1、20202021学年度上学期2019级12月双周练物理试卷一、单选题（每题3分）1如图为三根通电平行直导线的断面图，若它们的电流大小都相同，且，则A点的磁感应强度的方向是（）A沿纸面由A指向DB垂直纸面指向纸里C沿纸面由A指向BD沿纸面背离AC方向2在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，接电源负极；沿边缘内壁放一个半径与玻璃皿内径相当的圆环形电极，接电源正极。然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水。如果把玻璃皿放在蹄型磁铁的磁场中（如图），液体就会旋转起来。下列说法正确的是（）A导电液体之所以会旋转，是因为发生了电磁感应现象B俯视发现液体顺时针旋转，说明蹄型磁铁下端是极，上端是极C俯视发现液体顺时针旋
2、转，说明蹄型磁铁下端是N极，上端是S极D液体旋转后，可以用欧姆定律计算导电液体的电阻3如图所示，甲、乙两个带等量异种电荷而质量不同的带电粒子，以相同的速率经小孔P垂直磁场边界MN，进入方向垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场中做匀速圆周运动，并垂直磁场边界MN射出磁场，运动轨迹如图中虚线所示不计粒子所受重力、空气阻力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）A甲带负电荷，乙带正电荷B甲的质量大于乙的质量C洛伦兹力对甲做正功D甲在磁场中运动的时间等于乙在磁场中运动的时间4如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成角，两轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于轨道平面向上。质量为m
3、的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端。若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计。则下列说法正确的是（）A金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多B金属杆ab上滑过程与下滑过程产生的焦耳热一定相等C金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热D金属杆ab上滑过程中克服安培力与摩擦力做功之和等于5在如图所示的电路中，ab为两个完全相同的灯泡，L为自感系数较大而电阻不能忽略的线圈，E为电源，S为开关；关于两灯泡点亮和熄灭的下列说法正确的是（）A合上开关，a先亮，b后亮；稳定后a、b一样亮B合上开关，b先亮，a
4、后亮；稳定后b比a更亮一些C合上开关稳定后再断开开关时，a逐渐熄灭、b先变得更亮后再与a同时熄灭D合上开关稳定后再断开开关时，b逐渐熄灭、a先变得更亮后再与b同时熄灭6如图所示，两个相同的灯泡，分别接在理想变压器的原、副线圈上（灯泡电阻不随温度变化），已知原、副线圈的匝数比，电源电压为U，则（）A通过A、B灯泡的电流之比为IA:IB=1：2B灯泡A、B两端的电压之比为C灯泡A、B两端的电压分别为 D两灯泡A、B消耗的功率相等7某方波交变电流的图像如图，则该交变电流的有效值为（）AI0BI0CI0DI0二、多选题（每题4分）8如图所示，直角坐标系xoy平面内有、三点，第一象限内有垂直xoy平面的
5、匀强磁场。电子1以速度从点垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁场；电子2从点以速度垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁场。若电子重力不计，不考虑电子之间的相互作用，则（）C DA磁场垂直xoy平面向里B9如图，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，下列表述正确的是（ ）A线圈a有缩小的趋势B穿过线圈a的磁通量变小C线圈a对水平桌面的压力将增大D线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流10如图甲所示，一个匝数n200的圆形导体线圈，面积S10.3 m2，电阻r1 。在线圈中存在面积S
6、20.2 m2的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R2 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，则下列说法正确的是（）A圆形线圈中产生的感应电动势E6 VB在04 s时间内通过电阻R的电荷量q12CC4 s时通过线圈的磁通量为0.12WbD在04 s时间内电阻R上产生的焦耳热Q48J11图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO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10AB线圈转动
7、的角速度为100rad/sC0.01s时线圈平面与磁场方向垂直D0.02s时电阻R中电流的方向自右向左12如图所示为电熨斗的结构图，下列关于电熨斗的说法正确的是( )A电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同B常温下，上下触点是接触的，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D电熨斗中的双金属片是一种半导体材料三、解答题(共59分)13（10分）如图所示，一束电荷量为、质量为m的电子以速度垂直左边界射入宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来的电子的入射方向的夹角是300，则：（1）磁感应
8、强度为多大？（2）电子穿过磁场的时间是多少？14（10分）如图，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成角固定，轨距为d。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B，P、M间所接阻值为R的电阻。质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电阻为r。现从静止释放ab，ab沿轨道下滑达到最大速度。若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g。求：（1）金属杆ab运动的最大速度v；（2）当金属杆ab运动的加速度为时，回路的电流强度。15（12分）交流发电机的输出电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的总电阻为0.3 ，（1）若发电机发出的电直接通过输电线送到用户，求用户得到
9、的功率；（2）如果用原、副线圈匝数之比为110 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户，求用户得到的电压。16（12分）如图所示，虚线OC与y轴的夹角=60，在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力)从y轴的点M（0，L）沿x 轴的正方向射入磁场中求：（1）要使该粒子离开磁场后垂直经过x轴，该粒子的初速度v1为多大； （2）若大量该粒子同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中，则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差为多大17（15分）如图所示，固定在水平面上
10、间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为BPQ的质量为m，金属导轨足够长，电阻忽略不计（1）闭合S，欲使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向； （2）断开S，PQ在上述恒力F的作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q，求该过程中金属棒PQ上产生的热量第二次双周练物理参考答案1A 用右手螺旋定则判断通电直导线在A点上所产生
11、的磁场方向，如图所示直导线B在A点产生磁场与直导线D在A点产生磁场方向相反，大小相等，则合磁场为零；而直导线C在A点产生磁场，方向从B指向D，即为沿纸面由A指向D。 2BA导电液体之所以会旋转，是因为通电液体受到了安培力作用，故A错误；B若磁场方向垂直纸面向下，据左手定则，液体顺时针转动，故B正确；C让蹄型磁铁翻转，使磁场方向水平，根据左手定则，液体受到竖直方向的安培力，液体没有旋转效果，故C错误；D此电路为非纯电阻电路，不满足欧姆定律，故D错误。故选B。3B 4AA根据上滑过程和下滑过程磁通量的变化量相等，则通过电阻R的电量相等，A正确；B经过同一位置时：下滑的速度小于上滑的速度，下滑时棒受
12、到的安培力小于上滑所受的安培力，则下滑过程安培力的平均值小于上滑过程安培力的平均值，所以上滑导体棒克服安培力做功大于下滑过程克服安培力做功，故上滑过程中电阻R产生的热量大于下滑过程中产生的热量，上滑过程与下滑过程电磁感应而产生的焦耳热不相等，B错误；C根据能量守恒定律可知金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的焦耳热和因摩擦产生的热，C错误；D金属杆ab上滑过程中受到重力、安培力、摩擦力作用，这些力都做功负功，根据动能定理得知：ab棒克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于，D错误。故选A。5B AB合上开关，因电感线圈产生自感电动势，阻碍电流增大，因此b先亮，a后亮；稳定后b支路上电阻
13、小，通过b的电流更大，所以b比a更亮一些，故A错误，B正确。CD断开开关，线圈中储存的磁场能转化为电能，通过a灯的电流在原来电流大小基础上逐渐减小，因电流不增大，a灯不会变得更亮，只是逐渐熄灭，通过b的最大电流比原来电流小，因此也不会变得更亮，故CD错误；6A A通过电灯的电流分别为变压器原、副线圈的电流，故A正确；C因为B灯电压为副线圈输出电压，则原线圈电压是 而A灯电压B因为是相同的两只灯泡，所以两端的电压比等于电流比，故B错误； 由于A灯跟原线圈串联在电源电压U上，即 所以， C错误；D因为是相同的两只灯泡，根据可知消耗的功率比等于电流的平方比D错误。故选C。7C 8ADA因为电子以速度
14、从点垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁场，则受到的洛伦兹力的方向沿y轴负方向，根据左手定则，磁场垂直xoy平面向里，A正确；B电子1以从点垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁场时，运动轨迹如图，圆心在坐标原点电子1在磁场中运动的半径，根据几根据则电子1在磁场中运动的速度何关系得电子2从点以速度垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁场时，运动轨迹如图，电子2在磁场中运动的半径，根据几何关系得 则电子2在磁场中运动的速度 则 B错误；根据的圆心角为 ，电子2从点以速度垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁CD电子1以从点垂直y轴射入磁场，经时间从点射出磁场时，根据几何关系得转过场时，转过的圆心角为，在磁场中
15、的周期为 在磁场中的时间，则在磁场中运动的时间之比 C错误D正确。故选AD。9BD BD滑片向上滑动，回路电阻变大，电流减小，螺线管产生磁场变弱，线圈a面积不变， 线圈a的磁通量变小，根据安培定则判断穿过a线圈的磁感应强度竖直向下，根据楞次定律可知，a线圈的感应电流产生磁场竖直向下，根据安培定则判断，线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流，故BD正确A根据楞次定律，“增缩减扩”原理可以判断，线圈a有扩张的趋势，故A错误；C根据楞次定律，“来拒去留”原理可判断，a线圈磁通量减少，所以线圈a有靠近b的趋势，对桌面压力变小，故C错误。10AC A由法拉第电磁感应定律得，线圈产生的电动势为，故A正确；
16、B电流，则通过电阻R的电荷量为，故B错误；C4 s时通过线圈的磁通量为,故C正确；D在04 s时间内电阻R上产生的焦耳热为，故D错误。 故选AC。11AB 12BC13从图中可以看出，AB弧所对的圆心角，OB即为半径r由几何关系可得： 由牛二律得： 解得： 带电粒子通过AB弧所用的时间，即穿过磁场的时间为： ,又, 解得： 14（1）当杆达到最大速度时，根据平衡条件感应电流 感应电动势 解得最大速度（2）当ab运动的加速度为时，根据牛顿第二定律 解得15（1）32 kW；（2）219.4 V（1）输电电流A 损失的功率P=I2R=20020.3=12KW用户得到的功率为PP-P32 kW（2）
17、线路图如图所示：升压变压器副线圈上的输出电压U2U12200 V升压变压器副线圈上的输出电流 输电线路上的电压损失URI2R6 V降压变压器原线圈上的输入电压U3U2UR2194 V降压变压器副线圈上的输出电压,即用户得到的电压为U4U3219.4 VO1,OO1=Rcot，OO1=L-R，得16（1）粒子a竖直向下穿过OC，在磁场中轨迹圆心如图为（2）由，得最后出磁场的粒子从由,得OC边上的E点射出，弦ME最长为直径，ME=2R=L，在磁场 中运动的时间为此粒子的运动时间 时间差为t=t1-t2=MF为垂直OC的一条弦，则MF为最短的弦，从F点射出的粒子运动时间最短，此时轨迹圆心为O2，由三
18、角形关系得MF=Lsin=，,=6017（1）设线圈中产生的感应电动势为E，根据法拉第电磁感应定律可得=K设PQ与MN并联的电阻为R并，有：R并闭合S后，设线圈中的电流为I，方向为逆时针方向，根据闭合电路的欧姆定律可得：设PQ中的电流为IPQ，Q到P，则设PQ受到的安培力为F安，方向向左，有：F安=BIPQl保持PQ静止，根据平衡条件可得F=F安方向向右，联立解得F=PQ中的平均电流为 根据电流强度的定义式可得：（2）设PQ由静止开始到速度大小为v的过程中，PQ运动的位移为x，所用的时间为t，回路中磁通量的变化为，平均感应电动势为 其中=Blx根据动能定理可得 根据功能关系知Q=-W联立解得：金属棒PQ上产生的热量
