2021级高二下学期物理测验试题（一）A卷（说明：本试卷共17题，考试时间为75分钟，满分为100分）一、单项选择题：本题共8小题，每题 3分，共 24分。

每小题只有一个正确答案，不选或错选得 0 分。

1．如图所示，关于电磁现象，下列说法正确的是（）A．甲图，用细金属丝将直导线水平悬挂在磁铁的两极间，当通以如图所示的电流时，导线会向左摆动一定角度B．乙图，是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，铁块中产生涡流，从而产生大量热量，冶炼金属C．丙图，通电线圈在磁场作用下转动，机械能转化为电能D．丁图，当用力让线圈发生转动时，电流表就有电流通过，利用此原理可制成电动机2．如图所示，O1O2是矩形导线框abcd的对称轴，其左方有垂直于纸面向外的匀强磁场。

以下情况中，abcd中有感应电流产生的是（）A．将abcd向纸外平移B．将abcd向右平移C．将abcd以ab为轴转动60°D．将abcd向上平移3．如图，粗糙绝缘水平桌面上有一铜质圆环。

当一竖直放置的条形磁铁从圆环直径正上方等高快速向右通过AB的过程中，圆环始终不动，则可知圆环受到的摩擦力方向（）A．始终向左B．始终向右C．先向左后向右D．先向右后向左4．如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向成60︒角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态。

规定a b→的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，斜向右下方为安培力的正方向，则在10~t时间内，能正确反映电阻R的热功率P、流过导体棒ab的电流i、导体棒ab所受水平外力F及安培力A F随时间t变化的图像正确的是（）A．B．C．D．5．如图所示，A、B都是很轻的铝环，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。

若用磁铁分别接近这两个圆环，则下面说法错误的是（）A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥，说明环内有感应电动势B．把磁铁远离A环，A环又会被吸引，说明环内有感应电流C．磁极接近或者远离B环时，B环保持静止，但环的断口左右两端有电势差D．磁铁N极接近B环时，环的断口处右端电势比左端电势高6．动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的。

话筒内半径为r、匝数为n的可动线圈套在径向辐射永久磁铁槽上，如图所示，当声波使膜片振动时，线圈垂直切割磁感线，将声音信号转化为电信号。

线圈振动区域的磁场的磁感应强度大小恒为B，话筒工作时线圈与其相连的负载构成回路，总电阻为R，若在某一时刻，线圈切割磁感线的速度大小为v，则该时刻通过线圈的感应电流为（）A．nBrvRB．2nBrvRC．nBrvRπD．2nBrvRπ7．为防止航天员在长期失重状态下肌肉萎缩，我国在空间站中安装了如图甲所示可用于锻炼上、下肢肌肉的“太空自行车”，其工作原理可简化成图乙所示模型，航天员锻炼时，半径为r的金属圆盘在磁感应强度大小为B、方向垂直盘面向里的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，电阻R连接在从圆盘中心和边缘处引出的两根导线上，不计圆盘电阻，若航天员消耗的能量约有50%转化为电能，则在t时间内航天员消耗的能量为（）A．2244B r tRωB．2242B r tRωC．2244B r tRωD．2422B r tRω8．一交变电流的i t-图像如图所示，则对于该交变电流，下列说法正确的是（）A．该交变电流的周期为0.02sB．该交变电流的最大值为22AC．该交变电流的有效值为22AD．该交变电流通过10Ω的电阻时热功率为60W二、多选择题：本题共4小题，每题6分，共 24 分。

每小题只有多个正确答案，不选或错选得 0分，漏选得3分。

9．如图甲所示，为一小型交流发电机示意图。

为了便于观察，图甲中只画出其中的一匝线圈。

线圈匀速转动时与外电路R＝10Ω的电阻构成闭合回路。

从图甲所示位置开始计时，通过电阻R的交变电流如图乙所示，则下列判断正确的是（）A．电阻R消耗的热功率为4kWB．t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行C．图甲所示时刻，穿过线圈的磁通量变化最快D．该发电机产生的交变电流的频率为50Hz10．如图所示，两相同灯泡A 1、A 2，A 1与一理想二极管D 连接，线圈L 的直流电阻不计。

下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S 后，A 1、A 2会立刻亮，电流由a 指向bB ．闭合开关S 稳定后，A 1、A 2亮度相同，电流由a 指向bC ．断开S 的瞬间，a 点的电势比b 点低D ．断开S 的瞬间，A 1会逐渐熄灭，电流由a 指向b11．两根足够长的光滑导轨竖直放置，底端接电阻R 。

将金属棒PQ 悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与匀强磁场垂直，如图所示。

现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则（ ）A ．释放瞬间金属棒的加速度小于重力加速度gB ．金属棒向下运动时，流过电阻R 的电流方向为a b →C ．电路产生的总热量小于金属棒重力势能的减少D ．金属棒不会回到初始位置12．如图甲所示，两电阻不计的平行光滑导轨与水平面的夹角37α=，导轨下端接一阻值0.1ΩR = 的定值电阻。

空间中存在垂直导轨所在平面向上、磁感应强度大小为B =0.5T 的匀强磁场。

导体棒ab 的长度和导轨间距均为0.2m L = ，导体棒电阻0.1r =Ω、质量0.2kg m = 。

在导体棒ab 上施加一沿导轨平面向上的作用力F ，使导体棒ab 沿导轨下滑，作用力F 的大小随时间变化的关系图象如图乙所示，力F 作用过程中导体棒ab 的速度大小与时间的关系图象如图丙所示，已知重力加速度为210m/s ,sin 370.6g =︒=，导轨足够长，导体棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。

下列说法正确的是（ ）A ．图乙中的F m =0.6NB ．图丙中的C ．在0=t 到4s t = 的时间内通过导体棒横截面的电荷量为12CD ．在0=t 到4s t = 的时间内导体棒重力的冲量大小为4.8N s ⋅第II卷（非选择题，共52分）13．（8分）（1）在探究楞次定律的实验中，除需要已知绕向的螺线管、条形磁铁外，还要用到一个电表，请从下列电表中选择________。

A．量程为的电压表B．量程为的电流表C．量程为的电流表D．零刻度在中间的灵敏电流计（2）某同学按下列步骤进行实验：①将已知绕向的螺线管与电表连接；②设计表格：记录将磁铁N、S极插入或抽出过程中引起感应电流的磁场方向、磁通量的变化、感应电流的方向、感应电流的磁场方向；③分析实验结果，得出结论。

上述实验中，漏掉的实验步骤是要查明________________________的关系。

（3）在上述实验中，当磁铁插入螺线管的速度越快，电表指针偏角________（选填“不变”“变大”或“变小”）。

（4）如图所示，图（甲）为某实验小组利用微电流传感器做验证楞次定律实验时，在计算机屏幕上得到的波形．横坐标为时间t，纵坐标为电流I，根据图线分析知道：将条形磁铁的N极插入圆形闭合线圈时得到图（甲）内①所示图线，现用该磁铁，如图（乙）所示，从很远处按原方向沿一圆形线圈的轴线匀速运动，并穿过线圈向远处而去，图（丙）中较正确地反映线圈中电流I与时间t关系的是________。

14．（8分）某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况，按下图连接电路。

实验时，先将开关S掷向1，待电路稳定后，将开关掷向2，传感器将信息传入计算机，屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的图线。

（1）由电路图可知，传感器1应为___________传感器，传感器2应为___________传感器（选填“电流”或“电压”）。

U表示电容器两端的电压，电容器在整个放电过程中，计算（2）用I表示电路中的电流，C机屏幕上显示出的图像正确的有( )A．B．C．D．（3）若已知电源电动势E，但其内阻和电阻箱阻值均未知，根据已知条件和传感器图像中的数据信息，下列判断正确的是( )A．可知该电容器的电容B．可知此时电阻箱阻值大小C．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短D．若只减小电容器的电容大小，电容器放电的时间将变短15．（9分）如图所示，平面直角坐标系xOy 中，在第Ⅰ象限内有垂直xOy 平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ；在第Ⅱ象限内有平行于y 轴的匀强电场，方向沿y 轴负方向。

在x 轴上的P 点有一粒子源，能发射质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子，速度方向在xOy 平面内，与x 轴正方向的夹角120α=︒，粒子经过y 轴上的()0,N d 点（图中未画出）且垂直于y 轴进入匀强电场中，并最终从()2,0M d -点（图中未画出）飞出电场。

不计粒子所受的重力以及粒子间的相互作用。

求：（1）刚从粒子源发射出来的粒子速度大小v ；（2）粒子从P 点运动到M 点所用的时间t ；16．（12分）如图所示，两平行光滑金属导轨由两部分组成，左边部分水平，右边部分为半径r =0.5m 的竖直半圆，两导轨间距离l =0.3m ，导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B =1T 的匀强磁场中，两导轨电阻不计。

有两根长度均为l 的金属棒ab 、cd ，均垂直导轨置于水平导轨上，金属棒ab 、cd 的质量分别为m 1=0.2kg 、m 2=0.1kg ，电阻分别为R 1=0.1Ω、R 2=0.2Ω。

现让ab 棒以v 0=10m/s 的初速度开始水平向右运动，cd 棒进入圆轨道后，恰好能通过轨道最高点PP ′，cd 棒进入圆轨道前两棒未相碰，重力加速度g =10m/s 2，求：（1）ab 棒开始向右运动时cd 棒的加速度a 0；（2）cd 棒刚进入半圆轨道时ab 棒的速度大小v 1；（3）cd 棒进入半圆轨道前，ab 棒上产生的电热。

（结果取整数）17．（16分）某兴趣小组设计制作了一种磁悬浮列车模型，原理如图所示，PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场B1和B2，B1方向未知，B2垂直纸面向里。

矩形金属框固定在实验车底部（车厢与金属框绝缘），其中ad边宽度与磁场间隔相等。

当磁场B1和B2同时以速度v0＝10 m/s沿导轨向右匀速运动时，金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动。

已知金属框垂直导轨的ab边长L＝0.1 m、总电阻R＝0.8 Ω，实验车与金属框的总质量m＝4.0 kg，B1＝B2＝2.0 T，悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f＝0.4 N。

（1）为使金属框运动，则B1的方向应如何？（2）求实验车所能达到的最大速率；（3）假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动，当时间为t＝24 s时，发现实验车正开始向右做匀加速直线运动，此时实验车的速度为v＝2 m/s，求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间。