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广东省清远市第三中学教育集团2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题
1．如图所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是（　　）
①在b和d时刻，电路中电流最大
②在a→b时间内，电场能转变为磁场能
③a和c时刻，磁场能为零
④在O→a和c→d时间内，电容器被充电
A．只有①和③ B．只有②和④
C．只有④ D．只有①②和③
2．如图所示的四种情况中，满足磁铁与线圈相互排斥且通过R的感应电流方向从b到a的是（　　）
A． B．
C． D．
3．在如图所示的空间中，存在匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。一带负电的粒子在该空间恰好能够沿轴正方向以速度匀速运动，不计带电粒子受到的重力，已知匀强电场沿轴负方向，则匀强磁场（　　）
A．沿轴负方向 B．沿轴正方向 C．沿轴负方向 D．沿轴正方向
4．即将建成的孝文化公园摩天轮是新田水上乐园的标志性建筑之一，预计开放后会深受游客喜爱。摩天轮悬挂透明座舱，某游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）
A．摩天轮转动一周的过程中，游客重力的冲量为零
B．摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变
C．在最高点，游客处于失重状态
D．摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变
5．如图所示，某振荡电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，则下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器正在充电
B．该时刻电路中电流正在减小
C．该时刻电场能正在向磁场能转化
D．该振荡电路磁场能量变化的周期为
6．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并将其加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（　　）
A．交变电流的周期是内电流方向变化了50次
B．原、副线圈通过交变电流的频率之比为
C．电压表示数为
D．若原副线圈匝数比为，可以使燃气灶点火
7．边长均为l的正方形导线框Ⅰ、Ⅱ由相同材料制成，且导线框Ⅱ的横截面积是导线框Ⅰ的横截面积的两倍。将两导线框从矩形边界磁场上方同一高度静止释放，磁场下边界到地面距离为h，且。关于导线框的运动，下列说法正确的是（　　）
A．两导线框刚进入磁场时的加速度不同
B．两导线框落地时的速度不同
C．两导线框穿过磁场产生的总热量不同
D．两导线框从开始释放到落地的时间不同
8．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力
A．方向垂直纸面向外 B．方向垂直纸面向里
C．大小为BIL D．大小为
9．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示，则（　　）
A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B．在t＝1×10－2s时刻，感应电动势最大
C．在t＝2×10－2s时刻，感应电动势最大
D．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
10．如图所示，理想变压器原线圈通过电流表接电压恒为220V的正弦交流电，开头S按1时，原、副线圈的匝数比为11∶1，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的有（　　）
A．仅将S从1拨到2，电流表示数减小
B．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小
C．若开关S接1，且电流表的内阻为990Ω，则滑动变阻器上消耗的功率为12.1W
D．若开关S按1，且电流表的内阻为990Ω，仅将滑动变阻器的滑片向上滑动，电流表的示数不一定变大
11．有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上P、Q，如图甲所示，并分别做了如下实验：
（1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的P端向下插入线圈，发现检流表指针向左边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。
（2）小华将一个铝圈用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的Q端从左往右靠近铝圈，发现铝圈向右边摆起。
（3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性　 　。
A．小明 B.小华 C.都可以
（4）通过实验结果，我们可知　 　（选填“P”或“Q”）端为条形磁铁的N极。
（5）丙图小华操作过程中，从左往右看铝圈中感应电流的方向为　 　（选填“顺时针”或“逆时针”）。
12．下面是高中物理中必做的实验的部分步骤，请按照要求完成操作和计算。
某实验小组采用如图l所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。
（1）实验之前要补偿小车所受的阻力，具体的步骤是：　 　（填“挂”或“不挂”）砂桶，连接好纸带后，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。打出的纸带及数据如图2所示，若打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度大小为　 　（结果保留2位有效数字）。
（2）单摆可作为研究简谐运动的理想模型。制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图乙方式的目的是要保持摆动中　 　（填“振幅”或“摆长”）不变；用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为　 　mm。
13．如图，两根足够长的平行金属导轨、倾斜放置，导轨所在平面与水平面间的夹角，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、有效电阻为R的金属棒从图示位置由静止释放，从某时刻起，两灯泡开始保持正常发光。已知金属棒运动过程中保持与两导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）灯泡正常发光时金属棒的运动速率。
14．一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为 （y的单位是cm）。
（1）由图确定这列波的波长与振幅；
（2）求出这列波的波速、质点P在0.9s时的位移；
（3）试判定这列波的传播方向
15．可测速的跑步机如图甲所示，其测速原理如图乙所示。该机底面固定有间距、长度的平行金属导轨。电极间充满磁感应强度、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有理想电压表和的电阻。绝缘橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终仅有一根金属条，每根金属条的电阻均为并与导轨接触良好。若橡胶带以速度匀速运动，求：
（1）金属条产生的电动势和电压表的示数；
（2）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】①b、d时刻极板电荷量为0，图像斜率最大，回路电流最大，电场能全部转化为磁场能，故①正确；
②电荷量不断减小，电容器放电，电场能转化为线圈的磁场能，故②正确；
③、时刻极板带电量最大，电场能最大，回路电流为零，磁场能为零，故③正确；
④电荷量增多，电容器充电；电荷量减小，电容器放电，故④错误；
故答案为：D。
【分析】①考查LC振荡电路图像斜率物理意义，斜率代表瞬时电流，电量为零时电流最大；
②考查放电过程能量转化规律，放电：电场能→磁场能；
③考查充电完毕瞬间能量特点，电荷量峰值处电流为0、磁场能为0；
④区分充电、放电判定：增大为充电，减小为放电。
2．【答案】A
【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】磁铁与线圈相互排斥，由楞次定律“来拒去留”，磁铁靠近线圈；感应电流经过电阻方向，
A、磁铁极向下靠近线圈，线圈上端等效极相互排斥，由安培定则，线圈内部电流从上向下，电阻电流，满足条件，故A正确；
B、磁铁极向下靠近，线圈上端极排斥，对应电流，故B错误；
C、磁铁向上远离线圈，二者相互吸引，不满足排斥，故C错误；
D、磁铁向上远离线圈，二者相互吸引，不满足排斥，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查楞次定律来拒去留+安培定则，磁铁靠近排斥，结合绕向判断电流方向；
B、磁极反向，等效磁极反向，流过电流反向；
C、D、磁铁远离，线圈对磁铁表现吸引力，不符合排斥条件。
3．【答案】A
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】粒子匀速运动，电场力与洛伦兹力等大反向。电场沿负方向，粒子带负电，沿正方向，因此洛伦兹力沿负方向；速度沿正方向，由左手定则（负电荷四指指向速度反方向），磁场沿轴负方向，
A：磁场沿轴负方向，故A正确；
B：沿正方向时洛伦兹力沿正方向，二力同向无法平衡，故B错误；
C、D：磁场沿方向时，洛伦兹力为零，只剩电场力不能匀速，故C、D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查受力平衡与左手定则，结合负电荷电场力方向判断磁感应强度方向；
B、磁场反向则洛伦兹力反向，受力不平衡；
C、D、速度与磁场平行，洛伦兹力等于零，粒子仅受电场力做变速运动。
4．【答案】C
【知识点】超重与失重；机械能守恒定律；冲量
【解析】【解答】A、冲量，重力与周期均不为零，重力冲量不为0，故A错误；
B、匀速圆周运动动能不变，高度变化则重力势能变化，机械能不断变化，故B错误；
