精品解析：福建厦门第六中学2025-2026学年第二学期高二年段4月阶段性测试物理试卷

厦门第六中学2025-2026学年第二学期高二年段4月阶段性测试 物理试卷 满分：100分　考试时间：75分钟 一、单项选择题：（每小题4分，共16分。在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 下列各种说法中正确的是（　　） A. 通电导线在空间中某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零 B. 沿磁感线的方向磁场逐渐减弱 C. 如图，B、I、L、都已知，则ab棒受到的安培力大小为 D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是磁场的方向 2. 如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一根金属导体棒ab，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场斜向上穿过导轨平面，且与竖直方向的夹角为，在下列各过程中，一定能在闭合回路中产生感应电流的是：（　　） A. ab棒向右移动的同时，磁感应强度减小 B. 磁感应强度减小的同时，角减小 C. ab棒向左移动的同时，角减小 D. ab棒向左运动的同时，角增大 3. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则粒子两次进入磁场的速度与之比为（　　） A. B. C. 2：3 D. 1：3 4. 一闭合圆形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示。磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以i表示线圈中的感应电流，并规定电流沿顺时针方向为正，则以下的i-t图像中能正确反映线圈中感应电流变化情况的是（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：（每小题6分，共24分。在每小题给出的4个选项中，有两项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 5. 关于以下四幅图说法正确的是（　　） A. 图甲，由静止释放的强磁铁可以在竖直铝管中做自由落体运动 B. 图乙，使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 C. 图丙，真空冶炼炉接高频交流电，能利用炉内金属产生的涡流使金属熔化 D. 图丁，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流 6. 如图，甲是回旋加速器，用于产生高能带电粒子：乙是霍尔元件，在薄片的两个侧面a、b间通以电流时，e、f两侧会产生电势差，测量电势差可计算磁感应强度B．下列说法正确的是：（　　） A. 甲图中粒子每旋转一圈加速两次，且所有圆轨迹共圆心 B. 甲图可以用来加速粒子，若要用来加速粒子，则仅适当调低交流电的频率即可 C. 乙图中，若载流体为电子，则e侧电势高于f侧 D. 乙图中，若载流体为电子，则e侧电势低于f侧 7. 如图所示，MN、PQ是电阻不计的平行金属导轨，导轨间距，导轨弯曲部分光滑，水平部分粗糙，弯曲部分与水平部分平滑相连，垂直导轨的虚线之间宽度内有竖直向上、磁感应强度的匀强磁场，N、Q两点间接一个阻值的定值电阻。现将阻值、质量的导体棒从弯曲轨道上高处由静止释放，导体棒沿导轨运动，到达磁场右边界处恰好停止。已知导体棒与导轨垂直且接触良好，导体棒与水平导轨间的动摩擦因数，重力加速度g取，在这过程中，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒两端电压最大时 B. 流过定值电阻的电荷量为0.2C C. 定值电阻中产生的焦耳热为3.6J D. 导体棒通过磁场的时间为1.92 s 8. 如图所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平且垂直纸面向里，有两个带电小球a和b，a恰能在垂直于磁场方向的竖直平面内做半径的匀速圆周运动，b恰能以的水平速度在垂直于磁场方向的竖直平面内向右做匀速直线运动，小球a、b质量，电荷量，。设小球b的运动轨迹与小球a的运动轨迹的最低点相切，当小球a运动到最低点即切点时，小球b也同时运动到切点，a、b相碰后合为一体，设为c．则：（　　） A. 小球a逆时针做匀速圆周运动绕行 B. 电场强度为 C. 小球a的速度大小为 D. 在相碰结束的瞬间，c的加速度 三、填空题：（每空2分，共2×11=22分。） 9. 平行放置的长直导线a、b截面图如图所示。O点为a、b连线的中点，M、N点在a、b连线的中垂线上，且。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，则M、N两点处的磁感应强度方向_________（填“相同”或“相反”）；O点的磁感应强度大小_________（填“大于”“小于”或“等于”）N点的磁感应强度大小。 10. 如图所示，n匝闭合圆形线圈静止在通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内。则： ①仅增加线圈匝数，通过线圈的磁通量将：_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； ②让线圈在平面内远离导线时，线圈内将产生：_________方向的感应电流（选填“顺时针”或“逆时针”）。 11. 如图所示，在平面内的一条边界上方，有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的磁场；在距边界为d处有一位置a，在a位置处放置一个粒子发射源，发射的粒子质量为m，带电为，已测得向各个方向发射出来的粒子初速度大小相等，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，已知，则在平面内，所有能打在边界上的粒子，运动过程中用时最长的时间为_________； 12. 如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行，开关K闭合后，质量为、电阻值为的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后时金属棒恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，。 则： （1）金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率为_________； （2）金属棒ab下落时能达到的最大速度_________m/s； 13. 在“探究感应电流方向及规律”实验的基础上，请协助甲、乙、丙三位同学完成进一步的探究，并解答问题： （1）用笔划线代替导线，将图1电路连接完整________。 （2）正确连接电路后，甲同学将图1中的线圈A放入线圈B中，闭合开关时，发现电流表指针向右偏；开关保持闭合，待电流表指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片向左移，这时电流表指针________偏转。（选填“向左”或“向右”或“不”） （3）乙同学为了让实验现象更直观，利用发光二极管（LED）设计了如图2所示的“楞次定律演示仪”（发光二极管具有单向导电性“”）。正确连接实验器材，将条形磁铁从图示位置快速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. 红灯不发光、黄灯短暂发光 C. 红灯、黄灯均不发光 D. 两灯交替短暂发光 （4）丙同学进行如图3所示的“自感实验探究”，其中为两个相同的灯泡，L为带铁芯的线圈（电阻不为零），当开关S闭合时与均立刻发光，当开关S断开时灯_________立即熄灭（填“会”或“不会）。 四、计算题：（3题，共38分。请写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和答案，只写最后答案的不能得分。） 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。，求： （1）导体棒两端的电压； （2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向； （3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度B的最大值。 15. 如图1所示，在倾角的光滑平行导轨上，有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒MN，平行于斜面底边，在0-1 s时被固定，时由静止释放。导轨宽度，其下端接有一只阻值为的定值电阻。在MN下方某一距离处矩形区域存在一垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场沿导轨方向的长度，磁感应强度随时间变化的规律如图2所示，导体棒MN在时进入下方磁场且恰好做匀速直线运动，已知导体棒MN的电阻，导轨足够长，（重力加速度），则： （1）0-1 s内，流经导体棒MN的电流大小； （2）导体棒MN刚进入磁场时，MN两端的电压； （3）导体棒MN从开始到出磁场过程中，回路中产生的焦耳热。 16. 在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内，一半径为r的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场的边界圆刚好与两坐标轴相切于P、Q两点，在第三和第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于y轴的足够长的接收屏，带电粒子打到屏上立刻被屏吸收。P点处有一粒子源，粒子源在坐标平面内均匀地向第二象限的各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿y轴正向射出的粒子恰好通过Q点，该粒子经电场偏转后以与x轴正方向成45°的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为B，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子从P点射出的速度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小E； （3）将接收屏沿y轴负方向平移，直至仅有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿y轴负方向移动的距离L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 厦门第六中学2025-2026学年第二学期高二年段4月阶段性测试 物理试卷 满分：100分　考试时间：75分钟 一、单项选择题：（每小题4分，共16分。在每小题给出的4个选项中，只有一项符合题目要求。） 1. 下列各种说法中正确的是（　　） A. 通电导线在空间中某处不受安培力作用，则该处的磁感应强度一定为零 B. 沿磁感线的方向磁场逐渐减弱 C. 如图，B、I、L、都已知，则ab棒受到的安培力大小为 D. 小磁针N极所受磁场力的方向就是磁场的方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．当通电导线电流方向与磁场平行时，不受安培力，但磁感应强度不为零，故A错误； B．磁感线的疏密表示磁场强弱，沿磁感线方向磁场可能增强、可能减弱，也可能不变，故B错误； C．根据安培力计算公式可知，题图中ab棒受到的安培力大小应为，故C错误； D．根据磁场方向的定义，小磁针N极所受磁场力的方向就是该处磁场的方向，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，一个U形金属导轨水平放置，其上放有一根金属导体棒ab，空间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场斜向上穿过导轨平面，且与竖直方向的夹角为，在下列各过程中，一定能在闭合回路中产生感应电流的是：（　　） A. ab棒向右移动的同时，磁感应强度减小 B. 磁感应强度减小的同时，角减小 C. ab棒向左移动的同时，角减小 D. ab棒向左运动的同时，角增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．穿过回路的磁通量为 ab棒向右移动的同时，磁感应强度减小，则增大，而减小，则可能不变，闭合回路中可能没有感应电流产生，故A错误； B．磁感应强度减小的同时，角减小，根据，可知可能不变，闭合回路中可能没有感应电流产生，故B错误； C．ab棒向左移动的同时，角减小，根据，由于减小，增大，则可能不变，闭合回路中可能没有感应电流产生，故C错误； D．ab棒向左运动的同时，角增大，根据，由于减小，减小，则一定减小，闭合回路中一定会产生感应电流，故D正确。 故选D。 3. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则粒子两次进入磁场的速度与之比为（　　） A. B. C. 2：3 D. 1：3 【答案】B 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子轨迹如图所示 根据几何关系可知以v1，v2射入粒子的轨迹半径为R1=r； 根据牛顿第二定律有 解得 所以 故选B。 4. 一闭合圆形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面）向里，如图甲所示。磁感应强度B随t的变化规律如图乙所示。以i表示线圈中的感应电流，并规定电流沿顺时针方向为正，则以下的i-t图像中能正确反映线圈中感应电流变化情况的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】0~ 1s和3~4s，磁感应强度由0均匀增大，根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针，即电流应为负值，根据法拉第电磁感应定律可知，磁感应强度均匀增大，则磁通量的变化率恒定，感应电动势恒定，感应电流恒定；1~2s和5~6s，磁感应强度均匀减小，感应电流为顺时针，电流为正值，大小恒定；2~3s，磁感应强度为零，则感应电流为零；4~5s，磁感应强度不变，感应电流为零。 故选A。 二、双项选择题：（每小题6分，共24分。在每小题给出的4个选项中，有两项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 5. 关于以下四幅图说法正确的是（　　） A. 图甲，由静止释放的强磁铁可以在竖直铝管中做自由落体运动 B. 图乙，使用电磁炉加热食物时使用陶瓷锅也可以 C. 图丙，真空冶炼炉接高频交流电，能利用炉内金属产生的涡流使金属熔化 D. 图丁，用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来减少涡流 【答案】CD 【解析】 【详解】A．图甲中，强磁铁在竖直铝管中下落时，穿过铝管的磁通量发生变化，铝管中产生感应电流（涡流），根据楞次定律，感应电流的磁场阻碍磁铁的相对运动，磁铁受到向上的安培力，加速度小于，不做自由落体运动，故A错误； B．图乙中，电磁炉利用电磁感应原理，变化的磁场在铁磁性锅底产生涡流发热，陶瓷是绝缘体，不能产生涡流，无法加热食物，故B错误； C．图丙中，真空冶炼炉线圈接高频交流电，产生变化的磁场，炉内金属产生涡流，利用电流的热效应使金属熔化，故C正确； D．图丁中，变压器铁芯用互相绝缘的硅钢片叠成，增大了涡流回路的电阻，从而减小涡流，减少能量损耗，故D正确。 故选CD。 6. 如图，甲是回旋加速器，用于产生高能带电粒子：乙是霍尔元件，在薄片的两个侧面a、b间通以电流时，e、f两侧会产生电势差，测量电势差可计算磁感应强度B．下列说法正确的是：（　　） A. 甲图中粒子每旋转一圈加速两次，且所有圆轨迹共圆心 B. 甲图可以用来加速粒子，若要用来加速粒子，则仅适当调低交流电的频率即可 C. 乙图中，若载流体为电子，则e侧电势高于f侧 D. 乙图中，若载流体为电子，则e侧电势低于f侧 【答案】BC 【解析】 【详解】A．回旋加速器中，粒子在电场中加速，在磁场中偏转，每旋转一圈经过电场两次，加速两次。由可知，随着粒子速度增大，轨道半径增大，轨迹是螺旋线，且圆心在两个D形盒的中心交替，并非所有圆轨迹共圆心，故A错误； B．回旋加速器交流电的频率必须等于粒子在磁场中做圆周运动的频率 因为的比荷大于，所以需要将频率降低，适当调低交流电的频率即可匹配，故B正确； CD．乙图中电流方向向右，若载流体为电子，则电子定向移动方向向左。磁场方向向下，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力指向侧。电子聚集在侧，侧带负电，侧带正电，所以侧电势高于侧，故C正确，D错误。 故选BC。 7. 如图所示，MN、PQ是电阻不计的平行金属导轨，导轨间距，导轨弯曲部分光滑，水平部分粗糙，弯曲部分与水平部分平滑相连，垂直导轨的虚线之间宽度内有竖直向上、磁感应强度的匀强磁场，N、Q两点间接一个阻值的定值电阻。现将阻值、质量的导体棒从弯曲轨道上高处由静止释放，导体棒沿导轨运动，到达磁场右边界处恰好停止。已知导体棒与导轨垂直且接触良好，导体棒与水平导轨间的动摩擦因数，重力加速度g取，在这过程中，下列说法正确的是（　　） A. 导体棒两端电压最大时 B. 流过定值电阻的电荷量为0.2C C. 定值电阻中产生的焦耳热为3.6J D. 导体棒通过磁场的时间为1.92 s 【答案】BD 【解析】 【详解】导体棒从弯曲轨道下滑过程，根据机械能守恒定律有 解得导体棒进入磁场时的初速度 A．导体棒刚进入磁场时速度最大，感应电动势最大，导体棒两端电压（路端电压）最大，最大感应电动势 最大电压 根据右手定则可以判断，P点电势大于M点，所以，故A错误； B．导体棒穿过磁场过程，根据法拉第电磁感应定律和电流定义，流过定值电阻的电荷量，故B正确； C．根据能量守恒定律，导体棒动能全部转化为摩擦生热和焦耳热，即 解得回路总焦耳热 定值电阻产生的焦耳热，故C错误； D．对导体棒在磁场中运动过程应用动量定理，取向右为正方向，有 代入数据解得，故D正确。 故选BD。 8. 如图所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平且垂直纸面向里，有两个带电小球a和b，a恰能在垂直于磁场方向的竖直平面内做半径的匀速圆周运动，b恰能以的水平速度在垂直于磁场方向的竖直平面内向右做匀速直线运动，小球a、b质量，电荷量，。设小球b的运动轨迹与小球a的运动轨迹的最低点相切，当小球a运动到最低点即切点时，小球b也同时运动到切点，a、b相碰后合为一体，设为c．则：（　　） A. 小球a逆时针做匀速圆周运动绕行 B. 电场强度为 C. 小球a的速度大小为 D. 在相碰结束的瞬间，c的加速度 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小球a在竖直平面内做匀速圆周运动，说明重力与电场力平衡，即，电场力竖直向上，因电场方向竖直向上，故a带正电。洛伦兹力提供向心力，在最低点洛伦兹力竖直向上指向圆心，由左手定则及磁场方向垂直纸面向里可知，小球a在最低点速度方向水平向右，故小球a逆时针做匀速圆周运动，故A正确； B．由 代入数据解得，故B错误； C．小球b做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡可知，b带正电，带负电不可能平衡。则 代入数据解得 对a由 得，故C错误； D．a、b在最低点相碰，动量守恒 碰后整体c受重力、电场力、洛伦兹力，由牛顿第二定律 其中 联立各式代入数据解得，故D正确。 故选AD。 三、填空题：（每空2分，共2×11=22分。） 9. 平行放置的长直导线a、b截面图如图所示。O点为a、b连线的中点，M、N点在a、b连线的中垂线上，且。若两导线中通有大小相等、方向相同的恒定电流，则M、N两点处的磁感应强度方向_________（填“相同”或“相反”）；O点的磁感应强度大小_________（填“大于”“小于”或“等于”）N点的磁感应强度大小。 【答案】 ①. 相反 ②. 小于 【解析】 【详解】[1]如图所示 根据安培定则判断得知，两根通电导线产生的磁场方向均沿逆时针方向，由于对称，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形进行合成得到，M点和N点的磁感应强度大小相等，M点磁场向下，N点磁场向上，方向相反； [2]O点处，两导线各自形成的磁感应强度大小相等、方向相反，合磁感应强度为零，所以小于N点的磁感应强度大小。 10. 如图所示，n匝闭合圆形线圈静止在通电长直导线附近，线圈与导线在同一平面内。则： ①仅增加线圈匝数，通过线圈的磁通量将：_________（选填“增大”、“减小”或“不变”）； ②让线圈在平面内远离导线时，线圈内将产生：_________方向的感应电流（选填“顺时针”或“逆时针”）。 【答案】 ①. 不变 ②. 顺时针 【解析】 【详解】① [1]磁通量定义为穿过某一面积的磁感线条数，公式为（与垂直）。磁通量的大小取决于磁感应强度和线圈面积，与线圈匝数无关。仅增加线圈匝数，和均未改变，故通过线圈的磁通量不变。 ② [2]根据安培定则，通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里。离导线越远，磁感应强度越小。当线圈远离导线时，穿过线圈的磁通量减小。根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁通量的减小，故感应磁场方向与原磁场方向相同，即垂直纸面向里。再由安培定则判断，感应电流方向为顺时针。 11. 如图所示，在平面内的一条边界上方，有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的磁场；在距边界为d处有一位置a，在a位置处放置一个粒子发射源，发射的粒子质量为m，带电为，已测得向各个方向发射出来的粒子初速度大小相等，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，已知，则在平面内，所有能打在边界上的粒子，运动过程中用时最长的时间为_________； 【答案】 【解析】 【详解】粒子速度大小相等，做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 圆周运动周期 向各个方向发射的粒子周期相同，运动时间由轨迹圆心角决定，有 因此圆心角越大，运动时间越长。由几何关系可知，当粒子的轨迹圆与边界相切时，圆心角最大，如图所示 其中满足关系 解得 则圆心角 运动过程中用时最长的时间为 12. 如图所示，间距为的两条平行光滑竖直金属导轨PQ、MN足够长，底部Q、N之间连有一阻值为的电阻，磁感应强度为的匀强磁场与导轨平面垂直，导轨的上端点P、M分别与横截面积为的10匝线圈的两端连接，线圈的轴线与大小均匀变化的匀强磁场平行，开关K闭合后，质量为、电阻值为的金属棒ab恰能保持静止。若断开开关后时金属棒恰好达到最大速度，金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，。 则： （1）金属棒ab恰能保持静止时，匀强磁场的磁感应强度的变化率为_________； （2）金属棒ab下落时能达到的最大速度_________m/s； 【答案】（1） （2）2.0 【解析】 【小问1详解】 开关K闭合时，金属棒静止，受重力和安培力平衡，有 根据闭合电路欧姆定律 根据法拉第电磁感应定律 联立解得 代入数据解得 【小问2详解】 断开开关后，金属棒下落切割磁感线，产生感应电动势 回路电流 安培力 当安培力等于重力时速度最大，即 解得 代入数据解得 13. 在“探究感应电流方向及规律”实验的基础上，请协助甲、乙、丙三位同学完成进一步的探究，并解答问题： （1）用笔划线代替导线，将图1电路连接完整________。 （2）正确连接电路后，甲同学将图1中的线圈A放入线圈B中，闭合开关时，发现电流表指针向右偏；开关保持闭合，待电流表指针稳定后，迅速将滑动变阻器的滑片向左移，这时电流表指针________偏转。（选填“向左”或“向右”或“不”） （3）乙同学为了让实验现象更直观，利用发光二极管（LED）设计了如图2所示的“楞次定律演示仪”（发光二极管具有单向导电性“”）。正确连接实验器材，将条形磁铁从图示位置快速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. 红灯不发光、黄灯短暂发光 C. 红灯、黄灯均不发光 D. 两灯交替短暂发光 （4）丙同学进行如图3所示的“自感实验探究”，其中为两个相同的灯泡，L为带铁芯的线圈（电阻不为零），当开关S闭合时与均立刻发光，当开关S断开时灯_________立即熄灭（填“会”或“不会）。 【答案】（1） （2）向左 （3）B （4）不会 【解析】 【小问1详解】 线圈A应与电源相连，线圈B与灵敏电流计相连，电路图如图所示 【小问2详解】 将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明当穿过线圈B的磁通量增加时指针向右偏转，若开关闭合后将迅速将滑动变阻器的滑片向左移，电阻增大，电流减小，磁通量减小，则指针向左偏转。 【小问3详解】 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大，根据楞次定律可知，螺线管中的感应电流由上到下，则红光二极管不导电，黄光二极管导电，则红灯不发光、黄灯短暂发光。 故选B。 【小问4详解】 当开关S断开时，电感线圈充当电源放电，则A2灯不会立即熄灭。 四、计算题：（3题，共38分。请写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和答案，只写最后答案的不能得分。） 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，金属导轨所在的平面与水平面的夹角，金属导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，整个装置放在磁感应强度大小、垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻，金属导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。，求： （1）导体棒两端的电压； （2）导体棒受到的摩擦力的大小和方向； （3）若磁感应强度的方向不变而大小可以变化，要使导体棒能静止，求磁感应强度B的最大值。 【答案】（1）4V （2）（方向沿斜面向上） （3） 【解析】 【小问1详解】 回路电流为 导体棒两端的电压为 【小问2详解】 安培力大小为 可知摩擦力要与安培力同向； 根据平衡条件可得 得，方向沿斜面向上； 【小问3详解】 当最大静摩擦力沿斜面向下时，磁感应强度B的值最大。而最大静摩擦力为 由 得： 15. 如图1所示，在倾角的光滑平行导轨上，有一长度恰等于导轨宽度的均匀导体棒MN，平行于斜面底边，在0-1 s时被固定，时由静止释放。导轨宽度，其下端接有一只阻值为的定值电阻。在MN下方某一距离处矩形区域存在一垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场沿导轨方向的长度，磁感应强度随时间变化的规律如图2所示，导体棒MN在时进入下方磁场且恰好做匀速直线运动，已知导体棒MN的电阻，导轨足够长，（重力加速度），则： （1）0-1 s内，流经导体棒MN的电流大小； （2）导体棒MN刚进入磁场时，MN两端的电压； （3）导体棒MN从开始到出磁场过程中，回路中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在0~1 s内，有 感应电动势为： 导体棒MN与定值电阻串联，流经导体棒MN的电流大小为 【小问2详解】 当导体棒下滑时，对导体棒MN由牛顿第二定律得 得 导体棒MN刚进入磁场时的速度为 导体棒MN进入磁场后，感应电流为 可知 【小问3详解】 在0-1 s内，有 所以回路中产生的焦耳热为 导体棒MN在磁场内匀速运动时间 导体棒MN在磁场中运动产生的焦耳热 导体棒MN从开始到出磁场过程中，回路中产生的焦耳热为 16. 在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内，一半径为r的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场的边界圆刚好与两坐标轴相切于P、Q两点，在第三和第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于y轴的足够长的接收屏，带电粒子打到屏上立刻被屏吸收。P点处有一粒子源，粒子源在坐标平面内均匀地向第二象限的各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿y轴正向射出的粒子恰好通过Q点，该粒子经电场偏转后以与x轴正方向成45°的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为B，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。 （1）求粒子从P点射出的速度大小； （2）求匀强电场的电场强度大小E； （3）将接收屏沿y轴负方向平移，直至仅有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿y轴负方向移动的距离L。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从点沿轴正向射入的粒子恰好通过点，则粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，如图所示 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 【小问2详解】 从点沿轴正向射入的粒子在电场中做类平抛运动，设粒子出电场时沿轴负方向的分速度为，如图所示，由题意可知 沿轴方向有 根据牛顿第二定律有 联立解得 【小问3详解】 由于粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为，根据磁发散原理，所有粒子均沿轴正方向射出磁场Ⅰ，设某一粒子进入磁场Ⅱ时，与轴正方向夹角为，则该粒子进入磁场Ⅱ时速度为，如图所示 设该粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动，半径为，洛伦兹力提供向心力，有 则轨迹的圆心到轴的距离为，代入第一问结果，得。 由此可见，所有粒子进磁场Ⅱ后做圆周运动的圆心均在离x轴距离为的水平线上，即此时接收屏距离轴的距离为，根据圆的特点，打到屏上的速度垂直于半径，而半径在接收屏所在的平面，因此所有粒子均能垂直打在接收屏上。在点沿与轴负方向成60°向左上方射出的粒子恰好能打在屏上时，该粒子左侧的所有粒子都可以打在屏上，右侧的粒子则不能打在屏上，即有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打在屏上，设这时屏需要移动的距离为，如图所示， 设该粒子在磁场Ⅰ中轨迹如图，出磁场时坐标 进入磁场Ⅱ时的速度大小为，在电场中，根据动能定理有 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 即仅有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，接收屏沿轴负方向移动的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $