卷子答案网-一个不只有答案的网站绝密★启用前
高二物理选择性必修第二册 综合测试卷（C卷）（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
考试时间 ：2023年X月X日 命题人： 审题人：
满分100分，考试时间75分钟。
考生注意：
1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
第I卷（选择题部分）
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B．乙图表明条形磁铁的磁感线从极出发，到极终止
C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针极向纸面内旋转符合物理事实
2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈，则（ ）
A．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生
B．若线圈向右平动，其中感应电流方向是
C．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是
D．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是
3．图为士兵用探雷器进行扫雷，该探雷器利用涡流工作。下列说法正确的是（ ）
A．探雷器使用直流电工作
B．涡流是在探雷器的线圈中产生的
C．探雷器静止在地雷上方时，将无法报警
D．该探雷器探测网状金属物品时，灵敏度会降低
4．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO'（从上往下看逆时针转动）以角速度ω匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）
A．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0
B．在t1～t3时间内，通过电阻R的电荷量为
C．在t1～t3时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为零
D．在t1～t3时间内，通过电阻R电流方向先向上然后向下
5．如图所示，梯形线框是由相同材料制成的导体棒连接而成，各边长度为MP=PQ=QN=L，MN=2L，线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边M、N两点与直流电源两端相接。已知导体棒PQ受到的安培力大小为F，则整个线框MNQP受到的安培力的大小为（ ）
A．5F
B．4F
C．3F
D．0
6．在如图所示的电路中，端接电压恒定的正弦交变电源，已知R1、R2、R3为定值电阻，变压器为理想变压器，电流表、电压表均为理想电表。当闭合开关S后，则以下说法正确的是（ ）
A．R1消耗的功率一定减小
B．电源的输出功率一定减小
C．电流表示数增大，电压表示数不变
D．电流表示数增大，电压表示数减小
7．如图所示，一根质量为m、长为l的金属棒用两根绝缘的软绳P和Q竖直悬挂，并处于垂直于纸面的匀强磁场中。现在金属棒中通以大小为I、方向从a到b的电流，此时两软绳上的拉力均等于金属棒重力的，已知金属棒始终处于静止状态，重力加速度为g，两软绳上的拉力始终相同，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒受到的安培力大小为，方向竖直向下
B．磁场方向垂直纸面向里
C．磁场的磁感应强度大小为
D．若仅改变金属棒中的电流方向，那么两软绳上的拉力大小均变为
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8.绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当条形磁铁沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为，桌面对它的支持力为。在此过程中( )
小于
B. 大于
C. 圆环有向右的运动趋势
D. 圆环有向左的运动趋势
9．图为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。下图中两个变压器均视为理想变压器，在发电厂输出功率和输出电压U1都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．两输电线左端电压U2减小
B．两输电线右端电压U3增大
C．输电线上的电流不变
D．输电线上损耗的能量减小
10．如图所示，薄铅板两侧存在磁感应强度大小为B、方向相反的两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感线平行于薄铅板，一个质量为m、电荷量为q的粒子，从薄铅板上a点开始以一定的速度，垂直于薄铅板在Ⅰ区域开始运动，经过一段时间，从b点穿透薄铅板进入Ⅱ区域，在Ⅱ区域运动一段时间之后打在薄铅板上c点不再运动。已知a、b间距离为L，b、c间距离为，则（ ）
A．粒子带正电
B．粒子从a点运动到c点的时间为
C．若粒子穿过薄铅板时损耗的能量的更少，那么将会更早再次到达薄铅板
D．粒子在Ⅰ区域的速度大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，共16分）
11．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了一个实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块A靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块A相连，请结合下列操作步骤回答问题。
(1)为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推-下小物块A，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹均匀，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。
(2)如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮的摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A的带电量不变。下列关于纸带上点迹的分析正确的是( )
A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变
D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变
(3)为了测定物块A所带电量q，除倾角、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有___________；
(4)用重力加速度g、磁感应强度B、倾角和所测得的物理量，可得出q的表达式为___________。
12．在“探究楞次定律”的实验中，某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。
（1）现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如甲图中a所示，则与线圈C接线柱连接的是___________（选填“A”或“B”）接线柱。
（2）若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中b所示，则磁铁的P端是___________极。（选填“N”或“S”）
（3）将试验中的螺线管连接成图丁电路，R为光敏电阻，轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为___________（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将___________（选填“向左”或“向右”）运动。
四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
13．如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长、，其匝数匝，总电阻，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环、集流环焊接在一起，并通过电刷和的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴匀速转动，角速度。求：
电阻两端电压的最大值；
从线圈通过中性面即线圈平面与磁场方向垂直的位置开始计时，经过周期通过电阻的电荷量；
在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。本问保留位有效数字
14．如图所示，在倾角=30°的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距L=0.25m,两导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E=12V，内阻不计的电池，一质量m=0.2kg的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B=0.80T，垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计），金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，求滑动变阻器R的阻值在什么取值范围时，可使金属棒静止在导轨上？取g=10m/s2。
15.如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，轴上方有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为，轴下方无电场，但有一半径为的圆形有界匀强磁场与轴相切于坐标原点，磁场的方向垂直于平面向里图中未画出。一质量为、电荷量为的带正电粒子，由坐标为的点无初速度释放，粒子进入磁场后在磁场中恰好运动圆周，粒子所受重力不计，取。
求匀强磁场的磁感应强度大小；
若将该粒子释放位置水平向左移动一段距离未知，再无初速度释放，求当多大时粒子在磁场中运动的时间最长，并求该最长时间和粒子离开磁场时的位置坐标。不考虑粒子离开磁场后的运动绝密★启用前
高二物理选择性必修第二册 综合测试卷（C卷）（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
考试时间 ：2023年X月X日 命题人： 审题人：
满分100分，考试时间75分钟。
考生注意：
1. 答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2. 答题时，请按照答题纸上 “注意事项”的要求，在答题纸相应的位置上规范作答，在本试题卷上的作答一律无效。
3. 非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内，作图时先使用2B铅笔，确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
第I卷（选择题部分）
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1.下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（ ）
A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B．乙图表明条形磁铁的磁感线从极出发，到极终止
C．丙图中导线通电后，其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D．丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针极向纸面内旋转符合物理事实
【答案】C
【解析】A．甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示不符合物理事实，因为异向电流之间相互排斥，所以导线应该向外侧弯曲，故A错误；
B．乙图表明在条形磁铁的外部，磁感线从极出发，到极终止；在条形磁铁内部，磁场线从S极出发，到N极终止，故B错误；
C．丙图中导线通电后，导线下方的磁感应强度方向为垂直纸面向里，所以小磁针N极应向纸面内旋转，故C正确；
D．丁图中环形导线通电后，环内磁感应强度方向为垂直纸面向外，所以小磁针N极应向纸面外旋转，故D错误。故选C。
2．如图所示，通电导线旁边同一平面有矩形线圈，则（ ）
A．若线圈竖直向下平动，有感应电流产生
B．若线圈向右平动，其中感应电流方向是
C．当线圈向导线靠近时，其中感应电流方向是
D．当线圈以导线边为轴转动时，其中感应电流方向是
【答案】C
【解析】A．若线圈竖直向下平动，穿过线圈的磁通量不变，则无感应电流产生，选项A错误；B．若线圈向右平动，穿过线圈的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是，选项B错误；C．当线圈向导线靠近时，穿过线圈的磁通量向里增加，根据楞次定律可知，其中感应电流方向是，选项C正确；
D．当线圈以导线边为轴转动时，穿过线圈的磁通量不变，则无感应电流产生，选项D错误。
故选C。
3．图为士兵用探雷器进行扫雷，该探雷器利用涡流工作。下列说法正确的是（ ）
A．探雷器使用直流电工作
B．涡流是在探雷器的线圈中产生的
C．探雷器静止在地雷上方时，将无法报警
D．该探雷器探测网状金属物品时，灵敏度会降低
【答案】D
【解析】AB．探雷器利用了电磁感应原理，即必须使用交流电工作。探雷器产生的变化的磁场在金属物品内部产生涡流，涡流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探雷器发出信号。故AB错误；
C．探雷器静止在地雷上方时，因为探雷器产生变化的磁场，所以地雷中也能产生涡流，从而引发探雷器报警，故C错误；
D．如果该探雷器探测网状金属物品时，涡流现象会减弱，则灵敏度会降低，故D正确。
故选D。
4．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO'（从上往下看逆时针转动）以角速度ω匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（ ）
A．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0
B．在t1～t3时间内，通过电阻R的电荷量为
C．在t1～t3时间内，穿过线圈的磁通量的变化量为零
D．在t1～t3时间内，通过电阻R电流方向先向上然后向下
【答案】B
【解析】A、t4时刻感应电动势最大值为E0，则穿过线圈磁通量的变化率大小为，故A错误；
B、通过电阻的电荷量Q＝n，又E0＝nBSω，所以t1到t3这段时间通过电阻R的电荷量Q＝，故B正确。
C、在t1和t3时刻，线圈均位于中性面位置，磁通量由正向BS变为负向BS；故t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，所以为ΔΦ＝2BS，故C错误；
D、在t1时刻，线圈位于中性面位置，根据楞次定律可知，在t1～t3时间内感应电流为adcb方向，通过电阻R的电流方向向上，故D错误；故选：B。
5．如图所示，梯形线框是由相同材料制成的导体棒连接而成，各边长度为MP=PQ=QN=L，MN=2L，线框固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框底边M、N两点与直流电源两端相接。已知导体棒PQ受到的安培力大小为F，则整个线框MNQP受到的安培力的大小为（ ）
A．5F
B．4F
C．3F
D．0
【答案】A
【解析】导体棒PQ受到的安培力大小为F，由于
MP=PQ=QN=L
MN=2L
可得
由图可知MP、QN的有效长度都为，故有整个线框MNQP受到的安培力的大小为
BCD错误，A正确。故选A。
6．在如图所示的电路中，端接电压恒定的正弦交变电源，已知R1、R2、R3为定值电阻，变压器为理想变压器，电流表、电压表均为理想电表。当闭合开关S后，则以下说法正确的是（ ）
A．R1消耗的功率一定减小
B．电源的输出功率一定减小
C．电流表示数增大，电压表示数不变
D．电流表示数增大，电压表示数减小
【答案】D
【解析】A .当闭合开关S后，负载消耗的功率变大，则副线圈的电流增大，电流表示数增大，
由可知，原线圈电流增大，则R1消耗的功率增大；
B．端接电压恒定的正弦交变电源，电源的输出功率增大，故B错误；
CD．则原线圈的电压减小，
由 副线圈电压减小，则电压表示数减小，故C错误，D正确。故选D。
7．如图所示，一根质量为m、长为l的金属棒用两根绝缘的软绳P和Q竖直悬挂，并处于垂直于纸面的匀强磁场中。现在金属棒中通以大小为I、方向从a到b的电流，此时两软绳上的拉力均等于金属棒重力的，已知金属棒始终处于静止状态，重力加速度为g，两软绳上的拉力始终相同，则下列说法正确的是（ ）
A．金属棒受到的安培力大小为，方向竖直向下
B．磁场方向垂直纸面向里
C．磁场的磁感应强度大小为
D．若仅改变金属棒中的电流方向，那么两软绳上的拉力大小均变为
【答案】C
【解析】A．金属棒通电后两软绳上的拉力均等于金属棒重力的，所以两软绳的总拉力大小为，由力的平衡条件可判断出此时金属棒受到的安培力方向竖直向下，大小为，故A错误；
B．左手定则可知，磁场的方向为垂直纸面向外，故B错误；
C．由得磁场的磁感应强度大小为，故C正确；
D．若仅改变金属棒中的电流方向，则安培力的方向变为竖直向上，此时两软绳的拉力大小均为
故D错误。故选C。
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）
8.绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当条形磁铁沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为，桌面对它的支持力为。在此过程中( )
小于
B. 大于
C. 圆环有向右的运动趋势
D. 圆环有向左的运动趋势
【答案】AC
【解析】当条形磁铁水平向右移动时，闭合导体环内的磁通量减小，因此线圈做出的反应是面积有扩大的趋势，同时将跟随磁铁，从而达到“阻碍”磁通量的减小；故金属圆环受安培力向右上方，则桌面对圆环的支持力小于其自身重力，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，AC正确，BD错误。故选AC。
9．图为高压输电的原理图，由于输电距离长，输电线上必然产生电能损耗。相比传统输电的钢芯铝绞线，新型的碳纤维软铝导线除了具有重量轻、强度大、耐腐蚀等优势外，还能有效减小传输电阻。下图中两个变压器均视为理想变压器，在发电厂输出功率和输出电压U1都不改变的条件下，若将输电线由传统导线更换成电阻更小的新型碳纤维软铝导线，下列叙述正确的是（ ）
A．两输电线左端电压U2减小
B．两输电线右端电压U3增大
C．输电线上的电流不变
D．输电线上损耗的能量减小
【答案】BCD
【解析】A．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，即两输电线左端电压不变，故A错误；
BC．根据可知输电线上的电流不变，根据可知输电线上的电压损失减小，根据降压变压器的输入电压可得降压变压器的输入电压增大，故B、C正确；
D．根据可知，输电线上的电流不变，输电线上的电阻减小，所以输电线上的功率损失减小，即输电线上损耗的能量减小，故D正确；故选BCD。
10．如图所示，薄铅板两侧存在磁感应强度大小为B、方向相反的两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，磁感线平行于薄铅板，一个质量为m、电荷量为q的粒子，从薄铅板上a点开始以一定的速度，垂直于薄铅板在Ⅰ区域开始运动，经过一段时间，从b点穿透薄铅板进入Ⅱ区域，在Ⅱ区域运动一段时间之后打在薄铅板上c点不再运动。已知a、b间距离为L，b、c间距离为，则（ ）
A．粒子带正电
B．粒子从a点运动到c点的时间为
C．若粒子穿过薄铅板时损耗的能量的更少，那么将会更早再次到达薄铅板
D．粒子在Ⅰ区域的速度大小为
【答案】BD
【解析】
A．由左手定则可知，粒子带负电，A错误；
BC．粒子在Ⅰ区域和Ⅱ区域内运动的周期均为
且在两区域运动的弧对应的圆心角均为，则粒子从a点运动到c点的时间
与粒子在磁场中运动的速度无关，粒子到达薄铅板的时间不变， C错误B正确；
D．粒子在Ⅰ区域运动的轨迹半径
由
可知，粒子在Ⅰ区域的速度大小为
D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，共16分）
11．物体的带电量是一个不易测得的物理量，某同学设计了一个实验来测量带电物体所带电量。如图（a）所示，他将一由绝缘材料制成的小物块A放在足够长的木板上，打点计时器固定在长木板末端，物块A靠近打点计时器，一纸带穿过打点计时器与物块A相连，请结合下列操作步骤回答问题。
(1)为消除摩擦力的影响，他将长木板一端垫起一定倾角，接通打点计时器，轻轻推-下小物块A，使其沿着长木板向下运动。多次调整倾角，直至打出的纸带上点迹均匀，测出此时木板与水平面间的倾角，记为。
(2)如图（b）所示，在该装置处加上一范围足够大的垂直纸面向里的匀强磁场，用细绳通过一轻小定滑轮将物块A与物块B相连，绳与滑轮的摩擦不计。给物块A带上一定量的正电荷，保持倾角不变，接通打点计时器，由静止释放小物块A，该过程可近似认为物块A的带电量不变。下列关于纸带上点迹的分析正确的是( )
A．纸带上的点迹间距先增加后减小至零
B．纸带上的点迹间距先增加后减小至一不为零的定值
C．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差不变
D．纸带上的点迹间距逐渐增加，且相邻两点间的距离之差逐渐减少，直至间距不变
(3)为了测定物块A所带电量q，除倾角、磁感应强度B外，本实验还必须测量的物理量有___________；
(4)用重力加速度g、磁感应强度B、倾角和所测得的物理量，可得出q的表达式为___________。
【答案】 D 物块B的质量m和两物块最终的速度v
【解析】(2)[1]设A的质量为M，B的质量为m，没有磁场时，对由平衡条件可知
f=Mgsinθ0，FN=Mgcosθ0
又因为f=μFN，所以
当存在磁场时，以AB整体为研究对象，由牛顿第二定律可得
（mg+Mgsinθ0）-μ（Bqv+Mgcosθ0）=（M+m）a
由此式可知，v和a是变量，其它都是不变的量，所以AB一起做加速度减小的加速运动，直到加速度减为零后做匀速运动，即速度在增大，加速度在减小，最后速度不变。所以纸带上的点迹间距逐渐增加，说明速度增大；根据逐差相等公式x=aT2，可知，加速度减小，则相邻两点间的距离之差逐渐减少；匀速运动时，间距不变。故D正确、ABC错误。
故选D。
(3)(4)[2][3]根据
（mg+Mgsinθ0）-μ（Bqv+Mgcosθ0）=（M+m）a
可得当加速度减为零时，速度最大，设最大速度为v，则
（mg+Mgsinθ0）-μ（Bqv+Mgcosθ0）=0
化简得
把μ=tanθ0代入，得
可知还必须测量的物理量有物块B的质量m和两物块最终的速度v。
12．在“探究楞次定律”的实验中，某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的A接线柱连接，连接B接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的b位置。
（1）现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接，将磁铁S极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如甲图中a所示，则与线圈C接线柱连接的是___________（选填“A”或“B”）接线柱。
（2）若将电流计的A、B接线柱分别与图丙中线圈的E、F接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中b所示，则磁铁的P端是___________极。（选填“N”或“S”）
（3）将试验中的螺线管连接成图丁电路，R为光敏电阻，轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（A线圈平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环A中电流方向为___________（选填“顺时针”或“逆时针”），金属环A将___________（选填“向左”或“向右”）运动。
【答案】 B S 逆时针 向左
【解析】（1）[1]由题意知当电流从B接线柱流入电流计时，指针往右偏转；当电流从A接线柱流入电流计时，指针往左偏转。将磁铁S极向下插入线圈时，线圈中向上的磁通量增加，由楞次定律可知线圈中的感应电流方向从C流向D，即线圈作为电源，D为正极，C为负极，因为电流计指针向左偏转，即电流从A接线柱流入电流计，所以A接正极D，B接C。
（2）[2]由题意知电流从B接线柱流入电流计，说明F为线圈的正极，线圈中的感应电流从E流向F，此时线圈中的磁通量再减小，根据楞次定律可知原磁通量方向向下，可知Q为N极，P为S极。
（3）[3] [4] 光照增强时，电阻R减小，电流增大，产生的磁场变强，通过A的磁通量增大，且通过A的原磁通量方向向右，所以根据楞次定律可知从左向右看，金属环A中电流方向为逆时针方向，由来拒去留可知金属环A将向左运动。
四、计算题（本大题共3小题，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
13．如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长、，其匝数匝，总电阻，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环、集流环焊接在一起，并通过电刷和的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴匀速转动，角速度。求：
电阻两端电压的最大值；
从线圈通过中性面即线圈平面与磁场方向垂直的位置开始计时，经过周期通过电阻的电荷量；
在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。本问保留位有效数字
【答案】
【解析】感应电动势的最大值
电阻两端电压的最大值 15V
经过周期通过电阻的电荷量 2.5C
由，知有效值
≈157J
14．如图所示，在倾角=30°的斜面上固定一平行金属导轨，导轨间距L=0.25m,两导轨上端接入电源和滑动变阻器R，电源电动势E=12V，内阻不计的电池，一质量m=0.2kg的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好．整个装置处于磁感应强度B=0.80T，垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计），金属棒ab与导轨间的动摩擦因数，求滑动变阻器R的阻值在什么取值范围时，可使金属棒静止在导轨上？取g=10m/s2。
【答案】
【解析】由闭合电路欧姆定律
金属杆所受到的安培力为
金属杆与斜面的最大静摩擦力为
当金属杆受到的摩擦力向下，且取最大值时，有
即
解得
当金属杆受到的摩擦力向上，且取最大值时，有
即
联立解得
所以电阻的范围为
15.如图所示，在竖直平面内的直角坐标系中，轴上方有竖直向下的匀强电场，电场强度大小为，轴下方无电场，但有一半径为的圆形有界匀强磁场与轴相切于坐标原点，磁场的方向垂直于平面向里图中未画出。一质量为、电荷量为的带正电粒子，由坐标为的点无初速度释放，粒子进入磁场后在磁场中恰好运动圆周，粒子所受重力不计，取。
求匀强磁场的磁感应强度大小；
若将该粒子释放位置水平向左移动一段距离未知，再无初速度释放，求当多大时粒子在磁场中运动的时间最长，并求该最长时间和粒子离开磁场时的位置坐标。不考虑粒子离开磁场后的运动
【答案】见解析
【解析】粒子在电场中做匀加速直线运动
粒子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
由几何关系可知
解得：
。
粒子在磁场中转过的弦等于时，对应的时间最长，设其所转过的圆心角为，则有
解得：，即
粒子在磁场中运动的最长时间，其中
解得：
由几何关系可知：粒子离开磁场位置的横坐标等于，即
所以粒子离开磁场时的位置坐标为。
转载请注明出处卷子答案网-一个不只有答案的网站 » 高二物理粤教版（2019）选修第二册——高二物理选择性必修第二册综合测试卷（C卷）(1)（原卷版+解析版）