甘肃省靖远县第二中学2024-2025学年高二上学期12月期末考试模拟物理试题
1．（2024高二上·靖远期末）如图所示，两光滑平行的水平导轨固定，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，两导体棒ab、cd垂直放在导轨上，并与导轨始终保持良好接触。现分别给导体棒ab、cd水平方向的速度，分别记为。下列说法正确的是（ ）
A．若且方向水平向右，则回路中感应电流的方向为acdba
B．若且方向水平向左，则回路中感应电流的方向为abdca
C．若且方向水平向右，则回路中感应电流的方向为abdca
D．若和方向相反，则回路中没有感应电流
【答案】C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。A．若且方向向右，则导体棒ab、cd所围成的面积不变，穿过其所围面积的磁通量不变，故回路中不产生感应电流，故A错误；
B．若且方向向左，则导体棒ab、cd所围面积增大，穿过其所围面积的磁通量也增大，由楞次定律可判断出回路中产生的感应电流方向为acdba，故B错误；
C．若且方向向右，则导体棒ab、cd所围面积减小，穿过其所围面积的磁通量减小，由楞次定律可判断出回路中产生的感应电流方向为abdca，故C正确；
D．若和方向相反，则导体棒ab、cd所围成的面积增大，穿过其所围面积的磁通量增大，由楞次定律可知，回路中有顺时针方向的电流（从上往下看），故D错误。
故选C。
【分析】 导体棒PQ运动时切割磁感线，回路中的磁通量发生变化，因此有感应电流产生，根据楞次定律或者右手定则可以判断电流方向
2．（2024高二上·靖远期末）普朗克的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。按照该假设，的能量子对应的电磁辐射的波长为（普朗克常量，真空中的光速）（ ）
A．663nm B．221nm C．100nm D．66.3nm
【答案】D
【知识点】光子及其动量
【解析】【解答】所谓能量子就是能量的最小单元．微观领域里能量的变化总表现为电磁波的辐射与吸收，不同频率的电磁波其能量子的值不同，表达式为：E=hν。根据
可得
故选D。
【分析】根据E=h可以求一个光子的能量，而根据c=h可以求出一个光子的能量，用普朗克常量h真空中的光速c和波长λ的表达式．
3．（2024高二上·靖远期末）麦克斯韦在稳恒场理论的基础上，提出了涡旋电场和位移电流的概念，这就是麦克斯韦电磁场理论，它的基本概念是变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的，它们永远密切地联系在一起，相互激发，组成一个统一的电磁场的整体。下面对于电磁场与电磁波的认识，其中正确的是（ ）
A．有电场就会产生磁场
B．电场和磁场总是相互联系的
C．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波
D．电磁波的传播一定需要传播介质
【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。AB．只有在变化的电场周围才能产生磁场，同样在变化的磁场周围产生电场，稳恒电场和磁场不能相互产生，故AB错误；
C．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，故D错误。
故选C。
【分析】麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，当中的变化有均匀变化与周期性变化之分
4．（2024高二上·靖远期末）特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为。不考虑其他因素的影响，则为（ ）
A．2 B． C． D．
【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压。若采用550kV的超高压输电，输电线上损耗的功率
若改用1100kV的特高压输电，同理有
由于，所以
故选C。
【分析】输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q=I2Rt。
5．（2024高二上·靖远期末）如图所示，三个完全相同的小球1、2、3，其中小球1的电荷量，小球2的电荷量，小球3不带电。现保持小球1、2的位置不变，让小球3先后与小球1和小球2接触。则接触后，小球1、2间的库仑力是接触前小球1、2间库仑力的（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】库仑定律；电荷守恒定律
【解析】【解答】库仑定律：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。小球3与小球1接触后，小球1和小球3所带的电荷量均为
小球3再与小球2接触，小球2和小球3所带的电荷量均为
根据库仑定律
可知，接触后，小球1、2间的库仑力是接触前小球1、2间库仑力的
故选D。
【分析】当两个完全相同的带同种电荷的小球接触后，它们的总电荷量将平分；如果两个完全相同的小球带的是异种电荷，那么当它们接触后，它们带的电荷将先中和，之后再将剩余的电荷量平分．找到小球带的电量的关系之后，根据库仑力的公式就可以求得作用力的大小。
6．（2024高二上·靖远期末）在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时（ ）
A．电路中的磁场能在增大 B．电路中电流正在增加
C．流过M点的电流方向向左 D．电容器两板间的电压在减小
【答案】C
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。A．电容器充电，电场能增加，故磁场能减小，A错误；
B．充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，B错误；
C．电容器极板上极板带正电，充电过程，流过M点的电流方向向左，C正确；
D．电容器充电，电容器极板上的电荷量正在增加，根据
电容器两板间的电压在增加，D错误。
故选C。
【分析】电磁振荡电路中，充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，电场能增加，故磁场能减小。
7．（2024高二上·靖远期末）如图所示，在匀强磁场中水平固定两足够长的光滑平行金属导轨，磁场的磁感应强度大小为B，两导轨间的距离为l，导轨的左侧接有阻值为R的定值电阻和理想二极管D。从t = 0时刻起，导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度的变化规律，在运动过程中，导体棒ab始终与导轨垂直且保持良好接触，导体棒ab接入电路中的阻值为R，不计导轨电阻。则通过导体棒ab的电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】有效值是根据电流的热效应定义的一个等效概念。让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流与电压分别是I、U，我们就把Ⅰ、U叫作这个交变电流的有效值。从t = 0时刻起，导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度的变化规律为
即速度变化符合正弦函数变化规律，可知一个周期内的前半个周期当导体棒向右运动时，电流由b流向a，此时二极管导通，通过导体棒的电流为
后半个周期当导体棒向左运动时，电流由a流向b，此时二极管断路，通过导体棒的电流iab = 0，则在一个周期内，由有效值的定义有
解得
故选B。
【分析】分导体棒向右运动和向左运动两个方向判断感应电流的方向，确定二极管的状态，根据导体棒的有效电流列式分析。
8．（2024高二上·靖远期末）某品牌空调的部分技术参数如表格所示。当该空调正常工作时，下列说法正确的是（ ）
额定电压 220V
额定频率 50Hz
制冷功率 1100W
A．该空调制冷时的电流为5A
B．该空调制冷时的电流为4.4A
C．该空调连续制冷1h消耗1.1度电
D．空调能够制冷，说明热量能自发地从高温物体传给低温物体
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；热力学第二定律
【解析】【解答】本题考查根据铭牌的数据挑出对解题有用的信息的能力，根据W=Pt计算消耗的电能时，注意有两套单位：国际单位：J；常用单位：度（KW/h），要注意单位。AB．空调制冷时的电流为
故A正确，B错误；
C．空调制冷1h消耗的电能为
故C正确；
D．空调能够制冷，是通过外界做功将热量从低温物体传给高温物体，故D错误。
故选C。
【分析】根据P=UI，由参数额定电压和制冷功率计算电流；根据W=Pt计算消耗的电能，
9．（2024高二上·靖远期末）如图所示，金属杆ab的质量为m，有效长度为l，通过的电流大小为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向斜向上与导轨平面成角，现金属杆ab静止于水平导轨上。已知金属杆ab与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．金属杆ab受到的安培力方向水平向左
B．金属杆ab受到的安培力大小为BIl
C．金属杆ab对导轨的摩擦力为
D．金属杆ab对导轨的压力为
【答案】B,D
【知识点】共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】 电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力的作用。电流方向与磁场方向垂直时，导线受到安培力的大小为F=BIl。电流方向与磁场方向夹角为θ时，导线受到安培力的大小为F=BIlsinθ。AB．对金属杆ab进行受力分析，金属杆ab受到的安培力大小为
根据左手定则可知安培力方向垂直金属杆ab斜向左上方，故A错误，B正确；
CD．根据共点力的平衡，水平方向有
竖直方向有
可得
可知金属杆ab对导轨的摩擦力为，金属杆ab对导轨的压力为，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】B与I垂直时，安培力大小F=BIL，以金属棒为研究对象，受力分析，根据共点力平衡列式求解支持力和摩擦力。
10．（2024高二上·靖远期末）将一通有稳定电流I的长方体铜块放入匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．铜块内的电子受到的洛伦兹力方向垂直电流向下
B．铜块所受的安培力等于其内部所有电荷定向移动时所受的洛伦兹力的合力
C．铜块表面上a、b两点的电势关系为
D．铜块中的电流I越大，a、b两点的电势差越大
【答案】B,D
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】 题干现象类似霍尔效应，霍尔效应的的本质是导体中的载流子在磁场中发生偏转，在导体中垂直于粒子运动方向的两端聚集，产生电势差，当电势差稳定时电场力等于洛伦兹力。AC．电流方向水平向右，则铜块内的电子水平向左运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向向上，铜块表面上的a点带负电，铜块表面下的b点带正电，则有
故AC错误；
B．铜块所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现，铜块所受的安培力等于其内部所有电荷定向移动时所受的洛伦兹力的合力，故B正确；
D．根据电流的微观表达式
可得电子定向移动的速度
稳定时，洛伦兹力和电场力平衡，即
联立可得
所以电流越大，a、b两点的电势差越大，故D正确。
故选BD。
【分析】安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力；根据左手定则判断出电子的偏转方向，从而确定电势的高低；根据电流的微观表达式，抓住稳定时洛伦兹力和电场力平衡得出电势差的表达式，从而分析判断。
（2024高二上·靖远期末）某实验小组用可拆变压器做“探究变压器原、副线圈两端的电压和匝数的关系”实验，可拆变压器零部件和组装后的变压器如图所示。
11．在下列给出的器材中，本实验需要用到的有______。
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
12．本实验通过改变原、副线圈匝数来探究原、副线圈两端的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
13．某次用匝数匝和匝的线圈进行实验，测量的数据如下表所示，下列说法正确的是______。
1.80 2.80 3.80 4.90
4.00 6.01 8.02 9.98
A．原线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成正比
B．副线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成反比
C．原线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成正比
D．副线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成反比
【答案】11．B；D
12．A
13．C
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）A B． 因为变压器两端要接入交流电源，才能起到变压的作用，所以不能用干电池，要用由交流输出的低压交流电源， ，故A错误，B正确；
C D．实验中，变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C错误，D正确。
故选BD。
（2）当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的U1电一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1，n2的关系。 本实验需要运用的科学方法是控制变量法。
故选A。
（3）
由表格数据可知，变压器并非理想变压器即有能量损失，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，在误差范围内原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数比。
故选C。
【分析】（1）干电池只能输出恒定直流电，多用电表可以测量交流电压，据此分析；
（2） 实验方法：控制变量法。n1一定，研究n2和U2的关系，n2一定，研究n1和U2的关系；
（3）在误差范围内原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数比。
11．【解答】（1）AB． 因为变压器两端要接入交流电源，才能起到变压的作用，所以不能用干电池，要用由交流输出的低压交流电源， ，故A错误，B正确；
CD．实验中，变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C错误，D正确。
故选BD。
12．【解答】当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的U1电一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1，n2的关系。 本实验需要运用的科学方法是控制变量法。故选A。
13．【解答】由表格数据可知，变压器并非理想变压器即有能量损失，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，在误差范围内原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数比。
故选C。
14．（2024高二上·靖远期末）用电流表和电压表测量某干电池组的电动势和内阻，电路图如图甲所示。
（1）根据所给实物器材在图丙中连线 。
（2）由图乙知，该电池组的电动势为 V，电源内阻为 Ω。（结果均保留2位小数）
（3）由于上述实验存在系统误差，测出的电池组的电动势 ，内阻 。（均选填“偏大”或“偏小”）
【答案】（1）
（2）1.40；0.91
（3）偏小；偏小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据电路图连接实物连线如图所示
（2） 由
可知，图像的纵截距表示干电池电动势，斜率的绝对值表示内阻，
故有
（3）由电路图可知，电流表测量值小于流经电源的真实值，这是由于电压表的分流作用导致的，当外电路短路时，电压表电流接近零，短路电路测量值等于真实值。电源的测量图像与理论图像如图所示
由图像纵截距可知，测出的电池组的电动势偏小，由图线斜率可知，测出的电池组的内阻偏小。
【分析】（1）根据原理图连接实物图；
（2）根据图像的斜率绝对值分析出电池的内阻，结合纵截距得出电池的电动势；
（3）根据电路构造和欧姆定律分析出实验的误差来源和电流表的电流。
（1）根据电路图连接实物连线如图所示
（2）[1]图像与纵坐标的交点表示电动势，故有；
[2]图像斜率的绝对值表示内阻，有
（3）[1][2]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流表测量值小于流经电源的真实值，当外电路短路时，短路电路测量值等于真实值。电源的测量图像与理论图像如图所示，
由图像纵截距可知，测出的电池组的电动势偏小，由图线斜率可知，测出的电池组的内阻偏小。
15．（2024高二上·靖远期末）如图所示，一匝数的正方形线圈的两端通过一个电容的电容器连接，线圈的边长，一个范围很大的匀强磁场与线圈平面垂直。当磁感应强度以0.5T/s均匀增大时，求：
（1）线圈中的感应电动势。
（2）电容器所带的电荷量。
【答案】（1）解：根据法拉第电磁感应定律，有
解得
（2）解：电容器所带的电荷量
解得
【知识点】电容器及其应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】 （1）由法拉第电磁感应定律可得到线圈中的感应电动势；
（2）电容器两端的电压大小就是感应电动势的大小，根据Q=CU求电荷量。
（1）根据法拉第电磁感应定律，有
解得
（2）电容器所带的电荷量
解得
16．（2024高二上·靖远期末）如图所示，倾角θ = 30°的绝缘斜面长L = 2 m，斜面顶端有一质量m = 1 kg、带正电且电荷量q = 1.0 × 10 6 C的滑块（可看成质点），整个空间有电场强度大小、方向水平向左的匀强电场。滑块从斜面顶端由静止释放后，到达斜面底端时的动能为10 J，重力加速度g = 10 m/s2。求：
（1）滑块在沿斜面下滑的过程中，电场力和重力所做的功。
（2）滑块与斜面之间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）解：滑块在沿斜面下滑的过程，则电场力所做的功
代入题中数据，解得
重力所做的功
解得
（2）解：由题意知，该过程动能变化量ΔEk=10J，设摩擦力做功为Wf，根据动能定理，有
解得
根据做功公式，有
联立解得
【知识点】功的概念；动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1） 根据功的公式分别求出电场力做的功和重力做的功；
（2）根据动能定理求解克服摩擦力做功，摩擦力做功也等于摩擦力乘以相对位移，二者相等即可以求解动摩擦因数。
（1）滑块在沿斜面下滑的过程，则电场力所做的功
代入题中数据，解得
重力所做的功
解得
（2）由题意知，该过程动能变化量ΔEk = 10 J，设摩擦力做功为Wf，根据动能定理，有
解得
根据做功公式，有
联立解得
17．（2024高二上·靖远期末）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆，其部分简化模型图如图所示。垂直纸面向里的匀强磁场区域边界竖直，且磁场宽度为L。一质量为m、电荷量为 q、重力不计的粒子，从行板电容器MN板处由静止释放，两极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入磁场区域，射入和射出磁场时，粒子的速度与水平的方向夹角均为θ = 30°。求：
（1）粒子进入磁场时的速度大小；
（2）磁感应强度大小B；
（3）粒子在磁场中运动的时间t。
【答案】（1）解：由题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子射入磁场时的速度为v，有
解得
（2）解：设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，有
由几何知识得
联立解得
（3）解：设粒子在磁场中运动的周期为T，有
，
解得
粒子在磁场中运动的时间
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）根据动能定理求解粒子射入磁场时的速度；
（2）粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由几何知识求解；
（3）求出粒子在磁场中运动的周期，求出粒子轨迹的圆心角，由圆心角求解运动时间。
（1）由题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子射入磁场时的速度为v，有
解得
（2）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，有
由几何知识得
联立解得
（3）设粒子在磁场中运动的周期为T，有
，
解得
粒子在磁场中运动的时间
1 / 1甘肃省靖远县第二中学2024-2025学年高二上学期12月期末考试模拟物理试题
1．（2024高二上·靖远期末）如图所示，两光滑平行的水平导轨固定，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，两导体棒ab、cd垂直放在导轨上，并与导轨始终保持良好接触。现分别给导体棒ab、cd水平方向的速度，分别记为。下列说法正确的是（ ）
A．若且方向水平向右，则回路中感应电流的方向为acdba
B．若且方向水平向左，则回路中感应电流的方向为abdca
C．若且方向水平向右，则回路中感应电流的方向为abdca
D．若和方向相反，则回路中没有感应电流
2．（2024高二上·靖远期末）普朗克的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次突破。按照该假设，的能量子对应的电磁辐射的波长为（普朗克常量，真空中的光速）（ ）
A．663nm B．221nm C．100nm D．66.3nm
3．（2024高二上·靖远期末）麦克斯韦在稳恒场理论的基础上，提出了涡旋电场和位移电流的概念，这就是麦克斯韦电磁场理论，它的基本概念是变化的电场和变化的磁场彼此不是孤立的，它们永远密切地联系在一起，相互激发，组成一个统一的电磁场的整体。下面对于电磁场与电磁波的认识，其中正确的是（ ）
A．有电场就会产生磁场
B．电场和磁场总是相互联系的
C．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波
D．电磁波的传播一定需要传播介质
4．（2024高二上·靖远期末）特高压输电可使输送中的电能损耗大幅降低。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为。不考虑其他因素的影响，则为（ ）
A．2 B． C． D．
5．（2024高二上·靖远期末）如图所示，三个完全相同的小球1、2、3，其中小球1的电荷量，小球2的电荷量，小球3不带电。现保持小球1、2的位置不变，让小球3先后与小球1和小球2接触。则接触后，小球1、2间的库仑力是接触前小球1、2间库仑力的（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高二上·靖远期末）在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时（ ）
A．电路中的磁场能在增大 B．电路中电流正在增加
C．流过M点的电流方向向左 D．电容器两板间的电压在减小
7．（2024高二上·靖远期末）如图所示，在匀强磁场中水平固定两足够长的光滑平行金属导轨，磁场的磁感应强度大小为B，两导轨间的距离为l，导轨的左侧接有阻值为R的定值电阻和理想二极管D。从t = 0时刻起，导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度的变化规律，在运动过程中，导体棒ab始终与导轨垂直且保持良好接触，导体棒ab接入电路中的阻值为R，不计导轨电阻。则通过导体棒ab的电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
8．（2024高二上·靖远期末）某品牌空调的部分技术参数如表格所示。当该空调正常工作时，下列说法正确的是（ ）
额定电压 220V
额定频率 50Hz
制冷功率 1100W
A．该空调制冷时的电流为5A
B．该空调制冷时的电流为4.4A
C．该空调连续制冷1h消耗1.1度电
D．空调能够制冷，说明热量能自发地从高温物体传给低温物体
9．（2024高二上·靖远期末）如图所示，金属杆ab的质量为m，有效长度为l，通过的电流大小为I，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向斜向上与导轨平面成角，现金属杆ab静止于水平导轨上。已知金属杆ab与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．金属杆ab受到的安培力方向水平向左
B．金属杆ab受到的安培力大小为BIl
C．金属杆ab对导轨的摩擦力为
D．金属杆ab对导轨的压力为
10．（2024高二上·靖远期末）将一通有稳定电流I的长方体铜块放入匀强磁场中，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．铜块内的电子受到的洛伦兹力方向垂直电流向下
B．铜块所受的安培力等于其内部所有电荷定向移动时所受的洛伦兹力的合力
C．铜块表面上a、b两点的电势关系为
D．铜块中的电流I越大，a、b两点的电势差越大
（2024高二上·靖远期末）某实验小组用可拆变压器做“探究变压器原、副线圈两端的电压和匝数的关系”实验，可拆变压器零部件和组装后的变压器如图所示。
11．在下列给出的器材中，本实验需要用到的有______。
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
12．本实验通过改变原、副线圈匝数来探究原、副线圈两端的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
13．某次用匝数匝和匝的线圈进行实验，测量的数据如下表所示，下列说法正确的是______。
1.80 2.80 3.80 4.90
4.00 6.01 8.02 9.98
A．原线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成正比
B．副线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成反比
C．原线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成正比
D．副线圈的匝数为，原、副线圈两端的电压与匝数成反比
14．（2024高二上·靖远期末）用电流表和电压表测量某干电池组的电动势和内阻，电路图如图甲所示。
（1）根据所给实物器材在图丙中连线 。
（2）由图乙知，该电池组的电动势为 V，电源内阻为 Ω。（结果均保留2位小数）
（3）由于上述实验存在系统误差，测出的电池组的电动势 ，内阻 。（均选填“偏大”或“偏小”）
15．（2024高二上·靖远期末）如图所示，一匝数的正方形线圈的两端通过一个电容的电容器连接，线圈的边长，一个范围很大的匀强磁场与线圈平面垂直。当磁感应强度以0.5T/s均匀增大时，求：
（1）线圈中的感应电动势。
（2）电容器所带的电荷量。
16．（2024高二上·靖远期末）如图所示，倾角θ = 30°的绝缘斜面长L = 2 m，斜面顶端有一质量m = 1 kg、带正电且电荷量q = 1.0 × 10 6 C的滑块（可看成质点），整个空间有电场强度大小、方向水平向左的匀强电场。滑块从斜面顶端由静止释放后，到达斜面底端时的动能为10 J，重力加速度g = 10 m/s2。求：
（1）滑块在沿斜面下滑的过程中，电场力和重力所做的功。
（2）滑块与斜面之间的动摩擦因数μ。
17．（2024高二上·靖远期末）扭摆器是同步辐射装置中的插入件，它能使粒子的运动轨迹发生扭摆，其部分简化模型图如图所示。垂直纸面向里的匀强磁场区域边界竖直，且磁场宽度为L。一质量为m、电荷量为 q、重力不计的粒子，从行板电容器MN板处由静止释放，两极板间电压为U，粒子经电场加速后平行于纸面射入磁场区域，射入和射出磁场时，粒子的速度与水平的方向夹角均为θ = 30°。求：
（1）粒子进入磁场时的速度大小；
（2）磁感应强度大小B；
（3）粒子在磁场中运动的时间t。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。A．若且方向向右，则导体棒ab、cd所围成的面积不变，穿过其所围面积的磁通量不变，故回路中不产生感应电流，故A错误；
B．若且方向向左，则导体棒ab、cd所围面积增大，穿过其所围面积的磁通量也增大，由楞次定律可判断出回路中产生的感应电流方向为acdba，故B错误；
C．若且方向向右，则导体棒ab、cd所围面积减小，穿过其所围面积的磁通量减小，由楞次定律可判断出回路中产生的感应电流方向为abdca，故C正确；
D．若和方向相反，则导体棒ab、cd所围成的面积增大，穿过其所围面积的磁通量增大，由楞次定律可知，回路中有顺时针方向的电流（从上往下看），故D错误。
故选C。
【分析】 导体棒PQ运动时切割磁感线，回路中的磁通量发生变化，因此有感应电流产生，根据楞次定律或者右手定则可以判断电流方向
2．【答案】D
【知识点】光子及其动量
【解析】【解答】所谓能量子就是能量的最小单元．微观领域里能量的变化总表现为电磁波的辐射与吸收，不同频率的电磁波其能量子的值不同，表达式为：E=hν。根据
可得
故选D。
【分析】根据E=h可以求一个光子的能量，而根据c=h可以求出一个光子的能量，用普朗克常量h真空中的光速c和波长λ的表达式．
3．【答案】C
【知识点】电磁场与电磁波的产生
【解析】【解答】电磁波的产生：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。AB．只有在变化的电场周围才能产生磁场，同样在变化的磁场周围产生电场，稳恒电场和磁场不能相互产生，故AB错误；
C．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播形成电磁波，故C正确；
D．电磁波的传播不需要介质，故D错误。
故选C。
【分析】麦克斯韦的电磁场理论中变化的磁场一定产生电场，当中的变化有均匀变化与周期性变化之分
4．【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压。若采用550kV的超高压输电，输电线上损耗的功率
若改用1100kV的特高压输电，同理有
由于，所以
故选C。
【分析】输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q=I2Rt。
5．【答案】D
【知识点】库仑定律；电荷守恒定律
【解析】【解答】库仑定律：在真空中两个静止的点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。小球3与小球1接触后，小球1和小球3所带的电荷量均为
小球3再与小球2接触，小球2和小球3所带的电荷量均为
根据库仑定律
可知，接触后，小球1、2间的库仑力是接触前小球1、2间库仑力的
故选D。
【分析】当两个完全相同的带同种电荷的小球接触后，它们的总电荷量将平分；如果两个完全相同的小球带的是异种电荷，那么当它们接触后，它们带的电荷将先中和，之后再将剩余的电荷量平分．找到小球带的电量的关系之后，根据库仑力的公式就可以求得作用力的大小。
6．【答案】C
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。A．电容器充电，电场能增加，故磁场能减小，A错误；
B．充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，B错误；
C．电容器极板上极板带正电，充电过程，流过M点的电流方向向左，C正确；
D．电容器充电，电容器极板上的电荷量正在增加，根据
电容器两板间的电压在增加，D错误。
故选C。
【分析】电磁振荡电路中，充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，电场能增加，故磁场能减小。
7．【答案】B
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】有效值是根据电流的热效应定义的一个等效概念。让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流与电压分别是I、U，我们就把Ⅰ、U叫作这个交变电流的有效值。从t = 0时刻起，导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度的变化规律为
即速度变化符合正弦函数变化规律，可知一个周期内的前半个周期当导体棒向右运动时，电流由b流向a，此时二极管导通，通过导体棒的电流为
后半个周期当导体棒向左运动时，电流由a流向b，此时二极管断路，通过导体棒的电流iab = 0，则在一个周期内，由有效值的定义有
解得
故选B。
【分析】分导体棒向右运动和向左运动两个方向判断感应电流的方向，确定二极管的状态，根据导体棒的有效电流列式分析。
8．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；热力学第二定律
【解析】【解答】本题考查根据铭牌的数据挑出对解题有用的信息的能力，根据W=Pt计算消耗的电能时，注意有两套单位：国际单位：J；常用单位：度（KW/h），要注意单位。AB．空调制冷时的电流为
故A正确，B错误；
C．空调制冷1h消耗的电能为
故C正确；
D．空调能够制冷，是通过外界做功将热量从低温物体传给高温物体，故D错误。
故选C。
【分析】根据P=UI，由参数额定电压和制冷功率计算电流；根据W=Pt计算消耗的电能，
9．【答案】B,D
【知识点】共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】 电流方向与磁场方向平行时，导线不受安培力的作用。电流方向与磁场方向垂直时，导线受到安培力的大小为F=BIl。电流方向与磁场方向夹角为θ时，导线受到安培力的大小为F=BIlsinθ。AB．对金属杆ab进行受力分析，金属杆ab受到的安培力大小为
根据左手定则可知安培力方向垂直金属杆ab斜向左上方，故A错误，B正确；
CD．根据共点力的平衡，水平方向有
竖直方向有
可得
可知金属杆ab对导轨的摩擦力为，金属杆ab对导轨的压力为，故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】B与I垂直时，安培力大小F=BIL，以金属棒为研究对象，受力分析，根据共点力平衡列式求解支持力和摩擦力。
10．【答案】B,D
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】 题干现象类似霍尔效应，霍尔效应的的本质是导体中的载流子在磁场中发生偏转，在导体中垂直于粒子运动方向的两端聚集，产生电势差，当电势差稳定时电场力等于洛伦兹力。AC．电流方向水平向右，则铜块内的电子水平向左运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向向上，铜块表面上的a点带负电，铜块表面下的b点带正电，则有
故AC错误；
B．铜块所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现，铜块所受的安培力等于其内部所有电荷定向移动时所受的洛伦兹力的合力，故B正确；
D．根据电流的微观表达式
可得电子定向移动的速度
稳定时，洛伦兹力和电场力平衡，即
联立可得
所以电流越大，a、b两点的电势差越大，故D正确。
故选BD。
【分析】安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力；根据左手定则判断出电子的偏转方向，从而确定电势的高低；根据电流的微观表达式，抓住稳定时洛伦兹力和电场力平衡得出电势差的表达式，从而分析判断。
【答案】11．B；D
12．A
13．C
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）A B． 因为变压器两端要接入交流电源，才能起到变压的作用，所以不能用干电池，要用由交流输出的低压交流电源， ，故A错误，B正确；
C D．实验中，变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C错误，D正确。
故选BD。
（2）当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的U1电一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1，n2的关系。 本实验需要运用的科学方法是控制变量法。
故选A。
（3）
由表格数据可知，变压器并非理想变压器即有能量损失，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，在误差范围内原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数比。
故选C。
【分析】（1）干电池只能输出恒定直流电，多用电表可以测量交流电压，据此分析；
（2） 实验方法：控制变量法。n1一定，研究n2和U2的关系，n2一定，研究n1和U2的关系；
（3）在误差范围内原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数比。
11．【解答】（1）AB． 因为变压器两端要接入交流电源，才能起到变压的作用，所以不能用干电池，要用由交流输出的低压交流电源， ，故A错误，B正确；
CD．实验中，变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C错误，D正确。
故选BD。
12．【解答】当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的U1电一定，探究副线圈输出的电压U2与和匝数n1，n2的关系。 本实验需要运用的科学方法是控制变量法。故选A。
13．【解答】由表格数据可知，变压器并非理想变压器即有能量损失，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为，在误差范围内原、副线圈两端的电压之比近似等于匝数比。
故选C。
14．【答案】（1）
（2）1.40；0.91
（3）偏小；偏小
【知识点】电池电动势和内阻的测量
【解析】【解答】（1）根据电路图连接实物连线如图所示
（2） 由
可知，图像的纵截距表示干电池电动势，斜率的绝对值表示内阻，
故有
（3）由电路图可知，电流表测量值小于流经电源的真实值，这是由于电压表的分流作用导致的，当外电路短路时，电压表电流接近零，短路电路测量值等于真实值。电源的测量图像与理论图像如图所示
由图像纵截距可知，测出的电池组的电动势偏小，由图线斜率可知，测出的电池组的内阻偏小。
【分析】（1）根据原理图连接实物图；
（2）根据图像的斜率绝对值分析出电池的内阻，结合纵截距得出电池的电动势；
（3）根据电路构造和欧姆定律分析出实验的误差来源和电流表的电流。
（1）根据电路图连接实物连线如图所示
（2）[1]图像与纵坐标的交点表示电动势，故有；
[2]图像斜率的绝对值表示内阻，有
（3）[1][2]由电路图可知，由于电压表的分流作用，电流表测量值小于流经电源的真实值，当外电路短路时，短路电路测量值等于真实值。电源的测量图像与理论图像如图所示，
由图像纵截距可知，测出的电池组的电动势偏小，由图线斜率可知，测出的电池组的内阻偏小。
15．【答案】（1）解：根据法拉第电磁感应定律，有
解得
（2）解：电容器所带的电荷量
解得
【知识点】电容器及其应用；法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】 （1）由法拉第电磁感应定律可得到线圈中的感应电动势；
（2）电容器两端的电压大小就是感应电动势的大小，根据Q=CU求电荷量。
（1）根据法拉第电磁感应定律，有
解得
（2）电容器所带的电荷量
解得
16．【答案】（1）解：滑块在沿斜面下滑的过程，则电场力所做的功
代入题中数据，解得
重力所做的功
解得
（2）解：由题意知，该过程动能变化量ΔEk=10J，设摩擦力做功为Wf，根据动能定理，有
解得
根据做功公式，有
联立解得
【知识点】功的概念；动能定理的综合应用；带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【分析】（1） 根据功的公式分别求出电场力做的功和重力做的功；
（2）根据动能定理求解克服摩擦力做功，摩擦力做功也等于摩擦力乘以相对位移，二者相等即可以求解动摩擦因数。
（1）滑块在沿斜面下滑的过程，则电场力所做的功
代入题中数据，解得
重力所做的功
解得
（2）由题意知，该过程动能变化量ΔEk = 10 J，设摩擦力做功为Wf，根据动能定理，有
解得
根据做功公式，有
联立解得
17．【答案】（1）解：由题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子射入磁场时的速度为v，有
解得
（2）解：设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，有
由几何知识得
联立解得
（3）解：设粒子在磁场中运动的周期为T，有
，
解得
粒子在磁场中运动的时间
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】（1）根据动能定理求解粒子射入磁场时的速度；
（2）粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由几何知识求解；
（3）求出粒子在磁场中运动的周期，求出粒子轨迹的圆心角，由圆心角求解运动时间。
（1）由题意可知，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
设粒子射入磁场时的速度为v，有
解得
（2）设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，有
由几何知识得
联立解得
（3）设粒子在磁场中运动的周期为T，有
，
解得
粒子在磁场中运动的时间
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