精品解析：广东省珠海市六校2023-2024学年高二下学期4月期中联考物理试题

2023-2024学年第二学期高中二年级期中学业质量监测试题 物理 本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。并用2B铅笔将对应的信息点涂，黑，不按要求填涂的，答卷无效。 2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，只需将答题卡交回。 一、选择题（本题共7小题，只有一项符合题目要求，每小题4分，共28分）。 1. 关于下列四幅图说法正确的是（　　） A. 甲图电磁炉工作原理是线圈通交变电流后，由于线圈发热把热量传给锅体实现加热 B. 乙图微波炉加热食物是因为微波温度很高，将热量传递给食物使食物温度升高 C. 丙图电工服内部用包含金属丝的织物制成，主要是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体 D. 丁图灵敏电流表运输途中将正负接线柱用导线连接，利用了电磁感应中的电磁阻尼 2. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，是三个规格相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ） A. 图1中，闭合，逐渐变亮 B. 图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C. 图2中，断开瞬间，通过中的电流与断开前相反 D. 图2中，变阻器R的阻值大于的阻值 3. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为P点。则（  ） A. M处的电势低于N处的电势 B. 减小M、N之间的加速电压可使P点右移 C. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D. 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点右移 4. 如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时，测量仪记录线圈的电流为0.24A。磁铁的磁感应强度为0.005T，线圈的匝数为10匝，长为0.2m，电阻为0.5Ω，则在列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈的磁通量一直增加 B. 列车运行的速率为12m/s C. 线圈的安培力大小为 D. 线圈的电流方向先顺时针后逆时针方向 5. 如图，放在水平地面上的物体质量为m，物体与地面的动摩擦因数为µ，现用一个大小为F的水平恒力推它，经过t时间后，箱子的速度变成v，那么时间t内，下列说法正确的是（　　） A. 水平推力对箱子产生的冲量大小为mv B. 箱子的加速度大小为 C. 合外力对箱子的冲量大小为mv D. 箱子的位移大小为vt 6. 风力发电将成为广东沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（ ） A. 当线圈转到图示位置时磁通量最大 B. 当线圈转到图示位置时电流方向为D→C→B→A C. 穿过线圈的最大磁通量为 D. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数最大 7. 为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为、发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电。输电线总电阻为，在用户处的降压变压器输出电压。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%。假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法错误的是（　　） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器的匝数比 D. 用户得到的电流 二、多选题（每题6分，共18分，漏选得3分，错选得0分）。 8. 如图所示，边长为L的正方形abcd区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ad边中点O有一粒子源，可平行纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子速度大小均为v，不计粒子重力以及粒子间的相互作用。已知垂直ad边射入的粒子恰好从ab边中点M射出磁场，下列说法中正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子可以从磁场的c点射出 C. 从a点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 D. 磁场磁感应强度大小为 9. 在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法错误的是（　　） A. 图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像 B. 图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的 10. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机一法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 回路中的电流方向为 B. C、D两端的电势差为 C. 定值电阻的功率为 D. 圆盘转十圈的过程中，回路中的焦耳热为 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等参数，霍尔电压U、电流I和磁感应强度大小B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数，d为导体厚度，如下图所示。实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电。 （1）霍尔元件通过如图所示电流I时，电压表的正极应接在接线段3点，则该金属是________（填“铜”或“锌”） （2）已知霍尔元件的厚度为d，宽度为b，磁感应强度大小为B，自由电荷带电量为q，单位体积内自由电荷的个数为n，自由电荷的平均定向移动速率为v，则金属板上、下两面之间的电势差（霍尔电压）U=________，则霍尔系数K=________。 12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中： （1）下列仪器中需要的是________。（填写字母） A. 干电池 B. 磁铁 C 低压交流电源 D. 多用表 （2）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈电压，下列操作正确的是________。 A. 原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡 B. 原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 C 原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡 D. 原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 （3）若某次实验中用匝数匝、匝的变压器，测得的电压，的电压，据此可知________（填“”或“”）是副线圈匝数。 （4）造成（3）中的误差的原因可能为________。（填字母代号） A. 原线圈上的电流发热 B. 副线圈上的电流发热 C. 变压器铁芯漏磁 D. 原线圈输入电压发生变化 （5）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计________。 A. B. C. D. 四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题共16分，共38分）。 13. 如图所示，匀强磁场磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共200匝，线圈电阻，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，外电路连接的两个定值电阻的阻值均为。求： （1）从图示位置开始计时，线圈中产生的感应电动势的表达式； （2）交变电压表的示数。 14. 如图所示，一个质量为m、带负电荷粒子的电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，恰好垂直于y轴射出第一象限。已知。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）让大量这种带电粒子同时从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向垂直磁场射入第一象限内，求y轴上有带电粒子穿过的区域范围和带电粒子在磁场中运动的最长时间。 15. 如图所示，在竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中，两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，间距，电阻不计，匀强磁场方向与导轨平面垂直，金属棒AB、CD水平放在两导轨上，相隔为，棒与导轨垂直并保持良好接触，AB棒质量为，CD棒质量为，两金属棒接入电路的总电阻，若CD棒以的初速度水平向右运动，在两根金属棒运动到两棒间距最大的过程中，求： （1）该过程中导体棒上产生的总热量； （2）该过程中通过导体上的电荷量是多少？ （3）两导体棒的最大距离是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期高中二年级期中学业质量监测试题 物理 本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答题前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。并用2B铅笔将对应的信息点涂，黑，不按要求填涂的，答卷无效。 2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4.考生必须保持答题卡的整洁，考试结束后，只需将答题卡交回。 一、选择题（本题共7小题，只有一项符合题目要求，每小题4分，共28分）。 1. 关于下列四幅图说法正确的是（　　） A. 甲图电磁炉工作原理是线圈通交变电流后，由于线圈发热把热量传给锅体实现加热 B. 乙图微波炉加热食物是因为微波温度很高，将热量传递给食物使食物温度升高 C. 丙图电工服内部用包含金属丝的织物制成，主要是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体 D. 丁图灵敏电流表运输途中将正负接线柱用导线连接，利用了电磁感应中的电磁阻尼 【答案】D 【解析】 【详解】A．电磁炉是采用电磁感应原理，在金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物的，故A错误； B．微波炉是利用食物中水分子在微波作用下热运动加剧，温度升高来加热食物的，故B错误； C．电工服其内部是用包含金属丝的织物制成，金属织物具有静电屏蔽作用，对人具有保护作用，故C错误； D．灵敏电流表，在运输途中为了防止指针的大角度偏转，会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接，利用了电磁感应中的电磁阻尼现象，故D正确。 故选D。 2. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈，是三个规格相同的灯泡。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ） A. 图1中，闭合，逐渐变亮 B. 图1中，闭合，电路稳定后，中电流大于中电流 C. 图2中，断开瞬间，通过中的电流与断开前相反 D. 图2中，变阻器R的阻值大于的阻值 【答案】C 【解析】 【详解】A．图1中，闭合，立刻变亮，选项A错误； B．图1中，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合，电路稳定后，中电流小于中电流，选项B错误； C．图2中，断开瞬间，原来通过的电流立刻消失，而由于线圈L2产生自感电动势阻碍电流的减小，则L2相当于电源，在与以及R中形成新的回路，则通过中的电流与断开前相反，选项C正确； D．图2中，因为最终与的亮度相同，可知变阻器R的阻值等于的阻值，选项D错误。 故选C。 3. CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。图（a）是某种CT机主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图（b）所示。图（b）中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为P点。则（  ） A. M处的电势低于N处的电势 B. 减小M、N之间的加速电压可使P点右移 C. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D. 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点右移 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意可知，电子在MN之间加速，受到向右的电场力，所以MN之间的电场线水平向左，则M点的电势比N点电势低，故A正确； C．由电子运动轨迹粒子，电子进入磁场时受到竖直向下的洛伦兹力作用，根据左手定则可知偏转磁场的方向垂直于纸面向里，故C错误； BD．电子在加速电场中加速，由动能定理得 电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得电子在磁场中做圆周运动的轨道半径 如减小M、N之间的加速电压，电子在磁场中做圆周运动的半径r减小，P点左移；增大偏转磁场磁感应强度的大小，则电子在磁场中做圆周运动的半径减小，P点左移，故BD错误。 故选A。 4. 如图甲所示，列车车头底部安装强磁铁，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面（测量仪未画出），P、Q为接测量仪器的端口，磁铁的匀强磁场垂直地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙。当列车经过线圈上方时，测量仪记录线圈的电流为0.24A。磁铁的磁感应强度为0.005T，线圈的匝数为10匝，长为0.2m，电阻为0.5Ω，则在列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈的磁通量一直增加 B. 列车运行的速率为12m/s C. 线圈的安培力大小为 D. 线圈的电流方向先顺时针后逆时针方向 【答案】B 【解析】 【详解】AD．在列车经过线圈的上方时，由于列车上的磁场的方向向下，所以线圈内的磁通量方向向下，先增大后减小，根据楞次定律可知，线圈中的感应电流的方向为先逆时针，再顺时针方向，故AD错误； C．线圈的安培力大小为 故C错误； B．导线切割磁感线的电动势为 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 故B正确。 故选B。 5. 如图，放在水平地面上的物体质量为m，物体与地面的动摩擦因数为µ，现用一个大小为F的水平恒力推它，经过t时间后，箱子的速度变成v，那么时间t内，下列说法正确的是（　　） A. 水平推力对箱子产生的冲量大小为mv B. 箱子的加速度大小为 C. 合外力对箱子的冲量大小为mv D. 箱子的位移大小为vt 【答案】C 【解析】 【详解】B．根据牛顿第二定律 所以 故B错误； AC．根据动量定理可得 即合外力对箱子的冲量大小为mv，水平推力对箱子产生的冲量大于mv，故A错误，C正确； D．箱子的位移大小为 故D错误。 故选C。 6. 风力发电将成为广东沿海实现“双碳”目标的重要途径之一。如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（ ） A. 当线圈转到图示位置时磁通量最大 B. 当线圈转到图示位置时电流方向为D→C→B→A C. 穿过线圈的最大磁通量为 D. 当线圈转到竖直位置时电流表的示数最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．当线圈转到图示位置时磁通量为零，选项A错误； B．根据右手定则可知，当线圈转到图示位置时电流方向为D→C→B→A，选项B正确； C．根据 可知，穿过线圈的最大磁通量为 选项C错误； D．电流表示数显示交流电有效值，总是不变的，选项D错误。 故选B。 7. 为全面推进乡村振兴，某地兴建的小型水电站如图所示。该水电站交流发电机的输出功率为、发电机的输出电压，经变压器升压后向远处输电。输电线总电阻为，在用户处的降压变压器输出电压。在输电过程中，要求输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%。假设升压变压器、降压变压器均为理想变压器，下列说法错误的是（　　） A. 发电机输出的电流 B. 输电线上的电流 C. 降压变压器的匝数比 D. 用户得到的电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电功率公式 发电机输出的电流为 故A正确，不符合题意； B．输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，则 可得 故B正确，不符合题意； C．降压变压器原线圈得到的功率为 降压变压器原线圈得到电压 根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，降压变压器的匝数比 故C错误，符合题意； D．用户得到的电流 故D正确，不符合题意。 故选C。 二、多选题（每题6分，共18分，漏选得3分，错选得0分）。 8. 如图所示，边长为L的正方形abcd区域内存在匀强磁场，方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ad边中点O有一粒子源，可平行纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子速度大小均为v，不计粒子重力以及粒子间的相互作用。已知垂直ad边射入的粒子恰好从ab边中点M射出磁场，下列说法中正确的是（ ） A. 粒子带正电 B. 粒子可以从磁场的c点射出 C. 从a点射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为 D. 磁场的磁感应强度大小为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．垂直ad边射入的粒子恰好从ab边中点M射出磁场，根据左手定则可知粒子带正电，故A正确； B．粒子运动的轨道半径为 而Oc间距大于L，则粒子不可以从磁场的c点射出，选项B错误； C．从a点射出磁场的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示 从a点射出磁场的粒子在磁场中的运动时间为 故C正确； D．洛伦兹力提供向心力可得 解得 故D正确； 故选ACD。 9. 在如图甲所示的电路中，电感线圈的直流电阻可忽略不计，闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡，LC振荡电路随时间t变化的规律如图乙所示（其纵轴表示的物理量未标出）。下列说法错误的是（　　） A. 图乙可以表示电感线圈中的电流随时间变化的图像 B. 图乙可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图像 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．断开开关前，线圈中存在电流，但电压为零，故此时电容器两端电压为零，电量为零，t=0时刻断开开关S，电感线圈L与电容器构成振荡电路，此时L中的电流最大，电容器所带电荷量等于零，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．振荡电路经历，振荡电路中磁场能为零，电场能最大，故C错误，符合题意； D．由振荡电路的周期 可知，将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的周期变为2倍，频率变为原来的，故D正确，不符合题意。 故选AC。 10. 1831年10月28日，法拉第展示了人类历史上第一台发电机一法拉第圆盘发电机，其原理如图所示，水平向右的匀强磁场垂直于盘面，圆盘绕水平轴C以角速度匀速转动，铜片D与圆盘的边缘接触，圆盘、导线和阻值为R的定值电阻组成闭合回路。已知圆盘半径为L，圆盘接入CD间的电阻为，其他电阻均可忽略不计，下列说法正确的是（ ） A. 回路中的电流方向为 B. C、D两端的电势差为 C. 定值电阻的功率为 D. 圆盘转十圈的过程中，回路中的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，回路中的电流方向为，选项A错误； B．感应电动势大小 因D点电势高于C点，则C、D两端的电势差为 选项B正确； C．定值电阻的功率为 选项C正确； D．圆盘转十圈的过程中，回路中的焦耳热为 选项D错误。 故选BC。 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等参数，霍尔电压U、电流I和磁感应强度大小B的关系为，式中的比例系数K称为霍尔系数，d为导体厚度，如下图所示。实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电。 （1）霍尔元件通过如图所示电流I时，电压表的正极应接在接线段3点，则该金属是________（填“铜”或“锌”） （2）已知霍尔元件的厚度为d，宽度为b，磁感应强度大小为B，自由电荷带电量为q，单位体积内自由电荷的个数为n，自由电荷的平均定向移动速率为v，则金属板上、下两面之间的电势差（霍尔电压）U=________，则霍尔系数K=________。 【答案】（1）锌 （2） ①. Bbv ②. 【解析】 【小问1详解】 若电压表的正极应接在接线段3点，则可知接线段3接的是霍尔元件电势高的一端，根据左手定则可知该金属是锌。 【小问2详解】 [1][2]自由电荷所受到的洛伦兹力为 所受到的静电力为 当静电力和洛伦兹力平衡时，有 导体中通过的电流为 联立可得 ， 即 12. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验中： （1）下列仪器中需要是________。（填写字母） A. 干电池 B. 磁铁 C. 低压交流电源 D. 多用表 （2）实验时原线圈接在电源上，用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是________。 A. 原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡 B. 原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡 C. 原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡 D 原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡 （3）若某次实验中用匝数匝、匝的变压器，测得的电压，的电压，据此可知________（填“”或“”）是副线圈匝数。 （4）造成（3）中的误差的原因可能为________。（填字母代号） A. 原线圈上的电流发热 B. 副线圈上的电流发热 C. 变压器铁芯漏磁 D. 原线圈输入电压发生变化 （5）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计________。 A. B. C. D. 【答案】（1）CD （2）A （3） （4）ABC （5）D 【解析】 【小问1详解】 下列仪器中需要低压交流电源和多用电表，不需要干电池和磁铁，故选CD； 【小问2详解】 变压器只能改变交流电压，则变压器的原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡测量次级电压，故选A； 【小问3详解】 若是原线圈，若是理想变压器，则副线圈电压为 考虑到实际变压器“铜损”和“铁损”，则副线圈电压小于4.1V，即为3.6V，则符合实际，则是副线圈匝数； 【小问4详解】 造成（3）中的误差的原因可能为原副线圈的电流都会发热损失能量；另外变压器铁芯漏磁也会有能量损失，使得次级电压比理想值偏小，故选ABC。 【小问5详解】 由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯Q中不产生较大的涡流，如图所示，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于efgh的各平面和平行于abfe的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横档的铁芯Q的硅钢片应按照平行于adhe平面的形式设计。 故选D。 四、解答题（本题共3小题，第13题10分，第14题12分，第15题共16分，共38分）。 13. 如图所示，匀强磁场磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共200匝，线圈电阻，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，外电路连接的两个定值电阻的阻值均为。求： （1）从图示位置开始计时，线圈中产生的感应电动势的表达式； （2）交变电压表的示数。 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）线圈中产生的感应电动势的峰值为 代入数据解得 从图示位置开始，故感应电动势表达式为 （2）电动势的有效值为 设电压表的示数为U，电压表测两电阻并联部分两端电压，并联部分电阻为 则 14. 如图所示，一个质量为m、带负电荷粒子的电荷量为q、不计重力的带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向射入第一象限内的匀强磁场中，恰好垂直于y轴射出第一象限。已知。 （1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小； （2）让大量这种带电粒子同时从x轴上的P点以速度v沿与轴成的方向垂直磁场射入第一象限内，求y轴上有带电粒子穿过的区域范围和带电粒子在磁场中运动的最长时间。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）粒子运动轨迹半径设，如图所示 根据几何关系可得 解得 由洛伦兹力提供向心力可得 解得 （2）粒子从轴上之间射出，设点纵坐标为，为轨迹圆的直径，如图所示 由几何关系得 解得 可知y轴上有带电粒子穿过的区域范围为 沿方向出发的粒子在磁场中运动时间最长，设该时间为，轨迹对应的圆心角设为，如图所示 由几何关系得 解得 则有 15. 如图所示，在竖直向上磁感应强度为的匀强磁场中，两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平桌面上，间距，电阻不计，匀强磁场方向与导轨平面垂直，金属棒AB、CD水平放在两导轨上，相隔为，棒与导轨垂直并保持良好接触，AB棒质量为，CD棒质量为，两金属棒接入电路的总电阻，若CD棒以的初速度水平向右运动，在两根金属棒运动到两棒间距最大的过程中，求： （1）该过程中导体棒上产生的总热量； （2）该过程中通过导体上的电荷量是多少？ （3）两导体棒的最大距离是多少？ 【答案】（1）0.6J；（2）0.4C；（3）0.4m 【解析】 【详解】（1）导体棒AB和CD组成的系统所受合外力为0，故系统动量守恒，所以 解得 根据功能关系，导体棒产生的总热量等于损失的动能，则 解得 （2）对导体棒CD，从初始状态到末状态，由动量定理得 联立解得 （3）由法拉第电磁感应定律得 联立解得 所以最大距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$