精品解析：陕西宝鸡中学2025-2026学年高二第二学期期中考试物理试题

宝鸡中学2024级高二第二学期期中考试试题 物理 本试卷共四道大题，20小题；考试时长90分钟，卷面满分100分。 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡上，将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（共55分） 一、单选题（每题3分，共30分） 1. 《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然）。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为（　　） A. 摩擦 B. 声波 C. 涡流 D. 光照 【答案】C 【解析】 【详解】在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦，声波和光照的影响，而金属能够因电磁感应产生涡流非金属不能，因此可能原因为涡流。 故选C。 2. 下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A. 图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B. 图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C. 图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D. 图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 【答案】A 【解析】 【详解】A．圆环在匀强磁场中向左平移，穿过圆环的磁通量不发生变化，金属圆环中不能产生感应电流，故A正确； B．圆环在匀强磁场中绕轴转动，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故B错误； C．离通有恒定电流的长直导线越远，导线产生的磁感应强度越弱，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故C错误； D．根据条形磁铁的磁感应特征可知，圆环向条形磁铁N极平移，穿过圆环的磁通量发生变化，金属圆环中能产生感应电流，故D错误。 故选A 。 3. 绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B. 磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C. 磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误； B．根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故B错误； C．磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故C错误； D．分析可知有无线圈时，根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的机械能相同，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，MN左侧有一垂直纸面向里的磁场，一个线圈的两个端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈内磁通量变化的规律满足，在0~5 s的时间内（　　） A. 线圈有缩小的趋势 B. 电压表的示数不变 C. 电压表的示数先增大后减小 D. 线圈中有顺时针方向的感应电流 【答案】B 【解析】 【详解】AD．根据线圈内磁通量变化的规律满足φ=0.3-0.05t可知，磁通量随时间减小；根据楞次定律可知线圈中产生的感应电流的磁场与原磁场方向相同，根据安培定则可知，线圈中产生的感应电流沿逆时针方向；根据左手定则可知，线圈所受的安培力向外，线圈有扩大的趋势，故AD错误； BC．根据线圈内磁通量变化的规律满足φ=0.3-0.05t可知，Φ-t函数变化率的绝对值 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 线圈产生的感应电动势大小不变，因此电压表的示数不变，故B正确，C错误； 故选B。 5. 某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为直径为，左右两端开口，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极。当污水（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后两端的电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积）下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度 B. 侧电势比侧电势低 C. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D. 污水流量与成正比，与无关 【答案】A 【解析】 【详解】ACD．流量 又因为电场力等于洛伦兹力，达到平衡时，电势差稳定，即 解得 U的大小与粒子浓度无关，所以流量 解得 故A正确，CD错误； B．磁场方向竖直向下，由左手定则，污水中的正离子聚集到端，负离子聚集到端，侧电势比侧电势高，B错误； 故选A。 6. 某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律有 故选A。 7. 如图所示，矩形导体框abcd的ab边长为、bc边长为2，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第一次ab边与磁场边界平行、第二次bc边与磁场边界平行。则先后两次进入磁场过程中，ab两点间的电势差之比为（　　） A. 1:2 B. 5:2 C. 5:4 D. 5:8 【答案】B 【解析】 【详解】当导体框刚进入磁场时，两次产生的感应电动势分别为 两次产生的感应电流分别为 第一次ab间的电压为路端电压，则有 第一次ab间的电压为 则先后两次进入磁场过程中，ab两点间的电势差之比为 故选B。 8. 在如图所示的电路中，交流电源的电压有效值恒定，k盏相同的灯泡均正常发光。理想变压器原、副线圈的匝数之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设灯泡均正常发光时通过灯泡的电流为I，根据电路图可知原线圈电路中只接入一盏灯泡，则通过原线圈的电流为 副线圈电路中接入k-1盏灯泡，k-1盏灯泡并联，并联电路的总电流等于各支路电流之和，则通过副线圈的电流为 根据理想变压器电流与线圈匝数关系可知原、副线圈的匝数之比为 故A正确，BCD错误。 故选A。 9. 在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从P点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（　　） A. kBL，0° B. kBL，0° C. kBL，0° D. 2kBL，60° 【答案】B 【解析】 【详解】若离子通过下部分磁场第一次到达P点，如图甲所示， 根据几何关系则有R=L 由 解得 根据对称性可知出射速度与SP成30°角斜向上，故出射方向与入射方向的夹角为θ=60° 两个磁场的磁感应强度大小均为B，当离子在两个磁场均运动一次时，如图乙所示，根据对称性有 根据洛伦兹力提供向心力，有 可得 此时出射方向与入射方向相同，出射方向与入射方向的夹角为θ=0° 可知当离子从下部分磁场射出时，需满足 此时出射方向与入射方向的夹角为θ=60° 当离子从上部分磁场射出时，需满足（n=1，2，3…） 此时出射方向与入射方向的夹角为θ=0°，故B正确，ACD错误。 故选B。 10. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直光滑平行金属导轨平面，导轨宽为L，左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器，质量为m、阻值为r的导体棒ab垂直导轨放置，t=0时刻，开关S接1，ab在水平力F的作用下由静止开始水平向右做加速度为a的匀变速直线运动。时刻撤去水平力F，开关S接2。忽略导轨电阻，下列选项正确的是（　　） A. F是恒力 B. 开关S接通2的瞬间，流过导体棒ab的电流为 C. 开关S接2之后，导体棒ab做匀减速直线运动 D. 导体棒ab的最终速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关S接1时，导体棒ab产生的电动势为，其中，由欧姆定律得 对导体棒受力分析，由牛顿第二定律可得 联立解得， 可知水平拉力F随时间增大，当时，，故A错误； B．开关S接通2的瞬间，导体棒的速度为 导体棒为动生电源给电容器充电，充电电流为 故B错误； CD．开关S接2之后，导体棒对电容器充电，导体棒在安培力作用下做减速运动，充电过程电流减小，所以安培力随时间减小，则导体棒先做加速度减小的减速运动，当加速度减小到零时，导体棒匀速运动达到稳定，设此时电容器的电压为，导体棒的速度，则有 电容器充电电荷量为 对导体棒，由动量定理有 联立解得 故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（每题5分，共25分。每题有多个选项符合题目要求，全对5分，选对但不全3分，错选0分） 11. 如图电路中要使电流计G中的电流方向如图所示，则导轨上的金属棒AB的运动必须是（ ） A. 向左减速移动 B. 向左加速移动 C. 向右减速移动 D. 向右加速移动 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．金属棒AB向左减速移动时，根据右手定则可知，AB中产生感应电流方向为A→B，感应电动势减小，感应电流减小，右侧线圈产生的磁场减弱，根据楞次定律分析得知，电流计G中的电流方向与所示方向相同，A正确，B错误； CD．金属棒AB向右减速移动时，根据右手定则可知，AB中产生感应电流方向为B→A，感应电动势减小，感应电流减小，右侧线圈产生的磁场减弱，根据楞次定律分析得知，电流计G中的电流方向与所示方向相反，C错误，D正确。 故AD。 12. 如图所示，两个小灯泡规格相同，L是自感系数很大，内阻可以忽略的线圈。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关瞬间，瞬间变亮 B. 闭合开关瞬间，缓慢变亮，瞬间变亮 C. 闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，闪亮一下再缓慢熄灭 D. 闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，流过灯泡的电流方向反向 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．闭合开关瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增大，所以缓慢变亮，瞬间变亮，故A错误，B正确； CD．闭合开关，待电路稳定后，由于线圈内阻可以忽略，所以线圈支路电流大于支路电流；断开开关瞬间，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与、构成回路，所以闪亮一下再缓慢熄灭，流过灯泡的电流方向没有反向，故C正确，D错误。 故选BC。 13. 如图甲所示是医用红外理疗灯，图乙为其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和，且。已知交流电源的电压有效值不变，灯泡可视为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。若单刀双掷开关从a切换到b，下列判断正确的是（　　） A. 电压表示数加倍 B. 电流表示数变为原来的4倍 C. 电源输出功率不变 D. 灯泡消耗的功率变为原来的4倍 【答案】BD 【解析】 【详解】A．已知交流电源的电压有效值不变，电压表接在交流电源两端，则电压表的示数不变，故A错误； B．该自耦变压器的原线圈匝数不变，设为n0，设副线圈的匝数为nx，原副线圈的电压分别为U0、Ux，电流分别为I0、Ix。 根据原副线圈的电压之比等于匝数比可得 根据欧姆定律可得 根据原副线圈的电流之比等于匝数比的倒数可得 联立可得 单刀双掷开关从a切换到b，副线圈匝数nx由n1变为n2，且n2=2n1，即副线圈的匝数变为原来的2倍，可得原线圈的电流I0变为原来的4倍，故电流表示数变为原来的4倍，故B正确； C．电源输出功率为P=U0I0，原线圈的电压U0不变，原线圈的电流I0变为原来的4倍，可得电源输出功率变为原来的4倍，故C错误； D．电源输出功率变为原来的4倍，该自耦变压器的输入、输出功率均变为原来的4倍，可得灯泡消耗的功率变为原来的4倍，故D正确。 故选BD。 14. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，bc边所受安培力向左为正方向，则下列各图中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．0-1s内，根据法拉第电磁感应定律可知线框中的电流为 根据右手定则可知线框中产生逆时针电流，且为恒定值，即电流为负方向； 1s-2s内，根据右手定则可知线框中产生顺时针的电流，且为恒定值，即电流为正方向； 2s-3s内，根据右手定则可知线框中产生顺时针的电流，且为恒定值，即电流为正方向； 3s-4s内，根据右手定则可知线框中产生逆时针的电流，且为恒定值，即电流为负方向 故A正确，B错误； CD．0-1s内，根据左手定则可知安培力向左，即为正值，结合 可知安培力的变化和磁感应强度的成正比，为倾斜直线，同理得出1s-2s、2s-3s、3s-4s各时间内的安培力为负值、正值、负值，故C错误，D正确。 故选AD。 15. 如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L，磁感应强度大小分别为B和2B，左磁场区磁场方向竖直向下，右磁场区磁场方向竖直向上，两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为R、边长为L的正方形金属线框以速度v0水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚离开右磁场区域时速度为，金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下、金属线框与水平面间的动摩擦因数为μ。关于金属线框的运动下列判断正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 金属线框穿过右磁场区域过程中通过金属线框的电荷量为0 B. 金属线框从刚进入左磁场时到最终停止的过程中一直做匀减速直线运动 C. 金属线框通过两个磁场区域全过程中产生的焦耳热为 D. 若金属线框从刚进入左磁场区域到刚好完全进入左磁场区域过程所用时间为t，则金属线框刚好完全进入左磁场区域时的速度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势 由闭合电路欧姆定律可知，平均感应电流 通过金属线框的电荷量 联立得 金属线框穿过右磁场区域过程中通过金属线框的磁通量变化量 则金属线框穿过右磁场区域过程中通过金属线框的电荷量为0，故A正确； B．金属线框穿过磁场区域时，由于速度减小，则产生的感应电动势减小，导致安培力减小，做加速度减小的变减速直线运动，故B错误； C．设金属线框通过两个磁场区域全过程中产生的焦耳热为Q，金属线框从开始运动到离开右磁场区域过程，由能量守恒定律得 解得 故C正确； D．金属线框进入左侧磁场过程中穿过金属线框的磁通量 通过金属线框的电荷量 设金属线框刚好完全进入左侧磁场区域时的速度大小为v，该过程，对金属线框，由动量定理得 其中 解得 故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（共45分） 三、填空题（每空2分，共14分） 16. 如图所示的变压器，原线圈匝数为，线圈AB匝数为匝，线圈BC匝数为匝，在原线圈中输入的交流电，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。____________匝，AB端输出电压_______V，AC端输出电压________V。 【答案】 ①. 2200 ②. 18 ③. 30 【解析】 【详解】[1]根据其中U=0.1V，可得匝 [2]AB端输出电压 [3]AC端输出电压 17. 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则： (1)两盒所加交流电的频率为______。 (2)粒子离开回旋加速器时的动能为______。 (3)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，粒子在电场中加速所用的时间为______，粒子在整个回旋加速器中加速所用的时间为______。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】(1)交流电的频率等于粒子在磁场中偏转的频率 (2)当粒子运动的半径最大时，动能最大 解得 最大动能为 (3)粒子被加速的加速度 根据 可得在电场中加速所用的时间 加速次数 在磁场中运动的时间为 则 四、解答题（8分+10分+13分=31分） 18. 如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3） （1）判断如图所示位置线圈中的电流方向； （2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式； （3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。 【答案】（1）电流方向为DCBAD；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据右手定则可判断如图所示位置线圈中的电流方向为DCBAD。 （2）线圈中感应电动势的最大值 从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式为 （3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值 经过电流通过电阻产生的焦耳热 解得 19. 如图所示，竖直放置的两块足够大的平行金属板a、b间的距离为d，a、b间匀强电场的电场强度大小为E，今有一电荷量为q的带正电小球从a板下边缘以一定的初速度竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小与射入电场时的速度大小相同，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入宽度也为d的矩形区域（矩形区域的上、下边界分别与金属板的上、下边缘平齐，边界c竖直），一段时间后，小球恰好从边界c的最下端P飞离磁场．已知矩形区域所加匀强电场的电场强度大小也为E、方向竖直向上，所加匀强磁场的磁感应强度方向水平向外，不计空气阻力，重力加速度大小为g．求： （1）小球的质量m及其射入电场时的速度大小v0； （2）矩形区域所加磁场的磁感应强度大小B及小球在ab、bc区域中运动的总时间t． 【答案】（1）， ；（2）， 【解析】 【详解】（1）设小球在平行金属板间运动的时间为t1，则水平方向有 竖直方向有 解得小球的质量 射入电场时的速度大小 （2）小球在平行金属板间运动的时间为 由于，故小球在磁场中做匀速圆周运动，由几何关系可知其半径为 R=d 又有 解得磁场的磁感应强度大小 可知小球在磁场中运动的时间为 又 小球在ab、bc区域中运动的总时间 20. 如图所示，一“U”型金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为m的金属棒ab垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L的正方形cdef区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小B随时间的变化关系均为B = kt（SI），k为常数（k > 0）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为r，下方导轨的总电阻为R。t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）求通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab中电流的方向； （2）求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式； （3）求经过多长时间，对ab所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 【答案】（1）kL2·t，kL2，从a流向b；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）通过面积的磁通量大小随时间t变化的关系式为 根据法拉第电磁感应定律得 由楞次定律可知ab中的电流从a流向b。 （2）根据左手定则可知ab受到的安培力方向垂直导轨面向里，大小为 F安=BIL 其中 B=kt 设金属棒向上运动的位移为x，则根据运动学公式 所以导轨上方的电阻为 由闭合电路欧姆定律得 联立得ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式为 （3）由题知t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，则对ab受力分析由牛顿第二定律 其中 联立可得 整理有 根据均值不等式可知，当时，F有最大值，故解得 F的最大值为 【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 宝鸡中学2024级高二第二学期期中考试试题 物理 本试卷共四道大题，20小题；考试时长90分钟，卷面满分100分。 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场/座位号填写在答题卡上，将条形码准确粘贴在条形码粘贴处。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（共55分） 一、单选题（每题3分，共30分） 1. 《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然）。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为（　　） A. 摩擦 B. 声波 C. 涡流 D. 光照 2. 下列图示情况，金属圆环中不能产生感应电流的是（　　） A. 图（a）中，圆环在匀强磁场中向左平移 B. 图（b）中，圆环在匀强磁场中绕轴转动 C. 图（c）中，圆环在通有恒定电流的长直导线旁向右平移 D. 图（d）中，圆环向条形磁铁N极平移 3. 绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B. 磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势 C. 磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大 D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 4. 如图所示，MN左侧有一垂直纸面向里的磁场，一个线圈的两个端点a、b与内阻很大的电压表相连，线圈内磁通量变化的规律满足，在0~5 s的时间内（　　） A. 线圈有缩小的趋势 B. 电压表的示数不变 C. 电压表的示数先增大后减小 D. 线圈中有顺时针方向的感应电流 5. 某化工厂的排污管末端安装如图所示的电磁流量计。流量计处于方向竖直向下的匀强磁场中，其测量管由绝缘材料制成，长为直径为，左右两端开口，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极。当污水（含有大量的正、负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，稳定后两端的电压为，显示仪器显示污水流量为（单位时间内排出的污水体积）下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度 B. 侧电势比侧电势低 C. 污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大 D. 污水流量与成正比，与无关 6. 某小组设计了一种呼吸监测方案：在人身上缠绕弹性金属线圈，观察人呼吸时处于匀强磁场中的线圈面积变化产生的电压，了解人的呼吸状况。如图所示，线圈P的匝数为N，磁场的磁感应强度大小为B，方向与线圈轴线的夹角为θ。若某次吸气时，在t时间内每匝线圈面积增加了S，则线圈P在该时间内的平均感应电动势为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，矩形导体框abcd的ab边长为、bc边长为2，在外力作用下以速度v向右匀速进入有界匀强磁场，第一次ab边与磁场边界平行、第二次bc边与磁场边界平行。则先后两次进入磁场过程中，ab两点间的电势差之比为（　　） A. 1:2 B. 5:2 C. 5:4 D. 5:8 8. 在如图所示的电路中，交流电源的电压有效值恒定，k盏相同的灯泡均正常发光。理想变压器原、副线圈的匝数之比为（　　） A. B. C. D. 9. 在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从P点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（　　） A. kBL，0° B. kBL，0° C. kBL，0° D. 2kBL，60° 10. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场垂直光滑平行金属导轨平面，导轨宽为L，左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器，质量为m、阻值为r的导体棒ab垂直导轨放置，t=0时刻，开关S接1，ab在水平力F的作用下由静止开始水平向右做加速度为a的匀变速直线运动。时刻撤去水平力F，开关S接2。忽略导轨电阻，下列选项正确的是（　　） A. F是恒力 B. 开关S接通2的瞬间，流过导体棒ab的电流为 C. 开关S接2之后，导体棒ab做匀减速直线运动 D. 导体棒ab的最终速度大小为 二、多选题（每题5分，共25分。每题有多个选项符合题目要求，全对5分，选对但不全3分，错选0分） 11. 如图电路中要使电流计G中的电流方向如图所示，则导轨上的金属棒AB的运动必须是（ ） A. 向左减速移动 B. 向左加速移动 C. 向右减速移动 D. 向右加速移动 12. 如图所示，两个小灯泡规格相同，L是自感系数很大，内阻可以忽略的线圈。下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关瞬间，瞬间变亮 B. 闭合开关瞬间，缓慢变亮，瞬间变亮 C. 闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，闪亮一下再缓慢熄灭 D. 闭合开关，待电路稳定后再断开开关瞬间，流过灯泡的电流方向反向 13. 如图甲所示是医用红外理疗灯，图乙为其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，其抽头P与M、N点间的线圈匝数分别为和，且。已知交流电源的电压有效值不变，灯泡可视为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。若单刀双掷开关从a切换到b，下列判断正确的是（　　） A. 电压表示数加倍 B. 电流表示数变为原来的4倍 C. 电源输出功率不变 D. 灯泡消耗的功率变为原来的4倍 14. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图所示。若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，bc边所受安培力向左为正方向，则下列各图中正确的是（ ） A. B. C. D. 15. 如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L，磁感应强度大小分别为B和2B，左磁场区磁场方向竖直向下，右磁场区磁场方向竖直向上，两磁场间距为2L。一个质量为m、匝数为n、电阻为R、边长为L的正方形金属线框以速度v0水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚离开右磁场区域时速度为，金属线框离开右磁场区运动一段距离后停下、金属线框与水平面间的动摩擦因数为μ。关于金属线框的运动下列判断正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 金属线框穿过右磁场区域过程中通过金属线框的电荷量为0 B. 金属线框从刚进入左磁场时到最终停止的过程中一直做匀减速直线运动 C. 金属线框通过两个磁场区域全过程中产生的焦耳热为 D. 若金属线框从刚进入左磁场区域到刚好完全进入左磁场区域过程所用时间为t，则金属线框刚好完全进入左磁场区域时的速度为 第Ⅱ卷（共45分） 三、填空题（每空2分，共14分） 16. 如图所示的变压器，原线圈匝数为，线圈AB匝数为匝，线圈BC匝数为匝，在原线圈中输入的交流电，单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。____________匝，AB端输出电压_______V，AC端输出电压________V。 17. 回旋加速器是用来加速一群带电粒子使它获得很大动能的仪器，其核心部分是两个D形金属扁盒，两盒分别和一高频交流电源两极相接，以便在盒间的窄缝中形成一匀强电场，高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，使粒子每穿过窄缝都得到加速（尽管粒子的速率和半径一次比一次增大，运动周期却始终不变），两盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，磁场的磁感应强度为B，离子源置于D形盒的中心附近，若离子源射出粒子的电量为q，质量为m，最大回转半径为R，其运动轨道如图所示，则： (1)两盒所加交流电的频率为______。 (2)粒子离开回旋加速器时的动能为______。 (3)设两D形盒间电场的电势差为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，粒子在电场中加速所用的时间为______，粒子在整个回旋加速器中加速所用的时间为______。 四、解答题（8分+10分+13分=31分） 18. 如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3） （1）判断如图所示位置线圈中的电流方向； （2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式； （3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。 19. 如图所示，竖直放置的两块足够大的平行金属板a、b间的距离为d，a、b间匀强电场的电场强度大小为E，今有一电荷量为q的带正电小球从a板下边缘以一定的初速度竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小与射入电场时的速度大小相同，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入宽度也为d的矩形区域（矩形区域的上、下边界分别与金属板的上、下边缘平齐，边界c竖直），一段时间后，小球恰好从边界c的最下端P飞离磁场．已知矩形区域所加匀强电场的电场强度大小也为E、方向竖直向上，所加匀强磁场的磁感应强度方向水平向外，不计空气阻力，重力加速度大小为g．求： （1）小球的质量m及其射入电场时的速度大小v0； （2）矩形区域所加磁场的磁感应强度大小B及小球在ab、bc区域中运动的总时间t． 20. 如图所示，一“U”型金属导轨固定在竖直平面内，一电阻不计，质量为m的金属棒ab垂直于导轨，并静置于绝缘固定支架上。边长为L的正方形cdef区域内，存在垂直于纸面向外的匀强磁场。支架上方的导轨间，存在竖直向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度大小B随时间的变化关系均为B = kt（SI），k为常数（k > 0）。支架上方的导轨足够长，两边导轨单位长度的电阻均为r，下方导轨的总电阻为R。t = 0时，对ab施加竖直向上的拉力，恰使其向上做加速度大小为a的匀加速直线运动，整个运动过程中ab与两边导轨接触良好。已知ab与导轨间动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。不计空气阻力，两磁场互不影响。 （1）求通过面积Scdef的磁通量大小随时间t变化的关系式，以及感应电动势的大小，并写出ab中电流的方向； （2）求ab所受安培力的大小随时间t变化的关系式； （3）求经过多长时间，对ab所施加的拉力达到最大值，并求此最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $