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四川省泸县第五中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）
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这是一份四川省泸县第五中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第一部分选择题（共48分）
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1. 关于电阻率的说法，正确的是（ ）
A. 电阻率与导体的长度和横截面积有关
B. 电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱，由导体材料决定，与温度有关
C. 电阻率越大的导体，电阻也越大
D. 导体材料的电阻率都是随温度升高而增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】电阻率是导体本身的特性，由导体的材料决定，往往随温度变化而变化，而与导体的长度、横截面积无关．有些合金的电阻率受温度影响很小，往往制成准确电阻．由电阻定律 可知。电阻与导体的长度、横截面积和电阻率三个因素有关。
A．电阻率与导体的长度、横截面积无关。故A错误。
B．电阻率是导体本身的特性，由导体的材料决定，往往随温度变化而变化。故B正确。
C．由电阻定律 可知。电阻与导体的长度、横截面积和电阻率三个因素有关。则电阻率大的导体，电阻不一定大。故C错误。
D．有些合金的电阻率受温度影响很小，往往制成准确电阻。故D错误。
故选B。
2. 在LC振荡电路中，以下办法可以使振荡频率增大到原来的两倍的是（ ）
A. 自感系数L和电容C都增大到原来的两倍
B. 自感系数L增大到原来的两倍，电容C减小一半
C. 自感系数L减小一半，电容C增大到原来的两倍
D. 自感系数L和电容C都减小一半
【答案】D
【解析】
【详解】A．由LC振荡电路频率公式
可知，当自感系数L和电容C都增大到原来的两倍时，其振荡频率变为原来的一半，故A错误；
B．由LC振荡电路的频率公式
可知，当自感系数L增大到原来的两倍，电容C减小一半时，其振荡频率不变，故B错误；
C．由LC振荡电路的频率公式
可知，当自感系数L减小一半，电容C增大到原来的两倍时，其振荡频率不变，故C错误；
D．由LC振荡电路的频率公式
可知，当自感系数L和电容C都减小一半时，其振荡频率恰好增大到原来的两倍，故D正确。
故选D。
3. 如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（ ）
A. 若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B. 若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C. 线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D. 线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
【答案】A
【解析】
【详解】A．若磁铁上方为N极，线圈左边电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向内的，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则安培力是向外的，故从上往下看，线圈顺时针转动；故A正确；
B．若磁铁上方为S极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的；线圈右边的电流也是向下的，磁场是向左的，根据左手定则知安培力是向内的，从上往下看，线圈逆时针转动，故B错误；
CD．线圈无论匀速转动还是加速转动过程中，电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故CD错误；
故选A。
4. 如图所示，a、b、c三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧坏．试判断：当滑动变阻器的触头P向下移动时（ ）
A. 外电路的总电阻变小B. 总电流变小
C. a灯变暗D. c灯变亮
【答案】A
【解析】
【详解】A．据图可知，当滑动变阻器滑片向下滑动时，相当于滑动变阻器被短接部分变大，未短接部分减小，则滑动变阻器阻值减小，外电路总电阻与其中之一电阻的变化一致，所以外电阻总电阻变小，A选项正确；
B．据
总电流变大，B选项错误；
C．a灯接在干路，总电流变大，则a灯变亮，C错误；
D．据“串反并同”c灯与滑动变阻器并联，c灯电流、电压变化与滑动变阻器阻值变化一致，则c灯变暗，D错误．
故选A。
5. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A. 向左加速运动B. 向右加速运动
C. 向左减速运动D. 向右匀速运动
【答案】A
【解析】
【详解】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加，再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动，A正确，BCD错误；
故选A。
6. 用同一回旋加速器加速甲、乙两种不同的粒子，加速电压大小、匀强磁场的磁感应强度大小一定，加速甲粒子时，加速电压的变化周期为T1，加速乙粒子时，加速电压的变化周期为T2，已知T1>T2，则甲粒子相对于乙粒子（ ）
A. 比荷大B. 获得的最大速度大
C. 在磁场中运动的时间长D. 被加速的次数少
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速电压的周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，为
由于
除了比荷倒数外，其它量都是常量，那么可知甲粒子比荷的倒数大于乙粒子比荷的倒数，可知甲粒子的比荷小于乙粒子的比荷，故A错误；
B．当粒子的运行半径为D形盒半径R时，对应的速度为最大速度，根据
可知
甲粒子的比荷小于乙粒子的比荷，获得的最大速度小，故B错误；
D．设粒子在磁场中加速的次数为n，由
可得
甲粒子的比荷小于乙粒子的比荷，被加速的次数少，故D正确；
C．粒子在磁场中运动的时间为
其中
解得
则甲乙粒子在磁场中的运行时间相同，故C错误。
故选D。
7. 2022年11月，由我国自主研制的新概念武器—电磁枪在珠海航展闪亮登场。这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。下图是用电磁弹射技术制造的轨道炮原理图。质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动，并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入，通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场，可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速距离L后从轨道右边以速度v高速射出。下列说法中正确的是（ ）
A. 弹体受到的安培力大小为
B. 若电流增大到2I，则弹体射出速度变为
C. 若轨道长增大到2L，则弹体射出速度变为
D. 若电流I从N轨道左边流入，M轨道左边流回，则弹体将向左边射出
【答案】C
【解析】
【详解】A．由动能定理可得
得安培力的大小为
故A错误；
B．根据安培力公式
由题意可得
为常数，代入可得
可知若电流增大到，则射出速度为，故B错误；
C．由B选项分析可知，若轨道长增大到，则射出速度变为，故C正确；
D．若电流从轨道左边流入，轨道左边流回，轨道电流在弹体处产生的磁场方向也发生改变，由受力分析可知，弹体仍向右边射出，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在空间直角坐标系中存在有沿轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的棱柱形空间．通过面积（所围的面积）、（所围的面积）和（所围的面积）的磁通量分别为、和，则：（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】据题意，匀强磁场方向沿x轴的正方向，则没有磁感线穿过S3（cbb′c′），Φ3=0；而S1（abb′a′）、与S2（acc′a′），在磁场垂直方向的有效面积等于S2（acc′a′）的面积，所以有：Φ1=Φ2＞Φ3，故AC正确，BD错误；故选AC．
点睛：解决本题的关键是准确理解磁通量公式Φ=BScsθ，知道Scsθ是线圈在磁场垂直方向投影的面积．
9. 在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系．a、b各代表一组F、I的数据．图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F=BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故BC正确，AC错误．
10. 如图所示，直角三角形abc区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，∠b=30°，ac=L，磁场的磁感应强度大小为B。一群质量为m、电荷量为q的带正电粒子从ab边中点O沿平行于ac方向以不同的速率射入磁场，能从ac边射出磁场的粒子的速度大小可能是（ ）
A. 0.4B. 0.46C. 0.49D. 0.6
【答案】BC
【解析】
【详解】能从ac边射出磁场的粒子的临界条件是，轨迹分别与bc、ac相切。则由几何关系可知此时离子的轨迹半径为
离子在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有
联立可得
故BC正确，AD错误。
故选BC。
11. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图象中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．线框做匀速直线运动，进入磁场和出磁场过程中根据楞次定律阻碍相对运动的条件，可知拉力与安培力等大反向，即
即线圈进入磁场和出离磁场的过程中拉力相同；线框完全进入磁场运动过程中，闭合线框中，线框中无感应电流，所以安培力为0，拉力大小为0，故A错误；
B．线框进入磁场时，导体棒切割磁感线，即电源，根据右手定则可知
所以两端电势差为路端电压
完全进入磁场，线框中无电流，所以
线框穿出磁场过程中，边切割磁感线，根据楞次定律判断感应电流可知
则
对应图像可知，选项B正确；
C．线框进入磁场时，根据右手定则可知线框中电流为逆时针方向，线框离开磁场时，电流为顺时针方向，且电流大小相同，结合上述分析可知，选项C正确；
D．线框完全进入磁场运动过程中，拉力0，根据可知拉力功率为0，选项D错误。
故选BC。
第二部分非选择题（共52分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
二、实验题（共14分）
12. 小南想按下面的电路图去测量实验室中某捆漆包金属丝的长度，实验器材包括捆装漆包金属丝（电阻约为5Ω）、电压表、电流表、滑动变阻器（最大阻值为15Ω）、干电池组（电动势3V，内阻较小）、导线若干。实验过程如下：
（1）如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d。先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_________（填“A”、“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图乙所示，则d=_________mm；
（2）利用该电路测出电压表读数为U，电流表读数为I，该小组查得该种金属丝的电阻率为ρ，则金属丝的长度L=_________。（用题中字母表示）
【答案】 ①. C ②. 0.626-0.629 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮C
[2]螺旋测微器读数为
（2）[3]由电阻定律有
而根据欧姆定律有
导体的横截面积为
联立解得
13. 小贾同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空：
（1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框，将线框的下短边完全置于形磁铁的、极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面___________；
（2）在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数；
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线框静止时弹簧测力计的读数（），则线框所受安培力大小为___________，方向为___________；
（4）用刻度尺测出矩形线框短边的长度；
（5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度___________。
【答案】 ①. 垂直 ②. ③. 竖直向下 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]应使磁场方向与矩形线框的平面垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出拉力；
（3）[2][3]根据题意可知，未接通电路时，弹簧测力计的读数，根据平衡条件有
接通电路后，弹簧测力计的读数（），根据平衡条件有
则线框所受安培力大小为
方向竖直向下；
（5）[4]根据安培力的计算公式有
解得
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14. 如图所示，电解槽A和电炉丝B并联接到电源上，电源内阻，电炉丝电阻，电解槽电阻。当闭合、断开时，电炉丝消耗的功率为684W；当、都闭合时，电炉丝消耗的功率为475W（电炉丝电阻不变）试求：
(1)电源电动势；
(2)、都闭合时，流过电解槽的电流大小；
(3)、都闭合时，电解槽消耗的电功率。
【答案】(1)120V；(2)20A；(3)1900W
【解析】
【详解】(1)当闭合、断开时，通过电炉丝的电流为
电源电动势为
(2)当闭合、闭合时，通过电炉丝的电流为
电炉两端电压为
通过电源的电流为
通过电解槽的电流为
(3)电解槽消耗的电功率为
15. 如图所示，在磁感应强度B=1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势E=12V，内阻不计。ab杆长L=0.5m,质量m=0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。要使ab杆在滑轨上保持静止，求：(g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）滑动变阻器R的最小阻值．
【答案】（1）5Ω；（2）3Ω
【解析】
【详解】（1）当ab杆恰好不下滑时，如图所示
由平衡条件得，沿斜面方向
mgsinθ=μFN1+F安1csθ
垂直斜面方向
FN1=mgcsθ+F安1sinθ
安培力为
F安1=BI1L
回路中的电流为
联立解得
R1=5Ω
（2）当ab杆恰好不上滑时，如图所示
由平衡条件得，沿斜面方向
mgsinθ+μFN2=F安2csθ
垂直斜面方向
FN2=mgcsθ+F安2sinθ
安培力为
F安2=BI2L
回路中的电流为
解得
R2=3Ω
所以要使ab杆保持静止，R的最小值3Ω。
16. 如图所示，在x轴上方有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，在x轴下方有一匀强电场，场强方向竖直向上。一质量为m，电荷量为q，重力不计的带电粒子从y轴上的a点（0，h）处沿y轴正方向以初速度开始运动，并以与x轴正方向成45°角的速度方向第一次进入电场，且经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直，一段时间后，粒子回到a点。
（1）求匀强磁场磁感应强度B的大小和匀强电场电场强度E的大小；
（2）求粒子从a点开始运动到再次回到a点所用的时间t。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可得粒子的运动轨迹如下，由图可得
粒子在磁场中做圆周运动，故由牛顿第二定律有
结合题意联立可得
粒子在电场中做斜抛运动，即在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀减速直线运动，且到达b点时，竖直方向速度恰好为零，故在水平方向上有
在竖直方向有
联立可得
（2）由粒子的运动轨迹图可知，粒子在磁场中的运动的总圆心角为
故粒子在磁场中运动的总时间为
由对称性可知，粒子在y轴左侧和右侧电场中的运动时间相等，故粒子从开始运动至再次经过a点所用的总时间为
第一部分选择题（共48分）
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1. 关于电阻率的说法，正确的是（ ）
A. 电阻率与导体的长度和横截面积有关
B. 电阻率表征了导体材料的导电能力的强弱，由导体材料决定，与温度有关
C. 电阻率越大的导体，电阻也越大
D. 导体材料的电阻率都是随温度升高而增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】电阻率是导体本身的特性，由导体的材料决定，往往随温度变化而变化，而与导体的长度、横截面积无关．有些合金的电阻率受温度影响很小，往往制成准确电阻．由电阻定律 可知。电阻与导体的长度、横截面积和电阻率三个因素有关。
A．电阻率与导体的长度、横截面积无关。故A错误。
B．电阻率是导体本身的特性，由导体的材料决定，往往随温度变化而变化。故B正确。
C．由电阻定律 可知。电阻与导体的长度、横截面积和电阻率三个因素有关。则电阻率大的导体，电阻不一定大。故C错误。
D．有些合金的电阻率受温度影响很小，往往制成准确电阻。故D错误。
故选B。
2. 在LC振荡电路中，以下办法可以使振荡频率增大到原来的两倍的是（ ）
A. 自感系数L和电容C都增大到原来的两倍
B. 自感系数L增大到原来的两倍，电容C减小一半
C. 自感系数L减小一半，电容C增大到原来的两倍
D. 自感系数L和电容C都减小一半
【答案】D
【解析】
【详解】A．由LC振荡电路频率公式
可知，当自感系数L和电容C都增大到原来的两倍时，其振荡频率变为原来的一半，故A错误；
B．由LC振荡电路的频率公式
可知，当自感系数L增大到原来的两倍，电容C减小一半时，其振荡频率不变，故B错误；
C．由LC振荡电路的频率公式
可知，当自感系数L减小一半，电容C增大到原来的两倍时，其振荡频率不变，故C错误；
D．由LC振荡电路的频率公式
可知，当自感系数L和电容C都减小一半时，其振荡频率恰好增大到原来的两倍，故D正确。
故选D。
3. 如图为一由干电池、铜线圈和钕磁铁组成的简易电动机，此装置中的铜线圈能从静止开始绕虚线轴转动起来，那么（ ）
A. 若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
B. 若磁铁上方为极，从上往下看，线圈将顺时针旋转
C. 线圈匀速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
D. 线圈加速转动过程电池的化学能全部转化为线圈的动能
【答案】A
【解析】
【详解】A．若磁铁上方为N极，线圈左边电流是向下的，磁场是向左的，根据左手定则可知安培力是向内的，线圈右边的电流也是向下的，磁场是向右的，根据左手定则安培力是向外的，故从上往下看，线圈顺时针转动；故A正确；
B．若磁铁上方为S极，线圈左边的电流是向下的，磁场是向右的，根据左手定则可知安培力是向外的；线圈右边的电流也是向下的，磁场是向左的，根据左手定则知安培力是向内的，从上往下看，线圈逆时针转动，故B错误；
CD．线圈无论匀速转动还是加速转动过程中，电池的化学能全部转化为线圈的动能和电路的焦耳热，故CD错误；
故选A。
4. 如图所示，a、b、c三盏灯都能发光，且在电路变化时，灯不会烧坏．试判断：当滑动变阻器的触头P向下移动时（ ）
A. 外电路的总电阻变小B. 总电流变小
C. a灯变暗D. c灯变亮
【答案】A
【解析】
【详解】A．据图可知，当滑动变阻器滑片向下滑动时，相当于滑动变阻器被短接部分变大，未短接部分减小，则滑动变阻器阻值减小，外电路总电阻与其中之一电阻的变化一致，所以外电阻总电阻变小，A选项正确；
B．据
总电流变大，B选项错误；
C．a灯接在干路，总电流变大，则a灯变亮，C错误；
D．据“串反并同”c灯与滑动变阻器并联，c灯电流、电压变化与滑动变阻器阻值变化一致，则c灯变暗，D错误．
故选A。
5. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN，MN的左边有一如图所示的闭合电路，当PQ在一外力的作用下运动时，MN向右运动，则PQ所做的运动可能是（ ）
A. 向左加速运动B. 向右加速运动
C. 向左减速运动D. 向右匀速运动
【答案】A
【解析】
【详解】根据安培定则可知，MN处于ab产生的垂直向里的磁场中，MN在磁场力作用下向右运动，说明MN受到的磁场力向右，由左手定则可知电流由M指向N，L1中感应电流的磁场向上，由楞次定律可知，L2线圈中产生感应电流的磁场应该是向上减小，或向下增加，再由右手定则可知PQ可能是向左加速运动或向右减速运动，A正确，BCD错误；
故选A。
6. 用同一回旋加速器加速甲、乙两种不同的粒子，加速电压大小、匀强磁场的磁感应强度大小一定，加速甲粒子时，加速电压的变化周期为T1，加速乙粒子时，加速电压的变化周期为T2，已知T1>T2，则甲粒子相对于乙粒子（ ）
A. 比荷大B. 获得的最大速度大
C. 在磁场中运动的时间长D. 被加速的次数少
【答案】D
【解析】
【详解】A．加速电压的周期等于粒子在磁场中做圆周运动的周期，为
由于
除了比荷倒数外，其它量都是常量，那么可知甲粒子比荷的倒数大于乙粒子比荷的倒数，可知甲粒子的比荷小于乙粒子的比荷，故A错误；
B．当粒子的运行半径为D形盒半径R时，对应的速度为最大速度，根据
可知
甲粒子的比荷小于乙粒子的比荷，获得的最大速度小，故B错误；
D．设粒子在磁场中加速的次数为n，由
可得
甲粒子的比荷小于乙粒子的比荷，被加速的次数少，故D正确；
C．粒子在磁场中运动的时间为
其中
解得
则甲乙粒子在磁场中的运行时间相同，故C错误。
故选D。
7. 2022年11月，由我国自主研制的新概念武器—电磁枪在珠海航展闪亮登场。这标志着中国电磁弹射技术在世界范围内处于领先地位。下图是用电磁弹射技术制造的轨道炮原理图。质量为m的弹体可在间距为d的两平行水平轨道之间自由滑动，并与轨道保持良好接触。恒定电流I从M轨道左边流入，通过弹体后从N轨道左边流回。轨道电流在弹体处产生垂直于轨道面的磁场，可视为匀强磁场，磁感应强度的大小与电流I成正比。通电弹体在安培力作用下加速距离L后从轨道右边以速度v高速射出。下列说法中正确的是（ ）
A. 弹体受到的安培力大小为
B. 若电流增大到2I，则弹体射出速度变为
C. 若轨道长增大到2L，则弹体射出速度变为
D. 若电流I从N轨道左边流入，M轨道左边流回，则弹体将向左边射出
【答案】C
【解析】
【详解】A．由动能定理可得
得安培力的大小为
故A错误；
B．根据安培力公式
由题意可得
为常数，代入可得
可知若电流增大到，则射出速度为，故B错误；
C．由B选项分析可知，若轨道长增大到，则射出速度变为，故C正确；
D．若电流从轨道左边流入，轨道左边流回，轨道电流在弹体处产生的磁场方向也发生改变，由受力分析可知，弹体仍向右边射出，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，在空间直角坐标系中存在有沿轴正方向的匀强磁场，在直角坐标系中选取如图所示的棱柱形空间．通过面积（所围的面积）、（所围的面积）和（所围的面积）的磁通量分别为、和，则：（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】据题意，匀强磁场方向沿x轴的正方向，则没有磁感线穿过S3（cbb′c′），Φ3=0；而S1（abb′a′）、与S2（acc′a′），在磁场垂直方向的有效面积等于S2（acc′a′）的面积，所以有：Φ1=Φ2＞Φ3，故AC正确，BD错误；故选AC．
点睛：解决本题的关键是准确理解磁通量公式Φ=BScsθ，知道Scsθ是线圈在磁场垂直方向投影的面积．
9. 在磁场中的同一位置放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．先后在导线中通入不同的电流，导线所受的力也不一样，图中几幅图象表现的是导线受的力F与通过的电流I的关系．a、b各代表一组F、I的数据．图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】在匀强磁场中，当电流方向与磁场垂直时所受安培力为：F=BIL，由于磁场强度B和导线长度L不变，因此F与I的关系图象为过原点的直线，故BC正确，AC错误．
10. 如图所示，直角三角形abc区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，∠b=30°，ac=L，磁场的磁感应强度大小为B。一群质量为m、电荷量为q的带正电粒子从ab边中点O沿平行于ac方向以不同的速率射入磁场，能从ac边射出磁场的粒子的速度大小可能是（ ）
A. 0.4B. 0.46C. 0.49D. 0.6
【答案】BC
【解析】
【详解】能从ac边射出磁场的粒子的临界条件是，轨迹分别与bc、ac相切。则由几何关系可知此时离子的轨迹半径为
离子在磁场中洛伦兹力提供向心力，则有
联立可得
故BC正确，AD错误。
故选BC。
11. 如图所示，边长为L的单匝均匀金属线框置于光滑水平桌面上，在拉力作用下以恒定速度通过宽度为D（）、方向竖直向下的有界匀强磁场，在整个过程中线框的ab边始终与磁场的边界平行，若以F表示拉力大小、以表示线框ab两点间的电势差、I表示通过线框的电流（规定逆时针为正）、P表示拉力的功率，则下列反映这些物理量随时间变化的图象中可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．线框做匀速直线运动，进入磁场和出磁场过程中根据楞次定律阻碍相对运动的条件，可知拉力与安培力等大反向，即
即线圈进入磁场和出离磁场的过程中拉力相同；线框完全进入磁场运动过程中，闭合线框中，线框中无感应电流，所以安培力为0，拉力大小为0，故A错误；
B．线框进入磁场时，导体棒切割磁感线，即电源，根据右手定则可知
所以两端电势差为路端电压
完全进入磁场，线框中无电流，所以
线框穿出磁场过程中，边切割磁感线，根据楞次定律判断感应电流可知
则
对应图像可知，选项B正确；
C．线框进入磁场时，根据右手定则可知线框中电流为逆时针方向，线框离开磁场时，电流为顺时针方向，且电流大小相同，结合上述分析可知，选项C正确；
D．线框完全进入磁场运动过程中，拉力0，根据可知拉力功率为0，选项D错误。
故选BC。
第二部分非选择题（共52分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
二、实验题（共14分）
12. 小南想按下面的电路图去测量实验室中某捆漆包金属丝的长度，实验器材包括捆装漆包金属丝（电阻约为5Ω）、电压表、电流表、滑动变阻器（最大阻值为15Ω）、干电池组（电动势3V，内阻较小）、导线若干。实验过程如下：
（1）如图甲所示，用螺旋测微器测量金属丝的直径d。先将金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动_________（填“A”、“B”或“C”），直到听见“喀喀”的声音为止。测量读数如图乙所示，则d=_________mm；
（2）利用该电路测出电压表读数为U，电流表读数为I，该小组查得该种金属丝的电阻率为ρ，则金属丝的长度L=_________。（用题中字母表示）
【答案】 ①. C ②. 0.626-0.629 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]金属丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋动微调旋钮C
[2]螺旋测微器读数为
（2）[3]由电阻定律有
而根据欧姆定律有
导体的横截面积为
联立解得
13. 小贾同学在学习安培力后，设计了如图所示的装置来测定磁极间的磁感应强度。根据实验主要步骤完成填空：
（1）在弹簧测力计下端挂一个匝数为的矩形线框，将线框的下短边完全置于形磁铁的、极之间的磁场中，并使线框的短边水平，磁场方向与矩形线框的平面___________；
（2）在电路未接通时，记录线框静止时弹簧测力计的读数；
（3）闭合开关，调节滑动变阻器使电流表读数为，记录线框静止时弹簧测力计的读数（），则线框所受安培力大小为___________，方向为___________；
（4）用刻度尺测出矩形线框短边的长度；
（5）利用上述数据可得待测磁场的磁感应强度___________。
【答案】 ①. 垂直 ②. ③. 竖直向下 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]应使磁场方向与矩形线框的平面垂直，这样能使弹簧测力计保持竖直，方便测出拉力；
（3）[2][3]根据题意可知，未接通电路时，弹簧测力计的读数，根据平衡条件有
接通电路后，弹簧测力计的读数（），根据平衡条件有
则线框所受安培力大小为
方向竖直向下；
（5）[4]根据安培力的计算公式有
解得
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14. 如图所示，电解槽A和电炉丝B并联接到电源上，电源内阻，电炉丝电阻，电解槽电阻。当闭合、断开时，电炉丝消耗的功率为684W；当、都闭合时，电炉丝消耗的功率为475W（电炉丝电阻不变）试求：
(1)电源电动势；
(2)、都闭合时，流过电解槽的电流大小；
(3)、都闭合时，电解槽消耗的电功率。
【答案】(1)120V；(2)20A；(3)1900W
【解析】
【详解】(1)当闭合、断开时，通过电炉丝的电流为
电源电动势为
(2)当闭合、闭合时，通过电炉丝的电流为
电炉两端电压为
通过电源的电流为
通过电解槽的电流为
(3)电解槽消耗的电功率为
15. 如图所示，在磁感应强度B=1.0T，方向竖直向下的匀强磁场中，有一个与水平面成θ=37°角的导电滑轨，滑轨上放置一个可自由移动的金属杆ab。已知接在滑轨中的电源电动势E=12V，内阻不计。ab杆长L=0.5m,质量m=0.2kg，杆与滑轨间的动摩擦因数μ=0.1，滑轨与ab杆的电阻忽略不计。要使ab杆在滑轨上保持静止，求：(g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留一位有效数字)
（1）滑动变阻器R的最大阻值；
（2）滑动变阻器R的最小阻值．
【答案】（1）5Ω；（2）3Ω
【解析】
【详解】（1）当ab杆恰好不下滑时，如图所示
由平衡条件得，沿斜面方向
mgsinθ=μFN1+F安1csθ
垂直斜面方向
FN1=mgcsθ+F安1sinθ
安培力为
F安1=BI1L
回路中的电流为
联立解得
R1=5Ω
（2）当ab杆恰好不上滑时，如图所示
由平衡条件得，沿斜面方向
mgsinθ+μFN2=F安2csθ
垂直斜面方向
FN2=mgcsθ+F安2sinθ
安培力为
F安2=BI2L
回路中的电流为
解得
R2=3Ω
所以要使ab杆保持静止，R的最小值3Ω。
16. 如图所示，在x轴上方有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，在x轴下方有一匀强电场，场强方向竖直向上。一质量为m，电荷量为q，重力不计的带电粒子从y轴上的a点（0，h）处沿y轴正方向以初速度开始运动，并以与x轴正方向成45°角的速度方向第一次进入电场，且经过y轴上b点时速度方向恰好与y轴垂直，一段时间后，粒子回到a点。
（1）求匀强磁场磁感应强度B的大小和匀强电场电场强度E的大小；
（2）求粒子从a点开始运动到再次回到a点所用的时间t。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意可得粒子的运动轨迹如下，由图可得
粒子在磁场中做圆周运动，故由牛顿第二定律有
结合题意联立可得
粒子在电场中做斜抛运动，即在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀减速直线运动，且到达b点时，竖直方向速度恰好为零，故在水平方向上有
在竖直方向有
联立可得
（2）由粒子的运动轨迹图可知，粒子在磁场中的运动的总圆心角为
故粒子在磁场中运动的总时间为
由对称性可知，粒子在y轴左侧和右侧电场中的运动时间相等，故粒子从开始运动至再次经过a点所用的总时间为
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