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江苏省无锡市惠山区（玉祁高级中学）2024-2025学年高二下学期期中考试物理（春卷）
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。）
1．某病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其他部分不同片中显示为白斑。拍摄CT片，利用其穿透能力与密度有关的是（　　）
A．无线电波 B．红外线 C．X射线 D．紫外线
2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因是（　　）
A．加热后盐分子变小了，很容易进入萝卜中
B．炒菜时萝卜翻动地快，盐和萝卜接触多
C．加热后萝卜分子间空隙变大，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动激烈
3．电磁炉的基本结构图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．任何材质的锅具都适合在电磁炉上使用
B．电磁炉支板处产生涡流，锅体无涡流
C．电磁炉使锅体产生涡流，支板处无涡流
D．电磁炉通上恒定电流也可以加热食物
4．如图所示，将条形磁铁的磁极从发光白炽灯的正下方靠近横向的“一”字型灯丝，发现灯丝持续颤动。则（　　）
A．灯丝左右颤动 B．灯丝上下颤动
C．灯丝前后颤动 D．白炽灯可能是用干电池供电
5．利用图示的实验器材探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，下列说法正确的是（　　）
A．原线圈两端应与学生电源的直流挡相连接
B．多用电表测量电压时，应先用最大电压挡试测
C．实验时变压器的铁芯闭合与否对实验结果没有影响
D．实验测量得到原、副线圈两端的电压比严格等于匝数比
6．如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的磁场能正在减小
C．电感线圈中的电流正在减小
D．此时自感电动势正在阻碍电流的增加
7．如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示，A、B都是质量很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别按图示方式靠近这两个圆环，则下面说法正确的是（　　）
A．磁铁N极靠近A环时，A环内部产生顺时针方向的感应电流（图示视角）
B．磁铁N极靠近B环时，B环内部产生逆时针方向的感应电流（图示视角）
C．磁铁N极靠近B环时，B环内没有感应电动势产生
D．磁铁的任意磁极靠近A环时，A环均会被排斥
9．用如图所示电路演示“断电自感”现象，闭合开关小灯泡发光，断开开关小灯泡仅延时熄灭，为了出现断开开关后小灯泡明显变亮再慢慢熄灭的现象，下列方法可能成功的是（　　）
A．换自感系数相同，电阻更小的线圈
B．换自感系数相同，电阻更大的线圈
C．换电阻相同，自感系数更小的线圈
D．换电阻相同，自感系数更大的线圈
10．霍尔元件被广泛使用在新能源行业中。图中左侧线圈连接待测电压U时，霍尔元件将输出一个电压值UH。霍尔元件由载流子为正电荷的材料制成，元件中通入的称电流I0从a流向b，放大示意图见下部分。则（　　）
A．图中霍尔元件处有方向向上的磁场
B．图中霍尔元件前表面c为低电势面
C．增大待测电压U，霍尔电压UH将减小
D．霍尔电压UH的大小与霍尔电流I0无关
11．如图所示，两光滑平行长直导轨，间距为d，放置在水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直，两质量都为m、电阻都为r的导体棒、垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，两棒两导体棒距离足够远，静止，以初速度向右运动，不计导轨电阻，忽略感生电流产生的磁场，则（　　）
A．导体棒的最终速度为
B．导体棒产生的焦耳热为
C．通过导体棒横截面的电量为
D．两导体棒的初始距离最小为
二、非选择题：本题共5题，共56分。其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将1mL的油酸溶于酒精，制成1000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上，再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积。已知坐标纸中正方形方格边长为1cm。根据以上信息，回答下列问题：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是　 　mL；若数出油膜轮廓对应的方格数为150格，由此估算出分子的直径为　 　m。（结果均保留1位有效数字）
（2）在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（　　）
A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．极限思维法
（3）为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是（　　）
A．油酸浓度适当大一些
B．爽身粉层在水面上适当厚一些
C．轮廓范围内的完整正方形个数即代表油膜铺开的面积
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
（4）小张同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA=　 　。
13．如图所示，足够长光滑水平导轨两端连接两阻值相同的定值电阻R＝3 Ω，轨道电阻忽略不计，导轨间距L＝0.5 m。整个装置处在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中。一根长度也为L的导体棒ab垂直于导轨放置，在外力作用下以v＝2m/s的速度向右匀速运动，已知导体棒的电阻r＝2.5 Ω，试求：
（1）通过导体棒ab的电流I；
（2）导体棒ab两端的电压Uab。
14．如图所示，当液体在矩形管道中流动时，液体中的正、负离子受磁场力作用分别向金属板M、N偏转，使两板间形成稳定的电压，测出该电压U和管道的横截面积S，便可计算液体的流量Q（即单位时间内流过的体积），这就是电磁流量计的工作原理。现已知垂直于侧面的磁场磁感应强度为B，M、N两板间的电压为U，管道ab和ad边的边长分别为和。求：
（1）管道内液体流动的速度v；
（2）管道内液体的流量Q。
15．某医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R =40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
（1）线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比；
（3）若已知每台医疗设备的额定功率均为1kW，求上述情况下，刚好可以满足几台这种同型号的医疗设备同时工作。
16．如图所示，等边三角形AQC的边长为2L，P、D分别为AQ、AC的中点．水平线QC以下是向左的匀强电场，区域Ⅰ（梯形PQCD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；区域Ⅱ（三角形APD）内的磁场方向垂直纸面向里，区域（虚线PD之上、三角形APD以外）的磁场与区域Ⅱ内大小相等、方向相反．带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为L的O点以某一速度射入电场，在电场作用下以速度v0垂直QC到达该边中点N，经区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ（粒子重力忽略不计）
（1）求该粒子的比荷；
（2）求该粒子从O点运动到N点的时间t1和匀强电场的电场强度E；
（3）若区域Ⅱ和区域Ⅲ内磁场的磁感应强度大小为3B0，则粒子经过一系列运动后会返回至O点，求粒子从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间t。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】 CT及透视是利用X射线的穿透能力；而无线电波波长较长常用于通信；红外线具有热效应，而紫外线用于杀菌消毒，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【分析】根据红外线、紫外线、X射线及无线电波性质及应用即可正确求解。
2．【答案】D
【知识点】分子动理论的基本内容
【解析】【解答】A、盐分子的大小与温度无关，故A错误；B、翻动得快并不能使盐和萝卜接触更多；故B错误；
C、腌制和炒菜时，青菜分子间都存在空隙，空隙大小变化不明显，故C错误；
D、炒菜时温度高，分子热运动加剧，扩散加快，故D正确；
故选：D。
【分析】分子的运动与温度有关．温度越高，分子热运动越剧烈，盐分子扩散到青菜越快；从而盐味进入的快。
3．【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】A．要使锅内产生涡流，则锅的材质必须是金属，不是任何材质的锅具都适合在电磁炉上使用，故A错误；
BC．电磁炉使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅底(铁锅)，在锅底中产生大量的涡流，故B错误，C正确；
D．电磁炉通入恒定电流，不会产生涡流即感应电流，无法加热食物，故D错误。
故选：C。
【分析】根据电磁炉工作原理电磁感应加热原理分析。
4．【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】家庭电路电流是交流电，灯丝中电流方法不断变化，磁铁靠近白炽灯时，灯丝受到安培力作用，由于电流方向不断变化，灯丝受到的安培力方向不断变化，根据左手定则，结合磁场方向，可知灯丝前后颤抖，故C正确，ABD错误。故选：C。
【分析】通电导线在磁场中受到安培力的方向，根据左手定则判断。
5．【答案】B
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】本题考查“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验，要求学生了解变压器的原理，掌握实验的正确操作，知道变压器的磁损和铁损。A．探究原、副线圈电压与匝数的关系时，原线圈两端应与学生电源的交流挡相连接，A错误；
B．使用多用电表测量电压时，为避免超量程，应先用最大电压挡试测，B正确；
C．实验时变压器的铁芯闭合减少能量损失，对实验结果有影响，C错误；
D．考虑到电能损失，实验测量得到原、副线圈两端的电压比大于匝数比，D错误。
故选B。
【分析】变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，因此该实验使用交流电；根据实验的正确操作，从保护电阻的角度分析作答；根据铁芯的作用分析作答；实际变压器存在能量损失，使得变压器副线圈两端的电压的实际值小于理论值，据此分析作答。
6．【答案】D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】根据电容器极板电性以及线圈产生磁场方向可推知此时电容器正在放电，电感线圈中的电流正在增大，磁场能正在增大，该时刻自感电动势正在阻碍电流增加，故ABC错误，D正确。故选：D。
【分析】在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
7．【答案】A
【知识点】洛伦兹力的计算
【解析】【解答】该题考查的知识点较多，首先是右手定则，知道通电直导线周围的磁场的分布；其次是左手定则，会熟练的判断带电粒子受到的洛伦兹力的方向。由右手螺旋定则可知通电导线产生的磁场方向与水平面平行，由左手定则可知带电小球受到的洛伦兹力方向始终在竖直方向，小球水平方向不受力，所以小球将做匀速直线运动。
故选A。
【分析】先用右手定则判断出竖直导线周围的磁场方向及分布情况，再由左手定则判断带正电小球运动时的受力方向，再判断力是否做功即可分析。
8．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A．磁铁N极靠近A环时，垂直于A环向里的磁感应强度增加，由楞次定律可知，将产生垂直于A环向外的感应磁场，产生图示视角逆时针的电流，故A错误；B．由于B不是闭合回路，磁铁N极靠近B环时，故不能产生感应电流，故B错误；
C．磁铁N极靠近B环时，由于有磁通量的变化，因此会产生感应电动势，故C错误；
D．磁铁的任意磁极靠近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，故D正确。
故选：D。
【分析】当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，对于闭合圆环，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使圆环运动；对于不闭合圆环，虽有感应电动势，但没有感应电流，则不受安培力作用。
9．【答案】A
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】由电路图可知，灯泡与线圈并联后接入电路，断开开关瞬间，灯泡中原来的电流消失；根据楞次定律，线圈产生自感电动势，与灯泡组成闭合电路，所以流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，说明电路中的电流稳定时流过灯泡的电流大于等于流过线圈的电流，根据欧姆定律可知灯泡不发生闪亮的原因是由于线圈的电阻值大于等于灯泡的电阻值，所以有助于小灯泡出现闪亮现象的只有换用电阻较小的线圈，其余的三种方法都不行，故A正确，BCD错误。故选：A。
【分析】线圈与小灯泡并连接电池组上。要使灯泡发生闪亮，断开开关时，流过灯泡的电流要比以前的电流大。根据楞次定律和并联的特点分析。
10．【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A． 根据右手螺旋定则可知图中霍尔元件处有方向向下的磁场，故A错误；
B． 根据左手定则可知正电荷在霍尔元件中向后表面d聚集，霍尔元件后表面d为高电势面， 为低电势面，故B正确；
C．设霍尔元件高为，面间的距离为，根据
电流的微观表达式
两式联立解得，霍尔电压
所以待测电压加大，则左侧电路中的电流增大，所产生的磁场增大，所以霍尔电压增大，C错误；
D．根据霍尔电压的公式可知，霍尔电压的大小与霍尔电流有关，D错误。
故选：B。
【分析】根据安培定则判断霍尔元件处的磁场方向；根据左手定则判断正电荷的偏转方向，进而判断电势高低；根据载流子所受的电场力和洛伦兹力平衡判断影响霍尔电压的因素。
11．【答案】D
【知识点】碰撞模型；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A．对两根棒组成的系统分析，系统合外力为零，以向右为正方向，根据动量守恒定律有 mv0=（m+m）v共解得最终两根棒共同的速度为
解得
故A错误；
B．根据能量守恒定律可得
解得
由于两根导体棒电阻相同，则导体棒L2产生的焦耳热为
故B错误；
C．对导体棒，由动量定理得
因为，故
因此通过导体棒横截面的电量为
故C错误；
D．当导体棒、速度相等时距离为零时，两棒初始距离最小。设最小初始距离为l，则通过导体棒横截面的电量
解得
故D正确。
故选D。
【分析】对系统根据动量守恒定律求解导体棒L1的最终速度；根据能量守恒定律求解回路中产生的焦耳热，再求解导体棒L2产生的焦耳热；任取一根导体棒根据动量定理列式求解通过导体棒横截面的电量；根据闭合电路的欧姆定律列式，联立C选项求得的电荷量求解两导体棒的初始最小距离。
12．【答案】（1）；
（2）B
（3）D
（4）
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1） 滴入的1滴油酸酒精混合溶液中纯油酸的含量为
油膜的面积为 150×1×1cm2=150cm2
则分子的直径
（2）实验中，将油酸分子看成紧密排列的球体，采用的理想模型法。故B正确，ACD错误。
故选：B。
（3）A．油酸浓度越大，摊开的油膜面积越大，不好测量，故A错误；
B．爽身粉层要尽可能薄且均匀，粉层过厚，油膜摊开的面积会偏小，故B错误；
C．滴入油酸混合溶液后，要等待稳定再绘图，故C正确；
D．计算轮廓的面积时，轮廓内的方格大于一半算一个，小于一半的要舍去，故D错误。
故选：C。
（4）油酸分子的体积为
油酸的摩尔质量
可得阿伏加德罗常数为
【分析】（1）根据浓度计算1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积；根据油膜轮廓包含的小方格数计算油膜的面积；根据体积公式计算油酸分子的直径；
（2）根据实验原理分析判断；
（3）根据实验原理和注意事项分析判断；
（4）根据摩尔体积等于阿伏加德罗常数乘以油酸分子体积结合将油酸分子看成球进行计算。
（1）[1]一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为
[2]油膜的面积为
则分子的直径
（2）在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是理想模型法。
故选B。
（3）A．油酸浓度越大，油酸的分子数越多，越不容易形成单分子膜，不利用实验准确度，故A错误；
B．爽身粉层在水面上越厚，不容易使油酸分子扩散形成单分子膜，故B错误；
C．轮廓范围内的超过半个的完整正方形个数才更接近代表油膜铺开的面积，故C错误；
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图，此时油膜铺开的更接近单分子膜，实验更准确，故D正确。
故选D。
（4）油酸分子的体积为
油酸的摩尔质量
可得阿伏加德罗常数为
13．【答案】（1）根据法拉第电磁感应定律有E=Blv=1V
外电阻为
通过ab棒的电流为
（2）ab两端的电压
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律进行解答；（2）根据右手定则、欧姆定律求解导体棒ab两端的电压。
（1）根据法拉第电磁感应定律有E=Blv=1V
外电阻为
通过ab棒的电流为
（2）ab两端的电压
14．【答案】解：（1）当平衡时有
解得
（2）管道内液体的流量
所以流量为
【知识点】电磁流量计
【解析】【分析】（1）根据液体的平衡状态，结合洛伦兹力的计算公式得出液体的速度和对应的方向；
（2）根据流量的计算公式得出流量的大小。
15．【答案】（1）电压表示数为有效值，则
发电机的最大感应电动势
解得线圈转动角速度大小为
（2）升压变压器副线圈两端电压
输电线上的电流
降压变压器原线圈两端电压
降压变压器原、副线圈匝数之比为
（3）医疗设备正常工作的总功率
所以刚好满足医疗设备同时工作的台数为
【知识点】电能的输送；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求解电动势最大值，电压表读数为有效值，据此求解线框的角速度；
（2）根据变压比公式列式求解输电线上的电流，根据P=I2R求解输电线上的电流，结合副线圈上的电压求出降压变压器的匝数之比；
（3）求出医疗设备正常工作的总功率，结合每台医疗设备的额定功率求解同时工作的台数。
（1）电压表示数为有效值，则
发电机的最大感应电动势
解得线圈转动角速度大小为
（2）升压变压器副线圈两端电压
输电线上的电流
降压变压器原线圈两端电压
降压变压器原、副线圈匝数之比为
（3）医疗设备正常工作的总功率
所以刚好满足医疗设备同时工作的台数为
16．【答案】解：（1）由题意可知，粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动，轨道半径为
由牛顿第二定律和洛伦兹力可得
解得
（2）粒子从O点到N点过程中，竖直向上做速度为v0的匀速直线运动，则：
水平向右做末速度为零的匀减速直线运动，则
由牛顿第二定律得
解得
（3）带电粒子在区域Ⅱ和区域Ⅲ内做匀速圆周运动，同理由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式可得：
粒子从N点出发再回到N点的运动轨迹如图所示
在区域Ⅰ中匀速圆周运动周期为
在区域Ⅰ中运动的时间为
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中匀速圆周运动周期为
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中运动时间为
可得

【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动，圆心为Q点，故半径等于QN，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；
（2）粒子从O到N与从N到O是逆过程，N到O做类平抛运动；故O到N的竖直分运动是匀速直线运动，水平分运动是匀加速直线运动，根据分位移公式列式求解即可；
（3）画出粒子在磁场中运动轨迹，找出半径与三角形边长的关系，定出时间与周期的关系，求出时间。
1 / 1江苏省无锡市惠山区（玉祁高级中学）2024-2025学年高二下学期期中考试物理（春卷）
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。）
1．某病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其他部分不同片中显示为白斑。拍摄CT片，利用其穿透能力与密度有关的是（　　）
A．无线电波 B．红外线 C．X射线 D．紫外线
【答案】C
【知识点】电磁波谱
【解析】【解答】 CT及透视是利用X射线的穿透能力；而无线电波波长较长常用于通信；红外线具有热效应，而紫外线用于杀菌消毒，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【分析】根据红外线、紫外线、X射线及无线电波性质及应用即可正确求解。
2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因是（　　）
A．加热后盐分子变小了，很容易进入萝卜中
B．炒菜时萝卜翻动地快，盐和萝卜接触多
C．加热后萝卜分子间空隙变大，易扩散
D．炒菜时温度高，分子热运动激烈
【答案】D
【知识点】分子动理论的基本内容
【解析】【解答】A、盐分子的大小与温度无关，故A错误；B、翻动得快并不能使盐和萝卜接触更多；故B错误；
C、腌制和炒菜时，青菜分子间都存在空隙，空隙大小变化不明显，故C错误；
D、炒菜时温度高，分子热运动加剧，扩散加快，故D正确；
故选：D。
【分析】分子的运动与温度有关．温度越高，分子热运动越剧烈，盐分子扩散到青菜越快；从而盐味进入的快。
3．电磁炉的基本结构图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．任何材质的锅具都适合在电磁炉上使用
B．电磁炉支板处产生涡流，锅体无涡流
C．电磁炉使锅体产生涡流，支板处无涡流
D．电磁炉通上恒定电流也可以加热食物
【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】A．要使锅内产生涡流，则锅的材质必须是金属，不是任何材质的锅具都适合在电磁炉上使用，故A错误；
BC．电磁炉使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生交变磁场，交变磁场的磁感线大部分通过金属锅底(铁锅)，在锅底中产生大量的涡流，故B错误，C正确；
D．电磁炉通入恒定电流，不会产生涡流即感应电流，无法加热食物，故D错误。
故选：C。
【分析】根据电磁炉工作原理电磁感应加热原理分析。
4．如图所示，将条形磁铁的磁极从发光白炽灯的正下方靠近横向的“一”字型灯丝，发现灯丝持续颤动。则（　　）
A．灯丝左右颤动 B．灯丝上下颤动
C．灯丝前后颤动 D．白炽灯可能是用干电池供电
【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】家庭电路电流是交流电，灯丝中电流方法不断变化，磁铁靠近白炽灯时，灯丝受到安培力作用，由于电流方向不断变化，灯丝受到的安培力方向不断变化，根据左手定则，结合磁场方向，可知灯丝前后颤抖，故C正确，ABD错误。故选：C。
【分析】通电导线在磁场中受到安培力的方向，根据左手定则判断。
5．利用图示的实验器材探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，下列说法正确的是（　　）
A．原线圈两端应与学生电源的直流挡相连接
B．多用电表测量电压时，应先用最大电压挡试测
C．实验时变压器的铁芯闭合与否对实验结果没有影响
D．实验测量得到原、副线圈两端的电压比严格等于匝数比
【答案】B
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】本题考查“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验，要求学生了解变压器的原理，掌握实验的正确操作，知道变压器的磁损和铁损。A．探究原、副线圈电压与匝数的关系时，原线圈两端应与学生电源的交流挡相连接，A错误；
B．使用多用电表测量电压时，为避免超量程，应先用最大电压挡试测，B正确；
C．实验时变压器的铁芯闭合减少能量损失，对实验结果有影响，C错误；
D．考虑到电能损失，实验测量得到原、副线圈两端的电压比大于匝数比，D错误。
故选B。
【分析】变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，因此该实验使用交流电；根据实验的正确操作，从保护电阻的角度分析作答；根据铁芯的作用分析作答；实际变压器存在能量损失，使得变压器副线圈两端的电压的实际值小于理论值，据此分析作答。
6．如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的磁场能正在减小
C．电感线圈中的电流正在减小
D．此时自感电动势正在阻碍电流的增加
【答案】D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】根据电容器极板电性以及线圈产生磁场方向可推知此时电容器正在放电，电感线圈中的电流正在增大，磁场能正在增大，该时刻自感电动势正在阻碍电流增加，故ABC错误，D正确。故选：D。
【分析】在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
7．如图所示，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的光滑水平面上P处有一带正电小球从图示位置以初速度水平向右运动，小球始终在水平面内运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是图中的（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】洛伦兹力的计算
【解析】【解答】该题考查的知识点较多，首先是右手定则，知道通电直导线周围的磁场的分布；其次是左手定则，会熟练的判断带电粒子受到的洛伦兹力的方向。由右手螺旋定则可知通电导线产生的磁场方向与水平面平行，由左手定则可知带电小球受到的洛伦兹力方向始终在竖直方向，小球水平方向不受力，所以小球将做匀速直线运动。
故选A。
【分析】先用右手定则判断出竖直导线周围的磁场方向及分布情况，再由左手定则判断带正电小球运动时的受力方向，再判断力是否做功即可分析。
8．如图所示，A、B都是质量很轻的铝环，环A是闭合的，环B是断开的，横梁可以绕中间的支点自由转动。若用磁铁分别按图示方式靠近这两个圆环，则下面说法正确的是（　　）
A．磁铁N极靠近A环时，A环内部产生顺时针方向的感应电流（图示视角）
B．磁铁N极靠近B环时，B环内部产生逆时针方向的感应电流（图示视角）
C．磁铁N极靠近B环时，B环内没有感应电动势产生
D．磁铁的任意磁极靠近A环时，A环均会被排斥
【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】A．磁铁N极靠近A环时，垂直于A环向里的磁感应强度增加，由楞次定律可知，将产生垂直于A环向外的感应磁场，产生图示视角逆时针的电流，故A错误；B．由于B不是闭合回路，磁铁N极靠近B环时，故不能产生感应电流，故B错误；
C．磁铁N极靠近B环时，由于有磁通量的变化，因此会产生感应电动势，故C错误；
D．磁铁的任意磁极靠近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，故D正确。
故选：D。
【分析】当磁铁的运动，导致两金属圆环的磁通量发生变化，对于闭合圆环，从而由楞次定律可得线圈中产生感应电流，则处于磁铁的磁场受到安培力，使圆环运动；对于不闭合圆环，虽有感应电动势，但没有感应电流，则不受安培力作用。
9．用如图所示电路演示“断电自感”现象，闭合开关小灯泡发光，断开开关小灯泡仅延时熄灭，为了出现断开开关后小灯泡明显变亮再慢慢熄灭的现象，下列方法可能成功的是（　　）
A．换自感系数相同，电阻更小的线圈
B．换自感系数相同，电阻更大的线圈
C．换电阻相同，自感系数更小的线圈
D．换电阻相同，自感系数更大的线圈
【答案】A
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】由电路图可知，灯泡与线圈并联后接入电路，断开开关瞬间，灯泡中原来的电流消失；根据楞次定律，线圈产生自感电动势，与灯泡组成闭合电路，所以流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，说明电路中的电流稳定时流过灯泡的电流大于等于流过线圈的电流，根据欧姆定律可知灯泡不发生闪亮的原因是由于线圈的电阻值大于等于灯泡的电阻值，所以有助于小灯泡出现闪亮现象的只有换用电阻较小的线圈，其余的三种方法都不行，故A正确，BCD错误。故选：A。
【分析】线圈与小灯泡并连接电池组上。要使灯泡发生闪亮，断开开关时，流过灯泡的电流要比以前的电流大。根据楞次定律和并联的特点分析。
10．霍尔元件被广泛使用在新能源行业中。图中左侧线圈连接待测电压U时，霍尔元件将输出一个电压值UH。霍尔元件由载流子为正电荷的材料制成，元件中通入的称电流I0从a流向b，放大示意图见下部分。则（　　）
A．图中霍尔元件处有方向向上的磁场
B．图中霍尔元件前表面c为低电势面
C．增大待测电压U，霍尔电压UH将减小
D．霍尔电压UH的大小与霍尔电流I0无关
【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A． 根据右手螺旋定则可知图中霍尔元件处有方向向下的磁场，故A错误；
B． 根据左手定则可知正电荷在霍尔元件中向后表面d聚集，霍尔元件后表面d为高电势面， 为低电势面，故B正确；
C．设霍尔元件高为，面间的距离为，根据
电流的微观表达式
两式联立解得，霍尔电压
所以待测电压加大，则左侧电路中的电流增大，所产生的磁场增大，所以霍尔电压增大，C错误；
D．根据霍尔电压的公式可知，霍尔电压的大小与霍尔电流有关，D错误。
故选：B。
【分析】根据安培定则判断霍尔元件处的磁场方向；根据左手定则判断正电荷的偏转方向，进而判断电势高低；根据载流子所受的电场力和洛伦兹力平衡判断影响霍尔电压的因素。
11．如图所示，两光滑平行长直导轨，间距为d，放置在水平面上，磁感应强度为B的匀强磁场与导轨平面垂直，两质量都为m、电阻都为r的导体棒、垂直放置在导轨上，与导轨接触良好，两棒两导体棒距离足够远，静止，以初速度向右运动，不计导轨电阻，忽略感生电流产生的磁场，则（　　）
A．导体棒的最终速度为
B．导体棒产生的焦耳热为
C．通过导体棒横截面的电量为
D．两导体棒的初始距离最小为
【答案】D
【知识点】碰撞模型；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A．对两根棒组成的系统分析，系统合外力为零，以向右为正方向，根据动量守恒定律有 mv0=（m+m）v共解得最终两根棒共同的速度为
解得
故A错误；
B．根据能量守恒定律可得
解得
由于两根导体棒电阻相同，则导体棒L2产生的焦耳热为
故B错误；
C．对导体棒，由动量定理得
因为，故
因此通过导体棒横截面的电量为
故C错误；
D．当导体棒、速度相等时距离为零时，两棒初始距离最小。设最小初始距离为l，则通过导体棒横截面的电量
解得
故D正确。
故选D。
【分析】对系统根据动量守恒定律求解导体棒L1的最终速度；根据能量守恒定律求解回路中产生的焦耳热，再求解导体棒L2产生的焦耳热；任取一根导体棒根据动量定理列式求解通过导体棒横截面的电量；根据闭合电路的欧姆定律列式，联立C选项求得的电荷量求解两导体棒的初始最小距离。
二、非选择题：本题共5题，共56分。其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将1mL的油酸溶于酒精，制成1000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL上述溶液为80滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上，再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积。已知坐标纸中正方形方格边长为1cm。根据以上信息，回答下列问题：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V是　 　mL；若数出油膜轮廓对应的方格数为150格，由此估算出分子的直径为　 　m。（结果均保留1位有效数字）
（2）在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是（　　）
A．等效替代法 B．理想模型法 C．控制变量法 D．极限思维法
（3）为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小，下列措施可行的是（　　）
A．油酸浓度适当大一些
B．爽身粉层在水面上适当厚一些
C．轮廓范围内的完整正方形个数即代表油膜铺开的面积
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
（4）小张同学利用上述方法测量出了油酸的直径为d，已知油酸的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为NA=　 　。
【答案】（1）；
（2）B
（3）D
（4）
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1） 滴入的1滴油酸酒精混合溶液中纯油酸的含量为
油膜的面积为 150×1×1cm2=150cm2
则分子的直径
（2）实验中，将油酸分子看成紧密排列的球体，采用的理想模型法。故B正确，ACD错误。
故选：B。
（3）A．油酸浓度越大，摊开的油膜面积越大，不好测量，故A错误；
B．爽身粉层要尽可能薄且均匀，粉层过厚，油膜摊开的面积会偏小，故B错误；
C．滴入油酸混合溶液后，要等待稳定再绘图，故C正确；
D．计算轮廓的面积时，轮廓内的方格大于一半算一个，小于一半的要舍去，故D错误。
故选：C。
（4）油酸分子的体积为
油酸的摩尔质量
可得阿伏加德罗常数为
【分析】（1）根据浓度计算1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积；根据油膜轮廓包含的小方格数计算油膜的面积；根据体积公式计算油酸分子的直径；
（2）根据实验原理分析判断；
（3）根据实验原理和注意事项分析判断；
（4）根据摩尔体积等于阿伏加德罗常数乘以油酸分子体积结合将油酸分子看成球进行计算。
（1）[1]一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为
[2]油膜的面积为
则分子的直径
（2）在实验中将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是理想模型法。
故选B。
（3）A．油酸浓度越大，油酸的分子数越多，越不容易形成单分子膜，不利用实验准确度，故A错误；
B．爽身粉层在水面上越厚，不容易使油酸分子扩散形成单分子膜，故B错误；
C．轮廓范围内的超过半个的完整正方形个数才更接近代表油膜铺开的面积，故C错误；
D．油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图，此时油膜铺开的更接近单分子膜，实验更准确，故D正确。
故选D。
（4）油酸分子的体积为
油酸的摩尔质量
可得阿伏加德罗常数为
13．如图所示，足够长光滑水平导轨两端连接两阻值相同的定值电阻R＝3 Ω，轨道电阻忽略不计，导轨间距L＝0.5 m。整个装置处在磁感应强度B＝1T的匀强磁场中。一根长度也为L的导体棒ab垂直于导轨放置，在外力作用下以v＝2m/s的速度向右匀速运动，已知导体棒的电阻r＝2.5 Ω，试求：
（1）通过导体棒ab的电流I；
（2）导体棒ab两端的电压Uab。
【答案】（1）根据法拉第电磁感应定律有E=Blv=1V
外电阻为
通过ab棒的电流为
（2）ab两端的电压
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律进行解答；（2）根据右手定则、欧姆定律求解导体棒ab两端的电压。
（1）根据法拉第电磁感应定律有E=Blv=1V
外电阻为
通过ab棒的电流为
（2）ab两端的电压
14．如图所示，当液体在矩形管道中流动时，液体中的正、负离子受磁场力作用分别向金属板M、N偏转，使两板间形成稳定的电压，测出该电压U和管道的横截面积S，便可计算液体的流量Q（即单位时间内流过的体积），这就是电磁流量计的工作原理。现已知垂直于侧面的磁场磁感应强度为B，M、N两板间的电压为U，管道ab和ad边的边长分别为和。求：
（1）管道内液体流动的速度v；
（2）管道内液体的流量Q。
【答案】解：（1）当平衡时有
解得
（2）管道内液体的流量
所以流量为
【知识点】电磁流量计
【解析】【分析】（1）根据液体的平衡状态，结合洛伦兹力的计算公式得出液体的速度和对应的方向；
（2）根据流量的计算公式得出流量的大小。
15．某医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积，匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R =40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
（1）线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比；
（3）若已知每台医疗设备的额定功率均为1kW，求上述情况下，刚好可以满足几台这种同型号的医疗设备同时工作。
【答案】（1）电压表示数为有效值，则
发电机的最大感应电动势
解得线圈转动角速度大小为
（2）升压变压器副线圈两端电压
输电线上的电流
降压变压器原线圈两端电压
降压变压器原、副线圈匝数之比为
（3）医疗设备正常工作的总功率
所以刚好满足医疗设备同时工作的台数为
【知识点】电能的输送；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求解电动势最大值，电压表读数为有效值，据此求解线框的角速度；
（2）根据变压比公式列式求解输电线上的电流，根据P=I2R求解输电线上的电流，结合副线圈上的电压求出降压变压器的匝数之比；
（3）求出医疗设备正常工作的总功率，结合每台医疗设备的额定功率求解同时工作的台数。
（1）电压表示数为有效值，则
发电机的最大感应电动势
解得线圈转动角速度大小为
（2）升压变压器副线圈两端电压
输电线上的电流
降压变压器原线圈两端电压
降压变压器原、副线圈匝数之比为
（3）医疗设备正常工作的总功率
所以刚好满足医疗设备同时工作的台数为
16．如图所示，等边三角形AQC的边长为2L，P、D分别为AQ、AC的中点．水平线QC以下是向左的匀强电场，区域Ⅰ（梯形PQCD）内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；区域Ⅱ（三角形APD）内的磁场方向垂直纸面向里，区域（虚线PD之上、三角形APD以外）的磁场与区域Ⅱ内大小相等、方向相反．带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为L的O点以某一速度射入电场，在电场作用下以速度v0垂直QC到达该边中点N，经区域Ⅰ再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ（粒子重力忽略不计）
（1）求该粒子的比荷；
（2）求该粒子从O点运动到N点的时间t1和匀强电场的电场强度E；
（3）若区域Ⅱ和区域Ⅲ内磁场的磁感应强度大小为3B0，则粒子经过一系列运动后会返回至O点，求粒子从N点出发再回到N点的运动过程所需的时间t。
【答案】解：（1）由题意可知，粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动，轨道半径为
由牛顿第二定律和洛伦兹力可得
解得
（2）粒子从O点到N点过程中，竖直向上做速度为v0的匀速直线运动，则：
水平向右做末速度为零的匀减速直线运动，则
由牛顿第二定律得
解得
（3）带电粒子在区域Ⅱ和区域Ⅲ内做匀速圆周运动，同理由牛顿第二定律和洛伦兹力表达式可得：
粒子从N点出发再回到N点的运动轨迹如图所示
在区域Ⅰ中匀速圆周运动周期为
在区域Ⅰ中运动的时间为
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中匀速圆周运动周期为
在区域Ⅱ和区域Ⅲ中运动时间为
可得

【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1）粒子在区域Ⅰ内做匀速圆周运动，圆心为Q点，故半径等于QN，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；
（2）粒子从O到N与从N到O是逆过程，N到O做类平抛运动；故O到N的竖直分运动是匀速直线运动，水平分运动是匀加速直线运动，根据分位移公式列式求解即可；
（3）画出粒子在磁场中运动轨迹，找出半径与三角形边长的关系，定出时间与周期的关系，求出时间。
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