资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩8页未读，
继续阅读
精品解析：山东省济宁市高二下学期期中质量检测物理试题
展开
这是一份精品解析：山东省济宁市高二下学期期中质量检测物理试题，文件包含精品解析山东省济宁市高二下学期期中质量检测物理试题解析版docx、精品解析山东省济宁市高二下学期期中质量检测物理试题原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共33页， 欢迎下载使用。
第二学期期中质量检测
高二物理试题
一、单项选择题：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. LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. t1时刻线圈中自感电动势最小 B. t2时刻线圈中电流方向不发生变化
C. t1~t2中某时刻与图乙状态相对应 D. t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A错误；
B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B正确；
C．时间内电量减少，而乙图电路电流为逆时针，电容器下极板带正电，电容器处于充电状态，电荷量变大，故C错误；
D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D错误。
故选B。
2. 电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】闭合S瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。D图符合题中情况，D正确。
故选D。
3. 如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。磁场方向向上为正，磁感应强度B随时间t按图乙变化，下列分析正确的是（ ）
A. t＝1s时环中的磁通量为零，环内的感应电流为零
B. 0~2s内环上任意一小段导体受到的安培力始终指向圆心
C. 2~4s内环上任意一小段导体受到的安培力先变大后变小
D. 0~4s内感应电流的功率不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．t＝1s时环中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，所以感应电流不为零，故A错误；
B．0～1s内环中的磁通量减小，根据楞次定律可知环有扩张的趋势，环上小段导体受到的安培力方向背离圆心；1~2s内环中的磁通量增大，同理可知环有收缩的趋势，环上小段导体受到的安培力指向圆心，故B错误；
C．2s～4s内环中磁通量的变化率不变，所以感应电流恒定，而磁感应强度B先减小后增大，根据可知2～4s内环上小段导体受到的安培力先变小后变大，选项C错误；
D．0~2s与2s～4s内环中磁通量的变化率大小不变，所以感应电流大小不变（方向不同），根据可知0～4s内感应电流的功率不变，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在x>0，y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B．现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的P点沿着与x轴正方向成30°角的方向射入磁场．不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是
A. 只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点
B. 粒子在磁场中运动所经历的时间一定为
C. 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
D. 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．带正电的粒子从P点沿与x轴正方向成30°角的方向射入磁场中，则圆心在过P点与速度方向垂直的直线上，如图所示:
粒子在磁场中要想到达O点，转过的圆心角肯定大于180°，因磁场有边界，故粒子不可能通过坐标原点．故A错误．
BCD．由于P点的位置不确定，所以粒子在磁场中运动的轨迹圆弧对应的圆心角也不同，最大的圆心角是轨迹圆弧与y轴相切时即300°，运动时间为T，而最小的圆心角是P点在坐标原点时即120°，运动时间为T，而，故粒子在磁场中运动所经历的时间最长为，最短为．故C正确，BD错误．
5. 霍尔元件是磁传感器，是实际生活中的重要元件之一。如图所示为长度一定的霍尔元件，在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中元件中的载流子为带负电的电荷。则下列说法正确的是（ ）
A. 该元件能把电学量转化为磁学量
B. 左表面的电势高于右表面
C. 如果用该元件测赤道处的磁场，应保持平面呈水平状态
D. 如果在霍尔元件中的电流大小不变，则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比
【答案】D
【解析】
分析】
【详解】A．霍尔元件能够把磁学量转换电学量，故A错误；
B．由于元件中的载流子为带负电的电荷，则负电荷的运动方向由F到E，由左手定则可知负B．电荷向左表面偏转，则右表面的电势高，故B错误；
C．如果用该元件测赤道处的磁场，由于地磁场与水平面平行，因此如果霍尔元件的平面保持水平，则无电压产生，故C错误；
D．根据
得
由电流的微观定义式
（n是单位体积内的导电粒子数，q是单个导电粒子所带的电荷量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度）
整理得
联立解得
可知保持电流不变，则左右表面的电势差与磁感应强度成正比，故D正确。
故选D。
6. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图所示是某款5G手机无线充电器的充电原理示意图，设受电线圈的匝数为n，线圈的横截面积为S，若在时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由增加到。则在充电的这段时间内（ ）
A. 若送电线圈中接入正弦交变电流，受电线圈可以得到恒定电流
B. 受电线圈中感应电流的方向由d到c点
C. 受电线圈产生的平均感应电动势大小为
D. 若想增大c、d之间的电势差，可以只增大送电线圈中的电流的变化率
【答案】D
【解析】
【详解】A．若送电线圈中接入正弦交变电流，穿过受电线圈的磁通量按正弦规律变化，由法拉第电磁感应定律可知，受电线圈两端产生变化的电压，故选项A错误；
B．根据楞次定律，增反减同可知，感应电流产生的磁场向下，可知受电线圈中感应电流的方向由c到d点，故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律得的受电线圈产生的平均感应电动势大小为
故C错误；
D．若增大送电线圈中的电流的变化率，则穿过受电线圈的磁通量的变化率变大，产生的感应电动势变大，即c、d之间的电势差增大，选项D正确。
故选D。
7. 如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒在ab位置以初速度v沿斜面向上运动，最远到达处，导体棒向上滑行的最远距离为x。导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。在导体棒向上滑动过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 导体棒受到的最大安培力为
B. 导体棒损失的机械能为
C. 导体棒运动的时间为
D. 整个电路产生的焦耳热为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据
可以知道速度最大时感应电动势最大，电流和安培力也最大，所以初始时刻的安培力最大，根据
可得
故A错误；
B．从初始位置到滑行最远时根据能量守恒有损失的机械能为
故B正确；
C．导体棒向上滑动过程中由动量定理可知
而由电荷的定义式结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知
联立解得
故C正确；
D．上滑过程中克服摩擦力和重力做的总功为
根据能量守恒定律可得整个电路产生的焦耳热为
故D正确。
本题选错误项，故选A。
8. 如图所示，长方形单匝金属线框，总电阻为R，其中，，虚线右侧有垂直于线框平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，左侧无磁场。线框以角速度绕垂直于磁场的转轴匀速转动（从上往下看顺时针），时刻金属线框恰好位于图示位置。若规定金属线框中感应电流沿方向时为正，则感应电流I与时间t的关系图线正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在0~时间内，BC边切割磁感线的速度逐渐变大，感应电流按正弦规律逐渐增加，当线圈平面与磁感线平行时感应电动势最大，感应电流最大，最大值为
方向为正方向；
在时间内，在时刻，线圈AD边进入磁场，则感应电流
方向仍为正方向；当线圈再转过90°时，感应电流减小到零；
同理可知，在时间内，线圈的AD边在磁场中切割磁感线，感应电流从零增加到
但方向为负方向；
在时间内，在时刻，线圈的BC边进入磁场，则感应电流从最大值
转过90°时感应电流减小到零；方向为负方向； 综上所述，线圈中的电流随时间变化图像为B。
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。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线圈中的电流。下列说法中正确的是（ ）
A. 保持U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B. 保持U1不变，S由a切换到b，则I2减小
C. 保持U1不变，S由b切换到a，则I1增大
D. 保持U1不变，S由a切换到b，则变压器的输入功率增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．保持U1不变，S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，电流I2增大，R消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大，故A错误，C正确；
BD．S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，输出电流I2减小，所以根据P2=I2U2，P2减小；又因P1=P2，所以变压器输入功率减小，故B正确，D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P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。t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒ab由静止开始沿导轨向上运动，导轨电阻忽略不计。已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于金属棒运动速度v、外力F、流过R的电荷量q、以及闭合回路中磁通量的变化率随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设金属棒的电阻为r，金属棒长为L，由闭合电路欧姆定律知通过电阻R的感应电流
由图乙可知I=kt，由以上两式解得
即金属棒做匀加速运动，A正确；
B．由法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势
由闭合电路欧姆定律得
由图乙可知
由以上三式解得
B正确；
C．金属棒做匀加速运动，由牛顿第二定律得
则
其中是一个定值，电流I与时间成正比，因此F-t图象是一条不过坐标原点的倾斜直线，C错误；
D．流过电阻R的电荷量
所以q-t是一条开口向上的抛物线，D错误。
故选AB。
11. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小
【答案】ABC
【解析】
【详解】B．带正电荷的粒子进入速度选择器，所受静电力向右，则洛伦兹力必须向左，根据左手定则可判断速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外。故B正确；
C．能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中做直线运动，受力平衡，则
所以得
故C正确；
AD．粒子进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则
则得
其中E、B、B0都时定值，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，则粒子的轨道半径R越小，粒子的荷质比越大。所以质谱仪是分析同位素的重要工具。故A确。D错误。
故选ABC。
12. 如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ，其左端接一电阻R，金属杆ab垂直导轨放置。整个装置处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平恒力F，使其由静止开始运动，整个过程杆与导轨接触良好，金属杆与导轨电阻均不计。在运动过程中，金属杆的速度大小v、恒力F的功率P、金属杆与导轨形成的回路中的磁通量、产生的感应电动势E分别随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．对金属杆ab，由牛顿第二定律有
可见由于速度的增大，加速度逐渐减小，则金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到0时，速度达到最大，故A错误；
BD．恒力F的功率，感应电动势，可见恒力F的功率及产生的感应电动势均与金属杆速度成正比，则图像规律应与速度相同，故B正确，D错误；
C．由可知图像斜率表示感应电动势，则斜率应先增大，再保持不变，故C正确。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压
（1）下列操作正确的是___________
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（2）该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】 ①. D ②. 增大 ③. 减小
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故ABC错误，D正确；
(2)[2][3] 根据变压比公式，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小；
14. 在“研究电磁感应现象”的实验中： 先按图甲所示连线，不通电时，电流表指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路．
图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是____
减小电源两端电压，保护电源
增大电源两端的电压，保护开关
减小电路中的电流，保护灵敏电流计
减小电路中的电流，保护开关
图乙中，S闭合后，在螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”．
图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”．
图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”．
【答案】 ①. C ②. 向左 ③. 向左 ④. 向右
【解析】
【详解】（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计，故C正确，A、B、D错误；
（2）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，线圈B的感应磁场向上，根据右手定则，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（4）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转．
故答案为（1）C；（2）向左；（3）向左；（4）向右
【点睛】根据楞次定律可以判断感应磁场的方向，根据右手定则可以确定感应电流的方向；对比图甲的接线柱与指针偏转的方向情况，即可知道（2）（3）（4）中电流表指针的偏转方向．
15. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：
（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
【答案】（1），；（2），方向水平向右
【解析】
【分析】
【详解】从b向a看侧视图如图所示
(1)水平方向
Ff＝F安sin θ
竖直方向
FN＋F安cos θ＝mg
又
F安＝
联立①②③得
FN＝mg－，Ff＝
(2)要使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有
F安′＝mg
Bmin＝
根据左手定则判定磁场方向水平向右．
16. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V、8.8kW”的电动机恰恰能正常工作。求：
（1）从图示位置开始计时，交流发电机的瞬时电动势的表达式；
（2）输电线路上损耗电功率；
（3）发电机线圈电阻r。
【答案】（1）；（2）160W；（3）
【解析】
【详解】（1）从图示位置开始计时，交流发电机的瞬时电动势的表达式为
（2）电动机中的电流
根据
解得
则输电线路上损耗电功率
解得
（3）降压变压器两侧有
升压变压器两侧有
，
输电过程有
解得
，
电动势的有效值
则发电机线圈电阻
解得
17. 如图所示，两根光滑金属平行导轨放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，右端水平部分足够长，导轨间距为，电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。质量为，电阻为的金属棒b垂直导轨放置其上，它与磁场左边界的距离为，现将质量为，电阻为的金属棒a从弯曲导轨上高为处由静止释放，使其沿导轨运动，两金属棒运动过程中不会相撞，最终两棒做匀速运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度取，求：
（1）金属棒a刚越过磁场左边界时，流过金属棒a的电流方向及它两端的电压大小；
（2）金属棒匀速运动前，a棒上产生的焦耳热；
（3）两金属棒匀速运动时，a、b两棒的间距是多大。
【答案】（1）流过金属棒a的电流方向由指向，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒a到达水平部分的过程，根据机械能守恒
解得
此时的电动势为
根据右手定则，可知流过金属棒a的电流方向由指向。金属棒a两端电压为
（2）两金属棒所受安培力大小相等、方向相反，两金属棒最终以相等的速度做匀速运动，两金属棒组成的系统满足动量守恒定律，则有
解得
设总焦耳热为，根据能量守恒可得
a棒上产生的焦耳热为
（3）安培力冲量为
又
对b棒，根据动量定理可得
解得
则两金属棒匀速运动时，a、b两棒间距为
18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第I象限有沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m带电荷量为q的正粒子（不计重力）从坐标为[ （2 +）L，L]的P点以初速度v0沿x轴负方向开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与x轴负方向夹角为60° ，不计重力，求∶
（1）粒子从O点射出时的速度大小v；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子从P点运动到O点所用的时间。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】解：（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，由Q点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，最终由O点射出。（轨迹如图所示）
根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等，均为，方向与x轴负方向成60°角，则有
解得
（2）在P到Q过程中，由动能定理得
解得
（3）设粒子在电场中运动的时间为t1，则有
解得
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由几何关系可得
粒子在磁场中的运动时间为
解得
粒子在由P到O过程中的总时间
联立解得
第二学期期中质量检测
高二物理试题
一、单项选择题：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. LC振荡电路中电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图线如图甲所示，某时刻线圈中的磁感应强度方向和极板间的电场强度方向如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. t1时刻线圈中自感电动势最小 B. t2时刻线圈中电流方向不发生变化
C. t1~t2中某时刻与图乙状态相对应 D. t3~t4时间内回路中的电流为逆时针方向
【答案】B
【解析】
【详解】A．在时刻，上极板的电量达到最大，电流变化率最大，因此线圈中的自感电动势达到最大，故A错误；
B．时刻电量的变化率不变，线路中的电流变化率也不变，所以线圈的电流方向保持不变，故B正确；
C．时间内电量减少，而乙图电路电流为逆时针，电容器下极板带正电，电容器处于充电状态，电荷量变大，故C错误；
D．从，上极板的负电荷转移到下极板，这是电容的放电，所以线圈中的感应电流是顺时针，故D错误。
故选B。
2. 电流传感器在电路中相当于电流表，可以用来研究自感现象。在如图所示的实验电路中，L是自感线圈，其自感系数足够大，直流电阻值大于灯泡D的阻值，电流传感器的电阻可以忽略不计。在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开开关S。在下列表示电流传感器记录的电流随时间变化情况的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】闭合S瞬间，外电路电阻最大，然后外电路电阻逐渐减小，外电压逐渐减小，所以通过电流传感器的电流逐渐减小，电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；因为线圈的直流电阻值大于灯泡D的阻值，稳定后，通过线圈的电流小于通过电流传感器的电流。t＝t1时刻断开开关S，由于自感现象，原来通过线圈L的电流从左向右流过电流传感器，逐渐减小。D图符合题中情况，D正确。
故选D。
3. 如图甲所示，在竖直方向的匀强磁场中，水平放置一圆形导体环。磁场方向向上为正，磁感应强度B随时间t按图乙变化，下列分析正确的是（ ）
A. t＝1s时环中的磁通量为零，环内的感应电流为零
B. 0~2s内环上任意一小段导体受到的安培力始终指向圆心
C. 2~4s内环上任意一小段导体受到的安培力先变大后变小
D. 0~4s内感应电流的功率不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．t＝1s时环中的磁通量为零，但磁通量的变化率不为零，所以感应电流不为零，故A错误；
B．0～1s内环中的磁通量减小，根据楞次定律可知环有扩张的趋势，环上小段导体受到的安培力方向背离圆心；1~2s内环中的磁通量增大，同理可知环有收缩的趋势，环上小段导体受到的安培力指向圆心，故B错误；
C．2s～4s内环中磁通量的变化率不变，所以感应电流恒定，而磁感应强度B先减小后增大，根据可知2～4s内环上小段导体受到的安培力先变小后变大，选项C错误；
D．0~2s与2s～4s内环中磁通量的变化率大小不变，所以感应电流大小不变（方向不同），根据可知0～4s内感应电流的功率不变，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在x>0，y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B．现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的P点沿着与x轴正方向成30°角的方向射入磁场．不计重力的影响，则下列有关说法中正确的是
A. 只要粒子的速率合适，粒子就可能通过坐标原点
B. 粒子在磁场中运动所经历的时间一定为
C. 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
D. 粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．带正电的粒子从P点沿与x轴正方向成30°角的方向射入磁场中，则圆心在过P点与速度方向垂直的直线上，如图所示:
粒子在磁场中要想到达O点，转过的圆心角肯定大于180°，因磁场有边界，故粒子不可能通过坐标原点．故A错误．
BCD．由于P点的位置不确定，所以粒子在磁场中运动的轨迹圆弧对应的圆心角也不同，最大的圆心角是轨迹圆弧与y轴相切时即300°，运动时间为T，而最小的圆心角是P点在坐标原点时即120°，运动时间为T，而，故粒子在磁场中运动所经历的时间最长为，最短为．故C正确，BD错误．
5. 霍尔元件是磁传感器，是实际生活中的重要元件之一。如图所示为长度一定的霍尔元件，在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I，现在空间加一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其中元件中的载流子为带负电的电荷。则下列说法正确的是（ ）
A. 该元件能把电学量转化为磁学量
B. 左表面的电势高于右表面
C. 如果用该元件测赤道处的磁场，应保持平面呈水平状态
D. 如果在霍尔元件中的电流大小不变，则左右表面的电势差与磁场的磁感应强度成正比
【答案】D
【解析】
分析】
【详解】A．霍尔元件能够把磁学量转换电学量，故A错误；
B．由于元件中的载流子为带负电的电荷，则负电荷的运动方向由F到E，由左手定则可知负B．电荷向左表面偏转，则右表面的电势高，故B错误；
C．如果用该元件测赤道处的磁场，由于地磁场与水平面平行，因此如果霍尔元件的平面保持水平，则无电压产生，故C错误；
D．根据
得
由电流的微观定义式
（n是单位体积内的导电粒子数，q是单个导电粒子所带的电荷量，S是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度）
整理得
联立解得
可知保持电流不变，则左右表面的电势差与磁感应强度成正比，故D正确。
故选D。
6. 无线充电技术已经广泛应用于日常生活中，如图所示是某款5G手机无线充电器的充电原理示意图，设受电线圈的匝数为n，线圈的横截面积为S，若在时间内，磁场垂直于受电线圈平面向上穿过线圈，其磁感应强度由增加到。则在充电的这段时间内（ ）
A. 若送电线圈中接入正弦交变电流，受电线圈可以得到恒定电流
B. 受电线圈中感应电流的方向由d到c点
C. 受电线圈产生的平均感应电动势大小为
D. 若想增大c、d之间的电势差，可以只增大送电线圈中的电流的变化率
【答案】D
【解析】
【详解】A．若送电线圈中接入正弦交变电流，穿过受电线圈的磁通量按正弦规律变化，由法拉第电磁感应定律可知，受电线圈两端产生变化的电压，故选项A错误；
B．根据楞次定律，增反减同可知，感应电流产生的磁场向下，可知受电线圈中感应电流的方向由c到d点，故B错误；
C．由法拉第电磁感应定律得的受电线圈产生的平均感应电动势大小为
故C错误；
D．若增大送电线圈中的电流的变化率，则穿过受电线圈的磁通量的变化率变大，产生的感应电动势变大，即c、d之间的电势差增大，选项D正确。
故选D。
7. 如图所示，平行金属导轨与水平面间的倾角为，导轨电阻不计，与阻值为R的定值电阻相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为B。有一质量为m、长为l的导体棒在ab位置以初速度v沿斜面向上运动，最远到达处，导体棒向上滑行的最远距离为x。导体棒的电阻也为R，与导轨之间的动摩擦因数为，重力加速度为g。在导体棒向上滑动过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 导体棒受到的最大安培力为
B. 导体棒损失的机械能为
C. 导体棒运动的时间为
D. 整个电路产生的焦耳热为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据
可以知道速度最大时感应电动势最大，电流和安培力也最大，所以初始时刻的安培力最大，根据
可得
故A错误；
B．从初始位置到滑行最远时根据能量守恒有损失的机械能为
故B正确；
C．导体棒向上滑动过程中由动量定理可知
而由电荷的定义式结合法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可知
联立解得
故C正确；
D．上滑过程中克服摩擦力和重力做的总功为
根据能量守恒定律可得整个电路产生的焦耳热为
故D正确。
本题选错误项，故选A。
8. 如图所示，长方形单匝金属线框，总电阻为R，其中，，虚线右侧有垂直于线框平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，左侧无磁场。线框以角速度绕垂直于磁场的转轴匀速转动（从上往下看顺时针），时刻金属线框恰好位于图示位置。若规定金属线框中感应电流沿方向时为正，则感应电流I与时间t的关系图线正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在0~时间内，BC边切割磁感线的速度逐渐变大，感应电流按正弦规律逐渐增加，当线圈平面与磁感线平行时感应电动势最大，感应电流最大，最大值为
方向为正方向；
在时间内，在时刻，线圈AD边进入磁场，则感应电流
方向仍为正方向；当线圈再转过90°时，感应电流减小到零；
同理可知，在时间内，线圈的AD边在磁场中切割磁感线，感应电流从零增加到
但方向为负方向；
在时间内，在时刻，线圈的BC边进入磁场，则感应电流从最大值
转过90°时感应电流减小到零；方向为负方向； 综上所述，线圈中的电流随时间变化图像为B。
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。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线圈中的电流。下列说法中正确的是（ ）
A. 保持U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B. 保持U1不变，S由a切换到b，则I2减小
C. 保持U1不变，S由b切换到a，则I1增大
D. 保持U1不变，S由a切换到b，则变压器的输入功率增大
【答案】BC
【解析】
【详解】AC．保持U1不变，S由b切换到a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，电流I2增大，R消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大，故A错误，C正确；
BD．S由a切换到b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，输出电流I2减小，所以根据P2=I2U2，P2减小；又因P1=P2，所以变压器输入功率减小，故B正确，D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P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。t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F，使金属棒ab由静止开始沿导轨向上运动，导轨电阻忽略不计。已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示。下列关于金属棒运动速度v、外力F、流过R的电荷量q、以及闭合回路中磁通量的变化率随时间t变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设金属棒的电阻为r，金属棒长为L，由闭合电路欧姆定律知通过电阻R的感应电流
由图乙可知I=kt，由以上两式解得
即金属棒做匀加速运动，A正确；
B．由法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势
由闭合电路欧姆定律得
由图乙可知
由以上三式解得
B正确；
C．金属棒做匀加速运动，由牛顿第二定律得
则
其中是一个定值，电流I与时间成正比，因此F-t图象是一条不过坐标原点的倾斜直线，C错误；
D．流过电阻R的电荷量
所以q-t是一条开口向上的抛物线，D错误。
故选AB。
11. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为 B0的匀强磁场。下列表述正确的是（ ）
A. 质谱仪是分析同位素的重要工具
B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的荷质比越小
【答案】ABC
【解析】
【详解】B．带正电荷的粒子进入速度选择器，所受静电力向右，则洛伦兹力必须向左，根据左手定则可判断速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外。故B正确；
C．能通过狭缝P的带电粒子在速度选择器中做直线运动，受力平衡，则
所以得
故C正确；
AD．粒子进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则
则得
其中E、B、B0都时定值，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，则粒子的轨道半径R越小，粒子的荷质比越大。所以质谱仪是分析同位素的重要工具。故A确。D错误。
故选ABC。
12. 如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨MN和PQ，其左端接一电阻R，金属杆ab垂直导轨放置。整个装置处于磁感应强度方向竖直向上的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与其垂直的水平恒力F，使其由静止开始运动，整个过程杆与导轨接触良好，金属杆与导轨电阻均不计。在运动过程中，金属杆的速度大小v、恒力F的功率P、金属杆与导轨形成的回路中的磁通量、产生的感应电动势E分别随时间变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．对金属杆ab，由牛顿第二定律有
可见由于速度的增大，加速度逐渐减小，则金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，加速度减小到0时，速度达到最大，故A错误；
BD．恒力F的功率，感应电动势，可见恒力F的功率及产生的感应电动势均与金属杆速度成正比，则图像规律应与速度相同，故B正确，D错误；
C．由可知图像斜率表示感应电动势，则斜率应先增大，再保持不变，故C正确。
故选BC。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验时，原线圈接在学生电源上，用多用电表测量副线圈的电压
（1）下列操作正确的是___________
A．原线圈接直流电压，电表用直流电压挡
B．原线圈接直流电压，电表用交流电压挡
C．原线圈接交流电压，电表用直流电压挡
D．原线圈接交流电压，电表用交流电压挡
（2）该学生继续做实验，在电源电压不变的情况下，先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压___________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
【答案】 ①. D ②. 增大 ③. 减小
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 变压器的工作原理是互感现象，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电压，故电表用交流电压挡，故ABC错误，D正确；
(2)[2][3] 根据变压比公式，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小；
14. 在“研究电磁感应现象”的实验中： 先按图甲所示连线，不通电时，电流表指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流表指针向左偏．然后按图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电池、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路．
图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是____
减小电源两端电压，保护电源
增大电源两端的电压，保护开关
减小电路中的电流，保护灵敏电流计
减小电路中的电流，保护开关
图乙中，S闭合后，在螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”．
图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”．
图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，电流表指针将__________偏转填“向左”、“向右”或“不”．
【答案】 ①. C ②. 向左 ③. 向左 ④. 向右
【解析】
【详解】（1）电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏检流计，故C正确，A、B、D错误；
（2）将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，线圈B的感应磁场向上，根据右手定则，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（3）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，将滑动变阻器的滑动触片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从电流表正接线柱流入，则电流表的指针将左偏转；
（4）螺线管A放在B中不动，穿过B的磁场向上，突然切断开关S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从电流表负接线柱流入，则电流表的指针将向右偏转．
故答案为（1）C；（2）向左；（3）向左；（4）向右
【点睛】根据楞次定律可以判断感应磁场的方向，根据右手定则可以确定感应电流的方向；对比图甲的接线柱与指针偏转的方向情况，即可知道（2）（3）（4）中电流表指针的偏转方向．
15. 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）。现垂直于导轨搁一根质量为m、电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右上方，如图所示，问：
（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
【答案】（1），；（2），方向水平向右
【解析】
【分析】
【详解】从b向a看侧视图如图所示
(1)水平方向
Ff＝F安sin θ
竖直方向
FN＋F安cos θ＝mg
又
F安＝
联立①②③得
FN＝mg－，Ff＝
(2)要使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上，则有
F安′＝mg
Bmin＝
根据左手定则判定磁场方向水平向右．
16. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为，变压器都是理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V、8.8kW”的电动机恰恰能正常工作。求：
（1）从图示位置开始计时，交流发电机的瞬时电动势的表达式；
（2）输电线路上损耗电功率；
（3）发电机线圈电阻r。
【答案】（1）；（2）160W；（3）
【解析】
【详解】（1）从图示位置开始计时，交流发电机的瞬时电动势的表达式为
（2）电动机中的电流
根据
解得
则输电线路上损耗电功率
解得
（3）降压变压器两侧有
升压变压器两侧有
，
输电过程有
解得
，
电动势的有效值
则发电机线圈电阻
解得
17. 如图所示，两根光滑金属平行导轨放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，右端水平部分足够长，导轨间距为，电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。质量为，电阻为的金属棒b垂直导轨放置其上，它与磁场左边界的距离为，现将质量为，电阻为的金属棒a从弯曲导轨上高为处由静止释放，使其沿导轨运动，两金属棒运动过程中不会相撞，最终两棒做匀速运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度取，求：
（1）金属棒a刚越过磁场左边界时，流过金属棒a的电流方向及它两端的电压大小；
（2）金属棒匀速运动前，a棒上产生的焦耳热；
（3）两金属棒匀速运动时，a、b两棒的间距是多大。
【答案】（1）流过金属棒a的电流方向由指向，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒a到达水平部分的过程，根据机械能守恒
解得
此时的电动势为
根据右手定则，可知流过金属棒a的电流方向由指向。金属棒a两端电压为
（2）两金属棒所受安培力大小相等、方向相反，两金属棒最终以相等的速度做匀速运动，两金属棒组成的系统满足动量守恒定律，则有
解得
设总焦耳热为，根据能量守恒可得
a棒上产生的焦耳热为
（3）安培力冲量为
又
对b棒，根据动量定理可得
解得
则两金属棒匀速运动时，a、b两棒间距为
18. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第I象限有沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m带电荷量为q的正粒子（不计重力）从坐标为[ （2 +）L，L]的P点以初速度v0沿x轴负方向开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与x轴负方向夹角为60° ，不计重力，求∶
（1）粒子从O点射出时的速度大小v；
（2）电场强度E的大小；
（3）粒子从P点运动到O点所用的时间。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】解：（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，由Q点进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动，最终由O点射出。（轨迹如图所示）
根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等，均为，方向与x轴负方向成60°角，则有
解得
（2）在P到Q过程中，由动能定理得
解得
（3）设粒子在电场中运动的时间为t1，则有
解得
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由几何关系可得
粒子在磁场中的运动时间为
解得
粒子在由P到O过程中的总时间
联立解得
相关试卷
精品解析：上海市惠民县高二下学期期中质量检测物理试题： 这是一份精品解析：上海市惠民县高二下学期期中质量检测物理试题，文件包含精品解析上海市惠民县高二下学期期中质量检测物理试题解析版docx、精品解析上海市惠民县高二下学期期中质量检测物理试题原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
精品解析：山东省泰安市高二下学期期中物理试题： 这是一份精品解析：山东省泰安市高二下学期期中物理试题，文件包含精品解析山东省泰安市高二下学期期中物理试题解析版docx、精品解析山东省泰安市高二下学期期中物理试题原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
精品解析：山东省滨州市阳信县高二下学期期中学情检测物理试题（B）： 这是一份精品解析：山东省滨州市阳信县高二下学期期中学情检测物理试题（B），文件包含精品解析山东省滨州市阳信县高二下学期期中学情检测物理试题B解析版docx、精品解析山东省滨州市阳信县高二下学期期中学情检测物理试题B原卷版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
