广东省深圳市福田区高二下学期初考物理试题（word版含答案）

广东省深圳市福田区高二下学期初考物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．如图所示,A、B是完全相同的两个小灯泡,L为自感系数很大、电阻可以忽略的带铁芯的线圈,则（　　）
A．开关S闭合的瞬间,A、B同时亮，随后A灯变亮,B灯变暗
B．开关S闭合的瞬间, A、B同时亮，随后Ａ灯熄灭，B灯变亮
C．断开开关S的瞬间,A、B灯同时熄灭
D．断开开关S的瞬间，B灯立即熄灭,A灯突然闪亮一下再熄灭
2．如图甲所示，一个匝数为n的圆形线圈（图中只画了2匝），面积为S，线圈的电阻为R，在线圈外接一个阻值为R的电阻和一个理想电压表，将线圈放入垂直线圈平面指向纸内的磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是：（　　）
A．t1~t2时间内P端电势高于Q端电势
B．0~t1时间内电压表的读数为
C．t1~t2时间内R上的电流为
D．t1~t2时间内圆形线圈中感应电流的方向为顺时针
3．如右图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置， 间距为l＝1m，cd间、de间、cf间分别接阻值为R＝10Ω的电阻．一阻值为R＝10Ω的导体棒ab以速度v＝4m/s匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场．下列说法中正确的是（ ）
A．导体棒ab中电流的流向为由b到a
B．c、d两端的电压为1V
C．d、e两端的电压为1V
D．f、e两端的电压为1V
4．由粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行.现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，下列说法正确的是（ ）
A．四种情况下a、b两端的电势差都相等
B．四种情况下通过ab边的电流的方向都相同
C．四种情况下通过线框横截面的电荷量都相等
D．四种情况下磁场力对线框做功的功率都相等
二、单选题
5．下列几种说法中正确的是（　　）
A．线圈中的磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．穿过线圈的磁通量越大，线圈中的感应电动势越大
C．线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大
D．线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大
6．在北半球，朝南的钢窗原来关着，今将它突然朝外推开，转过一个小于90°的角度，考虑到地球磁场的影响，则钢窗活动的一条边（西边）中（　　）
A．有自下而上的微弱电流
B．有自上而下的微弱电流
C．有微弱电流，方向是先自上而下，后自下而上
D．有微弱电流，方向是先自下而上，后自上而下
7．一正三角形导线框ABC（高度为a）从图示位置沿x轴正向匀速穿过两匀强磁场区域。两磁场区域磁感应强度大小均为B、方向相反、垂直于平面、宽度均为a。下图反映感应电流Ⅰ与线框移动距离x的关系，以逆时针方向为电流的正方向。图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。下列操作后的现象判断正确的是（　　）
A．闭合开关S瞬间，线圈P里没有感应电流
B．断开开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
C．闭合开关S瞬间，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，线圈P里有感应电流
9．如图甲所示，在光滑水平面上，MN左侧有一垂直纸面向里的匀强磁场．现将一质量为m，电阻为R，边长为l的正方形金属线框置于该磁场中，使线框平面与磁场方向垂直，且bc边与磁场边界MN重合．对线框施加一按图乙所示随时间规律变化的水平拉力F，使线框由静止开始向右做匀加速直线运动；当t=0时，拉力大小为F0；线框的ad边与磁场边界MN重合时，拉力大小为3F0．则下列判断错误的是
A．线框的加速度为
B．线框的ad边出磁场时的速度为
C．线框在磁场中运动的时间为
D．磁场的磁感应强度为
10．如图所示，虚线两侧的磁感应强度大小均为B，方向相反．电阻为R的导线弯成顶角为，半径为r的两个扇形组成的回路，O为圆心，整个回路可绕O点转动，若由图示的位置开始沿顺时针方向以角速度转动，则在一个周期内电路消耗的电能为（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
11．某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性．现有器材：直流恒流电源（在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小）、电压表、特测元件、保温容器、温度计、开关和导线等．
（1）若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性，请你在答题纸对应图中用笔连线画出实物连接图____．
（2）实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录_______和____，断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据．
（3）实验小组测得该元件在不同温度下的阻值．并据此绘得上图的R-t关系图线，请根据图线写出该元件的R-t关系式：R=__________．
（4）由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏__________．
（5）如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65mA，但没有合适的电压表，应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压__________．
A．电压表V1：量程3V、内阻3kΩ，定值电阻R1=6kΩ
B．电压表V2：量程5V、内阻5kΩ，定值电阻R2=10 kΩ
C．电压表V3：量程10V、内阻10kΩ，定值电阻R3=1 kΩ
四、解答题
12．如图所示，一个质量m=16g，长d=0.5m，宽L=0.1m，电阻R=0.1Ω的矩形线框从高处自由落下，经过5m高度，下边开始进入一个跟线框平面垂直的匀强磁场。已知磁场区域的高度h2=1.55m，线框进入磁场时恰好匀速下落。求
(1)磁场的磁感应强度多大？
(2)线框下边将要出磁场时的速率；
(3)线框下边刚离开磁场时的加速度大小和方向。
13．如图所示，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后，沿图中圆弧虚线通过圆弧形静电分析器，从P点沿半径方向进入半径为R的圆形区域，该区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，圆弧虚线所在处场强大小为E0，方向如图所示；离子的质量为m、电荷量为q；不计离子重力，求：
(1)离子进入圆形区域时的速度大小v；
(2)圆弧虚线对应的半径R0的大小；
(3)若离子经过圆形区域后速度方向偏转一角度θ（θ已知），则圆形区域内磁场的磁感应强度B的大小；
(4)撤去圆形区域内的匀强磁场，在该圆形区域内加水平向右的匀强电场，为使离子穿过电场前后动量变化量大小与射入电场前的初动量大小相同，求此时圆形区域内匀强电场的电场强度E的大小。
14．如图甲所示，金属杆ab的质量为m， 长为l，通过的电流为I，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面成θ角斜向上，结果ab静止于水平导轨上。由b向a的方向观察，得到图乙所示的平面图。
（1）在乙图中画出金属杆受力的示意图。
（2）求金属杆ab受到的摩擦力；
（3）求金属杆对导轨的压力；
（4）若图中θ=0，当B多大时ab所受弹力为零。
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参考答案：
1．BD
【解析】
【详解】
电键S闭合的瞬间,由于L的自感作用，A、B同时亮，当电路稳定后，A灯被L短路熄灭，B灯变亮，A错误、B正确；断开电键S的瞬间,B灯立即熄灭，但L与灯A形成回路，由于L的自感作用，A灯突然闪亮一下再熄灭，C错误、D正确．
2．CD
【解析】
【分析】
【详解】
AD．t1~t2时间内，磁通量减小，根据楞次定律感应电流沿顺时针方向，线圈相当于电源，下端正极上端负极，所以Q端电势高于P端电势，A错误，D正确；
B．0～t1时间内线圈产生的感应电动势
电压表的示数等于电阻R两端的电压
B错误；
C．t1～t2时间内线圈产生的感应电动势
根据闭合电路的欧姆定律R上的电流
C正确。
故选CD。
3．BD
【解析】
【详解】
根据右手定则得：导体棒ab中电流的流向为由a到b．故A错误；ab产生的感应电动势为E=Blv=0.5×1×4V=2V，则cd两端的电压为Ucd==1V；而de间没有电流，则de两端的电压为0；fe两端的电压等于cd两端的电压，是1V．故BD正确，C错误．
4．BCD
【解析】
【详解】
四种情况下，切割磁感线的边所产生的电动势大小均相等.设为E，每边的电阻设为r，回路电阻均为4r，则电路中的电流均相等，即.
A.B图中，ab为电源，a、b两端的电势差，其他三种情况下，，故A错误；
B.四种情况下穿过线框的磁通量均减小，根据楞次定律判断可知感应电流方向均为顺时针方向，则通过ab边的电流的方向都相同，故B正确；
C.由，相同，则通过线框横截面的电荷量相同，故C正确；
D.由P=Fv=BILv，因为I相同，则磁场力对线框做功的功率P均相等，故D正确.
5．D
【解析】
【详解】
根据 线圈中的磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大；磁通量越大、或者磁通量变化大，或者线圈放在磁场越强的位置不动，感应电动势都不一定大，选项ABC错误，D正确；
故选D。
6．A
【解析】
【详解】
由于地磁场，则由南向北通过西边钢窗，当迅速朝外推开，导致穿过的磁通量变小，根据感应电流产生的条件是：只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流；结合楞次定律可知，从室内观察则钢窗中，电流方向为逆时针方向，则钢窗活动的一条边（西边）中有自下而上的微弱电流，故A正确，BCD错误。
故选A。
7．A
【解析】
【详解】
在上，在范围，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值。在范围内，线框穿过两磁场分界线时，BC、AC边在右侧磁场中切割磁感线，有效切割长度逐渐增大，产生的感应电动势增大，AC边在左侧磁场中切割磁感线，产生的感应电动势不变，两个电动势串联，总电动势
增大，同时电流方向为瞬时针，为负值。在范围内，线框穿过左侧磁场时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，为正值，综上所述，故A正确。
故选A。
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．闭合开关S瞬间，电流从无到有，所以感应磁场也是从无到有，磁场增强，根据楞次定律增反减同可知，线圈P里有感应电流，故A错误；
B．断开开关S瞬间，电流从有到无，所以感应磁场也时从有到无，磁场减弱，根据楞次定律增反减同可知，线圈P里有感应出向左的磁场，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为a→b，故B正确；
C．闭合开关S瞬间，电流从无到有，所以感应磁场也是从无到有，磁场增强，根据楞次定律增反减同可知，线圈P里有感应出向右的磁场，线圈P里有感应电流，且流经电表的电流方向为b→a，故C错误；
D．闭合开关S，待线圈M中电流稳定时，磁场稳定，没有磁通量变化，即没有感应电流，故D错误。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．线框由静止开始向右做匀加速直线运动，t=0时刻，速度为零，故安培力为零，故加速度为
故A正确，不符合题意；
B．线框由静止开始向右做匀加速直线运动，加速度为，故合力为F0；对加速过程，根据动能定理，有：
解得：
故B正确，不符合题意；
C．对加速过程，根据，故线框在磁场中运动的时间为：
故C错误，符合题意；
D．根据牛顿第二定律
F-F安=ma
F安=BIl
E=Blv
得到：
在t=t0时刻，由图中可得图线的斜率为
解得：
故D正确，不符合题意；
10．C
【解析】
【详解】
试题分析：从图示位置开始计时，在一个周期T内，在、内有感应电流产生，在，内没有感应电流产生，在、内线框产生的总的感应电动势，则在一周期内电路释放的电能为，，解得，故选项C正确．
考点：导体切割磁感线时的感应电动势
【名师点睛】整个回路转动过程中，四个半径都切割磁感线产生感应电动势，在一个周期内半个周期线框中有感应电流，根据焦耳定律求解电能．
11． 电压表示数 温度计示数 100+1.6t 小 B
【解析】
【详解】
（1）[1]直流恒流电源在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小，电压表并联在热敏元件两侧，实物图连接如下图
（2）[2][3]②该实验需测出不同温度下热敏元件的电阻，所以需记录电压表的示数和温度计的示数
（3）[4]根据R-t关系图线，知R与t成线性关系，为R=100+1.6t
（4）[5]测量时认为电压表的示数与输出电流的比值等于电阻的测量值，该值等于电压表与热敏元件的并联电阻，小于真实值．
（5）[6]根据欧姆定律，热敏元件在温度较高时两端电压大约为15V，三个电压表量程都不够，从电表改装考虑，电压表V2和定值电阻R2共同分担的电压可达到15V左右．AC错误B正确．
12．(1)0.4T；(2)11m/s；(3)1m/s2，方向向上
【解析】
【详解】
(1)线框下边刚进入磁场时的速度为
线框所受的安培力大小为为
由于线框进入磁场时恰好匀速运动，重力和安培力平衡，则有
mg=F
则得，磁场的磁感应强度为
(2)线框完全在磁场中下落的高度
=h2－d=1.05m
线框完全在磁场中磁通量不变，不产生感应电流，不受安培力，所以线框做加速度为g的匀加速直线运动，则线框下边将要出磁场时的速率为
(3)线框下边刚离开磁场时所受的安培力大小为
根据牛顿第二定律解得
方向向上。
13．(1)；(2)；(3)；(4)
【解析】
【详解】
(1)离子在加速电场中加速，根据动能定理，有
离子在辐向电场中做匀速圆周运动，故进入磁场区域的速度
(2)电场力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
得
(3)带电离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛仑滋力提供向心力
联立解得
(4)带电离子在匀强电场中做类平抛运动，以P点为原点，离子进入电场的方向为x轴正方向，电场方向为y轴正方向建立直角坐标系。由运动学公式有
由牛顿第二定律
qE=ma
离子离开电场的位置在圆周上，有
离子在电场中运动时，其竖直方向做匀速直线运动，动量保持不变，水平方向做匀加速直线运动
联立各式解得
14．（1） （2）f=BIlsinθ ；（3）N=mg-BIlcosθ ； （4）B=
【解析】
【详解】
（1）作出金属杆受力的主视图，如图．
（2）根据平衡条件得：
Ff=FAsinθ
解得：
Ff=BIlsinθ
（3） 竖直方向：
mg=FN+FAcosθ
又
FA=BIl
FN=mg-BIlcosθ
（4）若图中θ=0，当ab所受弹力为零时：
BIl=mg
解得
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