高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGE2025學(xué)年第二學(xué)期3月單元過關(guān)考試高二物理考試時(shí)間：90分鐘一、單項(xiàng)選擇題：共8題，每題3分，共24分。1.下列圖片源于教科書。關(guān)于它們情景的說法中正確的是（）A.圖甲是磁電式電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，里面的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，因?yàn)殇X框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場(chǎng)對(duì)該感應(yīng)電流的安培力使指針偏轉(zhuǎn)B.圖乙是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，隨聲音變化的電流通過線圈，在安培力作用下線圈發(fā)生振動(dòng)，從而帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音，如果我們對(duì)著紙盆說話，揚(yáng)聲器也能把聲音變成相應(yīng)的電流C.圖丙是閉合線圈豎直向下通過水平放置的條形磁鐵，閉合線圈在A位置的加速度小于g，在B（該位置與磁感線平行）位置的加速度等于g，在C位置的加速度大于gD.圖丁是兩根空心鋁管，左管完好，右管右側(cè)開有豎直裂縫，現(xiàn)讓一塊磁性很強(qiáng)的小磁鐵依次從兩管上端由靜止釋放，小磁鐵在左側(cè)鋁管下落的快，在右側(cè)鋁管中下落的慢【答案】B【解析】A．通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)指針的偏轉(zhuǎn)，線圈繞在鋁框上，鋁框也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框中產(chǎn)生渦電流，起到電磁阻尼的作用，讓線圈快速穩(wěn)定下來，故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)圈式揚(yáng)聲器也可以當(dāng)話筒使用，聲音使紙盆振動(dòng)，帶動(dòng)線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；C．閉合線圈從A到B過程和從B到C過程，磁通量均有發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，據(jù)楞次定律的推論可知，線框受到的安培阻力的作用使線框在A、C位置的加速度均小于g；經(jīng)過B位置時(shí)，由于線框恰好與磁感線平行，磁通量為零且不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時(shí)閉合回路沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故此時(shí)線框內(nèi)沒有感應(yīng)電流，沒有受到安培力作用，故線框只受自身重力，故加速度等于g，故C錯(cuò)誤；D．左管沒有裂縫，存在渦流，從而阻礙小磁鐵的下落，而右管有裂縫，渦流仍舊存在，只不過沒有完好時(shí)那么大，所以在右側(cè)鋁管中比左側(cè)鋁管中下落的快，故D錯(cuò)誤。故選B。2.如圖所示，L是直流電阻不計(jì)的帶鐵芯線圈，D為理想二極管，R為電阻，Ll、L2和L3是三個(gè)完全相同的小燈泡。下列說法正確的是（）A.閉合S瞬間，三個(gè)燈立即亮B.閉合S瞬間，Ll燈比L2燈先亮C.斷開S瞬間，L2燈閃亮后慢慢熄滅D.斷開S瞬間，Ll燈閃亮后慢慢熄滅【答案】D【解析】AB．S閉合瞬間，Ll、L2兩燈泡立即亮，由于線圈的自感作用從而使L3燈泡慢慢變亮，故AB錯(cuò)誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，于是線圈、L3與Ll形成一個(gè)閉合電路，由于穩(wěn)定時(shí)L3比Ll亮（L3所在的支路的總電阻比Ll所在的支路的總電阻小），所以Ll燈將閃亮一下再慢慢熄滅，而二極管單向?qū)ㄐ阅埽訪2燈立即熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一帶電量為q（）的滑塊自a點(diǎn)由靜止沿光滑絕緣軌道滑下，下降豎直高度為h時(shí)到達(dá)b點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則（）A.滑塊在a點(diǎn)受重力、支持力和洛倫茲力作用B.該過程中，洛倫茲力做正功C.該過程中，滑塊的機(jī)械能增大D.滑塊在b點(diǎn)受到洛倫茲力大小為【答案】D【解析】A．滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，在a點(diǎn)不受洛倫茲力作用，故A錯(cuò)誤；BCD．滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，洛倫茲力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以滑塊機(jī)械能守恒解得故滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力為故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。4.1930年，物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了世界上第一臺(tái)回旋加速器，因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)如圖，兩個(gè)正對(duì)著的D型金屬盒處在垂直底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩個(gè)D型盒之間的狹縫連接高壓交流電源，整個(gè)裝置處在真空環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子的加速，且加速過程中忽略相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。下列說法正確的是（）A.粒子能獲得的最大動(dòng)能跟所加交變電壓的大小有關(guān)B.隨著帶電粒子加速，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將減小C.僅減小D型盒半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能減小D.加速質(zhì)子（）的交變電場(chǎng)，也可以用來加速氘（）原子核【答案】C【解析】AC．當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑等于D型盒半徑R時(shí)，粒子的速度最大，動(dòng)能最大，由洛倫茲力提供向心力可得則粒子能獲得的最大動(dòng)能為可知粒子能獲得的最大動(dòng)能跟所加交變電壓的大小無關(guān)；僅減小D型盒的半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能減小，故A錯(cuò)誤，C正確；B．帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為可知隨著帶電粒子加速，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變，故B錯(cuò)誤；D．為保證粒子經(jīng)過電場(chǎng)獲得加速，交變電場(chǎng)的周期與粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，則有由于質(zhì)子（）和氘（）的比荷不相等，則質(zhì)子（）和氘（）在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不相等，所以加速質(zhì)子（）的交變電場(chǎng)，不可以用來加速氘（）原子核，故D錯(cuò)誤。故選C。5.某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測(cè)方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有故選A。6.某國(guó)產(chǎn)直升機(jī)在我國(guó)某地上空懸停，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體螺旋槳葉片在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視），轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為。該處地磁場(chǎng)的水平分量為，豎直分量為。葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b。忽略轉(zhuǎn)軸的尺寸，則葉片中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）A.，a端電勢(shì)高于b端電勢(shì) B.，a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)C.，a端電勢(shì)高于b端電勢(shì) D.，a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)【答案】D【解析】我國(guó)某地上空地磁場(chǎng)方向有向下的分量，大小為，當(dāng)螺旋槳葉片在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視）時(shí)，根據(jù)右手定則可知，a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)；大小為故選D。7.如圖所示，兩平行虛線間區(qū)域存在垂直紙面向里、寬度為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，梯形abcd是位于紙面內(nèi)的直角梯形導(dǎo)線框，ab邊剛好與磁場(chǎng)區(qū)域右邊界重合，bc間的距離為2l，．從時(shí)刻起，使線圈沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向以速度v勻速穿越磁場(chǎng)區(qū)域，規(guī)定梯形線圈中感應(yīng)電流順時(shí)針方向?yàn)檎较颍瑒t在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，下列關(guān)于感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由楞次定律可知，在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來越短且成線性遞減，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，故感應(yīng)電流也隨時(shí)間線性減小；在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針，只有ad邊切割磁感線，有效切割長(zhǎng)度不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故感應(yīng)電流大小不變；在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來越短且成線性遞減，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，故感應(yīng)電流也隨時(shí)間線性減小。故選B。8.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁場(chǎng)區(qū)域外右側(cè)有寬度為的粒子源，為粒子源兩端點(diǎn)，連線垂直于軸，粒子源中點(diǎn)位于軸上，粒子源持續(xù)沿軸負(fù)方向發(fā)射質(zhì)量為、電荷量為，速率為的粒子。已知從粒子源中點(diǎn)發(fā)出的粒子，經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域后，恰能從圓與軸負(fù)半軸的交點(diǎn)處沿軸負(fù)方向射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用力，則（）A.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為RB.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子路程最長(zhǎng)為D.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短為【答案】AC【解析】A．從粒子源中點(diǎn)發(fā)出的粒子，在磁場(chǎng)中的軌跡如圖所示由幾何知識(shí)可知帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為，A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律有解得B錯(cuò)誤；C．從點(diǎn)發(fā)出的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖所示，此時(shí)軌跡最長(zhǎng)由幾何知識(shí)可知四邊形為菱形，則；則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子路程最長(zhǎng)為C正確；D．從點(diǎn)發(fā)出的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖所示可知四邊形為菱形，則；可知此時(shí)粒子經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)間最短，則D錯(cuò)誤故選AC。二、多項(xiàng)選擇題：共4題，每題4分，共16分。漏選得2分，錯(cuò)選得0分。9.如圖所示，一平行光滑金屬導(dǎo)軌水平置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與大螺線管M相接，在M螺線管內(nèi)同軸放置一絕緣圓盤N，N的邊緣固定著許多帶負(fù)電的小球（每個(gè)小球都可視為一點(diǎn)電荷），且圓盤N可繞軸心在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓盤N能沿箭頭方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則導(dǎo)體棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是（）A.導(dǎo)體棒ab向右做勻速運(yùn)動(dòng) B.導(dǎo)體棒ab向右做加速運(yùn)動(dòng)C.導(dǎo)體棒ab向左做加速運(yùn)動(dòng) D.導(dǎo)體棒ab向左做減速運(yùn)動(dòng)【答案】BD【解析】圓盤N能沿箭頭方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，可知感應(yīng)電場(chǎng)的方向沿順時(shí)針方向，則產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；若導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流由b到a，M中的磁場(chǎng)向外，與產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相反，可知必然是增強(qiáng)的，則ab必然加速運(yùn)動(dòng)；若導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流由a到b，M中的磁場(chǎng)向里，與產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相同，可知必然是減弱的，則ab必然減速運(yùn)動(dòng)；故選BD。10.磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場(chǎng)，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和電阻R連接，設(shè)A、B兩板間距為d，正對(duì)面積為S，等離子體的電阻率為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入A、B兩板之間，則下列說法正確的是（）A.A是直流電源的負(fù)極B.回路中電流為C.極板A、B間電壓大小為D.等離子氣體的濃度越大，電源電動(dòng)勢(shì)越大【答案】AC【解析】A．根據(jù)左手定則可知，負(fù)離子向A板偏轉(zhuǎn)，故A是直流電源的負(fù)極，A正確；B．當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定時(shí)，離子在極板間受力平衡，則有解得根據(jù)閉合電路的歐姆定律則有其中聯(lián)立解得B錯(cuò)誤；C．根據(jù)歐姆定律，結(jié)合上述結(jié)論可得C正確；D．根據(jù)上述分析可知，電源的電動(dòng)勢(shì)與離子的速度、兩極板間的距離、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，與離子的濃度無關(guān)，D錯(cuò)誤。故選AC。11.如圖所示為質(zhì)譜儀原理示意圖，帶電粒子從小孔O“飄入”加速電場(chǎng)（初速度忽略不計(jì)），經(jīng)加速后以速度從小孔進(jìn)入速度選擇器并恰好沿直線通過，粒子從小孔S進(jìn)入磁分析器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)打在照相底片上。已知速度選擇器中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁分析器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（方向未知），在底片上留下的痕跡點(diǎn)到狹縫S的距離為l，忽略帶電粒子的重力及相互間作用力。下列說法正確的是（）A.速度選擇器中磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為C.帶電粒子比荷D.加速電場(chǎng)的極板間電勢(shì)差【答案】ACD【解析】A．在速度選擇器中，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，若粒子帶正電，則受到向左的電場(chǎng)力，洛倫茲力向右，根據(jù)左手定則可知，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，若粒子帶負(fù)電，則受到向右的電場(chǎng)力，洛倫茲力向右，根據(jù)左手定則可知速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，A正確；B．粒子在速度選擇器中洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，則有解得B錯(cuò)誤；C．粒子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，則有由題可知解得C正確；D．在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理則有結(jié)合上述結(jié)論聯(lián)立解得D正確。故選ACD。12.如圖所示，有方向垂直于光滑絕緣水平桌面的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為，PQ為兩磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大，一個(gè)水平放置的桌面上的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，電阻為R的單匝正方形金屬線框，以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖示位置開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框恰有一半進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)速度為，則下列判斷正確的是（）A.B.此時(shí)線框的加速度大小為C.此過程中通過線框截面的電量為D.此時(shí)線框的電功率為【答案】AD【解析】A．此過程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：感應(yīng)電流：取向右為正方向，由動(dòng)量定理可得：聯(lián)立以上幾式計(jì)算可得：故A正確；B．此時(shí)線框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：線框中感應(yīng)電流為：由牛頓第二定律得：3BIL+BIL=ma聯(lián)立兩式可得加速度大小為：故B錯(cuò)誤；C．由電荷量公式得：故C錯(cuò)誤；D．此時(shí)線框的電功率為：故D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題：共2題，共14分。13.小明和小迪做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。（1）按圖甲連接電路，短暫閉合開關(guān)的瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。（2）小明用圖乙所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，將條形磁鐵（下端為N極）從螺線管取出的過程中，觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿_________方向。（3）小迪用圖丙所示的裝置做實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體棒_________（選填“向左”或“向右”）切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可觀察到電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。（4）小明用圖乙所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，把磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次緩慢插入，第二次快速插入，發(fā)現(xiàn)第二次電流計(jì)指針的擺動(dòng)幅度較大，原因是線圈中的__________________（選填“磁通量”“磁通量的變化”或“磁通量的變化率”）第二次比第一次的大。【答案】（2）順時(shí)針（3）向右（4）磁通量的變化率【解析】（2）[1]由圖甲電路，可知電流從哪方流入，電流計(jì)指針就向哪方偏轉(zhuǎn)。電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流是從安培表正極流入的，則螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿順時(shí)針方向。（3）[2]觀察到電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，說明感應(yīng)電流是從負(fù)極流入的，則根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體棒向右切割磁感線運(yùn)動(dòng)。（4）[3]第二次快速插入時(shí)電流計(jì)指針的擺動(dòng)幅度較大，原因是線圈中的磁通量的變化率第二次比第一次的大。14.甲、乙兩位同學(xué)分別利用如圖所示的裝置進(jìn)行電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究。（1）如圖a，甲同學(xué)在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中能使指針向左偏轉(zhuǎn)的有_________。A.閉合開關(guān)B.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出C.開關(guān)閉合時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)（2）如圖b所示，乙同學(xué)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，將一線圈兩端與電流傳感器相連，強(qiáng)磁鐵從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，電流傳感器記錄了強(qiáng)磁鐵穿過線圈過程中電流隨時(shí)間變化的圖像，如圖c所示，時(shí)刻電流為0。下列說法正確的是（）A.在時(shí)刻，穿過線圈的磁通量的變化率為0B.在到時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵的加速度小于重力加速度C.強(qiáng)磁鐵穿過線圈的過程中，受到線圈的作用力先向上后向下D.在到的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，兩位同學(xué)又根據(jù)教材結(jié)合自感實(shí)驗(yàn)做了如下改動(dòng)。在兩條支路上將電流計(jì)換成電流傳感器，接通電路穩(wěn)定后，再斷開電路，并記錄下兩支路的電流情況如圖所示，由圖可知：①流過燈泡的電流是_________。（選填“”或“”）②在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間將_________。（選填“變長(zhǎng)”、“變短”或“不變”）【答案】（1）B（2）AB（3）變短【解析】（1）A．閉合開關(guān)與題干中導(dǎo)致電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的操作相同，磁通量變化情況相同無法使電流表向右偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；B．開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出，此時(shí)穿過B線圈的磁通量減小，與閉合開關(guān)時(shí)B線圈的磁通量增加的情況相反，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向與開關(guān)閉合時(shí)相反，所以電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，B正確；C．開關(guān)閉合時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，電流增大，A線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，B線圈的磁通量增大，與開關(guān)閉合時(shí)的磁通量變化相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，故電流表的指針偏轉(zhuǎn)相同，都是向右偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤。故選B。（2）A．時(shí)刻電流為0，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知穿過線圈的磁通量的變化率為0，A正確；B．由“來拒去留”可知在到時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵受到線圈向上的作用力F，且初始階段有F小于重力，由牛頓第二定律可得即初始階段強(qiáng)磁鐵的加速度小于重力加速度，B正確；C．由“來拒去留”可知強(qiáng)磁鐵穿過線圈的過程中，受到線圈的作用力始終向上，故C錯(cuò)誤；D．在到的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量加上線圈產(chǎn)生的內(nèi)能，D錯(cuò)誤。故選AB。（3）[1]由圖可知，斷開開關(guān)前，通過燈泡的電流和線圈的電流均是穩(wěn)定的，且通過線圈的電流大于通過燈泡的電流。斷開時(shí)，線圈自感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)阻礙其電流的減小，此時(shí)燈泡和線圈構(gòu)成一個(gè)回路，從而使燈泡的電流瞬間增大，電流方向與原來電流方向相反，故流過燈泡的電流是。[2]在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出，線圈的自感系數(shù)減小，對(duì)電流減小的阻礙能力變小，所以可以觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間變短。四、解答題：共4題，共46分。請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。15.如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒N兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒中通入由M向N的電流I，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為，已知重力加速度為g。（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（2）若導(dǎo)線中的電流不變，要使導(dǎo)線依然靜止在此位置，求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小值及方向。【答案】（1）（2），方向沿懸線向上【解析】（1）由左手定則判斷安培力方向，則金屬棒受力如圖所示根據(jù)平衡條件有金屬棒受到的安培力的大小又根據(jù)安培力公式解得（2）根據(jù)，可知當(dāng)B最小時(shí)，最小。如圖所示由重力、拉力F、安培力構(gòu)成矢量三角形，當(dāng)垂直于F時(shí)，最小，可得聯(lián)立解得由左手定則得磁場(chǎng)方向沿懸線向上。16.如圖所示，與水平面成角的光滑平行傾斜導(dǎo)軌，下端接阻值為的電阻。導(dǎo)軌中間虛線框部分為邊長(zhǎng)1m的正方形。時(shí)刻，質(zhì)量為、阻值為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，從距離上端虛線的位置由靜止釋放，同時(shí)虛線框內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度由0開始隨時(shí)間均勻增加，方向垂直導(dǎo)軌平面向上。當(dāng)導(dǎo)體棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度停止變化，且導(dǎo)體棒恰能勻速下滑。不計(jì)導(dǎo)軌電阻，重力加速度為。求：（1）導(dǎo)體棒剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；（2）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前流過電阻的電流；（3）導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到出磁場(chǎng)的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）導(dǎo)體棒由靜止開始下滑，根據(jù)牛頓第二定律設(shè)剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小為，根據(jù)速度位移公式有剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，設(shè)電動(dòng)勢(shì)大小為，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律有導(dǎo)體棒受力平衡解得（2）設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則有回路中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率設(shè)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有流過電阻的電流（3）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中產(chǎn)生的熱量，其中聯(lián)立解得導(dǎo)體棒從開始運(yùn)動(dòng)到出磁場(chǎng)的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱17.極光是由太陽拋射出的高能帶電粒子受到地磁場(chǎng)作用，在地球南北極附近與大氣碰撞產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。從北極地區(qū)看赤道平面的地磁場(chǎng)，可簡(jiǎn)化為下圖：O為地球球心，R為地球半徑，將地磁場(chǎng)在半徑為R到之間的圓環(huán)區(qū)域看成是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。假設(shè)高能粒子的質(zhì)量為m，電荷量為。不計(jì)粒子重力及大氣對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響，且不考慮相對(duì)論效應(yīng)。（1）若高能粒子從A點(diǎn)以不同的速率沿切線進(jìn)入磁場(chǎng)邊界位置，求能到達(dá)地球表面的粒子的速率范圍。（2）地球磁層是保護(hù)地球的一道天然屏障，它阻擋著高能粒子直接到達(dá)地球表面，從而保護(hù)了地球上的生態(tài)環(huán)境。a．假設(shè)高能粒子從磁場(chǎng)邊緣A點(diǎn)以速率v沿半徑方向射入磁場(chǎng)時(shí)恰好不能到達(dá)地球表面，求粒子的比荷；b．高能粒子實(shí)際上可在赤道平面內(nèi)向各個(gè)方向均勻地射入磁場(chǎng)。若高能粒子仍從A點(diǎn)以速率v沿不同方向射入地球磁場(chǎng)，若入射角用速度方向和AO連線之間的夾角表示，求能到達(dá)地球粒子的最大入射角的正弦值。【答案】（1）（2）a.b.【解析】（1）若高能粒子從A點(diǎn)以速度沿切線進(jìn)入磁場(chǎng)邊界位置時(shí)，恰好能到達(dá)地球表面的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知，可知粒子的兩個(gè)臨界軌道半徑分別為由洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立解得粒子的速度的大小為，故能到達(dá)地球表面的粒子的速率范圍為（2）a假設(shè)高能粒子從磁場(chǎng)邊緣A點(diǎn)以速率v沿半徑方向射入磁場(chǎng)時(shí)恰不能到達(dá)地球表面，如圖所示由幾何關(guān)系可得解得由洛倫茲力提供向心力可得聯(lián)立解得粒子的比荷為b若高能粒子仍以速率v射入地球磁場(chǎng)，可知沿徑向方向射入的粒子會(huì)和地球相切而出，和AO方向成角向上方射入磁場(chǎng)的粒子也恰從地球上沿相切射出，在此日角范圍內(nèi)的粒子能到達(dá)地球，其余進(jìn)入磁場(chǎng)粒子不能到達(dá)地球，作A點(diǎn)該速度垂直和過切點(diǎn)與O點(diǎn)連線延長(zhǎng)線交于F點(diǎn)，則F點(diǎn)為圓心，如圖所示由圖中幾何關(guān)系可得則有18.空間直角坐標(biāo)系如圖所示，在、的區(qū)域內(nèi)存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為（未知）；在、的區(qū)域內(nèi)存在沿軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（未知）；在、的區(qū)域內(nèi)存在沿軸正方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電粒子在的平面內(nèi)由軸上的點(diǎn)沿與軸正方向成角的方向射入電場(chǎng)區(qū)域，粒子由軸上的點(diǎn)沿軸正方向以大小為的速度射入、區(qū)域，粒子經(jīng)該磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿與軸正方向成角的方向射入平面下方。不計(jì)粒子的重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；（3）粒子經(jīng)點(diǎn)后第三次穿過平面時(shí)的位置坐標(biāo)。【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）粒子由軸上的點(diǎn)沿軸正方向射入、區(qū)域，則粒子通過點(diǎn)時(shí)沿軸正方向的速度減為0，設(shè)粒子在點(diǎn)處沿軸正方向的分速度大小為，則有設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度大小為，則有又有解得（2）設(shè)粒子在、區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為，粒子沿與軸正方向成角的方向射入平面下方，畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，由幾何關(guān)系可得解得由洛倫茲力提供向心力有解得（3）粒子第一次穿過平面時(shí)，將粒子的速度沿軸正方向和軸負(fù)方向分解，可知粒子在沿軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)在平面下方做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期后再次到達(dá)平面，然后在平面上方做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)個(gè)周期后第三次到達(dá)平面。粒子第一次穿過平面時(shí)，在軸上的坐標(biāo)為設(shè)粒子在平面下方做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為，則有解得由、可得粒子在平面下方運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，沿軸正方向前進(jìn)的距離粒子第二次穿過平面到第三次穿過平面的時(shí)間內(nèi)沿軸正方向前進(jìn)的距離則粒子第三次穿過平面時(shí)在軸上的坐標(biāo)為粒子第三次穿過平面時(shí)，在軸上的坐標(biāo)為故粒子第三次穿過平面時(shí)的位置坐標(biāo)為。2024-2025學(xué)年第二學(xué)期3月單元過關(guān)考試高二物理考試時(shí)間：90分鐘一、單項(xiàng)選擇題：共8題，每題3分，共24分。1.下列圖片源于教科書。關(guān)于它們情景的說法中正確的是（）A.圖甲是磁電式電流表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，里面的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，因?yàn)殇X框中能產(chǎn)生感應(yīng)電流，磁場(chǎng)對(duì)該感應(yīng)電流的安培力使指針偏轉(zhuǎn)B.圖乙是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)示意圖，隨聲音變化的電流通過線圈，在安培力作用下線圈發(fā)生振動(dòng)，從而帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音，如果我們對(duì)著紙盆說話，揚(yáng)聲器也能把聲音變成相應(yīng)的電流C.圖丙是閉合線圈豎直向下通過水平放置的條形磁鐵，閉合線圈在A位置的加速度小于g，在B（該位置與磁感線平行）位置的加速度等于g，在C位置的加速度大于gD.圖丁是兩根空心鋁管，左管完好，右管右側(cè)開有豎直裂縫，現(xiàn)讓一塊磁性很強(qiáng)的小磁鐵依次從兩管上端由靜止釋放，小磁鐵在左側(cè)鋁管下落的快，在右側(cè)鋁管中下落的慢【答案】B【解析】A．通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)指針的偏轉(zhuǎn)，線圈繞在鋁框上，鋁框也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框中產(chǎn)生渦電流，起到電磁阻尼的作用，讓線圈快速穩(wěn)定下來，故A錯(cuò)誤；B．動(dòng)圈式揚(yáng)聲器也可以當(dāng)話筒使用，聲音使紙盆振動(dòng)，帶動(dòng)線圈切割磁感線，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正確；C．閉合線圈從A到B過程和從B到C過程，磁通量均有發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，據(jù)楞次定律的推論可知，線框受到的安培阻力的作用使線框在A、C位置的加速度均小于g；經(jīng)過B位置時(shí)，由于線框恰好與磁感線平行，磁通量為零且不變，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知此時(shí)閉合回路沒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故此時(shí)線框內(nèi)沒有感應(yīng)電流，沒有受到安培力作用，故線框只受自身重力，故加速度等于g，故C錯(cuò)誤；D．左管沒有裂縫，存在渦流，從而阻礙小磁鐵的下落，而右管有裂縫，渦流仍舊存在，只不過沒有完好時(shí)那么大，所以在右側(cè)鋁管中比左側(cè)鋁管中下落的快，故D錯(cuò)誤。故選B。2.如圖所示，L是直流電阻不計(jì)的帶鐵芯線圈，D為理想二極管，R為電阻，Ll、L2和L3是三個(gè)完全相同的小燈泡。下列說法正確的是（）A.閉合S瞬間，三個(gè)燈立即亮B.閉合S瞬間，Ll燈比L2燈先亮C.斷開S瞬間，L2燈閃亮后慢慢熄滅D.斷開S瞬間，Ll燈閃亮后慢慢熄滅【答案】D【解析】AB．S閉合瞬間，Ll、L2兩燈泡立即亮，由于線圈的自感作用從而使L3燈泡慢慢變亮，故AB錯(cuò)誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，于是線圈、L3與Ll形成一個(gè)閉合電路，由于穩(wěn)定時(shí)L3比Ll亮（L3所在的支路的總電阻比Ll所在的支路的總電阻小），所以Ll燈將閃亮一下再慢慢熄滅，而二極管單向?qū)ㄐ阅埽訪2燈立即熄滅，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一帶電量為q（）的滑塊自a點(diǎn)由靜止沿光滑絕緣軌道滑下，下降豎直高度為h時(shí)到達(dá)b點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則（）A.滑塊在a點(diǎn)受重力、支持力和洛倫茲力作用B.該過程中，洛倫茲力做正功C.該過程中，滑塊的機(jī)械能增大D.滑塊在b點(diǎn)受到洛倫茲力大小為【答案】D【解析】A．滑塊自a點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，在a點(diǎn)不受洛倫茲力作用，故A錯(cuò)誤；BCD．滑塊自a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中，洛倫茲力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以滑塊機(jī)械能守恒解得故滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力為故BC錯(cuò)誤，D正確。故選D。4.1930年，物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了世界上第一臺(tái)回旋加速器，因此獲得1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。回旋加速器的基本結(jié)構(gòu)如圖，兩個(gè)正對(duì)著的D型金屬盒處在垂直底面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩個(gè)D型盒之間的狹縫連接高壓交流電源，整個(gè)裝置處在真空環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電粒子的加速，且加速過程中忽略相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。下列說法正確的是（）A.粒子能獲得的最大動(dòng)能跟所加交變電壓的大小有關(guān)B.隨著帶電粒子加速，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將減小C.僅減小D型盒半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能減小D.加速質(zhì)子（）的交變電場(chǎng)，也可以用來加速氘（）原子核【答案】C【解析】AC．當(dāng)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑等于D型盒半徑R時(shí)，粒子的速度最大，動(dòng)能最大，由洛倫茲力提供向心力可得則粒子能獲得的最大動(dòng)能為可知粒子能獲得的最大動(dòng)能跟所加交變電壓的大小無關(guān)；僅減小D型盒的半徑，帶電粒子加速所獲得的最大動(dòng)能減小，故A錯(cuò)誤，C正確；B．帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為可知隨著帶電粒子加速，帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不變，故B錯(cuò)誤；D．為保證粒子經(jīng)過電場(chǎng)獲得加速，交變電場(chǎng)的周期與粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，則有由于質(zhì)子（）和氘（）的比荷不相等，則質(zhì)子（）和氘（）在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不相等，所以加速質(zhì)子（）的交變電場(chǎng)，不可以用來加速氘（）原子核，故D錯(cuò)誤。故選C。5.某小組設(shè)計(jì)了一種呼吸監(jiān)測(cè)方案：在人身上纏繞彈性金屬線圈，觀察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線圈面積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線圈P的匝數(shù)為N，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與線圈軸線的夾角為θ。若某次吸氣時(shí)，在t時(shí)間內(nèi)每匝線圈面積增加了S，則線圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有故選A。6.某國(guó)產(chǎn)直升機(jī)在我國(guó)某地上空懸停，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體螺旋槳葉片在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視），轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為。該處地磁場(chǎng)的水平分量為，豎直分量為。葉片的近軸端為a，遠(yuǎn)軸端為b。忽略轉(zhuǎn)軸的尺寸，則葉片中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）A.，a端電勢(shì)高于b端電勢(shì) B.，a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)C.，a端電勢(shì)高于b端電勢(shì) D.，a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)【答案】D【解析】我國(guó)某地上空地磁場(chǎng)方向有向下的分量，大小為，當(dāng)螺旋槳葉片在水平面內(nèi)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視）時(shí)，根據(jù)右手定則可知，a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)；大小為故選D。7.如圖所示，兩平行虛線間區(qū)域存在垂直紙面向里、寬度為l的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，梯形abcd是位于紙面內(nèi)的直角梯形導(dǎo)線框，ab邊剛好與磁場(chǎng)區(qū)域右邊界重合，bc間的距離為2l，．從時(shí)刻起，使線圈沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向以速度v勻速穿越磁場(chǎng)區(qū)域，規(guī)定梯形線圈中感應(yīng)電流順時(shí)針方向?yàn)檎较颍瑒t在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，下列關(guān)于感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由楞次定律可知，在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿逆時(shí)針方向，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來越短且成線性遞減，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，故感應(yīng)電流也隨時(shí)間線性減小；在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針，只有ad邊切割磁感線，有效切割長(zhǎng)度不變，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，故感應(yīng)電流大小不變；在時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針，線圈切割磁感線的有效長(zhǎng)度越來越短且成線性遞減，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，故感應(yīng)電流也隨時(shí)間線性減小。故選B。8.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，以坐標(biāo)原點(diǎn)為圓心，半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁場(chǎng)區(qū)域外右側(cè)有寬度為的粒子源，為粒子源兩端點(diǎn)，連線垂直于軸，粒子源中點(diǎn)位于軸上，粒子源持續(xù)沿軸負(fù)方向發(fā)射質(zhì)量為、電荷量為，速率為的粒子。已知從粒子源中點(diǎn)發(fā)出的粒子，經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域后，恰能從圓與軸負(fù)半軸的交點(diǎn)處沿軸負(fù)方向射出磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用力，則（）A.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為RB.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子路程最長(zhǎng)為D.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短為【答案】AC【解析】A．從粒子源中點(diǎn)發(fā)出的粒子，在磁場(chǎng)中的軌跡如圖所示由幾何知識(shí)可知帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為，A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律有解得B錯(cuò)誤；C．從點(diǎn)發(fā)出的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖所示，此時(shí)軌跡最長(zhǎng)由幾何知識(shí)可知四邊形為菱形，則；則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子路程最長(zhǎng)為C正確；D．從點(diǎn)發(fā)出的粒子在磁場(chǎng)中的軌跡如圖所示可知四邊形為菱形，則；可知此時(shí)粒子經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)間最短，則D錯(cuò)誤故選AC。二、多項(xiàng)選擇題：共4題，每題4分，共16分。漏選得2分，錯(cuò)選得0分。9.如圖所示，一平行光滑金屬導(dǎo)軌水平置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，與大螺線管M相接，在M螺線管內(nèi)同軸放置一絕緣圓盤N，N的邊緣固定著許多帶負(fù)電的小球（每個(gè)小球都可視為一點(diǎn)電荷），且圓盤N可繞軸心在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓盤N能沿箭頭方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則導(dǎo)體棒ab的運(yùn)動(dòng)情況是（）A.導(dǎo)體棒ab向右做勻速運(yùn)動(dòng) B.導(dǎo)體棒ab向右做加速運(yùn)動(dòng)C.導(dǎo)體棒ab向左做加速運(yùn)動(dòng) D.導(dǎo)體棒ab向左做減速運(yùn)動(dòng)【答案】BD【解析】圓盤N能沿箭頭方向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，可知感應(yīng)電場(chǎng)的方向沿順時(shí)針方向，則產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；若導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流由b到a，M中的磁場(chǎng)向外，與產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相反，可知必然是增強(qiáng)的，則ab必然加速運(yùn)動(dòng)；若導(dǎo)體棒ab向左運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流由a到b，M中的磁場(chǎng)向里，與產(chǎn)生感應(yīng)電場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相同，可知必然是減弱的，則ab必然減速運(yùn)動(dòng)；故選BD。10.磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把物體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如圖是它的示意圖。平行金屬板A、B之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng)，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場(chǎng)，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和電阻R連接，設(shè)A、B兩板間距為d，正對(duì)面積為S，等離子體的電阻率為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入A、B兩板之間，則下列說法正確的是（）A.A是直流電源的負(fù)極B.回路中電流為C.極板A、B間電壓大小為D.等離子氣體的濃度越大，電源電動(dòng)勢(shì)越大【答案】AC【解析】A．根據(jù)左手定則可知，負(fù)離子向A板偏轉(zhuǎn)，故A是直流電源的負(fù)極，A正確；B．當(dāng)電源電動(dòng)勢(shì)穩(wěn)定時(shí)，離子在極板間受力平衡，則有解得根據(jù)閉合電路的歐姆定律則有其中聯(lián)立解得B錯(cuò)誤；C．根據(jù)歐姆定律，結(jié)合上述結(jié)論可得C正確；D．根據(jù)上述分析可知，電源的電動(dòng)勢(shì)與離子的速度、兩極板間的距離、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，與離子的濃度無關(guān)，D錯(cuò)誤。故選AC。11.如圖所示為質(zhì)譜儀原理示意圖，帶電粒子從小孔O“飄入”加速電場(chǎng)（初速度忽略不計(jì)），經(jīng)加速后以速度從小孔進(jìn)入速度選擇器并恰好沿直線通過，粒子從小孔S進(jìn)入磁分析器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)打在照相底片上。已知速度選擇器中勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁分析器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為（方向未知），在底片上留下的痕跡點(diǎn)到狹縫S的距離為l，忽略帶電粒子的重力及相互間作用力。下列說法正確的是（）A.速度選擇器中磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.速度選擇器中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為C.帶電粒子比荷D.加速電場(chǎng)的極板間電勢(shì)差【答案】ACD【解析】A．在速度選擇器中，洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，若粒子帶正電，則受到向左的電場(chǎng)力，洛倫茲力向右，根據(jù)左手定則可知，速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，若粒子帶負(fù)電，則受到向右的電場(chǎng)力，洛倫茲力向右，根據(jù)左手定則可知速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，A正確；B．粒子在速度選擇器中洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，則有解得B錯(cuò)誤；C．粒子在磁分析器中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，則有由題可知解得C正確；D．在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理則有結(jié)合上述結(jié)論聯(lián)立解得D正確。故選ACD。12.如圖所示，有方向垂直于光滑絕緣水平桌面的兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小分別為，PQ為兩磁場(chǎng)的邊界，磁場(chǎng)范圍足夠大，一個(gè)水平放置的桌面上的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m，電阻為R的單匝正方形金屬線框，以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖示位置開始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框恰有一半進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)速度為，則下列判斷正確的是（）A.B.此時(shí)線框的加速度大小為C.此過程中通過線框截面的電量為D.此時(shí)線框的電功率為【答案】AD【解析】A．此過程中，線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：感應(yīng)電流：取向右為正方向，由動(dòng)量定理可得：聯(lián)立以上幾式計(jì)算可得：故A正確；B．此時(shí)線框切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：線框中感應(yīng)電流為：由牛頓第二定律得：3BIL+BIL=ma聯(lián)立兩式可得加速度大小為：故B錯(cuò)誤；C．由電荷量公式得：故C錯(cuò)誤；D．此時(shí)線框的電功率為：故D正確。故選AD。三、實(shí)驗(yàn)題：共2題，共14分。13.小明和小迪做“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”實(shí)驗(yàn)。（1）按圖甲連接電路，短暫閉合開關(guān)的瞬間，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。（2）小明用圖乙所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，將條形磁鐵（下端為N極）從螺線管取出的過程中，觀察到電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿_________方向。（3）小迪用圖丙所示的裝置做實(shí)驗(yàn)。閉合開關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體棒_________（選填“向左”或“向右”）切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可觀察到電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)。（4）小明用圖乙所示的裝置做實(shí)驗(yàn)，把磁鐵從同樣高度插到線圈中同樣的位置處，第一次緩慢插入，第二次快速插入，發(fā)現(xiàn)第二次電流計(jì)指針的擺動(dòng)幅度較大，原因是線圈中的__________________（選填“磁通量”“磁通量的變化”或“磁通量的變化率”）第二次比第一次的大。【答案】（2）順時(shí)針（3）向右（4）磁通量的變化率【解析】（2）[1]由圖甲電路，可知電流從哪方流入，電流計(jì)指針就向哪方偏轉(zhuǎn)。電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，說明電流是從安培表正極流入的，則螺線管中的電流方向（從上往下看）是沿順時(shí)針方向。（3）[2]觀察到電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，說明感應(yīng)電流是從負(fù)極流入的，則根據(jù)右手定則可知，導(dǎo)體棒向右切割磁感線運(yùn)動(dòng)。（4）[3]第二次快速插入時(shí)電流計(jì)指針的擺動(dòng)幅度較大，原因是線圈中的磁通量的變化率第二次比第一次的大。14.甲、乙兩位同學(xué)分別利用如圖所示的裝置進(jìn)行電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究。（1）如圖a，甲同學(xué)在閉合開關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)，下列操作中能使指針向左偏轉(zhuǎn)的有_________。A.閉合開關(guān)B.開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出C.開關(guān)閉合時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)（2）如圖b所示，乙同學(xué)在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，將一線圈兩端與電流傳感器相連，強(qiáng)磁鐵從長(zhǎng)玻璃管上端由靜止下落，電流傳感器記錄了強(qiáng)磁鐵穿過線圈過程中電流隨時(shí)間變化的圖像，如圖c所示，時(shí)刻電流為0。下列說法正確的是（）A.在時(shí)刻，穿過線圈的磁通量的變化率為0B.在到時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵的加速度小于重力加速度C.強(qiáng)磁鐵穿過線圈的過程中，受到線圈的作用力先向上后向下D.在到的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，兩位同學(xué)又根據(jù)教材結(jié)合自感實(shí)驗(yàn)做了如下改動(dòng)。在兩條支路上將電流計(jì)換成電流傳感器，接通電路穩(wěn)定后，再斷開電路，并記錄下兩支路的電流情況如圖所示，由圖可知：①流過燈泡的電流是_________。（選填“”或“”）②在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出后重做上述實(shí)驗(yàn)，可觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間將_________。（選填“變長(zhǎng)”、“變短”或“不變”）【答案】（1）B（2）AB（3）變短【解析】（1）A．閉合開關(guān)與題干中導(dǎo)致電流表指針向右偏轉(zhuǎn)的操作相同，磁通量變化情況相同無法使電流表向右偏轉(zhuǎn)，A錯(cuò)誤；B．開關(guān)閉合時(shí)將A線圈從B線圈中拔出，此時(shí)穿過B線圈的磁通量減小，與閉合開關(guān)時(shí)B線圈的磁通量增加的情況相反，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流的方向與開關(guān)閉合時(shí)相反，所以電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，B正確；C．開關(guān)閉合時(shí)，將滑動(dòng)變阻器滑片向左滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器的阻值減小，電流增大，A線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng)，B線圈的磁通量增大，與開關(guān)閉合時(shí)的磁通量變化相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，故電流表的指針偏轉(zhuǎn)相同，都是向右偏轉(zhuǎn)，C錯(cuò)誤。故選B。（2）A．時(shí)刻電流為0，說明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知穿過線圈的磁通量的變化率為0，A正確；B．由“來拒去留”可知在到時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵受到線圈向上的作用力F，且初始階段有F小于重力，由牛頓第二定律可得即初始階段強(qiáng)磁鐵的加速度小于重力加速度，B正確；C．由“來拒去留”可知強(qiáng)磁鐵穿過線圈的過程中，受到線圈的作用力始終向上，故C錯(cuò)誤；D．在到的時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量加上線圈產(chǎn)生的內(nèi)能，D錯(cuò)誤。故選AB。（3）[1]由圖可知，斷開開關(guān)前，通過燈泡的電流和線圈的電流均是穩(wěn)定的，且通過線圈的電流大于通過燈泡的電流。斷開時(shí)，線圈自感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)阻礙其電流的減小，此時(shí)燈泡和線圈構(gòu)成一個(gè)回路，從而使燈泡的電流瞬間增大，電流方向與原來電流方向相反，故流過燈泡的電流是。[2]在不改變線圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出，線圈的自感系數(shù)減小，對(duì)電流減小的阻礙能力變小，所以可以觀察到燈泡在斷電后處于亮著的時(shí)間變短。四、解答題：共4題，共46分。請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。15.如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的金屬棒N兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線水平懸掛，處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。金屬棒中通入由M向N的電流I，平衡時(shí)兩懸線與豎直方向夾角均為，已知重力加速度為g。（1）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。（2）若導(dǎo)線中的電流不變，要使導(dǎo)線依然靜止在此位置，求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小值及方向。【答案】（1）（2），方向沿懸線向上【解析】（1）由左手定則判斷安培力方向，則金屬棒受力如圖所示根據(jù)平衡條件有金屬棒受到的安培力的大小又根據(jù)安培力公式解得（2）根據(jù)，可知當(dāng)B最小時(shí)，最小。如圖所示由重力、拉力F、安培力構(gòu)成矢量三角形，當(dāng)垂直于F時(shí)，最小，可得聯(lián)立解得由左手定則得磁場(chǎng)方向沿懸線向上。16.如圖所示，與水平面成角的光滑平行傾斜導(dǎo)軌，下端接阻值為的電阻。導(dǎo)軌中間虛線框部分為邊長(zhǎng)1m的正方形。時(shí)刻，質(zhì)量為、阻值為的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，從距離上端虛線的位置由靜止釋放，同時(shí)虛線框內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度由0開始隨時(shí)間均勻增