精品解析:四川崇州市怀远中学2025-2026学年高二下学期3月分散测试物理试题
2026-04-27
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内容正文:
2024级高二下学期3月分散测试
物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.在作答前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔或钢笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
3.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
4.考试结束后,请将答题卡交回。
第I卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求)
1. 关于教材中的四个实验装置,下列说法正确的是( )
A. 奥斯特利用装置(b)发现了电流的磁效应
B. 安培利用装置(a)总结出了电荷间相互作用的规律
C. 库仑利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置(d)
D. 法拉第利用装置(c)研究了通电导线间相互作用的规律
【答案】A
【解析】
【详解】A.图(b)是奥斯特实验装置,奥斯特利用该装置发现了电流的磁效应,故A正确;
B.图(a)是库仑扭秤,库仑利用该装置总结出了电荷间相互作用的规律(库仑定律),故B错误;
C.图(d)是法拉第圆盘发电机,法拉第利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置,故C错误;
D.图(c)是研究通电导线间相互作用的装置,安培利用该装置研究了通电导线间相互作用的规律,故D错误。
故选A。
2. 如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,线圈L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,灯泡的阻值不变,在时刻闭合开关S,经过一段时间后,在时刻断开S,下列说法正确的是( )
A. 断开S后,灯泡闪一下熄灭
B. 断开S后,B点电势高于A点电势
C. 时间内,灯泡D两端电压先增大再保持不变
D. 时间内,电阻R两端电压先减小再保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由于电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,所以电路稳定后R上的电流小于灯泡D的电流,所以断开S后,灯泡不会闪一下,故A错误;
B.断开S后,线圈电流变小,从而产生自感电动势,维持R与线圈L的电流方向不变,该电流流过灯泡时,电流方向由B点到A点,则B点电势高于A点电势,故B正确;
CD.时间内,闭合S瞬间,由于线圈的电流变大,导致其产生电动势,从而阻碍电流的变大,所以通过电阻R的电流逐渐增大,最后保持不变,则电阻R两端电压先增大再保持不变;闭合S瞬间,灯泡D马上变亮,随着线圈的电流的逐渐变大,通过灯泡D的电流逐渐变小,最后保持不变,则灯泡D两端电压先减小再保持不变,故CD错误。
故选B。
3. 如图所示,边长为a的等边的A、B、C三点处各放置一个点电荷,三个点电荷所带电荷量数值均为Q,其中A、B处为正电荷,C处为负电荷;边长为a的等边的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线,其中E、F处电流垂直纸面向内,G处电流垂直纸面向外,O、H是三角形的中心,D为AB中点,这两个三角形均竖直放置,且AB、EF相互平行,下列说法正确的是( )
A. 正电荷在O点处受电场力方向由O指向C,电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处受安培力方向由H指向G
B. O点处的电势高于D点处的电势,D点处场强大于O点处场强
C. A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同
D. 带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小
【答案】A
【解析】
【详解】A.做出三个点电荷在O点处产生的场强,如图所示
根据几何关系可知
且三个点电荷的电荷量相等,因此三个点电荷在O点产生的场强大小相等,根据电场强度的叠加法则(平行四边形定则)可知,O点处的合场强由O指向C,而带正电的粒子在电场中所受电场力的方向与场强的方向相同,因此正电荷在O点处受电场力方向由O指向C;根据安培定则,分别做出三根通电直导线在H处产生的磁场方向,如图所示
由于H点距三根通电直导线的距离相等,且三根通电直导线中电流大小相等,因此三根通电直导线在H处产生的磁场强度大小相等,根据磁场强度的叠加法则(平行四边形定则)可知,H点处的合磁场方向平行EF水平向右,因此根据左手定则可知,电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处受安培力方向由H指向G,故A正确;
B.由于O点在B、C处两等量异种点电荷连线的中垂线上,而等量异种点电荷连线的中垂线为等势线,且电势为零,因此O点处的电势即为A点处的正电荷所形成电场在O点的电势,根据几何关系可得
可得O点处的电势
D点处的电势
可知
根据以上分析可知
由点电荷形成的场强的计算公式结合几何关系可得O点处的合场强
对于D点,由于A、B两处的点电荷在D点产生的场强大小相等方向相反,因此D点处的场强大小即为C点处的电荷在D点产生的场强的大小,可得
显然
故B错误;
C.做出B、C处两电荷在A处产生的场强的大小,根据平行四边形定则做出合场强,如图所示
由于A处电荷带正电,因此其所受电场力的方向与场强的方向相同,即其方向斜向左上方,与AC连线之间的夹角为;根据安培定则做出F、G两处导线在E点产生的磁场,以及根据平行四边形定则做出其合磁场,再根据左手定则做出E处导线所受安培力的方向,如图所示
根据几何关系可知,E处导线所受安培力的方向斜向右下方,与EF连线之间的夹角为,可知,A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向不同,故C错误;
D.根据以上分析可知
而带负电的粒子在电势低的地方电势能大,因此带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能增加,故D错误。
故选A。
4. 甲是磁电式电流表的结构简图,线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,同一圆周上磁感应强度大小处处相等,如图乙。当线圈通以如图乙所示方向电流时,下列说法正确的是( )
A. a、b导线所受安培力相同
B. 线圈将按逆时针方向(正视)转动
C. 换磁性更强的磁铁会增大电流表的量程
D. 增加线圈匝数会减小电流表的量程
【答案】D
【解析】
【详解】A.由左手定则可知,a、b导线受到的安培力大小相等、方向相反,故A错误;
B.由左手定则可知,a导线受到的安培力向上,b导线受到的安培力向下,线圈按顺时针方向(正视)转动,故B错误;
CD.换磁性更强的磁铁或增加线圈匝数,会使得在相同电流情况下线圈所受安培力增大,电流表的量程减小,故C错误,D正确。
故选D。
5. 如图所示,直角三角形abc内有一磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场,且∠c=30°,bc =L,bc中点有一离子源S,能均匀的向三角形平面内的各个方向发射大量速率相等的同种离子,离子质量为m、电荷量为q。若有离子刚好从b点沿ab方向射出,则能够从bc边射出的离子在磁场中经过的区域面积为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】刚好从b点沿ab方向射出的离子的运动轨迹如图(a)所示,其圆周半径,恰好能从bc边射出的离子的轨迹如图(b)所示,与ac边相切于A点,将该轨迹绕着S点逆时针缓慢旋转,可得到其他从bc边射出的离子的轨迹,该轨迹与bc边的交点即为从bc边射出的出射点,这些轨迹在磁场中经过的区域如图(c)阴影部分所示
可知,阴影部分一个半径为R的半圆和一个半径为2R的圆弧构成,过圆心O1作bc边的垂线分别交ac边、bc边于D点,连接O1、A点,由几何知识可得,,
联立解得,
则阴影部分的面积为
故选B。
6. 竖直平面内有轻绳1、2、3如图所示连接。绳1水平,绳2与水平方向成60°角,绳3的下端连接一质量为m的导体棒1,在结点O正下方2d距离处固定一导体棒2,两导体棒均垂直于纸面放置。现将导体棒1中通入向里的电流I0,导体棒2中通入向外且缓慢增大的电流I。当增大到某个值时,给导体棒1以向右的轻微扰动,可观察到它以O为圆心做圆周运动缓慢上升到绳1所处的水平线上。绳3的长度为d,两导体棒长度均为l,重力加速度为g。导体棒2以外距离为x处的磁感应强度大小为,下列说法正确的是( )
A. 应在时给导体棒1以轻微的扰动
B. 绳1中拉力的最大值为
C. 绳2中拉力的最小值为
D. 导体棒2中电流的最大值为
【答案】A
【解析】
【详解】A.对导体棒1进行受力分析如图
此三个力组成的封闭三角形与相似,所以
故
初始时,有
又
解得
故A正确;
B.对结点进行分析,绳1和绳2中的拉力和的合力大小恒为,导体棒运动过程中和的合力将从竖直方向逆时针转到水平方向,由图示可知先增大后减小,当与绳2垂直时最大,最大值为,故B错误;
C.一直在减小,直至导体棒1运动至绳1所在的水平线上时最小,最小值为零,故C错误;
D.由
得
由几何关系,导体棒1运动至绳1所在的水平线上时,有最大值且为,所以最大值
又
此时
所以电流的最大值为
故D错误。
故选A。
7. 如图甲是法拉第圆盘发电机原理图,图乙为从右向左看,金属圆盘顺时针转动侧视图,金属圆盘绕中心轴C匀速转动,圆盘半径为r,整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,圆盘中心C和圆盘边缘D处各有一个电刷与圆盘良好接触,外接一阻值为R的定值电阻,金属圆盘、导线、电刷电阻忽略不计、圆盘顺时针转动的角速度为ω,则下列说法正确的是( )
A. C点电势低于外边缘D的电势
B. 铜盘产生的感应电动势
C. 作用在圆盘圆心角区域(很小,可视为导体棒)上的安培力大小F与的关系式为
D. 若将此圆盘中心挖去半径为的同心圆,圆盘内边缘仍与电刷接触,其他条件不变,则感应电动势变为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由右手定则可知感应电流由边缘D向C流动,因为圆盘为电源部分,所以C点电势高于D点,故A错误;
B.铜盘产生的感应电动势,故B正确;
C.圆盘可视作多个扇形区域并联,对应的扇形区域可视为导体棒,每个导体棒上的电流为
其中电流
其中
所以安培力大小为,C正确;
D.铜盘产生的感应电动势
同理可求得挖去半径为的同心圆产生的电动势
故此圆盘挖去同心圆后,产生的电动势,故D错误。
故选BC。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 某国产手机采用磁吸式无线充电,通过磁铁的吸附力,充电器和手机紧密结合在一起,大大降低了能量损耗。充电时充电器的发射线圈接在220V的交流电源上,手机的接收线圈提供的电压为10V,功率为40W,若不计能量损耗,下列说法正确的是( )
A. 接收线圈的工作原理是电磁感应现象
B. 发射线圈的工作原理是电磁感应现象
C. 发射线圈和接收线圈的匝数比为22:1
D. 正常充电时,充电器发射线圈的输入电流为88A
【答案】AC
【解析】
【详解】A.接收线圈的工作原理是电磁感应,A项正确;
B.发射线圈的原理是电流的磁效应,B错误;
C.根据电磁感应定律可得
C项正确;
D.因为不计能量损耗,所以发射线圈的输入功率等于接收线圈的输出功率,因此充电底座线圈的输入电流
D项错误。
故选AC。
9. 如图所示,利用正弦交流电源给电路供电,滑动触头P可在理想变压器的副线圈上调节,将P调到某一位置,此时副线圈上下两部分匝数分别为。已知,,当闭合、断开与断开、闭合时电流表的读数相同,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 保持闭合、断开,将P向上滑动,电流表示数增大
D. 保持闭合、断开,将P向上滑动,电压表示数减小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设变压器输入电压为,原线圈匝数为n,闭合、断开时:有
则
同理,闭合,断开,有
推出
A正确,B错误;
CD.保持闭合、断开,P向上滑动,增加,根据
可知减小,故电流表示数增大,根据
可知电压表示数增大,C正确,D错误。
故选AC。
10. 如图所示,两根倾角为、间距为的足够长光滑平行金属导轨的底部接有一阻值为的定值电阻,导轨上端开口,整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。置于导轨上的质量为的金属棒在与导轨平面平行的恒力作用下,由静止开始沿导轨向上滑动,金属棒从开始运动到达到最大速度时沿导轨运动的距离为,金属棒在导轨间的电阻为,导轨电阻不计,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 金属棒由静止先做匀加速直线运动,最终做匀速直线运动
B. 金属棒匀速运动时的速度大小为
C. 金属棒沿导轨运动过程中,定值电阻的最大电功率为
D. 金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中克服安培力做的功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属棒ab由静止开始向上做加速运动,随着速度的增大,其受到的安培力增大,金属棒的加速度逐渐减小直至为零,最终做匀速直线运动,故A错误;
BC.金属棒匀速运动时有
又,E=BLv
联立解得
此时金属棒速度最大,产生的感应电流最大,则定值电阻的电功率最大,故B正确,C错误;
D.金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中,由动能定理得
解得,故D正确。
故选 BD。
第II卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共18分)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中。
(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是( )
A. 必须选用上下表面平行的玻璃砖
B. 大头针应垂直地插在纸面上
C. 选择的入射角应尽量小些
D. 大头针和及和之间的距离适当大些
(2)甲同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,为半径画圆,交延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图所示,若他测得,,则可求出玻璃的折射率___________;
(3)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示,其中甲同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖,他们的其他操作均正确,且均以、为界面画光路图,则甲同学测得的折射率与真实值相比___________;乙同学测得的折射率与真实值相比___________。(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)
【答案】(1)BD (2)1.6
(3) ①. 偏小 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
A.玻璃上下表面不平行也能测出折射率,故A错误;
B.为了减小误差,大头针应垂直地插在纸面上,故B正确;
C.选择的入射角应尽量大一些,以减小测量误差,故C错误;
D.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些,可减小确定光线时产生的误差,故D正确。
故选BD。
【小问2详解】
根据几何关系可得玻璃的折射率为
【小问3详解】
[1]如图为在①图中分别作出的实际光路图(图中实线)和以 ab、cd为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图(图中虚线)
比较实际光路图的折射角与实验光路图的折射角关系可知:折射角测量值偏大,则甲同学测得的折射率与真实值相比偏小;
[2]②图中对折射率的测量无影响,即乙同学测得的折射率与真实值相比不变。
12. 某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为4Ω)
B.电流表A1(量程0~2mA,内阻约200Ω)
C.电流表A2(量程0~5mA,内阻未知)
D.滑动变阻器R0(最大阻值100Ω)
E.电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω)
F.电阻箱R2(阻值范围0~9999Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)①该实验小组准备先测量电流表A1的内阻,设计了如图甲所示的电路,请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。______
②将滑动变阻器的滑片移到合适位置,调节电阻箱的阻值,当电流表的示数是电流表的三倍时,电阻箱R1的示数为99.0Ω,则电流表A1的内阻为______Ω。
(2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻,将电流表的量程变为原来的10倍,则电阻箱的示数应调为______Ω。
②闭合开关,改变电阻箱接入回路的阻值,记录多组电流表的示数I(A)和电阻箱的阻值R,作出的图像如图丁所示,则电池的电动势______,内阻______。
【答案】(1) ①. ②. 198
(2) ①. 22.0 ②. 3 ③. 4.2
【解析】
【小问1详解】
[1]根据电路图,连接实物图如图所示
[2]根据欧姆定律有
其中
解得
【小问2详解】
[1]将电流表的量程变为原来的10倍,则有
解得
[2]根据闭合电路欧姆定律有
变形得
根据图像有,
解得,
四、计算题(本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,两根互相平行、间距为L的粗糙金属导轨与水平方向的夹角为,导轨上端与阻值为R的定值电阻相接、下端与光滑的水平导轨平滑连接,导轨置于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。一长度也为L、质量为m,电阻为R的导体棒垂直导轨静止在导轨上,且与导轨保持良好接触。现给导体棒一个沿斜面向上的速度,经过时间到达最高点,再下滑,最终静止在水平导轨上。导体棒与导轨间的动摩擦因数为。导轨的电阻忽略不计,倾斜导轨足够长。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,重力加速度为g。求:
(1)导体棒上升时,电阻R的最大功率;
(2)导体棒在光滑水平导轨上的位移。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)开始运动时电动势最大,由法拉第电磁感应定律
由闭合电路欧姆定律
电阻R最大功率
(2)由于倾斜导轨足够长,则设导体棒在斜面上最终匀速运动的速度为,则导体棒所受安培力
由平衡条件得
解得
在水平面上运动过程中,设平均速度为,安培力的平均作用力
由动量定理得
即
导体棒在光滑水平导轨上的位移
14. 如图,一半径为的圆表示一柱形区域的横截面,与轴相切于原点,在柱形区域加一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。在区域存在沿轴正方向的匀强电场。粒子源可静止释放质量为、电荷量为的带正电微粒,位置可在第三、四象限自由调节。当粒子源放置在(0, )处,释放的微粒在磁场中运动时间为。不计微粒重力。
(1)求电场强度;
(2)粒子源放置在坐标(,),释放的微粒在磁场中运动时间为,求满足条件的与的关系式;
(3)粒子源坐标(,),满足关系,求在磁场中运动时间最长粒子的对应粒子源坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)(,-6R)
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中加速,根据动能定理有
粒子在磁场中偏转,根据洛伦兹力提供向心力,则有
联立解得
【小问2详解】
根据粒子在磁场中运动时间为
可得粒子在磁场中运动圆心角均为
任取一粒子轨迹,从()入射,轨迹如图所示
SD、SG分别为从S向两轨迹半径所作垂线,所以SDPG为矩形;PS为轨迹对称轴,所以∠SPG=45°,则SDPG为正方形;根据几何关系可得SD=SG=
轨迹半径r=
根据洛伦兹力提供向心力有
根据动能定理有
联立解得
【小问3详解】
因粒子源坐标方程关于y轴对称,对于左右对称两个位置发射的粒子,在磁场中运动的半径相同,显然右侧粒子在磁场中运动时间更长,所以运动时间最长的粒子的x>0。
由(2)的几何关系可得
根据洛伦兹力提供向心力有
根据动能定理有
联立解得
则有
令,则有
相当于单位圆上的点到(-3,0)连线的斜率,则相切时斜率最大,此时
解得粒子源坐标为(,-6R)
15. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距为L,导轨电阻忽略不计,俯视图如图所示。虚线MN与导轨垂直,虚线左侧有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,虚线右侧有竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。金属棒a和b垂直置于导轨上,a和b质量分别为2m和m,在导轨间的电阻分别为2R和R。初始时刻b棒静止,给a棒一个水平向右的初速度,经过一段时间后b棒运动到虚线MN,此时a棒的速度是b棒的2倍;之后,当a棒运动到虚线MN时a棒速度刚好为零。整个过程中两棒没有发生碰撞。求:
(1)当b棒运动到虚线MN时,a、b棒速度和的大小;
(2)从b棒运动至虚线MN到a棒运动至虚线MN的过程中,b棒产生的焦耳热;
(3)初始时刻a、b两棒之间的距离d。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
b棒运动到虚线MN的过程中,a、b棒构成的系统动量守恒,则有
又因为b棒运动到虚线MN处时a、b棒的速度关系为
联立解得,
【小问2详解】
b棒运动到虚线MN后,根据牛顿第二定律可知,在任意时刻都有,
解得在任意时刻a、b棒的加速度都应满足
又因为b棒运动到虚线MN处时a、b棒的速度关系为,所以两棒应同时速度减为零。则根据能量守恒定律可知,从b棒运动至虚线MN到a棒运动至虚线MN的过程中,回路中产生的总焦耳热为
所以此过程b棒产生的焦耳热为
【小问3详解】
b棒从开始运动到虚线MN的过程中,对b棒列动量定理方程有
其中
解得这一阶段a棒相对b棒的位移为
b棒从虚线MN位置到停止的过程中,对b棒列动量定理方程有
其中
解得
其中、分别为时间内、棒的位移。由于棒从虚线位置到停止的过程中,任意时刻都有
所以有
联立解得
整个过程中、棒的位移关系如图所示:
所以有
解得初始时刻a、b两棒之间的距离为
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2024级高二下学期3月分散测试
物理试题
本试卷满分100分,考试时间75分钟
注意事项:
1.在作答前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔或钢笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
3.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
4.考试结束后,请将答题卡交回。
第I卷(选择题,共46分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求)
1. 关于教材中的四个实验装置,下列说法正确的是( )
A. 奥斯特利用装置(b)发现了电流的磁效应
B. 安培利用装置(a)总结出了电荷间相互作用的规律
C. 库仑利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置(d)
D. 法拉第利用装置(c)研究了通电导线间相互作用的规律
2. 如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,线圈L的电阻不计,电阻R的阻值大于灯泡D的阻值,灯泡的阻值不变,在时刻闭合开关S,经过一段时间后,在时刻断开S,下列说法正确的是( )
A. 断开S后,灯泡闪一下熄灭
B. 断开S后,B点电势高于A点电势
C. 时间内,灯泡D两端电压先增大再保持不变
D. 时间内,电阻R两端电压先减小再保持不变
3. 如图所示,边长为a的等边的A、B、C三点处各放置一个点电荷,三个点电荷所带电荷量数值均为Q,其中A、B处为正电荷,C处为负电荷;边长为a的等边的E、F、G三点处均有一垂直纸面的电流大小为I的导线,其中E、F处电流垂直纸面向内,G处电流垂直纸面向外,O、H是三角形的中心,D为AB中点,这两个三角形均竖直放置,且AB、EF相互平行,下列说法正确的是( )
A. 正电荷在O点处受电场力方向由O指向C,电流方向垂直纸面向外的通电导线在H点处受安培力方向由H指向G
B. O点处的电势高于D点处的电势,D点处场强大于O点处场强
C. A点电荷所受电场力方向与E点处通电直导线所受安培力方向相同
D. 带负电的试探电荷沿直线从D点运动到O点的过程中电势能减小
4. 甲是磁电式电流表的结构简图,线圈绕在一个与指针、转轴相连的铝框骨架上,蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布,同一圆周上磁感应强度大小处处相等,如图乙。当线圈通以如图乙所示方向电流时,下列说法正确的是( )
A. a、b导线所受安培力相同
B. 线圈将按逆时针方向(正视)转动
C. 换磁性更强的磁铁会增大电流表的量程
D. 增加线圈匝数会减小电流表的量程
5. 如图所示,直角三角形abc内有一磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场,且∠c=30°,bc =L,bc中点有一离子源S,能均匀的向三角形平面内的各个方向发射大量速率相等的同种离子,离子质量为m、电荷量为q。若有离子刚好从b点沿ab方向射出,则能够从bc边射出的离子在磁场中经过的区域面积为( )
A. B.
C. D.
6. 竖直平面内有轻绳1、2、3如图所示连接。绳1水平,绳2与水平方向成60°角,绳3的下端连接一质量为m的导体棒1,在结点O正下方2d距离处固定一导体棒2,两导体棒均垂直于纸面放置。现将导体棒1中通入向里的电流I0,导体棒2中通入向外且缓慢增大的电流I。当增大到某个值时,给导体棒1以向右的轻微扰动,可观察到它以O为圆心做圆周运动缓慢上升到绳1所处的水平线上。绳3的长度为d,两导体棒长度均为l,重力加速度为g。导体棒2以外距离为x处的磁感应强度大小为,下列说法正确的是( )
A. 应在时给导体棒1以轻微的扰动
B. 绳1中拉力的最大值为
C. 绳2中拉力的最小值为
D. 导体棒2中电流的最大值为
7. 如图甲是法拉第圆盘发电机原理图,图乙为从右向左看,金属圆盘顺时针转动侧视图,金属圆盘绕中心轴C匀速转动,圆盘半径为r,整个装置处在方向与轴线平行的匀强磁场中,磁感应强度大小为B,圆盘中心C和圆盘边缘D处各有一个电刷与圆盘良好接触,外接一阻值为R的定值电阻,金属圆盘、导线、电刷电阻忽略不计、圆盘顺时针转动的角速度为ω,则下列说法正确的是( )
A. C点电势低于外边缘D的电势
B. 铜盘产生的感应电动势
C. 作用在圆盘圆心角区域(很小,可视为导体棒)上的安培力大小F与的关系式为
D. 若将此圆盘中心挖去半径为的同心圆,圆盘内边缘仍与电刷接触,其他条件不变,则感应电动势变为
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 某国产手机采用磁吸式无线充电,通过磁铁的吸附力,充电器和手机紧密结合在一起,大大降低了能量损耗。充电时充电器的发射线圈接在220V的交流电源上,手机的接收线圈提供的电压为10V,功率为40W,若不计能量损耗,下列说法正确的是( )
A. 接收线圈的工作原理是电磁感应现象
B. 发射线圈的工作原理是电磁感应现象
C. 发射线圈和接收线圈的匝数比为22:1
D. 正常充电时,充电器发射线圈的输入电流为88A
9. 如图所示,利用正弦交流电源给电路供电,滑动触头P可在理想变压器的副线圈上调节,将P调到某一位置,此时副线圈上下两部分匝数分别为。已知,,当闭合、断开与断开、闭合时电流表的读数相同,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 保持闭合、断开,将P向上滑动,电流表示数增大
D. 保持闭合、断开,将P向上滑动,电压表示数减小
10. 如图所示,两根倾角为、间距为的足够长光滑平行金属导轨的底部接有一阻值为的定值电阻,导轨上端开口,整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。置于导轨上的质量为的金属棒在与导轨平面平行的恒力作用下,由静止开始沿导轨向上滑动,金属棒从开始运动到达到最大速度时沿导轨运动的距离为,金属棒在导轨间的电阻为,导轨电阻不计,金属棒始终与导轨垂直且接触良好,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 金属棒由静止先做匀加速直线运动,最终做匀速直线运动
B. 金属棒匀速运动时的速度大小为
C. 金属棒沿导轨运动过程中,定值电阻的最大电功率为
D. 金属棒从开始运动到达到最大速度的过程中克服安培力做的功为
第II卷(非选择题,共54分)
三、实验题(本题共2小题,共18分)
11. 在“测玻璃的折射率”实验中。
(1)为了取得较好的实验效果,下列操作正确的是( )
A. 必须选用上下表面平行的玻璃砖
B. 大头针应垂直地插在纸面上
C. 选择的入射角应尽量小些
D. 大头针和及和之间的距离适当大些
(2)甲同学在量入射角和折射角时,由于没有量角器,在完成了光路图以后,以O点为圆心,为半径画圆,交延长线于C点,过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点,如图所示,若他测得,,则可求出玻璃的折射率___________;
(3)在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中,甲、乙两位同学在纸上画出的界面、与玻璃砖位置的关系分别如图①、②所示,其中甲同学用的是矩形玻璃砖,乙同学用的是梯形玻璃砖,他们的其他操作均正确,且均以、为界面画光路图,则甲同学测得的折射率与真实值相比___________;乙同学测得的折射率与真实值相比___________。(均选填“偏大”“偏小”或“不变”)
12. 某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻,实验室提供的器材如下:
A.电池(电动势约为3V,内阻约为4Ω)
B.电流表A1(量程0~2mA,内阻约200Ω)
C.电流表A2(量程0~5mA,内阻未知)
D.滑动变阻器R0(最大阻值100Ω)
E.电阻箱R1(阻值范围0~999.9Ω)
F.电阻箱R2(阻值范围0~9999Ω)
G.开关一个,导线若干
(1)①该实验小组准备先测量电流表A1的内阻,设计了如图甲所示的电路,请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。______
②将滑动变阻器的滑片移到合适位置,调节电阻箱的阻值,当电流表的示数是电流表的三倍时,电阻箱R1的示数为99.0Ω,则电流表A1的内阻为______Ω。
(2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻,将电流表的量程变为原来的10倍,则电阻箱的示数应调为______Ω。
②闭合开关,改变电阻箱接入回路的阻值,记录多组电流表的示数I(A)和电阻箱的阻值R,作出的图像如图丁所示,则电池的电动势______,内阻______。
四、计算题(本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,两根互相平行、间距为L的粗糙金属导轨与水平方向的夹角为,导轨上端与阻值为R的定值电阻相接、下端与光滑的水平导轨平滑连接,导轨置于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。一长度也为L、质量为m,电阻为R的导体棒垂直导轨静止在导轨上,且与导轨保持良好接触。现给导体棒一个沿斜面向上的速度,经过时间到达最高点,再下滑,最终静止在水平导轨上。导体棒与导轨间的动摩擦因数为。导轨的电阻忽略不计,倾斜导轨足够长。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,,重力加速度为g。求:
(1)导体棒上升时,电阻R的最大功率;
(2)导体棒在光滑水平导轨上的位移。
14. 如图,一半径为的圆表示一柱形区域的横截面,与轴相切于原点,在柱形区域加一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。在区域存在沿轴正方向的匀强电场。粒子源可静止释放质量为、电荷量为的带正电微粒,位置可在第三、四象限自由调节。当粒子源放置在(0, )处,释放的微粒在磁场中运动时间为。不计微粒重力。
(1)求电场强度;
(2)粒子源放置在坐标(,),释放的微粒在磁场中运动时间为,求满足条件的与的关系式;
(3)粒子源坐标(,),满足关系,求在磁场中运动时间最长粒子的对应粒子源坐标。
15. 两根足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨间距为L,导轨电阻忽略不计,俯视图如图所示。虚线MN与导轨垂直,虚线左侧有竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,虚线右侧有竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。金属棒a和b垂直置于导轨上,a和b质量分别为2m和m,在导轨间的电阻分别为2R和R。初始时刻b棒静止,给a棒一个水平向右的初速度,经过一段时间后b棒运动到虚线MN,此时a棒的速度是b棒的2倍;之后,当a棒运动到虚线MN时a棒速度刚好为零。整个过程中两棒没有发生碰撞。求:
(1)当b棒运动到虚线MN时,a、b棒速度和的大小;
(2)从b棒运动至虚线MN到a棒运动至虚线MN的过程中,b棒产生的焦耳热;
(3)初始时刻a、b两棒之间的距离d。
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