精品解析：江西南昌市第十中学2025-2026学年高二下学期第一次阶段检测物理试卷

南昌十中2025～2026学年下学期四月测试卷 高二物理试题 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，全卷满分100分．考试用时75分钟． 注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求． 1.答题前，请您务必将自已的姓名、准考证号或IS号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上． 2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损． 3.考试结束后，请将答题纸交回． 一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．） 1. 如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A. 沿纸面竖直向上 B. 沿纸面竖直向下 C. 垂直于纸面向外 D. 垂直于纸面向里 2. 如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则（ ） A. t1 < t2 = t3 B. t1 < t2 < t3 C. t1 = t2 > t3 D. t1 > t2 > t3 3. 一根弯成直角的导线放在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，ab=30cm，bc=40cm，当导线以5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为( ) A. 1.4V B. 1.0V C. 0.8V D. 0.6V 4. 如图所示，某同学改装了一把吉他。琴身上安装着线圈，金属琴弦通有恒定电流。当弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于这个过程下列说法正确的是（　　） A. 琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 B. 琴弦向左运动的过程中，穿过线圈的磁通量增大 C. 琴弦向左运动的过程中，线圈有收缩的趋势 D. 相同条件下，取下线圈电路，琴弦会振动更久 5. 如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，时，线框开始进入磁场。设顺时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角，质量为、电荷量为的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度沿细杆向上运动，经过一定的时间又回到出发点，则该过程中小球（　　） A. 机械能减小 B. 上滑时间大于下滑时间 C. 向上滑动的最大位移为 D. 向下滑动时受到细杆的弹力大小一定先减小后增大 7. 某同步加速器简化模型如图所示，其中仅直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为、质量为m的离子以初速度从P处进入加速电场后，沿顺时针方向在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向里 B. 第1次加速后，离子的动能增加了 C. 第k次加速后．离子的速度大小变为 D. 第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 8. 如图所示，甲是质谱仪，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ） A. 甲图是质谱仪，其中、、在磁场中偏转半径最大的是 B. 乙图可通过增加等离子体的流速来增大电源电动势 C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器 D. 丁图中产生霍尔效应时，若载流子带负电，稳定时都是D板电势高 9. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中y轴位置有磁场，x轴位置无磁场。在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知OP＝OS＝d，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（　　） A. 粒子的速度大小为 B. 沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为d C. 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最短时间为 10. 某电磁缓冲装置的原理如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨置于同一水平面内，两导轨左端之间与一阻值为的定值电阻相连，直线右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为的金属杆垂直导轨放置，在直线的右侧有与其平行的两直线和，且与、与间的距离均为。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终金属杆恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为。导轨的电阻及空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆经过时的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C. 金属杆经过和区域，其所受安培力的冲量不同 D. 若将金属杆的初速度变为原来的倍，则其在磁场中运动的最大距离大于原来的倍 二、实验题（每空2分，共18分） 11. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 12. 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）已知挡光片的宽度d，实验时挡光片通过光电门所用的时间为，则挡光片通过光电门的速度为______． （2）在实验中，让小车以一定的速度靠近螺线管，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”，小车以不同速度靠近螺线管过程中，在时间内，__________（选填“磁通量的变化量”“磁通量的变化率”或“磁通量”）不变． （3）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． （4）根据改进后画出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内______． 三、计算题（13题10分，14题12分，15题14分） 13. 如图所示，用等臂天平测量匀强磁场的磁感应强度。天平左臂挂盘，右臂挂匝矩形金属线圈。当挂盘和线圈质量相等时，天平保持平衡。线圈上部处于垂直纸面向外，宽为的匀强磁场中，磁感应强度随时间均匀增大，其变化率。线圈下部处在另一垂直纸面的匀强磁场中。当挂盘中放入质量的砝码时，天平再次平衡。已知线圈的水平边长，匝数，总电阻，重力加速度取。求： （1）线圈中感应电流的大小和方向； （2）未知磁场的磁感应强度的大小和方向。 14. 如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的长方形导线框，，，质量，总电阻，从距匀强磁场区域上边缘高处自由下落。当线框下边刚进入匀强磁场区域时，线框开始做匀速运动，一段时间后当cd边离开磁场时又恰好匀速，线框穿过磁场过程中边上产生的焦耳热为。（取）求： （1）磁感应强度的大小； （2）下边刚进入匀强磁场区域时，边两端的电压； （3）匀强磁场的宽度。 15. 如图所示，轴水平向右，轴竖直向上，轴垂直纸面向里（图中未画出），在平面里有竖直向上的匀强电场，在的平面下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，的平面上方有垂直纸面向里的匀强磁场（未知）。有一带正电的粒子，质量为，从坐标原点出发，沿轴正方向以速度射出后做圆周运动，其中，，点坐标。已知重力加速度为，粒子电荷量为。求： （1）电场强度的大小及该粒子第一次经过平面时的位置对应的坐标值； （2）当该带电粒子沿轴正方向飞出到达点时间最小时，求的大小； （3）若将电场改成沿y轴正方向，粒子同样从坐标原点沿x轴以速度射出，求粒子的轨迹方程。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南昌十中2025～2026学年下学期四月测试卷 高二物理试题 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，全卷满分100分．考试用时75分钟． 注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求． 1.答题前，请您务必将自已的姓名、准考证号或IS号用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡和答题纸上． 2.作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题纸上的指定位置，在其它位置作答一律无效．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，请保持卡面清洁和答题纸清洁，不折叠、不破损． 3.考试结束后，请将答题纸交回． 一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．） 1. 如图，竖直平面内通有电流的正三角形金属线框，悬挂在两根相同的绝缘轻质弹簧下端，线框静止时，弹簧处于原长状态，线框有部分处在虚线框内的匀强磁场中，则虚线框内磁场方向可能为（　　） A. 沿纸面竖直向上 B. 沿纸面竖直向下 C. 垂直于纸面向外 D. 垂直于纸面向里 【答案】D 【解析】 【详解】弹簧处于原长状态，可知线圈受安培力竖直向上，处在磁场中的线圈等效电流方向向右，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。 故选D。 2. 如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则（ ） A. t1 < t2 = t3 B. t1 < t2 < t3 C. t1 = t2 > t3 D. t1 > t2 > t3 【答案】A 【解析】 【详解】由于带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则电子在磁场中运动的时间为 设正方形abcd的边长为l，则，， 则有t1 < t2 = t3 故选A。 3. 一根弯成直角的导线放在B=0.4T的匀强磁场中，如图所示，ab=30cm，bc=40cm，当导线以5m/s的速度做切割磁感线运动时可能产生的最大感应电动势的值为( ) A. 1.4V B. 1.0V C. 0.8V D. 0.6V 【答案】B 【解析】 【详解】由题可得，当切割磁感线的有效长度时，产生的感应电动势最大，最大值．选项B正确． 4. 如图所示，某同学改装了一把吉他。琴身上安装着线圈，金属琴弦通有恒定电流。当弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于这个过程下列说法正确的是（　　） A. 琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 B. 琴弦向左运动的过程中，穿过线圈的磁通量增大 C. 琴弦向左运动的过程中，线圈有收缩的趋势 D. 相同条件下，取下线圈电路，琴弦会振动更久 【答案】D 【解析】 【详解】AB．琴弦向左远离线圈时，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为顺时针方向，琴弦向右靠近线圈时，线圈中电流方向为逆时针方向，故AB错误； C．琴弦向左运动的过程中，穿过线圈的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈有扩张趋势，故C错误； D．根据能量守恒定律可知，相同条件下，取下线圈电路，琴弦会振动更久，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，“凹”字形金属线框右侧有一宽度为的匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里。线框在纸面内向右匀速通过磁场区域，时，线框开始进入磁场。设顺时针方向为感应电流的正方向，则线框中感应电流i随时间t变化的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设运动的速度为v，线框总电阻为R，当时间时，只有最右侧的两个短边切割磁感线，感应电流的方向为逆时针，大小为 当时，从右侧中间短边进入磁场，至左侧长边进入磁场，感应电流方向为逆时针，大小为 当时，从左侧长边进入磁场，至右侧的中间短边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为 当时，从右侧中间短边离开磁场，至左侧长边离开磁场，感应电流方向为顺时针，大小为 故选B。 6. 如图所示，一根固定的足够长的光滑绝缘细杆与水平面成角，质量为、电荷量为的带电小球套在细杆上，小球始终处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场方向垂直细杆所在的竖直平面，不计空气阻力。若小球以初速度沿细杆向上运动，经过一定的时间又回到出发点，则该过程中小球（　　） A. 机械能减小 B. 上滑时间大于下滑时间 C. 向上滑动的最大位移为 D. 向下滑动时受到细杆的弹力大小一定先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球运动过程中，只受到竖直向下的重力、与杆垂直的洛伦兹力和弹力，由于洛伦兹力和弹力不做功，所以小球的机械能守恒，故A错误； B．小球上滑时，根据牛顿第二定律 下滑时，根据牛顿第二定律 所以 根据可知，上滑时间等于下滑时间，故B错误； C．小球向上滑动的最大位移为 故C正确； D．小球向下滑动时受到竖直向下的重力、垂直杆向上的洛伦兹力、与杆垂直的弹力，小球向下加速时，根据可知，小球受到的洛伦兹力增大，若小球回到出发点加速到时，小球受到的洛伦兹力仍小于小球垂直杆方向的分力，则根据平衡条件可知，杆对小球的弹力一直垂直杆向上减小，故D错误。 故选C。 7. 某同步加速器简化模型如图所示，其中仅直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电荷量为、质量为m的离子以初速度从P处进入加速电场后，沿顺时针方向在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的方向垂直纸面向里 B. 第1次加速后，离子的动能增加了 C. 第k次加速后．离子的速度大小变为 D. 第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为 【答案】A 【解析】 【详解】A．直线通道有电势差为的加速电场，粒子带负电，粒子沿顺时针方向运动，由左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里，故A正确； BC．根据题意，由动能定理可知，加速一次后，带电粒子的动能增量为，由于洛伦兹力不做功，则加速k次后，带电粒子的动能增量为，加速k次后，由动能定理有 解得 故BC错误； D．粒子在偏转磁场中运动的半径为，则有 联立解得 故D错误。 故选A。 8. 如图所示，甲是质谱仪，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件，下列说法正确的是（ ） A. 甲图是质谱仪，其中、、在磁场中偏转半径最大的是 B. 乙图可通过增加等离子体的流速来增大电源电动势 C. 丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器 D. 丁图中产生霍尔效应时，若载流子带负电，稳定时都是D板电势高 【答案】AB 【解析】 【详解】A．粒子经加速电场有 进入磁场后洛伦兹力提供向心力 整理得偏转半径 三种氢同位素的电荷量q相同，质量最大，因此偏转半径最大，故A正确； B．磁流体发电机稳定时，洛伦兹力与电场力平衡 得电动势 电动势与流速v成正比，因此增大流速可以增大电动势，故B正确； C．速度选择器中，无论粒子带正电还是负电，只要速度满足 即 从左侧入射时电场力和洛伦兹力都能平衡，都可以沿直线通过，因此无法判断粒子电性，故C错误； D．负电荷定向移动方向与电流方向相反，根据左手定则，负电荷受到的洛伦兹力指向D板，稳定时D板电势更低，故D错误； 故选AB。 9. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，其中y轴位置有磁场，x轴位置无磁场。在y轴上S处有一粒子源，它可向右侧纸面内各个方向射出速率相等的质量均为m、电荷量均为q的同种带电粒子，所有粒子射出磁场时离S最远的位置是x轴上的P点。已知OP＝OS＝d，粒子带负电，粒子所受重力及粒子间的相互作用均不计，则（　　） A. 粒子的速度大小为 B. 沿平行x轴正方向射入的粒子离开磁场时的位置到O点的距离为d C. 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 从x轴上射出磁场的粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】．将轨迹圆绕S点旋转，可知所有粒子射出磁场时离S最远的位置与S的距离等于轨迹圆的直径，根据几何关系有 解得r＝d 根据洛伦兹力提供向心力可得 解得粒子的速度大小，故A正确； B．沿平行x轴正方向射入的粒子，其轨迹圆圆心在O点，离开磁场时的位置到O点的距离为r，即为d，故B错误； CD．从x轴上射出磁场的粒子中，沿y轴正方向射入磁场的粒子在磁场中运动的时间最长，从O点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间最短，运动轨迹分别如图所示 根据几何关系，粒子在磁场中做圆周运动的圆心角分别为， 则从x轴射出磁场的粒子中，在磁场中运动的最长时间为 在磁场中运动的最短时间为，故CD正确。 故选ACD。 10. 某电磁缓冲装置的原理如图所示，两足够长的平行光滑金属导轨置于同一水平面内，两导轨左端之间与一阻值为的定值电阻相连，直线右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为的金属杆垂直导轨放置，在直线的右侧有与其平行的两直线和，且与、与间的距离均为。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终金属杆恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为。导轨的电阻及空气阻力均可忽略不计，下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆经过时的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻产生的热量为 C. 金属杆经过和区域，其所受安培力的冲量不同 D. 若将金属杆的初速度变为原来的倍，则其在磁场中运动的最大距离大于原来的倍 【答案】A 【解析】 【详解】A．设平行金属导轨间距为，金属杆在区域向右运动的过程中切割磁感线有， 金属杆在区域运动的过程中，时间内，根据动量定理有 则 由于 则上面方程左右两边累计求和，可得 设金属杆经过的速度为，同理对金属杆在区域运动的过程中根据动量定理，同理可得 综上有 则金属杆经过的速度等于，A正确； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻产生的热量为 B错误； C．金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量为 因金属杆经过与区域滑行距离均为，所以金属杆所受安培力的冲量相同，C错误； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 可见若将金属杆的初速度变为原来的倍，则金属杆在磁场中运动的最大距离等于原来的倍，D错误。 故选A。 二、实验题（每空2分，共18分） 11. 在探究电磁感应现象的实验中。 （1）如图甲所示，这是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导体AB悬挂在蹄形磁铁的磁场中，闭合开关后，在下面的实验探究中，关于电流计的指针是否偏转，请填写在下面的空格处。 ①磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 ②导体AB不动，使磁铁左右运动，则电流计的指针________（填“偏转”或“不偏转”）。 （2）为判断线圈环绕方向，可将灵敏电流计与线圈L连接，如图乙所示。已知线圈由a端开始绕至b端，当电流从电流计左端流入时，指针向左偏转。 ①将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 ②当磁铁从图乙中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转，俯视线圈，其环绕方向为________（填“顺时针”或“逆时针”）。 （3）如图丙所示，各线路连接完好，线圈A在线圈B中，在开关闭合的瞬间，实验小组发现电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置。保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，会观测到电流计的指针________（填“向左偏”“向右偏”或“不动”）。 【答案】（1） ①. 不偏转 ②. 偏转 （2） ①. 顺时针 ②. 逆时针 （3）向右偏 【解析】 【小问1详解】 [1]磁铁不动，使导体AB向上或向下运动，并且不切割磁感线，不会产生感应电流，则电流计的指针不偏转。 [2]导体AB不动，使磁铁左右运动，导体AB会切割磁感线产生感应电流，则电流计的指针会偏转。 【小问2详解】 [1]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由a经G流向b，再由安培定则知线圈环绕方向为顺时针。 [2]由楞次定律知感应电流产生的磁场方向向上，感应电流由b经G流向a，再由安培定则知线圈环绕方向为逆时针。 【小问3详解】 在开关闭合的瞬间，电流计的指针向左偏一下后又迅速回到中间位置，可知当穿过线圈B的磁通量增加时，电流计的指针左偏；保持开关闭合，在滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，电阻变大，电流减小，则穿过线圈B的磁通量减小，会观测到电流计的指针向右偏。 12. 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）已知挡光片的宽度d，实验时挡光片通过光电门所用的时间为，则挡光片通过光电门的速度为______． （2）在实验中，让小车以一定的速度靠近螺线管，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”，小车以不同速度靠近螺线管过程中，在时间内，__________（选填“磁通量的变化量”“磁通量的变化率”或“磁通量”）不变． （3）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． （4）根据改进后画出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内______． 【答案】（1） （2）磁通量变化量 （3） （4）感应电动势与磁通量变化率成正比 【解析】 【小问1详解】 挡光片通过光电门的速度为 【小问2详解】 在挡光片每次经过光电门的过程中，磁通量会变化，但磁铁与线圈之间相对位置的改变量都一样，因此穿过线圈磁通量的变化量都相同，但时间不同，因此磁通量变化率不同，即填磁通量的变化量。 【小问3详解】 根据 因为不变，则E与成反比，故横坐标应该是。 【小问4详解】 在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比。 三、计算题（13题10分，14题12分，15题14分） 13. 如图所示，用等臂天平测量匀强磁场的磁感应强度。天平左臂挂盘，右臂挂匝矩形金属线圈。当挂盘和线圈质量相等时，天平保持平衡。线圈上部处于垂直纸面向外，宽为的匀强磁场中，磁感应强度随时间均匀增大，其变化率。线圈下部处在另一垂直纸面的匀强磁场中。当挂盘中放入质量的砝码时，天平再次平衡。已知线圈的水平边长，匝数，总电阻，重力加速度取。求： （1）线圈中感应电流的大小和方向； （2）未知磁场的磁感应强度的大小和方向。 【答案】（1）（1），顺时针 （2）（2），垂直直面向里 【解析】 【分析】 【小问1详解】 （1）线圈中产生的感应电动势大小为 根据闭合电路的欧姆定律有 根据楞次定律可知电流的方向为顺时针； 【小问2详解】 （2）线圈受到的安培力为 根据平衡条件有 代入数据解得 根据左手定则可知磁场的方向为垂直纸面向里。 【点睛】（1）根据法拉第电磁感应定律求出线圈中产生的感应电动势，再由闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小，根据楞次定律判断感应电流方向； （2）根据安培力公式求出安培力的大小，根据平衡条件求出未知磁场的磁感应强度大小，根据左手定则判断磁场的方向。 14. 如图所示，用粗细均匀的同种导线制成的长方形导线框，，，质量，总电阻，从距匀强磁场区域上边缘高处自由下落。当线框下边刚进入匀强磁场区域时，线框开始做匀速运动，一段时间后当cd边离开磁场时又恰好匀速，线框穿过磁场过程中边上产生的焦耳热为。（取）求： （1）磁感应强度的大小； （2）下边刚进入匀强磁场区域时，边两端的电压； （3）匀强磁场的宽度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据 解得边进入磁场时的速度 此时的感应电动势 感应电流 边所受安培力 由题意知 联立解得 （2）边刚进入匀强磁场区域时，边相当于电源，根据电阻定律可知边的电阻为 其他三边的电阻为，边两端的电压是路端电压，则边两端的电压为 （3）从线框刚进入磁场到刚好离开磁场过程中，线框的速度变化为零，根据功能关系可得 根据焦耳定律可得 联立解得 15. 如图所示，轴水平向右，轴竖直向上，轴垂直纸面向里（图中未画出），在平面里有竖直向上的匀强电场，在的平面下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，的平面上方有垂直纸面向里的匀强磁场（未知）。有一带正电的粒子，质量为，从坐标原点出发，沿轴正方向以速度射出后做圆周运动，其中，，点坐标。已知重力加速度为，粒子电荷量为。求： （1）电场强度的大小及该粒子第一次经过平面时的位置对应的坐标值； （2）当该带电粒子沿轴正方向飞出到达点时间最小时，求的大小； （3）若将电场改成沿y轴正方向，粒子同样从坐标原点沿x轴以速度射出，求粒子的轨迹方程。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，粒子受到重力、洛伦兹力和电场力做匀速圆周运动，可以判断粒子受到的电场力与重力平衡，则 解得 粒子做匀速圆周运动，圆周运动轨迹如图所示 洛伦兹力提供向心力得 解得粒子运动的轨道半径 根据圆周运动轨迹，由几何关系得 代入数据解得。 【小问2详解】 粒子做匀速圆周运动，可能的运动轨迹如图所示 设粒子进入磁场中速度方向与磁场分界面成角，由几何关系可得 可解得 设粒子在磁场中运动的轨道半径为，根据圆周运动轨迹可知粒子运动到点应满足 当取最小值时，运动时间最短。所以当时，运动时间最短，代入的值解得 根据 联立可得 当该带电粒子沿轴正方向飞出到达点时间最小时，的大小为。 【小问3详解】 若将电场方向改为轴方向正方向，由受力分析，粒子受到沿轴正方向的洛伦兹力、沿轴负方向的重力、沿轴正方向的电场力，根据 解得粒子受到的洛伦兹力大小为 正好与重力相平衡，所以粒子在轴正方向做匀加速直线运动，有 由牛顿第二定律有 粒子在轴正方向做匀速直线运动，有 联立解得轨迹方程 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $