精品解析：北京市房山区2025-2026学年度第二学期学业水平调研（一）高二物理试卷

2025-2026学年度第二学期学业水平调研（一） 高二物理 本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 选择题 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 红外线具有很强的穿透本领，可以用来治疗某些癌症 B. 铁路、民航等安检口使用γ射线对行李内物品进行检测 C. 医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒 D. 超市入口处的自动感应门是利用X射线 【答案】C 【解析】 【详解】A．γ射线穿透本领强且可杀伤病变细胞，可用于治疗某些癌症，红外线主要特性为热效应，无该类应用，故A错误； B．铁路、民航安检口使用X射线检测行李内物品，γ射线电离辐射极强，对人体伤害大，不适合用于公共安检场景，故B错误； C．紫外线具有杀菌消毒的作用，医院常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒，故C正确； D．超市入口自动感应门是利用红外线感应人体辐射的红外信号工作，X射线电离辐射强，不会用于该类民用场景，故D错误。 故选C。 2. 阴极射线管是一种能从其阴极A发射出电子流的装置。如图所示的阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子流将（　　） A. 向S极偏转 B. 向N极偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】因为A是阴极，B是阳极，所以电子在阴极管中的运动方向是A到B，产生的电流方向是B到A（注意是电子带负电），根据左手定则，四指指向A，手掌心对向N极，此时大拇指方向向下，所以轨迹向下偏转。 故选D。 3. 如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，金属棒用两根绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面向里的匀强磁场中。棒中通有从M流向N的电流，静止时两细线对棒的拉力大小相等。下列选项中，可以使金属棒静止时细线的拉力变小的是（　　） A. 仅增加棒中电流的大小 B. 仅使磁场的方向反向 C. 同时将电流和磁场的方向反向 D. 仅使电流的方向反向 【答案】A 【解析】 【详解】由左手定则可知，导线受安培力方向竖直向上，则由平衡可知，则仅增加棒中电流的大小，则细线的拉力变小；仅使磁场的方向反向，则安培力反向，细线的拉力变大；同时将电流和磁场的方向反向，则安培力大小方向不变，则细线的拉力不变；仅使电流的方向反向，则安培力反向，则细线的拉力变大。 故选A。 5. 我国远距离输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV，远距离输电线路的示意图如图所示。若输送的总功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 采用超高压输电是为了加快输电的速度 B. 输电线上的电流 C. 输电线上损失的功率 D. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 【答案】C 【解析】 【详解】A．在输送功率一定时，采用超高压输电可减小输电线上的电流，从而减小输电线上的功率损失，并非是为了加快输电的速度，A错误； B．输电线上的电流，B错误； C．输电线上损失的功率，C正确； D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压与导线上的电压损失之和，D错误。 故选C。 6. 金属冶炼炉的示意图如图。炉内装入被冶炼的金属，线圈通入某种电流，这时被冶炼的金属就能熔化，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种金属。有关该金属冶炼炉，下列说法正确的是（　　） A. 利用线圈中电流的热效应 B. 利用变化的电流在金属中产生的电流的热效应 C. 电流变化得越快，金属熔化得越快 D. 炉中金属的电阻率越大，金属熔化得越快 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．依据产生涡流的条件，线圈中应通入变化的电流，该电流产生变化的磁场，才会在金属中产生涡流从而使金属熔化，故A错误，B正确； CD．根据法拉第电磁感应定律可知，电流变化越快、金属的电阻率越小，在金属中产生的感应电流就越大，金属熔化得就越快，故C正确，D错误。 故选BC。 7. 如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是 A. 粒子a带负电 B. 粒子c的动能最大 C. 粒子b在磁场中运动的时间最长 D. 粒子b在磁场中运动时的向心力最大 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则知粒子a带正电，粒子b、c带负电；粒子在磁场中做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，根据 ，可得： ，粒子的动能EK=mv2，则可知三个带电粒子的质量、电荷量相同，在同一个磁场中，当速度越大时、轨道半径越大，则由图知，c粒子速率最小，b粒子速率最大．b粒子动能最大，向心力最大．故B错误，D正确．根据 ，则c粒子圆弧转过的圆心角最大，时间最长，选项C错误；故选D． 8. 如图所示，a、b两个闭合单匝线圈用同样的导线制成，半径。如图所示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。下列说法正确的是（　　） A. a、b线圈都产生了逆时针方向的电流 B. a、b线圈中产生的感应电动势之比 C. a、b线圈中感应电流之比 D. a、b线圈中电功率之比 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，a、b线圈都产生了顺时针方向的电流，A错误； B．根据 可得a、b线圈中产生的感应电动势之比，B错误； C．根据 可知 根据可知，a、b线圈中感应电流之比，C正确； D．根据可得，a、b线圈中电功率之比，D错误。 故选C。 9. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身电阻几乎为0，A和B是两个相同的灯泡，实验过程中两灯泡均未烧坏。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由断开变为闭合，A灯保持亮度不变 B. 开关S由断开变为闭合，B灯保持亮度不变 C. 开关S由闭合变为断开，A灯逐渐变暗 D. 开关S由闭合变为断开，B灯先变亮一下再熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．闭合瞬间，线圈L阻碍电流增大，线圈相当于断路，则A、B两灯一起亮，随后L的阻碍逐渐消失，B灯被L短路，亮度逐渐变暗至熄灭，A灯变得更亮。故AB错误。 CD．断开开关时，通过A灯的电流立刻消失，则A灯立刻熄灭；L产生自感电动势阻碍电流减小，与B灯组成闭合回路，电流从L中原有电流开始减小，B灯先亮一下后逐渐熄灭。故C错误，D正确。 故选D。 10. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 感应电动势越来越大 B. a点电势比b点电势高 C. 金属棒的机械能越来越小 D. 单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体棒做平抛运动，则水平速度不变，即切割磁感线的速度不变，根据E=BLvx可知感应电动势不变，A错误； B．根据右手定则可知，a点电势比b点电势低，B错误； C．金属棒不受安培力作用，只有重力做功，则机械能守恒，C错误； D．因水平速度不变，则单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量，不变，D正确。 故选D。 11. 如图所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A. 至时间内，磁铁受到线圈的作用力始终向上 B. 至时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 C. 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D. 若将线圈的匝数加倍，线圈中产生的电流峰值可能几乎不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．磁铁在线圈上方下落过程中，当磁铁接近线圈时，穿过线圈的磁通量增大，磁铁在靠近线圈下方下落过程中，穿过线圈的磁通量减小，可知磁铁下落过程中，在线圈中产生感应电流的一段时间内，感应电流激发的磁场对磁铁有磁场力的作用，根据楞次定律可知，该磁场力阻碍磁铁的相对运动，可知磁铁受到线圈的作用力向上，考虑到玻璃管为长玻璃管，在磁铁距离线圈较远时，线圈中不会产生感应电流，则线圈对磁铁无作用力，则t1～t3时间内磁铁不是始终受到线圈向上的作用力，故AB错误； C．如果没有磁场力的作用，对线圈有 解得 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，由于实际上线圈中产生了感应电流，该激发的磁场对磁铁有磁场力的作用，根据上述可知，该磁场力做负功，即速度并不是原来的两倍，可知，线圈中产生的电动势峰值不会加倍，即线圈中产生的电流峰值也不会加倍，故C错误； D．根据法拉第电磁感应定律有 令单匝线圈电阻为R0，根据闭合电路欧姆定律有 解得 则该值与线圈匝数无关，由于高度不变，可知线圈中产生的电流峰值可能几乎不变，故D正确。 故选D。 12. 回旋加速器的工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中，它们之间有一定的电势差。处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子在形盒内被磁场不断地加速 B. 交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期 C. 两形盒间电势差越大，带电粒子离开形盒时的动能越大 D. 加速次数越多，带电粒子离开形盒时的动能越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．洛伦兹力不做功，则带电粒子在形盒内被电场不断地加速，A错误； B．交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期，只有这样才能使得粒子每次经过D形盒狭缝时都能被电场加速，B正确； CD．带电粒子离开形盒时根据 则最大动能为 与两形盒间电势差大小以及加速次数无关，CD错误。 故选B。 13. 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。 14. 石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状结构的新材料，其导电能力远超银和铜等传统材料。现设计一电路测量石墨烯样品中载流子（自由导电粒子）的浓度n，n为单位面积上的载流子个数。该载流子的电性及所带电荷量均与电子相同。图甲为测量原理图，长为l、宽为d的石墨烯材料垂直于磁场放置，P、Q、M、N为电极。电极P、Q间通以恒定电流I，电极M、N间产生大小为U的霍尔电压。已知某次测量中所通电流大小，元电荷。改变磁场的磁感应强度B，测量霍尔电压U，获得多组数据，得到关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中闭合开关S后，该样品中的载流子在水平方向从P定向运动到Q B. 电极M的电势比电极N的电势高 C. 图乙中图线的斜率 D. 该样品的载流子浓度n约为个/ 【答案】D 【解析】 【详解】A．载流子的电性及所带电荷量均与电子相同，电流方向由向，负电荷定向运动方向与电流方向相反，所以载流子在水平方向从向，故A错误。 B．由左手定则可知载流子向电极端偏转，电极的电势比电极的电势低，故B错误。 C．由题意知样品每平方米载流子数为，则时间内通过样品的电荷量 根据电流的定义式得 电流稳定时有 整理得 可知 即，故C错误。 D．由题给关系图像可知斜率 其中， 联立解得个，故D正确。 故选D。 第二部分 非选择题 本部分共6题，共58分。 15. 某小组同学用如图所示装置。做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 （1）关于该实验、下列说法不正确的是（　　） A. 需保持磁铁运动的速率不变 B. 需记录感应电流产生的磁场方向 C. 需记录磁铁在线圈中的磁场方向 D. 需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系 （2）某次实验中，小组同学观察到感应电流方向如图所示，则条形磁铁的运动方向为___________（选填“向上”或“向下”）。 （3）法拉第研究电磁感应时，他将M、N两个线圈绕在同一个铁环上。线圈M接到电源上，线圈N接入电流表，如图所示。闭合开关S瞬间。通过电流表的电流方向为___________。（选填“向上”或“向下”）。断开开关S瞬间。线圈N中___________（选填“是”或“否”）有感应电流产生。 【答案】（1）A （2）向下 （3） ①. 向上 ②. 是 【解析】 【小问1详解】 A．本实验探究的是感应电流方向与磁通量变化方向的关系，不需要控制磁铁运动的速率不变，速率只影响感应电动势的大小，不影响感应电流的方向，故A错误； B．为了判断感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系，需记录感应电流产生的磁场方向，故B正确； C．为了判断磁通量是增加还是减少，需记录磁铁在线圈中的磁场方向，故C正确； D．实验通过电流计指针偏转方向来判断电流方向，因此需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系，故D正确。 本题选择错误的，故选A。 【小问2详解】 由图可知，线圈中感应电流的方向使得根据安培定则判断出的感应磁场方向向上。条形磁铁下端为N极，原磁场方向向下。感应磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律“增反减同”，说明穿过线圈的磁通量在增大，即磁铁正在靠近线圈，所以条形磁铁的运动方向为向下。 【小问3详解】 [1]闭合开关S瞬间，线圈M中电流从无到有，产生的磁场增强，根据安培定则可知穿过线圈N的磁通量向下增加。根据楞次定律，线圈N中产生感应电流磁场向上，由楞次定律可判断，通过电流表的电流方向为向上。 [2]断开开关S瞬间，线圈M中电流消失，穿过线圈N的磁通量减小，磁通量发生变化，根据感应电流产生的条件，线圈N中是有感应电流产生的。 16. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中： （1）实验室中备有下列可供选择的器材： A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B．条形磁铁 C．直流电源 D．多用电表 E．开关、导线若干 上述器材在本实验中不必用到的是___________（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有____________。 实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1=120匝、n2=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示。 实验序号 原线圈两端的电压U1（V） 副线圈两端的电压U2（V） 1 4.3 8.2 1：1.9 2 5.9 11.8 1：2.0 3 7.8 15.2 （2）实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中_______。 （3）本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数关系为_____________（用题目中给出的字母表示）。 （4）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，若铁芯不闭合，通过正确的操作可以得到结论（ ） A．在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于匝数之比 B．原、副线圈的电压之比明显大于匝数之比 C．原、副线圈的电压之比明显小于匝数之比 【答案】 ①. BC##CB ②. 低压交流电源 ③. ④. ⑤. B 【解析】 【详解】（1）[1][2]需要知道原副线圈的匝数，故需要可拆变压器；变压器的原理是互感现象，需要低压交流电源，而不是直流电源，同时不需要外界的磁场；需要用多用电表测电压；做实验需要开关、导线。所以不必用到的是条形磁铁和直流电源，还需用到的器材有低压交流电源。 （2）[3]第三组数据原副线圈中的电压比为 （3）[4]线圈匝数之比为 结合表中的数据可知在误差允许的范围内，变压器线圈两端电压与匝数关系为 （4）[5]若铁芯不闭合，存在漏磁的现象，故此时副线圈中因互感得到的电压比铁芯完全闭合时感应得到的电压小，此时有 即此时原、副线圈的电压之比明显大于匝数之比。 故选B。 17. 如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求： （1）粒子从电场射出时速度v的大小； （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在电场中，粒子做匀加速直线运动，由动能定理有 解得 （2）由题意可知，粒子进入磁场中的速度为v，其在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 （3）粒子在磁场中的周期为T，有 由题意及几何关系可知，其粒子在磁场中运动了半个周期，所以设运动时间为t，有 解得 18. 如图所示。金属杆ab的质量为m，两导轨间距为l。通过的电流I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，重力加速度为g。 （1）请在右图中画出金属杆受力的示意图； （2）求导轨对金属杆的支持力大小F； （3）若图中θ=0，求金属杆所受弹力为零时，磁感应强度大小B'。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属杆ab受重力、安培力、支持力、静摩擦力。受力示意图见下图 【小问2详解】 对金属杆进行受力分析，在竖直方向上，金属杆受重力、支持力和安培力的竖直分量。安培力大小 根据平衡条件有 解得 【小问3详解】 当时，磁场方向水平向右，安培力方向竖直向上。金属杆所受弹力为零，说明安培力与重力平衡，即 解得 19. 一个边长l=0.1m的正方形单匝线圈abcd，质量m=10g总阻值为R=0.2Ω。由高度h=0.2m处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也为l，g取10m/s2，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）线圈在穿出匀强磁场过程中流过的电荷量q； （3）线圈在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。 【答案】（1）1T （2）0.05C （3）0.02J 【解析】 【小问1详解】 下边ab进入匀强磁场区域时的速度 线圈进入磁场时由平衡可知 解得B=1T 【小问2详解】 线圈在穿出匀强磁场过程中流过的电荷量 【小问3详解】 由能量关系可知，线圈在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热 20. 电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生和感生两种。 （1）如图所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面跟磁感应强度方向垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为l。它以速度v向右匀速运动，请推导导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势E。 （2）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置。其基本原理如图所示。上图为侧视图，S、N为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。已知电子的质量为m，电荷量为e。 a．若电子做半径不变的变加速圆周运动，已知电子运动轨迹半径为R，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为E，方向沿轨迹切线方向。求初速为0的电子经时间t获得的动能Ek及此时电子所在位置的磁感应强度大小B； b．在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值、叫作这一点的电势。试分析说明对于感生电场是否可以引入电势的概念。 【答案】（1）见解析 （2）a．，；b．不可以，分析见解析 【解析】 【小问1详解】 设在时间内，导体棒向右运动的距离为 线框面积的变化量 穿过线框的磁通量变化量 根据法拉第电磁感应定律 解得 【小问2详解】 a．电子在感生电场中受电场力 根据牛顿第二定律 解得切向加速度 电子做初速度为0的加速运动，加速度大小不变，经时间速度 动能 电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 b．静电场是保守场，电荷在静电场中移动一周电场力做功为零，电势能变化为零，故可定义电势；而感生电场是涡旋场，电子在感生电场中沿闭合轨道运动一周，电场力做功 即电场力做功与路径有关，不满足电势定义的条件，故不能引入电势概念。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期学业水平调研（一） 高二物理 本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 选择题 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　） A. 红外线具有很强的穿透本领，可以用来治疗某些癌症 B. 铁路、民航等安检口使用γ射线对行李内物品进行检测 C. 医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒 D. 超市入口处的自动感应门是利用X射线 2. 阴极射线管是一种能从其阴极A发射出电子流的装置。如图所示的阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子流将（　　） A. 向S极偏转 B. 向N极偏转 C. 向上偏转 D. 向下偏转 3. 如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C. 线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上 D. 仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为 4. 如图所示，金属棒用两根绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面向里的匀强磁场中。棒中通有从M流向N的电流，静止时两细线对棒的拉力大小相等。下列选项中，可以使金属棒静止时细线的拉力变小的是（　　） A. 仅增加棒中电流的大小 B. 仅使磁场的方向反向 C. 同时将电流和磁场的方向反向 D. 仅使电流的方向反向 5. 我国远距离输电干线已经采用500kV的超高压，西北电网的电压甚至达到750kV，远距离输电线路的示意图如图所示。若输送的总功率为P，输电电压为U，输电线的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A. 采用超高压输电是为了加快输电的速度 B. 输电线上的电流 C. 输电线上损失的功率 D. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 6. 金属冶炼炉的示意图如图。炉内装入被冶炼的金属，线圈通入某种电流，这时被冶炼的金属就能熔化，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种金属。有关该金属冶炼炉，下列说法正确的是（　　） A. 利用线圈中电流的热效应 B. 利用变化的电流在金属中产生的电流的热效应 C. 电流变化得越快，金属熔化得越快 D. 炉中金属的电阻率越大，金属熔化得越快 7. 如图所示，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．下列说法正确的是 A. 粒子a带负电 B. 粒子c的动能最大 C. 粒子b在磁场中运动的时间最长 D. 粒子b在磁场中运动时的向心力最大 8. 如图所示，a、b两个闭合单匝线圈用同样的导线制成，半径。如图所示区域内有匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀减小。下列说法正确的是（　　） A. a、b线圈都产生了逆时针方向的电流 B. a、b线圈中产生的感应电动势之比 C. a、b线圈中感应电流之比 D. a、b线圈中电功率之比 9. 如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身电阻几乎为0，A和B是两个相同的灯泡，实验过程中两灯泡均未烧坏。下列说法正确的是（　　） A. 开关S由断开变为闭合，A灯保持亮度不变 B. 开关S由断开变为闭合，B灯保持亮度不变 C. 开关S由闭合变为断开，A灯逐渐变暗 D. 开关S由闭合变为断开，B灯先变亮一下再熄灭 10. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 感应电动势越来越大 B. a点电势比b点电势高 C. 金属棒的机械能越来越小 D. 单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变 11. 如图所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A. 至时间内，磁铁受到线圈的作用力始终向上 B. 至时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 C. 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D. 若将线圈的匝数加倍，线圈中产生的电流峰值可能几乎不变 12. 回旋加速器的工作原理如图所示。和是两个中空的半圆金属盒，处于与盒面垂直的匀强磁场中，它们之间有一定的电势差。处的粒子源产生的带电粒子在加速器中被加速。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子在形盒内被磁场不断地加速 B. 交流电源的周期等于带电粒子做圆周运动的周期 C. 两形盒间电势差越大，带电粒子离开形盒时的动能越大 D. 加速次数越多，带电粒子离开形盒时的动能越大 13. 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 14. 石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状结构的新材料，其导电能力远超银和铜等传统材料。现设计一电路测量石墨烯样品中载流子（自由导电粒子）的浓度n，n为单位面积上的载流子个数。该载流子的电性及所带电荷量均与电子相同。图甲为测量原理图，长为l、宽为d的石墨烯材料垂直于磁场放置，P、Q、M、N为电极。电极P、Q间通以恒定电流I，电极M、N间产生大小为U的霍尔电压。已知某次测量中所通电流大小，元电荷。改变磁场的磁感应强度B，测量霍尔电压U，获得多组数据，得到关系图线如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中闭合开关S后，该样品中的载流子在水平方向从P定向运动到Q B. 电极M的电势比电极N的电势高 C. 图乙中图线的斜率 D. 该样品的载流子浓度n约为个/ 第二部分 非选择题 本部分共6题，共58分。 15. 某小组同学用如图所示装置。做“探究影响感应电流方向的因素”实验。 （1）关于该实验、下列说法不正确的是（　　） A. 需保持磁铁运动的速率不变 B. 需记录感应电流产生的磁场方向 C. 需记录磁铁在线圈中的磁场方向 D. 需确认电流计指针偏转方向与通过电流计的电流方向的关系 （2）某次实验中，小组同学观察到感应电流方向如图所示，则条形磁铁的运动方向为___________（选填“向上”或“向下”）。 （3）法拉第研究电磁感应时，他将M、N两个线圈绕在同一个铁环上。线圈M接到电源上，线圈N接入电流表，如图所示。闭合开关S瞬间。通过电流表的电流方向为___________。（选填“向上”或“向下”）。断开开关S瞬间。线圈N中___________（选填“是”或“否”）有感应电流产生。 16. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中： （1）实验室中备有下列可供选择的器材： A．可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈） B．条形磁铁 C．直流电源 D．多用电表 E．开关、导线若干 上述器材在本实验中不必用到的是___________（填器材前的序号），本实验中还需用到的器材有____________。 实验中，小型可拆变压器的原、副线圈匝数分别为n1=120匝、n2=240匝，某实验小组在原线圈两端依次加上不同的电压，用多用电表的交流电压挡分别测量原、副线圈两端的电压，数据如表所示。 实验序号 原线圈两端的电压U1（V） 副线圈两端的电压U2（V） 1 4.3 8.2 1：1.9 2 5.9 11.8 1：2.0 3 7.8 15.2 （2）实验小组根据测得的数据在表格中算出U1、U2的比值，还有一组U1、U2的比值没有算出，把求出的结果填在表格中_______。 （3）本实验可得出结论：变压器线圈两端电压与匝数关系为_____________（用题目中给出的字母表示）。 （4）如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，若铁芯不闭合，通过正确的操作可以得到结论（ ） A．在误差允许的范围内，原、副线圈的电压之比等于匝数之比 B．原、副线圈的电压之比明显大于匝数之比 C．原、副线圈的电压之比明显小于匝数之比 17. 如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。电荷量为、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求： （1）粒子从电场射出时速度v的大小； （2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R； （3）粒子在磁场中运动的时间t。 18. 如图所示。金属杆ab的质量为m，两导轨间距为l。通过的电流I，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，金属杆ab始终静止于水平导轨上，重力加速度为g。 （1）请在右图中画出金属杆受力的示意图； （2）求导轨对金属杆的支持力大小F； （3）若图中θ=0，求金属杆所受弹力为零时，磁感应强度大小B'。 19. 一个边长l=0.1m的正方形单匝线圈abcd，质量m=10g总阻值为R=0.2Ω。由高度h=0.2m处自由下落，如图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动直到其上边dc刚刚开始穿出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也为l，g取10m/s2，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）线圈在穿出匀强磁场过程中流过的电荷量q； （3）线圈在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热。 20. 电磁感应现象的发现，标志着人类步入了电气化时代。感应电动势一般分为动生和感生两种。 （1）如图所示，把矩形线框CDMN放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框平面跟磁感应强度方向垂直。设线框可动部分导体棒MN的长度为l。它以速度v向右匀速运动，请推导导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势E。 （2）电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置。其基本原理如图所示。上图为侧视图，S、N为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。已知电子的质量为m，电荷量为e。 a．若电子做半径不变的变加速圆周运动，已知电子运动轨迹半径为R，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为E，方向沿轨迹切线方向。求初速为0的电子经时间t获得的动能Ek及此时电子所在位置的磁感应强度大小B； b．在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值、叫作这一点的电势。试分析说明对于感生电场是否可以引入电势的概念。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $