![[物理][期中]山东省济宁市泗水县2023-2024学年高二下学期期中考试试题(解析版)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/16034090/0-1722760013631/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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![[物理][期中]山东省济宁市泗水县2023-2024学年高二下学期期中考试试题(解析版)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/6/16034090/0-1722760013728/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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[物理][期中]山东省济宁市泗水县2023-2024学年高二下学期期中考试试题(解析版)
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这是一份[物理][期中]山东省济宁市泗水县2023-2024学年高二下学期期中考试试题(解析版)，共17页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列应用中不是利用了传感器的有（ ）
A. 用刻度尺测量课桌的长度
B. 化工厂控制室内为了同时知道相距较远的若干个反应器中的温度所用的温度测试仪
C. 宾馆房间的天花板上会安装一个报警器，当房间发生火灾时，它能通过电路发出警报
D. 医疗和防疫需要的快速、准确而又与被测者身体没有接触的体温测试仪
【答案】A
【解析】A．刻度尺测量课桌长度，直接观察读数，与传感器无关，故A符合题意；
BD．医疗和防疫需要一种快速、准确而又与被测者身体没有接触的体温测试仪，化工厂的控制室为了同时知道相距较远的若干个反应器中的温度所用的温度测试仪，都是把温度这个热学量转化为电学量，利用了传感器，故BD不符合题意；
C．当房间失火时，房间会有烟雾，将烟雾信号转换成电信号，从而发出警报，利用了传感器，故C不符合题意。
故选A。
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 周期性变化的电场可以产生恒定的磁场
B. 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
C. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
D. 麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在
【答案】C
【解析】A．根据麦克斯韦电磁理论，周期性变化得电场可以产生周期性变化的磁场，故A错误；
B．通电导体在磁场中受到的磁场力为安培力，安培力的表达式为，当通电导体所受的安培力为零时有可能磁感应强度为零，也可能导体与磁场方向平行，故B错误；
C．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量，故C正确；
D．赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
3. 某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为220V的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（ ）
A 0.2VB. 1VC. 5VD. 5V
【答案】C
【解析】由已知条件知，原线圆两端电压的有效值为220V，设副线圈两端电压的有效值为U，则有
=
解得
选项C正确。
4. 远距离输电时，在输送电功率不变的条件下，说法正确的是（ ）
A. 提高输电电压，能减小电流，提高输电效率
B. 只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率
C. 提高输电电压势必增大导线上的能量损耗
D. 若输电电压升高为原来的n倍，输电线上的电功率损失是原来的
【答案】A
【解析】AC．在输送电功率不变的条件下，根据
提高输电电压，能减小电流，损耗功率
减小，则能提高输电效率，故A正确，C错误；
B．输电电流由输送电功率和输送电压决定，与导线电阻无关，故B错误；
D．若输电电压升高为原来的n倍，则电流变为原来的，损耗功率
变为原来的，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．根据左手定则可知，该图中受安培力沿斜面向上，导体棒可能平衡，选项A正确；
B．根据左手定则可知，该图中受安培力沿斜面向下，导体棒不可能平衡，选项B错误；
C．根据左手定则可知，该图中受安培力垂直斜面向下，导体棒不可能平衡，选项C错误；
D．根据左手定则可知，该图中受安培力垂直斜面向上，导体棒不可能平衡，选项D错误。
故选A。
6. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子，带电荷量为q，质量为m，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R，不计粒子重力，则（ ）
A. 粒子经磁场偏转后一定能回到原点O
B. 粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1
C. 粒子完成一次周期性运动的时间为
D. 粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R
【答案】D
【解析】B．由r=可知，粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为1∶2，故B错误；
C．粒子在两磁场中运动所对应的圆心角均为60°，故粒子完成一次周期性运动的时间
t=T1＋T2=＋=
故C错误；
AD．粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进了
l=R＋2R=3R
则粒子经磁场偏转后不能回到原点O，故A错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，一电阻为R的导线弯成边长为L的等边三角形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线以速度v向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是（ ）
A. 回路中感应电流方向为顺时针方向
B. 回路中感应电动势的最大值
C. 导线所受安培力的大小可能不变
D. 通过导线横截面的电荷量
【答案】D
【解析】A．由楞次定律可知，回路中感应电流方向逆时针方向，选项A错误；
B．回路中感应电动势的最大值
选项B错误；
C．导线所受安培力的大小
因线圈进入磁场时有效长度l不断变化，则线圈受的安培力不断变化，选项C错误；
D．通过导线横截面电荷量
选项D正确。
故选D。
8. 将一半径为1m、电阻重力未知的金属闭合圆环用一带有力传感器的细线悬挂于天花板的O点，同时在圆环圆心等高点的上方加一按（k未知且为恒量，式中各量的单位均为国际单位）随时间逐渐增大的磁场如图甲所示，现发现拉力传感器的示数变化如图乙所示。不考虑金属圆环的形变和电阻的变化，整个研究过程细线未断且圆环始终处于静止状态。则以下说法正确的是（ ）
A. 金属环的重力为6N
B. k值为2T/s
C. 0−2s时间内金属环的功率为
D. 0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为
【答案】B
【解析】A．根据楞次定律可知，金属环受向下的安培力，当t=0时向下的安培力不为零，根据
F0安+mg=6N
可知，金属环的重力小于6N，选项A错误；
B．金属环中的电流
金属环受到的拉力
由图像可知
则
k=2T/s
选项B正确；
C．因金属环中的电流
0−2s时间内金属环的功率为
选项C错误；
D．0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为
选项D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 下列仪器或器件利用涡流的是（ ）
A. 金属探测器
B. 变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C. 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D. 磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
【答案】ACD
【解析】A．金属探测器是变化的电流遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故A符合题意；
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯，是避免涡流产生热量，故B不符合题意；
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流产热来冶炼金属，故C符合题意；
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架是利用铝框中产生的涡流来阻碍线圈的转动，故D符合题意。
故选ACD。
10. 关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大
B. 不管电流如何变化，线圈的自感系数不变
C. 若线圈中通入恒定电流，线圈的自感系数为零
D. 线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大
【答案】B
【解析】线圈越长，而其他条件相同时，自感系数越大；线圈匝数越多，而其他条件相同时，自感系数越大；同一线圈，插有铁芯时线圈的自感系数会变大；即线圈的自感系数与线圈的长度、匝数以及是否有铁芯等都有关，与线圈中电流如何变化无关。
故选B。
11. 如图，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为和，加垂直于纸面向里的磁场.分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ）
A. a、b两球沿槽运动的最大速度为和，则
B. 在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且
C. a、b两球沿直槽运动的最大位移为和，则
D. a、b两球沿槽运动的时间为和，则
【答案】CD
【解析】A．当加速到洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球刚好脱离斜面，此时球的速度最大，对两球都有
则a球为
b球为
所以
故A错误；
B．两小球受到的洛伦兹力都与斜面垂直向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，则其加速度为
可见
故B错误；
C．又
得
同理得
所以有
故C正确；
D．又由
得
同理得
所以有
故D正确。
故选CD。
12. 如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。一质量为m的金属棒以初速度沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒回到出发点的速度v大于初速度
B. 通过R的最大电流上升过程小于下落过程
C. 电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程
D. 所用时间上升过程小于下落过程
【答案】CD
【解析】A．从出发点上升到回到出发点，根据能量守恒得，重力势能不变，内能增加，则动能减小，所以回到出发点的速度小于初速度，故A错误；
B．上升过程中，初始速度最大，下落过程中，回到原处的速度最大，回到出发点的速度小于初速度，根据
通过R的最大电流上升过程大于下落过程，故B错误；
C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度，知在任何一个位置，上升到此位置的电流大于下降到此位置的电流，知上升过程中克服安培力做功大于下降过程中克服安培力做功，电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程，故C正确；
D．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度，上升的位移和下降的位移相等，则上升的时间小于下落的时间，故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本部分共6小题，共60分。
13. 图为研究电磁感应现象实验中所用器材示意图。试回答下列问题：
（1）在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的______ 和______ 。
（2）请按实验要求在实物上连线_______。
（3）在实验出现的电磁感应现象中，A、B线圈哪个相当于电源？______（填“A”或“B”）
【答案】（1）大小 方向 （2） （3）B
【解析】（1）[1][2]在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的大小与方向。
（2）[3]探究电磁感应现象的实验电路如图所示
（3）[4]在产生感应电流回路中，螺线管B产生感应电动势，相当于电源。
14. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。
A. 控制变量法B. 等效替代法
C. 演绎法D. 理想实验法
（2）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过___________。（填字母）
A. 2VB. 12VC. 50V
（3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为___________。（填字母）
A. 1.5VB. 6.4VC. 12.0V
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为___________。（填字母代号）
A. 原、副线圈上通过的电流发热B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁D. 原线圈输入电压发生变化
【答案】（1）A （2）B （3）B （4）D
【解析】（1）该实验要探究多个物理量之间的关系，这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法，故选A；
（2）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过12V，故选B；
（3）若为理想变压器，则根据
考虑到该变压器不是理想变压器，有“铜损”和“铁损”，则输入电压应该大于6V，故选B；
（4）A．实际的变压器的原、副线圈存在一定的电阻，线圈上通过的电流会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故A不符合题意；
B．实际的变压器的铁芯在交变磁场作用下会产生涡旋电流，铁芯会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故B不符合题意；
C．实际的变压器的铁芯会发生漏磁，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故C不符合题意；
D．原线圈输入电压发生变化不会直接引起功率损耗，不会导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故D符合题意。
故选D。
15. 如图所示，将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中。当金属棒中通以0.4A的电流时，弹簧恰好不伸长。。
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）当金属棒中通过大小为0.2A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1cm；如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？
【答案】（1）0.5T；（2）3cm
【解析】（1）弹簧恰好不伸长时，ab棒受到向上的安培力和向下的重力mg，二者大小相等，即
解得，匀强磁场的磁感应强度的大小为
（2）当大小为的电流由a流向b时，ab棒受到两只弹簧向上的拉力及向上的安培力和向下的重力mg作用，处于平衡状态。根据平衡条件有
当电流反向后，ab棒在两只弹簧向上的拉力及向下的安培力和重力mg作用下处于平衡状态。根据平衡条件有
联立解得
16. 一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10－8 Ω·m，横截面积为10－5 m2的输电线向4×103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：
（1）所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
（2）如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
【答案】（1） （2）
【解析】（1）(1)导线电阻
R线＝
得
R线＝14.4 Ω
升压变压器原线圈中电流I1满足P＝U1I1，得
I1＝200 A
升压变压器副线圈中电流I2＝I线，又I2线R线＝4%P，得
I2＝A
由，得
（2）降压变压器的输入电压U3满足：P-4%P＝U3I线，得
U3＝5 760 V，
因为输出电压U4＝220 V，由，得
17. 一个板长为L，板间距离也是L的平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场．有一质量为m，重力不计，带电量为－q的粒子从极板正中间以初速度为v0水平射入，恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入，求：
（1）两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）－q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向；
（3）磁感应强度B的大小．
【答案】（1）方向竖直向下；（2）v0；（3）
【解析】（1）平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，场强方向应竖直向下．粒子进入电场后做类平抛运动，在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做匀加速运动．粒子恰能从上极板边缘飞出时，电场中偏转距离为L/2 ，根据牛顿第二定律和运动学公式结合，运用运动的合成和分解法，求解电场强度E的大小；
（2）根据速度的合成，求出粒子飞出极板时的速度v的大小与方向；
（3）粒子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由题，恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入，画出轨迹，由几何知识求出轨迹半径，即可由牛顿第二定律求出B．（1）由于上板带正电，下板带负电，故板间电场强度方向竖直向下．-q粒子在水平方向上匀速运动，在竖直方向上匀加速运动，则有
水平方向：L=v0t
竖直方向：
又由牛顿第二定律得
联立解得，
（2）设粒子飞出板时水平速度为vx，竖直速度为vy，水平偏转角为θ，则
水平方向：vx=v0，
竖直方向：
则，
可得θ=45°，v=v0
（3 ）设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系易知
由洛伦兹力提供向心力，则得qvB=m
得 B=
18. 如图所示空间存在有界匀强磁场，磁感应强度B=5T，方向垂直纸面向里，上下宽度为d=0.35m。现将一边长L=0.2m的正方形导线框自磁场上边缘由静止释放经过一段时间，导线框到达磁场下边界，之后恰好匀速离开磁场区域.已知导线框的质量m=0.1kg，电阻。（g取10m/s2)，求：
（1）导线框匀速穿出磁场的速度；
（2）导线框进入磁场过程中产生的焦耳热；
（3）若在导线框进入磁场过程对其施加合适的外力F则可以使其匀加速地进入磁场区域，且之后的运动同没施加外力F时完全相同．请写出F随时间t变化的函数表达式.
【答案】（1）2m/s；（2）0.15J；（3）F=0.75-1.25t (0【解析】（1）导线框匀速穿出磁场过程中，感应电动势：
感应电流：
线框受到的安培力：
线框匀速穿出磁场，由平衡条件得：
解得：
v=2m/s
（2）自导线框刚要进入磁场至刚要离开磁场的过程中，仅进入磁场过程中有焦耳热产生，由能量守恒得：
得：Q=0.15J
（3）导线框刚好完全进入磁场至刚好要离开磁场的过程
得：导线框刚好完全进入磁场的速度v0=1m/s
导线框进入磁场的过程由
得：a=2.5m/s2
得：t0=0.4s
取向下为正方向有：
得：F=0.75-1.25t (0
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列应用中不是利用了传感器的有（ ）
A. 用刻度尺测量课桌的长度
B. 化工厂控制室内为了同时知道相距较远的若干个反应器中的温度所用的温度测试仪
C. 宾馆房间的天花板上会安装一个报警器，当房间发生火灾时，它能通过电路发出警报
D. 医疗和防疫需要的快速、准确而又与被测者身体没有接触的体温测试仪
【答案】A
【解析】A．刻度尺测量课桌长度，直接观察读数，与传感器无关，故A符合题意；
BD．医疗和防疫需要一种快速、准确而又与被测者身体没有接触的体温测试仪，化工厂的控制室为了同时知道相距较远的若干个反应器中的温度所用的温度测试仪，都是把温度这个热学量转化为电学量，利用了传感器，故BD不符合题意；
C．当房间失火时，房间会有烟雾，将烟雾信号转换成电信号，从而发出警报，利用了传感器，故C不符合题意。
故选A。
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 周期性变化的电场可以产生恒定的磁场
B. 若有一小段通电导体在某点不受磁场力的作用，则该点的磁感应强度一定为零
C. 磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量
D. 麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在
【答案】C
【解析】A．根据麦克斯韦电磁理论，周期性变化得电场可以产生周期性变化的磁场，故A错误；
B．通电导体在磁场中受到的磁场力为安培力，安培力的表达式为，当通电导体所受的安培力为零时有可能磁感应强度为零，也可能导体与磁场方向平行，故B错误；
C．磁感应强度是用来表示磁场强弱的物理量，故C正确；
D．赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，故D错误。
故选C。
3. 某型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，原、副线圈匝数比为。若原线圈上加有最大电压值为220V的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值为（ ）
A 0.2VB. 1VC. 5VD. 5V
【答案】C
【解析】由已知条件知，原线圆两端电压的有效值为220V，设副线圈两端电压的有效值为U，则有
=
解得
选项C正确。
4. 远距离输电时，在输送电功率不变的条件下，说法正确的是（ ）
A. 提高输电电压，能减小电流，提高输电效率
B. 只有增大导线的电阻，才能减小电流，提高输电效率
C. 提高输电电压势必增大导线上的能量损耗
D. 若输电电压升高为原来的n倍，输电线上的电功率损失是原来的
【答案】A
【解析】AC．在输送电功率不变的条件下，根据
提高输电电压，能减小电流，损耗功率
减小，则能提高输电效率，故A正确，C错误；
B．输电电流由输送电功率和输送电压决定，与导线电阻无关，故B错误；
D．若输电电压升高为原来的n倍，则电流变为原来的，损耗功率
变为原来的，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，直导线通入垂直纸面向里的电流，在下列匀强磁场中，能静止在光滑斜面上的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．根据左手定则可知，该图中受安培力沿斜面向上，导体棒可能平衡，选项A正确；
B．根据左手定则可知，该图中受安培力沿斜面向下，导体棒不可能平衡，选项B错误；
C．根据左手定则可知，该图中受安培力垂直斜面向下，导体棒不可能平衡，选项C错误；
D．根据左手定则可知，该图中受安培力垂直斜面向上，导体棒不可能平衡，选项D错误。
故选A。
6. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里且磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴下方存在垂直于纸面向外且磁感应强度大小为的匀强磁场。一带负电的粒子，带电荷量为q，质量为m，从原点O与x轴成30°角斜向上射入磁场，且在x轴上方磁场中运动的半径为R，不计粒子重力，则（ ）
A. 粒子经磁场偏转后一定能回到原点O
B. 粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为2∶1
C. 粒子完成一次周期性运动的时间为
D. 粒子第二次射入x轴上方磁场时，沿x轴前进了3R
【答案】D
【解析】B．由r=可知，粒子在x轴上方和下方磁场中运动的半径之比为1∶2，故B错误；
C．粒子在两磁场中运动所对应的圆心角均为60°，故粒子完成一次周期性运动的时间
t=T1＋T2=＋=
故C错误；
AD．粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进了
l=R＋2R=3R
则粒子经磁场偏转后不能回到原点O，故A错误，D正确。
故选D。
7. 如图所示，一电阻为R的导线弯成边长为L的等边三角形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线以速度v向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是（ ）
A. 回路中感应电流方向为顺时针方向
B. 回路中感应电动势的最大值
C. 导线所受安培力的大小可能不变
D. 通过导线横截面的电荷量
【答案】D
【解析】A．由楞次定律可知，回路中感应电流方向逆时针方向，选项A错误；
B．回路中感应电动势的最大值
选项B错误；
C．导线所受安培力的大小
因线圈进入磁场时有效长度l不断变化，则线圈受的安培力不断变化，选项C错误；
D．通过导线横截面电荷量
选项D正确。
故选D。
8. 将一半径为1m、电阻重力未知的金属闭合圆环用一带有力传感器的细线悬挂于天花板的O点，同时在圆环圆心等高点的上方加一按（k未知且为恒量，式中各量的单位均为国际单位）随时间逐渐增大的磁场如图甲所示，现发现拉力传感器的示数变化如图乙所示。不考虑金属圆环的形变和电阻的变化，整个研究过程细线未断且圆环始终处于静止状态。则以下说法正确的是（ ）
A. 金属环的重力为6N
B. k值为2T/s
C. 0−2s时间内金属环的功率为
D. 0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为
【答案】B
【解析】A．根据楞次定律可知，金属环受向下的安培力，当t=0时向下的安培力不为零，根据
F0安+mg=6N
可知，金属环的重力小于6N，选项A错误；
B．金属环中的电流
金属环受到的拉力
由图像可知
则
k=2T/s
选项B正确；
C．因金属环中的电流
0−2s时间内金属环的功率为
选项C错误；
D．0−2s时间内通过金属环某一截面的电荷量为
选项D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 下列仪器或器件利用涡流的是（ ）
A. 金属探测器
B. 变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C. 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D. 磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
【答案】ACD
【解析】A．金属探测器是变化的电流遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故A符合题意；
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯，是避免涡流产生热量，故B不符合题意；
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流产热来冶炼金属，故C符合题意；
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架是利用铝框中产生的涡流来阻碍线圈的转动，故D符合题意。
故选ACD。
10. 关于某一线圈的自感系数，下列说法中正确的是（ ）
A. 线圈中电流变化越大，线圈的自感系数越大
B. 不管电流如何变化，线圈的自感系数不变
C. 若线圈中通入恒定电流，线圈的自感系数为零
D. 线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大
【答案】B
【解析】线圈越长，而其他条件相同时，自感系数越大；线圈匝数越多，而其他条件相同时，自感系数越大；同一线圈，插有铁芯时线圈的自感系数会变大；即线圈的自感系数与线圈的长度、匝数以及是否有铁芯等都有关，与线圈中电流如何变化无关。
故选B。
11. 如图，足够长的光滑三角形绝缘槽，与水平面的夹角分别为和，加垂直于纸面向里的磁场.分别将质量相等、带等量正、负电荷的小球a、b依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上运动的说法正确的是（ ）
A. a、b两球沿槽运动的最大速度为和，则
B. 在槽上，a、b两球都做匀加速直线运动，且
C. a、b两球沿直槽运动的最大位移为和，则
D. a、b两球沿槽运动的时间为和，则
【答案】CD
【解析】A．当加速到洛伦兹力与重力沿垂直斜面向下分力相等时，小球刚好脱离斜面，此时球的速度最大，对两球都有
则a球为
b球为
所以
故A错误；
B．两小球受到的洛伦兹力都与斜面垂直向上，沿斜面方向的合力为重力的分力，则其加速度为
可见
故B错误；
C．又
得
同理得
所以有
故C正确；
D．又由
得
同理得
所以有
故D正确。
故选CD。
12. 如图所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面。一质量为m的金属棒以初速度沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒回到出发点的速度v大于初速度
B. 通过R的最大电流上升过程小于下落过程
C. 电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程
D. 所用时间上升过程小于下落过程
【答案】CD
【解析】A．从出发点上升到回到出发点，根据能量守恒得，重力势能不变，内能增加，则动能减小，所以回到出发点的速度小于初速度，故A错误；
B．上升过程中，初始速度最大，下落过程中，回到原处的速度最大，回到出发点的速度小于初速度，根据
通过R的最大电流上升过程大于下落过程，故B错误；
C．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度，知在任何一个位置，上升到此位置的电流大于下降到此位置的电流，知上升过程中克服安培力做功大于下降过程中克服安培力做功，电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程，故C正确；
D．根据能量守恒得，除最高点外，在任何一个位置，上升到此位置的速度大于下落到此位置的速度，上升的位移和下降的位移相等，则上升的时间小于下落的时间，故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本部分共6小题，共60分。
13. 图为研究电磁感应现象实验中所用器材示意图。试回答下列问题：
（1）在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的______ 和______ 。
（2）请按实验要求在实物上连线_______。
（3）在实验出现的电磁感应现象中，A、B线圈哪个相当于电源？______（填“A”或“B”）
【答案】（1）大小 方向 （2） （3）B
【解析】（1）[1][2]在该实验中电流计G的作用是检测感应电流的大小与方向。
（2）[3]探究电磁感应现象的实验电路如图所示
（3）[4]在产生感应电流回路中，螺线管B产生感应电动势，相当于电源。
14. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是___________。
A. 控制变量法B. 等效替代法
C. 演绎法D. 理想实验法
（2）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过___________。（填字母）
A. 2VB. 12VC. 50V
（3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为___________。（填字母）
A. 1.5VB. 6.4VC. 12.0V
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因不可能为___________。（填字母代号）
A. 原、副线圈上通过的电流发热B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 变压器铁芯漏磁D. 原线圈输入电压发生变化
【答案】（1）A （2）B （3）B （4）D
【解析】（1）该实验要探究多个物理量之间的关系，这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法，故选A；
（2）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过12V，故选B；
（3）若为理想变压器，则根据
考虑到该变压器不是理想变压器，有“铜损”和“铁损”，则输入电压应该大于6V，故选B；
（4）A．实际的变压器的原、副线圈存在一定的电阻，线圈上通过的电流会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故A不符合题意；
B．实际的变压器的铁芯在交变磁场作用下会产生涡旋电流，铁芯会发热，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故B不符合题意；
C．实际的变压器的铁芯会发生漏磁，存在一定的功率损耗，导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比会有微小差别，故C不符合题意；
D．原线圈输入电压发生变化不会直接引起功率损耗，不会导致实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，故D符合题意。
故选D。
15. 如图所示，将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态，位于垂直于纸面向里的匀强磁场中。当金属棒中通以0.4A的电流时，弹簧恰好不伸长。。
（1）求匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）当金属棒中通过大小为0.2A、方向由a到b的电流时，弹簧伸长1cm；如果电流方向由b到a，而电流大小不变，则弹簧伸长又是多少？
【答案】（1）0.5T；（2）3cm
【解析】（1）弹簧恰好不伸长时，ab棒受到向上的安培力和向下的重力mg，二者大小相等，即
解得，匀强磁场的磁感应强度的大小为
（2）当大小为的电流由a流向b时，ab棒受到两只弹簧向上的拉力及向上的安培力和向下的重力mg作用，处于平衡状态。根据平衡条件有
当电流反向后，ab棒在两只弹簧向上的拉力及向下的安培力和重力mg作用下处于平衡状态。根据平衡条件有
联立解得
16. 一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10－8 Ω·m，横截面积为10－5 m2的输电线向4×103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：
（1）所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
（2）如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？
【答案】（1） （2）
【解析】（1）(1)导线电阻
R线＝
得
R线＝14.4 Ω
升压变压器原线圈中电流I1满足P＝U1I1，得
I1＝200 A
升压变压器副线圈中电流I2＝I线，又I2线R线＝4%P，得
I2＝A
由，得
（2）降压变压器的输入电压U3满足：P-4%P＝U3I线，得
U3＝5 760 V，
因为输出电压U4＝220 V，由，得
17. 一个板长为L，板间距离也是L的平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场．有一质量为m，重力不计，带电量为－q的粒子从极板正中间以初速度为v0水平射入，恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入，求：
（1）两极板间匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）－q粒子飞出极板时的速度v的大小与方向；
（3）磁感应强度B的大小．
【答案】（1）方向竖直向下；（2）v0；（3）
【解析】（1）平行板电容器上极板带正电，下极板带负电，场强方向应竖直向下．粒子进入电场后做类平抛运动，在水平方向上做匀速运动，在竖直方向上做匀加速运动．粒子恰能从上极板边缘飞出时，电场中偏转距离为L/2 ，根据牛顿第二定律和运动学公式结合，运用运动的合成和分解法，求解电场强度E的大小；
（2）根据速度的合成，求出粒子飞出极板时的速度v的大小与方向；
（3）粒子进入磁场后由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，由题，恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入，画出轨迹，由几何知识求出轨迹半径，即可由牛顿第二定律求出B．（1）由于上板带正电，下板带负电，故板间电场强度方向竖直向下．-q粒子在水平方向上匀速运动，在竖直方向上匀加速运动，则有
水平方向：L=v0t
竖直方向：
又由牛顿第二定律得
联立解得，
（2）设粒子飞出板时水平速度为vx，竖直速度为vy，水平偏转角为θ，则
水平方向：vx=v0，
竖直方向：
则，
可得θ=45°，v=v0
（3 ）设粒子在磁场中运动的半径为R，由几何关系易知
由洛伦兹力提供向心力，则得qvB=m
得 B=
18. 如图所示空间存在有界匀强磁场，磁感应强度B=5T，方向垂直纸面向里，上下宽度为d=0.35m。现将一边长L=0.2m的正方形导线框自磁场上边缘由静止释放经过一段时间，导线框到达磁场下边界，之后恰好匀速离开磁场区域.已知导线框的质量m=0.1kg，电阻。（g取10m/s2)，求：
（1）导线框匀速穿出磁场的速度；
（2）导线框进入磁场过程中产生的焦耳热；
（3）若在导线框进入磁场过程对其施加合适的外力F则可以使其匀加速地进入磁场区域，且之后的运动同没施加外力F时完全相同．请写出F随时间t变化的函数表达式.
【答案】（1）2m/s；（2）0.15J；（3）F=0.75-1.25t (0
感应电流：
线框受到的安培力：
线框匀速穿出磁场，由平衡条件得：
解得：
v=2m/s
（2）自导线框刚要进入磁场至刚要离开磁场的过程中，仅进入磁场过程中有焦耳热产生，由能量守恒得：
得：Q=0.15J
（3）导线框刚好完全进入磁场至刚好要离开磁场的过程
得：导线框刚好完全进入磁场的速度v0=1m/s
导线框进入磁场的过程由
得：a=2.5m/s2
得：t0=0.4s
取向下为正方向有：
得：F=0.75-1.25t (0
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