广东省茂名市高州中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题
1．（2024高二下·高州期中）关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．安培利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应
C．法拉第利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律
D．麦克斯韦利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d）
【答案】B
【知识点】物理学史；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．库仑利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律，故A项错误；
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应，故B项正确；
C．安培利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律，故C项错误；
D．法拉第利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d），故D项错误。
故选B。
【分析】根据图示结合物理学知识分析判断。
2．（2024高二下·高州期中）在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断错误的是（ ）
A．S刚闭合瞬间，A灯和B灯同时亮
B．S闭合后电路稳定前，A灯逐渐变暗
C．S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同
D．S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯闪亮一下后熄灭
【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】对于自感线圈，当电流变化时产生自感电动势，相当于电源，当电路稳定时，相当于导线，将所并联的电路短路。ABC．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，直至熄灭，而流过B的电流增大，所以B灯变亮，故AB正确，C错误；
D ．S闭合电路稳定后，断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
【分析】开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，随后A灯变暗，B灯变亮；断开开关S的瞬间，L与A组成自感回路，A灯突然闪亮一下再熄灭。
3．（2024高二下·高州期中）如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子（初速度不计）电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，加速电压为U，下列说法中正确的是（ ）
A．所加交流电源的周期为
B．一个周期内粒子加速一次
C．粒子加速后获得的最大动能为
D．粒子获得的最大动能与加速的次数有关
【答案】C
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】本题考查回旋加速器的应用分析，关键是理解粒子能持续加速的条件，知道最大动能的决定因素。A．回旋加速器粒子在磁场中的运动周期与交流电源的周期相同，为，A错误；
B．粒子每通过一次电场加速一次，一个周期粒子会通过电场两次，故一个周期粒子会被加速两次，B错误；
C．粒子加速后获得的最大速度由D形金属盒的半径决定，根据
可得最大速度为
最大动能为
C正确；
D．粒子在回旋加速器中的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与加速的次数无关，D错误。
故选C。
【分析】由粒子在回旋加速器中持续加速的条件，可计算交流电源的周期；由粒子在磁场中的运动特点，可知一个周期内的加速次数；粒子离开D形盒时的动能最大，由洛伦兹力提供向心力，可计算最大动能，由此分析最大动能的决定因素。
4．（2024高二下·高州期中）如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（ ）
A．P不动，向下滑动时，一直在减小
B．不动，P逆时针转动，可使电压减小
C．不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大
D．P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。A．P不动，向下滑动时，根据，可知，自耦变压器输出电压U2不变，故A错误；
B．电压是电源电压，输入电压，与匝数无关，故B错误；
C．P'不动，P顺时针转动一个小角度时，副线圈匝数减小，根据，副线圈电压减小，则电流减小，副线圈功率减小，原线圈功率等于副线圈功率减小，则原线圈电流减小，故C错误；
D．P顺时针转动一个小角度，U2变小，同时P'向下滑动时，滑动变阻器阻值减小，副线圈电流可能不变，小灯泡的亮度可以不变，故D正确；
故选D。
【分析】根据理想变压器电压与线圈匝数关系与功率关系分析判断；根据欧姆定律分析判断。
5．（2024高二下·高州期中）如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（ ）
A．铝框与磁铁转动方向相反
B．铝框始终与磁铁转动的一样快
C．铝框是因为受到安培力而转动的
D．当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；楞次定律
【解析】【解答】本题考查楞次定律的应用，知道感应电流的磁通量总阻碍引起感应电流的磁场变化；要明确“阻碍”而不是“阻止”。A．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，转动磁铁时，铝框会跟着转动，且转动方向与磁铁转动方向一致，A错误；
BC．铝框转动的本质是磁铁转动过程中，导致穿过铝框的磁通量发生了变化，所以在铝框中产生了感应电流，然后感应电流受到磁铁周围的磁场对它的安培力作用转动了起来，又因为感应电流的磁场只是阻碍磁通量的变化，并不是阻止，所以铝框转动的速度要比磁铁转动速度慢，B错误，C正确；
D．当磁铁停止转动后，铝框由于惯性会继续转动，但是在转动过程中由于与磁铁的位置发生了变化，穿过铝框的磁通量发生了变化，所以铝框自身会产生感应电流，铝框中会有焦耳热产生，铝框的动能会慢慢减少，所以即使没有空气阻力和摩擦力铝框也会停下来，D错误。
故选C。
【分析】当转动磁铁时，导致铝框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，铝框受到安培力，导致铝框转动，由楞次定律可知，总是阻碍磁通量增加，故铝框与磁铁转动方向相同，但转动快慢不同。
6．（2024高二下·高州期中）动画强则国强。近年来国产动画的技术不断提升，尤其是以科幻为主题的《之逆转时空》电影备受人们追捧。其中“我们总是活在别人定义的成功里，却忘了自己内心真正想要的是什么”更成为全片的，直击人心的金句。如左图所示为被科学怪人篡改记忆时的画面，如右图所示为篡改记忆所用的装置模式图，一“篡改记忆粒子”（比荷为）从出发经过电场加速（）获得一定初速度进入速度选择器，进入匀强磁场（）偏转后进入大脑进行篡改。不计“篡改记忆粒子”重力，下列说法正确的是（ ）
A．各个“篡改记忆粒子”进入匀强磁场偏转时间相同
B．速度选择器允许通过的粒子速度为25m/s
C．偏转半径为
D．比荷越小偏转半径越小
【答案】A
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡。A．“篡改记忆粒子”进入匀强磁场做匀速圆周运动的周期，由于“篡改记忆粒子”的比荷相同，做匀速圆周运动的周期相同，各个“篡改记忆粒子”进入匀强磁场偏转时间相同，故A正确；
B．由
解得
所以速度选择器允许通过的粒子速度为50m/s，故B错误；
C．根据
解得偏转半径为
故C错误；
D．由
则比荷越小偏转半径越大，故D错误。
故选A。
【分析】粒子先加速，根据动能定理求速度；再通过速度选择器，最后在匀强磁场中匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，综合可得轨道半径的表达式。
7．（2024高二下·高州期中）如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿轴运动，磁场方向垂直纸面向里且磁场两边界夹角为。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设边两端电压为，线框受到的安培力为，线框的热功率为，通过边的电荷量为。下列关于随时间变化的关系图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】本题分两段研究，根据线框有效切割长度，确定感应电动势与时间的关系，进一步研究感应电流、功率等物理量与时间的关系，根据解析式分析图像的形状。
设线框的速度为v、线框的边长为L、磁场的磁感应强度为B，和感应电动势最大的时刻为t0，则在bc边进入磁场的过程中由dc边进入磁场的部分切割磁感线，即在时间段0 ≤ t ≤ t0内有
E1 = Bxv = Bv2t
由dc边和ab边进入磁场的部分切割磁感线的过程中，即在时间段t0 ≤ t ≤ 2t0内有
E2 = BLv－Bv2(t－t0)
A．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
在t0 ≤ t ≤ 2t0的过程中
故A正确；
B．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
则在0 ≤ t ≤ t0的过程中F—t图像应为曲线，故B错误；
C．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
则在0 ≤ t ≤ t0的过程中P—t图像应为开口向上的抛物线，故C错误；
D．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
则在0 ≤ t ≤ t0的过程中q—t图像应为曲线，故D错误。
故选A。
【分析】根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得到感应电流与时间的关系，再得到各个量与时间的关系，从而选择图像。
8．（2024高二下·高州期中）电磁波在现代科技和生活中得到了广泛的应用。以下关于电磁波的应用，说法正确的是（ ）
A．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应
C．X光透视利用的是光的衍射现象
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
【答案】A,B,D
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用
【解析】【解答】A．一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，故A正确；
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应，故B正确；
C．X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，C项错误；
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，故D正确；
故答案为：ABD。
【分析】物体都在不停地辐射红外线，紫外线有荧光效应和杀菌消毒的作用，X射线具有较强的穿透能力，穿透能力最强的是γ射线。
9．（2024高二下·高州期中）风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，截至2023年底，中国风电装机容量接近4亿千瓦，位居世界第一。如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器的匝数比
B．输电线上的电流为40A
C．该输电系统的输电效率为
D．深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变大
【答案】A,C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】本题考查了远距离输电，掌握理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系；掌握功率公式，能够正确求解输电线上的功率损失和电压损失；知道输出功率决定输入功率。AB．根据题意，由可得，升压变压器原线圈的电流为
输电线上的电流为
升压变压器副线圈的电压为
降压变压器原线圈的电压为
降压变压器的匝数比
故A正确，B错误；
C．该输电系统的输电效率为
故C正确；
D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D错误。
故选AC。
【分析】根据功率公式求解升压变压器原线圈中的电流，根据理想变压器电流与匝数比的关系输电线上的电流；根据理想变压器电压与匝数比的关系与输电线上电压的损失求解降压变压器原线圈两端的电压关系，最后求解降压变压器的匝数比；根据输送功率和输电线上的损失功率求解输电效率；输出功率决定输入功率，根据功率公式分析输电电流，再分析输电线上的损失功率，然后作答。
10．（2024高二下·高州期中）如图所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，两圆环相互排斥
B．时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力为零
C．时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向
D．时间内，圆环Q有收缩的趋势
【答案】B,D
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】本题考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用，知道同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。A．时刻，P中电流最大，但电流的变化率为零，则在Q中的感应电流为零，则两圆环无相互作用力，故A错误；
B．时刻，圆环P中电流的变化率最大，此时圆环Q中感应电流最大，但是由于圆环P中电流为零，则Q受到的安培力为零，故B正确；
C．时间内，圆环P中电流先沿正方向减小，后沿负方向增加，则根据楞次定律可知，圆环Q中感应电流始终沿顺时针方向，故C错误；
D．时间内，圆环P中电流负向减小，则根据楞次定律可知，圆环Q中产生逆时针方向的电流，圆环Q所处的磁场方向向下，由左手定则可知，圆环Q受安培力指向圆心，则有收缩的趋势，故D正确。
故选BD。
【分析】根据楞次定律可判断感应电流的方向，结合左手定则可判断安培力的方向。
11．（2024高二下·高州期中）某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 (填“向上拔出”或“向下插入”)
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向 (填“有”或“没有”)关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 。
A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯
C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
【答案】向下插入；有；AC
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同。知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。（1）由图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由图乙可知，螺线管中的电流方向为逆时针方向（从下往上看），根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈．
（2）由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则灵敏电流计中电流方向不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关；
A．合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针右偏：现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；断开开关，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故A正确；
B．在A线圈中插入铁芯，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间线圈中的电流方向相同，灵敏电流计指针右偏，故B错误；
C．由图丙可知，变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故C正确；
D．由图丙可知，变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A的磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相同，灵敏电流计右偏，故D错误。
故选AC。
【分析】（1）根据楞次定律和安培定则分析；
（2）根据安培定则分析；根据楞次定律和电流的流向结合电路分析。
12．（2024高二下·高州期中）如图甲所示，一个电阻值为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路。线圈的面积为。在线圈中存在垂直于线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。导线电阻不计。求：0至时间内，
（1）电阻两端的电压U；
（2）电阻上产生的热量Q。
【答案】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得圆形金属线圈感应电动势为
计算可得
根据闭合电路欧姆定律
计算可得
（2）电阻上产生的热量
计算可得
【知识点】感应电动势及其产生条件
【解析】【分析】（1）由法拉第电磁感应定律求出感应电动势大小，再由欧姆定律求解感应电流的大小以及电压大小；
（2）由焦耳定律可以求出电阻R1上产生的热量Q。
13．（2024高二下·高州期中）交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“220V，11kW”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，当发电机内的线圈转至图中位置时开始计时。求：
（1）写出发电机的线圈所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
（2）发电机的输出电压有效值；
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。
【答案】（1）感应电动势的最大值为
则
（2）电动势有效值为
由于线圈内阻不计，则发电机的输出电压有效值为2200V。
（3）根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则有
解得交流电流表的示数为
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）根据Em=NBSω求出感应电动势的最大值，
（2）根据求出有效值；
（3）求出副线圈电流，然后根据理想变压器的电流比求出原线圈电流。
14．（2024高二下·高州期中）如图所示，在正六边形ABCDEF的内接圆范围内存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小可以调节。正六边形的边长为l，O为正六边形的中心点，M、N分别为内接圆与正六边形AB边和BC边的切点，在M点安装一个粒子源，可向磁场区域内沿着垂直磁场的各个方向发射比荷为、速率为v的粒子，不计粒子重力。
（1）若沿MO方向射入磁场的粒子恰能从N点离开磁场，画出粒子的运动轨迹并求出轨迹半径的大小。
（2）在第1问基础上求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若匀强磁场的磁感应强度的大小调节为，求粒子源发射的粒子在磁场中运动的最长时间。
【答案】（1）粒子以速率v1沿MO方向射入磁场，恰能从N点离开磁场，轨迹如图
由几何条件可知磁场圆的半径为
设轨迹半径为，则
解得
（2）由牛顿第二定律可得
解得
（3）磁感应强度变化以后，大量此类粒子从M点射入磁场，由牛顿第二定律可得
解得
粒子方向任意，粒子在磁场中运动时间最长时，弧长（劣弧）最长，对应的弦长最长（磁场圆的直径），轨迹如图
由几何关系得
粒子在磁场中运动的最长时间
由
则
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场中运动轨迹，根据几何关系求出磁场圆半径与正六边形边长之间的关系，结合几何关系求解轨迹半径；
（2）由洛伦兹力提供向心力求出磁场强度；
（3）粒子在磁场中运动时间最长时，弧长（劣弧）最长，对应的弦长最长（磁场圆的直径），据此求出时间。
15．（2024高二下·高州期中）如图所示，和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道， 其中和为轨道的水平部分，和是倾角的倾斜部分。在右侧空间中存在磁感应强度大小，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量， 电阻为的导体棒 ab于倾斜导轨上， 距离斜面轨道底端高度，另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上，导轨间距均为。t=0时，导体棒ab从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中， ab、cd棒未发生碰撞， 且两导体棒始终与导轨保持垂直， g取10m/s2。求：
（1） ab 棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流；
（2）两导体棒的最终速度大小；
（3）从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，回路消耗的电能。
【答案】（1）ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有
切割产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，有
联立解得
， ，
（2）因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得
解得
（3）从ab棒刚进入磁场到与cd棒共速，由能量守恒定律可得
代入数据解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理求出ab棒刚滑到斜面轨道底端时速度大小。由E=BDv求出ab棒产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求回路中产生的电流；
（2）由于两棒组成的系统所受合外力为零，所以此系统动量守恒，由动量守恒定律求出稳定时的速度大小；
（3）从ab棒刚进入磁场到与cd棒共速，对导体棒利用能量关系求解回路消耗的电能。
1 / 1广东省茂名市高州中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题
1．（2024高二下·高州期中）关于教材中的四个实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．安培利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应
C．法拉第利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律
D．麦克斯韦利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d）
2．（2024高二下·高州期中）在如图所示的电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的自感线圈，则下列判断错误的是（ ）
A．S刚闭合瞬间，A灯和B灯同时亮
B．S闭合后电路稳定前，A灯逐渐变暗
C．S闭合电路稳定后，A灯和B灯亮度相同
D．S闭合电路稳定后，再断开S时，A灯闪亮一下后熄灭
3．（2024高二下·高州期中）如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。若粒子源射出的粒子（初速度不计）电荷量为q，质量为m，粒子最大回旋半径为R，加速电压为U，下列说法中正确的是（ ）
A．所加交流电源的周期为
B．一个周期内粒子加速一次
C．粒子加速后获得的最大动能为
D．粒子获得的最大动能与加速的次数有关
4．（2024高二下·高州期中）如图为理想自耦变压器，其中P为变压器上的滑动触头，为滑动变阻器上的滑片，则以下说法正确的是（ ）
A．P不动，向下滑动时，一直在减小
B．不动，P逆时针转动，可使电压减小
C．不动，P顺时针转动一个小角度时，电流表读数增大
D．P顺时针转动一个小角度，同时向下滑动时，小灯泡的亮度可以不变
5．（2024高二下·高州期中）如图是一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间。铝框可以绕支点自由转动，先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（ ）
A．铝框与磁铁转动方向相反
B．铝框始终与磁铁转动的一样快
C．铝框是因为受到安培力而转动的
D．当磁铁停止转动后，如果没有空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动
6．（2024高二下·高州期中）动画强则国强。近年来国产动画的技术不断提升，尤其是以科幻为主题的《之逆转时空》电影备受人们追捧。其中“我们总是活在别人定义的成功里，却忘了自己内心真正想要的是什么”更成为全片的，直击人心的金句。如左图所示为被科学怪人篡改记忆时的画面，如右图所示为篡改记忆所用的装置模式图，一“篡改记忆粒子”（比荷为）从出发经过电场加速（）获得一定初速度进入速度选择器，进入匀强磁场（）偏转后进入大脑进行篡改。不计“篡改记忆粒子”重力，下列说法正确的是（ ）
A．各个“篡改记忆粒子”进入匀强磁场偏转时间相同
B．速度选择器允许通过的粒子速度为25m/s
C．偏转半径为
D．比荷越小偏转半径越小
7．（2024高二下·高州期中）如图所示，一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框，在水平拉力作用下，以恒定的速度沿轴运动，磁场方向垂直纸面向里且磁场两边界夹角为。从线圈进入磁场开始计时，直至完全进入磁场的过程中，设边两端电压为，线框受到的安培力为，线框的热功率为，通过边的电荷量为。下列关于随时间变化的关系图像正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2024高二下·高州期中）电磁波在现代科技和生活中得到了广泛的应用。以下关于电磁波的应用，说法正确的是（ ）
A．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应
C．X光透视利用的是光的衍射现象
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力
9．（2024高二下·高州期中）风能是一种清洁无公害可再生能源，风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，截至2023年底，中国风电装机容量接近4亿千瓦，位居世界第一。如图为某风力发电场向一学校供电线路图，发电场的输出功率为10kW，输出电压为250V，用户端电压为220V，输电线总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比，变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器的匝数比
B．输电线上的电流为40A
C．该输电系统的输电效率为
D．深夜学校的用电器减少，输电线上损失的功率将变大
10．（2024高二下·高州期中）如图所示，两固定在绝缘水平面上的同心金属圆环P、Q水平放置，圆环P中通有如图所示的电流，以图示方向为电流正方向，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，两圆环相互排斥
B．时刻，圆环Q中感应电流最大，受到的安培力为零
C．时间内，圆环Q中感应电流始终沿逆时针方向
D．时间内，圆环Q有收缩的趋势
11．（2024高二下·高州期中）某同学在做探究电磁感应现象规律的实验中，她选择了一个灵敏电流计G，在没有电流通过灵敏电流计的情况下，电流计的指针恰好指在刻度盘中央。她先将灵敏电流计G连接在图甲所示的电路中，电流计的指针如图甲中所示。
（1）为了探究电磁感应规律，该同学将灵敏电流计G与一螺线管串联，如图乙所示。通过分析可知图乙中的条形磁铁的运动情况是 (填“向上拔出”或“向下插入”)
（2）该同学将灵敏电流计G接入图丙所示的电路。此时电路已经连接好，A线圈已插入B线圈中，请问灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向 (填“有”或“没有”)关系。她合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是 。
A．断开开关 B．在A线圈中插入铁芯
C．变阻器的滑片向右滑动 D．变阻器的滑片向左滑动
12．（2024高二下·高州期中）如图甲所示，一个电阻值为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路。线圈的面积为。在线圈中存在垂直于线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。导线电阻不计。求：0至时间内，
（1）电阻两端的电压U；
（2）电阻上产生的热量Q。
13．（2024高二下·高州期中）交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“220V，11kW”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，当发电机内的线圈转至图中位置时开始计时。求：
（1）写出发电机的线圈所产生的交变电动势的瞬时值表达式；
（2）发电机的输出电压有效值；
（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。
14．（2024高二下·高州期中）如图所示，在正六边形ABCDEF的内接圆范围内存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小可以调节。正六边形的边长为l，O为正六边形的中心点，M、N分别为内接圆与正六边形AB边和BC边的切点，在M点安装一个粒子源，可向磁场区域内沿着垂直磁场的各个方向发射比荷为、速率为v的粒子，不计粒子重力。
（1）若沿MO方向射入磁场的粒子恰能从N点离开磁场，画出粒子的运动轨迹并求出轨迹半径的大小。
（2）在第1问基础上求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）若匀强磁场的磁感应强度的大小调节为，求粒子源发射的粒子在磁场中运动的最长时间。
15．（2024高二下·高州期中）如图所示，和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道， 其中和为轨道的水平部分，和是倾角的倾斜部分。在右侧空间中存在磁感应强度大小，方向竖直向上的匀强磁场，不计导体棒在轨道连接处的动能损失。将质量， 电阻为的导体棒 ab于倾斜导轨上， 距离斜面轨道底端高度，另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上，导轨间距均为。t=0时，导体棒ab从静止释放，到两棒最终稳定运动过程中， ab、cd棒未发生碰撞， 且两导体棒始终与导轨保持垂直， g取10m/s2。求：
（1） ab 棒刚滑到斜面轨道底端时回路中产生的电流；
（2）两导体棒的最终速度大小；
（3）从开始计时到两棒最终稳定运动过程中，回路消耗的电能。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】物理学史；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A．库仑利用装置（a）总结出了电荷间相互作用的规律，故A项错误；
B．奥斯特利用装置（b）发现了电流的磁效应，故B项正确；
C．安培利用装置（c）研究了通电导线间相互作用的规律，故C项错误；
D．法拉第利用电磁感应原理制成了第一台圆盘发电装置（d），故D项错误。
故选B。
【分析】根据图示结合物理学知识分析判断。
2．【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】对于自感线圈，当电流变化时产生自感电动势，相当于电源，当电路稳定时，相当于导线，将所并联的电路短路。ABC．开关S闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以A、B同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，流过A灯的电流逐渐减小，A灯逐渐变暗，直至熄灭，而流过B的电流增大，所以B灯变亮，故AB正确，C错误；
D ．S闭合电路稳定后，断开开关S的瞬间，B灯的电流突然消失，立即熄灭；流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，维持L中的电流逐渐减小，所以A灯突然闪亮一下再熄灭，故D正确。
本题选不正确的，故选C。
【分析】开关S闭合的瞬间，电源的电压同时加到两灯的两端，两灯同时发光；由于线圈的电阻可以忽略，灯A逐渐被短路，随后A灯变暗，B灯变亮；断开开关S的瞬间，L与A组成自感回路，A灯突然闪亮一下再熄灭。
3．【答案】C
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】本题考查回旋加速器的应用分析，关键是理解粒子能持续加速的条件，知道最大动能的决定因素。A．回旋加速器粒子在磁场中的运动周期与交流电源的周期相同，为，A错误；
B．粒子每通过一次电场加速一次，一个周期粒子会通过电场两次，故一个周期粒子会被加速两次，B错误；
C．粒子加速后获得的最大速度由D形金属盒的半径决定，根据
可得最大速度为
最大动能为
C正确；
D．粒子在回旋加速器中的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定，与加速的次数无关，D错误。
故选C。
【分析】由粒子在回旋加速器中持续加速的条件，可计算交流电源的周期；由粒子在磁场中的运动特点，可知一个周期内的加速次数；粒子离开D形盒时的动能最大，由洛伦兹力提供向心力，可计算最大动能，由此分析最大动能的决定因素。
4．【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。A．P不动，向下滑动时，根据，可知，自耦变压器输出电压U2不变，故A错误；
B．电压是电源电压，输入电压，与匝数无关，故B错误；
C．P'不动，P顺时针转动一个小角度时，副线圈匝数减小，根据，副线圈电压减小，则电流减小，副线圈功率减小，原线圈功率等于副线圈功率减小，则原线圈电流减小，故C错误；
D．P顺时针转动一个小角度，U2变小，同时P'向下滑动时，滑动变阻器阻值减小，副线圈电流可能不变，小灯泡的亮度可以不变，故D正确；
故选D。
【分析】根据理想变压器电压与线圈匝数关系与功率关系分析判断；根据欧姆定律分析判断。
5．【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；楞次定律
【解析】【解答】本题考查楞次定律的应用，知道感应电流的磁通量总阻碍引起感应电流的磁场变化；要明确“阻碍”而不是“阻止”。A．根据楞次定律的推论“来拒去留”可知，转动磁铁时，铝框会跟着转动，且转动方向与磁铁转动方向一致，A错误；
BC．铝框转动的本质是磁铁转动过程中，导致穿过铝框的磁通量发生了变化，所以在铝框中产生了感应电流，然后感应电流受到磁铁周围的磁场对它的安培力作用转动了起来，又因为感应电流的磁场只是阻碍磁通量的变化，并不是阻止，所以铝框转动的速度要比磁铁转动速度慢，B错误，C正确；
D．当磁铁停止转动后，铝框由于惯性会继续转动，但是在转动过程中由于与磁铁的位置发生了变化，穿过铝框的磁通量发生了变化，所以铝框自身会产生感应电流，铝框中会有焦耳热产生，铝框的动能会慢慢减少，所以即使没有空气阻力和摩擦力铝框也会停下来，D错误。
故选C。
【分析】当转动磁铁时，导致铝框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，铝框受到安培力，导致铝框转动，由楞次定律可知，总是阻碍磁通量增加，故铝框与磁铁转动方向相同，但转动快慢不同。
6．【答案】A
【知识点】质谱仪和回旋加速器
【解析】【解答】在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡。A．“篡改记忆粒子”进入匀强磁场做匀速圆周运动的周期，由于“篡改记忆粒子”的比荷相同，做匀速圆周运动的周期相同，各个“篡改记忆粒子”进入匀强磁场偏转时间相同，故A正确；
B．由
解得
所以速度选择器允许通过的粒子速度为50m/s，故B错误；
C．根据
解得偏转半径为
故C错误；
D．由
则比荷越小偏转半径越大，故D错误。
故选A。
【分析】粒子先加速，根据动能定理求速度；再通过速度选择器，最后在匀强磁场中匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，综合可得轨道半径的表达式。
7．【答案】A
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】本题分两段研究，根据线框有效切割长度，确定感应电动势与时间的关系，进一步研究感应电流、功率等物理量与时间的关系，根据解析式分析图像的形状。
设线框的速度为v、线框的边长为L、磁场的磁感应强度为B，和感应电动势最大的时刻为t0，则在bc边进入磁场的过程中由dc边进入磁场的部分切割磁感线，即在时间段0 ≤ t ≤ t0内有
E1 = Bxv = Bv2t
由dc边和ab边进入磁场的部分切割磁感线的过程中，即在时间段t0 ≤ t ≤ 2t0内有
E2 = BLv－Bv2(t－t0)
A．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
在t0 ≤ t ≤ 2t0的过程中
故A正确；
B．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
则在0 ≤ t ≤ t0的过程中F—t图像应为曲线，故B错误；
C．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
则在0 ≤ t ≤ t0的过程中P—t图像应为开口向上的抛物线，故C错误；
D．设线框一条边的电阻为R，根据以上分析可知，在0 ≤ t ≤ t0的过程中
则在0 ≤ t ≤ t0的过程中q—t图像应为曲线，故D错误。
故选A。
【分析】根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律得到感应电流与时间的关系，再得到各个量与时间的关系，从而选择图像。
8．【答案】A,B,D
【知识点】电磁波谱；电磁波的应用
【解析】【解答】A．一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，故A正确；
B．紫外验钞机是利用紫外线的荧光效应，故B正确；
C．X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，C项错误；
D．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力，故D正确；
故答案为：ABD。
【分析】物体都在不停地辐射红外线，紫外线有荧光效应和杀菌消毒的作用，X射线具有较强的穿透能力，穿透能力最强的是γ射线。
9．【答案】A,C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】本题考查了远距离输电，掌握理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系；掌握功率公式，能够正确求解输电线上的功率损失和电压损失；知道输出功率决定输入功率。AB．根据题意，由可得，升压变压器原线圈的电流为
输电线上的电流为
升压变压器副线圈的电压为
降压变压器原线圈的电压为
降压变压器的匝数比
故A正确，B错误；
C．该输电系统的输电效率为
故C正确；
D．深夜用户的用电器减少，则降压变压器的输入功率减小，输入电流减小，输电线上损失的功率减小，故D错误。
故选AC。
【分析】根据功率公式求解升压变压器原线圈中的电流，根据理想变压器电流与匝数比的关系输电线上的电流；根据理想变压器电压与匝数比的关系与输电线上电压的损失求解降压变压器原线圈两端的电压关系，最后求解降压变压器的匝数比；根据输送功率和输电线上的损失功率求解输电效率；输出功率决定输入功率，根据功率公式分析输电电流，再分析输电线上的损失功率，然后作答。
10．【答案】B,D
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】本题考查了法拉第电磁感应定律和楞次定律的应用，知道同向电流相互吸引，反向电流相互排斥。A．时刻，P中电流最大，但电流的变化率为零，则在Q中的感应电流为零，则两圆环无相互作用力，故A错误；
B．时刻，圆环P中电流的变化率最大，此时圆环Q中感应电流最大，但是由于圆环P中电流为零，则Q受到的安培力为零，故B正确；
C．时间内，圆环P中电流先沿正方向减小，后沿负方向增加，则根据楞次定律可知，圆环Q中感应电流始终沿顺时针方向，故C错误；
D．时间内，圆环P中电流负向减小，则根据楞次定律可知，圆环Q中产生逆时针方向的电流，圆环Q所处的磁场方向向下，由左手定则可知，圆环Q受安培力指向圆心，则有收缩的趋势，故D正确。
故选BD。
【分析】根据楞次定律可判断感应电流的方向，结合左手定则可判断安培力的方向。
11．【答案】向下插入；有；AC
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同。知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。（1）由图甲可知，电流从灵敏电流计的左接线柱流入，指针往左偏；由图乙可知，螺线管中的电流方向为逆时针方向（从下往上看），根据安培定则，螺线管中感应电流的磁场方向竖直向下；条形磁铁在螺线管中的磁场方向（原磁场方向）竖直向上，可见感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，根据楞次定律可知穿过线圈的原磁通量增加，所以条形磁铁向下插入线圈．
（2）由右手螺旋定则可知，用右手握住螺线管，四指的方向和电流方向相同，大拇指指的方向为N极方向，螺线管B中导线的绕向不同，则灵敏电流计中电流方向不同，故灵敏电流计中电流方向与螺线管B中导线的绕向有关；
A．合上开关后，灵敏电流计的指针向右偏了，说明B线圈中磁通量增加时，电流计指针右偏：现在要使灵敏电流计的指针向左偏转，因此穿过B线圈的磁通量应该减小；断开开关，则穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故A正确；
B．在A线圈中插入铁芯，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，线圈中产生的电流方向与开关合上瞬间线圈中的电流方向相同，灵敏电流计指针右偏，故B错误；
C．由图丙可知，变阻器的滑片向右滑动，电路中的电流减小，线圈A的磁感应强度减小，穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相反，灵敏电流计左偏，故C正确；
D．由图丙可知，变阻器的滑片向左滑动，电路中的电流增大，线圈A的磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律，线圈B中产生的感应电流方向与开关合上瞬间线圈中的感应电流方向相同，灵敏电流计右偏，故D错误。
故选AC。
【分析】（1）根据楞次定律和安培定则分析；
（2）根据安培定则分析；根据楞次定律和电流的流向结合电路分析。
12．【答案】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得圆形金属线圈感应电动势为
计算可得
根据闭合电路欧姆定律
计算可得
（2）电阻上产生的热量
计算可得
【知识点】感应电动势及其产生条件
【解析】【分析】（1）由法拉第电磁感应定律求出感应电动势大小，再由欧姆定律求解感应电流的大小以及电压大小；
（2）由焦耳定律可以求出电阻R1上产生的热量Q。
13．【答案】（1）感应电动势的最大值为
则
（2）电动势有效值为
由于线圈内阻不计，则发电机的输出电压有效值为2200V。
（3）根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，则有
解得交流电流表的示数为
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）根据Em=NBSω求出感应电动势的最大值，
（2）根据求出有效值；
（3）求出副线圈电流，然后根据理想变压器的电流比求出原线圈电流。
14．【答案】（1）粒子以速率v1沿MO方向射入磁场，恰能从N点离开磁场，轨迹如图
由几何条件可知磁场圆的半径为
设轨迹半径为，则
解得
（2）由牛顿第二定律可得
解得
（3）磁感应强度变化以后，大量此类粒子从M点射入磁场，由牛顿第二定律可得
解得
粒子方向任意，粒子在磁场中运动时间最长时，弧长（劣弧）最长，对应的弦长最长（磁场圆的直径），轨迹如图
由几何关系得
粒子在磁场中运动的最长时间
由
则
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）画出粒子在磁场中运动轨迹，根据几何关系求出磁场圆半径与正六边形边长之间的关系，结合几何关系求解轨迹半径；
（2）由洛伦兹力提供向心力求出磁场强度；
（3）粒子在磁场中运动时间最长时，弧长（劣弧）最长，对应的弦长最长（磁场圆的直径），据此求出时间。
15．【答案】（1）ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理，有
切割产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律，有
联立解得
， ，
（2）因为两导体棒所受的安培力始终大小相等、方向相反，所以将两棒组成的系统作为研究对象，由动量守恒得
解得
（3）从ab棒刚进入磁场到与cd棒共速，由能量守恒定律可得
代入数据解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）ab棒从斜面轨道滑到底端，根据动能定理求出ab棒刚滑到斜面轨道底端时速度大小。由E=BDv求出ab棒产生的感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求回路中产生的电流；
（2）由于两棒组成的系统所受合外力为零，所以此系统动量守恒，由动量守恒定律求出稳定时的速度大小；
（3）从ab棒刚进入磁场到与cd棒共速，对导体棒利用能量关系求解回路消耗的电能。
1 / 1
