 向右 【解析】 【小问1详解】 在电磁感应现象中，感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向和磁感线的方向有关。探究电磁感应现象的实验装置，只需要有磁场、导体棒、电流表即可，不需要电源，分析图甲与乙可知，探究电磁感应现象应选用甲图装置进行实验。 【小问2详解】 [1]在图甲中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏，说明电流从负接线柱流入时，电流表指针向左偏。在图乙中，磁体N极插入线圈A过程中，线圈A中磁通量向下增大，根据楞次定律可知感应电流将从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向左偏转； [2]在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，根据右手定则可知感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转。 【小问3详解】 [1]当光照减弱时，热敏电阻的阻值变大，回路电流减小，螺线管产生的磁场减弱，穿过金属环A的磁通量向右减小，根据楞次定律可知，从左向右看，金属环A中电流方向为顺时针； [2]金属环A电流方向为顺时针，而螺线管电流方向为顺时针，根据同向电流相互吸引，可知金属环将向右运动。 14. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（　　） A. 磁通量的变化量 B. 磁通量的变化率 C. 磁通量 （2）得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以________为横坐标。 （3）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】（1）A （2） （3）增大 【解析】 【小问1详解】 小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故选A。 【小问2详解】 根据 线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比），即以为横坐标。 【小问3详解】 根据 其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出图像，其斜率增大。 三、计算题（共46分） 15. 如图所示，正方形金属线圈通过一根不可伸长的绝缘轻绳悬挂在天花板上，已知线圈匝数n=100，边长l=40cm，质量m=0.2kg，电阻R=2Ω。线圈中线OO′上方有垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B0=0.1T。t=0时刻开始磁场均匀增加、磁感应强度变化率，重力加速度大小取g=10m/s²，求： （1）前5s内线圈产生的焦耳热； （2）t=5s时轻绳的拉力大小。 【答案】（1）1.6J；（2）11.6N 【解析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得 感应电流的大小为 前5s内线圈产生的焦耳热为 代入数据解得 （2）根据楞次定律和左手定则可知，线框受到竖直向下的安培力，则 联立可得 16. 如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为，。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求： （1）线圈产生的感应电动势的最大值； （2）在时间内电阻消耗的电能； （3）从此位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量q。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 感应电动势的最大值为 【小问2详解】 感应电动势的有效值为 感应电流的有效值为 1min内上消耗的电能为 【小问3详解】 从此位置开始转过的过程中，平均感应电动势为 平均电流 通过电阻的电荷量 联立解得 17. 一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数匝的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图乙所示。线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有电阻的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示。已知取向右为正。求： （1）线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小； （2）线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）导线切割磁感线产生的电动势 一匝线圈的有效切割长度 当切割速度最大 时，感应电动势最大，线圈运动产生的最大感应电动势 （2）由线圈运动的图像知产生正弦交流电感应电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律 回路中电流 一个周期内线圈中产生的热量 18. 如图所示，两根足够长、电阻不计平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求： （1）金属棒匀速下滑时的速度大小； （2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）； （3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属棒匀速下滑时的速度大小为，金属棒切割磁感线产生的电动势为 通过金属棒的电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒做匀速直线运动时有 解得 【小问2详解】 设当金属棒的速度大小为 通过金属棒的电荷量为 平均电动势 解得 由能量守恒定律可得 代入数据解得 【小问3详解】 对金属棒进行受力分析，可得 对金属棒进行受力分析，可得 可得金属棒、的加速度大小始终满足分析可得，金属棒、同时做匀速直线运动，且金属棒、的速度大小相等，设匀速运动时 回路中电流为 金属棒受到的安培力为 金属棒匀速直线运动，可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度高二级部三月份模块检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷（共40分） 注意事项 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 一、选择题（1-8单选题，9-12多选题） 1. 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. 图甲中，发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电 B. 图乙中，电磁炉不能使用陶瓷锅，是因为陶瓷导热性能比金属差 C. 图丙中，真空冶炼炉的加热原理是利用线圈中电流产生的焦耳热 D. 图丁中，运输电流表时用导线把两个接线柱连在一起，是利用了电磁阻尼 2. 下图为交流发电机示意图，线圈沿逆时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 甲→乙过程中，AB边中的电流由A→B B. 丙→丁过程中，AB边中的电流由A→B C. 图甲位置线圈中磁通量最大、感应电动势最大 D. 图乙位置线圈中的电流方向发生改变 3. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，静止时磁体下端与b点等高，磁体正下方水平放置一个固定圆形铝环，圆心为O。将磁体托起到下端与a点等高处由静止释放，磁体第一次向下运动的过程中，下端恰好能到达O点。下列说法正确的是（　　） A. 磁体做简谐运动 B. 铝环对磁体作用力总是竖直向上 C. 磁体下端运动到O点时，磁体受到的合外力为零 D. 磁体向下运动的过程中，从上往下看铝环中感应电流的方向为逆时针 4. 如图甲所示，用金属裸导线制作大小两个圆环，已知大圆半径为，小圆半径为，两圆环接触相切于点。大圆环上端、和切点处留有一非常小缺口。空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，从时刻起磁感应强度按图乙规律变化，设磁场垂直纸面向里为正方向。则以下说法中正确的是（　　） A. 在过程中，大圆环上a、b两点电势 B. 若将小缺口闭合，在过程中小圆环上有如箭头所示方向的电流 C. 若将小缺口闭合，在前后瞬间回路中的电流不同 D. 在过程中，将理想电压表正确接在大圆环上的、两点之间，电压表读数为 5. 如图所示，匀强磁场中固定一水平金属棒，金属棒两端点F1与F2刚好是绝缘椭圆轨道的两焦点，磁场方向垂直于椭圆面向外。一根金属丝绕过绝缘笔P与F1、F2相接，金属丝处于拉直状态。在绝缘笔沿椭圆轨道从长轴一端A点到另一端B点带动金属丝运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 穿过的磁通量先减小后增大 B. 中感应电流方向先顺时针后逆时针 C. 先有扩张趋势后有收缩趋势 D. 金属棒所受安培力方向先向下后向上 6. 矩形导线框abcd固定在磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度随时间变化的图像如图所示。时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，在时间内，线框ab边所受的安培力（规定ab边所受的安培力向左为正方向）、线框ab边的电流（规定由到为电流的正方向）、线框的热功率、ab两点的电势差随时间变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，交流发电机的矩形线框共有N=100匝，总电阻r=1.0Ω，BC=AD=AB=DC=0.1m。绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=400rad/s的转速匀速转动，给R=7.0Ω的电阻供电。线框所在匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，其处于中性面时开始计时，则（　　） A. 电阻R两端的最大电压为40V B. 通过R的电流方向在内改变1次 C. 在内外力至少对系统做功πJ D. 在内通过线框导线横截面的电荷量为 8. 如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长光滑平行导轨，导轨间距为，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，当导体棒通过的位移为时，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流 C. 通过导体棒某截面的电荷量为 D. 导体棒的速度为 9. 如图所示，a、b、c为三个被悬挂起的小金属圆环线圈，其中a位于螺线管左侧附近，b位于螺线管右侧附近，c位于螺线管中央的正上方，螺线管与电阻、电源以及开关串联组成一电路，当开关S闭合瞬间，忽略三环中感应电流之间的相互作用力，则a、b、c小金属圆环线圈（不考虑形变）的运动情况是（　　） A. 如果电源左边是正极，a向左摆动，b向左摆动，c向左摆动 B. 如果电源左边是负极，a向右摆动，b向右摆动，c向右摆动 C. 如果电源左边是正极，从左边看，a、b的电流方向均是逆时针，c的电流方向是顺时针 D. 无论电源正极在左边还是右边，a向左摆动，b向右摆动，c不动 10. 如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等 B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变 C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭 D. 根据题中信息，可以推算出图乙中 11. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，电源内阻不计。则（　　） A. 理想电压表读数为50V B. 理想电流表读数为0.9A C. 该交流电的频率为100Hz D. 电阻R在50秒内产生的热量为2025J 12. 如图甲所示，两根间距为、足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端接有阻值为的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图乙所示的匀强磁场，时磁场方向垂直纸面向里。在到的时间内，金属棒水平固定在距导轨顶端处；时，释放金属棒，金属棒下降时速度大小为。整个过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨与金属棒的电阻不计，金属棒的质量为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 在时，金属棒受到安培力的大小为 B. 在时，金属棒中电流的大小为 C. 在时，金属棒受到安培力的方向竖直向上 D. 金属棒下降过程中，所用的时间为 二、实验题（共14分） 13. （1）探究电磁感应现象应选用如图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。 （2）在下面图甲中，当闭合时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央），则：在图乙中，磁体极插入线圈过程中电流表的指针将______偏转，（选填“向左”，“向右”或“不发生”）；在图丙中，导体棒ab向左移动过程中，电流表的指针将______偏转；（选填“向左”，“向右”或“不发生”）。 （3）在图丁中，为光敏电阻（光照增强电阻减小），轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照减弱时，从左向右看，金属环A中电流方向为______（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将______（选填“向左”或“向右”）运动。 14. 某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。 （1）在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（　　） A. 磁通量的变化量 B. 磁通量变化率 C. 磁通量 （2）得到多组与E的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以________为横坐标。 （3）其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 三、计算题（共46分） 15. 如图所示，正方形金属线圈通过一根不可伸长的绝缘轻绳悬挂在天花板上，已知线圈匝数n=100，边长l=40cm，质量m=0.2kg，电阻R=2Ω。线圈中线OO′上方有垂直线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B0=0.1T。t=0时刻开始磁场均匀增加、磁感应强度变化率，重力加速度大小取g=10m/s²，求： （1）前5s内线圈产生的焦耳热； （2）t=5s时轻绳的拉力大小。 16. 如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为，。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小。线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求： （1）线圈产生的感应电动势的最大值； （2）在时间内电阻消耗的电能； （3）从此位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量q。 17. 一种振动发电装置的示意图如图甲所示，半径、匝数匝的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布，其右视图如图乙所示。线圈所在位置的磁感应强度大小均为，线圈的电阻，它的引出线接有电阻的灯泡。外力推动线圈框架的端，使线圈的速度随时间变化的规律如图丙所示。已知取向右为正。求： （1）线圈运动过程中产生的最大感应电动势的大小； （2）线圈运动一个周期内，线圈中产生的热量。 18. 如图所示，两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距为。导轨平面与水平面成角，质量均为、阻值均为、长度均为的金属棒、紧挨着放在两导轨上，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。现固定金属棒，将金属棒由静止释放，经过一段时间开始匀速下滑，已知运动过程中金属棒与导轨始终垂直并保持良好接触，重力加速度为求： （1）金属棒匀速下滑时的速度大小； （2）已知从金属棒释放至速度达到最大速度一半的过程中，通过金属棒的电荷量为6C，求该过程中金属棒产生的焦耳热（计算结果保留一位小数）； （3）若金属棒不固定，将金属棒由静止释放的同时、给金属棒平行于导轨向上的恒力，求金属棒匀速运动时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $