精品解析：四川成都市崇州市怀远中学2025-2026学年高二下学期4月分散测试物理试题

2024级高二下学期4月分散测试 物理试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．答卷前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 3．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 4．考试结束后，只将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求） 1. 如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且强度较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响，让检测线圈（位于水平面内）从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的方向先顺时针后逆时针 B. 感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针 C. 检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D. 检测线圈所受安培力的方向先向北后向南 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据通电直导线周围的磁感线的分布特点，检测线圈由远处移近直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向下的分量，且磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先逆时针后顺时针；当检测线圈逐渐远离直导线的过程中，穿过线圈的磁场有向上的分量，磁通量先增大后减小，由楞次定律和安培定则可知，线圈中的电流方向先顺时针后逆时针。选项A错误，B正确； CD．根据楞次定律“来拒去留”可知，检测线圈所受安培力的方向一直向北，选项CD错误。 故选B。 2. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产．2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”．目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）． A. 线圈中磁场的方向向上 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，A错误； B．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，B正确； CD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，根据“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同，CD错误。 故选B。 3. 下列说法不正确的是（　　） A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的 B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用 C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用 D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中的探雷器是利用涡流的磁效应工作的，故A错误，符合题意； B．图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用，故B正确，不符合题意； C．图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用，故C正确，不符合题意； D．图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用，故D正确，不符合题意。 故选A。 4. 如图所示，平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端连接直流电源，金属棒垂直放在导轨上，导轨处在斜向右上方的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角，磁场与金属棒垂直，闭合开关，金属棒始终不会发生滑动，则下列判断正确的是（　　） A. 金属棒有向右滑动趋势 B. 仅减小，金属棒受到的摩擦力增大 C. 仅减小，金属棒受到的安培力会减小 D. 仅减小，金属棒对导轨的压力会减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，金属棒受到的安培力斜向左上方且与B垂直，因此金属棒有向左滑动的趋势，故A错误； BD．仅减小，安培力的水平分力减小，竖直向上分力变大，金属棒受到的摩擦力减小，金属棒对导轨的压力减小，故B错误，D正确； C．由于B与I始终垂直，电流大小、磁感应强度大小不变，仅减小，金属棒受到的安培力大小不变，故C错误。 故选D。 5. 如图所示，整个区域内有竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，两根间距为、半径为的光滑四分之一圆弧金属导轨竖直放置（底端切线水平），顶端连接阻值为的电阻。长为、质量为、阻值为的金属棒从导轨顶端处以恒定速率下滑，整个过程中金属棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。导轨电阻忽略不计，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒在处时两端电压为 B. 金属棒运动到处时两端电压为 C. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 D. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属棒在ab处时B与v平行，金属棒不切割磁感线，无电动势产生，故ab两端电压为0，故A错误； B．金属棒在cd处时，金属棒产生的电动势 则此时cd两端电压，故B错误； CD．金属棒从导轨ab处运动至cd处的过程中，金属棒做匀速圆周运动的角速度 则电动势瞬时值为 则电流有效值为 电阻r产生的热量为 因为 联立解得，故C错误，D正确。 故选D。 6. 如图，“L”形导线框置于磁感应强度大小为 B、竖直向下的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l，总电阻为R。线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动， be与磁场方向垂直。t=0时， abef与水平面平行，下列说法错误的是（　　） A. t=0时，感应电动势为 B. 线圈中产生的交流电瞬时值表达式为 C. 时刻线圈中电流大小为 方向为 afedcba D. t=0到 过程中，感应电动势平均值为 【答案】B 【解析】 【详解】A．时，只有cd边切割磁感线产生的感应电动势，，A正确； B．两个面的感应电动势相位差，合成后感应电动势瞬时值为： ，B错误； C．时，，代入瞬时式得感应电动势大小为，电流大小​，由楞次定律可判断电流方向为，C正确； D．时总磁通量，（转过）时总磁通量，，，平均电动势​，D正确。 本题要求选错误项，故选B 。 7. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L、长为3L、单位长度的质量为m、单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L，在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为，则下列判断正确的是（　　） A. 此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为 B. 此过程中通过线框截面的电量为 C. 此过程中线框产生的焦耳热为 D. 线框刚好可以完全进入右侧磁场 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．线框左边切割磁感线相当于电源，由右手定则可知，其下端为正极，同理线框右边其上端为正极，则感应电流方向为逆时针，回路中产生感应电动势为 感应电流为 此时线框所受安培力为 所以A错误； B．由动量定理有 联立解得 所以B错误； D．此过程中通过线框磁通量的变化量为 此过程中通过线框截面的电量为 联立解得 则 当线框全部进入右侧磁场时有 此过程中通过线框截面的电量为 联立解得 由动量定理有 联立解得 所以D正确； C．此过程中线框产生的焦耳热为 所以C错误； 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图为交流发电机的示意图，线圈的两端分别连在金属滑环上，两个导体电刷分压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。线圈产生的感应电动势随时间变化的正弦规律如图乙，发电机线圈电阻为2Ω，外接电阻为。关于其工作原理，下列分析正确的是（　　） A. 0时刻线圈处于图甲位置 B. 在时刻，电压表的示数为4V C. 1s内外接电阻R产热量为1J D. 丙图中产生的感应电流方向为顺时针方向 【答案】CD 【解析】 【详解】A．0时刻，线圈产生的感应电动势为零，磁通量最大，故线圈与图甲位置垂直，A错误； B．电压表测量的是路端电压的有效值，可得电动势的有效值为 电压表的示数为 B错误； C．1s内外接电阻R产热量为 C正确； D．由楞次定律可知，丙图中产生的感应电流方向为顺时针方向，D正确。 故选CD。 9. 如图所示，界线MN以下存在一个方向水平的磁场（垂直于纸面向里），取MN上一点O作为原点，竖直向下建立y轴，磁场的磁感应强度B随y坐标（以m为单位）的分布规律为B=1+y（T）。一边长为L=1m、质量为m=0.1kg、电阻R=2Ω的正方形金属框abcd从MN上方静止释放，0.2s后金属框的cd边到达界线MN，此时给金属框施加一个竖直方向的外力F，直至金属框完全进入磁场时撤去该外力。已知金属框在进入磁场的过程中电流保持恒定，且金属框运动过程中上下边始终水平、左右边始终竖直，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 金属框进入磁场的过程中电流大小为1A B. 金属框进入磁场的过程经历的时间为 C. 金属框进入磁场的过程中外力F做功为0.35J D. 金属框完全进入磁场后继续做加速运动，直到速度达到3m/s后不再加速 【答案】AC 【解析】 【详解】A．进入磁场前做自由落体运动，有 金属框在进入磁场的过程中电流保持恒定，所以刚进入瞬间，感应电动势公式，有 则感应电流为 故A正确； B．金属框进入磁场的过程中，由安培力公式，有 刚进入瞬间，安培力为 完全进入瞬间，安培力为 所以安培力做的负功大小为 又因为安培力做的负功就等于回路中产生的焦耳热，则 代入数据，得金属框进入磁场的过程经历的时间为 故B错误； C．完全进入瞬间，安培力为 完全进入磁场时，速度为 金属框进入磁场的过程中，由动能定理，得 所以外力F做功 故C正确； D．金属框完全进入磁场后，设匀速运动时的速度大小为v′，上下两边切割磁感应线产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得 上下两边产生的安培力的合力为 其中：ΔB=1T，根据平衡条件可得 联立解得 v′=2m/s 故D错误。 故选AC。 10. 如图，两匀强磁场磁感应强度分别为和，一半径为，单位长度电阻为的圆线圈开始时处于左侧磁场中，且与两侧磁场界线相切。现线圈以切点为轴，在纸面内以角度顺时针方向匀速转动。则（　　） A. 感应电流的方向为顺时针方向 B. 转时线圈中感应电动势的值为 C. 线圈所受安培力的最大值 D. 匀速转动过程中通过线圈的电量为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针方向，故A正确； B．转时线圈切割磁感线的有效长度为 感应电动势的值为，故B错误； C．线圈受到安培力的最大值时，切割磁感线的有效长度为 相对磁感应强度 等效电阻为 则感应电动势 感应电流 则最大安培力为，故C正确； D．匀速转动过程中通过线圈的电量为，故D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（本题共2小题，共12分） 11. 某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 （1）如图甲所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是___。 A. 为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些 B. 若A、B连线与法线间夹角较大时，则可能在一侧发生全反射 C. 可用玻璃砖代替尺子画出边界 （2）如图乙所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。并以O点为圆心，以10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段的延长线于C点，过A点作法线的垂线AB交于B点，过C点作法线的垂线CD交于D点，如图所示用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率___。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）A （2）1.5 【解析】 【小问1详解】 A．为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些，故A正确； B．因光线在a面的折射角等于在面时的入射角，则即使A、B连线与法线间夹角较大时，也不可能在一侧发生全反射，故B错误； C．不可用玻璃砖代替尺子画出边界，以免损坏反光面，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 玻璃的折射率 12. 某实验小组为测量一锂电池的电动势和内阻。 a．首先用多用电表的直流电压10V档粗略测量了锂电池的电动势，测量结果如图甲所示。 b．为精确测量该电动势，又设计了如图乙所示电路，所用器材有：锂电池、智能手机、电压传感器、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电压传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值，用智能手机记录对应的电压传感器测得的电压。回答下列问题： （1）由图甲可知，该锂电池的电动势约为_____V； （2）根据记录数据作出图像，如图丙所示。已知，可得_____V，_____（结果均保留两位有效数字） （3）电压传感器的电阻不理想对锂电池电动势的测量结果_____（填“有”或“无”）影响。 【答案】（1）3.4 （2） ①. 3.3 ②. 2.0 （3）有 【解析】 【小问1详解】 [1]由于测量电源电压时选用的是多用电表的直流电压10V档，故电表读数为 【小问2详解】 [1] 由闭合电路欧姆定律有 滑动变阻器分压为 整理可得 根据图丙可知，则 [2] 图丙直线斜率为 又因为 代入数据解得 【小问3详解】 [1]若电压传感器内阻不理想（不是无穷大），电压传感器会分流，实际干路电流  推导得实际公式为  纵轴截距大于理想情况的，因此计算得到的电动势测量值偏小，对结果有影响。 四、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 矩形线圈匝，，在磁感强度为的匀强磁场中以为转轴匀速转动，角速度为，线圈的电阻为，外接电阻。从图所示位置开始计时： （1）推导电动势瞬时值表达式； （2）如果线圈转速提高倍，写出感应电动势随时间变化的表达式； （3）当线圈从图示位置转过的过程中，求： 通过电阻的电量； 电阻产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3）a．，b． 【解析】 【详解】（1）线圈转动到与图示位置垂直时，电动势最大，、两边切割磁感线产生的感应电动势的大小均为 所以电动势的最大值 从图示位置计时，感应电动势的瞬时表达式为 （2）如果线圈转速提高倍，则感应电动势随时间变化表达式 （3）a．当线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻的电量 b．电阻产生的焦耳热 14. 如图，间距为d、左右对称的两根相同金属导轨分别固定在竖直平面内，导轨水平部分长度均为L，构成的水平面区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场（边界、处无磁场），P、Q两根金属杆放在导轨上，质量均为m，接入导轨的电阻均为R，离水平导轨的高度均为h，同时释放后，恰好不会相碰。重力加速度大小为g，不计导轨电阻和摩擦阻力，两杆与导轨始终垂直且接触良好。求： (1)P刚进入磁场时受到的安培力大小F； (2)若P、Q的质量分别为m、，电阻仍均为R，P放在原来位置，Q放在导轨右侧高度处，先释放P，当它在水平轨道上的速度减为零时，再释放Q，此后两杆发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前后两杆的总动能减少了，求： ①P第一次停止运动时所在的位置； ②最终P、Q两杆之间的距离。 【答案】(1)；(2)①P杆第一次停止运动时位于边界处；② 【解析】 【分析】 【详解】(1)设金属杆下滑进入磁场时的速度大小为，由机械能守恒定律得 刚进入磁场时，回路总电动势为 回路电流为 金属杆受到的安培力大小为 联立得 (2)①P、Q质量相同又同时释放时，设在磁场运动过程中，通过P杆的感应电量为，平均电流为，时间为，对P杆，根据动量定理得 其中 又 只释放P杆，设它在磁场中运动位移为x时速度减为零，同理可得 解得 故P杆第一次停止运动时位于边界处； ②设Q杆与P杆碰撞前瞬间的速度大小为v，碰撞后瞬间Q杆与P杆的速度分别为、，有 解得 （另一组解，，舍去） 说明Q杆与P杆碰后，Q杆停止在边界处，P杆以速度向左进入磁场，设其停止运动前在磁场中通过的路程为，同理可得 解得 说明P杆在磁场中向左运动L距离后，经圆弧轨道返回又在磁场中向右运动了才停止运动，故最终两杆之间的距离 15. 如图甲所示，无限长的两根通电直导线安装在横放的绝缘直三棱柱架子的和两条棱边上（），在架子右侧一条棱边的中点上水平固定一面积为S（面积足够小）、电阻为R的n匝线圈，线圈到和的距离分别为和，另外将足够长的平行绝缘轨道固定水平地面上（轨道分别位于BC和的延长线上），轨道间距为L。 （1）如果和上通电导线的电流大小分别为和，方向如图中箭头所示，求线圈中的磁通量（已知通电直导线周围激发的磁场满足关系：，其中I为电流大小，r为到直导线的距离，k为某已知常数。另外线圈面积足够小时，通电导线在线圈中激发的磁场可当成匀强磁场）； （2）如果通电导线在线圈处激发的磁感应强度的竖直分量与时间的关系如图乙所示，图中已知，求0到时间内，流过线圈导线横截面的电荷量； （3）在第（2）题的前提条件下，已知时刻线圈中磁场方向为竖直向上，假设以俯视观察时逆时针方向为电流正方向。求时间内线圈中的电流瞬时表达式及0到T时间内线圈中电流有效值； （4）撤去两根通电直导线，现将一质量为m、长度为L、接入轨道部分电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上，右方还有质量为3m、边长均为L的U形框cdef，其中U形框cdef的电阻为3R。沿绝缘轨道方向建立x轴，虚线与坐标原点O在同一水平线上，虚线EF左侧轨道光滑，让虚线EF右侧所在空间存在竖直向上的磁场，磁感应强度的分布为。现在给金属棒ab一个水平向右的瞬时冲量，一段时间后金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞，整体进入到EF右侧运动时会受到阻力，阻力大小与速度满足，求ab与U形框整体最终静止时ab边的坐标x及U形框在运动过程中产生的焦耳热。 【答案】（1）；（2）；（3），；（4）， 【解析】 【详解】（1）根据安培定则可知，AA′和BB′上通电导线在线圈处产生的磁感应强度方向如图所示 由题可得两通电导线在线圈处产生的磁感应强度大小为, 则线圈处磁感应强度垂直与线圈平面的分量大小为, 线圈中的磁通量 解得 （2）由图乙可知，0到时间内穿过线圈的磁通量的变化量为 流过线圈导线横截面的电荷量 （3）当时，线圈中的磁感应强度均匀变化，则感应电流的大小不变，为 由楞次定律可知，线圈中感应电流方向为逆时针，即此过程电流为正；同理可得，当时，线圈中的感应电流大小为 线圈中感应电流方向为逆时针，即此过程电流为正；当时，线圈中的感应电流大小为 线圈中感应电流方向为顺时针，即此过程电流为负；当时，线圈中的感应电流大小为 线圈中感应电流方向为顺时针，即此过程电流为负。 综上可得，线圈中的电流瞬时表达式为 由交变电流有效值的定义可得 解得 （4）金属棒ab与 U形框碰撞发生完全非弹性碰撞，设碰撞后共同速度为v，根据动量定理和动量守恒定律有 两棒碰撞构成回路后运动过程，de边磁场总是比ab边磁场大 则回路中电流为 全框架受到的安培力的合力为 由题可知，当两棒碰撞后构成回路，才有感应电流和安培力，由动量定理可得 最终静止时整体运动的距离为 则ab与U形框整体最终静止时de边的坐标x为 有动量定理可知 解得 图像如图所示 线框产生的焦耳热为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二下学期4月分散测试 物理试题 本试卷满分100分，考试时间75分钟 注意事项： 1．答卷前，务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。 2．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。 3．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 4．考试结束后，只将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题，共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求） 1. 如图所示，在水平地面下有一条沿东西方向铺设的水平直导线，导线中通有自东向西且强度较大的恒定电流。现用一闭合的检测线圈（线圈中串有灵敏电流计，图中未画出）检测此通电直导线的位置。若不考虑地磁场的影响，让检测线圈（位于水平面内）从距直导线很远处由北向南沿水平地面通过导线的上方并移至距直导线很远处，在此过程中，俯视检测线圈，下列说法正确的是（　　） A. 感应电流的方向先顺时针后逆时针 B. 感应电流的方向先逆时针后顺时针，然后再逆时针 C. 检测线圈所受安培力的方向先向南后向北 D. 检测线圈所受安培力的方向先向北后向南 2. 上珠峰、下矿井、入海港、进工厂、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产．2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”．目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口．产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（ ）． A. 线圈中磁场的方向向上 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在减小 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 3. 下列说法不正确的是（　　） A. 图甲中的探雷器是利用地磁场进行探测的 B. 图乙中扼流圈是利用电感器对交流的阻碍作用 C. 图丙中磁电式仪表的线圈绕在铝框骨架上，是为了增加电磁阻尼作用 D. 图丁中火灾报警器利用烟雾对光的散射来工作，属于光电式传感器的应用 4. 如图所示，平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端连接直流电源，金属棒垂直放在导轨上，导轨处在斜向右上方的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成角，磁场与金属棒垂直，闭合开关，金属棒始终不会发生滑动，则下列判断正确的是（　　） A. 金属棒有向右滑动趋势 B. 仅减小，金属棒受到的摩擦力增大 C. 仅减小，金属棒受到的安培力会减小 D. 仅减小，金属棒对导轨的压力会减小 5. 如图所示，整个区域内有竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小，两根间距为、半径为的光滑四分之一圆弧金属导轨竖直放置（底端切线水平），顶端连接阻值为的电阻。长为、质量为、阻值为的金属棒从导轨顶端处以恒定速率下滑，整个过程中金属棒与导轨接触良好，且始终与导轨垂直。导轨电阻忽略不计，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 金属棒在处时两端电压为 B. 金属棒运动到处时两端电压为 C. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 D. 金属棒从导轨处运动至处的过程中，电阻产生的热量为 6. 如图，“L”形导线框置于磁感应强度大小为 B、竖直向下的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l，总电阻为R。线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动， be与磁场方向垂直。t=0时， abef与水平面平行，下列说法错误的是（　　） A. t=0时，感应电动势为 B. 线圈中产生的交流电瞬时值表达式为 C. 时刻线圈中电流大小为 方向为 afedcba D. t=0到 过程中，感应电动势平均值为 7. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度的大小左边为2B，右边为3B，一个竖直放置的宽为L、长为3L、单位长度的质量为m、单位长度的电阻为r的矩形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到虚线位置（在左边磁场中的长度为L，在右边磁场中的长度为2L）时，线框的速度为，则下列判断正确的是（　　） A. 此时线框中电流方向为逆时针，线框中感应电流所受安培力为 B. 此过程中通过线框截面的电量为 C. 此过程中线框产生的焦耳热为 D. 线框刚好可以完全进入右侧磁场 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图为交流发电机的示意图，线圈的两端分别连在金属滑环上，两个导体电刷分压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。线圈产生的感应电动势随时间变化的正弦规律如图乙，发电机线圈电阻为2Ω，外接电阻为。关于其工作原理，下列分析正确的是（　　） A. 0时刻线圈处于图甲位置 B. 在时刻，电压表的示数为4V C. 1s内外接电阻R产热量为1J D. 丙图中产生的感应电流方向为顺时针方向 9. 如图所示，界线MN以下存在一个方向水平的磁场（垂直于纸面向里），取MN上一点O作为原点，竖直向下建立y轴，磁场的磁感应强度B随y坐标（以m为单位）的分布规律为B=1+y（T）。一边长为L=1m、质量为m=0.1kg、电阻R=2Ω的正方形金属框abcd从MN上方静止释放，0.2s后金属框的cd边到达界线MN，此时给金属框施加一个竖直方向的外力F，直至金属框完全进入磁场时撤去该外力。已知金属框在进入磁场的过程中电流保持恒定，且金属框运动过程中上下边始终水平、左右边始终竖直，g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 金属框进入磁场的过程中电流大小为1A B. 金属框进入磁场的过程经历的时间为 C. 金属框进入磁场的过程中外力F做功为0.35J D. 金属框完全进入磁场后继续做加速运动，直到速度达到3m/s后不再加速 10. 如图，两匀强磁场磁感应强度分别为和，一半径为，单位长度电阻为的圆线圈开始时处于左侧磁场中，且与两侧磁场界线相切。现线圈以切点为轴，在纸面内以角度顺时针方向匀速转动。则（　　） A. 感应电流的方向为顺时针方向 B. 转时线圈中感应电动势的值为 C. 线圈所受安培力的最大值 D. 匀速转动过程中通过线圈的电量为 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（本题共2小题，共12分） 11. 某实验小组用插针法测量玻璃的折射率。 （1）如图甲所示，A、B、C、D表示大头针，下列说法正确的是___。 A. 为减小实验误差，大头针A、B及C、D之间的距离应适当大些 B. 若A、B连线与法线间夹角较大时，则可能在一侧发生全反射 C. 可用玻璃砖代替尺子画出边界 （2）如图乙所示，该小组确定了界面以及四枚大头针的位置，并画出了光路图。并以O点为圆心，以10cm为半径画圆，分别交线段OA于A点，交线段的延长线于C点，过A点作法线的垂线AB交于B点，过C点作法线的垂线CD交于D点，如图所示用刻度尺量得，，由此可得出玻璃的折射率___。（结果保留两位有效数字） 12. 某实验小组为测量一锂电池的电动势和内阻。 a．首先用多用电表的直流电压10V档粗略测量了锂电池的电动势，测量结果如图甲所示。 b．为精确测量该电动势，又设计了如图乙所示电路，所用器材有：锂电池、智能手机、电压传感器、定值电阻、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电压传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关，逐次改变电阻箱的阻值，用智能手机记录对应的电压传感器测得的电压。回答下列问题： （1）由图甲可知，该锂电池的电动势约为_____V； （2）根据记录数据作出图像，如图丙所示。已知，可得_____V，_____（结果均保留两位有效数字） （3）电压传感器的电阻不理想对锂电池电动势的测量结果_____（填“有”或“无”）影响。 四、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 矩形线圈匝，，在磁感强度为的匀强磁场中以为转轴匀速转动，角速度为，线圈的电阻为，外接电阻。从图所示位置开始计时： （1）推导电动势瞬时值表达式； （2）如果线圈转速提高倍，写出感应电动势随时间变化的表达式； （3）当线圈从图示位置转过的过程中，求： 通过电阻的电量； 电阻产生的焦耳热。 14. 如图，间距为d、左右对称的两根相同金属导轨分别固定在竖直平面内，导轨水平部分长度均为L，构成的水平面区域内有磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场（边界、处无磁场），P、Q两根金属杆放在导轨上，质量均为m，接入导轨的电阻均为R，离水平导轨的高度均为h，同时释放后，恰好不会相碰。重力加速度大小为g，不计导轨电阻和摩擦阻力，两杆与导轨始终垂直且接触良好。求： (1)P刚进入磁场时受到的安培力大小F； (2)若P、Q的质量分别为m、，电阻仍均为R，P放在原来位置，Q放在导轨右侧高度处，先释放P，当它在水平轨道上的速度减为零时，再释放Q，此后两杆发生正碰，碰撞时间极短，碰撞前后两杆的总动能减少了，求： ①P第一次停止运动时所在的位置； ②最终P、Q两杆之间的距离。 15. 如图甲所示，无限长的两根通电直导线安装在横放的绝缘直三棱柱架子的和两条棱边上（），在架子右侧一条棱边的中点上水平固定一面积为S（面积足够小）、电阻为R的n匝线圈，线圈到和的距离分别为和，另外将足够长的平行绝缘轨道固定水平地面上（轨道分别位于BC和的延长线上），轨道间距为L。 （1）如果和上通电导线的电流大小分别为和，方向如图中箭头所示，求线圈中的磁通量（已知通电直导线周围激发的磁场满足关系：，其中I为电流大小，r为到直导线的距离，k为某已知常数。另外线圈面积足够小时，通电导线在线圈中激发的磁场可当成匀强磁场）； （2）如果通电导线在线圈处激发的磁感应强度的竖直分量与时间的关系如图乙所示，图中已知，求0到时间内，流过线圈导线横截面的电荷量； （3）在第（2）题的前提条件下，已知时刻线圈中磁场方向为竖直向上，假设以俯视观察时逆时针方向为电流正方向。求时间内线圈中的电流瞬时表达式及0到T时间内线圈中电流有效值； （4）撤去两根通电直导线，现将一质量为m、长度为L、接入轨道部分电阻为R的金属棒ab垂直放置在轨道上，右方还有质量为3m、边长均为L的U形框cdef，其中U形框cdef的电阻为3R。沿绝缘轨道方向建立x轴，虚线与坐标原点O在同一水平线上，虚线EF左侧轨道光滑，让虚线EF右侧所在空间存在竖直向上的磁场，磁感应强度的分布为。现在给金属棒ab一个水平向右的瞬时冲量，一段时间后金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞，整体进入到EF右侧运动时会受到阻力，阻力大小与速度满足，求ab与U形框整体最终静止时ab边的坐标x及U形框在运动过程中产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $