精品解析：河南省驻马店市新蔡县第一高级中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

新蔡县第一高级中学高二2024年6月份月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一个选项正确，每小题4分；第题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示、某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带负电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为30°，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的方向垂直纸面向里 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 粒子的电荷量为 D. 若粒子运动过程中，磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．对粒子受力分析可知，粒子受到的洛伦兹力与速度大小和方向有关，则粒子必定做匀速直线运动，粒子受到的电场力水平向右，受到的重力竖直向下，则洛伦兹力垂直于运动轨迹斜向上，根据左手定则可知，匀强磁场的方向垂直纸面向外，故A错误； BC．根据受力平衡有 ， 则粒子的电荷量 匀强磁场的磁感应强度大小 故B错误、C正确； D．若粒子运动过程中，磁场突然消失，粒子受到的合力方向与粒子的速度方向不共线，则粒子一定做曲线运动，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，则（　　） A. 理想电压表读数为45V B. 理想电流表读数为0.8A C. 电阻R消耗的电功率为45W D. 电阻R在50秒内产生的热量为2020J 【答案】A 【解析】 【详解】A．设交流电电压有效值为U，根据有效值定义可得 解得 故A正确； BCD．由A选项知，理想电流表读数为 电阻R消耗的电功率为 电阻R在50秒内产生的热量为 故BCD错误。 故选A。 3. 如图所示，某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成LC振荡电路，L是直流电阻可以忽略的电感线圈。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（　　） A. 电容器在充电 B. 磁场能转化为电场能 C. 电流在不断增大 D. 电容器上极板所带的负电荷增加 【答案】C 【解析】 【详解】从开始计时起，在0~时间内，电容器上极板带正电且在放电，电流方向为逆时针方向；在~时间内，电容器反向充电，下极板带正电；在~时间内，电容器反向放电，上极板带负电且电荷量减小，电流不断增大，电场能转化为磁场能。 故选C。 4. 某学习小组利用传感器制作简单的自动控制装置的实验中选择了智能扶手电梯课题，设计如下原理图，其中R是压敏电阻，电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快，下列说法正确的是（ 　） A. 电磁继电器与发电机工作原理相同 B. 电磁铁上端是N极 C. 电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触 D. 电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电磁继电器的主要结构是电磁铁，电磁铁是通电流之后具有磁性，是根据电流的磁效应工作的，而发电机是根据电磁感应原理制成的，故A错误； B． 根据图示可知，电流从电磁铁的上端流入、下端流出，根据安培定可知，电磁铁的下端是N极、上端是S极，故B错误； C．当电梯上无乘客时，电动机转速较慢，电动机两端的电压较小，电阻R1和电动机都接入电路，此时衔铁和上面的静触头1接通，故C正确； D．电梯上有乘客时，衔铁和下面的静触头2接通，说明线圈中电流增加，磁性增加而吸引触头2，此时压敏电阻R的阻值减小，选项D错误。 故选C。 5. 某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（　　） A. 图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B. 温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C. 图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D. 分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题图可知，两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即相等，故A正确； B．从图中可以看出，温度升高，速率大的分子所占比例变大，曲线峰值向右移动，峰值变小，故B错误； C．温度增大时，分子平均速率增大，即分子速率较大的分子占比增大，由图知气体在虚线状态时分子平均速率较小，实线对应的气体分子平均速率较大，则图中实线对应分子平均动能大于虚线对应分子平均动能，故C错误； D．分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大，故D错误。 故选A。 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，缓慢经历ab、bc、ca回到a状态，其图像如图所示。状态a的压强为、体积为、热力学温度为，状态c的热力学温度为，下列判断正确的是（ ） A. B. C. D. 气体经历状态变化的过程中密度一直减小 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由图可知，气体由状态a到c对应的V-T图线为过原点的直线，所以发生的是等压变化，即 a到c过程有 得 故A正确，C错误； B．气体由状态a到b为等温膨胀，所以 所以 故B错误； D．由状态a到b，温度不变，体积增大，所以气体密度减小。由状态b到c，体积不变，气体密度不变。故D错误。 故选A。 7. 假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。已知常量，当时分子数为零。则（　　） A. 总分子数 B. 分子在到区间出现的概率为 C. 分子的平均速率 D. 在区间内，分子出现的概率为1 E. 区间内与区间内的分子平均速率相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．总分子数 故A正确； B．分子在到区间出现的概率为 故B错误； C．根据分布的曲线的对称性可知，分子的平均速率，故C错误； D．当时分子数为零，则在区间内，分子出现的概率为1，故D正确； E．区间内分子平均速率为，而区间内的分子平均速率为，故E错误。 故选AD。 8. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。校园艺术节上有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在水平光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，时间内小车向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（　　） A. 小车速度越大，电流表示数越大 B. 在到时间内，小车做匀加速直线运动 C. 该装置不适宜判断小车向右减速的运动状态 D. 在到时间内，小车做匀加速直线运动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．电流表示数越大，说明压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，故电流大小和压敏电阻压力大小有关，所以电流大小和向右的加速度有关，A错误； B．分析图乙中电流随时间的变化关系可以得出，在时间段，电流增大，表明图甲中压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，所以可判断小车在向右做加速度均匀增大的加速运动，B错误； C．若小车向右做减速的运动，故压敏电阻不会受到压力，压力都作用在挡板上，故该装置不适宜判断小车向右减速的运动状态，C正确； D．在到时间内，电流不变，表明图甲中压敏电阻的阻值不变，所以小车做匀加速直线运动，D正确； 故选CD。 9. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 输电线总电阻 B. 发电机输出电压 C. 用户增加时，用户得到的电压降低 D. 升压变压器的匝数比 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．输电线上电流为8A，由功率公式可得 A错误； B．用户端电压，功率88kW，可得 输电线上电流为8A，由理想变压器原、副线圈电流与匝数关系公式可得，降压变压器的匝数比 由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得 可知升压变压器副线圈上电压 可知升压变压器原线圈上电压 B正确； C．当用户增加时，可知 增大，则输电线上电流增大，输电线上电压降增大，则减小，用户得到的电压降低，C正确； D．储能站功率为 可得 储能站电路电流为51A，则有 由理想变压器原、副线圈电压与匝数关系公式可得 D正确。 故选BCD。 10. 如图所示，可绕竖直轴自由转动的金属圆盘，半径a m，电阻R=0.5，位于磁感应强度大小B=0.2T、方向竖直向下的匀强磁场中，在圆盘竖直轴处和边缘处通过电刷接入电路。已知电源的电动势E=3V，内阻，限流电阻。闭合开关圆盘开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数为1V。不计一切阻力和电刷大小，则（　　） A. 由上往下看，圆盘顺时针旋转 B. 流过圆盘的电流为2A C. 圆盘所受的安培力大小为N D. 圆盘受到的安培力的功率为0.375W E. 圆盘稳定转动的角速度为15s-1 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图可知，闭合开关后电流从圆盘的圆心流向边缘处，根据左手定则可知安培力方向沿逆时针方向，金属圆盘将逆时针旋转。故A错误； B．根据 可知流过圆盘的电流为0.5A。故B错误； C．圆盘所受的安培力大小为 故C正确； D．圆盘受到的安培力的功率为 故D正确； E．由 又 联立，解得 故E错误。 故选CD。 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分，把答案填写在答题卡上） 11. 如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度，每次实验导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。 （1）该实验运用的实验方法是 A. 对比法 B. 控制变量法 C. 归纳法 D. 理想模型法 （2）下列说法正确的是： 。 A. 该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响 B. 该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响 C. 如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调 D. 如果想减小θ，可以把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端 （3）若把电流为I且接通②③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①④时，导体棒的安培力为：____________。 【答案】（1）B （2）D （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]该实验运用的实验方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1] AB．该实验探究了导体棒通电长度和电流大小对安培力的影响，故AB错误； C．根据安培力大小公式 平衡时 可知把磁铁的N极和S极对调，不改变B的大小，故F不变，夹角θ不变，故C错误； D．把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端，则L减小，故安培力减小，夹角θ减小，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 [1]若把电流为I且接通②③时，导体棒受到的安培力记为F，则 当电流减半且接通①④时，导体棒的安培力为 12. 电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。 （1）第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2.探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。 ①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I‒t图像是___________。 A． B． C． D． ②从I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是___________。 A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短 B．若只增大电阻箱R的阻值，I‒t图像的面积将增大 C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等 （2）第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。 ③探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T=___________s（结果保留两位有效数字）。 ④如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. A ②. C ③. ④. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]第一次探究过程为先给电容器充电，后电容器通过R放电，给电容器充电过程中电流从右向左流过传感器，即为正，由于充电后电容器上极板带正电，电容器通过R放电时，电流从左向右流过传感器，即为负； 故选A。 [2] I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小，则放电和充电图像的面积应大致相等，若只增大电阻箱R的阻值，电容器的电荷量不变，I‒t图像的面积不变，若只增大电阻箱R的阻值，对电流的阻碍作用变大，电容器放电的时间将变长； 故选C。 （2）[3] 由图乙可知 [4] 由振荡周期 可知，如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的周期不变，则频率也不变。 三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 （1）求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小； （2）推导活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化； （3）画出封闭气体等温变化的图像，并通过计算标出a、b处坐标值。 【答案】（1） ；（2）见解析；（3） 【解析】 【详解】（1）活塞位于b处时，根据平衡条件可知此时气体压强等于大气压强，故此时封闭气体对活塞的压力大小为 （2）根据题意可知图线为一条过原点的直线，设斜率为k，可得 根据可得气体压强为 故可知活塞从a处到b处对封闭气体得 故可知该过程中对封闭气体的值恒定不变，故可知做等温变化。 （3）分析可知全过程中气体做等温变化，开始在b处时 在b处时气体体积为 在a处时气体体积为 根据玻意耳定律 解得 故封闭气体等温变化的图像如下 14. 电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为L，金属棒ab在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知金属棒ab电阻为R，框架电阻不计。 （1）请根据电动势的定义，推导金属棒ab切割磁感应线产生的感应电动势E； （2）证明：当金属棒与框架所围矩形的磁通量增大ΔΦ的过程中，通过金属棒ab的电量为； （3）某同学在南半球用电荷量计（能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量）测量地磁场强度，完成了如下实验：如图2，将面积为S、电阻为R的单匝矩形导线框abcd沿图示方位放置于水平地面上，将其从图示位置绕东西轴cd转180°，测得通过线框的电荷量为；将其从图示位置绕东西轴cd转90°，测得通过线框的电荷量为。求该处地磁场的磁感应强度大小为多少？ 【答案】（1）；（2）根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的平均值为 根据闭合电路欧姆定律，感应电流的平均值为 根据电流的定义式有 解得 （3） 【解析】 【详解】（1）根据电动势的定义有 其中的非静电力是电荷所受的洛伦兹力沿金属杆方向的分力，且有 根据功的定义式有 解得 （2）略； （3）令磁感应强度的水平分量大小为，竖直分量为，由于其从图示位置绕东西轴cd转180°，测得通过线框的电荷量为，可知，此过程，磁通量的变化量的大小 结合上述有 由于其从图示位置绕东西轴cd转90°，测得通过线框的电荷量为，可知，此过程，磁通量的变化量的大小 结合上述有 整理得， 根据矢量叠加有 15. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子从A点运动到C点，根据动能定理有 解得 （2）设带电粒子在磁场中运动的轨迹半径为r，由几何关系有 解得 由牛顿第二定律有 解得 （3）设粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角为，如图所示 由几何关系有 解得 由几何关系可知，粒子在危险区运动时与绝缘薄板发生2次碰撞后射出危险区，粒子在磁场中运动的周期为 粒子从C点到第一次与绝缘薄板碰撞所需时间为 粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新蔡县第一高级中学高二2024年6月份月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一个选项正确，每小题4分；第题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示、某空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面方向的匀强磁场（图中未画出），一质量为m的带负电粒子恰能以速度v沿图中虚线所示轨迹做直线运动，粒子的运动轨迹与水平方向的夹角为30°，匀强电场的电场强度大小为E，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的方向垂直纸面向里 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 粒子的电荷量为 D. 若粒子运动过程中，磁场突然消失，则粒子可能做匀减速直线运动 2. 如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压按正弦规律变化，后二分之一周期电压恒定。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为50Ω，则（　　） A. 理想电压表读数为45V B. 理想电流表读数为0.8A C. 电阻R消耗的电功率为45W D. 电阻R在50秒内产生的热量为2020J 3. 如图所示，某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成LC振荡电路，L是直流电阻可以忽略的电感线圈。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（　　） A. 电容器在充电 B. 磁场能转化为电场能 C. 电流在不断增大 D. 电容器上极板所带的负电荷增加 4. 某学习小组利用传感器制作简单的自动控制装置的实验中选择了智能扶手电梯课题，设计如下原理图，其中R是压敏电阻，电梯上无乘客时，电动机转动变慢，使电梯运动变慢；电梯上有乘客时，电动机转动变快，使电梯运动变快，下列说法正确的是（ 　） A. 电磁继电器与发电机工作原理相同 B. 电磁铁上端是N极 C. 电梯上无乘客时，衔铁与触点1接触 D. 电梯上有乘客时，压敏电阻R的阻值增大 5. 某种气体在两种温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标u表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，下列说法正确的是（　　） A. 图中两条曲线与横坐标轴所围面积相等 B. 温度升高，曲线纵坐标峰值变大 C. 图中虚线对应分子平均动能大于实线对应分子平均动能 D. 分子速率分布呈现“两头多，中间少的趋势”；温度升高，每个气体分子速率都增加 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，缓慢经历ab、bc、ca回到a状态，其图像如图所示。状态a的压强为、体积为、热力学温度为，状态c的热力学温度为，下列判断正确的是（ ） A. B. C. D. 气体经历状态变化的过程中密度一直减小 7. 假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。已知常量，当时分子数为零。则（　　） A. 总分子数 B. 分子在到区间出现的概率为 C. 分子的平均速率 D. 在区间内，分子出现的概率为1 E. 区间内与区间内的分子平均速率相等 8. 压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。校园艺术节上有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在水平光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球，小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，时间内小车向右做匀速直线运动，下列判断正确的是（　　） A. 小车速度越大，电流表示数越大 B. 在到时间内，小车做匀加速直线运动 C. 该装置不适宜判断小车向右减速的运动状态 D. 在到时间内，小车做匀加速直线运动 9. 某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压为，输出功率为500kW。输电线上电流为8A，损失的功率为4kW，其余线路电阻不计，用户端电压，功率88kW。储能站电路电流为51A，升压变压器的匝数比，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A. 输电线总电阻 B. 发电机输出电压 C. 用户增加时，用户得到的电压降低 D. 升压变压器的匝数比 10. 如图所示，可绕竖直轴自由转动的金属圆盘，半径a m，电阻R=0.5，位于磁感应强度大小B=0.2T、方向竖直向下的匀强磁场中，在圆盘竖直轴处和边缘处通过电刷接入电路。已知电源的电动势E=3V，内阻，限流电阻。闭合开关圆盘开始旋转，经足够长时间后，电压表的示数为1V。不计一切阻力和电刷大小，则（　　） A. 由上往下看，圆盘顺时针旋转 B. 流过圆盘的电流为2A C. 圆盘所受的安培力大小为N D. 圆盘受到的安培力的功率为0.375W E. 圆盘稳定转动的角速度为15s-1 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分，把答案填写在答题卡上） 11. 如图所示是“探究影响通电导线受力的因素”的实验装置图，三块相同的蹄形磁铁并列放置，可以认为磁极间的磁场是均匀的，实验时，先保持导体棒通电部分的长度不变，改变电流的大小；然后保持电流的大小不变，改变导体棒通电部分的长度，每次实验导体棒在场内同一位置平衡时，悬线与竖直方向的夹角记为θ。 （1）该实验运用的实验方法是 A. 对比法 B. 控制变量法 C. 归纳法 D. 理想模型法 （2）下列说法正确的是： 。 A. 该实验探究了电流大小以及磁感应强度大小对安培力的影响 B. 该实验探究了磁感应强度大小以及通电导体棒长度对安培力的影响 C. 如果想增大θ，可以把磁铁的N极和S极对调 D. 如果想减小θ，可以把接入电路的导体棒从①④两端换成②③两端 （3）若把电流为I且接通②③时，导体棒受到的安培力记为F；则当电流减半且接通①④时，导体棒的安培力为：____________。 12. 电流传感器可以在电脑端记录电流随时间变化的图线，探究实验小组设计了如图甲所示的实验电路，探究电容器在不同电路中的充放电现象。 （1）第一次探究中先将开关接1，待电路稳定后再接2.探究电容器充电及通过电阻放电的电流规律。 ①已知电流从右向左流过电流传感器时，电流为正，则与本次实验相符的I‒t图像是___________。 A． B． C． D． ②从I‒t图像的面积可以计算得出电容器电荷量的大小。关于本次实验探究，下列判断正确的是___________。 A．若只增大电阻箱R的阻值，电容器放电的时间将变短 B．若只增大电阻箱R的阻值，I‒t图像的面积将增大 C．在误差允许的范围内，放电和充电图像的面积应大致相等 （2）第二次探究中，该同学先将开关接1给电容器充电，待电路稳定后再接3，探究LC振荡电路的电流变化规律。 ③探究实验小组得到的振荡电路电流波形图像，选取了开关接3之后的LC振荡电流的部分图像，如图乙所示，根据图像中记录的坐标信息可知，振荡电路的周期T=___________s（结果保留两位有效数字）。 ④如果使用电动势更大的电源给电容器充电，则LC振荡电路的频率将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。 三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图甲，圆柱形管内封装一定质量的理想气体，水平固定放置，横截面积的活塞与一光滑轻杆相连，活塞与管壁之间无摩擦。静止时活塞位于圆管的b处，此时封闭气体的长度。推动轻杆先使活塞从b处缓慢移动到离圆柱形管最右侧距离为的a处，再使封闭气体缓慢膨胀，直至活塞回到b处。设活塞从a处向左移动的距离为x，封闭气体对活塞的压力大小为F，膨胀过程曲线如图乙。大气压强。 （1）求活塞位于b处时，封闭气体对活塞的压力大小； （2）推导活塞从a处到b处封闭气体经历了等温变化； （3）画出封闭气体等温变化的图像，并通过计算标出a、b处坐标值。 14. 电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图1所示，固定于水平面的U形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，金属框两平行导轨间距为L，金属棒ab在外力的作用下，沿框架以速度v向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知金属棒ab电阻为R，框架电阻不计。 （1）请根据电动势的定义，推导金属棒ab切割磁感应线产生的感应电动势E； （2）证明：当金属棒与框架所围矩形的磁通量增大ΔΦ的过程中，通过金属棒ab的电量为； （3）某同学在南半球用电荷量计（能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量）测量地磁场强度，完成了如下实验：如图2，将面积为S、电阻为R的单匝矩形导线框abcd沿图示方位放置于水平地面上，将其从图示位置绕东西轴cd转180°，测得通过线框的电荷量为；将其从图示位置绕东西轴cd转90°，测得通过线框的电荷量为。求该处地磁场的磁感应强度大小为多少？ 15. 为防止宇宙间各种高能粒子对在轨航天员造成的危害，科学家研制出各种磁防护装置。某同学设计了一种磁防护模拟装置，装置截面如图所示，以O点为圆心的内圆、外圆半径分别为R、，区域中的危险区内有垂直纸面向外的匀强磁场，外圆为绝缘薄板，且直径CD的两端各开有小孔，外圆的左侧有两块平行金属薄板，其右板与外圆相切，在切点C处开有一小孔，两板间电压为U。一质量为m、电荷量为q、带正电的粒子（不计重力）从左板内侧的A点由静止释放，粒子经电场加速后从C孔沿CO方向射入磁场，恰好不进入安全区，粒子每次与绝缘薄板碰撞后均原速率反弹，经多次反弹后恰能从D孔处射出危险区。求： （1）粒子通过C孔时速度v的大小； （2）磁感应强度B的大小； （3）粒子从进入危险区到离开危险区所需的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $