精品解析：四川省成都市成都七中万达学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

成都七中万达学校2023-2024学年度下期高2022级半期考试 物理试卷 满分：100分 时间：90分钟 第Ⅰ卷（选择题，共44分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 下列说法中错误的是（　　） A. 光的偏振现象说明光是一种纵波 B. 变化的电场可以产生变化的磁场 C. 水中气泡看起来比较明亮是因为光的全反射 D. 红外线具有热效应，紫外线有消毒杀菌的作用 2. 无线感应灯的原理如图所示，M为受电线圈， N 为送电线圈。下列说法正确的是（ ） A. 当线圈 N中通直流电时，电灯两端的电压恒定 B. 当线圈 N中电流随时间均匀变大时，电灯两端电压恒定 C. 当线圈 N中电流随时间均匀变大时，电灯两端电压均匀增大 D. 当线圈N中电流随时间均匀减小时，电灯两端电压均匀减小 3. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（ ） A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C. 金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D. 金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 4. 夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　） A. 在冰晶中，b光的波速比a光大 B. 通过同一仪器发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大 C. b光比a光更容易发生明显衍射现象 D. a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小 5. 如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行．令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcda流动的方向为正，U0=Blv。线框中a、b两点间电势差Uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，虚线左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间，将两个粗细相同，边长比为的铜质正方形闭合线框由图示位置以同样的速度ν向右完全拉出匀强磁场，下列说法中正确的是（　　） A. 拉出过程中线框中感应电动势之比1∶4 B. 完全拉出通过导线某一横截面的电荷量之比是 C. 拉出过程中所用拉力大小之比为 D. 完全拉出线框中产生的电热之比为 7. 如图所示，MN、PQ为水平光滑金属导轨（金属导轨电阻忽略不计），MN、PQ相距，导体棒AB在两轨道间的电阻为，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻，，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用水平外力F拉着AB棒向右以速度做匀速运动（  ） A. 导体棒AB产生的感应电动势 B. 导体棒AB两端的电压 C. 导体棒AB受到的外力 D. 定值电阻和的总电功率为6.4W 8. 如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度，并且以的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度，在导轨上放着一金属棒MN，电阻，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量的重物。导轨的定值电阻，与P、Q端点相连组成回路。又知PN长。在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ） A. 电阻R中电流的方向由Q到P B. 电流的大小为0.1A C. 从磁感应强度为开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉起 D. 电阻R上产生的热量约为16J 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（　　） A. 副线圈两端输出电压的有效值为 B. 原线圈中电流表的示数约为 C. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 D. 变压器的输入功率、输出功率之比为 10. 图甲是用干涉法来检查某块厚玻璃板上表面是否平整的装置，所用红色光是用普通光源加红色滤光片产生的，从上往下观察到的干涉条纹如图所示，则下列判断正确的是（  ） A. 干涉光来源于标准样板上表面和下表面的反射光 B. 干涉光来源于标准样板下表面和厚玻璃的上表面的反射光 C. 若观察到的条纹如图丙所示，则厚玻璃板上表面有下凹的位置 D. 若观察到的条纹如图丙所示，则厚玻璃板上表面有上凸的位置 11. 如图所示，虚线边界ab上方有无限大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。一正方形线框质量，电阻，边长，底边与磁场边界平行，从距离磁场边界高处由静止释放，在线框穿出磁场的过程中以下说法正确的是（）（ ） A. 线框受到的安培力在一直增大 B. 线框的速度将保持不变 C. 线框的速度将一直减小 D. 无论线框做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 12. 发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器给用户供电，升压变压器输出端滑片P位置可以调动，发电机组输出交变电压的有效值恒定，两条输电线总电阻r保持不变。则（ ） A. 仅增加用户端的用电器，则输电线上损失的功率变大 B. 仅增加用户端的用电器，则用户端电压升高 C. 仅将滑片P下移，发电机的输出电流将增大 D. 仅将滑片P下移，则用户端电压升高 13. 如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨PQ和，宽，放在倾角的绝缘斜面上，电阻，导轨的电阻不计，垂直于斜面向上的匀强磁场。金属杆质量为m，电阻，用轻绳通过定滑轮与质量的小物块相连，绳平行于斜面，系统恰能保持静止。现将的粘性橡皮泥粘在M上并由静止释放，经过一段时间后系统达到稳定状态，此过程金属杆移动的距离（g取10），下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆的质量 B. 刚释放瞬间杆的加速度 C. 稳定后金属杆的速度为 D. 若从释放到系统达到稳定状态，电阻R产生的热量 第Ⅱ卷（综合题，共56分） 三、实验探究题（本题共2小题，共14分。） 14. 如图所示为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 （1）滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代替导线，将实物电路中所缺的导线补充完整。___________ （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将线圈A迅速插入线圈B中，灵敏电流计的指针将___________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将___________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。 15. 如图所示，在插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上画出一条直线作为界面（线），过上的一点O画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，使其上边界与重合，画出玻璃砖的下界面的位置。在直线AO上插两枚大头针和，再在玻璃砖的另一侧插上大头针和。确定光路后利用折射定律计算折射率。 （1）关于本实验下列说法正确的是______； A. 实验时入射角越大越好 B. 插大头针时应使和、和的间距稍大一些，可以减小误差 C. 插大头针时，大头针应垂直纸面插放 D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 （2）利用上述方格纸上的实验记录，计算此玻璃砖的折射率为______；（答案可以用分数或根号表示） （3）如图（a）所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）如图（b）所示，在实验过程中画出界面上界面后，不小心将玻璃砖绕入射点O转动了一些，则所测得的折射率将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 四、计算题（本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。） 16. 如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从AC的中点D垂直于AC面入射， （1）画出光路图并判断光束第一次到达AB边时能否发生全反射？请写出判断依据。 （2）光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间（光在真空中的传播速度为c）。 17. 轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，其总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。（） （1）求闭合回路中感应电动势的大小； （2）求线圈的电功率； （3）求在时轻质细线的拉力大小。 18. 如图所示，矩形线圈abcd的面积是，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）： （1）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小； （2）当线圈由图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量； （3）电压表的示数； （4）线圈转动一周的过程中，外力做了多少功。 19. 如图，两光滑平行长直金属导轨水平放置，间距为。abcd区域内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，细金属杆N静止置于磁场中，细金属杆M在磁场外以初速度水平向右运动。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，两金属杆的质量均为，在导轨间的电阻均为，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。求： （1）M杆刚进入磁场时，M、N杆所受安培力的大小和方向； （2）若M、N杆在磁场中恰好不相碰（此时N杆离cd边界还有一定的距离），求N杆在磁场内运动的过程中，通过N杆的电荷量及N杆与ab边界的初始距离x； （3）若磁场区域可调，N杆与cd边界的初始距离与（2）问相同，N杆与ab边界的初始距离为（ab边界仍然在M杆初始位置右方），求从M杆刚进入磁场开始到两杆均离开磁场的过程中，N杆产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 成都七中万达学校2023-2024学年度下期高2022级半期考试 物理试卷 满分：100分 时间：90分钟 第Ⅰ卷（选择题，共44分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 下列说法中错误的是（　　） A. 光的偏振现象说明光是一种纵波 B. 变化的电场可以产生变化的磁场 C. 水中气泡看起来比较明亮是因为光的全反射 D. 红外线具有热效应，紫外线有消毒杀菌的作用 【答案】AB 【解析】 【详解】A．光的偏振现象说明光是横波，故A错误； B．不均匀变化的电场可以产生变化的磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，故B错误； C．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光线从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射，故C正确； D．红外线具有热效应，紫外线化学效应强，所以能杀菌，故 D正确。 本题选错误的，故选AB。 2. 无线感应灯的原理如图所示，M为受电线圈， N 为送电线圈。下列说法正确的是（ ） A. 当线圈 N中通直流电时，电灯两端的电压恒定 B. 当线圈 N中电流随时间均匀变大时，电灯两端电压恒定 C. 当线圈 N中电流随时间均匀变大时，电灯两端电压均匀增大 D. 当线圈N中电流随时间均匀减小时，电灯两端电压均匀减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．当线圈 N中通直流电时，穿过M的磁场不变，磁通量不变，不产生感应电流，故A错误； BCD．当线圈 N中电流随时间均匀变大时或均匀减小时，根据 可知，产生恒定的电压，所以电灯两端电压恒定，故B正确CD错误。 故选B。 3. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对箱内人员的伤害。当轿厢坠落到图示位置时，关于该装置，以下说法正确的是（ ） A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向 B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向 C. 金属线圈B对轿厢下落有阻碍作用，A没有阻碍作用 D. 金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，根据楞次定律可知感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故AB错误； C．结合A的分析可知，当电梯坠落至如图位置时，闭合线圈A、B都在阻碍电梯下落，故C错误； D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。 故选D。 4. 夏季常出现如图甲所示的日晕现象，日晕是太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射形成的。图乙为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，a、b为其折射出的光线中的两种单色光，比较a、b两种单色光，下列说法正确的是（　　） A. 在冰晶中，b光的波速比a光大 B. 通过同一仪器发生双缝干涉，a光的相邻明条纹间距较大 C. b光比a光更容易发生明显衍射现象 D. a、b两种光分别从水射入空气发生全反射时，a光的临界角比b光的小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知a光的偏折程度小于b光的偏折程度，所以 ， 根据 可知 故A错误； B．根据 得 根据双缝干涉条纹间距表达式 可知a光的相邻明条纹间距较大，故B正确； C．当缝隙和波长差不多或缝隙比波长小的多时能发生明显得衍射现象，所以a光比b光更容易发生明显衍射现象，故C错误； D．根据 可知 故D错误。 故选B。 5. 如图所示，由粗细均匀的电阻丝制成的边长为l的正方形线框abcd，其总电阻为R，现使线框以水平向右的速度v匀速穿过一宽度为2l、磁感应强度为B的匀强磁场区域，整个过程中ab、cd两边始终保持与磁场边界平行．令线框的cd边刚好与磁场左边界重合时t=0，电流沿abcda流动的方向为正，U0=Blv。线框中a、b两点间电势差Uab随线框cd边的位移x变化的图象正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】因为线框各边电阻均匀，cd边进入磁场后，ab两端电势差 由楞次定律判断出感应电流方向沿逆时针方向，则a的电势高于b的电势，Uab为正；线框全部进入磁场后，线框中虽然感应电流为零，但ab两端仍有电势差，且Uab=U0，由右手定则判断可知，a的电势高于b的电势，Uab为正；cd边穿出磁场后，ab边切割磁感线，相当于电源，其两端电势差等于路端电压，即 由右手定则知，a点的电势始终高于b的电势，Uab为正。 故选B。 6. 如图所示，虚线左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，右侧是无磁场空间，将两个粗细相同，边长比为的铜质正方形闭合线框由图示位置以同样的速度ν向右完全拉出匀强磁场，下列说法中正确的是（　　） A. 拉出过程中线框中感应电动势之比1∶4 B. 完全拉出通过导线某一横截面的电荷量之比是 C. 拉出过程中所用拉力大小之比为 D. 完全拉出线框中产生的电热之比为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据可知，拉出过程中线框中感应电动势之比1:2，故A错误； B．根据 故电量之比为1:2，故B错误； C．设矩形线圈边长为L，电阻率为ρ，截面积为S。则感应电流为： 拉力 故拉出过程中所用拉力大小之比为1:2，故C错误； D．根据功能关系可知，线框中产生的电热等于拉力做功 故电热之比为1：4．故D正确。 故选D。 7. 如图所示，MN、PQ为水平光滑金属导轨（金属导轨电阻忽略不计），MN、PQ相距，导体棒AB在两轨道间的电阻为，且可以在MN、PQ上滑动，定值电阻，，整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直于整个导轨平面，现用水平外力F拉着AB棒向右以速度做匀速运动（  ） A. 导体棒AB产生的感应电动势 B. 导体棒AB两端的电压 C. 导体棒AB受到的外力 D. 定值电阻和的总电功率为6.4W 【答案】B 【解析】 【详解】A．导体棒AB产生的感应电动势 故A错误； B．并联电阻阻值 电路电流 导体棒AB两端的电压 故B正确； C．导体棒AB受到的安培力 导体棒匀速运动，外力平衡安培力，所以外力大小为1.6N，故C错误； D．定值电阻和的总电功率为外电路功率（电源的输出功率） 故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度，并且以的变化率均匀增大，图象如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度，在导轨上放着一金属棒MN，电阻，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量的重物。导轨的定值电阻，与P、Q端点相连组成回路。又知PN长。在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ） A. 电阻R中电流的方向由Q到P B. 电流的大小为0.1A C. 从磁感应强度为开始计时，经过495s的时间，金属棒MN恰能将重物拉起 D. 电阻R上产生的热量约为16J 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知电流方向为M→N→P→Q→M，故A错误； B．电流大小 故B项错误； C．要恰好把质量的重物拉起，则 则 解得 故C正确； D．电阻R上产生的热量为 故D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求；全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（　　） A. 副线圈两端输出电压的有效值为 B. 原线圈中电流表的示数约为 C. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 D. 变压器的输入功率、输出功率之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．变压器原线圈的电压有效值为 由变压器的原副线圈的电压与匝数成正比可得 A正确； B．副线圈中的电流由电功率公式可得 由理想变压器的原副线圈电流比与匝数成反比，可得原线圈中的电流 B错误； C．由图乙可知交流电的周期为T=0.02s，角速度为 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 C错误； D．变压器的输入功率 所以变压器的输入功率、输出功率之比为 P1:P2= D正确。 故选AD。 10. 图甲是用干涉法来检查某块厚玻璃板上表面是否平整的装置，所用红色光是用普通光源加红色滤光片产生的，从上往下观察到的干涉条纹如图所示，则下列判断正确的是（  ） A. 干涉光来源于标准样板上表面和下表面的反射光 B. 干涉光来源于标准样板下表面和厚玻璃的上表面的反射光 C. 若观察到的条纹如图丙所示，则厚玻璃板上表面有下凹的位置 D. 若观察到的条纹如图丙所示，则厚玻璃板上表面有上凸的位置 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．所观察到的干涉条纹是由厚玻璃板上表面和标准样板下表面反射的光叠加而成的，故A错误，B正确； CD．薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同，从弯曲的条纹可知检查平面左侧的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知该处凹陷，如图所示 则厚玻璃板上表面有下凹的位置，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，虚线边界ab上方有无限大的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。一正方形线框质量，电阻，边长，底边与磁场边界平行，从距离磁场边界高处由静止释放，在线框穿出磁场的过程中以下说法正确的是（）（ ） A. 线框受到的安培力在一直增大 B. 线框的速度将保持不变 C. 线框的速度将一直减小 D. 无论线框做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．线框底边到达磁场边界前，线框做自由落体运动，有 解得 此时线框的速度为 在线圈刚穿出磁场时，感应电动势 流过线圈的电流 线圈所受的安培力 可知线圈穿出磁场过程过匀速运动，线圈的速度保持不变，安培力保持不变，AC错误，B正确； D．根据功能关系，无论线框做何运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能，D正确。 故选BD。 12. 发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器给用户供电，升压变压器输出端滑片P位置可以调动，发电机组输出交变电压的有效值恒定，两条输电线总电阻r保持不变。则（ ） A. 仅增加用户端的用电器，则输电线上损失的功率变大 B. 仅增加用户端的用电器，则用户端电压升高 C. 仅将滑片P下移，发电机的输出电流将增大 D. 仅将滑片P下移，则用户端电压升高 【答案】ACD 【解析】 【详解】B．增加用户端的用电器，即并入电路的负载增多，负载总电阻减小，导致电路总电流增大，对应的输电线电流增大，发电站的输出电流也增大。输电线电流增大，由 可得，输电线分压增大，即电压损失增多，降压变压器原线圈电压降低，对应的副线圈电压也降低，即用户获得的电压降低，故B错误； A．输电线电流增大，由 可知，输电线上损失的功率变大，故A正确； CD．若将滑片P下移，升压变压器副线圈匝数增加，则升压变压器次级电压U2增大，负载不变，这样会导致输电线电流I变大，根据原副线圈电流与匝数关系可知发电机的输出电流将增大，同理降压变压器副线圈的电流变大，则根据可知用户端电压升高，故CD正确。 故选ACD。 13. 如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨PQ和，宽，放在倾角的绝缘斜面上，电阻，导轨的电阻不计，垂直于斜面向上的匀强磁场。金属杆质量为m，电阻，用轻绳通过定滑轮与质量的小物块相连，绳平行于斜面，系统恰能保持静止。现将的粘性橡皮泥粘在M上并由静止释放，经过一段时间后系统达到稳定状态，此过程金属杆移动的距离（g取10），下列说法中正确的是（　　） A. 金属杆的质量 B. 刚释放瞬间杆的加速度 C. 稳定后金属杆的速度为 D. 若从释放到系统达到稳定状态，电阻R产生的热量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对金属杆的受力分析，由平衡条件得 对小物块M，由平衡条件得 联立解得 故A错误； B．M释放瞬间，对金属杆，由牛顿第二定律得 对小物块，由牛顿第二定律得 联立解得 故B正确； C．系统稳定后，处于平衡状态，对金属杆，由平衡条件得 对小物块，由平衡条件得 联立解得 故 又 联立解得稳定后金属杆的速度为 故C正确； D．若从释放到系统达到稳定状态，设系统产生的总热量为Q总，由能量守恒定律得 解得 由于金属棒与电阻R串联，电流相等，根据焦耳定律 得到它们产生的热量与电阻成正比，所以电阻R产生的热量产生的热量 故D错误。 故选BC。 第Ⅱ卷（综合题，共56分） 三、实验探究题（本题共2小题，共14分。） 14. 如图所示为“探究影响感应电流方向的因素”的实验装置。 （1）滑动变阻器采用限流接法，请用笔画线代替导线，将实物电路中所缺的导线补充完整。___________ （2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将线圈A迅速插入线圈B中，灵敏电流计的指针将___________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将___________（选填“向左”“向右”或“不”）偏转。 【答案】 ①. ②. 向右 ③. 向左 【解析】 【详解】（1）[1]将线圈B和电流计串联形成一个回路，将开关、滑动变阻器、电源、线圈A串联成另一个回路，实物图如图所示 （2）[2][3]如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明穿过线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏。闭合开关后，将线圈A迅速插入线圈B中，穿过线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏转。线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流减小，穿过线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转。 15. 如图所示，在插针法测量玻璃折射率的实验中，两位同学先把方格纸固定在木板上。在方格纸上画出一条直线作为界面（线），过上的一点O画出界面的法线，并画一条线段AO作为入射光线。再把玻璃砖放到方格纸上，使其上边界与重合，画出玻璃砖的下界面的位置。在直线AO上插两枚大头针和，再在玻璃砖的另一侧插上大头针和。确定光路后利用折射定律计算折射率。 （1）关于本实验下列说法正确的是______； A. 实验时入射角越大越好 B. 插大头针时应使和、和的间距稍大一些，可以减小误差 C. 插大头针时，大头针应垂直纸面插放 D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率 （2）利用上述方格纸上的实验记录，计算此玻璃砖的折射率为______；（答案可以用分数或根号表示） （3）如图（a）所示，在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，则所测得的折射率将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）如图（b）所示，在实验过程中画出界面上界面后，不小心将玻璃砖绕入射点O转动了一些，则所测得的折射率将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）BC （2） （3）偏大 （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 A．实验时入射角应适当大些可以减小误差，但不是越大越好，故A错误； B．为了减小误差，插大头针时应使和、和的间距大一些，故B正确； C．为了便于观察，插大头针时，大头针应垂直纸面插放，故C正确； D．该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 光路图如图所示 在光路图中利用方格构造三角形，由图得 ， 根据折射定律，有 【小问3详解】 在实验过程中画出界面a后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到图中虚线位置，而在作光路图时界面a仍为开始所画的，实际光线如图中带箭头的实线所示，而作图光线如图中带箭头的虚线所示，导致折射角偏小，所测得的折射率将偏大。 【小问4详解】 如图所示，玻璃砖转动后导致折射角偏大，结合折射定律可知折射率偏小。 四、计算题（本题共4小题，共42分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。） 16. 如图所示，直角玻璃三棱镜ABC置于空气中，棱镜的折射率为，。一细光束从AC的中点D垂直于AC面入射， （1）画出光路图并判断光束第一次到达AB边时能否发生全反射？请写出判断依据。 （2）光从进入棱镜到它第一次从棱镜中射出所经历的时间（光在真空中的传播速度为c）。 【答案】（1），会在AB边发生全反射；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，画出光路图，如图所示 由几何关系可知 设光在AB面发生全反射的临界角为C，则 因为 所以 会在AB边发生全反射。 （2）光在介质中传播速度为 由几何关系可知 ， 光从进入到第一次射出所经历的时间为 17. 轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，其总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，如图甲所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。（） （1）求闭合回路中感应电动势的大小； （2）求线圈的电功率； （3）求在时轻质细线的拉力大小。 【答案】（1）0.75V；（2）0.56W；（3）0.5N 【解析】 【详解】（1）由法拉第电磁感应定律得 （2）线圈的电功率为 （3）t=4s时，电路中的电流 此时，安培力 对线框受力分析得 联立解得 18. 如图所示，矩形线圈abcd的面积是，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）： （1）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小； （2）当线圈由图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量； （3）电压表的示数； （4）线圈转动一周的过程中，外力做了多少功。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为 交变电流的最大值 电流的瞬时值表达式为 从图示位置转过60°时，此时的电流为 （2）感应电动势平均值 电荷量 解得 （3）线圈中感应电动势的最大值为，一个周期内只有一半时间有电动势，根据有效值的定义，有 解得 电压表的示数为路端电压的有效值，解得 （4）外力做功全部转化为系统焦耳热 可得 19. 如图，两光滑平行长直金属导轨水平放置，间距为。abcd区域内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，细金属杆N静止置于磁场中，细金属杆M在磁场外以初速度水平向右运动。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，两金属杆的质量均为，在导轨间的电阻均为，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。求： （1）M杆刚进入磁场时，M、N杆所受安培力的大小和方向； （2）若M、N杆在磁场中恰好不相碰（此时N杆离cd边界还有一定的距离），求N杆在磁场内运动的过程中，通过N杆的电荷量及N杆与ab边界的初始距离x； （3）若磁场区域可调，N杆与cd边界的初始距离与（2）问相同，N杆与ab边界的初始距离为（ab边界仍然在M杆初始位置右方），求从M杆刚进入磁场开始到两杆均离开磁场的过程中，N杆产生的热量。 【答案】（1），M杆所受安培力水平向左，N杆所受安培力水平向右；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有 又 联立解得 由于M、N杆在相同的磁场中，电流大小相等，所以安培力大小相等，均为，M杆所受安培力水平向左，N杆所受安培力水平向右。 （2）M、N杆组成的系统受到外力之和为0，所以系统动量守恒。由于M、N杆在磁场中恰好不相碰，则有 M、N杆共速后，回路感应电流为0，不再受安培力，所以一起向右匀速运动。N杆在磁场内运动的过程中，对N杆，根据动量定理得 联立解得 又 解得 （3）N杆与ab边界的初始距离为x时，M、N杆共速时刚好相遇，所以从M杆进磁场到M、N杆共速的过程中，M杆比N杆刚好多运动了距离x。若N杆与ab边界的初始距离为1.5x，从M杆进磁场到M、N杆共速的过程中，M杆比N杆仍多运动距离x，所以共速时M杆未追上N杆，此时M、N杆的距离为0.5x。又因为N杆与cd边界的初始距离与（2）问相同，所以N杆出磁场时速度与（2）问相同，仍为。因此，M、N杆共速后一起匀速运动，当N杆出磁场时，M杆与cd边界的距离为0.5x，此后M杆做减速运动。 从N杆出磁场到M杆出磁场的过程中，对M杆，根据动量定理有 因为 联立解得 从M杆刚进入磁场开始到两杆均离开磁场的过程中，对M、N杆组成的系统，根据能量守恒得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $