精品解析：山东菏泽国开中学2025-2026学年度高二下学期4月阶段检测物理试卷

2025-2026学年度高二物理4月月考试卷 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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。 第I卷（选择题） 一、单选题：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. 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B，纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行，线框在水平向左的拉力作用下以速度v匀速进入磁场，则在线框进入磁场的过程中（　　） A. 线框中感应电流的方向沿顺时针方向 B. 拉力的大小等于 C. ad边两端的电压为BLv D. 克服安培力做的功为 2. 如图所示，绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨，导轨左端接有电阻R，电阻为r的金属棒AB垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好，其他电阻不计．两导轨间存在竖直向下的匀强磁场．给AB以水平向右的初速度列并开始计时，下面四幅反映AB的速度随时间变化规律的图象中，可能正确的是 A. B. C. D. 3. 用柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框，用绝缘细线将其悬挂起来，如图所示，若匀强磁场与线框平面垂直，开始时磁场很强，当磁场均匀减弱时＝k，k＜0，下列说法正确的是(　　) A. 细线可能断掉 B. 线框将会收缩 C. 线框可能变成圆形 D. 线框绕过a的竖直轴转动 4. 如图所示，电路中有三个相同的灯泡、、，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管.下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S的瞬间，立即变亮，、逐渐变亮 B. 闭合开关S的瞬间，、立即变亮，逐渐变亮 C. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，先变亮一下然后才熄灭 D. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，先变亮一下然后才熄灭 5. 图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1:100,其输入电如图乙所示，远距离输电线的总电阻为50Ω．降压变压器右侧部分为火灾报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小，电压表V可以显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为660kW．下列说法中正确的是 A. 0.01 s时刻，电压表的示数是0V B. 未出现火警时，运距离输电线路损耗的功率为45 kW C. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大 D. 当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小 6. 如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V、5W”字样。L4标有“5V、10W”字样，若它们都能正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路a、b两端的输入功率Pab和输入电压Uab应为（ ） A. 20W，25V B. 25W，25V C. 20W，20V D. 25W，20V 7. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，一圆形硬质导线固定在纸面内，如图（甲）所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图（乙）所示，时刻磁场方向垂直纸面向里。取纸面内垂直连线向上为安培力的正方向，在时间内，圆形导线劣弧受到该磁场对它的安培力F随时间t的变化关系图为（　　） A. B. C. D. 8. 如图甲，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R．垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如图乙．在0～t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动．乙图中t0、F1、F2为已知，棒接入电路的电阻为R，轨道的电阻不计．则下列说法正确的是（　　） A. 在t0以后，导体棒一直做匀速直线运动 B. 导体棒最后达到的最大速度大小为 C. 在0～t0时间内，导体棒的加速度大小为 D. 在0～t0时间内，通过导体棒横截面的电量为 二、多选题：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，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上．在开关S闭合、断开的过程中，有关通过电流表的感应电流方向，下列判断正确的是 A. 开关闭合瞬间，电流方向a→b B. 开关闭合瞬间，电流方向b→a C. 开关断开瞬间，电流方向a→b D. 开关断开瞬间，电流方向b→a 10. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中电压的有效值为220V B. 电压表的示数为44V C. R处出现火警时电流表示数增大 D. R处出现火警时电阻 R0消耗的电功率增大 11. 如图甲所示，AB、CD是间距的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直AB，CD放置在导轨上，导体棒电阻；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V、”，定值电阻、，在时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度−时间图象如图乙所示，其中OP段是直线，PM段是曲线，M点后是水平直线。若导体棒沿导轨下滑时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L正常发光。假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A. B. 匀强磁场的磁感应强度B大小为 C. 导体棒的质量为 D. 导体棒由静止释放至速度达到最大的过程中，通过小灯泡的电荷量为1C 12. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上，虚线右侧有竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为，虚线左侧有一长、宽的矩形金属框，其质量为、电阻为，边与平行。第一次，让金属框沿水平桌面、垂直方向以的初速度冲入磁场区域；第二次，让金属框在水平向右的外力作用下以的速度匀速进入磁场区域。下列说法正确的是（　　） A. 两次进入磁场的过程中，金属框中的电流方向都为 B. 前、后两次进入磁场的过程中，通过金属框横截面的电荷量之比为 C. 前、后两次进入磁场的过程中，金属框中的焦耳热之比为 D. 金属框前、后两次进入磁场过程的时间之比大于 第II卷（非选择题） 三、实验题本题共6小题，共60分 13. 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，定值电阻R=1.0Ω，A、B间电势差UAB=6.0V，开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10﹣3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。 （1）线圈L的直流电阻RL=___________Ω；（结果保留两位有效数字） （2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ___________； （3）断开开关后，通过电灯的电流方向 ___________（填：a→b或b→a）。 （4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 ___________V。 14. 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）该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔___________（选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的___________（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。 （3）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___________。 （4）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，稳定后拔出线圈L1 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 四、解答题 15. 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0 Ω，所围成的矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9.0 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻值随温度的变化，求： （1）线圈中产生感应电动势的最大值； （2）小灯泡消耗的电功率； （3）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。 16. 为保证教学工作正常开展，防止停电事故发生，学校计划购置一台应急备用发电机。要求如下：一是要保证全校88间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰，发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。为此，物理老师调查后得到以下数据：学校每间教室有日光灯10盏，每盏40W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口约500米，此段所用电线每米电阻约，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，升压变压器匝数比为，降压变压器的匝数比为，两变压器均可视为理想变压器，物理老师画出示意图如图所示。则： （1）购买的发电机功率P应不小于多少？ （2）发电机输出的电压U是多少才能保证日光灯正常发光？ 17. 如图甲所示，水平面上固定着两根间距L=0.5m的光滑平行金属导轨MN、PQ，M、P两点间连接一个阻值R=3Ω的电阻，一根质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属棒ab垂直于导轨放置．在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小B=2T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场宽度d=5.2m．现对金属棒施加一个大小F=2N、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进入磁场开始计时，其运动的v-t图象如图乙所示，运动过程中金属棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计．求： （1）金属棒刚进入磁场时所受安培力的大小F安； （2）金属棒通过磁场过程中电阻R产生的热量QR． 18. 如图，有两条平行光滑导轨，它们的上、下端分别位于等高处，二者构成了倾斜角为的斜面，两导轨间距离为d，上端之间与阻值为R的电阻相连。在导轨中段有两条与两导轨共面的平行水平虚线和，两虚线间的距离为s，二者之间（含两虚线）有方向垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在上方，有一水平放置的金属杆，质量为m，金属杆与两导轨的接触点分别为a、b，段的电阻值为r。已知当地重力加速度为g，空气阻力可不计。把金属杆自由释放，到达虚线处时沿轨道向下的加速度为其刚静止释放时的加速度的一半，金属杆在离开磁场区域前已开始做匀速运动。求 （1）金属杆到达虚线处瞬间，金属杆受到的安培力的大小； （2）金属杆到达虚线处瞬间，a、b两点的电压为多少； （3）在金属杆经过磁场区域过程中，通过电阻R的电荷量q； （4）在金属杆经过磁场区域过程中，电阻R产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度高二物理4月月考试卷 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 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。 第I卷（选择题） 一、单选题：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. 如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B，纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，总电阻为R，ad边与磁场边界平行，线框在水平向左的拉力作用下以速度v匀速进入磁场，则在线框进入磁场的过程中（　　） A. 线框中感应电流的方向沿顺时针方向 B. 拉力的大小等于 C. ad边两端的电压为BLv D. 克服安培力做的功为 【答案】B 【解析】 【详解】A．穿过线框的磁通量增加，磁场方向垂直于纸面向里，根据楞次定律知，线框中感应电流的方向沿逆时针方向，故A错误； B．线框匀速运动，则拉力为 F=BIL=BL= 故B正确； C．ad边两端的电压是路端电压，为BLv，故C错误； D．克服安培力做的功为 W=F安L=L= 故D错误。 故选B。 2. 如图所示，绝缘水平面上有两条平行光滑长直导轨，导轨左端接有电阻R，电阻为r的金属棒AB垂直跨放在导轨上且与导轨接触良好，其他电阻不计．两导轨间存在竖直向下的匀强磁场．给AB以水平向右的初速度列并开始计时，下面四幅反映AB的速度随时间变化规律的图象中，可能正确的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】金属棒切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律，电流方向由B指向A，利用左手定则得到安培力水平向左，大小为： 设回路中电流为I，根据闭合电路欧姆定律，有： 由法拉第电磁感应定律得到： 设金属棒加速度为，利用牛顿第二定律，得到： 联立以上方程可以得到： 由分析可知，金属棒做加速度减小的减速运动，故D正确，ABC错误． 3. 用柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框，用绝缘细线将其悬挂起来，如图所示，若匀强磁场与线框平面垂直，开始时磁场很强，当磁场均匀减弱时＝k，k＜0，下列说法正确的是(　　) A. 细线可能断掉 B. 线框将会收缩 C. 线框可能变成圆形 D. 线框绕过a的竖直轴转动 【答案】C 【解析】 【详解】A、当磁场均匀减弱时，在线圈中产生的感应电流沿顺时针方向，各边所受安培力如图所示．线圈所受总的安培力为零，因此细线对线框的作用力不变，故A错误； BC、但各边所受安培力有使线圈面积变大的作用，以阻碍穿过线框的磁通量的减小，所以线框可能变成圆形，但线框不可能断裂(因为线框是用柔软的细金属丝弯成的)，故B错误，C正确； D、从线框各边受力情况可知，线框不可能绕竖直轴a转动，故D错误； 故选C． 4. 如图所示，电路中有三个相同的灯泡、、，电感线圈L的电阻可忽略，D为理想二极管.下列说法正确的是（ ） A. 闭合开关S的瞬间，立即变亮，、逐渐变亮 B. 闭合开关S的瞬间，、立即变亮，逐渐变亮 C. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，先变亮一下然后才熄灭 D. 断开开关S的瞬间，立即熄灭，先变亮一下然后才熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】AB．闭合开关S的瞬间，立即变亮，因通过二极管的电流为正向电流，所以灯泡立刻亮，而线圈L阻碍灯泡所在支路的电流增大，所以灯泡慢慢变亮，综上知，逐渐变亮，、均立即变亮，A错误，B正确； CD．断开开关S的瞬间，流过二极管的电流为反向电流，则立即熄灭，线圈L与灯泡、构成回路，因线圈L产生感应电动势，所以灯泡、均将由亮变暗；由于L的电阻不计，电流稳定时各支路的电流是相等的，所以断开S后通过、的电流从原来的大小开始减小，与都不会闪亮一下，C、D错误. 故选B。 5. 图甲所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1:100,其输入电如图乙所示，远距离输电线的总电阻为50Ω．降压变压器右侧部分为火灾报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小，电压表V可以显示加在报警器两端的电压(报警器未画出)．未出现火警时，升压变压器的输入功率为660kW．下列说法中正确的是 A. 0.01 s时刻，电压表的示数是0V B. 未出现火警时，运距离输电线路损耗的功率为45 kW C. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大 D. 当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变小 【答案】B 【解析】 【详解】A．电压表的读数是交流电的有效值，则0.01 s时刻，电压表的示数不为零，选项A错误； B．升压变压器输入端电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端电压为22000V，所以输电线中的电流 输电线损失的电压 △U=IR=30×50V=1500V 输电线路损耗功率 △P=△UI=1500×30=45kW 故B正确； C．当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大，所以电压表V的示数减小，故C错误； D．当传感器R2所在处出现火警时，副线圈电流增大，根据电流与匝数成反比知输电线上的电流增大，故D错误． 故选B． 点睛：解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系． 6. 如图所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V、5W”字样。L4标有“5V、10W”字样，若它们都能正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路a、b两端的输入功率Pab和输入电压Uab应为（ ） A. 20W，25V B. 25W，25V C. 20W，20V D. 25W，20V 【答案】B 【解析】 【详解】L2、L3并联后与L4串联，灯泡正常发光，可知 U2=10V，P2=5+5+10W=20W 根据 解得 所以 Uab=U1+UL1=20V +5V =25V 故 Pab=20W+5W=25W 故选B。 7. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，一圆形硬质导线固定在纸面内，如图（甲）所示。磁感应强度B随时间t的变化关系如图（乙）所示，时刻磁场方向垂直纸面向里。取纸面内垂直连线向上为安培力的正方向，在时间内，圆形导线劣弧受到该磁场对它的安培力F随时间t的变化关系图为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在时间内，感应电动势为 电动势为定值，感应电流也为定值，方向为顺时针，在时间内，根据左手定则可知，安培力方向竖直向上，与正方向相同，再根据安培力公式 可知该段时间内，安培力大小随着磁感应强度的减小而减小；同理可得，在时间内，安培力方向向下为负值，且安培力大小随着磁感应强度的增大而不断增大。 故选B。 8. 如图甲，间距为L的光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，轨道左侧连接一定值电阻R．垂直导轨的导体棒ab在水平外力F作用下沿导轨运动，F随t变化的规律如图乙．在0～t0时间内，棒从静止开始做匀加速直线运动．乙图中t0、F1、F2为已知，棒接入电路的电阻为R，轨道的电阻不计．则下列说法正确的是（　　） A. 在t0以后，导体棒一直做匀速直线运动 B. 导体棒最后达到的最大速度大小为 C. 在0～t0时间内，导体棒的加速度大小为 D. 在0～t0时间内，通过导体棒横截面的电量为 【答案】D 【解析】 【详解】A.因在0﹣t0时间内棒做匀加速直线运动，故在t0时刻F2大于棒所受的所受的安培力，在t0以后，外力保持F2不变，安培力逐渐变大，导体棒做加速度越来越小的加速运动，当加速度a＝0，即导体棒所受安培力与外力F2相等后，导体棒做匀速直线运动，故A错误. B.根据平衡条件可得FA＝F2，而FA＝BIL＝，解得，故B错误； C.设在0﹣t0时间内导体棒的加速度为a，导体棒的质量为m，t0时刻导体棒的速度为v，通过导体棒横截面的电量为q，则有：a＝ ① F2﹣＝ma…② F1＝ma…③ 由①②③解得：，故C错误； D.根据电荷量的经验公式可得q＝…④ 而△Φ＝B△S＝BLt0…⑤ 由②③④⑤解得：q＝，故D正确． 二、多选题：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，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上．在开关S闭合、断开的过程中，有关通过电流表的感应电流方向，下列判断正确的是 A. 开关闭合瞬间，电流方向a→b B. 开关闭合瞬间，电流方向b→a C. 开关断开瞬间，电流方向a→b D. 开关断开瞬间，电流方向b→a 【答案】AD 【解析】 【详解】AB.当合上开关S的一瞬时，线圈M产生磁场向右，穿过线圈P的磁通量从无到有增加，则线圈P里感应电流磁场向左，根据右手螺旋定则可得电流方向a→b，故A符合题意，B不符合题意； CD.当断开开关S的一瞬时，线圈M产生的磁场消失，穿过线圈P的磁通量从有到无减小，则线圈P里感应电流方向向右，根据右手螺旋定则可得电流方向b→a，故C不符合题意，D符合题意． 10. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5：1，原线圈接入图乙所示的电路，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（　　） A. 图乙中电压的有效值为220V B. 电压表的示数为44V C. R处出现火警时电流表示数增大 D. R处出现火警时电阻 R0消耗的电功率增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为Um，电压的有效值为U。则 代入数据得图乙中电压的有效值为，故A错误； B．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：1，所以电压表的示数为，故B错误； C．R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故C正确； D．R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确。 故选CD。 11. 如图甲所示，AB、CD是间距的足够长的光滑平行金属导轨，导轨平面与水平面夹角为，在虚线下方的导轨平面内存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，导轨电阻不计，长为1m的导体棒ab垂直AB，CD放置在导轨上，导体棒电阻；AB、CD右侧连接一电路，已知灯泡L的规格是“3V、”，定值电阻、，在时，将导体棒ab从某一高度由静止释放，导体棒的速度−时间图象如图乙所示，其中OP段是直线，PM段是曲线，M点后是水平直线。若导体棒沿导轨下滑时，导体棒达到最大速度，并且此时灯泡L正常发光。假设灯泡的电阻恒定不变，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A. B. 匀强磁场的磁感应强度B大小为 C. 导体棒的质量为 D. 导体棒由静止释放至速度达到最大的过程中，通过小灯泡的电荷量为1C 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．导体棒在磁场外运动时，由图乙得 由牛顿第二定律可得 可得 故A错误； B．小灯泡正常发光时 导体棒中的电流也为，导体棒达到最大速度时， 其中 由，解得 故B正确； C．达到最大速度时 解得 故C正确； D．导体棒在磁场中滑行的距离 通过小灯泡的总电荷量 故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上，虚线右侧有竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度大小为，虚线左侧有一长、宽的矩形金属框，其质量为、电阻为，边与平行。第一次，让金属框沿水平桌面、垂直方向以的初速度冲入磁场区域；第二次，让金属框在水平向右的外力作用下以的速度匀速进入磁场区域。下列说法正确的是（　　） A. 两次进入磁场的过程中，金属框中的电流方向都为 B. 前、后两次进入磁场的过程中，通过金属框横截面的电荷量之比为 C. 前、后两次进入磁场的过程中，金属框中的焦耳热之比为 D. 金属框前、后两次进入磁场过程的时间之比大于 【答案】BD 【解析】 【详解】A．线框进入磁场中，ab边切割磁感线，根据右手定则可知电流方向为adcba，A错误； B．通过金属框横截面的电荷量为 从q的表达式知前、后两次进入磁场的过程中，通过金属框横截面的电荷量之比为1：1，B正确； C．由动量定理得 即 联立解得 v=3m/s 第一次进入磁场的过程中，产生的焦耳热 第二次进入磁场过程中产生的焦耳热 则通过金属框横截面的焦耳热之比为 C错误； D．由C选项分析可知，线框第一次完全进入磁场之后的速度v=3m/s，假如线框匀减速进入磁场，则根据公式有 解得 第二次线框匀速进入磁场，则运动时间为 则有 根据题意可知，线框第一次进入磁场时，做加速度减小的减速运动，则所用时间 则金属框前、后两次进入磁场过程的时间之比大于，D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题） 三、实验题本题共6小题，共60分 13. 图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流。电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，定值电阻R=1.0Ω，A、B间电势差UAB=6.0V，开关S原来闭合，电路处于稳定状态，在t1=1.0×10﹣3s时刻断开开关S，该时刻前后电流传感器显示的电流I随时间t变化的图线如图乙所示。 （1）线圈L的直流电阻RL=___________Ω；（结果保留两位有效数字） （2）闭合开关一段时间后，开关断开时，看到的现象是 ___________； （3）断开开关后，通过电灯的电流方向 ___________（填：a→b或b→a）。 （4）断开开关瞬间，线圈产生的自感电动势为 ___________V。 【答案】 ①. 3.0 ②. 闪亮一下再逐渐熄灭 ③. b→a ④. 13.5 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，零时刻通过电感线圈L的电流为 I0=1.5A 由欧姆定律 解得 RL=﹣R=Ω﹣1.0Ω=3.0Ω （2）[2]电路中电灯的电阻R1=5.0Ω，则通过灯泡的电流 IL=A=1.2A＜1.5A 开关S接通一段时间后，L相当于一直流电阻，由以上的分析可知，L中的电流大于灯泡中的电流，断开瞬间，L相当于电源，给灯泡供电，灯泡将闪亮一下再逐渐熄灭； （3）[3]断开开关后，L中的电流方向不变，所以通过电灯的电流方向为 b→a方向； （4）[4]断开开关后，通过线圈的最大电流为1.5A，则线圈的自感电动势 E’=I（R+R1+RL）=1.5×（1.0+5.0+3.0）V=13.5V 14. 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）该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱。再将黑表笔___________（选填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱。若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流由电流表的___________（选填“正”或“负”）接线柱流入灵敏电流表的。 （3）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___________。 （4）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，稳定后拔出线圈L1 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. 短暂 ③. 负 ④. ⑤. ⑥. C 【解析】 【详解】（1）[1]根据题意可知，实验要使用电表内部某一挡，含有直流电源，只有多用电表的欧姆挡有电源，所以需要选用多用电表欧姆挡对灵敏电流表进行测试； （2）[2]灵敏电流表量程太小，欧姆表内部电源电压相对较大，若电流超过电流表量程，长时间通电会损坏电流表，故应短暂接触灵敏电流表的负接线柱； [3]欧姆表红表笔连接电源的负极，灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从电流表的负接线柱流入。 （3）[4]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 （4）[5]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 [6]ABD．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、拔出线圈L1、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ABD错误； C．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C正确。 故选C。 四、解答题 15. 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0 Ω，所围成的矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9.0 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻值随温度的变化，求： （1）线圈中产生感应电动势的最大值； （2）小灯泡消耗的电功率； （3）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。 【答案】（1）8 V；（2）2.88 W；（3）0.004 C 【解析】 【详解】（1）由瞬时值表达式可知线圈中感应电动势的最大值 （2）产生的交流电的电流有效值 小灯泡消耗的电功率 P=I2R=2.88 W （3）0～时间内电流的平均值 通过小灯泡的电荷量 16. 为保证教学工作正常开展，防止停电事故发生，学校计划购置一台应急备用发电机。要求如下：一是要保证全校88间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰，发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。为此，物理老师调查后得到以下数据：学校每间教室有日光灯10盏，每盏40W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口约500米，此段所用电线每米电阻约，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，升压变压器匝数比为，降压变压器的匝数比为，两变压器均可视为理想变压器，物理老师画出示意图如图所示。则： （1）购买的发电机功率P应不小于多少？ （2）发电机输出的电压U是多少才能保证日光灯正常发光？ 【答案】（1）38.4kW；（2）240V 【解析】 【详解】（1）所有电灯正常发光时消耗的功率 当灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压 降压变压器原、副线圈两端电压之比 解得 两变压器之间输电线上的电流 输电线总电阻 输电线上损失的功率 所以 即所购发电机额定功率不得低于38.4kW。 （2）要保证所有灯能正常发光，则升压变压器副线圈两端电压 故升压变压器原线圈两端电压 17. 如图甲所示，水平面上固定着两根间距L=0.5m的光滑平行金属导轨MN、PQ，M、P两点间连接一个阻值R=3Ω的电阻，一根质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属棒ab垂直于导轨放置．在金属棒右侧两条虚线与导轨之间的矩形区域内有磁感应强度大小B=2T、方向竖直向上的匀强磁场，磁场宽度d=5.2m．现对金属棒施加一个大小F=2N、方向平行导轨向右的恒力，从金属棒进入磁场开始计时，其运动的v-t图象如图乙所示，运动过程中金属棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计．求： （1）金属棒刚进入磁场时所受安培力的大小F安； （2）金属棒通过磁场过程中电阻R产生的热量QR． 【答案】（1）0.8N（2）1.2J 【解析】 【详解】（1）由图乙可知，金属棒ab刚进入磁场时速度v0=4m/s，此时，感应电动势： E=BLv0 感应电流： 安培力的大小： F安=BIL 解得： （2）设金属棒在磁场中最大速度为vm，此时安培力与恒力F大小相等，则有： 代入数据解得： 设金属棒通过磁场的过程中回路产生的总热量为Q，由功能关系，得： 解得：Q=2J 所以电阻R产生的热量： 答：（1）金属棒刚进入磁场时所受安培力的大小. （2）金属棒通过磁场过程中电阻R产生的热量. 18. 如图，有两条平行光滑导轨，它们的上、下端分别位于等高处，二者构成了倾斜角为的斜面，两导轨间距离为d，上端之间与阻值为R的电阻相连。在导轨中段有两条与两导轨共面的平行水平虚线和，两虚线间的距离为s，二者之间（含两虚线）有方向垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在上方，有一水平放置的金属杆，质量为m，金属杆与两导轨的接触点分别为a、b，段的电阻值为r。已知当地重力加速度为g，空气阻力可不计。把金属杆自由释放，到达虚线处时沿轨道向下的加速度为其刚静止释放时的加速度的一半，金属杆在离开磁场区域前已开始做匀速运动。求 （1）金属杆到达虚线处瞬间，金属杆受到的安培力的大小； （2）金属杆到达虚线处瞬间，a、b两点的电压为多少； （3）在金属杆经过磁场区域过程中，通过电阻R的电荷量q； （4）在金属杆经过磁场区域过程中，电阻R产生的热量。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）刚开始释放时，对金属杆受力分析，由牛顿第二定律有 可得金属杆刚从静止释放时的加速度为 由题意可得金属杆到达虚线处的加速度为 金属杆到达虚线处，对金属杆受力分析有 联立可得金属杆受到的安培力的大小为 （2）由安培力公式 可得此时电路中的电流为 由欧姆定律可得，a、b两点的电压为 （3）由题意可得，电荷量为 由闭合电路欧姆定律 由法拉第电磁感应定律有 联立可得，在金属杆经过磁场区域过程中，通过电阻R的电荷量为 （4）金属杆到达虚线处有 根据闭合电路欧姆定律有 可得此时的速度为 金属杆到达虚线处已经开始做匀速运动，同理有 可得此时的速度为 金属杆经过磁场区域过程中系统产生的总热量等于安培力做的功，根据能量守恒有 由焦耳定律可得 联立可得电阻R产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $