精品解析：山东菏泽市2025-2026学年高二下学期期中物理试题（B）

高二物理试题（B） 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 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. 有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘的边缘，但并不与铜盘接触，如图所示，铜盘就能在较短的时间内停止。关于该实验现象，下列说法正确的是（ ） A. 铜盘的转动不受磁铁的影响 B. 由于磁铁的影响，铜盘会反向转动 C. 对调蹄形磁铁磁极的位置，实验现象也相同 D. 通过铜盘的磁通量不变，因此不会产生感应电流 2. 如图所示，导线MN固定并与电源连接，一矩形线框ABCD放在导线MN右侧的光滑水平面上，其中边AB与导线MN靠近并互相平行。在闭合开关S时，下列说法正确的是（ ） A. 若电源a端为正极，线框将向右运动 B. 若电源a端为正极，线框面积有扩张的趋势 C. 若电源b端为正极，线框将向左运动 D. 若电源b端为正极，线框面积有扩张的趋势 3. 有A、B、C三条导线，它们与大地之间的电压随时间变化的规律如图所示。下列关于这三个电压的有效值与频率判断正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于、，导线中通以沿轴负方向的电流，在空间加一匀强磁场，当导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。下列说法正确的是（ ） A. 所加磁场的磁感应强度最小值为，方向沿悬线斜向上 B. 所加磁场的磁感应强度最小值为，方向沿轴正方向 C. 若所加磁场沿轴负方向，则磁感应强度大小为 D. 若所加磁场沿轴负方向，则磁感应强度大小为 5. 如图所示，两块平行金属板构成的电容器置于不导电液体中，先将开关拨到给电容器充电，再将开关拨到，使电容器与线圈组成振荡电路。下列说法中正确的是（ ） A. 开关从拨到瞬间，流过线圈中的电流达到峰值 B. 开关拨到之后，振荡电路中的磁场能一直增加 C. 开关拨到之后，电容器的电荷量一直减小 D. 若不导电液体液面下降少许，则电路的振荡频率增大 6. 如图所示的电路中，A、B、C为三个相同的灯泡，为电感线圈，且的直流电阻值小于电阻的阻值，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关时，A和B都逐渐亮，C立即亮 B. 闭合开关时，A、B、C都立即亮，稳定后A、B亮度相同 C. 断开开关时，A逐渐熄灭，B闪亮一下再熄灭，C立即熄灭 D. 断开开关时，A和B都闪亮一下再熄灭，C立即熄灭 7. 利用霍尔效应制作的霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示，将一长度为、宽度为、厚度为的金属导体置于竖直向上的匀强磁场中，磁场方向垂直于金属导体的上下表面，有自左向右的电流通过导体时，在前后两个侧面间会产生电势差，称为霍尔电压，这一现象称为霍尔效应。下列说法正确的是（ ） A. 前表面电势高于后表面电势 B. 仅增大电流时，霍尔电压可能不变 C. 仅增大宽度时，霍尔电压会变大 D. 仅增大厚度时，霍尔电压会变小 8. 如图所示，直角边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为L的正方形导线框abcd与三角形ABC在同一平面内，且bc边和BC边在同一直线上。使线框abcd向右匀速运动通过磁场区域，规定顺时针方向为感应电流的正方向，从线框刚进入磁场开始，线框中电流i随位移x变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 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. 如图所示为一个半径为r的固定金属圆环，电阻为R，金属圆环有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导体棒MN绕圆环的圆心O点沿顺时针方向匀速转动，转动的角速度为ω，导体棒长度为2r，两端M、N始终与圆环接触良好，导体棒MN的电阻为R，在导体棒转一圈的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒中电流方向始终由N到M B. 导体棒产生的电动势大小始终为 C. 导体棒两端的电压大小始终为 D. 导体棒中产生的热量为 10. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。供电线路的输入电压是市区电网的电压，负载变化时供电线路的输入电压不变。与变压器原线圈串联的保护电阻为，变压器的输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当用户的用电器增加时，下列关于图中各表的读数变化情况判断正确的是（ ） A. A1示数变大，A2示数变大 B. A1示数变大，A2示数变小 C. V1示数变小，V2示数变小，V₃示数变小 D. V1示数变小，V2示数变大，V₃示数变小 11. 如图所示，半径为的圆形区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，点有一离子源，释放大量电荷量为、质量为的带电粒子，粒子在纸面内从点以相同的速率沿各个方向射入磁场，不计粒子重力，其中正对圆心射入磁场的粒子通过磁场区域后速度方向偏转了。下列说法正确的是（ ） A. 磁场的磁感应强度大小为 B. 正对圆心射入的粒子在磁场中运动的时间为 C. 出磁场时离点最远的粒子在磁场中运动的时间为 D. 所有粒子中出磁场时与点的最远距离为 12. 如图甲所示，固定的光滑平行导轨与水平面的夹角为，导轨足够长且间距为0.5m，底端接有阻值为的电阻，整个装置处于垂直于导轨斜向上的匀强磁场中，一质量为、电阻为、长度也为的导体棒在沿导轨向上的拉力作用下由静止开始运动，拉力与导体棒运动时间的关系如图乙所示。导轨电阻不计，重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 金属棒的加速度大小为 C. 过程中通过电阻的电荷量为 D. 当时，拉力的功率为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组用图甲中的器材，探究电磁感应现象及影响感应电流方向的因素。 （1）在甲图中，请用笔画线代替导线，从1和2处开始完成电路其余部分的连接___________。 （2）在甲图中连接好电路后，把线圈L1放入线圈L2中，闭合开关时观察到电流表的指针向左偏，则下列说法正确的是___________。 A. 保持线圈L1放入线圈L2中，开关闭合后，电流表的指针一直偏左 B. 保持线圈L1放入线圈L2中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针向右偏 C. 保持开关闭合，把线圈L1从线圈L2中拔出时，电流表的指针向右偏 D. 保持开关闭合，稳定后拔出L1中的软铁棒，电流表的指针向左偏 （3）另一实验小组用一个线圈与两个发光二极管（简称LED）组成电路探究电磁感应现象，如图乙所示，将条形磁铁向下插入线圈时，发现只有红色发光二极管能发光，则图乙中条形磁铁的下端为___________（填“N”或“S”）极。 14. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： （1）实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是___________。 A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 （2）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表： 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断原线圈是___________（填“”或“”）。 （3）某同学将原线圈接在电源上，将电压传感器（可视为理想电压表）接在副线圈上，观察到时间内输出电压随时间变化的图像如图甲所示，在时间内，该同学先断开开关，其后仅进行一项操作，再次闭合开关，得到之后的图像。该操作可能是___________。 A. 增加了交流电源的频率 B. 减少了副线圈的匝数 C. 增加了原线圈的匝数 D. 减少了原线圈的匝数 （4）图乙中变压器为理想变压器，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值和电阻确定的情况下，调节可变电阻，当___________时，可获得最大功率。 15. 如图甲所示，单匝矩形金属线框用绝缘细线悬挂在天花板上，线框的边长为，ab边长为，质量为，电阻为。上方的空间存在垂直线框平面的匀强磁场，规定垂直纸面向里为正方向，线框有一半面积处在磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示。重力加速度大小取，线框平面始终与纸面平行，边始终沿水平方向。 （1）求在内线框中的电流大小和方向； （2）在时剪断细线，线框从开始下落直到离开磁场的过程中，求流过线框某一横截面的电荷量。 16. 某物理兴趣小组在实验室模拟远距离输电，如图甲将一额定电压为的电灯通过6卷长导线串联后接入电路，交流电源输出电压恒为，电流表的示数为，电压表的示数为。小组成员对图甲电路进行了改进，将升压变压器和降压变压器接入了电路，改进后的电路如图乙所示，改进后的电路能使电灯的电压达到额定电压，已知降压变压器的原线圈和副线圈的匝数比为。除了6卷长导线外其余导线电阻不计，电表均为理想电表，不考虑温度对灯丝阻值的影响。求： （1）6卷长导线在电路改进前与改进后损耗的功率之比； （2）升压变压器的原线圈和副线圈的匝数比。 17. 在如图所示的平面直角坐标系中，第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，第三、四象限内分别存在垂直于平面向里和向外的匀强磁场。一质量为、电量为的带电粒子沿轴正方向以初速度从轴上的A点射入第一象限，通过轴上的C点进入磁场，并垂直于轴从点射入第三象限，不计粒子重力。 （1）求粒子经过C点时速度的大小及方向； （2）求第四象限内磁场的磁感应强度及粒子在该磁场中运动的时间； （3）若第三象限内磁场的磁感应强度，当粒子运动过程中沿轴负方向经过轴上的点（图中未画出）时，求的可能距离。 18. 如图所示，在倾角的光滑斜面上有三个区域I、Ⅱ、Ⅲ，每个区域沿斜面的宽度均为，其中区域Ⅱ和Ⅲ存在着两个相邻且互不影响的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下。有一个边长也为的正方形线框，线框质量为，开始时线框的下边与区域I的上边界重合，将线框由静止释放，运动一段时间后进入区域Ⅱ，边刚进入区域Ⅱ时线框恰好做匀速直线运动，边进入区域Ⅲ的某位置后又做匀速直线运动。重力加速度大小取，不计空气阻力。求： （1）线框的边刚进入区域Ⅲ时加速度的大小和方向； （2）线框的边通过区域Ⅱ和Ⅲ的过程中，线框产生的焦耳热； （3）线框的边通过区域Ⅱ和Ⅲ过程中的总时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试题（B） 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 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. 有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘的边缘，但并不与铜盘接触，如图所示，铜盘就能在较短的时间内停止。关于该实验现象，下列说法正确的是（ ） A. 铜盘的转动不受磁铁的影响 B. 由于磁铁的影响，铜盘会反向转动 C. 对调蹄形磁铁磁极的位置，实验现象也相同 D. 通过铜盘的磁通量不变，因此不会产生感应电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．放入磁铁后铜盘会在较短时间内停止，说明铜盘转动受到磁铁的阻碍作用，故A错误； B．感应电流的安培力效果是阻碍铜盘的转动，仅使铜盘减速停止，不会让铜盘反向转动，故B错误； C．对调蹄形磁铁磁极后，铜盘转动依然会切割磁感线产生感应电流，安培力始终阻碍铜盘转动，实验现象不变，故C正确； D．虽然穿过整个铜盘的磁通量不变，但由于铜盘是导体，在铜盘内部可以看作形成了无数个闭合回路，当铜盘转动时，位于铜盘不同位置的闭合回路的磁通量会发生变化，从而产生感应电流，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，导线MN固定并与电源连接，一矩形线框ABCD放在导线MN右侧的光滑水平面上，其中边AB与导线MN靠近并互相平行。在闭合开关S时，下列说法正确的是（ ） A. 若电源a端为正极，线框将向右运动 B. 若电源a端为正极，线框面积有扩张的趋势 C. 若电源b端为正极，线框将向左运动 D. 若电源b端为正极，线框面积有扩张的趋势 【答案】A 【解析】 【详解】 不管电源哪端为正极，闭合开关时穿过线框的磁通量都是增加，根据楞次定律：磁通量增加时，线框面积有收缩和远离MN的趋势，来阻碍磁通量增加，故A正确，BCD错误。 故选A。 3. 有A、B、C三条导线，它们与大地之间的电压随时间变化的规律如图所示。下列关于这三个电压的有效值与频率判断正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据图像可知三条导线中的电压均为正弦式交流电，所以 由于最大值 所以有效值，故A错误，B正确； CD．根据图像可知周期之间的关系为 由于 所以频率之间的关系为，故CD错误。 故选B。 4. 如图所示，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于、，导线中通以沿轴负方向的电流，在空间加一匀强磁场，当导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为。下列说法正确的是（ ） A. 所加磁场的磁感应强度最小值为，方向沿悬线斜向上 B. 所加磁场的磁感应强度最小值为，方向沿轴正方向 C. 若所加磁场沿轴负方向，则磁感应强度大小为 D. 若所加磁场沿轴负方向，则磁感应强度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】AB．对通电直导线受力分析，导线受重力、绝缘细线的拉力、安培力，三力平衡，根据共点力平衡的矢量三角形法，重力大小方向固定，拉力方向固定，当安培力方向与拉力方向垂直时，安培力最小，此时 又 联立得  又因为安培力，垂直于悬线，因此平行于悬线，由左手定则可判断方向沿悬线斜向上，故A正确，B错误； CD．电流沿负方向，若磁场沿轴负方向，安培力方向沿竖直轴正方向，安培力只有竖直分量。平衡时，悬线的水平分量没有其他力平衡，只有时才能平衡，此时 得​，故CD均错误。 故选A。 5. 如图所示，两块平行金属板构成的电容器置于不导电液体中，先将开关拨到给电容器充电，再将开关拨到，使电容器与线圈组成振荡电路。下列说法中正确的是（ ） A. 开关从拨到瞬间，流过线圈中的电流达到峰值 B. 开关拨到之后，振荡电路中的磁场能一直增加 C. 开关拨到之后，电容器的电荷量一直减小 D. 若不导电液体液面下降少许，则电路的振荡频率增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．开关从a拨到b，电容器开始放电，电路中电流从0开始增大，故这一瞬间，流过线圈L中的电流为0，故A错误； B C．开关拨到b之后，振荡电路中的电流增大，电场能转化为磁场能，电容器的电荷量减小，磁场能增加，电容器放电完毕，磁场能最大；之后电容器反向充电，电荷量增加，磁场能转化为电场能，磁场能减少。电场能和磁场能周期性的相互转化，故振荡电路中的磁场能不是一直增加，电容器的电荷量不是一直减小，故BC错误； D．根据平行板电容器电容的决定式有，不导电液体液面下降时，电容器板间电介质减少，电容减小，LC回路振荡电流的频率为，由电容减小可知频率增大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示的电路中，A、B、C为三个相同的灯泡，为电感线圈，且的直流电阻值小于电阻的阻值，下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关时，A和B都逐渐亮，C立即亮 B. 闭合开关时，A、B、C都立即亮，稳定后A、B亮度相同 C. 断开开关时，A逐渐熄灭，B闪亮一下再熄灭，C立即熄灭 D. 断开开关时，A和B都闪亮一下再熄灭，C立即熄灭 【答案】C 【解析】 【详解】AB．刚闭合时，线圈中的电流原来为0，因此不能突然增大，所以含有电感L的上支路相当于断路。于是此时只有中间支路和右侧的灯泡C构成回路，所以A中无电流，开始时不亮，随后随着线圈电流逐渐增大而逐渐变亮；B和C都立即有电流，所以二者都立即发光。稳定后，线圈L只剩下直流电阻。于是上、下两支路电阻分别为， 根据题意可知，所以 两支路并联时电压相同，因此上支路电流更大，于是稳定后A比B更亮。故AB错误。 CD．开关断开后，电源与灯泡C所在支路被切断，所以经过C的电流立刻变为0，C立即熄灭。但线圈中的电流不能突变，因此上支路原有电流仍要继续沿原方向流过线圈和灯泡A。这时上、下两支路与左右导线形成一个新的闭合回路：电流从上支路流到右端，再经下支路反向流回左端。A中电流不能突变，只能逐渐减小，所以A是逐渐熄灭；B中会突然出现由右向左的放电电流，而此时该电流大小等于原来上支路中的电流；由于稳定时上支路电流大于下支路电流，故B在断开瞬间得到的放电电流比它原先的工作电流更大，于是会“闪亮一下”再熄灭。所以断开开关时的现象应为：A逐渐熄灭，B闪亮一下再熄灭，C立即熄灭，故C正确，D错误。 故选C。 7. 利用霍尔效应制作的霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示，将一长度为、宽度为、厚度为的金属导体置于竖直向上的匀强磁场中，磁场方向垂直于金属导体的上下表面，有自左向右的电流通过导体时，在前后两个侧面间会产生电势差，称为霍尔电压，这一现象称为霍尔效应。下列说法正确的是（ ） A. 前表面电势高于后表面电势 B. 仅增大电流时，霍尔电压可能不变 C. 仅增大宽度时，霍尔电压会变大 D. 仅增大厚度时，霍尔电压会变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属导体内的载流子是带负电的电子，根据左手定则可判断出电子受到的安培力方向指向前表面，所以前表面的电势低于后表面电势，故A错误； BCD．设金属内的自由电子的平均速率为v，电量为e，电子受到的洛伦兹力为 前后表面产生电势差，所以匀强电场的大小为 电子受到的静电力为 根据电流的微观表达式，有 其中n是金属材料的载流子密度，稳定时有 根据以上公式可得到 所以仅增大电流时，霍尔电压会增大；仅增大宽度时，霍尔电压不变；仅增大厚度时，霍尔电压会减小。故BC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，直角边长为2L的等腰直角三角形ABC区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为L的正方形导线框abcd与三角形ABC在同一平面内，且bc边和BC边在同一直线上。使线框abcd向右匀速运动通过磁场区域，规定顺时针方向为感应电流的正方向，从线框刚进入磁场开始，线框中电流i随位移x变化的图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设线框总电阻为，磁感应强度为，匀速运动速度为。规定顺时针方向为感应电流正方向。由楞次定律，可知线框进入磁场、磁通量增大时，感应电流方向应为逆时针，所以 为负；线框离开磁场、磁通量减小时，感应电流方向应为顺时针，所以为正。又因为导线框匀速向右运动，可用求感应电动势，其中是有效切割磁感线的长度，所以 当时，这时只有线框右边边在磁场中切割磁感线，且进入磁场部分的高度等于，即，所以感应电流大小随线性增大；又因为此时磁通量向里增大，感应电流为逆时针，故电流取负值，则有 因此图像应当从原点开始，在轴下方向下倾斜。 当时，这时右边边全部处于磁场中，切割长度为；左边边也开始进入磁场，其切割长度为。两边产生的感应电动势方向相反，因此有效切割长度应相减 故感应电流仍为负，但其绝对值线性减小，到时减到 0，即 当 时，这时右边边已经离开磁场，只有左边边还在磁场中切割磁感线，而且切割长度恒为，即 由于此时磁场内磁通量在减小，感应电流方向改为顺时针，所以电流取正值，且大小保持不变，即 当时，线框完全离开磁场，感应电流突变为 0。 综上所述，图像应满足：在内，电流为负且线性减小；在内，电流仍为负但线性增大到0；在内，电流为正且大小恒定。 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. 如图所示为一个半径为r的固定金属圆环，电阻为R，金属圆环有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，导体棒MN绕圆环的圆心O点沿顺时针方向匀速转动，转动的角速度为ω，导体棒长度为2r，两端M、N始终与圆环接触良好，导体棒MN的电阻为R，在导体棒转一圈的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒中电流方向始终由N到M B. 导体棒产生的电动势大小始终为 C. 导体棒两端的电压大小始终为 D. 导体棒中产生的热量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．导体棒顺时针转动，每转半周，切割磁感线的半段端点交换，感应电动势方向反转，导体棒中电流方向也随之改变，并非始终由N到M，故A错误； B．导体棒为过圆心的直径，长度，但始终只有长度为的右半段（磁场区）切割磁感线，左半段在磁场外不产生电动势，转动切割感应电动势公式为 代入有效切割长度 可得导体棒产生的电动势大小始终为，故B正确； C．外电路为金属圆环的两个半圆环并联，总电阻，每个半环电阻​，并联后外阻 总电阻 根据闭合电路欧姆定律可得电路中的电流为  导体棒两端电压大小为，故C错误； D．导体棒转一圈的周期 全程都有感应电流，由焦耳定律，导体棒产生的热量，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。供电线路的输入电压是市区电网的电压，负载变化时供电线路的输入电压不变。与变压器原线圈串联的保护电阻为，变压器的输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示。如果变压器上的能量损耗可以忽略，当用户的用电器增加时，下列关于图中各表的读数变化情况判断正确的是（ ） A. A1示数变大，A2示数变大 B. A1示数变大，A2示数变小 C. V1示数变小，V2示数变小，V₃示数变小 D. V1示数变小，V2示数变大，V₃示数变小 【答案】AC 【解析】 【详解】A B．当用户的用电器增加时，即负载电阻减小，副线圈中的电流增大，根据理想变压器的电流规律，可知电流表、读数都变大，故B错误、A正确； CD．根据欧姆定律变形，可知上分压增大，导致示数减小，根据理想变压器的电压规律，可知示数减小，同理上分压增大，读数变小，故D错误、C正确。 故选AC。 11. 如图所示，半径为的圆形区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，点有一离子源，释放大量电荷量为、质量为的带电粒子，粒子在纸面内从点以相同的速率沿各个方向射入磁场，不计粒子重力，其中正对圆心射入磁场的粒子通过磁场区域后速度方向偏转了。下列说法正确的是（ ） A. 磁场的磁感应强度大小为 B. 正对圆心射入的粒子在磁场中运动的时间为 C. 出磁场时离点最远的粒子在磁场中运动的时间为 D. 所有粒子中出磁场时与点的最远距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由几何关系可知，粒子在磁场中运动的轨道半径为 根据 可得磁场的磁感应强度大小为，A错误； B．正对圆心射入的粒子在磁场中转过的圆心角为120°，则运动的时间为，B正确； CD．出磁场时离点最远的粒子距离P点的距离为 在磁场中运动半周，用时间为，C错误，D正确。 故选BD。 12. 如图甲所示，固定的光滑平行导轨与水平面的夹角为，导轨足够长且间距为0.5m，底端接有阻值为的电阻，整个装置处于垂直于导轨斜向上的匀强磁场中，一质量为、电阻为、长度也为的导体棒在沿导轨向上的拉力作用下由静止开始运动，拉力与导体棒运动时间的关系如图乙所示。导轨电阻不计，重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 金属棒的加速度大小为 C. 过程中通过电阻的电荷量为 D. 当时，拉力的功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．导体棒沿斜面由牛顿第二定律 安培力 整理得 结合图乙可得导体棒做匀加速直线运动，时，此时、安培力为0，故  代入，得 时，有 代入，，，解得，故A正确，B错误； C．电荷量 内匀加速位移 代入得 ，故C错误； D．时，速度 ，代入 得 拉力功率，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组用图甲中的器材，探究电磁感应现象及影响感应电流方向的因素。 （1）在甲图中，请用笔画线代替导线，从1和2处开始完成电路其余部分的连接___________。 （2）在甲图中连接好电路后，把线圈L1放入线圈L2中，闭合开关时观察到电流表的指针向左偏，则下列说法正确的是___________。 A. 保持线圈L1放入线圈L2中，开关闭合后，电流表的指针一直偏左 B. 保持线圈L1放入线圈L2中，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的指针向右偏 C. 保持开关闭合，把线圈L1从线圈L2中拔出时，电流表的指针向右偏 D. 保持开关闭合，稳定后拔出L1中的软铁棒，电流表的指针向左偏 （3）另一实验小组用一个线圈与两个发光二极管（简称LED）组成电路探究电磁感应现象，如图乙所示，将条形磁铁向下插入线圈时，发现只有红色发光二极管能发光，则图乙中条形磁铁的下端为___________（填“N”或“S”）极。 【答案】（1） （2）BC （3）S 【解析】 【小问1详解】 连线如图： 【小问2详解】 A． 闭合开关时，穿过的磁通量增加，电流表左偏，可得磁通量增加→指针左偏，磁通量减少→指针右偏； 开关闭合稳定后，磁通量不变，无感应电流，指针回到零位，故A错误； B． 滑片向右滑动，滑动变阻器接入电阻变大，原线圈电流减小，穿过的磁通量减少，指针向右偏，故B正确； C． 拔出​，穿过的磁通量减少，指针向右偏，故C正确； D． 拔出软铁棒，磁场减弱，穿过​的磁通量减少，指针向右偏，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 二极管正向导通（电流从正极流入、负极流出），红色二极管发光说明：感应电流方向对应线圈内部感应磁场方向向下。 根据楞次定律，条形磁铁向下插入线圈，磁通量增加，感应磁场与原磁场方向相反，因此原磁场方向向上，说明条形磁铁下端为S极。 14. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中： （1）实验时，原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是___________。 A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 （2）用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如表： 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断原线圈是___________（填“”或“”）。 （3）某同学将原线圈接在电源上，将电压传感器（可视为理想电压表）接在副线圈上，观察到时间内输出电压随时间变化的图像如图甲所示，在时间内，该同学先断开开关，其后仅进行一项操作，再次闭合开关，得到之后的图像。该操作可能是___________。 A. 增加了交流电源的频率 B. 减少了副线圈的匝数 C. 增加了原线圈的匝数 D. 减少了原线圈的匝数 （4）图乙中变压器为理想变压器，若原、副线圈的匝数分别为、，在交流电源的电压有效值和电阻确定的情况下，调节可变电阻，当___________时，可获得最大功率。 【答案】（1）C （2） （3）D （4） 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感现象，只有原线圈接交流电压才能产生变化的磁通量，使副线圈感应出电压；副线圈输出的也是交流电，因此多用电表需用交流电压挡，故C正确，ABD错误。 故选C。 【小问2详解】 理想变压器电压比满足 ，实际实验中存在漏磁、导线电阻发热等损耗，副线圈电压会小于理论值，即  根据表格数据计算得 ，，符合实际损耗规律，因此原线圈为​。 【小问3详解】 A．由图甲可知：之后副线圈电压的峰值增大，周期不变（频率不变）。根据变压器电压关系  增加电源频率会改变周期，故A错误； BCD．减少副线圈匝数，减小；增加原线圈匝数，​减小；减少原线圈匝数，增大，频率不变，周期不变，故BC错误，D正确。 故选D。 【小问4详解】 将副线圈的可变电阻等效到原线圈侧，等效电阻为 ； 原侧电路为电源串联和等效电阻，根据电源输出功率规律，当等效电阻等于电源内阻时，输出功率最大，即 整理得 ，此时获得最大功率。 15. 如图甲所示，单匝矩形金属线框用绝缘细线悬挂在天花板上，线框的边长为，ab边长为，质量为，电阻为。上方的空间存在垂直线框平面的匀强磁场，规定垂直纸面向里为正方向，线框有一半面积处在磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间变化关系如图乙所示。重力加速度大小取，线框平面始终与纸面平行，边始终沿水平方向。 （1）求在内线框中的电流大小和方向； （2）在时剪断细线，线框从开始下落直到离开磁场的过程中，求流过线框某一横截面的电荷量。 【答案】（1），电流方向为a→d→c→b→a（逆时针） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知在0~1s内，通过线框的磁通量在增大，根据楞次定律可知：线框内的电流方向为a→d→c→b→a（逆时针）； 线框内的感应电动势大小为 解得 所以线框内的感应电流大小为 解得 【小问2详解】 从剪断细线到线框离开磁场区域过程中：，，， 联立得 16. 某物理兴趣小组在实验室模拟远距离输电，如图甲将一额定电压为的电灯通过6卷长导线串联后接入电路，交流电源输出电压恒为，电流表的示数为，电压表的示数为。小组成员对图甲电路进行了改进，将升压变压器和降压变压器接入了电路，改进后的电路如图乙所示，改进后的电路能使电灯的电压达到额定电压，已知降压变压器的原线圈和副线圈的匝数比为。除了6卷长导线外其余导线电阻不计，电表均为理想电表，不考虑温度对灯丝阻值的影响。求： （1）6卷长导线在电路改进前与改进后损耗的功率之比； （2）升压变压器的原线圈和副线圈的匝数比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 长导线的电阻 得 电灯的电阻为 降压变压器的输出电流为 得 由 得 长导线损耗功率之比为 得 【小问2详解】 由 得 由 得 故 17. 在如图所示的平面直角坐标系中，第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，第三、四象限内分别存在垂直于平面向里和向外的匀强磁场。一质量为、电量为的带电粒子沿轴正方向以初速度从轴上的A点射入第一象限，通过轴上的C点进入磁场，并垂直于轴从点射入第三象限，不计粒子重力。 （1）求粒子经过C点时速度的大小及方向； （2）求第四象限内磁场的磁感应强度及粒子在该磁场中运动的时间； （3）若第三象限内磁场的磁感应强度，当粒子运动过程中沿轴负方向经过轴上的点（图中未画出）时，求的可能距离。 【答案】（1），方向与轴正方向成斜向下 （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子运动到时速度方向与正方向夹角为，速度沿的分量为，轴方向有 轴方向有 得， 故粒子经过点时的速度大小为，方向与轴正方向成斜向下。 【小问2详解】 设粒子在第四象限做圆周运动的半径为，周期为，根据洛伦兹力提供向心力有 又 解得 由， 解得 【小问3详解】 设粒子在第三象限做圆周运动的半径为，根据洛伦兹力提供向心力，有 由几何关系 解得 18. 如图所示，在倾角的光滑斜面上有三个区域I、Ⅱ、Ⅲ，每个区域沿斜面的宽度均为，其中区域Ⅱ和Ⅲ存在着两个相邻且互不影响的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等，方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下。有一个边长也为的正方形线框，线框质量为，开始时线框的下边与区域I的上边界重合，将线框由静止释放，运动一段时间后进入区域Ⅱ，边刚进入区域Ⅱ时线框恰好做匀速直线运动，边进入区域Ⅲ的某位置后又做匀速直线运动。重力加速度大小取，不计空气阻力。求： （1）线框的边刚进入区域Ⅲ时加速度的大小和方向； （2）线框的边通过区域Ⅱ和Ⅲ的过程中，线框产生的焦耳热； （3）线框的边通过区域Ⅱ和Ⅲ过程中的总时间。 【答案】（1），方向沿斜面向上 （2） （3） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 设边刚进入区域II时的速度为，根据动能定理 有 得 依题意，边刚进入区域II时，线框做匀速直线运动，有，其中，设线框的电阻为，有， 边刚进入区域III时，边和边同时切割磁感线，有，其中，，根据牛顿第二定律 有 解得，方向沿斜面向上 【小问2详解】 设边在区域III匀速运动时的速度为，有，其中，， 解得 边通过区域II和III过程中，根据能量守恒定律 有 解得 【小问3详解】 边通过区域II时，线框做匀速直线运动，有 边通过区域III时，根据动量定理 有，其中，， 得 解得 【点睛】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $