精品解析：山东济宁市第一中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题

济宁一中2024级高二下学期期中考试物理试题 考试时间90分钟，满分100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 孙同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中悬浮小炭粒的运动情况，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到的位置连线图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 温度降到0℃时，小炭粒的布朗运动会停止 B. 小炭粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的 C. 图中连线表示的是小炭粒做布朗运动的轨迹 D. 悬浮炭粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量就越多，布朗运动越明显 2. 如图所示是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电，下极板带正电，则以下说法正确的是（　　） A. 线圈中的磁场向上且正在减弱 B. 电容器中的电场向上且正在增强 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 D. 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变长 3. 如图，长度、质量的金属棒通以由到、大小为恒定电流，用两根等长的平行绝缘细线悬挂在点，静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为，磁场方向与绝缘细线平行且向上。重力加速度大小取，则磁感应强度的大小为（ ） A. B. C. D. 4. 高能粒子对撞是研究物质本质、推动科技发展的重要手段。如图，在竖直向下的匀强磁场中，同一水平面内，电荷量为、动量大小为的粒子从点水平射出，电荷量为、动量大小为的粒子从点反方向射出，两粒子运动到点时，发生正碰并结合为一个新粒子。不计粒子重力及相对论效应，则新粒子的运动轨迹（虚线）可能是（ ） A. B. C. D. 5. 一个理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比为，一个理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，电流表和电压表均为理想交流电表，此时滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω，如下左图所示．原线圈接入如下右图所示的正弦式交流电．则下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为4 V B. 滑动变阻器消耗的功率为0.8 W C. 若将开关S由1拨到2，同时滑动变阻器滑片向下滑动，电流表示数将变大 D. 若将二极管用导线短接，电流表示数加倍 6. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中通有电流，其电流随时间t的变化规律如图乙所示，不考虑其他磁场的影响。下列说法正确的是（　　） A. 时刻B环中感应电流最大 B. 和时刻，两环相互排斥 C. 和时刻，B环中产生的感应电流方向相同 D. 时刻，B环有扩张的趋势 7. 某游乐园中过山车从倾斜轨道最高点无动力静止滑下后到水平直轨道停下，为保证安全，水平直轨道上安装有磁力刹车装置，其简化示意图如图所示。水平直轨道右侧与定值电阻R相连，虚线PQ的右侧有竖直向上的匀强磁场，左侧无磁场。过山车的磁力刹车装置可等效为一根金属棒ab，其从倾斜轨道上某一位置由静止释放，最终静止在水平轨道上某一位置，忽略摩擦力和空气阻力，水平轨道电阻不计，且与倾斜轨道平滑连接。下列关于金属棒ab运动过程中速率v、加速度大小a与运动时间t或运动路程s的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一根足够长的固定竖直绝缘杆，位于垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁场中。现有一个质量为、带电荷量的小球套在绝缘杆上从某点静止开始下滑，经过达到最大速度。已知小球与杆间的动摩擦因数为0.8，重力加速度为。则在小球加速下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的最大加速度为 B. 小球的最大速度为 C. 小球下降的高度为 D. 系统因摩擦生热为3J 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. S闭合瞬间，A不亮，B缓慢变亮 B. S闭合瞬间，A立即亮，B不亮 C. S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 D. S断开瞬间，B立即熄灭 10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环的直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕O点逆时针匀速转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，开关S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（　　） A. 通过的电流方向自上而下 B. 感应电动势的大小为 C. 理想电压表的示数为 D. 理想电流表的示数为 11. 如图甲所示，电磁铁由直流电源、滑动变阻器、保护电阻、线圈、铁芯和开关组成。为测量电磁铁气隙中的磁感应强度，将厚度为的霍尔片置于其中，放大图如图乙所示。开关闭合后，给霍尔片通以沿方向的恒定电流，数字毫伏表就可显示侧面、两点间的霍尔电压，则（　　） A. 电磁铁气隙中磁场的磁感应强度方向向上 B. 、电势高低与霍尔片中自由电荷电性无关 C. 增大霍尔片厚度，变小 D. 称为霍尔元件的灵敏度，为提高检测灵敏度，可以增大通过霍尔片的恒定电流I 12. 如图甲所示，在光滑水平面上用恒力拉质量为的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度进入匀强磁场时开始计时，此时线框中感应电动势为，在时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场，此过程中图像如图乙所示，那么（　　） A. 刚进入磁场瞬间线框右侧边的两端间电势差为 B. 恒力的大小为 C. 线框从位置1到位置2的过程中，通过导线横截面的电荷量为4.5C D. 线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2m/s 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组的同学探究影响感应电流方向的因素，请回答下列问题： （1）如图甲，将条形磁铁（S极向下）迅速插入螺线管时，发现电流计G的指针向右偏转，螺线管的绕线方向如图乙，螺线管中感应电流产生的磁场方向_____（选填“向下”或“向上”），可以得出所用电流计的指针偏转方向与电流方向的关系为：当电流从_____（选填“+”或“-”）接线柱流入电流计G时，指针向右偏转。 （2）若磁铁插入的速度越大，电流计G的指针偏转的幅度_____（选填“越大”“越小”或“不变”），若调转磁极，N极向下，并迅速插入螺线管，则电流计G的指针向_____（选填“左”或“右”）偏转。 （3）如图丙，若用发光二极管代替电流计进行实验，将条形磁铁极向下插入螺线管，发现发光二极管_____（选填“”或“”）短暂发光。 14. 小华同学做了探究变压器线圈两端的电压与匝数关系的实验，请回答以下问题： （1）本实验中需要测量电压，则在如图所示的器材中，应______。 A. 选甲图中的器材 B. 选乙图中的器材 C. 都可以选 D. 都不能选 （2）小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A. 变压器的铁芯没有闭合 B. 电压的测量出了问题 C. 副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D. 学生电源实际输出电压大于标注的“6V” （3）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表。 1.60 2.50 3.70 4.60 3.70 5.30 7.60 9.70 根据测量数据可判断连接电源的线圈是______（选填“”或“”）。 15. 如图甲所示，水平面内两导轨平行放置，间距L=0.5m，左端接有电动势E=12V的电源。质量m=0.1kg的金属棒MN垂直放置在导轨上，与导轨接触良好并始终保持静止。导轨间有一方向与水平面夹角、垂直金属棒斜向右上方的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T。电路中的总电阻R=3Ω，取重力加速度，，求： （1）金属棒中安培力F的大小，并在图乙中画出F的示意图； （2）导轨对金属棒的支持力N的大小； （3）金属棒所受摩擦力f的大小和方向。 16. “绿水青山就是金山银山”，开发和利用清洁型新能源将成为未来的趋势。某校利用太阳 能光伏发电系统为学校提供日常生活用电，如图所示，有一台内阻为 1 Ω的太阳能发电机，通过 短距离输电线路给学校提供照明用电，已知其升压变压器匝数比为 1∶20，降压变压器匝数比为10∶1，输电线的总电阻为 R=50 Ω，全校共 22 个班，每班有“220 V 40W”日光灯 10 盏，若 全部日光灯都正常发光，试求： （1）发电机输出功率为多大； （2）发电机产生的电动势为多大。 17. 如图所示，两根足够长且电阻不计的光滑金属导轨固定在水平桌面上，间距。在轨道上有两根质量分别为、，接入电路电阻分别为、的导体棒a和b，在轨道区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。现给导体棒a一个向右的、大小为的初速度，两导体棒在运动过程中始终保持与导轨垂直，且两导体棒未相碰，。求： （1）流经导体棒b的最大电流； （2）从开始运动到两棒相距最近的过程中，流经b的电荷量； （3）从开始运动到两棒相距最近的过程中，导体棒a上产生的焦耳热； （4）当导体棒a的速度大小为时，b的加速度大小。 18. 在现代科学技术研究中，经常利用电磁场来控制带电离子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系的轴负半轴上，有一个线状离子源（点分别为上、下端点，点为中点），长度为，可均匀地向第四象限发射质量为、电荷量为的同种带正电离子，这些正离子的初速度大小均为，方向均与轴负方向成角。第四象限内，轴和间存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为（未知），的右侧存在一个圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为（未知），磁场边界和轴分别相切与点，点的坐标为（2L，0）。第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小。线状离子源上点发射的离子经电场偏转后，恰好沿着轴正方向从点进入磁场，经磁场偏转后从点进入第一象限。不计离子的重力和离子间的相互作用，求： （1）电场强度大小和磁感应强度大小； （2）所有离子首次穿过轴以后，再次回到轴上的坐标范围； （3）若其他条件不变，在轴上方再叠加一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为多少? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 济宁一中2024级高二下学期期中考试物理试题 考试时间90分钟，满分100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 孙同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中悬浮小炭粒的运动情况，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到的位置连线图如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 温度降到0℃时，小炭粒的布朗运动会停止 B. 小炭粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的 C. 图中连线表示的是小炭粒做布朗运动的轨迹 D. 悬浮炭粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量就越多，布朗运动越明显 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度降低时，分子的热运动会变缓，当温度降到0℃时，小炭粒的布朗运动不会停止，A错误； B．小炭粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，B正确； C．图中连线表示小炭粒在两个位置的连线，实际小炭粒做布朗运动的轨迹无法确定，C错误； D．悬浮炭粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，力越均衡，布朗运动越不明显，D错误。 故选B。 2. 如图所示是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电，下极板带正电，则以下说法正确的是（　　） A. 线圈中的磁场向上且正在减弱 B. 电容器中的电场向上且正在增强 C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变小 D. 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变长 【答案】C 【解析】 【详解】A．由安培定则可知，线圈中的磁场方向向上，由于电流从正极板流向负极板，故电容器正在放电，电流增大，磁场增强，故A错误； B．电容器的上极板带负电，下极板带正电，且在放电，故电容器中的电场向上，且在减弱，故B错误； C．若在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，根据 发射电磁波的频率变小，故C正确； D．若增大电容器极板间的距离，由 电容器的电容减小，根据 发射电磁波的频率增大，根据 发射电磁波的波长变小，故D错误。 故选C。 3. 如图，长度、质量的金属棒通以由到、大小为恒定电流，用两根等长的平行绝缘细线悬挂在点，静止于匀强磁场中，细线与竖直方向的夹角为，磁场方向与绝缘细线平行且向上。重力加速度大小取，则磁感应强度的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】从左往右看，对金属棒进行受力分析，如图所示 根据平衡条件 又 联立解得 故选C。 4. 高能粒子对撞是研究物质本质、推动科技发展的重要手段。如图，在竖直向下的匀强磁场中，同一水平面内，电荷量为、动量大小为的粒子从点水平射出，电荷量为、动量大小为的粒子从点反方向射出，两粒子运动到点时，发生正碰并结合为一个新粒子。不计粒子重力及相对论效应，则新粒子的运动轨迹（虚线）可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】两粒子发生正碰，动量守恒，碰撞后新粒子的动量为，电荷量变为，新粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，则有 解新粒子的半径为 同理，碰撞前，粒子做匀速圆周运动的半径为 粒子做匀速圆周运动的半径为 所以碰撞后的新粒子做匀速圆周运动的半径比碰撞前粒子的半径都小，结合左手定则，故A符合题意。 故选A。 5. 一个理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比为，一个理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，电流表和电压表均为理想交流电表，此时滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω，如下左图所示．原线圈接入如下右图所示的正弦式交流电．则下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为4 V B. 滑动变阻器消耗的功率为0.8 W C. 若将开关S由1拨到2，同时滑动变阻器滑片向下滑动，电流表示数将变大 D. 若将二极管用导线短接，电流表示数加倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据交流电图像可知，原线圈中交流电压的有效值为 根据 可知副线圈两端的电压为 二极管具有单向导电性，根据电流的热效应有 解得 即电压表读数为，A错误； B．滑动变阻器消耗的功率为 B正确； C．将开关S由1拨到2，同时滑动变阻器滑片向下滑动，根据电压与匝数成正比，副线圈电压变小，滑动变阻器电阻变大，输出功率变小，输入功率变小，根据 电流表示数将变小，C错误； D．若将二极管用导线短接，半波整流前后，有效值之比为,故输出功率加倍，输入功率不加倍，电流表示数也不加倍，D错误。 故选B。 6. 如图甲所示，A、B两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中通有电流，其电流随时间t的变化规律如图乙所示，不考虑其他磁场的影响。下列说法正确的是（　　） A. 时刻B环中感应电流最大 B. 和时刻，两环相互排斥 C. 和时刻，B环中产生的感应电流方向相同 D. 时刻，B环有扩张的趋势 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图像可知， t4时刻A环中电流为零，但电流变化率最大，此时B环中感应电流最大，A正确； BC．t2时刻A环中电流减小，由楞次定律可知，B环中产生与A环中方向相同的感应电流，t3时刻A环中电流减小，B环中产生与A方向相同的感应电流，因此t2和t3时刻，A、B两环都相互吸引，B环在这两个时刻电流方向相反，BC错误； D．t4时刻B环磁感应强度为0，面积无变化趋势，D错误。 故选A。 7. 某游乐园中过山车从倾斜轨道最高点无动力静止滑下后到水平直轨道停下，为保证安全，水平直轨道上安装有磁力刹车装置，其简化示意图如图所示。水平直轨道右侧与定值电阻R相连，虚线PQ的右侧有竖直向上的匀强磁场，左侧无磁场。过山车的磁力刹车装置可等效为一根金属棒ab，其从倾斜轨道上某一位置由静止释放，最终静止在水平轨道上某一位置，忽略摩擦力和空气阻力，水平轨道电阻不计，且与倾斜轨道平滑连接。下列关于金属棒ab运动过程中速率v、加速度大小a与运动时间t或运动路程s的关系图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】金属棒ab在倾斜轨道上受重力和支持力作用，加速度恒定不变，由知，速度随时间均匀增大，v-t图像的斜率不变，由知，速度v与运动路程s的关系图像为开口向右的抛物线，加速度随时间、随路程均不变；金属棒ab进入水平轨道后，切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力作用，由 知加速度与速度成正比反向，金属棒ab在水平轨道上做加速度减小的减速运动，v-t图像的斜率逐渐减小，因此加速度随时间变化的趋势与速率随时间变化的趋势相同，a-t图像的斜率也逐渐减小，在极短时间内，对金属棒ab由动量定理有 即，则速度随运动路程均匀减小，因此加速度随运动路程也均匀减小，v-s图像的斜率不变，a-s图像的斜率也不变。 故选D。 8. 如图所示，一根足够长的固定竖直绝缘杆，位于垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁场中。现有一个质量为、带电荷量的小球套在绝缘杆上从某点静止开始下滑，经过达到最大速度。已知小球与杆间的动摩擦因数为0.8，重力加速度为。则在小球加速下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的最大加速度为 B. 小球的最大速度为 C. 小球下降的高度为 D. 系统因摩擦生热为3J 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知，开始下滑时，小球速度为0，洛伦兹力为0，此时小球与杆间的摩擦力为0，小球只受重力，加速度最大，等于重力加速度，故A错误； B．根据题意可知，当小球速度最大时，加速度为0，则有 解得 故B正确； C．小球由静止开始下滑，到达到最大速度，由动量定理得 整理可得 解得 选项C错误； D．小球由静止开始下滑，到达到最大速度，由动能定理得 解得 则系统因摩擦生热为，故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡，D是理想二极管，L是带铁芯的线圈，其自感系数很大，直流电阻忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. S闭合瞬间，A不亮，B缓慢变亮 B. S闭合瞬间，A立即亮，B不亮 C. S断开瞬间，A闪亮一下，然后逐渐熄灭 D. S断开瞬间，B立即熄灭 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．开关S闭合时，灯泡A所在支路由于二极管的单向导电性而处于断路状态，所以灯泡A不会亮；由于线圈的自感作用，灯泡B逐渐亮起来，故A正确，B错误； CD．开关S断开瞬间，由于线圈的自感作用，线圈、二极管、灯泡A构成了一个闭合回路，自感电流的方向符合二极管的导通方向，所以灯泡A开始发光，随着自感电流减小，灯泡A熄灭，即灯泡A闪亮一下，然后逐渐熄灭；灯泡B则立即熄灭，故CD正确。 故选ACD。 10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好，现将此装置放置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环的直径在同一直线上，现使辐条以角速度绕O点逆时针匀速转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和环的边缘相接触，，开关S处于闭合状态，不计其他电阻，则下列判断正确的是（　　） A. 通过的电流方向自上而下 B. 感应电动势的大小为 C. 理想电压表的示数为 D. 理想电流表的示数为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，通过定值电阻的电流方向为自下而上，故A错误； B．导体棒旋转切割产生的电动势为 故B正确； C．理想电压表的示数为 代入题中数据，联立解得 故C正确； D．理想电流表的示数为 联立以上解得 故D错误。 故选BC。 11. 如图甲所示，电磁铁由直流电源、滑动变阻器、保护电阻、线圈、铁芯和开关组成。为测量电磁铁气隙中的磁感应强度，将厚度为的霍尔片置于其中，放大图如图乙所示。开关闭合后，给霍尔片通以沿方向的恒定电流，数字毫伏表就可显示侧面、两点间的霍尔电压，则（　　） A. 电磁铁气隙中磁场的磁感应强度方向向上 B. 、电势高低与霍尔片中自由电荷电性无关 C. 增大霍尔片厚度，变小 D. 称为霍尔元件的灵敏度，为提高检测灵敏度，可以增大通过霍尔片的恒定电流I 【答案】CD 【解析】 【详解】A．从上往下看，线圈中电流方向为逆时针，根据安培定则可知，电磁铁气隙中磁场的磁感应强度方向向下，故A错误； B．若载流子为正电荷，由左手定则可知，正电荷向偏转，电势更高；若载流子为负电荷，负电荷同样向​偏转，电势更高，因此、的电势高低和自由电荷电性有关，故B错误； C．当霍尔电压稳定时，洛伦兹力与电场力平衡 ，则有 其中d为 间距；根据电流的微观表达式  联立解得 可知增大霍尔片厚度，变小，故C正确； D．称为霍尔元件的灵敏度，根据，可得 可知为提高检测灵敏度，可以增大通过霍尔片的恒定电流，故D正确。 故选CD。 12. 如图甲所示，在光滑水平面上用恒力拉质量为的单匝均匀正方形铜线框，在1位置以速度进入匀强磁场时开始计时，此时线框中感应电动势为，在时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场，此过程中图像如图乙所示，那么（　　） A. 刚进入磁场瞬间线框右侧边的两端间电势差为 B. 恒力的大小为 C. 线框从位置1到位置2的过程中，通过导线横截面的电荷量为4.5C D. 线框完全离开磁场瞬间的速度大小为2m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意可知刚进入磁场瞬间，电动势为，线框右侧边MN的两端电压为外电压，则有，故A错误； B．由图乙可知在内，线框做匀加速运动，根据牛顿第二定律可得 由图乙可得加速度大小为 解得恒力的大小为，故B错误； C．时刻，有 解得 线框从位置1到位置2的过程中，根据动量定理可得 其中，，解得通过导线横截面的电荷量为，故C正确； D．由图乙可知，在时刻线框到达2位置开始离开匀强磁场时与线框进入时速度相同，则线框出磁场与进磁场运动情况完全相同，可知线框完全离开磁场瞬间的速度大小与时刻的速度大小相等，即为2m/s，故D正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组的同学探究影响感应电流方向的因素，请回答下列问题： （1）如图甲，将条形磁铁（S极向下）迅速插入螺线管时，发现电流计G的指针向右偏转，螺线管的绕线方向如图乙，螺线管中感应电流产生的磁场方向_____（选填“向下”或“向上”），可以得出所用电流计的指针偏转方向与电流方向的关系为：当电流从_____（选填“+”或“-”）接线柱流入电流计G时，指针向右偏转。 （2）若磁铁插入的速度越大，电流计G的指针偏转的幅度_____（选填“越大”“越小”或“不变”），若调转磁极，N极向下，并迅速插入螺线管，则电流计G的指针向_____（选填“左”或“右”）偏转。 （3）如图丙，若用发光二极管代替电流计进行实验，将条形磁铁极向下插入螺线管，发现发光二极管_____（选填“”或“”）短暂发光。 【答案】（1） ①. 向下 ②. + （2） ①. 越大 ②. 左 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]将条形磁铁S极向下插入螺线管时，由楞次定律可知，螺线管中感应电流产生的磁场方向向下，根据右手螺旋定则可知，感应电流从“+”接线柱流入电流计，可以得出当电流从“+”接线柱流入电流计G时，指针向右偏转。 【小问2详解】 [1][2]磁铁插入的速度越大，穿过螺线管的磁通量变化率越大，产生的感应电动势越大，则感应电流越大，电流计指针偏转幅度越大，若调转磁极，N极向下，并迅速插入螺线管，由楞次定律可知，感应电流的磁场反向，感应电流也反向，指针向左偏转。 【小问3详解】 将条形磁铁极向下插入螺线管，则穿过螺线管的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从A经螺线管到B，发现发光二极管短暂发光。 14. 小华同学做了探究变压器线圈两端的电压与匝数关系的实验，请回答以下问题： （1）本实验中需要测量电压，则在如图所示的器材中，应______。 A. 选甲图中的器材 B. 选乙图中的器材 C. 都可以选 D. 都不能选 （2）小华在做本实验时，选择的原线圈为100匝，副线圈为200匝；他将原线圈接入学生电源中的交流电压“6V”挡位，用合适的电表测量出副线圈的电压为13V，则下列叙述可能符合实际情况的一项是______。 A. 变压器的铁芯没有闭合 B. 电压的测量出了问题 C. 副线圈实际匝数与标注的“200”不符，应该小于200匝 D. 学生电源实际输出电压大于标注的“6V” （3）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表。 1.60 2.50 3.70 4.60 3.70 5.30 7.60 9.70 根据测量数据可判断连接电源的线圈是______（选填“”或“”）。 【答案】（1）A （2）D （3） 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，甲图是多用电表，而乙图是电压表，实验需要测量交流电压，因此选用甲图器材，故A正确；BCD错误。 故选A。 【小问2详解】 A．根据理想变压器的原副线圈的电压与其匝数关系 可知若变压器的铁芯没有闭合，则得出副线圈的电压小于12V，故A错误； B．若是电压的测量出了问题，应该是小于12V，不应该大于12V，故B错误； C．副线圈实际匝数与标注的“200”不符，若小于200匝，由以上公式可知，副线圈的电压小于12V，故C错误； D．若学生电源实际输出电压大于标注的“6V”，由以上公式可知，副线圈的电压可能为，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 根据题意，电压比与匝数比不相等，可知该变压器为非理想变压器，考虑到变压器有漏磁，铁芯发热，导线发热等因素影响，判断出为原线圈上电压大小，则接电源的是。 15. 如图甲所示，水平面内两导轨平行放置，间距L=0.5m，左端接有电动势E=12V的电源。质量m=0.1kg的金属棒MN垂直放置在导轨上，与导轨接触良好并始终保持静止。导轨间有一方向与水平面夹角、垂直金属棒斜向右上方的匀强磁场，磁感应强度B=0.25T。电路中的总电阻R=3Ω，取重力加速度，，求： （1）金属棒中安培力F的大小，并在图乙中画出F的示意图； （2）导轨对金属棒的支持力N的大小； （3）金属棒所受摩擦力f的大小和方向。 【答案】（1）答案见解析 （2）0.6N （3）0.3N，方向水平向右 【解析】 【小问1详解】 由题意，根据左手定则可画出导体棒所受安培力如图所示 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律有， 解得 导体棒在竖直方向上，由平衡条件有 解得导轨对金属棒的支持力 【小问3详解】 导体棒在水平方向上，由平衡条件有 解得金属棒所受摩擦力，方向水平向右 16. “绿水青山就是金山银山”，开发和利用清洁型新能源将成为未来的趋势。某校利用太阳 能光伏发电系统为学校提供日常生活用电，如图所示，有一台内阻为 1 Ω的太阳能发电机，通过 短距离输电线路给学校提供照明用电，已知其升压变压器匝数比为 1∶20，降压变压器匝数比为10∶1，输电线的总电阻为 R=50 Ω，全校共 22 个班，每班有“220 V 40W”日光灯 10 盏，若 全部日光灯都正常发光，试求： （1）发电机输出功率为多大； （2）发电机产生的电动势为多大。 【答案】（1）9600W；（2）200V 【解析】 【分析】 【详解】（1）发电机的输出功率 P出=nP灯＋I22R 而 I2=I3=I1=nI灯=×22×10× A=4 A 所以 P出=22×10×40W＋42×50 W=9 600 W （2）因为 E=U1＋I1r r为发电机的内阻 U1=U2 U3=10U4 U2=10U4＋I2R=10×220 V＋4×50 V=2 400 V I1=20 I2 所以 E=120 V＋80×1 V=200V 17. 如图所示，两根足够长且电阻不计的光滑金属导轨固定在水平桌面上，间距。在轨道上有两根质量分别为、，接入电路电阻分别为、的导体棒a和b，在轨道区域内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。现给导体棒a一个向右的、大小为的初速度，两导体棒在运动过程中始终保持与导轨垂直，且两导体棒未相碰，。求： （1）流经导体棒b的最大电流； （2）从开始运动到两棒相距最近的过程中，流经b的电荷量； （3）从开始运动到两棒相距最近的过程中，导体棒a上产生的焦耳热； （4）当导体棒a的速度大小为时，b的加速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）给导体棒a一个向右的初速度的瞬间流经导体棒b的电流最大为 （2）两棒共速时相距最近，设共同速度为，对两导体棒整体根据动量守恒有 解得 从开始到共速时间内对导体棒b根据动量定理有 解得 （3）根据能量守恒，从开始运动到两棒相距最近的过程中，回路中的总焦耳热为 根据电路规律可知导体棒a上产生的焦耳热为 联立解得 （4）当导体棒a的速度大小为时，根据动量守恒有 解得 故此时电路中的总电动势为 导体棒b此时受到的安培力为 ， b的加速度大小为 联立解得 18. 在现代科学技术研究中，经常利用电磁场来控制带电离子的运动轨迹。如图，在平面直角坐标系的轴负半轴上，有一个线状离子源（点分别为上、下端点，点为中点），长度为，可均匀地向第四象限发射质量为、电荷量为的同种带正电离子，这些正离子的初速度大小均为，方向均与轴负方向成角。第四象限内，轴和间存在沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为（未知），的右侧存在一个圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为（未知），磁场边界和轴分别相切与点，点的坐标为（2L，0）。第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，电场强度大小。线状离子源上点发射的离子经电场偏转后，恰好沿着轴正方向从点进入磁场，经磁场偏转后从点进入第一象限。不计离子的重力和离子间的相互作用，求： （1）电场强度大小和磁感应强度大小； （2）所有离子首次穿过轴以后，再次回到轴上的坐标范围； （3）若其他条件不变，在轴上方再叠加一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，则从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为多少? 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 点发射的离子在电场中做类斜抛运动，离子从点到点 因为 联立解得 点发射的离子，以沿着轴正方向从点进入圆形磁场区域，从点离开根据几何关系，该离子在磁场中运动的半径为 洛伦兹力提供向心力，则有 解得 【小问2详解】 由于线状离子源发射的所有离子的速度大小相等、方向相同，所以这些离子离开电场时，速度方向均沿轴的正方向，且每个离子在电场中沿竖直方向的位移均为 离子进入圆形磁场区域的速度大小均为 所以所有离子做圆周运动的半径均等于圆形磁场的半径，属于磁聚焦模型，所有离子从圆与轴的切点进入第一象限轨迹如图所示 根据几何关系可得，从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正方向成，从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正半轴成，设离子从点进入第一象限时，与轴正方向成角，离子首次穿过轴以后，经过时间，再次回到轴，在竖直方向上有 则 因为 在水平方向上 因为 联立解得 （其中） 当分别等于、时，离子再次回到轴离点最远所以的坐标范围为。 【小问3详解】 从点射出的离子，从点进入第一象限时与轴正方向成，将该离子速度分解出一个沿着轴正方向的速度，使得 可得 则另一分速度与轴负方向的夹角也为，大小为，可得 以此速度做圆周运动的半径 从点射出的离子在第一象限运动时，离轴的最远距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $