精品解析：福建泉州第五中学2025-2026学年高二下学期物理期中模拟考（二）

泉州五中2025-2026学年高二下物理期中模拟考（二） 时间：90分钟 班级：______；座号：______；姓名：______； 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求。 1. “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波在任何介质中传播速度均为3×108 m/s B. 法拉第实验证实电磁波存在 C. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场 D. 红外线的波长比紫外线大 2. 如图为探究电磁感应的实验装置，小磁铁（N极朝上）在螺线管正上方由静止释放，小磁铁靠近、通过和远离螺线管的过程中，电流传感器和电压传感器示数都会变化。正确的是（　　） A. 小磁铁靠近螺线管的过程中，电流传感器中的电流由a到b B. 小磁铁远离螺线管的过程中，机械能不变 C. 小磁铁恰好运动到螺线管中央位置时，电压传感器示数最大 D. 小磁铁下落过程中重力势能减小量等于闭合回路中的电能 3. 图示电路中，灯泡、的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略不计，电源的电动势为E、内阻为r。下列说法正确的是（　　） A. S闭合电路稳定后，变亮 B. S闭合后的瞬间，先亮，逐渐变亮，最后它们一样亮 C. S断开后的瞬间，通过的电流方向从a到b D. S断开后，慢慢熄灭 4. 如图所示，两根相距为的平行金属导轨与水平方向的夹角为，两导轨右下端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为、长为的导体棒，导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，闭合开关，调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流方向相同，大小为和时，导体棒均恰好静止。已知重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　） A. 端为电源的负极 B. 匀强磁场的磁感应强度 C. 当通过导体棒的电流为时，导体棒受到的摩擦力沿斜面向上 D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数 5. 通过变压器给用户供电的原理图如图所示。理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈和副线圈输电线的电阻分别用和表示，且，a、b端输入电压不变，电压表均为理想电表。当并入电路的用电器逐渐增加时，下列判断正确的是（　　） A. 电压表的读数保持不变 B. 电压表的读数逐渐变小 C. 电压表与的读数之比保持不变 D. 变压器的输出功率不变 6. 如图所示，在光滑的绝缘水平面上，三条相互平行、间距为d的虚线间存在图示方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一直角三角形导体框放在水平面上，AB边与虚线平行，BC边长度为d，刚开始导体框的C点刚好在最左侧的虚线上。现给导体框施加一水平向右的外力F，使导体框向右做匀速直线运动。关于运动过程中产生的感应电流I的大小、感应电动势E的大小、外力F的大小以及外力功率P的大小随位移的变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7. 如图所示，图甲为质谱仪的原理图，图乙为磁流体发电机的原理图，图丙为回旋加速器的原理图，图丁为洛伦兹力演示仪的原理图。下列说法中正确的是（　　） A. 在图甲中，比荷为的粒子在质谱仪B2区域中运动的半径为 B. 在图乙中，将一束等离子体喷入磁场中，A、B板间产生电势差，B板电势更高 C. 在图丙中，狭缝中所接的交流电压越大，带电粒子最终获得的最大动能越大 D. 在图丁中，仅减小通过励磁线圈的电流，则电子的运动半径减小 8. 如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A. 发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B. 电流表的示数为10A，电压表的示数为110V C. 0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为 D. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零 9. 如图所示，水平面内边长为a的正三角形ABC区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在ABC区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．M为AB边上的一个离子源，能够沿垂直于AB方向向三角形区域内发射速度为v的带电粒子。已知，带电粒子的比荷均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为a B. 粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为 C. 粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为 D. 经时间粒子可能回到M点 10. 如图所示，质量为m的“U”形光滑导轨放在光滑绝缘的水平面上，导轨间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨足够长且电阻不计，质量为m的金属棒垂直放在导轨上，金属棒接入电路的电阻为R，用大小为F的水平恒力作用在金属棒上，使金属棒向右运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直并接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 导轨运动的最大加速度为 B. 回路中的最大电流为 C. 当回路中的电流恒定瞬间撤去F，导轨和金属棒最终均会停下来 D. 当回路中的电流恒定瞬间撤去F，此后金属棒中产生的总焦耳热为 三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。 11. 如图所示为电子通过两个匀强磁场区域的路径，两个区域的磁感应强度分别为和。电子在每个区域内的轨迹都是半圆，则：两区域内的磁场方向____（填“相同”或“相反”），电子在区域运动的时间和在区域运动的时间相比，___（填“>”、“=”或“<”）。 12. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，bc边长为l，∠a=30°，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，则它们之间的大小关系为_________，一个周期内金属框产生的焦耳热为_________。 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 （1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的______（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 （2）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性______。 （3）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接______； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是______。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 14. 实验课上同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图， （1）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B. 实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C. 绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线细一些好 （2）用匝数和的两线圈进行实验，分别测得两端电压为和，记录于下表。下列说法正确的是（　　） 1.02 2.20 3.24 4.28 5.36 2.12 4.52 6.64 8.78 11.02 A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈 C. 实验中采用低压直流电源 D. 若用多用电表测量，选择开关应调至交流电压挡 （3）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成__________（选填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的“铜损”和“铁损”导致原线圈与副线圈的电压之比一般__________（选填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。 （4）某同学将两个线圈按图丙方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图丁所示，上层线圈与示波器相连，则示波器上显示的波形为（　　）。 A. B. C. 15. 如图所示，面积为，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴（）匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻。电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或表示。求： （1）线圈中感应电动势的最大值和有效值； （2）当原、副线圈匝数比为时，电阻R上消耗的功率。 16. 如图所示xOy平面内，虚线y=h上方存在垂直平面向外的匀强磁场、下方存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为+q的带电粒子从P（2h，h）点以速度大小v0、方向与x轴正方向间的夹角θ=45°射入磁场。一段时间后，粒子第1次从虚线上的Q（0，h）点进入电场，在电场中的运动恰好不通过x轴，粒子重力不计。求： （1）磁场的磁感应强度大小B； （2）粒子从P点射入至第2次经过虚线所用的时间t； 17. 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50匝线圈的两端连接，线圈所在区域有与线圈轴线平行，大小随时间均匀变化的匀强磁场，开关S闭合后，质量为、电阻值为的金属棒ab恰能保持静止。断开开关后金属棒下落2m时恰好达到最大速度。金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。求： （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； （2）金属棒ab下落过程中能达到的最大动量的大小； （3）金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热和所用时间。 18. 如图a所示，超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。已知水平面上固定着两根金属导轨MN、PQ，两导轨的间距为L。质量为m的运输车下方固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。不考虑摩擦及空气阻力。 （1）当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图b所示。（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象） a、求刚接通电源时回路内的干路电流； b、求刚接通电源时运输车的加速度大小。 （2）当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度从如图c通过距离D后的速度。 （3）当运输车进站时，运输车以速度减速直至停下的过程中行进的距离为nD，则n为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泉州五中2025-2026学年高二下物理期中模拟考（二） 时间：90分钟 班级：______；座号：______；姓名：______； 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一项符合题目要求。 1. “中国天眼”位于贵州的大山深处，是500m口径球面射电望远镜。它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A. 电磁波在任何介质中传播速度均为3×108 m/s B. 法拉第实验证实电磁波存在 C. 麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场 D. 红外线的波长比紫外线大 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁波仅在真空中的传播速度为，在介质中传播速度为 其中为介质折射率，，故在介质中传播速度小于，A错误； B．赫兹通过实验证实了电磁波的存在，法拉第的核心贡献是发现电磁感应现象，B错误； C．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场会激发出恒定的磁场，而非变化的磁场，C错误； D．按电磁波谱波长从长到短的排序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线，可知红外线波长比紫外线大，D正确。 故选D。 2. 如图为探究电磁感应的实验装置，小磁铁（N极朝上）在螺线管正上方由静止释放，小磁铁靠近、通过和远离螺线管的过程中，电流传感器和电压传感器示数都会变化。正确的是（　　） A. 小磁铁靠近螺线管的过程中，电流传感器中的电流由a到b B. 小磁铁远离螺线管的过程中，机械能不变 C. 小磁铁恰好运动到螺线管中央位置时，电压传感器示数最大 D. 小磁铁下落过程中重力势能减小量等于闭合回路中的电能 【答案】A 【解析】 【详解】A．小磁铁N极朝上、S极朝下，当小磁铁靠近螺线管时，穿过螺线管向上的磁通量增加；根据楞次定律，感应电流的磁场会阻碍磁通量增加，因此感应磁场方向向下；结合右手螺旋定则可判断，电流传感器中电流方向为，故A正确； B．小磁铁远离螺线管时，螺线管产生感应电流，安培力阻碍小磁铁的相对运动，安培力对小磁铁做负功，小磁铁机械能转化为电能，机械能减小，故B错误； C．小磁铁运动到螺线管中央位置时，穿过螺线管的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势为0，因此电压传感器示数为0，并非最大，故C错误； D．根据能量守恒，小磁铁下落过程中，重力势能的减小量一部分转化为小磁铁的动能，另一部分转化为闭合回路的电能，因此重力势能减小量大于回路电能，故D错误。 故选A。 3. 图示电路中，灯泡、的规格相同，电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略不计，电源的电动势为E、内阻为r。下列说法正确的是（　　） A. S闭合电路稳定后，变亮 B. S闭合后的瞬间，先亮，逐渐变亮，最后它们一样亮 C. S断开后的瞬间，通过的电流方向从a到b D. S断开后，慢慢熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】A．电感线圈与灯泡并联，并联部分整体与串联，电路稳定后，线圈相当于导线会将短路，则熄灭，故A错误； B．闭合瞬间，自感电动势阻碍中电流增大，近似开路，电流同时流经、​，两灯同时发光；之后中电流逐渐增大，并联部分总电阻逐渐减小，总电流逐渐增大，​逐渐变亮，同时并联部分电压逐渐减小，因此逐渐变暗，最终熄灭，故B错误； C．电路稳定时，中电流方向为从下向上。断开后电源被切断，自感电动势阻碍中电流减小，维持原有方向的电流逐渐减小，、​形成闭合回路，因此​中电流方向为，故C正确； D．断开后，​变成断路，电流为0，则直接熄灭，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，两根相距为的平行金属导轨与水平方向的夹角为，两导轨右下端与滑动变阻器、电源、开关连接成闭合回路，在两导轨间轻放一根质量为、长为的导体棒，导轨间存在着垂直于导轨平面向下的匀强磁场，闭合开关，调节滑动变阻器，当通过导体棒的电流方向相同，大小为和时，导体棒均恰好静止。已知重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（　　） A. 端为电源的负极 B. 匀强磁场的磁感应强度 C. 当通过导体棒的电流为时，导体棒受到的摩擦力沿斜面向上 D. 导体棒与导轨间的动摩擦因数 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知，导体棒受到沿导轨向上的安培力，根据左手定则可知，导体棒中的电流方向由指向，则端为电源的正极，故A错误； B．根据平衡条件可得， 联立解得 故B正确； C．当通过导体棒的电流为时，安培力较大，则导体棒受的摩擦力沿斜面向下，故错误； D．由摩擦力的计算公式可知 可得 故D错误。 故选B。 5. 通过变压器给用户供电的原理图如图所示。理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈和副线圈输电线的电阻分别用和表示，且，a、b端输入电压不变，电压表均为理想电表。当并入电路的用电器逐渐增加时，下列判断正确的是（　　） A. 电压表的读数保持不变 B. 电压表的读数逐渐变小 C. 电压表与的读数之比保持不变 D. 变压器的输出功率不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据等效电源法可得 其中 当并入电路的用电器逐渐增加时，则减小，减小，而不变，则增大； 根据 可知减小，则电压表V1的读数减小，根据原副线圈电压、电流与匝数的关系可知，副线圈中电流增大，副线圈电压减小，而两端电压增大，故的示数减小，A错误，B正确； C．根据原副线圈电压与匝数的关系， 所以 由于增大，减小，则增大，减小，所以增大，C错误； D．由于， 所以 将看作电源等效内阻，根据等效电源法及电源的输出功率随外电路电阻变化的关系可知，减小，则外电路电阻减小，由于外电路电阻始终大于等效电源内阻，所以电源的输出功率增大，即变压器的输出功率逐渐变大，D错误。 故选B。 6. 如图所示，在光滑的绝缘水平面上，三条相互平行、间距为d的虚线间存在图示方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，一直角三角形导体框放在水平面上，AB边与虚线平行，BC边长度为d，刚开始导体框的C点刚好在最左侧的虚线上。现给导体框施加一水平向右的外力F，使导体框向右做匀速直线运动。关于运动过程中产生的感应电流I的大小、感应电动势E的大小、外力F的大小以及外力功率P的大小随位移的变化规律正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设，磁感应强度为，导体框的速度为v。 A．导体框向右运动的位移在0~d的过程中，导体框中的感应电流为 可知与成正比，图像是一条过原点的倾斜直线；当时感应电流的最大值为 当导体框向右运动的位移在d-2d的过程中，导体框中的感应电流为 可知与成正比，图像是一条倾斜的直线；当时感应电流的最大值为 导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中，导体框中的感应电流为 可知与成正比，图像是一条倾斜直线；当时感应电流的最大值为，故A错误； B．导体框向右运动的位移在0~d的过程中，从0开始向右移动的位移为，根据几何关系可得有效长度 导体框产生的感应电动势为 可知与成正比，图像是一条过原点的倾斜直线；当时感应电动势的最大值为 导体框向右运动的位移在d-2d的过程中，从d开始向右移动的位移为，根据几何关系可得线框在左边磁场的有效长度为 产生的感应电动势大小为 根据几何关系，可得线框在右边磁场的有效长度为 产生的感应电动势大小为 根据右手定则可知，两个电源产生的电流方向相同，两个电源相互叠加增强，则总的电动势为 可知与成正比，图像是一条的倾斜直线；当时感应电动势的最大值为 导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中，从2d开始向右移动的位移，根据几何关系可得线框的有效长度为 导体框产生的感应电动势为 可知与成正比，图像是一条倾斜的直线；当时感应电动势的最大值为，故B正确； C．导体框向右运动的位移在0~d的过程中，导体框所受的安培力大小为 由力的平衡条件得外力的大小为 可知与成正比，图像是一条过原点的开口向上的曲线；当时外力的最大值为 当导体框向右运动的位移在d-2d的过程中，导体框所受的安培力大小为 由力的平衡条件得外力的大小为 可知与成正比，图像是一条过开口向上的曲线；当时外力的最大值为 导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中，导体框所受的安培力大小为 由力的平衡条件得外力的大小为 可知与成正比，图像是一条曲线；当时外力的最大值为，故C错误； D．导体框向右运动的位移在0~d的过程中，外力F的功率为 可知与成正比，图像是一条过原点的抛物线；当时外力的功率最大值为 当导体框向右运动的位移在d-2d的过程中，力F的功率为 可知与成正比，图像是一条抛物线；当时外力的功率最大值为 导体框向右运动的位移在2d~3d 的过程中，外力F的功率为 可知与成正比，图像是一条过原点的抛物线；当时外力的功率最大值为，故D错误。 故选B。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 7. 如图所示，图甲为质谱仪的原理图，图乙为磁流体发电机的原理图，图丙为回旋加速器的原理图，图丁为洛伦兹力演示仪的原理图。下列说法中正确的是（　　） A. 在图甲中，比荷为的粒子在质谱仪B2区域中运动的半径为 B. 在图乙中，将一束等离子体喷入磁场中，A、B板间产生电势差，B板电势更高 C. 在图丙中，狭缝中所接的交流电压越大，带电粒子最终获得的最大动能越大 D. 在图丁中，仅减小通过励磁线圈的电流，则电子的运动半径减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．粒子经电场加速，有 经过速度选择器，有 在B2磁场中运动时，有 联立解得，故A错误； B．将一束等离子体喷入磁场，由左手定则得，正离子向下偏转，负离子向上偏转，A、B两板会产生电势差，且B板电势高，故B正确； C．当粒子的运动半径等于D形盒子半径时，速度达到最大，动能最大，则， 解得 由此可知，最大动能与所接的交流电压无关，故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力 可得 若仅减小通过励磁线圈的电流，则磁感应强度减小，电子的运动半径变大，故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值，则下列说法正确的是（　　） A. 发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B. 电流表的示数为10A，电压表的示数为110V C. 0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为 D. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零 【答案】CD 【解析】 【详解】A．已知单匝线圈内阻，外电阻，由图乙得电动势最大值，周期，电动势有效值 角速度 转速 不是，故A错误； B．电流表、电压表示数均为有效值。电路电流有效值 电流表示数为。电压表测的电压， 不是，故B错误； C．电荷量 由，得 为半个周期，初始时，线圈在中性面，末态线圈位于另一侧中性面，磁通量变化量大小 代入得，故C正确； D．时，线圈完成一个周期转动，回到初始中性面位置，此时电动势，由法拉第电磁感应定律 得 即穿过线圈的磁通量变化率为零，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，水平面内边长为a的正三角形ABC区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在ABC区域外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B．M为AB边上的一个离子源，能够沿垂直于AB方向向三角形区域内发射速度为v的带电粒子。已知，带电粒子的比荷均为，不计粒子的重力及粒子间相互作用，则（　　） A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径为a B. 粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为 C. 粒子回到M点时，粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比可能为 D. 经时间粒子可能回到M点 【答案】BD 【解析】 【详解】A． 洛伦兹力提供向心力​ 得轨道半径​ 代入已知​ 得​，故A错误； BC．若粒子带负电，则轨迹圆心在A点，之后轨迹如图所示 在三角形区域内轨迹圆心角为，运动时间为 在三角形区域外轨迹圆心角为，运动时间为 粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比为 若粒子带正电，则轨迹圆心在AB中点，之后轨迹如图所示 在三角形区域内轨迹圆心角为，运动时间为 在三角形区域外轨迹圆心角为，运动时间为 粒子在三角形区域内与三角形区域外运动的时间之比为 综上可得，时间之比为或，故B正确，C错误； D．由之前分析时间为，可能为或，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，质量为m的“U”形光滑导轨放在光滑绝缘的水平面上，导轨间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨足够长且电阻不计，质量为m的金属棒垂直放在导轨上，金属棒接入电路的电阻为R，用大小为F的水平恒力作用在金属棒上，使金属棒向右运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直并接触良好，则下列说法正确的是（　　） A. 导轨运动的最大加速度为 B. 回路中的最大电流为 C. 当回路中的电流恒定瞬间撤去F，导轨和金属棒最终均会停下来 D. 当回路中的电流恒定瞬间撤去F，此后金属棒中产生的总焦耳热为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．导体棒与导轨受力情况如图 开始时导体棒速度较小，则安培力较小，导轨的加速度较小，最终当导轨和导体棒速度差最大时，安培力最大，此时导轨和导体棒的加速度相等且恒定，对整体由牛顿第二定律 可得导轨最大加速度为 对导轨B 故A错误；B正确； C．撤去F前，导轨和金属棒均有速度且不相等，又导轨放在光滑绝缘的水平面上，撤去F后动量守恒，导轨和金属棒最终具有共同速度，不会停下来，故C错误； D．回路中的电流恒定时有 根据法拉第电磁感应定律有 撤去拉力，导体棒和金属框组成的系统动量守恒，当二者共速时，不再产生电磁感应，此过程有 拉力撤去后回路中产生的焦耳热为 联立解得 故D正确。 故选BD。 三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。 11. 如图所示为电子通过两个匀强磁场区域的路径，两个区域的磁感应强度分别为和。电子在每个区域内的轨迹都是半圆，则：两区域内的磁场方向____（填“相同”或“相反”），电子在区域运动的时间和在区域运动的时间相比，___（填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 ①. 相反 ②. < 【解析】 【详解】[1] 电子带负电，根据左手定则：洛伦兹力指向轨迹的凹侧（圆心方向），电子在两个磁场中偏转方向相反，且进入磁场时速度方向相反，可推得两个区域的磁场方向相反。 [2]电子在两个区域速度大小相等，在区域运动路程更远，则时间更长，故。 12. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，bc边长为l，∠a=30°，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，则它们之间的大小关系为_________，一个周期内金属框产生的焦耳热为_________。 【答案】 ①. ②. 0 【解析】 【详解】[1]对ac边进行研究，由右手定则可知，感应电流从a流向c，故c点电势高，即 对bc边进行研究，由右手定则可知，感应电流从b流向c，故c点电势高，即 由题意可得 所以 a、b、c三点的电势关系为 [2]由于整个线框的磁通量变化量为零，故金属框中无电流，所以一个周期内金属框产生的焦耳热为0。 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，请回答下列问题。 （1）为弄清灵敏电流表指针摆动方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究。某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的______（选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”、“交流电流”或“交流电压”）挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动。 （2）实验中，该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁铁的极性______。 （3）另一位同学利用图乙所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向。在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路。 ①请用实线作为导线从箭头1和2处开始完成其余部分电路的连接______； ②将L1插入L2后，下列实验操作产生的感应电流与合上开关时产生的感应电流方向相同的是______。 A．闭合开关，稳定后拔出软铁棒 B．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P右移 C．闭合开关，稳定后使变阻器滑片P左移 D．闭合开关，稳定后断开开关 【答案】（1）欧姆 （2） （3） ①. ②. C 【解析】 【小问1详解】 欧姆表内部含有直流电源，所以应选用多用电表的欧姆挡，对灵敏电流表进行测试。 【小问2详解】 电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱流入电流表，感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可知，原磁场方向向上，故插入的磁铁下端为S极，如图所示 【小问3详解】 [1]将线圈L2与电流计串联形成回路，将电源、开关、滑动变阻器、线圈L1串联形成另一个回路，实物图如图所示 [2]AD．根据题意，闭合开关时，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，而拔出软铁棒、断开开关S，穿过线圈L2的磁通量均减小，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，故AD错误； BC．当使滑动变阻器滑片P左移，电流增大，穿过线圈L2的磁通量增大，产生的感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，故B错误，C正确。 故选C。 14. 实验课上同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图， （1）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B. 实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C. 绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线细一些好 （2）用匝数和的两线圈进行实验，分别测得两端电压为和，记录于下表。下列说法正确的是（　　） 1.02 2.20 3.24 4.28 5.36 2.12 4.52 6.64 8.78 11.02 A. 与对应的是副线圈 B. 与对应的是副线圈 C. 实验中采用低压直流电源 D. 若用多用电表测量，选择开关应调至交流电压挡 （3）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成__________（选填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的“铜损”和“铁损”导致原线圈与副线圈的电压之比一般__________（选填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。 （4）某同学将两个线圈按图丙方式上下叠放。下层线圈输入电压信号如图丁所示，上层线圈与示波器相连，则示波器上显示的波形为（　　）。 A. B. C. 【答案】（1）B （2）AD （3） ①. 正比 ②. 大于 （4）C 【解析】 【小问1详解】 A．变压器不改变交流电频率，原、副线圈电压频率相同，故A错误； B．探究电压比与匝数比的关系时，通过改变匝数、控制其他变量不变，使用了控制变量法，故B正确； C．降压变压器副线圈电流更大，为减小热损耗，副线圈导线应比原线圈更粗，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 AB．根据表格数据可得 ​ 若为理想变压器，由变压规律 ，若匝为副线圈，则 考虑到实际实验有损耗，一定会小于​，则匝不可能为副线圈，故 A正确，B错误； C．变压器的工作原理是电磁感应，需要用交流电源，故C错误； D．测量交流电压时多用电表需要调至交流电压挡，故D正确。 故选AD。 【小问3详解】 [1] 理想变压器的变压规律为 ，即原、副线圈电压与匝数成正比。 [2] 实际实验中存在铜损、铁损，副线圈实际电压 小于理想值，因此 ，即原副线圈电压比大于匝数比。 【小问4详解】 根据法拉第电磁感应定律  而 ​,因此  ​​ 输入为三角波，上升段 为正的恒定值，下降段 为负的恒定值，因此输出感应电动势为正负恒定的矩形（方波）. 故选C。 15. 如图所示，面积为，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴（）匀速转动，转动的角速度为，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻。电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，结果可用根号或表示。求： （1）线圈中感应电动势的最大值和有效值； （2）当原、副线圈匝数比为时，电阻R上消耗的功率。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 线圈中感应电动势的最大值为 感应电动势的有效值为 【小问2详解】 原线圈的输入电压有效值为 根据变压器电压比等于匝数比，可得电阻R两端的电压为 则电阻R上消耗的功率为 16. 如图所示xOy平面内，虚线y=h上方存在垂直平面向外的匀强磁场、下方存在沿y轴正方向的匀强电场。质量为m、电荷量为+q的带电粒子从P（2h，h）点以速度大小v0、方向与x轴正方向间的夹角θ=45°射入磁场。一段时间后，粒子第1次从虚线上的Q（0，h）点进入电场，在电场中的运动恰好不通过x轴，粒子重力不计。求： （1）磁场的磁感应强度大小B； （2）粒子从P点射入至第2次经过虚线所用的时间t； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 粒子轨迹如图 由几何关系得 粒子在磁场中做匀速圆周运动，则 解得 【小问2详解】 设粒子从P点射入至第2次经过虚线，在磁场中运动的时间为t1，则 在电场中运动的时间为t2，则竖直方向上有 则 粒子从P点射入至第2次经过虚线的时间 17. 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50匝线圈的两端连接，线圈所在区域有与线圈轴线平行，大小随时间均匀变化的匀强磁场，开关S闭合后，质量为、电阻值为的金属棒ab恰能保持静止。断开开关后金属棒下落2m时恰好达到最大速度。金属棒始终与导轨接触良好，其余部分电阻不计，g取。求： （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； （2）金属棒ab下落过程中能达到的最大动量的大小； （3）金属棒ab从开始下落到恰好运动至最大速度的过程中，金属棒产生的焦耳热和所用时间。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 开关闭合金属棒静止时，受力平衡，安培力等于重力，即 由法拉第电磁感应定律，线圈感应电动势 回路电流 联立可得 代入数值解得 【小问2详解】 断开开关后，金属棒达到最大速度时受力平衡，安培力等于重力 其中感应电流 联立得最大速度 最大动量 【小问3详解】 由能量守恒，得 解得总焦耳热 串联电路焦耳热与电阻成正比，金属棒的焦耳热 对金属棒下落过程，安培力的冲量大小为 由动量定理，得 代入得 代入数值解得 18. 如图a所示，超级高铁是一种以“真空管道运输”为理论核心设计的交通工具，它具有超高速、低能耗、无噪声、零污染等特点。已知水平面上固定着两根金属导轨MN、PQ，两导轨的间距为L。质量为m的运输车下方固定着间距为D、与导轨垂直的两根导体1和2，每根导体棒的电阻为R，每段长度为D的导轨的电阻也为R。其他电阻忽略不计，重力加速度为g。不考虑摩擦及空气阻力。 （1）当运输车由静止离站时，在导体棒2后间距为D处接通固定在导轨上电动势为E的直流电源，此时导体棒1、2均处于磁感应强度为B，垂直导轨平面向下的匀强磁场中，如图b所示。（电源内阻不计，不考虑电磁感应现象） a、求刚接通电源时回路内的干路电流； b、求刚接通电源时运输车的加速度大小。 （2）当运输车进站时，管道内依次分布磁感应强度为B，宽度为D的匀强磁场，且相邻的匀强磁场的方向相反。求运输车以速度从如图c通过距离D后的速度。 （3）当运输车进站时，运输车以速度减速直至停下的过程中行进的距离为nD，则n为多少？ 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据串并联电路有 闭合电路欧姆定律有 作用在导体棒1上的安培力 作用在导体棒2上的安培力 由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 当运输车运动过程中任意时刻速度为时，根据法拉第电磁感应定律，回路中感应电动势 回路中电流 则每根导体棒上安培力 由动量定理有 联立上式可得 当时，解得 【小问3详解】 根据（2）分析可知，运输车运动过程中，动量定理可得 根据题意小车停下来，即，联立解得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $