精品解析：山东枣庄市薛城区2025-2026学年高二下学期期中物理试题

高 二 物 理 2026.4 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列四幅图的说法中正确的是（　　） A. 图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量 B. 图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器 C. 图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁驱动保护表头 D. 图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会跟随磁铁同向滞后转动 2. 如图所示为某汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（　　） A. 对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果 B. 增多线圈匝数，不影响减震效果 C. 当线圈中的导线磨损断路时，减震效果不变 D. 强磁体的下端为N极时，强磁体向下振动，线圈中的电流为逆时针方向（从上往下看） 3. 我国特高压技术领先全球，高压输电过程简化后如图所示，发电机输出频率为50Hz的正弦式交流电，与均视为理想变压器，输电线电阻为R。输电线上功率损失为P，下列说法正确的是（　　） A. 的输出功率等于的输入功率 B. 用电高峰期，用户接入用电器增多，的输出电压变小 C. 若仅增加的副线圈的匝数，的输出电压变小 D. 若因为输电距离增加，R阻值增加一倍，则输电线功率损失变为2P 4. 为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ） A. B. C. D. 5. 如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为1Ω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. t=0.02s时，穿过线圈的磁通量变化率最大 B. 电流表的示数为，电压表的示数为110V C. 1分钟内定值电阻产生的焦耳热 D. 0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为 6. 如图所示，弹簧测力计下端绝缘挂钩将粗细均匀的导线制成的正六边形导体框悬挂在O点，两根轻质细导线将电流从c点通入六边形导线框，从a点导出，正六边形的顶点刚好在磁场边界上，平衡时弹簧测力计示数为F（不计正六边形导体框的重力）。下列说法正确的是（　　） A. ao边和ab边所受安培力大小相等 B. 正六边形每边所受安培力大小为 C. ab边所受安培力大小为 D. aoc边所受安培力是ao边所受安培力的2倍 7. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为−q（q>0）的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动的半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 所有从AB边射出的粒子，其在磁场中运动的时间都不相等 8. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域，入射方向与x轴正方向成α=53o角，为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域，且射出方向与x轴正方向也成α角，可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场。若磁场分布为一个矩形区域，则这一矩形区域的最小面积为（不计粒子的重力）（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，E为电源，R为定值电阻，L为自感线圈，线圈直流电阻RL<R，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关S，a、b均立即亮，稳定时a较亮 B. 闭合开关S，b立即亮，a逐渐亮，稳定时a较亮 C. 稳定后断开开关S，b立即熄灭，a逐渐熄灭 D. 稳定后断开开关S，b闪亮一下，a、b同时逐渐熄灭 10. 图示有三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正．则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的规律图象的是(　　) A. B. C. D. 11. 如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带负电小环（可视为质点）套在直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数，将小环从直杆上的P点由静止释放，下降高度为之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取，。下列说法中正确的是（ ） A. 小环释放后，小环的加速度先增大后减小 B. 小环释放后，小环的速度先增大后减小 C. 小环释放后，加速度的最大值为，速度的最大值为 D. 小环下降高度的过程中，因摩擦产生的热量为 12. 如图所示，将一电阻为R的导线弯成边长为L的正六边形线框（构成闭合回路）。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于线框所在的平面向里。线框以大小为v方向垂直于虚线MN的速度匀速进入磁场。线框的ab边始终与MN平行，对于线框进入磁场的过程，下列说法正确的是（ ） A. 线框中的感应电流方向为逆时针方向 B. 线框所受的最大安培力为 C. 线框中的电流先变小后变大 D. 通过线框横截面的电荷量为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上、，如图甲所示，并分别做了如下实验： （1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的端向下插入线圈，发现检流表指针向右边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。 （2）小华将一个铝环用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环，发现铝环向右边摆起。 （3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性_____； A.小明 B.小华 C.都可以 （4）通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的_____（选填“N极”或“S极”）； （5）丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环有_____（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 14. 利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： （1）除图中所示器材外，还需要的器材有（　　） A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 直流电压表 D. 交流电压表 （2）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能 C. 理想变压器输入功率等于输出功率，没有能量损失 D. 变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 （3）实验中，图中变压器的原线圈接“0，1600匝”接线柱，所接电源电压为交流10V，副线圈接“0，400匝”接线柱，则副线圈两端电压可能是（　　） A. 2.0V B. 2.5V C. 5.0V D. 40.0V （4）由于变压器工作时有能量损失，实验测得原线圈电压U1、副线圈的电压U2，则________（选填“>”、“=”或者“<”） 副、原线圈的匝数比。 15. 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共110匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V、11kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求： （1）发电机输出电压的有效值； （2）变压器原、副线圈的匝数比； （3）交流电流表的示数。 16. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源，内阻为r。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图所示，求： （1）当ab棒静止时，受到的摩擦力； （2）当ab棒静止时，ab棒对轨道的压力大小。 17. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。 （1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度； （2）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为，求流过电阻R的总电荷量； （3）在（2）问的条件下求金属棒ab开始运动至达到最大速度的时间。 18. 如图所示，正方形区域被分为上、下两个矩形，、，下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，上方有平行边向下的匀强电场。在边的中点处有一粒子源，沿纸面向磁场中各方向均匀的辐射出速率大小均为的某种带正电粒子，粒子的质量为、电荷量为。粒子源沿方向射出的粒子恰好未从边离开电场，不计粒子重力和粒子之间的库仑力。求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）从上射出的粒子中，在磁场中运动的最短路程s； （3）粒子源沿方向射出的粒子在区域运动的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高 二 物 理 2026.4 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列四幅图的说法中正确的是（　　） A. 图甲真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，炉外线圈中会产生大量热量 B. 图乙回旋加速器是利用磁场使带电粒子“转圈”、恒定电场进行加速的仪器 C. 图丙毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起是利用电磁驱动保护表头 D. 图丁摇动手柄使蹄形磁铁转动，则铝框会跟随磁铁同向滞后转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中真空冶炼炉是利用涡流热效应工作的，线圈通入高频交流电，在炉内金属中产生强烈的涡流从而产生大量热量使金属熔化，而不是炉外线圈产生大量热量，故A错误； B．图乙中回旋加速器是利用磁场使带电粒子偏转做圆周运动，利用高频交变电场在狭缝处对粒子进行多次加速，若使用恒定电场，粒子只能加速一次，无法获得高能，故B错误； C．图丙中毫安表运输时把正负接线柱用导线连在一起，构成闭合回路，当表头受到振动指针摆动时，线圈切割磁感线产生感应电流，受到安培力阻碍其相对运动，这是利用电磁阻尼保护表头，而不是电磁驱动，故C错误； D．图丁中摇动手柄使蹄形磁铁转动，穿过铝框的磁通量发生变化，铝框中产生感应电流（涡流），感应电流在磁场中受安培力作用，驱动铝框跟随磁铁同向转动，根据楞次定律可知铝框转速小于磁铁转速，即滞后转动，故D正确。 故选D。 2. 如图所示为某汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下移动。则（　　） A. 对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到减震效果 B. 增多线圈匝数，不影响减震效果 C. 当线圈中的导线磨损断路时，减震效果不变 D. 强磁体的下端为N极时，强磁体向下振动，线圈中的电流为逆时针方向（从上往下看） 【答案】D 【解析】 【详解】A．对调磁体磁极后，磁体相对线圈运动时仍会产生感应电流，安培力依旧阻碍相对运动，仍有减震效果，故A错误； B．增多线圈匝数，感应电动势会增大，感应电流更大，安培力阻碍作用更强，减震效果会增强，故B错误； C．线圈断路后不会产生感应电流，没有安培力的阻碍作用，电磁减震效果消失，故C错误； D． 强磁体下端为N极时，穿过线圈的原磁场方向向下；强磁体向下振动时，穿过线圈向下的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向向上；由右手螺旋定则（安培定则），从上往下看，线圈中感应电流为逆时针方向，故D正确。 故选D。 3. 我国特高压技术领先全球，高压输电过程简化后如图所示，发电机输出频率为50Hz的正弦式交流电，与均视为理想变压器，输电线电阻为R。输电线上功率损失为P，下列说法正确的是（　　） A. 的输出功率等于的输入功率 B. 用电高峰期，用户接入用电器增多，的输出电压变小 C. 若仅增加的副线圈的匝数，的输出电压变小 D. 若因为输电距离增加，R阻值增加一倍，则输电线功率损失变为2P 【答案】B 【解析】 【详解】A．因在输电线R上有电能损耗，的输出功率等于的输入功率加上输电线上的损耗功率，故的输出功率大于的输入功率，故A错误； B．用电高峰期，用户端电流变大，输电线电流变大，输电线上损耗的电压变大，的输入电压变小，的输出电压变小，故B正确； C．根据 若仅增加的副线圈的匝数，则升高，又 的输入功率一定，输电线上的电流减小，则在输电线R上的电压降减小 则的输入电压增大 再根据 增大，其它条件不变，则的输出电压变大，故C错误； D．R阻值增加一倍，输电线上电流变小，根据 可知，I变小，R变成2R，损耗功率不等于2P，故D错误。 故选B。 4. 为两个完全相同的定值电阻，两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的倍），两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据有效值的定义可知图1的有效值的计算为 解得 图二的有效值为 接在阻值大小相等的电阻上，因此 故选B。 5. 如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为1Ω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. t=0.02s时，穿过线圈的磁通量变化率最大 B. 电流表的示数为，电压表的示数为110V C. 1分钟内定值电阻产生的焦耳热 D. 0~0.01s的时间内，通过定值电阻的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．时，感应电动势，由法拉第电磁感应定律得，此时磁通量变化率，最小，线圈处于中性面，磁通量最大，故A错误； B．由图乙得，感应电动势峰值，周期，电动势有效值，线圈内阻，外电阻，总电阻 交流电表的示数为有效值，电路中电流有效值，即电流表示数为 电压表示数，故B错误； C．定值电阻产生的焦耳热，故C错误； D．电荷量 由， 得  磁通量变化量 代入得，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，弹簧测力计下端绝缘挂钩将粗细均匀的导线制成的正六边形导体框悬挂在O点，两根轻质细导线将电流从c点通入六边形导线框，从a点导出，正六边形的顶点刚好在磁场边界上，平衡时弹簧测力计示数为F（不计正六边形导体框的重力）。下列说法正确的是（　　） A. ao边和ab边所受安培力大小相等 B. 正六边形每边所受安培力大小为 C. ab边所受安培力大小为 D. aoc边所受安培力是ao边所受安培力的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．设正六边形边长为，每边电阻为。电流从点流入，点流出，分为两路：一路经，电阻为；另一路经，电阻为。根据并联电路分流原理，电流与电阻成反比，故 设下路电流为，则上路电流为。导体框整体处于匀强磁场中。根据安培力等效长度法，两路导线的等效长度均为到的直线距离，即。 弹簧测力计示数等于导体框受到的总安培力，即 由此可得 边在电流上路，电流为，所受安培力 边在电流下路，电流为，所受安培力。两者大小不相等，故A错误； B．正六边形各边电流不全相等，所受安培力大小不全相等，故B错误； C．边所受安培力大小为，故C正确； D．边所受安培力等效为直导线受力， 而 故，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，边长为L的等边三角形ABC内有垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场，D是AB边的中点，一质量为m、电荷量为−q（q>0）的带电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，不考虑带电粒子受到的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子可能从B点射出 B. 若粒子垂直于BC边射出，则粒子做匀速圆周运动半径为 C. 若粒子从C点射出，则粒子在磁场中运动的时间为 D. 所有从AB边射出的粒子，其在磁场中运动的时间都不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．带负电的粒子从D点以速度v平行于BC边方向射入磁场，由左手定则可知，粒子向下偏转，由于BC边的限制，粒子不能到达B点，故A错误； B．粒子垂直于BC边射出，如图甲所示 则粒子做匀速圆周运动的半径等于D点到BC边的距离，即，故B错误； C．若粒子从C点射出，如图乙所示 根据几何关系有 解得 由几何关系可得 则∠O=60° 则粒子在磁场中运动的时间为，故C正确； D．若粒子从AB边射出，则粒子的速度越大，轨迹半径越大，如图丙所示 由几何知识可知，所有粒子从AB边射出时的圆心角均相同，可知其在磁场中运动的时间均相同，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带电粒子，从y轴上的P1点以速度v射入第一象限所示的区域，入射方向与x轴正方向成α=53o角，为了使该粒子能从x轴上的P2点射出该区域，且射出方向与x轴正方向也成α角，可在第一象限适当的地方加一个垂直于xOy平面、磁感应强度为B的匀强磁场。若磁场分布为一个矩形区域，则这一矩形区域的最小面积为（不计粒子的重力）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律 有 得粒子在磁场中做圆周运动的半径，画出粒子运动的轨迹，如图所示，轨迹圆心为 若磁场分布为一个矩形区域，则这一矩形区域的最小面积如图所示，设矩形的边长为，高为，有， 解得矩形区域的最小面积，ACD错误，B正确。 故选B 【点睛】 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示的电路中，a、b是两个完全相同的灯泡，E为电源，R为定值电阻，L为自感线圈，线圈直流电阻RL<R，下列说法正确的是（　　） A 闭合开关S，a、b均立即亮，稳定时a较亮 B. 闭合开关S，b立即亮，a逐渐亮，稳定时a较亮 C. 稳定后断开开关S，b立即熄灭，a逐渐熄灭 D. 稳定后断开开关S，b闪亮一下，a、b同时逐渐熄灭 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．闭合开关，线圈产生自感电动势阻碍电流增大，灯逐渐变亮，灯所在支路为纯电阻，立即亮。稳定时，因，支路总电阻小于支路总电阻，并联电压相等，则支路电流大，较亮。故A错误B正确； CD．稳定后断开开关，线圈产生自感电动势，阻碍电流减小，相当于电源，与、、构成闭合回路。由于稳定时，则。断开瞬间，回路电流从开始减小，流过的电流由突变为，所以闪亮一下，、串联在同一回路中，同时逐渐熄灭。故C错误D正确； 故选BD。 10. 图示有三个有界匀强磁场，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向外、向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界处，有一边长为L的正方形导体线框，总电阻为R，且线框平面与磁场方向垂直，现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域，以初始位置为计时起点，规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正，磁感线垂直纸面向里时的磁通量Φ为正值，外力F向右为正．则以下能反映线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间t变化的规律图象的是(　　) A. B. C. D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．当线框开始进入磁场时，磁通量开始增加，当全部进入时达最大；此后向里的磁通量增加，总磁通量减小且变化率为之前2倍；当运动到1.5L时，磁通量最小，当运动到2L时磁通量变为向里的最大，故A项正确； B．当线框进入第一个磁场时，由E＝BLv可知，E保持不变，感应电动势为正；而开始进入第二个磁场时，两端同时切割磁感线，电动势为2BLv，为正，故B项正确； C．因安培力总是与运动方向相反，故拉力应一直向右，故C项错误； D．拉力的功率P＝Fv，因速度不变，而当线框在第一个磁场时，电流为定值，拉力也为定值；两边分别在两个磁场中时 F安＝2B·L＝4 因此安培力变为原来的4倍，则拉力的功率变为原来的4倍，故D项正确． 11. 如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带负电小环（可视为质点）套在直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数，将小环从直杆上的P点由静止释放，下降高度为之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取，。下列说法中正确的是（ ） A. 小环释放后，小环的加速度先增大后减小 B. 小环释放后，小环的速度先增大后减小 C. 小环释放后，加速度的最大值为，速度的最大值为 D. 小环下降高度的过程中，因摩擦产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．刚开始阶段，小环受到重力、支持力沿斜面向上的摩擦力作用，下滑后，由于小环速度逐渐增大，所以还会受到洛伦兹力作用 根据力的合成与分解，垂直于杆方向，有 沿杆方向，有 随着小环速度增大，支持力逐渐减小，摩擦力减小，所以加速度增大，故小环会做加速度增大的加速运动；之后洛伦兹力大于重力垂直于杆的分力，支持力垂直于杆向下，垂直于杆方向，有 沿杆方向，有 小环做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，故A正确、B错误； C．小环释放后，当支持力为零，洛伦兹力等于重力垂直于斜面的分力时，加速度最大；根据牛顿第二定律，有 即 当合力为零时，速度最大，根据共点力平衡，有， 解得，故C正确； D．因为下降高度为之前速度已达到最大值，小环下降高度的过程中，根据能量守恒，有 解得，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，将一电阻为R的导线弯成边长为L的正六边形线框（构成闭合回路）。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于线框所在的平面向里。线框以大小为v方向垂直于虚线MN的速度匀速进入磁场。线框的ab边始终与MN平行，对于线框进入磁场的过程，下列说法正确的是（ ） A. 线框中的感应电流方向为逆时针方向 B. 线框所受的最大安培力为 C. 线框中的电流先变小后变大 D. 通过线框横截面的电荷量为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．线框向右进入磁场，穿过线框的磁通量垂直纸面向里且逐渐增大，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由右手螺旋定则可知，感应电流方向为逆时针，故A正确； C．线框进入磁场过程中，切割磁感线的有效长度先增大、后减小，由，可知，感应电流先增大后减小，故C错误； B．正六边形边长为，由几何关系可知，切割的最大有效长度 最大感应电动势 感应电流的最大值 线框所受安培力的最大值，故B错误； D．线框进入磁场的过程，通过线框横截面的电荷量 边长为的正六边形面积 因此通过线框横截面的电荷量，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上、，如图甲所示，并分别做了如下实验： （1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的端向下插入线圈，发现检流表指针向右边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。 （2）小华将一个铝环用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的端从左往右靠近铝环，发现铝环向右边摆起。 （3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性_____； A.小明 B.小华 C.都可以 （4）通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的_____（选填“N极”或“S极”）； （5）丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环有_____（选填“扩张”或“收缩”）的趋势。 【答案】 ①. A ②. S极 ③. 收缩 【解析】 【详解】[1]乙图中小明的实验根据楞次定律可判断出磁铁的极性，检流表指针向右边偏转，可知电流从正接线柱流入检流表，即线圈中的电流为顺时针（从上往下看），感应电流产生磁场的方向向下，而线圈磁通量增加，由增反减同可知，原磁场方向与感应电流产生磁场方向相反，原磁场方向向上，故P端为S极。故通过小明的实验可以判断条形磁铁的极性。根据楞次定律可知小华的实验不能判断极性。 故选A。 [2]通过实验结果，我们可知端为条形磁铁的S极。 [3]丙图中，当条形磁铁从左往右靠近铝环时，铝环的磁通量增大，根据楞次定律可知铝环有收缩的趋势。 14. 利用如图所示的装置可以探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系： （1）除图中所示器材外，还需要的器材有（　　） A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 直流电压表 D. 交流电压表 （2）下列说法正确的是（　　） A. 变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B. 变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能 C. 理想变压器输入功率等于输出功率，没有能量损失 D. 变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 （3）实验中，图中变压器的原线圈接“0，1600匝”接线柱，所接电源电压为交流10V，副线圈接“0，400匝”接线柱，则副线圈两端电压可能是（　　） A. 2.0V B. 2.5V C. 5.0V D. 40.0V （4）由于变压器工作时有能量损失，实验测得原线圈电压U1、副线圈的电压U2，则________（选填“>”、“=”或者“<”） 副、原线圈的匝数比。 【答案】（1）BD （2）BC （3）A （4）< 【解析】 【小问1详解】 AB．变压器利用互感现象工作，只有输入交流电才能产生变化的磁通量，使副线圈感应出电动势，因此需要低压交流电源，不能用直流干电池，故A错误，B正确； CD．原线圈输入交流电压，副线圈输出交流电压，故应用交流电压表测量输入和输出电压，故C错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 A．变压器铁芯作用是导磁，依靠互感现象传输能量，不是通过铁芯导电输送电能，故A错误； B．变压器工作时，原线圈将电能转化为磁场能，副线圈通过电磁感应将磁场能转化为电能，故B正确； C．理想变压器不漏磁、无能量损失，输入功率等于输出功率，故C正确； D．原线圈两端电压由外接电源决定，和副线圈是否接负载无关，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 对理想变压器，根据电压匝数关系​​，得理想副线圈电压 实际实验中变压器不是理想变压器，存在漏磁、铁芯发热等能量损失，副线圈实际电压一定小于理想值，只有符合。 故选A。 【小问4详解】 实际变压器存在漏磁，副线圈的磁通量变化小于原线圈，因此实际副线圈电压 整理可得 15. 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共110匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V、11kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求： （1）发电机输出电压的有效值； （2）变压器原、副线圈的匝数比； （3）交流电流表的示数。 【答案】（1） （2） （3）I1=40A 【解析】 【小问1详解】 线圈转动的角速度 线圈转动产生的感应电动势最大值为 由于线圈内阻不计，则输出电压就等于感应电动势，所以输出电压的有效值为 【小问2详解】 由于电动机的额定电压为220V，所以变压器的匝数比由变压器的电压关系 【小问3详解】 根据输入功率等于输出功率得 再根据 解得，即交流电流表的示数为40A。 16. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源，内阻为r。现垂直于导轨放置一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图所示，求： （1）当ab棒静止时，受到的摩擦力； （2）当ab棒静止时，ab棒对轨道的压力大小。 【答案】（1），方向水平向右 （2） 【解析】 【小问1详解】 从b向a看去，其受力分析图如图所示 安培力为 根据闭合电路欧姆定律有 水平方向根据平衡条件有 解得 摩擦力方向水平向右 【小问2详解】 竖直方向根据平衡条件有 解得 由牛顿第三定律知，ab棒对轨道的压力大小 17. 如图所示，两根足够长平行金属导轨MN、PQ固定在倾角的绝缘斜面上，顶部接有一阻值的定值电阻，下端开口，轨道间距。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量的金属棒ab置于导轨上，ab在导轨之间的电阻，电路中其余电阻不计。金属棒ab由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨，且与导轨接触良好。不计空气阻力影响。已知金属棒ab与导轨间动摩擦因数，，，取。 （1）求金属棒ab沿导轨向下运动的最大速度； （2）若从金属棒ab开始运动至达到最大速度过程中，整个回路产生的总焦耳热为，求流过电阻R的总电荷量； （3）在（2）问的条件下求金属棒ab开始运动至达到最大速度的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒由静止释放后，沿着斜面做变加速运动，加速度不断减小，当加速度为0时有最大速度，由牛顿第二定律得 而安培力大小满足 联立解得 【小问2详解】 设金属棒从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑距离为，根据能量守恒定律有 其中 解得 流过电阻R的总电荷量满足 解得 【小问3详解】 规定沿导轨向下为正方向，由动量定理得 其中 代入解得 18. 如图所示，正方形区域被分为上、下两个矩形，、，下方有垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为，上方有平行边向下的匀强电场。在边的中点处有一粒子源，沿纸面向磁场中各方向均匀的辐射出速率大小均为的某种带正电粒子，粒子的质量为、电荷量为。粒子源沿方向射出的粒子恰好未从边离开电场，不计粒子重力和粒子之间的库仑力。求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）从上射出的粒子中，在磁场中运动的最短路程s； （3）粒子源沿方向射出的粒子在区域运动的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据洛伦兹力提供向心力可得 粒子源沿方向射出的粒子恰好未从边离开电场，根据动能定理可得 解得。 【小问2详解】 由数学知识可知，最短弦对应最短的弧长，由图可知 由几何关系可知 最短的弧长即最短路程为。 【小问3详解】 粒子源沿方向射出的粒子在区域，根据，且 解得 在磁场中，运动时间为 在电场中，根据牛顿第二定律 根据运动学公式 解得 返回磁场之后，粒子在洛伦兹力作用下向右偏转由几何关系可知，粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为，然后从边飞出区域，则运动时间为 则粒子源沿方向射出的粒子在区域运动的时间为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $