安徽省滁州市定遠縣民族中學2024-2025學年下學期4月檢測物理試題（含解析）

第=page11頁，共=sectionpages11頁定遠縣民族中學2024-2025學年下學期4月檢測物理試題一、單選題：本大題共8小題，共32分。1.如圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，其自身的電阻與燈泡B相同。A和B是兩個相同的小燈泡，忽略溫度對燈泡電阻的影響。則

A.當開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，A立即變亮，B慢慢變亮

B.當開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，A和B均慢慢變亮

C.當開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A立即熄滅

D.當開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，B閃亮后熄滅2.回旋加速器的原理如圖所示，加速器由兩個間距很小的半圓形金屬盒D1、D2構(gòu)成，兩個金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B，交變電源通過Ⅰ、Ⅱ分別與D1、D2相連，僅在D1、D2縫隙間的狹窄區(qū)域產(chǎn)生周期性交變電場。α粒子24He源置于盒的圓心O，第一次將α粒子1由靜止釋放后每次通過電場時恰能被加速，其經(jīng)多次加速和偏轉(zhuǎn)后離開回旋加速器，第二次α粒子2由靜止釋放，在運動過程中與靜止于磁場中的不帶電粒子發(fā)生碰撞并結(jié)合為一個新粒子A.要使粒子3能夠在碰撞后經(jīng)電場時依然被加速，則需減小交變電壓的周期

B.粒子2與粒子3在回旋加速器中加速的總次數(shù)比粒子1少

C.粒子2與粒子3在回旋加速器中運動的總時間比粒子1長

D.粒子3離開回旋加速器時的動能比粒子1大3.如圖所示，間距為L的粗糙平行金屬導軌水平固定放置，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與導軌平面成30°角斜向上，一質(zhì)量為m的金屬桿ab垂直放在金屬導軌上并保持良好接觸，當閉合開關(guān)時，通過金屬桿的電流為I，金屬桿保持靜止，重力加速度為g，下列關(guān)于金屬桿受力情況的說法正確的是

A.安培力大小為12BIL

B.支持力大小為mg+32BIL4.如圖所示，中空長方體是邊長為?、l、b的發(fā)電導管，前、后兩個側(cè)面是絕緣體，上、下兩個側(cè)面是電阻可以忽略的導體電極，通過導線與電容為C、板間距為d的平行板電容器連接，右側(cè)通過開關(guān)S與阻值為R的負載連接。發(fā)電導管處于磁感應(yīng)強度大小為B、方向與前、后平面垂直的勻強磁場中。當S斷開時，有電阻率為ρ、電荷量絕對值相同的正、負離子組成的等離子束(不計重力)，始終沿著導管方向以恒定速率由左端連續(xù)射入，電路達到穩(wěn)定后，電容器里一質(zhì)量為m、電荷量為q的顆粒恰好靜止在電容器中央，重力加速度為g，下列說法正確的是

A.電容器中的顆粒帶正電

B.等離子體的流速為mgdB?q

C.閉合開關(guān)S，電容器里的顆粒仍然懸停在電容器中

D.閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后流過電阻R的電流為5.如圖為一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度圖象不可能是圖中的(

)

A. B.

C. D.6.在勻強磁場中放一電阻不計的平行金屬導軌，導軌跟大線圈M相接，如圖所示．導軌上放一根導線ab，磁感線垂直于導軌所在平面．當導線ab向右加速運動時，M所包圍的小閉合線圈N產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，及所具有的形變趨勢是(

)

A.N有順時針方向的電流，且有收縮的趨勢 B.N有順時針方向的電流，且有擴張的趨勢

C.N有逆時針方向的電流，且有收縮的趨勢 D.N有逆時針方向的電流，且有擴張的趨勢7.上海中心大廈頂部的阻尼器確保了整棟大廈在臺風中的穩(wěn)定。阻尼器簡化原理如圖所示，當樓體在風力作用下擺動時，攜帶有永磁體的質(zhì)量塊由于慣性產(chǎn)生反向擺動，在金屬地板內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而使大廈減振減擺。則(

)

A.渦流由外部電源產(chǎn)生

B.地板電阻率越大，產(chǎn)生渦流越大

C.永磁體擺動速率越大，產(chǎn)生渦流越大

D.質(zhì)量塊下方的永磁體只有下端為N極上端為S極，才會有較好的阻尼效果8.如圖所示，相距為d的兩水平直線L1和L2分別是水平向里的勻強磁場的上、下邊界，磁場的磁感應(yīng)強度為B，正方形線框abcd邊長為L(L<d)、質(zhì)量為m.將線框在磁場上方距L1的高度為?處由靜止開始釋放，當ab邊進入磁場時速度為v0，cd邊剛穿出磁場時速度也為v0.則從ab邊剛進入磁場到cdA.線框一直都有感應(yīng)電流 B.線框一定有減速運動的過程

C.線框不可能有勻速運動的過程 D.線框產(chǎn)生的總熱量為mg(d+?+L)二、多選題：本大題共2小題，共10分。9.如圖，在0≤x≤a區(qū)域內(nèi)存在與xoy平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。在t=0時刻，一位于坐標原點的粒子源向y軸右側(cè)xoy平面各方向均勻發(fā)射出大量相同的帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同。已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在t=3t0時刻剛好從磁場邊界上Pa,3A.粒子在磁場中做圓周運動的半徑R為32a

B.粒子的比荷為qm=2π9Bt0

C.第一個離開磁場的粒子所用的時間要大于10.如圖甲所示，電阻不計且間距L=1?m的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端接一阻值R=2?Ω的電阻，虛線OO′下方有垂直于導軌平面向里的勻強磁場.現(xiàn)將質(zhì)量m=0.1?kg、電阻不計的金屬桿ab從OO′上方某處由靜止釋放，金屬桿ab在下落的過程中與導軌保持良好接觸且始終水平，已知金屬桿ab進入磁場時的速度v0=1?m/s，下落0.3?m的過程中加速度a與下落距離?的關(guān)系圖像如圖乙所示，已知當下落高度?=0.3?m時，a恰好減小為0，g取10?m/s2，則(

)A.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為2?T

B.金屬桿ab下落0.3?m時的速度大小為1?m/s

C.金屬桿ab下落0.3?m的過程中R上產(chǎn)生的熱量為0.2?J

D.金屬桿ab下落0.3?m的過程中通過R的電荷量為0.25?C三、實驗題：本大題共2小題，共16分。11.物體的帶電量是一個不易測得的物理量，某同學設(shè)計了一個實驗來測量帶電物體所帶電量。如圖(a)所示，他將一由絕緣材料制成的小物塊A放在足夠長的木板上，打點計時器固定在長木板末端，物塊A靠近打點計時器，一紙帶穿過打點計時器與物塊A相連，請結(jié)合下列操作步驟回答問題。(1)為消除摩擦力的影響，他將長木板一端墊起一定傾角，接通打點計時器，輕輕推一下小物塊A，使其沿著長木板向下運動。多次調(diào)整傾角θ，直至打出的紙帶上點跡均勻，測出此時木板與水平面間的傾角，記為θ0(2)如圖(b)所示，在該裝置處加上一范圍足夠大的垂直紙面向里的勻強磁場，用細繩通過一輕小定滑輪將物塊A與不帶電物塊B相連，繩與滑輪的摩擦不計。給物塊A帶上一定量的正電荷，保持傾角θ0不變，接通打點計時器，由靜止釋放小物塊A，該過程可近似認為物塊A的帶電量不變。下列關(guān)于紙帶上點跡的分析正確的是A.紙帶上的點跡間距先增加后減小至零B.紙帶上的點跡間距先增加后減小至一不為零的定值C.紙帶上的點跡間距逐漸增加，且相鄰兩點間的距離之差不變D.紙帶上的點跡間距逐漸增加，且相鄰兩點間的距離之差逐漸減少，直至間距不變(3)為了測定物塊A所帶電量q，除傾角θ0，磁感應(yīng)強度B，物塊B的質(zhì)量mB外，本實驗還必須測量的物理量有__________(寫出物理量的名稱及對應(yīng)的符號(4)用重力加速度g、磁感應(yīng)強度B，傾角θ0和所測得的物理量，可得出q的表達式為__________。12.為探究影響感應(yīng)電流方向的因素，某組同學們做了如下的實驗。(1)同學們首先用如圖甲的實驗裝置進行探究，所用電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向間的關(guān)系為：當電流從“+”接線柱流入電流表時，指針向右偏轉(zhuǎn)。將條形磁鐵按如圖甲方式S極向下插入螺線管時，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)。說明螺線管中感應(yīng)電流在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生的磁場方向與條形磁鐵在螺線管內(nèi)部產(chǎn)生磁場方向_______(填“相同”或“相反”)(2)同學們又用如圖乙所示的器材進行探究。發(fā)現(xiàn)為了使小燈泡能短暫發(fā)光，應(yīng)將如圖所示的N極向下的條形磁鐵快速_______(選填“向下插入”或“向上拔出”)。同學們還發(fā)現(xiàn)條形磁鐵運動越快，小燈泡發(fā)光的亮度就越大，這說明感應(yīng)電動勢隨_______(選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”)的增大而增大。(3)實驗結(jié)束后，實驗小組的同學們又結(jié)合教材中自感實驗做了如下實驗。如圖丙所示，將兩條支路分別接上電流傳感器(可以測出電流大小，且內(nèi)阻忽略不計)，已知燈泡電阻不變且阻值為R。閉合開關(guān)S后，流過兩個電流傳感器的圖像如圖丁所示。由圖可知：①流過燈泡的電流是________(選填“a”或“b”)；②線圈的直流電阻_______(選填“大于”“等于”或“小于”)燈泡電阻R。

(4)另一組同學用如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表，用來測量自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路解體時應(yīng)____________A.先拆除電流表

B.先斷開SC.先拆除哪個器件都可以

D.先斷開S四、計算題：本大題共3小題，共42分。13.如圖所示，間距L=0.5m的平行光滑金屬導軌傾斜放置，其與水平面的夾角θ=60°，導軌上端接電動勢為E(未知)、內(nèi)阻r=0.2Ω的直流電源，空間分布著磁感應(yīng)強度大小B=3T、方向垂直于導軌平面向上的勻強磁場。一質(zhì)量m=0.2kg的金屬桿水平放置在導軌上恰好保持靜止，已知金屬桿接入電路的有效電阻R=0.8Ω，導軌電阻不計，重力加速度大小(1)求金屬桿受到的安培力F的大小和方向;(2)求電源的電動勢E;(3)若勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小不變，方向突然改為豎直向上，求此時金屬桿的加速度a的大小(不考慮磁場突然變化引起的電磁感應(yīng)作用，結(jié)果可用根式表示)。14.如圖所示的平面直角坐標系中，x軸以下區(qū)域存在垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，圓心坐標為(R,2R)、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B2的勻強磁場，第一象限中在x軸、y軸和過(0,R)點的一段曲線所圍成的區(qū)域內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場(圖中未畫)，且電場和磁場不重合?，F(xiàn)有大量質(zhì)量為m、電荷量為q、帶正電的粒子，以大小不同的速度從坐標原點O沿y軸負方向射入磁場，從x軸上0<x≤R區(qū)域射入第一象限，所有粒子都將匯聚至y軸上(0,2R)點。不計粒子間相互作用力和粒子的重力，求：

(1)粒子從坐標原點O沿y軸負方向射入磁場的速度最大值;(2)從原點O射入磁場的粒子，速度為最大速度一半時，在圓形磁場中運動的時間;(3)第一象限內(nèi)電場的電場強度大小和電場曲線邊界的方程。15.如圖所示，兩根平行等高光滑四分之一圓弧軌道，半徑為r，軌道間距為L，cd和ab分別為軌道的最低位置和最高位置，在軌道頂端連接一阻值為R的電阻，軌道電阻不計，整個軌道被放置在豎直向上磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中。現(xiàn)用外力使一根長度稍大于L、電阻為R0的金屬棒，從cd位置開始計時，沿軌道以速度v做勻速圓周運動，直至ab，在這一過程中：

(1)判斷流過電阻R的電流方向。(2)求流過電阻R的電荷量。(3)計算電阻R上產(chǎn)生的熱量。

答案和解析1.【答案】C

【解析】AB.當開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合時，電源的電壓同時加到兩燈上，A和B同時亮，隨著線圈中電流的增大，由于線圈的電阻與燈泡B相同。電路總電阻減小，總電流增大，A變得更亮一些，B兩端電壓減小，故B變暗一些；故AB錯誤；CD.當開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_時，線圈阻礙電流的減小，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，B與線圈構(gòu)成閉合回路，開關(guān)斷開前通過線圈的電流等于B的電流，故A立即熄滅，B緩慢熄滅，故D錯誤，C正確。2.【答案】B

【解析】解析：根據(jù)粒子在磁場中運動的周期公式T=2πmqB，可知碰后粒子的質(zhì)量變大，電荷量不變，粒子在磁場中運動的周期變長，則電場的周期也應(yīng)變長，A錯誤;

粒子離開回旋加速器時有R=mυmaxqB，離開回旋加速器時的動能Ekmax=12mvmax2=q2B2R22m

，由于質(zhì)量增大，則離開回旋加速器時的動能減小，D錯誤;

碰撞后，粒子經(jīng)電場加速后滿足qU=123.【答案】B

【解析】對金屬桿進行受力分析如圖所示：

A、金屬桿受重力、支持力、斜向下的安培力以及水平向左的摩擦力，F(xiàn)安=BIL，A錯誤;

B、FN=mg+32BIL，B正確;

C、安培力和摩擦力的合力方向豎直向下，C4.【答案】B

【解析】A、根據(jù)左手定則，等離子體中的正離子受到的洛倫茲力方向向上，負離子受到的洛倫茲力方向向下，所以發(fā)電導管上端為正極，下端為負極，則電容器上極板為正極板，下極板為負極板，板間電場方向向下，電容器中的顆粒受到的電場力向上，則顆粒帶負電，故A錯誤；

B、等離子體流速為v，則q′vB=U?q′，可得U=Bv?，

S斷開時，電容器板間電壓為U，則Udq=mg，

解得v=mgdB?q，故B正確；

C、導管內(nèi)阻為r=ρ?bl，閉合開關(guān)S后，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電容器板間電壓變小，則顆粒受到的電場力變小，不能懸停，故C錯誤；

D、根據(jù)閉合電路歐姆定律U=I5.【答案】C

【解析】由左手定則可判斷洛倫茲力方向向上，圓環(huán)受到豎直向下的重力、垂直細桿的彈力及向左的摩擦力，

A.當qvB=mg時，小環(huán)做勻速運動，此時圖象為A，故A正確；

B.當qvB<mg時，F(xiàn)N=mg?qvB此時：μFN=ma，所以小環(huán)做加速度逐漸增大的減速運動，直至停止，所以其v?t圖象的斜率應(yīng)該逐漸增大，故B正確，C錯誤。

D.當qvB>mg時，F(xiàn)N=qvB?mg，此時：μFN6.【答案】C

【解析】ab向右運動時，由右手定則可知，感應(yīng)電流由a流向b，

ab加速運動，感應(yīng)電動勢：E=BLv變大，感應(yīng)電流：I=ER=BLvR變大，

由安培定則知M的磁場垂直紙面向里增大，所以穿過N的磁通量垂直紙面向里增大，為阻礙磁通量的增加，感應(yīng)電流在N內(nèi)的磁場應(yīng)垂直紙面向外，由安培定則知N中感應(yīng)電流為逆時針，原磁通量增大由楞次定律可知為阻礙磁通量的增加N7.【答案】C

【解析】解：A.阻尼器擺動時，永磁鐵在金屬地板板上方擺動，磁通量發(fā)生變化，從而在金屬地板內(nèi)產(chǎn)生渦電流，屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，不是外部電源產(chǎn)生的電流，故A錯誤；

B.金屬地板電阻率越大，電阻越大，根據(jù)歐姆定律可知渦電流越小，故B錯誤；

C.永磁體擺動的速率越大，穿過導體板的磁通量變化越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大，則渦電流也越大，故C正確；

D.在這種利用電磁阻尼的結(jié)構(gòu)中，只要永磁體在擺動時能使金屬地板中的磁通量發(fā)生變化，就能產(chǎn)生渦流，進而起到阻尼作用。永磁體的磁極方向不影響磁通量變化這一本質(zhì)。無論永磁體下端是N極上端是S極，還是下端是S極上端是N極，當質(zhì)量塊攜帶永磁體相對金屬地板擺動時，穿過金屬地板的磁通量都會發(fā)生改變，從而在金屬地板內(nèi)產(chǎn)生渦流，實現(xiàn)減振減擺的阻尼效果。所以并不是只有永磁體下端為N極上端為S極才有較好的阻尼效果，故D錯誤。8.【答案】B

【解析】A.線框完全在磁場中運動時，磁通量不變，沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯誤；

BC.線框進入磁場過程，可能做勻速運動、加速運動和減速運動，完全在磁場中做勻加速運動，由于ab邊進入磁場時速度和cd邊剛穿出磁場時速度都是v0，則線框出磁場過程一定有減速運動，故B正確，C錯誤；

D.ab邊進入磁場到cd邊剛穿出磁場的過程，根據(jù)能量守恒定律得Q=mg(d+L)，故D錯誤。

故選B9.【答案】BCD

【解析】A.沿y軸正方向發(fā)射的粒子運動軌跡如圖中的弧OP所示，其圓心為C，由幾何

關(guān)系可得R2=(33a)2+(a?R)2，解得R=23a，故A錯誤;

B.由題給條件可以得出∠OCP=C.在磁場中飛行時間最短的粒子從坐標(a,0)射出磁場，設(shè)圓心角為θ由幾何關(guān)系可知，tanθ2=a2=33>tan30D.由幾何關(guān)系可得，在磁場中飛行時間最長的粒子運動軌跡應(yīng)與磁場右邊界相切，如右圖所示，由幾何關(guān)系可知此粒子轉(zhuǎn)過的圓心角是240°，由以上分析可知仍然留在磁場中的粒子與y軸正方向的角度范圍為60°～120°，由于粒子發(fā)射均勻的，所以t=310.【答案】AD

【解析】A.進入磁場后，根據(jù)右手定則判斷可知金屬桿ab中電流的方向由a到b.由左手定則知，桿ab所受的安培力豎直向上。

由乙圖知，剛進入磁場時，金屬桿ab的加速度大小a0=10m/s2，方向豎直向上。由牛頓第二定律得：BI0L?mg=ma0，設(shè)桿剛進入磁場時的速度為v0，則有I0=E0R=BLv0R，聯(lián)立得：B2L2v0R?mg=ma0，代入數(shù)據(jù)，解得：B=2T，故A正確；

B.通過a??圖象知當?=0.3m，a=0，表明金屬桿受到的重力與安培力平衡，有mg=BIL=BL?BLvR=B2L2vR，解得：11.【答案】(2)D；(3)兩物塊最終的速度v；(4)q=mB【解析】(2)設(shè)A的質(zhì)量為mA，B的質(zhì)量為mB，沒有磁場時，由平衡條件可得：f=