C、最高点向心力竖直向下，加速度竖直向下，游客处于失重状态，故C正确；
D、重力瞬时功率，竖直分速度不断变化，功率变化，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查冲量定义，重力全程持续作用；
B、考查机械能组成，动能不变、重力势能变化则机械能变化；
C、考查超重失重判定，加速度向下为失重；
D、考查瞬时功率，竖直分速度随位置改变。
5．【答案】C
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】由安培定则，线圈中电流方向：电容器上极板→线圈→下极板，电容器正在放电，
A、电容器极板电荷减少，为放电过程，不是充电，故A错误；
B、放电过程回路电流不断增大，故B错误；
C、放电阶段电场能不断转化为线圈的磁场能，故C正确；
D、LC全振荡周期，磁场能大小每重复一次，磁场能变化周期为，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、结合线圈磁场方向判断电流流向，判定电容器充放电；
B、放电过程电荷量减少、回路电流变大；
C、放电能量转化规律：电场能→磁场能；
D、考查磁场能变化周期，能量周期为电磁振荡周期的一半。
6．【答案】D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A：由图乙可知，交变电流的周期为 ，1s内包含50个周期，一个周期内电流方向变化2次，故1s内电流方向变化 次，A错误；
B：理想变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈中电流的频率相同，频率之比为1：1，B错误；
C：电压表测量的是交流电压的有效值，原线圈电压的有效值 ，并非5V，C错误；
D：若原副线圈匝数比为1：900，则副线圈电压的最大值 ，大于4000V，可以使燃气灶点火，D正确；
故答案为：D。
【分析】A：考查交变电流的周期与电流方向变化次数的关系，明确一个周期内电流方向变化2次；
B：考查理想变压器的频率特性，变压器不改变交变电流的频率；
C：考查交流电压有效值的计算，区分最大值与有效值的关系；
D：考查理想变压器的电压与匝数的关系，结合点火电压的条件，判断匝数比是否满足要求。
7．【答案】C
【知识点】安培力；能量守恒定律；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A、两框同一高度下落，进磁场初速度相同；、，代入，约去，加速度与横截面积无关，刚进磁场加速度相等，A错误；
B、完全进入磁场后无感应电流、只受重力匀加速，全过程运动规律完全一致，落地速度相等，B错误；
C、由能量守恒，横截面积大、质量更大，下落高度、落地速度相同，故生热更大，两框总热量不同，C正确；
D、下落各阶段运动规律完全相同，总落地时间相等，D错误；
故答案为：C。
【分析】A、推导加速度表达式，加速度与导线横截面积无关，进磁场加速度一致；
B、完全入磁后匀加速，全程运动同步，末速度相同；
C、焦耳热等于重力势能减动能，质量不同则热量不同；
D、各阶段运动变化完全一致，落地用时相等。
8．【答案】B,C
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；安培力的计算
【解析】【解答】导线与磁场垂直，安培力大小；由左手定则：磁感线穿掌心向右、四指沿电流向上，大拇指垂直纸面向里，
A：安培力垂直纸面向里，A错误；
B：安培力方向垂直纸面向里，B正确；
C：安培力大小，C正确；
D：表达式错误，D错误；
故答案为：BC。
【分析】A、B考查左手定则判断安培力方向；
C、D考查安培力计算公式（）。
9．【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、时刻磁通量最大，图像斜率最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小，故A错误；
B、时刻磁通量为0，图像斜率最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B正确；
C、时刻磁通量绝对值最大，图像斜率为0，感应电动势为0，故C错误；
D、内初末磁通量不相等，，由法拉第电磁感应定律，平均感应电动势不为零，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A、考查交变发电机规律，磁通最大处电动势最小；
B、磁通为零处磁通变化率最大，瞬时感应电动势峰值；
C、磁通极值点图像切线水平，变化率为零，电动势为零；
D、法拉第电磁感应定律，磁通量发生变化则平均电动势不为零。
10．【答案】A,C
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A、S从1拨到2，原线圈匝数变大，减小，副线圈电流减小；由，原线圈电流减小，电流表示数减小，故A正确；
B、滑片下滑，变大，匝数比不变则不变，电压表示数不变，减小，减小、电流表示数变小，故B错误；
C、接1、，、、、，联立解得，，故C正确；
D、滑片上滑减小，由推导式，减小则一定变大，故D错误；
故答案为：AC。
【分析】A、考查变压比、变流比，原匝数增多副电压、原电流均减小；
B、副线圈电压由匝数与原电压决定，和负载无关，电压表示数不变；
C、结合原线圈分压+变压器变比联立求解副电压，再算功率；
D、等效输入电阻模型，负载电阻减小，原线圈电流必然增大。
11．【答案】A；P；顺时针
【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】乙图中小明的实验根据楞次定律可判断出磁铁的极性，检流表指针向左边偏转，可知电流从负接线柱流入检流表，即线圈中的电流为逆时针（从上往下看），感应电流产生磁场的方向向上，而线圈磁通量增加，由增反减同可知，原磁场方向与感应电流产生磁场方向相反，原磁场方向向下，故P端为N极；
由以上解析可知，P端为N极；
通过小明的实验可知Q端为S极，由楞次定律可知丙图中铝圈中感应电流的方向为顺时针。
故答案为：A；P；顺时针
【分析】(3)小明的实验利用电磁感应现象，通过检流表指针偏转方向可以判断感应电流的方向，进而用楞次定律判断磁铁的极性，小华的实验中，铝圈被磁铁吸引时，无论哪一极靠近都会产生感应电流和斥力，只能证明磁铁存在磁性，无法判断极性，因此只有小明的实验可以判断极性。
(4)根据小明的实验，P端向下插入线圈时，检流表指针左偏，说明电流从负接线柱流入，用右手螺旋定则可知线圈上端为S极，根据楞次定律，磁铁下端（P端）为N极。
(5)小华的实验中，Q端（S极）从左往右靠近铝圈，铝圈中的磁通量向右增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场向左，从左往右看，铝圈中的电流方向为顺时针。
12．【答案】（1）不挂；1.5
（2）摆长；20.6
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）[1]补偿摩擦阻力时不挂砂桶即平衡摩擦力时，让小车拖动纸带运动，调整木板右端的高度即斜面倾角使小车匀速运动，纸带点间距均匀，不挂砂桶，让小车受重力沿斜面向下的下滑分力与斜面向上摩擦力相平衡；
[2]相邻计数点间的时间间隔根据逐差法可知
故1空填不挂，2空填1.5；
（2）[1]甲图中，悬点未固定，摆球在摆动的过程中，摆长一会儿长一会儿短，
而乙图中，悬点固定，摆球在摆动的过程中，摆长不会发生变化，误差小；
[2]游标卡尺主尺加副尺，副尺一格精度为主尺最小刻度除以副尺格数1mm除以10格为0.1mm，
摆球直径
【分析】（1）补偿阻力时不挂砂桶；加速度用逐差法计算，注意单位换算；
（2）双线摆可固定摆长；游标卡尺读数注意游标尺对齐格数。
（1）[1]平衡摩擦力时，调整木板右端的高度，不挂砂桶，让小车的下滑分力与摩擦力相平衡。
[2]相邻计数点间的时间间隔
根据
可知
（2）[1]甲图中，悬点未固定，摆球在摆动的过程中，摆长会发生变化，而乙图中，悬点固定，摆球在摆动的过程中，摆长不会发生变化，易于测量。
[2]摆球直径
13．【答案】解：（1）解：设小灯泡的额定电流为I0，有
由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，流经导体棒MN的电流I=2I0
此时金属棒MN的重力沿着导轨向下的分力与安培力和摩擦力平衡，速度达到最大
联立解得
代入数据可得
（2）解：设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由法拉第电磁感应定律E=BLv
电路中的总电阻R总=R，E=IR总=3RI0
解得速率为
【知识点】安培力的计算；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1) 先由灯泡额定功率求额定电流，并联电路规律得到棒中总电流；导体棒匀速时沿斜面合力为零，重力分力、滑动摩擦力、安培力三力平衡，联立求解磁感应强度；
(2) 先算出电路总电阻，结合闭合电路欧姆定律与法拉第电磁感应定律，代入化简求出运动速率。
14．【答案】解：（1）解：由图可知这列波的波长为
这列波的振幅为
（2）解：根据简谐运动的表达式
可知周期为
则这列波的波速为
质点P在0.9s时的位移为
（3）解：根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式
可知质点P在时向轴正方向振动，根据波形平移法可知，这列波的传播方向沿轴正方向。
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1) 从波形图直接读出相邻波峰间距为波长、最大位移为振幅；
(2) 由振动方程角频率求周期，结合算波速，把时间代入振动解析式求质点位移；
(3) 利用时刻质点P的起振方向，结合波形平移法判断波的传播方向。
15．【答案】解：（1）解：设感应电动势为，由法拉第电磁感应定律知
代入得
设电压表电压为，则电压表示数为
代入得
（2）解：一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功为
每根金属棒在磁场运动时间为
电路中电流为
代入得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）本题考查动生电动势与路端电压的计算，核心是利用公式 计算电动势，再根据串联电路分压规律求电压表的示数。
（2）本题考查安培力做功的计算，关键是明确克服安培力做的功等于电路中消耗的电能，需先求出金属条在磁场中的运动时间和电路电流，再利用 求解。
1 / 1广东省清远市第三中学教育集团2024-2025学年高二下学期5月期中物理试题
1．如图所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是（　　）
①在b和d时刻，电路中电流最大
②在a→b时间内，电场能转变为磁场能
③a和c时刻，磁场能为零
④在O→a和c→d时间内，电容器被充电
A．只有①和③ B．只有②和④
C．只有④ D．只有①②和③
【答案】D
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】①b、d时刻极板电荷量为0，图像斜率最大，回路电流最大，电场能全部转化为磁场能，故①正确；
②电荷量不断减小，电容器放电，电场能转化为线圈的磁场能，故②正确；
③、时刻极板带电量最大，电场能最大，回路电流为零，磁场能为零，故③正确；
④电荷量增多，电容器充电；电荷量减小，电容器放电，故④错误；
故答案为：D。
【分析】①考查LC振荡电路图像斜率物理意义，斜率代表瞬时电流，电量为零时电流最大；
②考查放电过程能量转化规律，放电：电场能→磁场能；
③考查充电完毕瞬间能量特点，电荷量峰值处电流为0、磁场能为0；
④区分充电、放电判定：增大为充电，减小为放电。
2．如图所示的四种情况中，满足磁铁与线圈相互排斥且通过R的感应电流方向从b到a的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【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】磁铁与线圈相互排斥，由楞次定律“来拒去留”，磁铁靠近线圈；感应电流经过电阻方向，
A、磁铁极向下靠近线圈，线圈上端等效极相互排斥，由安培定则，线圈内部电流从上向下，电阻电流，满足条件，故A正确；
B、磁铁极向下靠近，线圈上端极排斥，对应电流，故B错误；
C、磁铁向上远离线圈，二者相互吸引，不满足排斥，故C错误；
D、磁铁向上远离线圈，二者相互吸引，不满足排斥，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查楞次定律来拒去留+安培定则，磁铁靠近排斥，结合绕向判断电流方向；
B、磁极反向，等效磁极反向，流过电流反向；
C、D、磁铁远离，线圈对磁铁表现吸引力，不符合排斥条件。
3．在如图所示的空间中，存在匀强电场和匀强磁场（图中未画出）。一带负电的粒子在该空间恰好能够沿轴正方向以速度匀速运动，不计带电粒子受到的重力，已知匀强电场沿轴负方向，则匀强磁场（　　）
A．沿轴负方向 B．沿轴正方向 C．沿轴负方向 D．沿轴正方向
【答案】A
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】粒子匀速运动，电场力与洛伦兹力等大反向。电场沿负方向，粒子带负电，沿正方向，因此洛伦兹力沿负方向；速度沿正方向，由左手定则（负电荷四指指向速度反方向），磁场沿轴负方向，
A：磁场沿轴负方向，故A正确；
B：沿正方向时洛伦兹力沿正方向，二力同向无法平衡，故B错误；
C、D：磁场沿方向时，洛伦兹力为零，只剩电场力不能匀速，故C、D错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查受力平衡与左手定则，结合负电荷电场力方向判断磁感应强度方向；
B、磁场反向则洛伦兹力反向，受力不平衡；
C、D、速度与磁场平行，洛伦兹力等于零，粒子仅受电场力做变速运动。
4．即将建成的孝文化公园摩天轮是新田水上乐园的标志性建筑之一，预计开放后会深受游客喜爱。摩天轮悬挂透明座舱，某游客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）
A．摩天轮转动一周的过程中，游客重力的冲量为零
B．摩天轮转动过程中，游客的机械能保持不变
C．在最高点，游客处于失重状态
D．摩天轮转动过程中，游客重力的瞬时功率保持不变
【答案】C
【知识点】超重与失重；机械能守恒定律；冲量
【解析】【解答】A、冲量，重力与周期均不为零，重力冲量不为0，故A错误；
B、匀速圆周运动动能不变，高度变化则重力势能变化，机械能不断变化，故B错误；
C、最高点向心力竖直向下，加速度竖直向下，游客处于失重状态，故C正确；
D、重力瞬时功率，竖直分速度不断变化，功率变化，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查冲量定义，重力全程持续作用；
B、考查机械能组成，动能不变、重力势能变化则机械能变化；
C、考查超重失重判定，加速度向下为失重；
D、考查瞬时功率，竖直分速度随位置改变。
5．如图所示，某振荡电路中，L是电阻不计的电感线圈，C是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，则下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器正在充电
B．该时刻电路中电流正在减小
C．该时刻电场能正在向磁场能转化
D．该振荡电路磁场能量变化的周期为
【答案】C
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】由安培定则，线圈中电流方向：电容器上极板→线圈→下极板，电容器正在放电，
A、电容器极板电荷减少，为放电过程，不是充电，故A错误；
B、放电过程回路电流不断增大，故B错误；
C、放电阶段电场能不断转化为线圈的磁场能，故C正确；
D、LC全振荡周期，磁场能大小每重复一次，磁场能变化周期为，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、结合线圈磁场方向判断电流流向，判定电容器充放电；
B、放电过程电荷量减少、回路电流变大；
C、放电能量转化规律：电场能→磁场能；
D、考查磁场能变化周期，能量周期为电磁振荡周期的一半。
6．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并将其加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为，电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于时，就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。下列说法正确的是（　　）
A．交变电流的周期是内电流方向变化了50次
B．原、副线圈通过交变电流的频率之比为
C．电压表示数为
D．若原副线圈匝数比为，可以使燃气灶点火
【答案】D
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A：由图乙可知，交变电流的周期为 ，1s内包含50个周期，一个周期内电流方向变化2次，故1s内电流方向变化 次，A错误；
B：理想变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈中电流的频率相同，频率之比为1：1，B错误；
C：电压表测量的是交流电压的有效值，原线圈电压的有效值 ，并非5V，C错误；
D：若原副线圈匝数比为1：900，则副线圈电压的最大值 ，大于4000V，可以使燃气灶点火，D正确；
故答案为：D。
【分析】A：考查交变电流的周期与电流方向变化次数的关系，明确一个周期内电流方向变化2次；
B：考查理想变压器的频率特性，变压器不改变交变电流的频率；
C：考查交流电压有效值的计算，区分最大值与有效值的关系；
D：考查理想变压器的电压与匝数的关系，结合点火电压的条件，判断匝数比是否满足要求。
7．边长均为l的正方形导线框Ⅰ、Ⅱ由相同材料制成，且导线框Ⅱ的横截面积是导线框Ⅰ的横截面积的两倍。将两导线框从矩形边界磁场上方同一高度静止释放，磁场下边界到地面距离为h，且。关于导线框的运动，下列说法正确的是（　　）
A．两导线框刚进入磁场时的加速度不同
B．两导线框落地时的速度不同
C．两导线框穿过磁场产生的总热量不同
D．两导线框从开始释放到落地的时间不同
【答案】C
【知识点】安培力；能量守恒定律；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A、两框同一高度下落，进磁场初速度相同；、，代入，约去，加速度与横截面积无关，刚进磁场加速度相等，A错误；
B、完全进入磁场后无感应电流、只受重力匀加速，全过程运动规律完全一致，落地速度相等，B错误；
C、由能量守恒，横截面积大、质量更大，下落高度、落地速度相同，故生热更大，两框总热量不同，C正确；
D、下落各阶段运动规律完全相同，总落地时间相等，D错误；
故答案为：C。
【分析】A、推导加速度表达式，加速度与导线横截面积无关，进磁场加速度一致；
B、完全入磁后匀加速，全程运动同步，末速度相同；
C、焦耳热等于重力势能减动能，质量不同则热量不同；
D、各阶段运动变化完全一致，落地用时相等。
8．如图所示，一长为L的通电直导线MN垂直放置在水平向右的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，直导线中的电流方向由N到M，电流强度为I，则通电直导线所受安培力
A．方向垂直纸面向外 B．方向垂直纸面向里
C．大小为BIL D．大小为
【答案】B,C
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；安培力的计算
【解析】【解答】导线与磁场垂直，安培力大小；由左手定则：磁感线穿掌心向右、四指沿电流向上，大拇指垂直纸面向里，
A：安培力垂直纸面向里，A错误；
B：安培力方向垂直纸面向里，B正确；
C：安培力大小，C正确；
D：表达式错误，D错误；
故答案为：BC。
【分析】A、B考查左手定则判断安培力方向；
C、D考查安培力计算公式（）。
9．单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的关系图象如图所示，则（　　）
A．在t＝0时刻，线圈中磁通量最大，感应电动势也最大
B．在t＝1×10－2s时刻，感应电动势最大
C．在t＝2×10－2s时刻，感应电动势最大
D．在0～2×10－2s时间内，线圈中感应电动势的平均值为零
【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、时刻磁通量最大，图像斜率最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小，故A错误；
B、时刻磁通量为0，图像斜率最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B正确；
C、时刻磁通量绝对值最大，图像斜率为0，感应电动势为0，故C错误；
D、内初末磁通量不相等，，由法拉第电磁感应定律，平均感应电动势不为零，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A、考查交变发电机规律，磁通最大处电动势最小；
B、磁通为零处磁通变化率最大，瞬时感应电动势峰值；
C、磁通极值点图像切线水平，变化率为零，电动势为零；
D、法拉第电磁感应定律，磁通量发生变化则平均电动势不为零。
10．如图所示，理想变压器原线圈通过电流表接电压恒为220V的正弦交流电，开头S按1时，原、副线圈的匝数比为11∶1，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，电压表和电流表均为理想电表，下列说法中正确的有（　　）
A．仅将S从1拨到2，电流表示数减小
B．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小
C．若开关S接1，且电流表的内阻为990Ω，则滑动变阻器上消耗的功率为12.1W
D．若开关S按1，且电流表的内阻为990Ω，仅将滑动变阻器的滑片向上滑动，电流表的示数不一定变大
【答案】A,C
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A、S从1拨到2，原线圈匝数变大，减小，副线圈电流减小；由，原线圈电流减小，电流表示数减小，故A正确；
B、滑片下滑，变大，匝数比不变则不变，电压表示数不变，减小，减小、电流表示数变小，故B错误；
C、接1、，、、、，联立解得，，故C正确；
D、滑片上滑减小，由推导式，减小则一定变大，故D错误；
故答案为：AC。
【分析】A、考查变压比、变流比，原匝数增多副电压、原电流均减小；
B、副线圈电压由匝数与原电压决定，和负载无关，电压表示数不变；
C、结合原线圈分压+变压器变比联立求解副电压，再算功率；
D、等效输入电阻模型，负载电阻减小，原线圈电流必然增大。
11．有一根条形磁铁脱了漆，分不清哪头是N极，哪头是S极。为了弄清楚这个条形磁铁的极性，小明和小华在该条形磁铁的两头标记上P、Q，如图甲所示，并分别做了如下实验：
（1）小明按图乙连好线圈和检流表，将条形磁铁的P端向下插入线圈，发现检流表指针向左边偏转（已知检流表零刻线在正中间，电流从正接线柱流入时其指针往右偏）。
（2）小华将一个铝圈用细线静止悬挂，如图丙所示，并将条形磁铁的Q端从左往右靠近铝圈，发现铝圈向右边摆起。
（3）分析上述操作，可知谁的实验可以判断条形磁铁的极性　 　。
A．小明 B.小华 C.都可以
（4）通过实验结果，我们可知　 　（选填“P”或“Q”）端为条形磁铁的N极。
（5）丙图小华操作过程中，从左往右看铝圈中感应电流的方向为　 　（选填“顺时针”或“逆时针”）。
【答案】A；P；顺时针
【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】乙图中小明的实验根据楞次定律可判断出磁铁的极性，检流表指针向左边偏转，可知电流从负接线柱流入检流表，即线圈中的电流为逆时针（从上往下看），感应电流产生磁场的方向向上，而线圈磁通量增加，由增反减同可知，原磁场方向与感应电流产生磁场方向相反，原磁场方向向下，故P端为N极；
由以上解析可知，P端为N极；
通过小明的实验可知Q端为S极，由楞次定律可知丙图中铝圈中感应电流的方向为顺时针。
故答案为：A；P；顺时针
【分析】(3)小明的实验利用电磁感应现象，通过检流表指针偏转方向可以判断感应电流的方向，进而用楞次定律判断磁铁的极性，小华的实验中，铝圈被磁铁吸引时，无论哪一极靠近都会产生感应电流和斥力，只能证明磁铁存在磁性，无法判断极性，因此只有小明的实验可以判断极性。
(4)根据小明的实验，P端向下插入线圈时，检流表指针左偏，说明电流从负接线柱流入，用右手螺旋定则可知线圈上端为S极，根据楞次定律，磁铁下端（P端）为N极。
(5)小华的实验中，Q端（S极）从左往右靠近铝圈，铝圈中的磁通量向右增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场向左，从左往右看，铝圈中的电流方向为顺时针。
12．下面是高中物理中必做的实验的部分步骤，请按照要求完成操作和计算。
某实验小组采用如图l所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。
（1）实验之前要补偿小车所受的阻力，具体的步骤是：　 　（填“挂”或“不挂”）砂桶，连接好纸带后，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。打出的纸带及数据如图2所示，若打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，A、B、C、D、E为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度大小为　 　（结果保留2位有效数字）。
（2）单摆可作为研究简谐运动的理想模型。制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图乙方式的目的是要保持摆动中　 　（填“振幅”或“摆长”）不变；用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为　 　mm。
【答案】（1）不挂；1.5
（2）摆长；20.6
【知识点】探究加速度与力、质量的关系；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）[1]补偿摩擦阻力时不挂砂桶即平衡摩擦力时，让小车拖动纸带运动，调整木板右端的高度即斜面倾角使小车匀速运动，纸带点间距均匀，不挂砂桶，让小车受重力沿斜面向下的下滑分力与斜面向上摩擦力相平衡；
[2]相邻计数点间的时间间隔根据逐差法可知
故1空填不挂，2空填1.5；
（2）[1]甲图中，悬点未固定，摆球在摆动的过程中，摆长一会儿长一会儿短，
而乙图中，悬点固定，摆球在摆动的过程中，摆长不会发生变化，误差小；
[2]游标卡尺主尺加副尺，副尺一格精度为主尺最小刻度除以副尺格数1mm除以10格为0.1mm，
摆球直径
【分析】（1）补偿阻力时不挂砂桶；加速度用逐差法计算，注意单位换算；
（2）双线摆可固定摆长；游标卡尺读数注意游标尺对齐格数。
（1）[1]平衡摩擦力时，调整木板右端的高度，不挂砂桶，让小车的下滑分力与摩擦力相平衡。
[2]相邻计数点间的时间间隔
根据
可知
（2）[1]甲图中，悬点未固定，摆球在摆动的过程中，摆长会发生变化，而乙图中，悬点固定，摆球在摆动的过程中，摆长不会发生变化，易于测量。
[2]摆球直径
13．如图，两根足够长的平行金属导轨、倾斜放置，导轨所在平面与水平面间的夹角，导轨间距离为L，电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、有效电阻为R的金属棒从图示位置由静止释放，从某时刻起，两灯泡开始保持正常发光。已知金属棒运动过程中保持与两导轨垂直，且与导轨接触良好，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度的大小；
（2）灯泡正常发光时金属棒的运动速率。
【答案】解：（1）解：设小灯泡的额定电流为I0，有
由题意可知，金属棒沿导轨下滑的某时刻后小灯泡正常发光，流经导体棒MN的电流I=2I0
此时金属棒MN的重力沿着导轨向下的分力与安培力和摩擦力平衡，速度达到最大
联立解得
代入数据可得
（2）解：设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由法拉第电磁感应定律E=BLv
电路中的总电阻R总=R，E=IR总=3RI0
解得速率为
【知识点】安培力的计算；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1) 先由灯泡额定功率求额定电流，并联电路规律得到棒中总电流；导体棒匀速时沿斜面合力为零，重力分力、滑动摩擦力、安培力三力平衡，联立求解磁感应强度；
(2) 先算出电路总电阻，结合闭合电路欧姆定律与法拉第电磁感应定律，代入化简求出运动速率。
14．一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为 （y的单位是cm）。
（1）由图确定这列波的波长与振幅；
（2）求出这列波的波速、质点P在0.9s时的位移；
（3）试判定这列波的传播方向
【答案】解：（1）解：由图可知这列波的波长为
这列波的振幅为
（2）解：根据简谐运动的表达式
可知周期为
则这列波的波速为
质点P在0.9s时的位移为
（3）解：根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式
可知质点P在时向轴正方向振动，根据波形平移法可知，这列波的传播方向沿轴正方向。
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1) 从波形图直接读出相邻波峰间距为波长、最大位移为振幅；
(2) 由振动方程角频率求周期，结合算波速，把时间代入振动解析式求质点位移；
(3) 利用时刻质点P的起振方向，结合波形平移法判断波的传播方向。
15．可测速的跑步机如图甲所示，其测速原理如图乙所示。该机底面固定有间距、长度的平行金属导轨。电极间充满磁感应强度、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，且接有理想电压表和的电阻。绝缘橡胶带上镀有平行细金属条，橡胶带运动时，磁场中始终仅有一根金属条，每根金属条的电阻均为并与导轨接触良好。若橡胶带以速度匀速运动，求：
（1）金属条产生的电动势和电压表的示数；
（2）一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。
【答案】解：（1）解：设感应电动势为，由法拉第电磁感应定律知
代入得
设电压表电压为，则电压表示数为
代入得
（2）解：一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功为
每根金属棒在磁场运动时间为
电路中电流为
代入得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）本题考查动生电动势与路端电压的计算，核心是利用公式 计算电动势，再根据串联电路分压规律求电压表的示数。
（2）本题考查安培力做功的计算，关键是明确克服安培力做的功等于电路中消耗的电能，需先求出金属条在磁场中的运动时间和电路电流，再利用 求解。
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