精品解析：山东临沂市沂南第一中学2025-2026学年高二下学期2月阶段检验物理试题

沂南一中2月阶段测验 一、单选题（4*3分=24分） 1. 下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中的电磁炉用来加热食物，可以用陶瓷材质的锅炒菜 B. 图乙中的导线南北方向摆放，通电后下方小磁针的N极向西偏转 C. 图丙是磁电式电流表内部结构示意图，线圈要绕在塑料框做成的骨架上 D. 图丁为回旋加速器示意图，增大电源电压，能增大粒子获得的最大速度 2. 上海慧眼（图甲）是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术。其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流。下列说法正确的是（ ） A. 导体板中产生的电流大小不变 B. 阻尼器将机械能转化为内能 C. 将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好 D. 利用这一装置所揭示的原理可制成电动机 3. 如图所示，安装在固定支架（图中未画出）上的光滑绝缘转动轴两端通过等长的轻质细软导线（导线不可伸长）连接并悬挂长为L、质量为m的导体棒ab，导体棒横截面的直径远远小于悬线的长度，空间存在辐向分布磁场（磁极未画出），导体棒摆动过程中磁场方向总是垂直于导体棒，导体棒所在处的磁感应强度大小均为B，开始时导体棒静止在最低点。现给导体棒通以方向向里的电流（电路未画出），若仅通过逐渐改变导体棒中的电流大小，使导体棒由最低点缓慢移动到悬线呈水平状态，则在这个过程中（ ） A. 悬线对导体棒的拉力先增大后减小 B. 导体棒中的电流一直减小 C. 转动轴受到绳子在竖直方向的作用力一直不变 D. 转动轴受到绳子在水平方向的作用力先增大后减小 4. 一电荷量为、质量为的带电物体静置于绝缘水平面上，空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。某时刻，该物体在水平恒力的作用下由静止开始水平向右加速运动，运动的位移为时恰好达到最大速度。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。物体由静止到达到最大速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 最大加速度为 B. 最大速度为 C. 物体克服摩擦力做的功为 D. 最大动能小于 5. 如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 2mg B. 3mg C. 4mg D. 5mg 6. 如图甲所示，一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示（以水平向右为电流的正方向），则在时间内，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线框的磁通量先增大后减小 B. 线框中始终产生顺时针方向的感应电流 C. 线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势 D. 线框所受安培力的合力始终向上 7. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框abcd，线框以速度v进入一个有明显边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到 。下列说法中正确的是 （　　） A. 线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动 B. 线框能全部穿出磁场 C. 线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为8∶1 D. 线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为1∶2 8. 如图甲所示粗糙平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、N两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。时对金属棒ab施加一平行于导轨的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动其速度v随时间t变化的关系如图乙所示。已知金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计。下列关于外力F、闭合回路中磁通量的变化率随时间t变化的图像，流过R的电荷量q、通过电阻R的电流I随金属棒的位移x的变化图像，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题（4*4分=16分） 9. 如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度B的图像如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的电流是从A到C B. 螺线管产生的感应电动势为4V C. 通过电阻R的电流大小为1.5A D. 0~2s内通过电阻R的电荷量为2C 10. 如图甲所示，将一金属圆环放置在水平桌面上，空间存在方向竖直向下的磁场（未画出），若圆环中的磁通量随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 0~3s内圆环中的感应电流为俯视逆时针 B. 0~3s内圆环有面积扩张的趋势 C. 0~3s内圆环中产生的电动势大于3~8s内产生的电动势 D. 0~10s内通过圆环的净电荷量不为零 11. 如图所示为质谱仪原理示意图，质量为、电荷量为（）的带电粒子甲从小孔“飘入”加速电场（初速度为零），经加速电压恒定的加速电场加速后以一定的速度从小孔进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照相底片上，粒子打在照相底片上的位置与点距离为，速度选择器两板间的电压为，不计粒子的重力。若将粒子甲换成质量为（为大于零的常量）、电荷量为的粒子乙，仅将速度选择器两板的电压改为后，粒子乙也能打到照相底片上，这时粒子打在照相底片上的位置与的距离为，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，两条粗糙平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨间的距离为l，导轨电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，将两根相同的导体棒ab、cd置于导轨上不同位置，两者始终与导轨垂直且接触良好，两棒间的距离足够大，已知两棒的质量均为m、电阻为R，某时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量I0，已知两导体棒与导轨间的动摩擦因数，在两棒达到稳定状态的过程中（　　） A. 两棒达到稳定状态后两棒间的距离均匀减小 B. 回路中产生的热量 C. 当导体棒cd的动量为时，导体棒ab的速度大小为 D. 当导体棒cd的动量为时，导体棒ab的加速度大小为 三、实验题（8*2分=16分） 13. 如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。现用器材：电池组（、）、开关、滑动变阻器（、2A）、金属棒、导线若干（电阻忽略）、蹄形磁铁、导轨（电阻忽略）等。 （1）为了保护电路，开始连接器材时，开关应断开，滑动变阻器应滑至__________（选填：“最左端”、“中端”、“最右端”）后，再闭合开关，观察到金属棒水平向__________运动（填“左”或“右”）； （2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是__________： A. 仅改变电流的大小 B. 仅改变磁场的方向 C. 电流的方向和磁场的方向同时改变 D. 调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻 （3）若滑动变阻器处在中点，为了使金属棒在离开导轨时可能具有更大的速度，下列措施可行的是__________。 A. 减小金属水平导轨的长度 B. 增加金属棒的长度 C. 向右移动滑动变阻器的滑片 D. 增加金属水平导轨的长度 （4）若滑动变阻器滑片放在中间的位置，则通过金属棒的电流大小为__________A。（结果保留两位有效数字） 14. 在用下图装置“研究闭合电路中感应电动势大小的影响因素”实验中，强磁铁固定在小车上，小车可用弹簧以不同的速度弹出，让强磁铁以不同速度穿过闭合线圈（线圈电阻可忽略不计），用光电计时器记录挡光片通过光电门的时间，用电压传感器记录线圈在这段时间内的平均感应电动势E，实验数据如下表： 次数 1 2 3 4 5 6 8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462 0.128 0.142 0.170 0.191 0.202 0.244 （1）实验小组的同学用螺旋测微器测量挡光片的宽度时，测得的示数如图乙所示，则挡光片的宽度___________mm。 （2）在实验中，让小车以不同的速度靠近螺线管，记录光电门的挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。在小车以不同的速度靠近螺线管的过程中，时间内不变的量是 。 A. 磁通量 B. 磁通量的变化量 C. 磁通量的变化率 （3）要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间Δt的关系，可作______图像； A. B. C. 四、解答题（44分） 15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为的导体棒垂直放在导轨上，棒静止。棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，取，，，求： （1）棒上的电流大小； （2）棒受到的摩擦力大小。 16. 如图所示，在等腰直角三角形内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴上，长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q，从中点C垂直射入磁场，刚好垂直射出磁场，不计粒子所受的重力。 （1）求粒子的速度大小v； （2）求粒子打在y轴上的点P的坐标； （3）求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。 17. 如图所示，平行金属导轨宽度为d，一部分轨道水平，左端接电阻R，倾斜部分与水平面成角，且置于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现将一质量为m、长度也为d的导体棒从导轨顶端由静止释放，直至滑到水平部分（导体棒下滑到水平部分之前已经匀速，滑动过程中与导轨保持良好接触，重力加速度为g）。不计一切摩擦力，导体棒接入回路电阻为r，则整个下滑过程中求 （1）导体棒匀速运动时速度大小； （2）匀速运动时导体棒两端电压； （3）导体棒下滑距离为s时，通过R的总电荷量。 18. 如图所示，两根平行放置的四分之一光滑圆弧导轨，半径为r、间距为d，其中、水平，、竖直，导轨电阻不计，在导轨顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。长为d、质量为m的金属棒从导轨顶端MN处由静止释放，到达导轨底端PQ时的速度大小为（g为当地的重力加速度），整个过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。金属棒从PQ处脱离导轨后水平飞出，两端通过轻质金属丝线（图中未画出）分别与导轨P、Q端相连接，金属丝线足够长始终未绷紧。金属棒从PQ飞出水平位移大小为x（未知）时，速度大小为v且与水平方向的夹角为；金属棒又从该位置经过一段时间后，速度变为竖直向下。金属棒与金属丝线的电阻均不计，不考虑金属丝线切割磁感线产生的影响，求： （1）金属棒到达导轨底端PQ时受到的安培力大小F； （2）水平位移x的大小； （3）若金属棒由MN运动到PQ的过程中，电阻R上产生的热量为；金属棒由PQ运动到速度变为竖直向下的过程中，电阻R上产生的热量为，求与的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 沂南一中2月阶段测验 一、单选题（4*3分=24分） 1. 下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中的电磁炉用来加热食物，可以用陶瓷材质的锅炒菜 B. 图乙中的导线南北方向摆放，通电后下方小磁针的N极向西偏转 C. 图丙是磁电式电流表内部结构示意图，线圈要绕在塑料框做成的骨架上 D. 图丁为回旋加速器示意图，增大电源电压，能增大粒子获得的最大速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．电磁炉利用涡流加热，需要锅具是铁磁性材料（如铁锅、不锈钢锅），陶瓷锅不能产生涡流，无法加热，A错误； B．根据安培定则，若图乙中的导线沿南北方向摆放，则通电后下方小磁针的N极将向西偏转，B正确； C．磁电式电流表的线圈绕在铝框上，利用铝框的电磁阻尼使指针快速稳定，而非塑料框，C错误； D．回旋加速器中，粒子最大速度，与电源电压无关，仅由磁感应强度、粒子比荷和D形盒半径决定，因此增大电源电压不能增大最大速度，D错误。 故选B。 2. 上海慧眼（图甲）是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术。其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流。下列说法正确的是（ ） A. 导体板中产生的电流大小不变 B. 阻尼器将机械能转化为内能 C. 将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好 D. 利用这一装置所揭示的原理可制成电动机 【答案】B 【解析】 【详解】A．摆锤摆动的快慢不断变化，导致穿过导体板的磁感应强度变化率不断变化，导体板中产生的电流大小也不断变化，故A错误； B．导体板中产生的感应电流的磁场总是阻碍摆锤的摆动，故摆锤的机械能减少，导体板中由于产生感应电流而发热，故阻尼器将机械能转化为内能，故B正确； C．将整块的导体板分割成多块，则导体板的电阻增大，感应电流减小，阻尼效果减弱，故C错误； D．该装置的原理是电磁阻尼，而电动机的原理是通电导体在磁场中受安培力，故利用这一装置所揭示的原理不能制成电动机，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，安装在固定支架（图中未画出）上的光滑绝缘转动轴两端通过等长的轻质细软导线（导线不可伸长）连接并悬挂长为L、质量为m的导体棒ab，导体棒横截面的直径远远小于悬线的长度，空间存在辐向分布磁场（磁极未画出），导体棒摆动过程中磁场方向总是垂直于导体棒，导体棒所在处的磁感应强度大小均为B，开始时导体棒静止在最低点。现给导体棒通以方向向里的电流（电路未画出），若仅通过逐渐改变导体棒中的电流大小，使导体棒由最低点缓慢移动到悬线呈水平状态，则在这个过程中（ ） A. 悬线对导体棒的拉力先增大后减小 B. 导体棒中的电流一直减小 C. 转动轴受到绳子在竖直方向的作用力一直不变 D. 转动轴受到绳子在水平方向的作用力先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．对导体棒进行受力分析，受到三个力作用，竖直向下的重力mg，始终垂直于悬线方向的安培力，悬线沿半径指向转轴的拉力FT，设运动过程中悬线与竖直方向的夹角为θ，由平衡条件有 导体棒从最低点缓慢移到最高点时，θ越来越大，则拉力FT越来越小，故A错误； B．在沿垂直于悬线方向，由平衡条件有 解得 磁感应强度大小B和导体棒长度L不变，θ越来越大，所以电流I越来越大，故B错误； C．设转动轴对系统在竖直方向的作用力为Fy，根据平衡条件有 解得 可见随着θ越来越大，转动轴在竖直方向的作用力为Fy越来越小，故C错误； D．设转动轴对系统在水平方向的作用力为Fx，根据平衡条件有 解得 可见导体棒缓慢移到水平状态的过程中，θ由0增大到90°的过程中，当时，Fx最大，所以转动轴OO′在水平方向的作用力先增大后减小，故D正确。 故选D。 4. 一电荷量为、质量为的带电物体静置于绝缘水平面上，空间存在磁感应强度大小为的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。某时刻，该物体在水平恒力的作用下由静止开始水平向右加速运动，运动的位移为时恰好达到最大速度。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为。物体由静止到达到最大速度的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 最大加速度为 B. 最大速度为 C. 物体克服摩擦力做的功为 D. 最大动能小于 【答案】D 【解析】 【详解】A．分析物体受力，根据牛顿第二定律，有 可知随着速度的增大，物体的加速度逐渐减小，则初始加速度最大，即，故A错误； B．物体加速度为零时，速度最大，有 有，故B错误； C．物体运动由静止到最大速度过程，摩擦力 随着速度增大而增大，克服摩擦力做的功大于，故C错误； D．根据动能定理，有 解得，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，质量为的带电小物块从半径为的固定绝缘光滑半圆槽顶点由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 2mg B. 3mg C. 4mg D. 5mg 【答案】D 【解析】 【详解】物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，列式得 解得 物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等 此时物块受到向上的洛伦兹力，根据受力分析得 物块第二次经过圆槽最低点时，物块在半圆槽内做往复运动，此时物块受到向下的洛伦兹力，根据受力分析得 联立解得 故选D。 6. 如图甲所示，一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流随时间的变化关系如图乙所示（以水平向右为电流的正方向），则在时间内，下列说法正确的是（　　） A. 穿过线框的磁通量先增大后减小 B. 线框中始终产生顺时针方向的感应电流 C. 线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势 D. 线框所受安培力的合力始终向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，故A错误； B．时间内电流减小，穿过线框的磁场向外，磁通量减小，由楞次定律可知线框中产生逆时针方向的感应电流；时间内电流增大，穿过线框的磁场向里，磁通量增大，由楞次定律可知线框中产生逆时针方向的感应电流，故B错误； C．穿过线框的磁通量先减小后增大，由“增缩减扩”可知，线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，故C正确； D．由左手定则可知时间内线框所受安培力的合力向下，时间内线框所受安培力的合力向上，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，光滑绝缘水平桌面上有一均质正方形金属线框abcd，线框以速度v进入一个有明显边界的匀强磁场（磁场的宽度大于线框的边长），当线圈全部进入磁场区域时，速度减小到 。下列说法中正确的是 （　　） A. 线框进入磁场时与离开磁场时均做匀减速直线运动 B. 线框能全部穿出磁场 C. 线框进入磁场时与离开磁场时产生的热量之比为8∶1 D. 线框进入磁场时与离开磁场时通过线框某截面的电荷量之比为1∶2 【答案】C 【解析】 【详解】A．线框进入磁场时与离开磁场时受安培力大小为 F=BIL=BL==ma 随着速度减小，安培力逐渐减小，加速度减小，所以线框进入磁场时与离开磁场时做变减速直线运动，故A错误； BD．假设线圈能全部穿出磁场，线圈刚全部进入磁场时速度为，刚离开磁场时速度为v'，线圈进入磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得 -BI1L·t1=m-mv 通过线圈的电荷量 q1=I1t1= 线圈离开磁场的过程，取向右为正方向，由动量定理得 -BI2L·t2=mv'-m 通过线圈的电荷量 q2=I2t2= 联立解得 v'=- 所以线圈不能全部穿出磁场，则v'=0，代入上式可知 故BD错误； C．线圈进入磁场的过程，根据能量守恒定律有 Q1=mv2-m 线圈离开磁场的过程，根据能量守恒定律有 Q2=m 解得 故C正确。 故选C。 8. 如图甲所示粗糙平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成角，M、N两端接一电阻R，整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。时对金属棒ab施加一平行于导轨的外力F，使金属棒由静止开始沿导轨向上运动其速度v随时间t变化的关系如图乙所示。已知金属棒电阻为r，导轨电阻忽略不计。下列关于外力F、闭合回路中磁通量的变化率随时间t变化的图像，流过R的电荷量q、通过电阻R的电流I随金属棒的位移x的变化图像，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，金属棒开始做匀加速直线运动，后做匀速运动，由牛顿第二定律可知，匀加速时有 此过程中力与时间成线性关系，但不成正比，即图像不过坐标原点，故A错误； B．设两金属导轨的间距为，匀加速过程中磁通量变化率为 此过程中磁通量变化率与时间成正比，匀速过程 此过程中磁通量变化率不变，故B错误； C．流过电阻的电荷量为 所以电荷量与位移成正比，故C错误； D．匀加速过程中有 则电流为 此过程中电流与位移成指数为的幂函数，匀速过程中有 此过程中电流不变，故D正确。 故选D。 二、多选题（4*4分=16分） 9. 如图所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度B的图像如图所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的电流是从A到C B. 螺线管产生的感应电动势为4V C. 通过电阻R的电流大小为1.5A D. 0~2s内通过电阻R的电荷量为2C 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由楞次定律可以判断出螺线管中感应电流产生磁场方向从右向左，那么通过电阻的电流方向是从C到A，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律有，故B正确； C．由闭合电路欧姆定律得，故C错误； D．内通过的电荷量为，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，将一金属圆环放置在水平桌面上，空间存在方向竖直向下的磁场（未画出），若圆环中的磁通量随时间变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 0~3s内圆环中的感应电流为俯视逆时针 B. 0~3s内圆环有面积扩张的趋势 C. 0~3s内圆环中产生的电动势大于3~8s内产生的电动势 D. 0~10s内通过圆环的净电荷量不为零 【答案】AC 【解析】 【详解】A．0~3s内磁通量向下增大，根据楞次定律，圆环中的电流为俯视逆时针方向，A正确； B．根据增缩减扩，0~3s内磁通量增大，圆环有面积收缩的趋势，B错误； C．0~3s内的斜率大于3~8s内的斜率，根据法拉第电磁感应定律，可知0~3s内产生的电动势更大，C正确； D．由，0~10s内通过的净电荷量为零，D错误。 故选AC。 11. 如图所示为质谱仪原理示意图，质量为、电荷量为（）的带电粒子甲从小孔“飘入”加速电场（初速度为零），经加速电压恒定的加速电场加速后以一定的速度从小孔进入速度选择器并恰好沿直线通过，粒子从小孔进入磁分析器后做匀速圆周运动打在照相底片上，粒子打在照相底片上的位置与点距离为，速度选择器两板间的电压为，不计粒子的重力。若将粒子甲换成质量为（为大于零的常量）、电荷量为的粒子乙，仅将速度选择器两板的电压改为后，粒子乙也能打到照相底片上，这时粒子打在照相底片上的位置与的距离为，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】设加速电压为，速度选择器两板间距为，则 在速度选择器中 在磁分析器中 解得， 换粒子后，， 故选AD。 12. 如图所示，两条粗糙平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为，导轨间的距离为l，导轨电阻忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直，将两根相同的导体棒ab、cd置于导轨上不同位置，两者始终与导轨垂直且接触良好，两棒间的距离足够大，已知两棒的质量均为m、电阻为R，某时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量I0，已知两导体棒与导轨间的动摩擦因数，在两棒达到稳定状态的过程中（　　） A. 两棒达到稳定状态后两棒间的距离均匀减小 B. 回路中产生的热量 C. 当导体棒cd的动量为时，导体棒ab的速度大小为 D. 当导体棒cd的动量为时，导体棒ab的加速度大小为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．因为 得两金属棒重力沿斜面向下的分力和摩擦力大小相等 且两棒受的安培力等大反向，则系统所受外力之和为零，所以导体棒ab和cd组成的系统动量守恒。两棒达到稳定状态后，两棒做速度相同的匀速直线运动，两棒达到稳定状态后两棒间的距离不变，故A错误； B．某时刻给ab棒沿导轨向下的瞬时冲量I0，设此时ab棒为，两棒达到稳定状态后两棒速度为，由动量定理 得 由动量守恒定律得 得 由能量守恒定律得，回路中产生的热量 故B正确； C．当导体棒cd的动量为时，设导体棒cd速度为，导体棒ab速度为，则 由动量守恒定律 得 故C正确； D．由法拉第电磁感应定律，当导体棒cd的动量为时，回路中的感应电动势 由闭合电路欧姆定律得 由于 导体棒ab所受合力大小为 由牛顿第二定律得 解得 故D正确。 故选BCD。 三、实验题（8*2分=16分） 13. 如图所示，在“探究磁场对通电导线的作用力”实验中，两平行的金属水平导轨处于蹄形磁铁两极中间的磁场中，磁感应强度垂直于导轨平面，当金属棒受到安培力作用时沿导轨运动，忽略金属棒与导轨之间的摩擦。现用器材：电池组（、）、开关、滑动变阻器（、2A）、金属棒、导线若干（电阻忽略）、蹄形磁铁、导轨（电阻忽略）等。 （1）为了保护电路，开始连接器材时，开关应断开，滑动变阻器应滑至__________（选填：“最左端”、“中端”、“最右端”）后，再闭合开关，观察到金属棒水平向__________运动（填“左”或“右”）； （2）若要改变金属棒的运动方向，下列措施可行的是__________： A. 仅改变电流的大小 B. 仅改变磁场的方向 C. 电流的方向和磁场的方向同时改变 D. 调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻 （3）若滑动变阻器处在中点，为了使金属棒在离开导轨时可能具有更大的速度，下列措施可行的是__________。 A. 减小金属水平导轨的长度 B. 增加金属棒的长度 C. 向右移动滑动变阻器的滑片 D. 增加金属水平导轨的长度 （4）若滑动变阻器滑片放在中间的位置，则通过金属棒的电流大小为__________A。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 最右端 ②. 右 （2）B （3）D （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]为了保护电路，闭合开关之前，滑片应位于最大阻值处，即滑动变阻器的滑片应滑至最右端； [2]闭合开关后，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力水平向右，故闭合开关后，导体棒将向右运动； 【小问2详解】 A．改变电流大小只会改变导体棒受到安培力的大小，无法改变导体棒受到安培力的方向，即无法改变导体棒的运动方向，A错误； B．只改变磁场方向，可以改变导体棒所受安培力的方向，因此导体棒的运动方向随之改变，B正确； C．电流的方向和磁场的方向同时改变,则导体棒受到安培力的方向不变，因此导体棒的运动方向不变，C错误； D．调节滑动变阻器滑片，减少接入电路的电阻，导体棒中的电流随之增大，导体棒受到的安培力增大，但所受安培力的方向不变，导体棒的运动方向不变，D错误。 故选B。 【小问3详解】 设金属棒运动速度为v，根据反电动势的作用及闭合电路欧姆定律有导体棒中的电流 由牛顿第二定律则有 联立解得 由此可知，金属棒做加速度减小的加速运动，直至匀速运动。 AD．若离开轨道时，未达到最大速度，增加金属水平导轨的长度可使加速时间更长，即可获得更大速度，A错误，D正确； B．增加金属棒的长度可知，质量增大，加速度减小，故速度变小，B错误； C．向右移动滑动变阻器的滑片,滑动变阻器电阻增大，加速度减小，故速度变小，C错误。 故选D。 【小问4详解】 若滑动变阻器滑片放在中间的位置，根据欧姆定律可知，通过金属棒的电流大小为 14. 在用下图装置“研究闭合电路中感应电动势大小的影响因素”实验中，强磁铁固定在小车上，小车可用弹簧以不同的速度弹出，让强磁铁以不同速度穿过闭合线圈（线圈电阻可忽略不计），用光电计时器记录挡光片通过光电门的时间，用电压传感器记录线圈在这段时间内的平均感应电动势E，实验数据如下表： 次数 1 2 3 4 5 6 8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462 0.128 0.142 0.170 0.191 0.202 0.244 （1）实验小组的同学用螺旋测微器测量挡光片的宽度时，测得的示数如图乙所示，则挡光片的宽度___________mm。 （2）在实验中，让小车以不同的速度靠近螺线管，记录光电门的挡光时间内感应电动势的平均值，改变速度多次实验，得到多组数据。在小车以不同的速度靠近螺线管的过程中，时间内不变的量是 。 A. 磁通量 B. 磁通量的变化量 C. 磁通量的变化率 （3）要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间Δt的关系，可作______图像； A. B. C. 【答案】（1）4.800 （2）B （3）B 【解析】 【小问1详解】 挡光片的宽度4.5mm+0.01mm×30.0=4.800mm。 【小问2详解】 在小车以不同的速度靠近螺线管的过程中，时间内穿过线圈的磁通量逐渐增加，但是穿过线圈的磁通量的变化量是不变，当小车的速度不同时靠近螺线管的时间不同，则磁通量变化率不同。故选B。 【小问3详解】 根据 因磁通量变化量不变，则要通过线性图像直观反映感应电动势E与时间Δt的关系，可作图像； 故选B。 四、解答题（44分） 15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离，导轨与水平面的夹角，在导轨所在区域内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小，导轨的一端接有电动势、内阻的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为的导体棒垂直放在导轨上，棒静止。棒与导轨接触的两点间的电阻，不计导轨的电阻，取，，，求： （1）棒上的电流大小； （2）棒受到的摩擦力大小。 【答案】（1）1A （2）1N 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路欧姆定律 解得 【小问2详解】 ab棒受到的安培力 由平衡条件 联立可得 16. 如图所示，在等腰直角三角形内部有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴上，长度为L。一粒子的质量为m、电荷量为q，从中点C垂直射入磁场，刚好垂直射出磁场，不计粒子所受的重力。 （1）求粒子的速度大小v； （2）求粒子打在y轴上的点P的坐标； （3）求粒子从射入磁场到打在y轴上的总时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子刚好垂直OD射出磁场，依据左手定则可判断粒子带正电。粒子从OA中点C垂直OA射入磁场，刚好垂直OD射出磁场，说明粒子做匀速圆周运动的圆心为O点，半径 根据洛伦兹力充当向心力，有 解得 【小问2详解】 设粒子垂直OD射出的点为K，由几何关系知，是等腰直角三角形，可得出是等腰直角三角形，如图所示 由几何关系知， 粒子打在y轴上的点P的坐标为 【小问3详解】 粒子从射入磁场到打在y轴上的总路程 根据 解得 17. 如图所示，平行金属导轨宽度为d，一部分轨道水平，左端接电阻R，倾斜部分与水平面成角，且置于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，现将一质量为m、长度也为d的导体棒从导轨顶端由静止释放，直至滑到水平部分（导体棒下滑到水平部分之前已经匀速，滑动过程中与导轨保持良好接触，重力加速度为g）。不计一切摩擦力，导体棒接入回路电阻为r，则整个下滑过程中求 （1）导体棒匀速运动时速度大小； （2）匀速运动时导体棒两端电压； （3）导体棒下滑距离为s时，通过R的总电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒做匀速直线运动时，处于平衡状态，由平衡条件得：， 又根据欧姆定律得： 且 联立可得： 【小问2详解】 此时，感应电动势为： 根据欧姆定律，导体棒两端电压为： 【小问3详解】 由感应电动势平均值： 感应电流平均值为： 又通过导体棒的总电荷量为： 联立解得： 18. 如图所示，两根平行放置的四分之一光滑圆弧导轨，半径为r、间距为d，其中、水平，、竖直，导轨电阻不计，在导轨顶端连有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。长为d、质量为m的金属棒从导轨顶端MN处由静止释放，到达导轨底端PQ时的速度大小为（g为当地的重力加速度），整个过程中金属棒始终与导轨垂直且接触良好。金属棒从PQ处脱离导轨后水平飞出，两端通过轻质金属丝线（图中未画出）分别与导轨P、Q端相连接，金属丝线足够长始终未绷紧。金属棒从PQ飞出水平位移大小为x（未知）时，速度大小为v且与水平方向的夹角为；金属棒又从该位置经过一段时间后，速度变为竖直向下。金属棒与金属丝线的电阻均不计，不考虑金属丝线切割磁感线产生的影响，求： （1）金属棒到达导轨底端PQ时受到的安培力大小F； （2）水平位移x的大小； （3）若金属棒由MN运动到PQ的过程中，电阻R上产生的热量为；金属棒由PQ运动到速度变为竖直向下的过程中，电阻R上产生的热量为，求与的比值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）金属棒从导轨顶端MN处由静止释放，到达导轨底端PQ时的速度大小为，则有 安培力 （2）水平位移为x，水平方向运用动量定理得 又这段时间内通过人的电荷量 平均感应电流 平均感应电动势 磁通量的变化量 联立可得 （3）分两个过程来求，第一个过程由静止释放，到达导轨底端PQ；设这个过程R上产生的热量为，由能量守恒得 解得 第二个过程由导轨底端PQ飞出到速度变为竖直向下，设这个过程上产生的热量为，水平方向能量守恒得 解得 故 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $