2024-2025學(xué)年高二第二學(xué)期3月單元過(guò)關(guān)考試

物理試卷

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(shū)。關(guān)于它們情景的說(shuō)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(xiàn)圈常常用鋁框做骨架，把線(xiàn)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(guò)線(xiàn)圈，在安培力作用下線(xiàn)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(shuō)話(huà)，揚(yáng)聲器也能把聲音變成相應(yīng)的電流

C.圖丙是閉合線(xiàn)圈豎直向下通過(guò)水平放置的條形磁鐵，閉合線(xiàn)圈在A(yíng)位置的加速度小于g,在8（該位置

與磁感線(xiàn)平行）位置的加速度等于g,在C位置的加速度大于g

D.圖丁是兩根空心鋁管，左管完好，右管右側(cè)開(kāi)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】

【詳解】A.通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)指針的偏轉(zhuǎn)，線(xiàn)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(xiàn)圈快速穩(wěn)定下來(lái)，故A錯(cuò)誤；

B.動(dòng)圈式揚(yáng)聲器也可以當(dāng)話(huà)筒使用，聲音使紙盆振動(dòng)，帶動(dòng)線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故B正

確；

C.閉合線(xiàn)圈從A到8過(guò)程和從B到C過(guò)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(xiàn)框受到的安培阻力的作用使線(xiàn)框在A(yíng)、C位置的加速度均小于g;經(jīng)過(guò)2位置時(shí)，由于線(xiàn)框恰好與磁

感線(xiàn)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(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故此時(shí)線(xiàn)框

內(nèi)沒(méi)有感應(yīng)電流，沒(méi)有受到安培力作用，故線(xiàn)框只受自身重力，故加速度等于g,故C錯(cuò)誤；

D.左管沒(méi)有裂縫，存在渦流，從而阻礙小磁鐵的下落，而右管有裂縫，泯流仍舊存在，只不過(guò)沒(méi)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。

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故選Bo

2.如圖所示，乙是直流電阻不計(jì)的帶鐵芯線(xiàn)圈，。為理想二極管，R為電阻，Li、L2和L3是三個(gè)完全相同

的小燈泡。下列說(shuō)法正確的是（）

A.閉合S瞬間，三個(gè)燈立即亮

B.閉合S瞬間，Li燈比L2燈先亮

C.斷開(kāi)S瞬間，L2燈閃亮后慢慢熄滅

D.斷開(kāi)S瞬間，Li燈閃亮后慢慢熄滅

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.S閉合瞬間，Li、L2兩燈泡立即亮，由于線(xiàn)圈的自感作用從而使L3燈泡慢慢變亮，故AB錯(cuò)

誤；

CD.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間，線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，于是線(xiàn)圈、L3與Li形成一個(gè)閉合電路，由于穩(wěn)定時(shí)L3比Li亮

（L3所在的支路的總電阻比L1所在的支路的總電阻?。?，所以L(fǎng)1燈將閃亮一下再慢慢熄滅，而二極管單向

導(dǎo)通性能，所以L(fǎng)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2,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一帶電量為q%>0）的滑塊自

a點(diǎn)由靜止沿光滑絕緣軌道滑下，下降豎直高度為九時(shí)到達(dá)萬(wàn)點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g,則（

）

A.滑塊在。點(diǎn)受重力、支持力和洛倫茲力作用

B.該過(guò)程中，洛倫茲力做正功

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C.該過(guò)程中，滑塊的機(jī)械能增大

D.滑塊在6點(diǎn)受到洛倫茲力大小為夕8同T

【答案】D

【解析】

【詳解】A.滑塊自。點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，在“點(diǎn)不受洛倫茲力作用，故A錯(cuò)誤；

BCD.滑塊自。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)過(guò)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

,1,

mgh=—mv~

解得

故滑塊在b點(diǎn)受到的洛倫茲力為

F=qvB=qBy12gh

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(guò)程中忽略相對(duì)論效應(yīng)和重力的

影響。下列說(shuō)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型盒的半徑，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(lái)加速笊（；H）原子核

【答案】C

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【解析】

【詳解】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qj8=

2n2nl

則粒子能獲得的最大動(dòng)能為=-rnv,；=qa

22m

可知粒子能獲得的最大動(dòng)能跟所加交變電壓的大小無(wú)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；

,InrInm

B.帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為7=——=—

vqB

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(guò)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

__2nm

電qB

由于質(zhì)子（；H）和笊（：H）的比荷不相等，則質(zhì)子（；||）和笊（；H）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（；H）的交變電場(chǎng)，不可以用來(lái)加速笊（；H）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(xiàn)圈，觀(guān)察人呼吸時(shí)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的線(xiàn)圈面

積變化產(chǎn)生的電壓，了解人的呼吸狀況。如圖所示，線(xiàn)圈P的匝數(shù)為N,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8,方向

與線(xiàn)圈軸線(xiàn)的夾角為0。若某次吸氣時(shí),在r時(shí)間內(nèi)每匝線(xiàn)圈面積增加了S,則線(xiàn)圈P在該時(shí)間內(nèi)的平均感

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）

NBSsin0

B.-------------

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BSsin0BScosO

C.----------D.

t

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

N^=NBcoseJNBScos0

E=

Mt

故選Ao

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3。該處地磁場(chǎng)的水平分量為B,,豎直分量為“。葉片的近軸端為歷遠(yuǎn)軸端為人忽略轉(zhuǎn)軸

的尺寸，則葉片中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為（）

b

A.—,a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)B.—BxLr（D,。端電勢(shì)低于。端電勢(shì)

C.—BYLra）,a端電勢(shì)高于b端電勢(shì)D.—BYL：（D,a端電勢(shì)低于b端電勢(shì)

【答案】D

【解析】

【詳解】我國(guó)某地上空地磁場(chǎng)方向有向下的分量，大小為耳，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，。端電勢(shì)低于6端電勢(shì)；大小為

,0+￡co1

cE=DBL------=-BL'2u）

22

故選D。

7.如圖所示，兩平行虛線(xiàn)間區(qū)域存在垂直紙面向里、寬度為/的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，梯形仍加是位于紙面內(nèi)的直角

梯形導(dǎo)線(xiàn)框，油邊剛好與磁場(chǎng)區(qū)域右邊界重合，6c間的距離為2/,ah>cd.從/=0時(shí)刻起，使線(xiàn)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(xiàn)圈中感應(yīng)電流順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较颍?/p>

則在線(xiàn)圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中，下列關(guān)于感應(yīng)電流/隨時(shí)間r變化的圖像可能正確的是（）

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【答案】B

【解析】

【詳解】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?lè)较?，線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度越來(lái)越

v

I2/

短且成線(xiàn)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(xiàn)性減??；在一~二時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿

vv

順時(shí)針，只有加邊切割磁感線(xiàn)，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

2/3/

--時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流方向沿順時(shí)針，線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度越來(lái)越短且成線(xiàn)性遞減，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

vv

減小，故感應(yīng)電流也隨時(shí)間線(xiàn)性減小。

故選Bo

8.如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系工?！祪?nèi)，以坐標(biāo)原點(diǎn)。為圓心，半徑為R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(huà)出），磁場(chǎng)區(qū)域外右側(cè)有寬度為R的粒子源，V、N為粒子源兩端點(diǎn)，V、N連

線(xiàn)垂直于x軸，粒子源中點(diǎn)尸位于x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/9>0）,速

率為的粒子。已知從粒子源中點(diǎn)P發(fā)出的粒子，經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后，恰能從圓與J軸負(fù)半軸的交點(diǎn)。處沿J

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（）

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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)度大小為一0r

qR

2JIR

C.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子路程最長(zhǎng)為二一D.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短為丁

32v

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.從粒子源中點(diǎn)P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R,A正確;

B.根據(jù)牛頓第二定律有

B錯(cuò)誤;

C.從A/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)

第7頁(yè)供24頁(yè)

由幾何知識(shí)可知四邊形O：DOQ為菱形，則/00＞。=120°；則在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的帶電粒子路程最長(zhǎng)為

空、2加過(guò)

360°3

C正確;

D.從N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。8。小菱形，則NQq8=60°；可知此時(shí)粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)間最短，則

60°2JIRRR

I=------X-----------=--------

360°v3V

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(xiàn)管M相接,

在M螺線(xiàn)管內(nèi)同軸放置一絕緣圓盤(pán)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(pán)N可繞軸心在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)體棒"運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓盤(pán)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（）

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A.導(dǎo)體棒ab向右做勻速運(yùn)動(dòng)B.導(dǎo)體棒仍向右做加速運(yùn)動(dòng)

C.導(dǎo)體棒協(xié)向左做加速運(yùn)動(dòng)D.導(dǎo)體棒必向左做減速運(yùn)動(dòng)

【答案】BD

【解析】

【詳解】圓盤(pán)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?lè)较?，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)體棒仍向右運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流由6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)體棒仍向左運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電流由。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，則仍必然減速運(yùn)動(dòng)；

故選BDo

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P,磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,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(shuō)法

正確的是（）

等離子體

A.A是直流電源的負(fù)極

Bch'

B.回路中電流為R

BdvSR

C.極板A、2間電壓大小為

RSIpi

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】

【詳解】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;

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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&7、，=華

a

解得E=Bdv

￡

根據(jù)閉合電路的歐姆定律則有1=-一

R+r

1d

其中「=

,BdvS

聯(lián)立解得/=寺---7

RS?pd

B錯(cuò)誤；

,,BdvSR

C.根據(jù)歐姆定律，結(jié)合上述結(jié)論可得（”=/R=--------7

RS+pd

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(wú)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?！帮h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O進(jìn)入速度選擇器并恰好沿直線(xiàn)通過(guò)，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4（方向未

知），在底片上留下的痕跡點(diǎn)到狹縫S的距離為/,忽略帶電粒子的重力及相互間作用力。下列說(shuō)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)度為巨

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C.帶電粒子的比荷色=含

m

D.加速電場(chǎng)的極板間電勢(shì)差U=華

4

【答案】ACD

【解析】

【詳解】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，則有川=8仆，

E

解得8=,

%

B錯(cuò)誤；

mu-

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，則有從??；=,

r

由題可知r

解得~=~^i

mBJ

C正確；

,,1,

D.在加速電場(chǎng)中，根據(jù)動(dòng)能定理則有4匕=："八；；

結(jié)合上述結(jié)論幺=言

ntBJ

Rvj

聯(lián)立解得上

4

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

片=a區(qū)=38,尸。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)量為相，

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電阻為R的單匝正方形金屬線(xiàn)框，以初速度v垂直磁場(chǎng)方向從圖示位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)框恰有一半進(jìn)

v

入右側(cè)磁場(chǎng)時(shí)速度為5,則下列判斷正確的是（)

Bi、P%

XXXX；????????

x-xnx岡：；：：：：：:

Xxlxix；：：：：：：：

XXXX；：：：：：：：：

Q

16屋〃

A.v=--------

mR

B.此時(shí)線(xiàn)框的加速度大小為-------

mR

4BL

C.此過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)框截面的電量為

R

4B'I?v'

D.此時(shí)線(xiàn)框的電功率為

R

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.此過(guò)程中，線(xiàn)框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=+B￡F=

—E48Ly

感應(yīng)電流：/=一=-----

RR

取向右為正方向，由動(dòng)量定理可得：-2F安Af=-2B7LA/="J：-MV

OD-/3

聯(lián)立以上幾式計(jì)算可得：v=—

mR

故A錯(cuò)誤；

VV

B.此時(shí)線(xiàn)框切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=3BL、+BL、=2BL\

22

E2BLv

線(xiàn)框中感應(yīng)電流為：/=—=--一

RR

由牛頓第二定律得：3BIL+BIL=ma

第12頁(yè)/共24頁(yè)

OD-72

聯(lián)立兩式可得加速度大小為：a=------

mR

故B正確；

,￡2

C.由電荷量公式得：J

AAd>—2BLI

RRR

故C錯(cuò)誤；

D.此時(shí)線(xiàn)框的電功率為：p==R=；

故D正確。

故選BDo

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(kāi)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(xiàn)管取出的過(guò)程中，觀(guān)察到電流計(jì)指

針向右偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明螺線(xiàn)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(kāi)關(guān)，當(dāng)導(dǎo)體棒（選填“向左”或“向右”）切割磁感線(xiàn)運(yùn)

動(dòng)時(shí)，可觀(guān)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(xiàn)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(xiàn)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】①.順時(shí)針②.向右③.磁通量的變化率

【解析】

【詳解】（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(shuō)

明電流是從安培表正極流入的，則螺線(xiàn)管中的電流方向（從上往下看）是沿順時(shí)針?lè)较颉?/p>

（3）[2]觀(guān)察到電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)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

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割磁感線(xiàn)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(xiàn)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。

B—強(qiáng)磁鐵

電

流

傳

感

器

（1）如圖a,甲同學(xué)在閉合開(kāi)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(kāi)關(guān)

B,開(kāi)關(guān)閉合時(shí)將A線(xiàn)圈從B線(xiàn)圈中拔出

C.開(kāi)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(xiàn)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(guò)線(xiàn)圈過(guò)程中電流隨時(shí)間變化的圖像，如圖c所示，J時(shí)刻電

流為0。下列說(shuō)法正確的是（）

A.在G時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率為0

B.在L到G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(guò)線(xiàn)圈的過(guò)程中，受到線(xiàn)圈的作用力先向上后向下

D.在L至『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(kāi)電路，并記錄下兩支路的電流情況如圖所示，由圖可知：

第14頁(yè)/共24頁(yè)

電流傳感器

S3

(2

V

)O.S1

、

度0

1

-tf

-0.2

-0.

①流過(guò)燈泡的電流是o（選填"”或“1：”）

②在不改變線(xiàn)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(guān)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）①.②.變短

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

A.閉合開(kāi)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(wú)法使電流表向右偏轉(zhuǎn)，

A錯(cuò)誤；

B.開(kāi)關(guān)閉合時(shí)將A線(xiàn)圈從B線(xiàn)圈中拔出，此時(shí)穿過(guò)B線(xiàn)圈的磁通量減小，與閉合開(kāi)關(guān)時(shí)B線(xiàn)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(kāi)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(kāi)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(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增強(qiáng),

B線(xiàn)圈的磁通量增大，與開(kāi)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Bo

【小問(wèn)2詳解】

_A<I>

A.G時(shí)刻電流為0，說(shuō)明感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E=〃，

A/

可知穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率為0,A正確；

B.由“來(lái)拒去留”可知在到，二時(shí)間內(nèi)，強(qiáng)磁鐵受到線(xiàn)圈向上的作用力F,且初始階段有產(chǎn)小于重力，由

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牛頓第二定律時(shí)g-F=wu

,/?P-F

可得a=3——

m

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(lái)拒去留”可知強(qiáng)磁鐵穿過(guò)線(xiàn)圈的過(guò)程中，受到線(xiàn)圈的作用力始終向上，故C錯(cuò)誤；

D.在八至！P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(xiàn)圈產(chǎn)生的內(nèi)能，D錯(cuò)誤。

故選AB。

【小問(wèn)3詳解】

[1]由圖可知，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前，通過(guò)燈泡的電流和線(xiàn)圈的電流均是穩(wěn)定的，且通過(guò)線(xiàn)圈的電流大于通過(guò)燈泡的

電流。斷開(kāi)時(shí)，線(xiàn)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(xiàn)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(lái)電流方向相反，故流過(guò)燈泡的電流是。

[2]在不改變線(xiàn)圈電阻等其他條件的情況下，只將鐵芯拔出，線(xiàn)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(guān)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(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出

最后答案的不能得分。

15.如圖所示，質(zhì)量為機(jī)、長(zhǎng)為/的金屬棒N兩端由等長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)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/,平衡時(shí)兩懸線(xiàn)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)度的大小公。

(2)若導(dǎo)線(xiàn)中的電流不變，要使導(dǎo)線(xiàn)依然靜止在此位置，求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的最小值與及方向。

mgtan0

【答案】(1)吃—

(2)-/z,方向沿懸線(xiàn)向上

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

由左手定則判斷安培力方向，則金屬棒受力如圖所示

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ff

F安

mg

根據(jù)平衡條件有金屬棒受到的安培力的大小4="NtanB

又根據(jù)安培力公式七二四〃

,△〃火tan0

解得B]=——

【小問(wèn)2詳解】

根據(jù)耳=為〃，可知當(dāng)8最小時(shí)，名最小。如圖所示

由重力拉力R安培力何構(gòu)成矢量三角形，當(dāng)心垂直于尸時(shí)，心最小，可得耳=〃%sinB

聯(lián)立解得4=整瀉

由左手定則得磁場(chǎng)方向沿懸線(xiàn)向上。

16.如圖所示，與水平面成30角的光滑平行傾斜導(dǎo)軌，下端接阻值為3t2的電阻。導(dǎo)軌中間虛線(xiàn)框部分為

邊長(zhǎng)1m的正方形。/=0時(shí)刻，質(zhì)量為。上匕、阻值為舊的導(dǎo)體棒垂直導(dǎo)軌放置，從距離上端虛線(xiàn)O」m的

位置由靜止釋放，同時(shí)虛線(xiàn)框內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度由0開(kāi)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

10m!s:o求：

30°

第17頁(yè)/共24頁(yè)

(1)導(dǎo)體棒剛進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；

(2)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前流過(guò)電阻的電流；

(3)導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到出磁場(chǎng)的過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱。

【答案】(1)3T

5、

(2)-A

(3)6J

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始下滑，根據(jù)牛頓第二定律

mgsinQ=may

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)大小為與，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

E.=Hr)

根據(jù)閉合電路歐姆定律有

/。=力~

r+R

導(dǎo)體棒受力平衡

mgsinO=BIUL

解得

B=3T

小問(wèn)2詳解】

設(shè)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前運(yùn)動(dòng)時(shí)間為L(zhǎng)，則有

4

回路中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率

kB8-0

Mt,

第18頁(yè)/共24頁(yè)

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

E=j

流過(guò)電阻的電流

I,=--E---=—5A,

r+R3

【小問(wèn)3詳解】

導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)前，回路中產(chǎn)生的熱量

0=〃(/?+「)0=/：(&+/?)t2

其中

聯(lián)立解得導(dǎo)體棒從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到出磁場(chǎng)的過(guò)程中回路產(chǎn)生的焦耳熱

17.極光是由太陽(yáng)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：。為地球球心，R為地球半徑，將地磁場(chǎng)在半徑為R到

3R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8。假設(shè)高能粒子的質(zhì)量為加，電荷量為七/。不計(jì)粒

(1)若高能粒子從A點(diǎn)以不同的速率％沿切線(xiàn)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。

必假設(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，求粒子的比荷幺；

m

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(xiàn)之間的夾角H表示，求能到達(dá)地球粒子的最大入射角的正弦

第19頁(yè)/共24頁(yè)

值。

qBR—JqBR

【答案】（1）

mm

2

⑵a.-b,~

【解析】

【小問(wèn)1詳解】

若高能粒子從A點(diǎn)以速度與沿切線(xiàn)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/;>,=凡公=2R

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i'（l|=—.%、=誣月，

mm

故能到達(dá)地球表面的粒子的速率范圍為-<V（l<名”

mm

【小問(wèn)2詳解】

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（/?+/?『=/+（3夫）‘

第20頁(yè)/共24頁(yè)

解得r=4R

由洛倫茲力提供向心力可得/田=mV

r

聯(lián)立解得粒子比荷為幺=

m4BR

6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A0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(guò)切點(diǎn)與。點(diǎn)連線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)交于F點(diǎn)，則尸點(diǎn)為圓心，如圖所示

由圖中幾何關(guān)系可得4F二r二4/M0=F0=3R

““七AG2R2

則有sin0n=---=—=—

AO3R3

18.空間直角坐標(biāo)系如圖所示，在!?＜?、z＞。的區(qū)域內(nèi)存在沿z軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

E（未知）；在「＞Q、z＞0的區(qū)域內(nèi)存在沿K軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8（未知）；在

r＞。、二40的區(qū)域內(nèi)存在沿J軸正方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為，"、電荷量為4的

帶正電粒子在的平面內(nèi)由r軸上的A點(diǎn)沿與J軸正方向成。=60,角的方向射入電場(chǎng)區(qū)域，粒子由二

軸上的點(diǎn)*0,04）沿J,軸正方向以大小為用的速度射入「＞。、z＞0區(qū)域，粒子經(jīng)該磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿與

，軸正方向成60c角的方向射入X?！灯矫嫦路?。不計(jì)粒子的重力。求:

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小￡；

第