高二下学期物理期中压轴题考卷01（选择性必修第二册）高二物理下学期人教版

高二下学期物理期中压轴题考卷01 高中物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C D D D D B D AD ACD 题号 11 12 答案 BC BD 13．(1)垂直 (2)0.020 (3)控制变量法 (4)0.5 14．(1)向左偏转 (2)C (3)左 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）设匀强电场的电场强度大小为，粒子在电场中运动时间为，根据题意， 根据牛顿第二定律有 解得。 （2）根据题意可知，粒子进磁场I时的速度方向与出磁场I时的速度方向刚好相反，因此粒子在磁场I中运动的轨迹是半圆，设粒子在磁场I中做圆周运动的半径为，则入射点与出射点间的距离为。根据几何关系有 解得 根据对称性可知，粒子进磁场I时的速度大小为，根据牛顿第二定律 解得。 （3）粒子进磁场Ⅱ时速度大小仍为，方向与轴正方向成角，则粒子进磁场Ⅱ的入射点到点的距离为 根据题意，粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹与平面切点的坐标，粒子在磁场Ⅱ中沿轴负方向做匀速直线运动，运动的速度大小 在垂直磁场Ⅱ的平面内做匀速圆周运动，根据题意，做匀速圆周运动的速度大小 做圆周运动的半径 因此切点坐标， 即切点坐标为。 16．(1) (2) (3) 【详解】（1）导线框释放瞬间，由法拉第电磁感应定律可知导线框的电动势 导线框的电流 由牛顿第二定律可知导线框的加速度满足 解得 （2）经过时间导线框达到最大速度时，安培力的大小与阻力大小相等，满足 设导线框的最大速度为，导线框的电动势满足 导线框的电流 两式联立解得 （3）在时间内，以向右为正方向，设任意时刻导线框的速度大小为，对应的电流大小为，由动量定理得 其中 整理得 其中， 解得 17．(1)20V (2)1C (3) 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可知，金属棒运动至时,产生的瞬时感应电动势的大小满足 （2）金属棒从运动至的过程中，设其在某一位置时转过的圆心角为，则回路的瞬时电动势为 瞬时电流为 通过定值电阻的电荷量满足 （3）金属棒在水平光滑足够长的直导轨上运动过程中，对电容器充电，最终金属棒两端电动势大小等于电容器两端电压满足 对金属棒列动量定理 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二下学期物理期中压轴题考卷01（原卷版） 高中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~3章。 2．本卷平均难度系数0.5。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．如图所示，三角形是相同的软导线连成的正三角形线框，放在水平面上，、、三个顶点固定，三边的导线均刚好伸直，线框处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，现将、两端连接入电路，让电流从点流入，从点流出，不计通电导线间的相互作用的影响，则软导线静止时的形状可能是（　　） A． B． C． D． 2．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学首先按图1所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图2所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的主要目的是检验（    ） A．干电池是否为新电池 B．电流计测量的电流是否准确 C．电流计指针偏转方向与电流方向的关系 3．浮桶式发电灯塔可以利用波浪发电。如图所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，线圈始终处于磁体产生的方向沿半径向外的水平辐射磁场中。则（　　） A．线圈中产生的电流是恒定电流 B．线圈中电流频率小于浮桶振动频率 C．线圈向上运动时，俯视线圈电流为顺时针方向 D．灯泡中电流最大时，线圈处于简谐运动的平衡位置 4．如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg 5．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平（垂直于纸面向外）。竖直放置的“冂”形导轨宽为L，上端接有电阻R，导轨部分的电阻可忽略不计。光滑金属棒的质量为m、阻值为R。将金属棒由静止释放，金属棒下降的高度为h时达到最大速度。已知金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，则在金属棒下降h的过程中（　　） A．金属棒中的电流方向为a→b B．金属棒的最大速度 C．通过金属棒的电荷量为 D．金属棒产生的焦耳热为 6．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，此时线圈平面与中性面垂直，若线圈的匝数为，角速度为，面积为S，磁场的磁感应强度为，外部所接电阻阻值为，其余部分电阻不计．下列说法正确的是（　　） A．线圈产生电动势的有效值为 B．在图示位置时，电流方向发生改变 C．在图示位置时，边受安培力方向向下 D．从图示位置转过时，通过定值电阻的电荷量为 7．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；金属盒内磁场磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流电源频率为f，粒子每次穿过狭缝时加速电压为U。若加速的粒子质量为m、电荷量为q。则下列说法正确的是（   ） A．若只增大交流电压U，则粒子获得的最大速度增大 B．若只增大D形金属盒半径，则粒子获得的最大速度增大 C．若只增大磁感应强度为B，则交流电源频率为f必须适当变小 D．不同质量、相同电荷量的粒子都可以在同一加速器中正常加速 8．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的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，第一次回到原点开始计时，小磁铁将做阻尼振动，其位移x随时间t变化的图像如图乙所示，经时间，可认为振幅A衰减到0，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．B时刻线圈中有逆时针（从上往下看）方向的电流 B．更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零 C．小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D．增加线圈的匝数，会减小，线圈产生的内能不变 9．（多选）匀强磁场磁感应强度大小为、方向竖直向上，将一个四分之三正方形导体框固定在图示位置。在导体框中通以方向从的恒定电流，将磁场绕轴沿顺时针方向（从左侧看）缓慢旋转的过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体框受到的安培力的大小始终不变 B．导体框受到的安培力的大小先增大后变小 C．在磁场方向旋转的过程中，导体框受到安培力的方向始终垂直纸面向外 D．当磁场方向旋转时，导体框受到安培力的方向垂直纸面向里 10．（多选）如图，一间距为l的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，左端接一电动势为E的电源，导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。一质量为m的导体棒甲置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，接入电阻为R，与甲平行的绝缘棒乙静止在导轨上。甲在导轨上以v向右做匀速直线运动，在某时刻和乙发生正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间甲的速度变为0，乙的速度变为。以碰撞瞬间为计时起点，时刻二者速度相等，甲在加速运动中于时刻追上乙。除甲、乙外，其余电阻可忽略，则（　　） A．v的大小为 B．乙的质量为m C．时间内流过甲的电荷量为 D．时间内流过甲的电荷量小于 11．（多选）2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（   ） A．升压变压器副线圈的输出电压 B．输电线上损耗的功率 C．若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 12．（多选）某电磁缓冲装置如图所示，足够长、间距为的平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端与阻值为的定值电阻连接，导轨、粗糙，其余部分光滑，右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为的金属棒以一定初速度水平向右运动且始终和导轨垂直，从进入磁场，最终恰好停在处。已知金属棒接入导轨的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，与、与的间距均为。导轨电阻不计，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．金属棒经过处的速度为 B．金属棒在、区间运动过程中，受到摩擦力的冲量大小为 C．金属棒在、区间运动过程中，流经电阻的电荷量为 D．整个过程中，定值电阻产生的热量为 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,共20分） 13．某同学利用如图所示的装置探究“影响通电导线受磁场力的因素”。 (1)实验中，保持电流恒定，调节接线柱改变通电导线在磁场中的长度，观察并记录弹簧测力计的读数。实验操作时应使导线与磁场方向________（填“垂直”或“平行”）。 (2)若某次实验中，导线长度为，电流，磁感应强度，导线与磁场垂直，则导线受到的安培力大小为________N（保留2位有效数字）． (3)该实验采用的科学方法是_________（填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”或“微小量放大法”）。 (4)若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小变为原来的________倍。 14．某同学利用如图所示实验装置进行了电磁感应的相关实验。 (1)如图甲所示，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。 (2)如图乙所示，对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是______。 A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯、黄灯均不发光 C．红灯不发光、黄灯短暂发光 D．两灯交替短暂发光 (3)如图丙所示，为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，金属环A将向______（填“左”或“右”）运动。 三、计算题（本题共3小题，共32分） 15．如图所示的坐标系中，在、区域有沿轴负方向的匀强电场，在、区域有沿轴正方向的匀强磁场Ⅰ，在区域有沿轴负方向的匀强磁场Ⅱ。在平面内沿与轴正向成角从点向第一象限内射出质量为、电荷量为、速率为的带正电的粒子，粒子从轴上坐标为的点进入磁场Ⅰ，经磁场Ⅰ偏转后，以与轴正向成角进入磁场Ⅱ，在磁场Ⅱ中的轨迹刚好与平面相切，不计粒子的重力，求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小； (3)试确定粒子在磁场Ⅱ中运动过程中，轨迹与平面相切的切点坐标。 16．电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用，如图所示是某个电磁驱动模型的俯视图，水平面上每间隔L分布有宽度也为L的有界匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B、方向竖直向上，控制所有磁场以速度水平向右匀速运动。放在水平面上的正方形导线框abcd从图示位置由静止释放，在安培力的驱动下向右运动，经过时间达到最大速度。已知导线框质量为m、边长为L、电阻为R，运动过程中所受阻力大小恒为，ab边始终与磁场边界平行，求导线框： (1)释放瞬间的加速度大小； (2)经过时间达到的最大速度大小； (3)时间内运动的距离。 17．如图所示，平行金属导轨与，两导轨间距，与段是竖直四分之一光滑圆弧，半径，与是水平光滑足够长的直导轨，直导轨上接有一单刀双掷开关S，接在1端的定值电阻，接在2端电容器的电容，整个空间内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻S拨至1，现在外力作用下，使质量、长度为L的金属棒从圆弧最高点开始，以大小为沿圆弧轨道做匀速圆周运动，当金属棒运动至时，撤去外力的同时将开关S拨至2，运动过程中金属棒始终与轨道垂直且接触良好，金属棒及导轨电阻不计。求： (1)金属棒运动至时产生的瞬时感应电动势E的大小； (2)金属棒从运动至的过程中，通过定值电阻的电荷量； (3)金属棒稳定后的最终速度v的大小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二下学期物理期中压轴题考卷01（解析版） 高中物理 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）： 选择性必修第二册第1~3章。 2．本卷平均难度系数0.5。 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1．如图所示，三角形是相同的软导线连成的正三角形线框，放在水平面上，、、三个顶点固定，三边的导线均刚好伸直，线框处在垂直于水平面向上的匀强磁场中，现将、两端连接入电路，让电流从点流入，从点流出，不计通电导线间的相互作用的影响，则软导线静止时的形状可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题图可知磁场方向垂直纸面向外。让电流从点流入，从点流出，则 边电流 ，由左手定则知安培力指向三角形内侧； 边电流 ，安培力指向内侧； 边电流 ，安培力指向外侧。因此软导线静止时的形状是 故选 B。 2．在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，某同学首先按图1所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流计指针向左偏转；再按图2所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行上述实验的主要目的是检验（    ） A．干电池是否为新电池 B．电流计测量的电流是否准确 C．电流计指针偏转方向与电流方向的关系 【答案】C 【详解】按图中图1和图2所示方式连接电路，开关闭合后，甲图中灵敏电流计指针向左偏，乙图中灵敏电流计指针向右偏。进行上述操作的目的是：判断灵敏电流计指针偏转方向与电流进出方向的关系。 故选C。 3．浮桶式发电灯塔可以利用波浪发电。如图所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，线圈始终处于磁体产生的方向沿半径向外的水平辐射磁场中。则（　　） A．线圈中产生的电流是恒定电流 B．线圈中电流频率小于浮桶振动频率 C．线圈向上运动时，俯视线圈电流为顺时针方向 D．灯泡中电流最大时，线圈处于简谐运动的平衡位置 【答案】D 【详解】A．线圈做简谐运动，速度的大小、方向都随时间周期性变化，因此感应电流的大小、方向也周期性变化，是交变电流，不是恒定电流，故A错误； B．线圈随浮桶一起运动，感应电流的周期性变化和浮桶振动完全同步，电流频率等于浮桶的振动频率，故B错误； C．根据右手定则判断：磁场沿径向向外，线圈向上运动时，对线圈任意位置的导线，可得感应电流方向为俯视逆时针，故C错误； D．感应电动势 简谐运动中，线圈经过平衡位置时速度最大，因此感应电动势最大，灯泡中电流最大，故D正确。 故选D。 4．如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg 【答案】D 【详解】物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，列式得 解得 物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等 此时物块受到向上的洛伦兹力，根据受力分析得 物块第二次经过圆槽最低点时，物块在半圆槽内做往复运动，此时物块受到向下的洛伦兹力，根据受力分析得 联立解得 故选D。 5．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平（垂直于纸面向外）。竖直放置的“冂”形导轨宽为L，上端接有电阻R，导轨部分的电阻可忽略不计。光滑金属棒的质量为m、阻值为R。将金属棒由静止释放，金属棒下降的高度为h时达到最大速度。已知金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，则在金属棒下降h的过程中（　　） A．金属棒中的电流方向为a→b B．金属棒的最大速度 C．通过金属棒的电荷量为 D．金属棒产生的焦耳热为 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，金属棒中的电流方向为，故A错误； B．金属棒匀速运动时速度最大，此时加速度为零，由平衡条件得 解得最大速度为，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势为 平均感应电流为 通过金属棒的电荷量为 联立解得，故C错误； D．对回路，由能量守恒定律得 金属棒产生的热量为 可得，故D正确。 故选D。 6．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，此时线圈平面与中性面垂直，若线圈的匝数为，角速度为，面积为S，磁场的磁感应强度为，外部所接电阻阻值为，其余部分电阻不计．下列说法正确的是（　　） A．线圈产生电动势的有效值为 B．在图示位置时，电流方向发生改变 C．在图示位置时，边受安培力方向向下 D．从图示位置转过时，通过定值电阻的电荷量为 【答案】D 【详解】A．线圈产生电动势的最大值为，有效值为，A错误； B．线圈与中性面重合时电流方向发生改变，B错误； C．图示位置电流由，根据左手定则，边受安培力向上，C错误； D．从图示位置转过90°，则通过定值电阻的电荷量为，D正确。 故选D。 7．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；金属盒内磁场磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流电源频率为f，粒子每次穿过狭缝时加速电压为U。若加速的粒子质量为m、电荷量为q。则下列说法正确的是（   ） A．若只增大交流电压U，则粒子获得的最大速度增大 B．若只增大D形金属盒半径，则粒子获得的最大速度增大 C．若只增大磁感应强度为B，则交流电源频率为f必须适当变小 D．不同质量、相同电荷量的粒子都可以在同一加速器中正常加速 【答案】B 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，当粒子运动半径等于D形盒半径时速度最大，由牛顿第二定律得，解得粒子获得的最大速度 由此可知，最大速度与加速电压无关，故A错误； B．由 可知，若只增大D形金属盒半径，则粒子获得的最大速度增大，故B正确； C．为了保证粒子每次经过狭缝都能被加速，交流电源的频率必须等于粒子在磁场中做圆周运动的频率，即 。若只增大磁感应强度，则交流电源频率必须适当增大，故C错误； D．由可知，粒子的回旋频率与比荷有关。不同质量、相同电荷量的粒子比荷不同，其回旋频率也不同，而加速器的电源频率是固定的，因此它们不能在同一加速器中正常加速，故D错误。 故选B。 8．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的铜制线圈。将小磁铁向下拉到某一位置后释放，第一次回到原点开始计时，小磁铁将做阻尼振动，其位移x随时间t变化的图像如图乙所示，经时间，可认为振幅A衰减到0，取竖直向上为正向。曲线上A、B两点连线与横轴平行，不计空气阻力，下列说法正确的是（    ） A．B时刻线圈中有逆时针（从上往下看）方向的电流 B．更换电阻率更大的线圈，振幅A会更快地衰减到零 C．小磁铁在A时刻的动能等于B时刻的动能 D．增加线圈的匝数，会减小，线圈产生的内能不变 【答案】D 【详解】A．B时刻小磁铁位移为正，振动方向向下，可知线圈的磁通量向上增大，根据楞次定律可知线圈中有顺时针（从上往下看）方向的电流，故A错误； B．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，则振幅会更慢慢地衰减到零，故B错误； C．小磁铁在A时刻的位移等于B时刻的位移，可知A时刻小磁铁的重力势能和弹簧的弹性势能等于B时刻小磁铁的重力势能和弹簧的弹性势能，由于有能量损失，可知小磁铁在A时刻的动能大于B时刻的动能，故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，则会减小，由于开始释放时弹簧的弹性势能相同，可知停止时线圈产生的内能不变，故D正确。 故选D。 9．（多选）匀强磁场磁感应强度大小为、方向竖直向上，将一个四分之三正方形导体框固定在图示位置。在导体框中通以方向从的恒定电流，将磁场绕轴沿顺时针方向（从左侧看）缓慢旋转的过程中，下列说法正确的是（　　） A．导体框受到的安培力的大小始终不变 B．导体框受到的安培力的大小先增大后变小 C．在磁场方向旋转的过程中，导体框受到安培力的方向始终垂直纸面向外 D．当磁场方向旋转时，导体框受到安培力的方向垂直纸面向里 【答案】AD 【详解】AB.根据安培力公式，只有最上边导体受到安培力，且转动过程中导体棒与磁场始终垂直，所以安培力的大小始终不变，故A正确，B错误； CD.由左手定则易知，导体框ab受到安培力的方向先垂直纸面向外，后转动到垂直纸面向里，故C错误，D正确。 故AD。 10．（多选）如图，一间距为l的足够长光滑平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，左端接一电动势为E的电源，导轨间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。一质量为m的导体棒甲置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，接入电阻为R，与甲平行的绝缘棒乙静止在导轨上。甲在导轨上以v向右做匀速直线运动，在某时刻和乙发生正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间甲的速度变为0，乙的速度变为。以碰撞瞬间为计时起点，时刻二者速度相等，甲在加速运动中于时刻追上乙。除甲、乙外，其余电阻可忽略，则（　　） A．v的大小为 B．乙的质量为m C．时间内流过甲的电荷量为 D．时间内流过甲的电荷量小于 【答案】ACD 【详解】A．甲在导轨上以v向右做匀速直线运动，则甲不受安培力，电路中的电流为零，甲产生的感应电动势与电源电动势相互抵消，即， 解得，故A正确 B．甲、乙碰撞瞬间，根据动量守恒有 其中 解得，故B错误； C．碰后乙匀速运动，甲从静止开始做加速度减小的加速运动，时间内流过甲的电荷量为，对甲，根据动量定理有 又 解得，故C正确； D．甲在加速运动中于时刻追上乙，则追上乙时甲的速度 在时间内，对甲根据动量定理有 又 解得，故D正确。 故选ACD。 11．（多选）2025年12月30日，蒙西至京津冀±800kV特高压直流工程正式开工建设。某远距离输电的原理示意图如图所示，已知升压变压器原线圈两端的电压为且保持不变，升压变压器的输入功率为，升压变压器的原、副线圈的匝数分别为、，输电线电阻为R，两变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（   ） A．升压变压器副线圈的输出电压 B．输电线上损耗的功率 C．若用户处电阻减小，则输电线上损耗的功率增大 D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则输电线上损耗的功率变为原来的2倍 【答案】BC 【详解】A．由变压器原理可知，解得，选项A错误； B．由变压器原理可知， 输电线上损耗的功率，选项B正确； C．当用户处电阻减小时，降压变压器次级电流变大，则初级电流也变大，则输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，选项C正确； D．若仅将升压变压器的原线圈的匝数变为，则升压变压器副线圈两端的电压变为原来的2倍，输电线上的电流变为原来的，根据，可知输电线上损耗的功率变为原来的，选项D错误。 故选BC。 12．（多选）某电磁缓冲装置如图所示，足够长、间距为的平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端与阻值为的定值电阻连接，导轨、粗糙，其余部分光滑，右侧存在方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。一质量为的金属棒以一定初速度水平向右运动且始终和导轨垂直，从进入磁场，最终恰好停在处。已知金属棒接入导轨的阻值为，与粗糙导轨间的动摩擦因数为，与、与的间距均为。导轨电阻不计，重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．金属棒经过处的速度为 B．金属棒在、区间运动过程中，受到摩擦力的冲量大小为 C．金属棒在、区间运动过程中，流经电阻的电荷量为 D．整个过程中，定值电阻产生的热量为 【答案】BD 【详解】A．对用动量定理 其中 整理得，故A错误； B．对同理由动量定理 其中流经电阻的电荷量为，且 代入得摩擦力的冲量大小为，故B正确，C错误； D．对全程用能量守恒 因此定值电阻产生的热量，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题（共2小题,共20分） 13．某同学利用如图所示的装置探究“影响通电导线受磁场力的因素”。 (1)实验中，保持电流恒定，调节接线柱改变通电导线在磁场中的长度，观察并记录弹簧测力计的读数。实验操作时应使导线与磁场方向________（填“垂直”或“平行”）。 (2)若某次实验中，导线长度为，电流，磁感应强度，导线与磁场垂直，则导线受到的安培力大小为________N（保留2位有效数字）． (3)该实验采用的科学方法是_________（填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”或“微小量放大法”）。 (4)若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小变为原来的________倍。 【答案】(1)垂直 (2)0.020 (3)控制变量法 (4)0.5 【详解】（1）实验中要让通电导线受到的安培力最大，需要让导线与磁场方向垂直。 （2）导线受到的安培力大小为 （3）实验中保持电流恒定，改变导线长度；或保持导线长度恒定，改变电流，这种研究方法是控制变量法。 （4）当导线与磁场方向夹角为θ时，安培力公式为 若保持导线长度和电流不变，将导线转动使导线与磁场方向夹角为，则导线受到的安培力大小 14．某同学利用如图所示实验装置进行了电磁感应的相关实验。 (1)如图甲所示，闭合开关瞬间，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下。闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，灵敏电流计的指针______（填“向左偏转”、“向右偏转”或“不偏转”）。 (2)如图乙所示，对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称LED）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后，将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，出现的现象是______。 A．红灯短暂发光、黄灯不发光 B．红灯、黄灯均不发光 C．红灯不发光、黄灯短暂发光 D．两灯交替短暂发光 (3)如图丙所示，为热敏电阻，其阻值随着周围环境温度的升高而减小。轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧。若周围环境温度急剧上升时，金属环A将向______（填“左”或“右”）运动。 【答案】(1)向左偏转 (2)C (3)左 【详解】（1）闭合开关瞬间，穿过线圈磁通量增加，发现灵敏电流计的指针向左偏转了一下，闭合开关稳定后，将滑动变阻器的滑片向右滑动过程中，接入电路的滑动变阻器阻值减小，线圈电流变大，穿过线圈磁通量增加，则灵敏电流计的指针向左偏转。 （2）条形磁铁向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线向下增加，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由上到下，则红光二极管截止，黄光二极管导通，则红灯不发光、黄灯短暂发光。 故选C。 （3）若周围环境温度急剧上升时，热敏电阻减小，线圈电流变大，产生的磁场增大，穿过线圈A的磁通量增加，根据楞次定律推论可知金属环A将向左运动。 三、计算题（本题共3小题，共32分） 15．如图所示的坐标系中，在、区域有沿轴负方向的匀强电场，在、区域有沿轴正方向的匀强磁场Ⅰ，在区域有沿轴负方向的匀强磁场Ⅱ。在平面内沿与轴正向成角从点向第一象限内射出质量为、电荷量为、速率为的带正电的粒子，粒子从轴上坐标为的点进入磁场Ⅰ，经磁场Ⅰ偏转后，以与轴正向成角进入磁场Ⅱ，在磁场Ⅱ中的轨迹刚好与平面相切，不计粒子的重力，求： (1)匀强电场的电场强度大小； (2)匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小； (3)试确定粒子在磁场Ⅱ中运动过程中，轨迹与平面相切的切点坐标。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设匀强电场的电场强度大小为，粒子在电场中运动时间为，根据题意， 根据牛顿第二定律有 解得。 （2）根据题意可知，粒子进磁场I时的速度方向与出磁场I时的速度方向刚好相反，因此粒子在磁场I中运动的轨迹是半圆，设粒子在磁场I中做圆周运动的半径为，则入射点与出射点间的距离为。根据几何关系有 解得 根据对称性可知，粒子进磁场I时的速度大小为，根据牛顿第二定律 解得。 （3）粒子进磁场Ⅱ时速度大小仍为，方向与轴正方向成角，则粒子进磁场Ⅱ的入射点到点的距离为 根据题意，粒子在磁场Ⅱ中运动的轨迹与平面切点的坐标，粒子在磁场Ⅱ中沿轴负方向做匀速直线运动，运动的速度大小 在垂直磁场Ⅱ的平面内做匀速圆周运动，根据题意，做匀速圆周运动的速度大小 做圆周运动的半径 因此切点坐标， 即切点坐标为。 16．电磁驱动在军事、科研和生活中有着广泛的应用，如图所示是某个电磁驱动模型的俯视图，水平面上每间隔L分布有宽度也为L的有界匀强磁场，磁场磁感应强度大小为B、方向竖直向上，控制所有磁场以速度水平向右匀速运动。放在水平面上的正方形导线框abcd从图示位置由静止释放，在安培力的驱动下向右运动，经过时间达到最大速度。已知导线框质量为m、边长为L、电阻为R，运动过程中所受阻力大小恒为，ab边始终与磁场边界平行，求导线框： (1)释放瞬间的加速度大小； (2)经过时间达到的最大速度大小； (3)时间内运动的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）导线框释放瞬间，由法拉第电磁感应定律可知导线框的电动势 导线框的电流 由牛顿第二定律可知导线框的加速度满足 解得 （2）经过时间导线框达到最大速度时，安培力的大小与阻力大小相等，满足 设导线框的最大速度为，导线框的电动势满足 导线框的电流 两式联立解得 （3）在时间内，以向右为正方向，设任意时刻导线框的速度大小为，对应的电流大小为，由动量定理得 其中 整理得 其中， 解得 17．如图所示，平行金属导轨与，两导轨间距，与段是竖直四分之一光滑圆弧，半径，与是水平光滑足够长的直导轨，直导轨上接有一单刀双掷开关S，接在1端的定值电阻，接在2端电容器的电容，整个空间内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻S拨至1，现在外力作用下，使质量、长度为L的金属棒从圆弧最高点开始，以大小为沿圆弧轨道做匀速圆周运动，当金属棒运动至时，撤去外力的同时将开关S拨至2，运动过程中金属棒始终与轨道垂直且接触良好，金属棒及导轨电阻不计。求： (1)金属棒运动至时产生的瞬时感应电动势E的大小； (2)金属棒从运动至的过程中，通过定值电阻的电荷量； (3)金属棒稳定后的最终速度v的大小。 【答案】(1)20V (2)1C (3) 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律可知，金属棒运动至时,产生的瞬时感应电动势的大小满足 （2）金属棒从运动至的过程中，设其在某一位置时转过的圆心角为，则回路的瞬时电动势为 瞬时电流为 通过定值电阻的电荷量满足 （3）金属棒在水平光滑足够长的直导轨上运动过程中，对电容器充电，最终金属棒两端电动势大小等于电容器两端电压满足 对金属棒列动量定理 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $