四川省南充市閬中名校2023-2024學年高二下學期期中考試物理試題姓名：__________班級：__________考號：__________題號一二三四總分評分一、單項選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1．在人類探索自然規律的過程中，有許多科學家作出了杰出貢獻。下列說法正確的是（）A．1834年，俄國物理學家楞次得到了感應電流方向的規律：感應電流的磁場方向總要促使引起感應電流的磁通量的變化B．英國物理學家法拉第首先發現了電流的磁效應現象，并于1846年指出：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比C．1845年，德國物理學家紐曼最早發現電磁感應現象D．麥克斯韋從場的觀點出發提出：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場2．如圖所示，三根垂直于紙面且相互平行放置的長直導線A、B、C，通有大小相等、方向如圖所示的電流，它們所在位置的連線構成等腰直角三角形，D點是A、B連線的中點。下列說法正確的是（）A．C點的磁場方向沿著CD方向B．D點的磁場方向沿著DB方向C．導線C受到的安培力方向沿著CD方向D．導線A受到的安培力水平向左3．如圖所示，在赤道處，將一小球向東水平拋出，落地點為a；給小球帶上電荷后，仍以原來的速度拋出，考慮地磁場的影響，下列說法正確的是（）A．無論小球帶何種電荷，小球在運動過程中機械能不守恒B．無論小球帶何種電荷，小球落地時的速度的大小相等C．若小球帶負電荷，小球會落在更遠的b點D．若小球帶正電荷，小球仍會落在a點4．武漢病毒研究所是我國防護等級最高的P4實驗室，在該實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如下圖所示模型：廢液內含有大量正、負離子，從直徑為d的圓柱形容器右側流入，左側流出，流量值Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積。空間有垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場，下列說法正確的是（）A．帶負電粒子所受洛倫茲力方向向下B．MN兩點電壓與液體流速無關C．污水中離子數越多，兩個電極間的電壓U越大D．只需要再測出MN兩點電壓就能夠推算廢液的流量5．下列四個圖中能產生感應電流的是（）A．甲圖中，條形磁鐵以速度v向導線環運動B．乙圖中，線框在磁場中以速度v向右運動C．丙圖中，導線圓環水平放置，通電直導線在圓環一直徑正上方，增大直導線中的電流D．丁圖中，磁場方向豎直向上，垂直導軌放在水平平行導軌上的兩導線以不同的速度v16．如圖a、b、c三個圓環在同一平面內，當a環中的順時針方向電流減小時，則（）A．c環中感應電流方向為順時針，有擴張趨勢B．c環中感應電流方向為逆時針，有收縮趨勢C．b環中感應電流方向為順時針，有收縮趨勢D．b環中感應電流方向為逆時針，有擴張趨勢7．如圖所示，先后以恒定的速度v1和v2把一個正方形金屬線框水平拉出有界勻強磁場區域，且A．線框中的電功率之比PB．線框中的感應電流之比IC．通過線框某截面的電荷量之比qD．線框中產生的熱量之比Q8．如圖所示，兩相鄰的寬均為20cm的勻強磁場區域，磁場方向分別垂直紙面向里和垂直紙面向外，一位于紙面內、邊長為10cm的正方形導線框以垂直于磁場邊界的恒定速度v=10cm/s通過磁場區域，在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區域的邊界平行，取它剛進入磁場的時刻t=0，規定線框中電流逆時針方向為正方向．則下列繪出的表示線圈中感應電流i隨時間t變化規律正確的是（）A． B．C． D．二、多項選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求；全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）9．下列是教材中的四幅插圖，說法正確的是（）A．圖甲：當搖動手柄使得蹄形磁鐵轉動，鋁框會同向轉動，且和磁鐵轉得一樣快B．圖乙：給真空冶煉爐通入高頻交流電，爐內的金屬中會產生大量熱量，從而冶煉金屬C．圖丙：微安表的表頭在運輸時要把兩個正、負接線柱用導線連在一起（從而保護電表指針）這是利用了電磁阻尼原理D．圖丁：在蹄形磁鐵兩極間自由轉動的銅盤，就算摩擦極小，也會因產生感應電流而很快停下10．如圖甲是法拉第發明的銅盤發電機，也是人類歷史上第一臺發電機。利用這個發電機給平行金屬板電容器供電，如圖乙。已知銅盤的半徑為L，加在盤下側的勻強磁場磁感應強度為B1，盤勻速轉動的角速度為ω，每塊平行板長度為d，板間距離也為d，板間加垂直紙面向內、磁感應強度為B2的勻強磁場，重力加速度為g。下列選項正確的是（）A．若銅盤按照圖示方向轉動，那么平行板電容器C板電勢高B．銅盤產生的感應電動勢為E感=C．若一電子（不計重力）從電容器兩板中間水平向右射入，恰能勻速直線運動從右側水平射出，則電子射入時速度為v=D．若有一帶電量為-q的小球從電容器兩板中間水平向右射入，在復合場中做勻速圓周運動，則小球的質量為m=11．圓形區域內有垂直紙面向里的勻強磁場，帶電粒子a、b從圓周上的M點沿直徑MON方向以相同的速度射入磁場，粒子a、b的運動軌跡如圖所示。已知粒子a離開磁場時速度方向偏轉了90°，粒子b離開磁場時速度方向偏轉了60°，不計粒子的重力，下列說法正確的是（）A．粒子a、b都帶負電B．粒子a、b的比荷之比為3C．粒子a、b在磁場中運動的時間之比為3：2D．粒子a、b在磁場中運動軌跡的半徑之比為1：3三、實驗探究題（本題共3小題，共15分。）12．南充某學校興趣小組的同學在學習了磁場的知識后設計了一個利用天平測定磁感應強度的實驗方案。天平的左臂下面掛一個矩形線圈，寬為L，共N匝，線圈的下部懸在勻強磁場中，磁場方向垂直紙面。實驗步驟如下：①未通電流時，在天平右盤內放入質量為m1②當給線圈通以順時針方向流動大小為I的電流（如圖所示）時，需在天平右盤更換質量為m2（1）若m1>m2，此時矩形線圈的底邊所受的安培力方向為（2）若m1<m2，用所測量的物理量和重力加速度g13．如圖所示是“研究電磁感應現象”的實驗裝置。（1）將圖中所缺導線補接完整。（2）用此裝置研究感應電流方向時：將原線圈A插入副線圈B后，如果在閉合電鍵時發現靈敏電流計的指針向右偏了一下，那么在電鍵閉合的狀態下將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，電流計指針（填“向左偏”、“向右偏”或“不偏”）（3）在閉合電鍵時，將原線圈A向下插入B中，線圈B對線圈A的作用力為（填引力或斥力），線圈B對線圈A做功（填正或負），實現了能量的轉化。14．某同學為了探究老師課上講的自感現象，自己找來帶鐵芯的線圈L、小燈泡A、開關S和電池組E，用導線將它們連接成如圖1所示的電路。檢查電路后，閉合開關S，小燈泡發光；再斷開開關S，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現象。雖經多次重復，仍未見老師演示時出現的小燈泡閃亮現象。（1）你認為最有可能造成小燈泡未閃亮的原因是____；A．線圈電阻偏大 B．小燈泡電阻偏大C．電源的內阻偏大 D．線圈的自感系數偏大（2）t1時刻斷開開關，斷開開關前后流經小燈泡的電流i隨時間t變化的圖像是圖2中的。四、計算題（本題共3小題，共38分。解答應當寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的，不能得分。）15．如圖所示，兩平行金屬導軌間的距離L=0.6m，金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°，空間中存在磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面向上的勻強磁場。金屬導軌的一端接有電動勢E=9V、內阻r=1Ω的直流電源。現把一個質量m=0.1kg的導體棒ab放在金屬導軌上，導體棒靜止。導體棒與金屬導軌垂直且接觸良好，導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R=2Ω，與導軌間的動摩擦因數μ=0.（1）求導體棒受到的摩擦力；（2）若磁感應強度的方向不變而大小可以變化，要使導體棒能靜止，求磁感應強度大小B的取值范圍。（此間結果可用分數表示）16．如圖所示，寬度L=0.5m的平行光滑金屬導軌（足夠長）固定在絕緣水平面上，導軌的一端連接阻值為R=1Ω的電阻。導軌所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B=2T。一根質量為m=0.5kg的導體棒MN放在導軌上，兩導軌之間的導體棒的電阻為r=0.（1）導體棒運動過程最大速度vm（2）從開始運動到t=2s過程中導體棒通過的位移x；（3）整個運動過程中電阻R上產生的焦耳熱Q。17．如圖所示，平面直角坐標系xOy中，在第I象限內存在方向沿y軸負方向的勻強電場，在第IV象限內y≥?d區域存在方向垂直于紙面向外的勻強磁場。一質量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子以初速度v0從y軸上P（0，h）點沿x軸正方向開始運動，經過電場后從x（1）粒子在Q點位置的速度vQ和速度方向與x軸正方向夾角θ；（2）勻強磁場磁感應強度大小B；（3）粒子從P點開始運動至第一次到達磁場下邊界所需要的時間。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】A.1834年，俄國物理學家楞次得到了感應電流方向的規律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，A不符合題意；

BC.奧斯特最先發現了電流的磁效應現象，德國物理學家韋伯于1846年指出：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。因法拉第對電磁感應現象研究的巨大貢獻，后人稱之為法拉第電磁感應定律，BC不符合題意。

D.麥克斯韋從場的觀點出發提出：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】根據物理學史分析。2．【答案】B【解析】【解答】A.根據安培定則可知，A處的電流在C點的磁感應強度方向沿著CB方向，B處的電流在C點的磁感應強度方向沿著AC方向，由于C到A、B的距離相等，所以A、B兩處的電流在C處產生磁場的磁感應強度大小相等，根據平行四邊形定則可得，C點的磁場方向與AB方向平行斜向右下方，A不符合題意；

B.根據安培定則和對稱性可知，A、B兩處的電流在D點的磁感應強度大小相等，方向相反，相互抵消，而C處的電流在D點的磁感應強度方向沿著DB方向，故D點的磁場方向沿著DB方向，B符合題意；

C.由A項分析可知，A、B兩處電流在C點產生的合磁場平行于AB斜向右下方，由左手定則可知，導線C受到的安培力方向沿著DC方向，C不符合題意；

D.根據平行同向電流相互吸引，平行反向電流相互排斥，可知C處電流對A處電流的安培力沿著CA方向，A、B兩處的電流方向相同，可知B處電流對A處電流的安培力沿著AB方向，根據力的合成可知，導線A受到的安培力方向一定偏右，不可能水平向左，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】根據安培定則判斷各導線產生的磁場方向，再由矢量合成法則求出各點的合場強方向；根據根據平行同向電流相互吸引，平行反向電流相互排斥，分析電流受力。3．【答案】B【解析】【解答】AB.無論小球帶何種電荷，拋出后都受重力和洛倫茲力作用，由于洛倫茲力方向與速度垂直，則洛倫茲力不做功，只有重力做功，故機械能守恒，則落地時的速度的大小相等，A不符合題意，B符合題意；

C.若小球帶負電荷，根據左手定則知道小球受斜向左向下方的洛倫茲力，這樣小球偏折更厲害，會落在a的左側，C不符合題意；

D.若小球帶正電荷，根據左手定則知道小球受斜向右上方的洛倫茲力，這樣小球會飛的更遠，落在更遠的b點，D不符合題意。

故答案為：B。

【分析】分析小球受力，由機械能守恒條件分析小球的機械能是否守恒，得出小球落地時的速度的大小是否與小球帶電的正負有關；根據帶電后的小球受到的洛倫茲力方向，判斷小球落地點與a點的位置關系。4．【答案】D【解析】【解答】A、根據左手定則，負電荷受到豎直向上的洛倫茲力。故A錯誤；

BC、根據qvB=q可得電壓U=dBv則可知MN兩點電壓與液體流速有關。最終正負離子在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡，帶電離子做勻速直線運動，由上式知兩個電極間的電壓與離子濃度無關。故BC錯誤；

D、計算液體的流速，根據qvB=q可得流速v=廢液的流量為Q=Sv=即只需要再測量MN兩點電壓就能夠推算廢液的流量。故D正確。

故答案為：D。

【分析】根據左手定則確定電荷所受洛倫茲力的方向。穩定時，液體中的帶電粒子做勻速直線運動。再根據其受力情況及平衡條件確定MN兩點的電壓及流量與MN兩點電壓的關系。5．【答案】D【解析】【解答】A.甲圖中，由于線圈沒有閉合，所以條形磁鐵以速度v向導線環運動時，線圈中沒有感應電流產生，A不符合題意；

B.乙圖中，線框在磁場中以速度v向右運動時，線框中磁通量不發生變化，所以線框中沒有感應電流產生，B不符合題意；

C.丙圖中，由于導線圓環水平放置，通電直導線在圓環一直徑正上方，由安培定則和對稱關系可知，穿入與穿出圓環的磁感線條數相等，磁通量一直為零，所以導線圓環中沒有感應電流產生，C不符合題意；

D.丁圖中，兩導線分別向左、右運動，穿過回路的磁感應強度不變，面積增大，閉合電路的磁通量增大，所以回路中有感應電流產生，D符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據感應電流的產生條件分析各選項。6．【答案】C【解析】【解答】AB.由安培定則可知，a環在c環處產生的磁場方向垂直紙面向外，當a環中電流逐漸減小時，c環內向外的磁通量減小，根據楞次定律“增反減同”的規律可知，c環感應電流的方向為逆時針方向，根據楞次定律的推論“增縮減擴”的規律可知，c環由擴張的趨勢，AB不符合題意；

CD.由安培定則可知，a環在b環內產生的磁場的方向向里，當a環中電流逐漸減小時，在環外產生的磁場減小，b環內的磁通量減小，根據楞次定律“增反減同”的規律可知，b環感應電流的方向為順時針方向，為阻礙磁通量減小，b環有面積縮小的趨勢，C符合題意，D不符合題意；

故答案為：C。

【分析】根據安培定則判斷a環內和環外的磁場方向，得出c環和b環中磁通量的變化情況，再由楞次定律分析c環和b環中感應電流的方向和面積變化的趨勢。7．【答案】D【解析】【解答】AB.因為正方形金屬線框被勻速拉出勻強磁場區域，設線框的邊長為L，則線框中的感應電動勢為

E=BLv

感應電流為

I=ER=BLvR

線框中的電功率

P=I2R=B2l2v2R

因為v1=2v2，可知

P1:P2=4:1，I1:I28．【答案】D【解析】【解答】C.線框勻速進入左側磁場時，根據楞次定律可知，線框中感應電流為逆時針方向，產生的電動勢

E=BLv

恒定，故感應電流恒定，C不符合題意；

B.線框完全進入磁場且沒到達兩磁場分界線的時，線框中的磁通量不變，故電路中沒有感應電流，B不符合題意；

AD.當線圈通過磁場分界線時，兩個邊都切割磁感線，相當于兩個電源串聯，感應電動勢為線框進磁場時感應電動勢的兩倍，所以感應電流是線圈進出磁場時的兩倍，由楞次定律可知，電流方向為順時針方向；當線圈完全進入右邊磁場時，線框中磁通量不變，不產生感應電流為零；線圈從右邊磁場離開時，由楞次定律可知，產生逆時針方向的電流，大小應該與開始剛進入左邊磁場時電流相同，D符合題意，A不符合題意。

故答案為：D。

【分析】根據感應電流產生條件，分析各階段線框中是否產生感應電流，根據感應電動勢公式E=BLv推導線框在各階段的感應電動勢大小，得出電流大小，由楞次定律分析各階段的感應電流方向。9．【答案】B,C,D【解析】【解答】A．當搖動手柄使得蹄形磁鐵轉動，鋁框會同向轉動，但轉得比磁鐵慢，故A錯誤；

B．給真空冶煉爐通入高頻交流電，爐內的金屬中會產生渦流，從而產生大量熱量，從而冶煉金屬，故B正確；

C．微安表的表頭在運輸時要把兩個正、負接線柱用導線連在一起（從而保護電表指針）這是利用了電磁阻尼原理，故C正確；

D．在蹄形磁鐵兩極間自由轉動的銅盤，就算摩擦極小，也會因產生感應電流，在電磁阻尼的作用下，而停下，故D正確。

故答案為：BCD。

【分析】利用渦流l煉鋼，存在電磁驅動也存在電磁阻尼，感應電流阻礙相對運動而不是阻止。10．【答案】A,D【解析】【解答】A.根據右手定則可得，若銅盤按照圖示方向轉動，則圓心處電勢高于邊緣處電勢，那么平行板電容器C板電勢高，A符合題意；

B.將銅盤看成由很多根沿半徑放置的導體棒組成，連在圓心與電路間的導體棒為電路的等效電源，由法拉第電磁感應定律可得，銅盤產生的感應電動勢為

E感=B1Lv=12B1ωL2

B不符合題意；

C.對電子，由共點力平衡條件可得

eE電=evB2

又

E電11．【答案】B,C【解析】【解答】A.由圖可知，粒子進入磁場后向上偏轉，則由左手定則可得，粒子都帶正電，A不符合題意；

BCD.根據題意做出兩粒子的運動軌跡如圖所示，則可作圖得到圓心分別為O1、O2，如圖：

設磁場圓半徑為R，則由幾何關系可得，兩a、b粒子的軌跡圓半徑分別為

r1=R，r2=Rtan30°=3R

則粒子a、b在磁場中運動軌跡的半徑之比為

r1：r2=1：3

由洛倫茲力充當向心力可得

qvB=mv2r

得粒子的比荷為

q12．【答案】（1）豎直向上；向外（2）(【解析】【解答】（1）m1>m2，說明天平左側受到的拉力小于矩形線圈的重力，因此矩形線圈的底邊所受的安培力方向為豎直向上，根據左手定則可知磁場方向為垂直紙面向外。

（2）若m1<m2，則天平左側受到的拉力大于矩形線圈的重力，可知線圈受到的安培力向下，對矩形線圈，根據受力平衡可得

mg+NBIL=m2g

13．【答案】（1）（2）向左偏（3）斥力；負【解析】【解答】（1）探究電磁感應現象實驗電路分兩部分，電源、開關、滑動變阻器、線圈A組成閉合電路，靈敏電流計與線圈B組成另一個閉合電路，實物電路圖如圖所示：

（2）根據題意，閉合電鍵時，穿過線圈B的磁通量增大，靈敏電流計的指針向右偏了一下，說明穿過線圈B的磁通量增大時靈敏電流計指針向右偏轉。那么在電鍵閉合的狀態下將滑動變阻器滑片迅速向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值增大，流過線圈A的電流減小，線圈A產生的磁場減弱，穿過線圈B的磁通量減小，則靈敏電流計指針將向左偏轉。

（3）在閉合電鍵時，將原線圈A向下插入B中，根據楞次定律的推論“來拒去留”可知，線圈B對線圈A的作用力為斥力，線圈B對線圈A的作用力方向與線圈A的位移方向相反，所以線圈B對線圈A做負功。

【分析】（1）根據實驗原理補充實驗電路；（2）結合題意，根據楞次定律得出電流計指針的偏轉方向；（3）根據楞次定律的推論“來拒去留”，分析線圈B對線圈A的作用力；由力的方向與位移的方向判斷功的正負。14．【答案】（1）A（2）D【解析】【解答】（1）A.若線圈電阻偏大，穩定時流過燈泡的電流大于線圈的電流，斷開開關瞬間，線圈與燈泡組成新的回路，線圈產生自感電動勢，相當于電源，流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小，因為線圈中電流小于燈泡中原來的電流，所以燈泡立即變暗，再逐漸熄滅，延時熄滅時間較短，現象不顯著，A符合題意；

B.若小燈泡電阻偏大，穩定時流過燈泡的電流小于線圈的電流，與A選項同理，斷開開關瞬間，流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小，因為線圈中電流大于燈泡中原來的電流，所以燈泡燈泡將閃亮一下再逐漸熄滅，延時現象會比較明顯，B不符合題意；

C.開關斷開開關時，燈泡能否發生閃亮，取決于燈泡的電流有沒有增大，與電源的內阻無關，C不符合題意。

D.線圈的自感系數較大，產生的自感電動勢較大，但不能改變穩定時燈泡和線圈中電流的大小關系，D不符合題意。

故答案為：A。

（2）由（1）分析可知，小燈泡僅有不顯著的延時熄滅現象，說明電路穩定時，流過燈泡的電流大于線圈的電流，電鍵斷開瞬間，流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小，所以i-t圖像中t1時刻電流會突然減小，因為斷開電鍵瞬間，通過線圈的電流突然減小，根據楞次定律“增反減同”的規律可知，線圈產生的感應電動勢維持線圈中電流原來的流向，可知斷開電鍵瞬間，流過小燈泡的電流反向，D符合題意，ABC不符合題意。

故答案為：D。

15．【答案】（1）解