?高二年級(jí)第二學(xué)期期中考試
物理試題
（考試時(shí)間為90分鐘）
一、單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）
1. 關(guān)于電磁波，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A. 麥克斯韋預(yù)言并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
B. 利用紅外遙感技術(shù)可以尋找水源、監(jiān)視森林火情
C. 醫(yī)院里常用X射線(xiàn)照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒
D. 用理療“神燈”照射傷口，可使傷口愈合較好，這里的“神燈”利用了X射線(xiàn)很強(qiáng)的貫穿力
【答案】B
【解析】
【詳解】A．麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最早證明了電磁波的存在。故A錯(cuò)誤；
B．利用紅外遙感技術(shù)可以尋找水源、監(jiān)視森林火情。故B正確；
C．醫(yī)院里常用紫外線(xiàn)照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒。故C錯(cuò)誤；
D．用理療“神燈”照射傷口，可使傷口愈合較好，這里的“神燈”利用了紅外線(xiàn)的熱效應(yīng)，使人體局部受熱，加快血液循環(huán)。故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 以下關(guān)于光學(xué)常識(shí)的描述中說(shuō)法正確的是（　?。?br /> A. 用三棱鏡觀(guān)察太陽(yáng)光譜是利用光的干涉現(xiàn)象
B. 水中的氣泡看起來(lái)特別明亮是衍射的緣故
C. 光纖通信及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理
D. 通過(guò)兩支夾緊的筆桿間縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀(guān)察到彩色條紋，這是光的偏振現(xiàn)象
【答案】C
【解析】
【詳解】A．用三棱鏡觀(guān)察太陽(yáng)光譜是利用了光的折射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；
B．水中的氣泡看起來(lái)特別明亮的現(xiàn)象是光的全反射形成的，故B錯(cuò)誤；
C．用光導(dǎo)纖維束傳送圖像信息，這其中應(yīng)用到了光的全反射現(xiàn)象，故C正確；
D．通過(guò)兩支夾緊的筆桿間縫隙看發(fā)白光的燈絲能觀(guān)察到彩色條紋，這是光的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3. 有四根長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)a、b、c、d垂直于紙面放置，其導(dǎo)線(xiàn)軸心位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相同的電流，方向如圖所示。現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng)，它所受洛倫茲力的方向是（　　）

A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右
【答案】A
【解析】
【詳解】根據(jù)安培定則可知直導(dǎo)線(xiàn)a、b、c、d在中心處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向分別為向左，向上，向左，向下；且導(dǎo)線(xiàn)中通有大小相同的電流，則四根直導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理可知中心O點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)橄蜃?。則根據(jù)左手定則可知帶負(fù)電的粒子所受洛倫茲力的方向是向上。
故選A。
4. 如圖甲所示，矩形導(dǎo)線(xiàn)框abcd放在垂直紙面勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，水平向右為安培力的正方向，在0~4s內(nèi)，線(xiàn)框ab邊受到的安培力F隨時(shí)間變化的圖像正確的是（　?。?br />
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】由圖可知內(nèi)，線(xiàn)圈中磁通量變化率相同，由可知電路中電流大小時(shí)恒定不變，由楞次定律可知，電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針；由可知與成正比；由左手定律可知線(xiàn)框邊受到的安培力水平向右，為正值，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤；
故選D。
5. 如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域中充滿(mǎn)了垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為圓心，AO與水平方向的夾角為。現(xiàn)有帶正電粒子a從A點(diǎn)沿水平方向以大小為的速度垂直磁場(chǎng)射入，其離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，速度方向剛好改變了；另一帶負(fù)電粒子b以大小相同的速度從C點(diǎn)沿CO方向垂直磁場(chǎng)射入。已知a、b兩粒子的比荷之比為，不計(jì)粒子的重力和兩粒子間的相互作用。下列說(shuō)法不正確的是（　　）

A. a、b兩粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比為
B. b粒子豎直向下射出磁場(chǎng)
C. b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
D. 兩粒子在圓形邊界的射出點(diǎn)間的距離為R
【答案】C
【解析】
【詳解】AB．a(chǎn)粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，速度方向剛好改變了，表明粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)了半周，其軌跡如圖

由幾何關(guān)系得

根據(jù)牛頓第二定律得

解得

b粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，有
，
解得

根據(jù)左手定則，可知b粒子豎直向下射出磁場(chǎng)且

故AB正確；
C．b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

故C錯(cuò)誤；
D．由AB選項(xiàng)中的解析可知，b粒子在磁場(chǎng)圓的正下方射出磁場(chǎng)，a粒子離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的點(diǎn)和磁場(chǎng)圓心的連線(xiàn)與水平方向的夾角為，則幾何關(guān)系可知兩個(gè)出射點(diǎn)與圓心構(gòu)成等邊三角形，即兩粒子在圓形邊界的射出點(diǎn)間的距離為R。故D正確。
題目要求選擇不正確的，故選C。
6. 一個(gè)長(zhǎng)直密繞螺線(xiàn)管N放在一個(gè)金屬圓環(huán)M的中心，圓環(huán)軸線(xiàn)與螺線(xiàn)管軸線(xiàn)重合，如圖甲所示。螺線(xiàn)管N通有如圖乙所示的電流，下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. t=時(shí)刻，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)
B. t=時(shí)刻，圓環(huán)中感應(yīng)電流最大
C. t=時(shí)刻，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)
D. t=和t=時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)有相同的感應(yīng)電流
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】A．由圖可知，在t=時(shí)刻，通過(guò)線(xiàn)圈N的電流增大，則線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)增大，所以穿過(guò)金屬環(huán)M的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)有擴(kuò)大的趨勢(shì)，所以A錯(cuò)誤；
B．在 t=時(shí)刻，電流最大，磁場(chǎng)最大，磁通量最大，但是磁通量的變化率最小為0，所以圓環(huán)中感應(yīng)電流最小為0，所以B錯(cuò)誤；
C．在t=時(shí)刻，通過(guò)線(xiàn)圈N的電流減小，則線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)減小，所以穿過(guò)金屬環(huán)M的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，圓環(huán)有收縮的趨勢(shì)，所以C正確；
D．在 t=和t=時(shí)刻，圓環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電流大小相等，但方向相反，所以D錯(cuò)誤；
故選C。
7. 如圖所示，螺線(xiàn)管中線(xiàn)圈匝數(shù)為n，橫截面積為S，總電阻為R，其a，b兩端與兩個(gè)定值電阻和相連，已知，勻強(qiáng)磁場(chǎng)沿軸線(xiàn)向上穿過(guò)螺線(xiàn)管，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系式為，則下列說(shuō)法正確的有（　?。?br />
A. a端電勢(shì)比b端電勢(shì)低
B. 時(shí)，通過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量為
C. 0-內(nèi)，產(chǎn)生的熱量為
D. 0-內(nèi)，通過(guò)的電荷量為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸增大，由楞次定律可知感應(yīng)電流在外電路中由a點(diǎn)流向b點(diǎn)，即a端電勢(shì)比b端電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤；
B．根據(jù)磁通量的定義可知，時(shí)，通過(guò)螺線(xiàn)管的磁通量為

故B錯(cuò)誤；
C．由焦耳定律可知，在內(nèi)，電阻產(chǎn)生的熱量為

故C錯(cuò)誤；
D．由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

感應(yīng)電流為

則通過(guò)的電流為

所以?xún)?nèi)，通過(guò)的電荷量為

故D正確。
故選D。
8. 如圖所示，虛線(xiàn)兩側(cè)有垂直線(xiàn)框平面磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，直角扇形導(dǎo)線(xiàn)框半徑為L(zhǎng)、總電阻為R，繞垂直于線(xiàn)框平面的軸O以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．線(xiàn)框從圖中所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，線(xiàn)框內(nèi)感應(yīng)電流的有效值是(　　)

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】線(xiàn)框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，即在內(nèi)，穿過(guò)閉合線(xiàn)框的磁通量不變，線(xiàn)框內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流；在轉(zhuǎn)過(guò)90°至180°的過(guò)程中，即在內(nèi)，線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：
，
大小恒定不變，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍?br /> 在轉(zhuǎn)過(guò)180°至270°的過(guò)程中，即在內(nèi)，穿過(guò)閉合線(xiàn)框的磁通量不變，線(xiàn)框內(nèi)無(wú)感應(yīng)電流；在轉(zhuǎn)過(guò)270°至360°的過(guò)程中，即在內(nèi)，線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：
，
大小恒定不變，感應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较颍鶕?jù)以上分析，畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Et圖象(圖象略)，利用電流的熱效應(yīng)計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值：
，
所以：

選項(xiàng)B正確．
9. 如圖所示，兩根間距為的平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為，導(dǎo)軌處有垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度。質(zhì)量為m、電阻不計(jì)的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌與金屬桿接觸良好，當(dāng)電路中的電流為2A和10A時(shí)，金屬桿ab均恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度g取10m/s2，，。下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 金屬桿所受安培力方向沿斜面向下
B. 金屬桿的質(zhì)量
C. 金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
D. 將電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，金屬桿可能靜止
【答案】C
【解析】
【詳解】A．根據(jù)左手定則，可知金屬桿所受安培力方向沿斜面向上。故A錯(cuò)誤；
BC．當(dāng)電路中的電流為2A時(shí)，對(duì)金屬桿受力分析，有

當(dāng)電路中的電流為10A時(shí)，對(duì)金屬桿受力分析，有

聯(lián)立方程解得
，
故B錯(cuò)誤，C正確；
D．根據(jù)計(jì)算可知重力沿斜面向下的分力大于滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)電源正、負(fù)極對(duì)調(diào)時(shí)，根據(jù)左手定則可知安培力方向沿斜面向下，無(wú)論改變滑動(dòng)變阻器的阻值都無(wú)法使金屬桿靜止。故D錯(cuò)誤。
故選C。
10. 如圖所示，豎直面內(nèi)固定一足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌底端接有一阻值為R的定值電阻，一導(dǎo)體棒與彈簧相連，彈簧頂端固定在天花板上，導(dǎo)體棒質(zhì)量為m，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，阻值為R，其兩端與導(dǎo)軌接觸。整個(gè)空間存在垂直于豎直面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，現(xiàn)將導(dǎo)體棒從彈簧的原長(zhǎng)位置無(wú)初速度釋放，導(dǎo)體棒向下運(yùn)動(dòng)的最大速度為v，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)體棒一直處于水平狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間導(dǎo)體棒到最低點(diǎn)。忽略導(dǎo)軌的電阻，重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 導(dǎo)體棒釋放瞬間，導(dǎo)體棒加速度小于g
B. 導(dǎo)體棒速度最大時(shí)，彈簧的形變量為
C. 整個(gè)過(guò)程中，電路中產(chǎn)生的焦耳熱等于重力勢(shì)能的減少量
D. 導(dǎo)體棒一定能返回到釋放點(diǎn)
【答案】B
【解析】
【詳解】A．導(dǎo)體棒釋放瞬間，速度為零，感應(yīng)電流為零，彈簧處于原長(zhǎng)，因此導(dǎo)體棒只受重力作用，其加速度等于g。故A錯(cuò)誤；
B．依題意，導(dǎo)體棒最大速度為v，有

又

聯(lián)立，解得

故B正確；
C．重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體棒的動(dòng)能、彈簧的彈性勢(shì)能和電路中的焦耳熱。故C錯(cuò)誤；
D．由上面選項(xiàng)分析可知導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能有損失，一定不能返回到釋放點(diǎn)。故D錯(cuò)誤。
故選B。
二、多項(xiàng)選擇題（本題5小題，每小題4分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）
11. 兩個(gè)相同的小燈泡、和自感線(xiàn)圈L、電容器C、開(kāi)關(guān)S、直流電源連接成如圖所示的電路。已知自感線(xiàn)圈L的自感系數(shù)很大且直流電阻為零，電容器C的電容很大，下列判斷正確的是（　?。?br />
A. 開(kāi)關(guān)S閉合穩(wěn)定后，燈泡熄滅
B. 通過(guò)自感線(xiàn)圈L的電流越大，線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì)越大
C. 去掉電容器C，開(kāi)關(guān)S閉合待穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，和燈泡均逐漸熄滅
D. 開(kāi)關(guān)S閉合待穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，燈泡突然亮一下，然后熄滅，燈泡逐漸熄滅
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．開(kāi)關(guān)S閉合穩(wěn)定后，自感線(xiàn)圈L的電阻為零，則燈被短路，會(huì)熄滅，故A正確；
B．線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì)跟電流變化的快慢有關(guān)，跟電流大小無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C．去掉電容器C，開(kāi)關(guān)S閉合待穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，燈泡會(huì)直接熄滅，但自感線(xiàn)圈L充當(dāng)電源，與燈泡組成閉合回路，燈泡會(huì)先閃亮再逐漸熄滅，故C錯(cuò)誤；
D．開(kāi)關(guān)S閉合待穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間，燈泡會(huì)先閃亮再逐漸熄滅，電容器通過(guò)燈泡放電，會(huì)逐漸熄滅，故D正確。
故選AD。
12. 如圖所示為一理想自耦式變壓器，原線(xiàn)圈兩端加220V交流電，、為理想電壓表。下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 若P不動(dòng)，F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)，、示數(shù)都變小
B. 若P不動(dòng)，F(xiàn)向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大
C. 若F不動(dòng)，P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大
D. 若F不動(dòng)，P向下滑動(dòng)時(shí)，、示數(shù)都變大
【答案】BC
【解析】
【詳解】AB．根據(jù)圖中理想自耦式變壓器原理可知原線(xiàn)圈電壓恒為220V，則示數(shù)不變。若P不動(dòng)，F(xiàn)向下滑動(dòng)時(shí)

減小，則減小，示數(shù)

也會(huì)減小。反之，F(xiàn)向上滑動(dòng)時(shí)示數(shù)增加，則副線(xiàn)圈中電流增大。根據(jù)

可知燈泡消耗的功率變大。故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．若F不動(dòng)，P向上滑動(dòng)時(shí)，不變，滑動(dòng)變阻器阻值減小，副線(xiàn)圈中電流增大，燈泡上耗的功率會(huì)增大。P向下滑動(dòng)時(shí)，、示數(shù)都不變。故C正確，D錯(cuò)誤。
故選BC。
13. 如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線(xiàn)圈abcd，電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線(xiàn)OO'恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線(xiàn)上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線(xiàn)圈從圖示位置開(kāi)始，以角速度ω繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是（　?。?br />
A. 在圖示位置，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為
B. 從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為
C. 線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量為
D. 線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為
【答案】CD
【解析】
【詳解】AB．當(dāng)線(xiàn)圈與磁場(chǎng)平行時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，最大值為

瞬時(shí)值表達(dá)式為

但圖示位置線(xiàn)圈與磁場(chǎng)垂直，時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為0。故AB錯(cuò)誤；
C．線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的變化量大小為

該過(guò)程的平均電動(dòng)勢(shì)為

電流為

整理有

故C正確；
D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為

感應(yīng)電流的有效值為

電阻R上產(chǎn)生的熱量為


解得

故D正確。
故選CD。
14. 如圖所示，在一個(gè)很小的矩形金屬導(dǎo)體薄片上，制作四個(gè)電極E、F、M、N，它就成了一個(gè)霍爾元件。在E、F間通入恒定的電流I，同時(shí)外加與薄片垂直的磁場(chǎng)B，M、N間就出現(xiàn)了電壓，稱(chēng)為霍爾電壓。則下列說(shuō)法正確的是（　?。?br />
A. 電流和磁場(chǎng)方向如圖所示時(shí)，N板電勢(shì)高于M板電勢(shì)
B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，MN間電勢(shì)差越大
C. 在電流和磁場(chǎng)一定時(shí)，薄片的厚度越大，越小
D. 將磁場(chǎng)方向和電流方向同時(shí)反向，N板電勢(shì)高于M板電勢(shì)
【答案】BC
【解析】
【詳解】AD．根據(jù)題意可知金屬導(dǎo)體薄片上能自由移動(dòng)的電荷為電子，電子帶負(fù)電荷，因而根據(jù)電流方向可知電子運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榈剑瑒t根據(jù)左手定則判斷電子受力方向可知，電子會(huì)向板偏轉(zhuǎn)，則M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)，將磁場(chǎng)方向和電流方向同時(shí)反向，電子受力方向不變，則仍是M板電勢(shì)高于N板電勢(shì)。故AD錯(cuò)誤；
BC．設(shè)MN之間距離為，厚度為，根據(jù)速度選擇器原理可知自由電子所受洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡時(shí)MN之間的電勢(shì)差保持恒定
，
聯(lián)立解得

故磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，MN間電勢(shì)差越大；在電流和磁場(chǎng)一定時(shí)，薄片的厚度越大，越小。故BC正確。
故選BC。
15. 如圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，整個(gè)空間加豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩完全相同的金屬棒1、2垂直導(dǎo)軌放置。已知兩導(dǎo)軌之間的距離為d，兩金屬棒的電阻均為R，質(zhì)量均為m，整個(gè)過(guò)程金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好的接觸。時(shí)刻給金屬棒1一水平向右的初速度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 時(shí)刻金屬棒2加速度大小為
B. 從到穩(wěn)定的過(guò)程，金屬棒1上產(chǎn)生的焦耳熱為
C. 從到穩(wěn)定的過(guò)程，兩金屬棒之間的距離增大
D. 當(dāng)金屬棒1的速度為時(shí)，流過(guò)金屬棒2的電荷量為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．時(shí)刻，金屬棒1的速度為時(shí)，金屬棒2還沒(méi)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒1產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

回路中的感應(yīng)電流為

故此時(shí)金屬棒2受到的安培力大小為

解得

由牛頓第二定律得金屬棒2的加速度大小為

A錯(cuò)誤；
B．由于導(dǎo)軌光滑，則兩金屬棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，兩金屬棒穩(wěn)定時(shí)達(dá)到共同的速度，則由

解得共同速度

則該過(guò)程兩金屬棒產(chǎn)生的總熱量為

由于兩金屬棒的電阻相等，則金屬棒1上產(chǎn)生的焦耳熱為

B正確；
C．對(duì)金屬棒1，從到穩(wěn)定的過(guò)程，由動(dòng)量定理得

又

由法拉第電磁感應(yīng)定律得

又

由以上整理得

C錯(cuò)誤；
D．由于整個(gè)過(guò)程兩金屬棒組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，則金屬棒1的速度為時(shí)，對(duì)金屬棒1由動(dòng)量定理得

又

流過(guò)金屬棒2的電荷量為

D正確。
故選BD。
三、非選擇題（本題共6小題，共50分）
16. 某同學(xué)用“插針?lè)ā睖y(cè)一玻璃磚的折射率
（1）在木板上平鋪一張白紙，并把玻璃磚放在白紙上，在紙上描出玻璃磚的兩條邊界。然后在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩根大頭針、，透過(guò)玻璃磚觀(guān)察，在玻璃磚另一側(cè)豎直插大頭針時(shí)，應(yīng)使擋住______，用同樣的方法插上大頭針；
（2）在白紙上畫(huà)出光線(xiàn)的徑跡，以入射點(diǎn)O為圓心作一半徑為5.00cm的圓，與入射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)分別交于A(yíng)、B點(diǎn)，再過(guò)A、B點(diǎn)作法線(xiàn)的垂線(xiàn)，垂足分別為C、D點(diǎn)，如圖甲所示。測(cè)得，，則玻璃的折射率n=______（結(jié)果保留兩位小數(shù)）；
（3）如圖乙所示，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中畫(huà)出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面畫(huà)到圖中虛線(xiàn)位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開(kāi)始所畫(huà)的，則所測(cè)得的折射率將______（填“偏大”“偏小”或“不變”）。

【答案】 ①. P1、P2的像 ②. 1.43 ③. 偏大
【解析】
【詳解】（1）[1]在木板上平鋪一張白紙，并把玻璃磚放在白紙上，在紙上描出玻璃磚的兩條邊界，然后在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩根大頭針P1、P2，透過(guò)玻璃磚觀(guān)察，在玻璃磚另一側(cè)豎直插大頭針P3時(shí)，應(yīng)使P3擋住P1、P2的像，用同樣的方法插上大頭針P4。
（2）[2]根據(jù)折射定律有

（3）[3]在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，畫(huà)出界面a后，不小心將玻璃磚向上平移了一些，導(dǎo)致界面a′畫(huà)到圖中虛線(xiàn)位置，而在作光路圖時(shí)界面a仍為開(kāi)始所畫(huà)的，實(shí)際光線(xiàn)如圖中的O′Q所示，而作圖光線(xiàn)如圖中OQ所示，導(dǎo)致折射角偏小，所測(cè)得的折射率偏大。

17. 在“探究變壓器原、副線(xiàn)圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如下圖所示

（1）變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是______；（填字母）
A.整塊硅鋼鐵芯 B.整塊不銹鋼鐵芯
C.絕緣的銅片疊成 D.絕緣的硅鋼片疊成
（2）在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中將電源接在原線(xiàn)圈的“0”和“8”兩個(gè)接線(xiàn)柱之間，用電表測(cè)得副線(xiàn)圈的“0”和“4”兩個(gè)接線(xiàn)柱之間的電壓為3.0V，則原線(xiàn)圈的輸入電壓可能為_(kāi)_____。
A.1.5V B.6.0V C.7.0V
（3）觀(guān)察兩個(gè)線(xiàn)圈的導(dǎo)線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)粗細(xì)不同，導(dǎo)線(xiàn)粗的線(xiàn)圈匝數(shù)______（填“多”或“少”）
（4）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列操作正確的是______（選填字母代號(hào)）
A.為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，電源應(yīng)選用低壓直流電源
B.為保證多用電表的安全，應(yīng)使用交流電壓檔測(cè)電壓，并先用最大量程檔試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量
C.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再拆除多用電表，以免燒壞電表
D.因?yàn)槭褂秒妷狠^低，通電時(shí)可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線(xiàn)、接線(xiàn)柱
（5）右圖為某電學(xué)儀器原理圖，圖中變壓器為理想變壓器。左側(cè)虛線(xiàn)框內(nèi)的交流電源與串聯(lián)的定值電阻可等效為該電學(xué)儀器電壓輸出部分，該部分與一理想變壓器的原線(xiàn)圈連接；一可變電阻R與該變壓器的副線(xiàn)圈連接，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為、（右側(cè)實(shí)線(xiàn)框內(nèi)的電路也可以等效為一個(gè)電阻）。在交流電源的電壓有效值不變的情況下，調(diào)節(jié)可變電阻R的過(guò)程中，當(dāng)______時(shí)，R獲得的功率最大

【答案】 ①. D ②. C ③. 少 ④. B ⑤.
【解析】
【詳解】（1）[1]為了減小渦流現(xiàn)象帶來(lái)的損耗，變壓器的鐵芯選用絕緣的硅鋼片疊成。
故選D。
（2）[2]根據(jù)理想變壓器中原副線(xiàn)圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系可知

根據(jù)題意可知，原副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為，解得原線(xiàn)圈的輸入電壓

但由于考慮到實(shí)際實(shí)驗(yàn)中不是理想變壓器，因而會(huì)有漏磁現(xiàn)象等原因，導(dǎo)致原線(xiàn)圈中的電壓應(yīng)大于，可能為。
故選C
（3）[3]根據(jù)原副線(xiàn)圈中

可知匝數(shù)少的線(xiàn)圈電流大，導(dǎo)線(xiàn)較粗，導(dǎo)致粗的線(xiàn)圈匝數(shù)少。
（4）[4]A．電源應(yīng)選用交流電源，這樣變壓器才能根據(jù)電磁感應(yīng)原理正常工作。故A錯(cuò)誤；
B．為保證多用電表的安全，應(yīng)使用交流電壓檔測(cè)電壓，并先用最大量程檔試測(cè)，大致確定被測(cè)電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量。故B正確；
C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)先拆除多用電表，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，防止因?yàn)閿嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)線(xiàn)圈自感產(chǎn)生大的自感電動(dòng)勢(shì)燒壞電表。故C錯(cuò)誤；
D．根據(jù)安全用電原則，通電時(shí)不能用手直接接觸裸露的導(dǎo)線(xiàn)、接線(xiàn)柱。故D錯(cuò)誤。
故選B。
（5）[5]右側(cè)實(shí)線(xiàn)框內(nèi)的電路可以等效為

根據(jù)表達(dá)式可知功率最大時(shí)，取得最大功率值，根據(jù)

可知當(dāng)時(shí)，功率最大，即

解得

18. 如圖所示，是一個(gè)玻璃磚的截面圖，AB是半圓的直徑，O是圓心也是AB與ED的交點(diǎn)，ABGF是直角梯形，ED⊥BC，∠F=∠G=90°，∠ABC=30°，半圓的半徑為R，AF=2R，有一束細(xì)光束從半圓面的E點(diǎn)處入射，入射角是=60°，已知該玻璃磚的折射率，光在真空中的速度為c。
（1）光線(xiàn)第一次從玻璃磚射出時(shí)與玻璃磚的夾角是多少？
（2）光從入射到第一次射出玻璃磚在玻璃磚中傳播的時(shí)間是多少？

【答案】（1）；（2）
【解析】
【詳解】（1）作出光線(xiàn)經(jīng)過(guò)玻璃磚的折射和反射光路圖如圖所示

設(shè)折射角為，已知，，根據(jù)折射定律

得


由幾何關(guān)系可得出射光線(xiàn)與法線(xiàn)的夾角

光線(xiàn)第一次從玻璃磚射出時(shí)與玻璃磚的夾角

（2）由幾何關(guān)系可得



光從入射到第一次出射在玻璃磚中傳播的路程

光在玻璃磚中傳播的速度

光從入射到第一次出射在玻璃磚中傳播的時(shí)間

19. 在平面直角坐標(biāo)中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，且的距離為L(zhǎng)，如圖所示。不計(jì)粒子重力，求：
（1）該離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度v。
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。
（3）粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間t。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）離子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)

解得離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度

（2）離子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖

由幾何可得軌跡半徑

由牛頓第二定律

解得勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

（3）離子在電場(chǎng)中

離子在磁場(chǎng)中

所以離子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間

20. 如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置（導(dǎo)軌電阻不計(jì)），其寬度L=1m，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接一阻值為R=0.3Ω的電阻，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為r=0.4Ω的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上，現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開(kāi)始下滑，下滑過(guò)程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線(xiàn)，AB段為直線(xiàn)，g取10m/s2（忽略ab棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)原磁場(chǎng)的影響），求：
(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
(2)t=2s時(shí)，金屬棒兩端的電壓；
(3)金屬棒ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的2s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)0.1T；(2)0.3V；(3)0.345J
【解析】
【詳解】(1)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E=BLv
設(shè)電路中的電流為I ，由閉合電路歐姆定律可得

當(dāng)金屬棒勻速下落時(shí)，設(shè)其速度設(shè)為v，由x-t圖像可得

由共點(diǎn)力平衡條件得

代入數(shù)據(jù)，解得
B=0.1T
(2)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E=BLv=0.7V
電路中的電流為

金屬棒兩端的電壓為

(3)在0~2s，由x-t圖像可得金屬棒的位移為

以金屬棒ab為研究對(duì)象，根據(jù)能量守恒定律，可得

代入數(shù)據(jù)，解得

電阻R上產(chǎn)生的熱量為

21. 如圖，兩光滑金屬導(dǎo)軌平行放置在絕緣水平面上，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，左側(cè)接一阻值為R的電阻。MN與PQ相距為d，其間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、阻值為r的金屬棒ab置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。棒ab受水平力的作用，從磁場(chǎng)的左邊界MN由靜止開(kāi)始向右邊界PQ運(yùn)動(dòng)。（不計(jì)導(dǎo)軌的電阻）
（1）若棒ab在大小為F的水平恒力作用下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到PQ時(shí)的速度為v，求在此過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的熱量Q；
（2）若棒ab通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，電阻R兩端電壓U與棒從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t滿(mǎn)足U=kt的關(guān)系。
① 寫(xiě)出U=kt式中k的單位（用國(guó)際單位制中基本單位表示）；
② 分析說(shuō)明棒ab在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況；
③ 求當(dāng)棒ab運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)中間時(shí)，所受水平力F的大小。

【答案】（1）；（2）①kg·m2/（A·s4）；②金屬棒ab做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)；③
【解析】
【詳解】（1）根據(jù)能量守恒定律有

由于棒ab與R串聯(lián)，則電阻R產(chǎn)生的熱量為

解得

（2）①根據(jù)單位運(yùn)算可知，k的單位為kg·m2/（A·s4）；
②ab切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為
E=BLv
由閉合電路歐姆定律可得，回路中的電流

由部分電路歐姆定律可得，電阻R兩端電壓

由題意有
U=kt
則有

由于B、L、R、r是恒定值，則金屬棒的速度應(yīng)隨時(shí)間均勻增大。因此金屬棒ab做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)。
③根據(jù)上述有

則有

故ab做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度

ab所受安培力

由牛頓第二定律得
F–F1=ma
解得

由于勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

解得ab運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)中間時(shí)

因此ab運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)中間時(shí)水平力F的大小為


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