2022-2023学年吉林省白城市通榆县高二上学期期末模拟（三）物理试题（含答案）

2022-2023学年吉林省白城市通榆县高二上学期期末模拟（三）

物理试题（含答案）

一、单选题（本大题共7小题，共28分）

1.    如图所示，通电折线的两段且，匀强磁场水平向右，将此通电折线放入磁场中，图中哪种情况其所受安培力最大(    )

A.  B.  C.  D.

2.    如图所示，水平直导线中通有恒定电流，导线正下方处有一电子初速度，其方向与电流方向相同，以后电子将(    )

A. 沿路径运动，曲率半径变小   B. 沿路径运动，曲率半径变大
C. 沿路径运动，曲率半径变小   D. 沿路径运动，曲率半径变大

3.    质量和电荷量都相等的带电粒子和，以不同的速率经小孔垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(    )

1. 的运行时间小于的运行时间 
2. 带负电，带正电
   C. 的速率大于的速率 

D. 的运行时间等于的运行时间

4.    关于下列四幅图理解正确的是(    )
    

A. 甲图中干电池的电动势为，则通过电源的电荷量为时，电源内静电力做功为
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从极出发，到极终止
C. 丙图中说明电流具有磁效应，奥斯特受此启发发现了电磁感应现象
D. 丁图中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压的大小无关

5.    如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，有长为的导体棒恰好能架在金属框架上并以的速度向右滑动，导体棒与金属框架始终垂直且接触良好。磁场方向垂直金属框架平面向外，电阻，导体棒的电阻，其他电阻不计。下列说法正确的是

1. 感应电动势的大小为 
2. 导体棒上的电流方向从到
   C. 电路的总电阻为 

D. 通过导体棒的电流是

6.    在如图所示的电路中，两个完全相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈和一个滑动变阻器闭合开关待电路稳定后，调整的滑片使和亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为在之后的时刻断开，则在如下图所示的图象中，能正确反映前后的一小段时间内通过的电流和通过的电流随时间变化关系的是(    )
    

7.某交流发电机的示意图如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈面积，线圈电阻，外接定值电阻的阻值，其他电阻不计，电路中的交流电压表、交流电流表均为理想电表，线圈产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是
 

A. 线圈产生的交变电流的频率为 B. 电流表的示数为
C. 电压表的示数为 D. 匀强磁场的磁感应强度大小为

二、多选题（本大题共3小题，共18分）

8.两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为、总电阻为的正方形导线框位于纸面内，边与磁场边界平行，如图甲所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，边于时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正下列说法正确的是(    )

A. 磁感应强度的大小为
B. 导线框运动的速度的大小为
C. 磁感应强度的方向垂直于纸面向外
D. 在至这段时间内，导线框所受的安培力大小为

9.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是(    )
 

A. 电流表的示数为 B. 线圈转动的角速度为
C. 时线圈平面与磁场方向平行 D. 时电阻中电流的方向自右向左

10.在一阻值为的定值电阻中通入如图所示的电流，则(    )

A. 此电流为交流电     

B. 此电流的频率为
C. 此电流的有效值约为

D. 在内电阻产生的焦耳热为

三、实验题（本大题共2小题，共18分）

11.如图所示是“研究电磁感应现象”的实验装置．
  如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将线圈迅速抽出线圈中，电流计指针将__________偏转。填“向左”“向右”或“不”

连好电路后，并将线圈插入线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向右偏转，可采取的操作是___________。

A.插入铁芯    

B.拔出线圈    

C.变阻器的滑片向左滑动  

D.断开电键瞬间．

为指针零刻度在中央的灵敏电流表，连接在直流电路中时的偏转情况如图中所示，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也从中央向左偏。今把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图中的条形磁铁的运动方向是向_______填“上”、“下”；图中的条形磁铁下端为________极填“”、“”。

12.用如图所示的电路研究自感现象，图中两个相同的小灯泡甲和乙分别串联一个带铁芯的电感线圈和一个定值电阻，请回答下列问题：

闭合开关后，将观察到两个灯泡亮度变化情况是  (    )

A. 小灯泡甲和乙同时变亮

B.小灯泡甲立刻变亮，小灯泡乙逐渐变亮

C. 小灯泡乙立刻变亮，小灯泡甲逐渐变亮

D. 小灯泡甲立刻变亮，小灯泡乙不亮

闭合开关电路稳定后，发现小灯泡甲比乙亮很多，经分析认为电感线圈电阻______选填“大于”“等于”或“小于”定值电阻；若断开开关，将看到两个小灯泡亮暗变化情况是___________。

四、计算题（本大题共3小题，共36分）

13.(10分）如图所示，两根等长的绝缘细线悬挂一水平金属细杆，金属细杆长、质量为，处在与其垂直的竖直匀强磁场中。当金属细杆中通以的电流时，两绝缘细线与竖直方向的夹角稳定在。求：
金属细杆所受安培力的方向；
金属细杆中电流的方向；
匀强磁场的磁感应强度大小。

14（12分）.如图所示，半径为的圆形区域内充满垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子质量为，电量为，以速度由圆周上的点沿半径方向射入磁场，从点射出磁场时其速度方向改变了，不计粒子的重力，求：

匀强磁场的磁感应强度；

粒子在圆形磁场中运动的时间。

15.（14分）如图所示是交流发电机模型示意图，匝的矩形线圈在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕以角速度逆时针匀速转动，线圈在转动中与外电路电阻形成闭合电路。已知线圈面积为，内阻为。求：
 

线圈中产生的感应电动势的最大值；

从线圈平面处于中性面位置开始计时，线圈中感应电流的瞬时值表达式；

线圈从垂直中性面位置转过时的磁通量；

线圈转动一周电阻上的热功率。

高二物理模拟题三参考答案

1.答案 

解析:当通电导线为折线或曲线时其效果相当于由起点到终点的直线通以相同的电流，根据安培力表达式可知，在、、相同的情况下，当导线有效长度与磁场垂直时安培力最大，故C正确，ABD错误。
故选C。  

2.答案 

解析:由安培定则可知，导线下方的磁场方向垂直纸面向外，且离导线越远，磁场越弱，越小。
如图所示，电子初速度方向与电流方向相同，由左手定则可知受到的洛伦兹力方向向下，则电子将远离导线，沿路径运动。减小，由，可知电子的运动曲率半径变大，故B正确，ACD错误。
故选B。  

3.答案 

解析粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为，故的运动时间等于的运动时间，A错误，D正确；

B.由左手定则判断出带正电荷，带负电荷，B错误；

C.粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，得半径为

在质量与电量相同的情况下，半径大的速率大，即的速率大于的速率，C错误。 

4.答案 

解析:A.甲图中干电池的电动势为，则通过电源的电荷量为时，电源内非静电力做功为，所以A错误；
B.乙图中表示条形磁铁的外部磁感线从极出发，回到极，内部磁感线从极出发，回到极，构成一个闭合回路，所以B错误；
C.丙图中说明电流具有磁效应，奥斯特受此启发发现了电流磁效应，所以C错误；
D.丁图中回旋加速器，根据，得带电粒子的最大动能为 ，与加速电压的大小无关，所以D正确。故选D。  

5.答案 

解析:A.感应电动势，故A错误；
B.根据右手定则知导体棒上的电流方向从到，故B错误。
C.电路的总电阻，故C错误；
D.通过的电流，故D正确；  

6.答案 

解析与线圈串联，断开，流过线圈的电流减小，电感线圈产生同向的感应电动势，并慢慢变小，则电流同向变小，变小的越来越慢，故A正确，B错误；
与线圈并联，电感线圈产生的电流与构成回路，断开后的较短的时间内电流反向，并逐渐减小，故C错误，D错误。  

7.答案 

解析A、由图乙可知交变电流的周期：，所以其频率： ，故A错误；
B、感应电动势的有效值为：，所以电流表的示数为：，故B正确；
C、电压表测量的是路端电压，其示数为，故C错误；
D、由，，联立可得，故D错误。  

8.答案 

解析B.导线框运动速度，B正确；
A.感应电动势，代入数据可得，A错误；
C.在时间内，根据右手定则可得磁场方向垂直于纸面向外，C正确；
D.根据，，，联立可得，D错误．

9.答案 

解析A. 电流表的示数为交变电流的有效值，故A正确；
B.由可得，线圈转动的角速度为，故B错误；
C.时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行，故C正确；
D.根据楞次定律可得，时电阻中电流的方向自左向右，故D错误。
故选AC。

10.答案 

解析A.根据交流电的定义，此电流为交流电，故A正确；
B.由于该交流电的周期为，此电流的频率为，故B正确；
C.根据，代入数据解得此电流的有效值为，故C错误；
D.根据焦耳定律，在内电阻产生的焦耳热为，故 D错误。
故选AB。  

11.答案向左；；下；。 

解析如果在闭合开关时，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，那么合上开关后，将原线圈迅速抽出线圈中，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转。
A.插入铁芯，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，故A正确； 
B.拔出线圈，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转，故B错误； 
C.变阻器的滑片向左滑动，电阻减小，电流增大，穿过副线圈的磁通量增加，灵敏电流计的指针向右偏，故C正确；
D.断开电键瞬间，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向左偏转，故D错误；
故选AC；故答案为：向左；；

解答:图条形磁铁的运动方向向下，穿过线圈的磁通量增加，感应电流的磁场向下，电流顺时针，即电流从电流表的左接线柱进时，指针也从中央向左偏；
图与图中电流方向相反，但条形磁铁抽出，条形磁铁下端应和图相同，故下端为极。
故答案为：下，。  

12.答案；小于；小灯泡甲逐渐变暗，小灯泡乙闪亮一下后再逐渐变暗。 

解析通电时，线圈中电流变大，则在线圈中产生反电动势，阻碍电流的变大，故线圈中电流慢慢变大，故甲灯慢慢变亮，而乙灯立即变亮，故C正确，ABD错误；
故选C；
稳定后，甲灯比乙灯亮很多，说明电感线圈电阻远小于定值电阻阻值；断开开关时，线圈和甲灯、乙灯、定值电阻组成回路，将储存的能量释放，此时线圈相当于电源，电流从其稳定时的电流逐渐减小，故甲灯会逐渐变暗，而乙灯会先闪亮一下后逐渐变暗。
故答案为：；小于；小灯泡甲逐渐变暗，小灯泡乙闪亮一下后再逐渐变暗。  

13.答案:金属细杆在重力、安培力、细绳拉力作用下处于平衡状态，对金属杆受力分析可知拉力和重力合力水平向左，故安培力的方向水平向右；
根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过手心，大拇指指向向右，四指从垂直纸面向内，故电流方向垂直纸面向内。
根据安培力公式有： 

则： 
又 
联立解得 。

14.解：由图中几何关系可知：   
根据：
解得：   
粒子圆形磁场中运动的时间：
又： 
解得：。 

15.解：线圈中产生的感应电动势的最大值                  

从线圈平面处于中性面位置开始计时，线圈中感应电流的瞬时值表达式  

根据磁通量的定义式得出线圈从垂直中性面位置转过时的磁通量；          

线圈转动一周电阻上的热功率