精品解析：山西省临汾市百校联考2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

2023-2024学年度高二年级第二学期期中测试 物理C 本试卷共8页，满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示为双缝干涉实验装置，当用波长的光照射单缝S时，在屏上观察到相邻亮条纹中心的距离为，增大双缝和光屏之间的距离，依旧用此光照射单缝S，若使相邻亮条纹中心的距离仍为，可采取下列哪种措施（　　） A. 增大单缝和光屏之间的距离 B. 增大单缝和双缝之间的距离 C. 减小单缝和双缝之间的距离 D. 增大双缝和之间的距离 【答案】D 【解析】 【详解】要使两次的条纹间距不变，根据公式可知，当双缝和光屏之间的距离增大时，可以增大双缝和之间的距离。 故选D。 2. 图甲是回旋加速器，图乙是磁流体发电机，图丙是速度选择器，图丁是霍尔元件。下列说法正确的是（　　） A. 图甲要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R B. 图乙可判断出A极板电势比B极板电势高 C. 图丙可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁中若载流子带负电，稳定时C板电势高 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲由洛伦兹力提供向心力，可得 若D形盒的半径为R，则有最大速度为 则最大动能为 可知要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R，A正确； B．图乙由左手定则可知，正离子向下偏转，负离子向上偏转，可知下极板带正电，上极板带负电，因此A极板电势比B极板电势低，B错误； C．由图丙可知，电场方向与磁场方向垂直，带电粒子进入复合场后，受到电场力和洛伦兹力，若二力平衡时，则有 可知不管粒子带正电还是负电都可以匀速直线通过，因此不可以判断出带电粒子的电性，C错误； D．图丁中若载流子带负电，负离子运动方向与电流方向相反，由左手定则可知，负粒子向C板偏转，因此稳定时C板电势低，D错误。 故选A。 3. 飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，其振幅A与驱动力频率f之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 用力越大，该棒振动的越快 B. 增大手驱动的频率，该棒的振幅一定变大 C. 若该棒做自由振动，它的频率为 D. 减小手驱动的频率，该棒的振幅一定变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．用力越大，手驱动的频率不一定大，该棒振动的不一定快，A错误； BD．棒做受迫振动，驱动力的频率等于棒的振动频率，增大手驱动的频率，该棒的振动频率增大，当驱动频率等于固有频率时，振幅最大，所以增大手驱动的频率，该棒的振幅不一定变大；减小手驱动的频率，该棒的振幅不一定变大，故BD错误； C．当驱动频率等于固有频率时，振幅最大，由图可知驱动频率等于f2时，振幅最大，所以若该棒做自由振动，它的频率为，故C正确。 故选C。 4. 为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。为了保证表演成功（在水面上看不到大头针），大头针末端离水面的距离h不能超过，则水的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】从大头针末端发出的光线射到圆形薄软木片边缘界面处能够发生全反射，从水面上就看不到大头针，如图所示 由几何关系可得 根据全反射的条件可得 联立解得 B正确。 故选B。 5. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为2m/s B. 该波的传播方向为x轴负方向 C. 当时，平衡位置在处的质点恰好经平衡位置向＋y方向运动 D. 从到的时间内，平衡位置在处的质点通过的路程为8cm 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图甲可知波长为2m，由图乙可知周期为4s，则波速为 故A错误； B．由图乙可知，时刻，处的质点向+y方向运动，根据波形平移法可知，该波的传播方向为x轴正方向，故B错误； C．由于 可知当时，平衡位置在处的质点恰好经平衡位置向-y方向运动，故C错误； D．从到的时间内，由于 可知平衡位置在处的质点通过的路程为 故D正确。 故选D。 6. 在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。电阻R的阻值为，电表均为理想电表。下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为17.4V B. 电流表的示数为0.2A C. 若将电阻R替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为174V D. 电阻R在一个周期内产生的热量为6.96J 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，设电压表的示数为有效值为U，则有 解得 故A错误； B．由欧姆定律可知，电流表的示数为 故B错误； C．由于交流电的峰值为311。因此若将电阻换成一个耐压值为174的电容，会被击穿，故C错误； D．电阻R在一个周期内产生的热量为 故D正确。 故选D。 7. 图甲所示为磁电式电流表的结构示意图，图乙所示为极靴和铁芯间的磁场均匀辐向分布示意图。边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（　　） A. 在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 B. 该线圈的磁通量为 C. 线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，其螺旋弹簧带动线圈转动 D. 在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据磁感线疏密代表磁场强弱可知，在线圈转动的范围内处处大小相等，方向不同，故A错误； B．线圈与磁感线平行，但因为磁场是辐向分布，故磁通量不为零，也不等于，故B错误； C．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动，故C错误； D．在线圈转动的范围内，磁场强度和线圈长度不变，根据公式可知，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。 8. 质量为M、长度为d的木块放在光滑的水平面上，在木块右边有一个销钉把木块挡住，使木块不能向右滑动。质量为m的子弹以水平速度射入木块，刚好能将木块射穿。现在拔去销钉，使木块能在水平面上自由滑动，而子弹仍以水平速度射入静止的木块。设子弹在木块中受到的阻力大小恒定，则（　　） A. 拔去销钉，木块和子弹组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B. 子弹在木块中受到的阻力大为 C. 拔去销钉，整个过程中，木块对子弹的冲量大小为 D. 拔去销钉，系统产生的焦耳热为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．拔去销钉，木块和子弹之间的摩擦力是系统内力，木块和子弹组成的系统水平方向动量守恒。但因摩擦力要做功，故系统机械能不守恒。故A错误； B．当木块固定时，由动能定理可知 解得 故B错误； C．依题意，拔去销钉，子弹将最终与木块共速，子弹与木块系统水平方向动量守恒，则根据动量守恒定律可得 解得 整个过程中，木块对子弹的冲量大小为 故C正确； D．拔去销钉，由能量守恒，可得 故D正确。 故选CD。 9. 北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图所示，所用输电线的总电阻为，升压变压器T1原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（　　） A. 若该发电系统输送功率为，则输电线的总电阻两端的电压为400V B. 若该发电系统输送功率为，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为 C. 若用户消耗功率减少，输电线的总电阻两端的电压变大 D. 若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对于该系统输入输出功率不变，由于，故原线圈电流为 对于中间线路有 代入数据，解得 则输电线的总电阻两端的电压为 A错误； B．根据 代入数据，解得 由A可知 输电线的总电阻两端的电压为 则 又 即有 B正确； C．由于升压变压器原副线圈匝数不变，原线圈电压不变，由知U2不变，将降压变压器原副线圈及副线圈电路等效为中间线路一个电阻，由 ， ，， 联立可得 若用户消耗功率减少，（R负增加），则增加，由 U2不变，知输电线电流减小，输电线的总电阻两端的电压，减小，C 错误； D．当用户消耗功率增大时（R负减小），则减小，由 U2不变，知输电线电流变大，输电线的总电阻两端的电压变大，根据 可知，U3变小，又由 可知，U4变小，D正确。 故选BD。 10. 我国神舟十七号载人飞船已于2023年10月26日成功发射，中国空间站迎来新一批宇航员。如图（a）是一种防止宇宙射线危害宇航员的装置，在航天器内建立半径分别为R和的同心圆柱，圆柱之间加上沿轴线方向的磁场，其横截面如图（b）所示。宇宙射线中含有大量的质子，若质子沿各个方向运动的速率均为，质子的电荷量为e、质量为m（　　） A. 若设置磁感应强度大小，入射到磁场的质子均无法进入防护区 B. 若设置磁感应强度大小，入射到磁场的质子在磁场中的运动时间最长为 C. 假如入射质子的速度与磁场方向垂直，要使沿各个方向入射的质子都无法进入防护区，则磁感应强度至少为 D. 若一组平行射线以沿着与磁场垂直方向入射，当时入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达防护区 【答案】BCD 【解析】 【详解】AC．为使所有速度为v0的粒子都不进入防护区，半径最大的粒子轨迹如图则粒子的半径最大为 由洛伦兹力提供向心力有 解得磁感应强度最小值为 B 则，入射到磁场的质子可能进入防护区，故A错误，C正确； BD．由洛伦兹力提供向心力得 解得 入射到磁场的质子在磁场中的运动时间最长时所对应的圆心角最大，弦长最长，故当正对圆心射入时的轨迹刚好与内圆相切，此时弦长最长，有 解得 带电粒子在磁场中的轨迹对应的圆心角为 质子在磁场中运动的时间为 结合B项分析可知一组平行射线以沿着与磁场垂直方向入射，当时入射到磁场的粒子，正对圆心的粒子恰好不进入防护区，取粒子竖直向下平行射入，当粒子平行射入时，相对于圆心射入时，此时右侧轨迹圆向右偏，左侧轨迹圆向左偏，根据对称性可知右半部分粒子都不会进入防护区，左半部分粒子可以进入防护区，则恰好有一半可以到达防护区，分析可知其它方向平行射入时同样满足该规律，故BD正确； 故选BCD。 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。 （1）下列器材中，实验需要的器材是（　　） A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 220V交流电源 D. 条形磁体 E. 可拆变压器和导线 F. 直流电压表 G. 多用电表 （2）关于实验操作，下列说法正确的是（　　） A. 为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V B. 实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C. 使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量 （3）用匝数和的变压器，实验测量数据如下表， 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接电源的线圈是______（选填“”或“”）。 【答案】（1）BEG （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 “探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电压表，所以只需要多用电表、低压交流电源以及可拆变压器和导线。 故选BEG。 【小问2详解】 A．为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V，A正确； B．实验通电时，不可用手接触裸露的导线、接线柱等，B错误； C．使用多用电表测电压时，先用电压最高挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，C错误。 故选A。 【小问3详解】 由表中数据可知 考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在漏磁现象，有功率损失，使得原、副线圈的电压之比大于匝数之比，所以原线圈的匝数为，副线圈的匝数为。故连接电源的线圈是。 12. 用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示： （1）组装单摆时，应在下列器材中选用________（选填选项前的字母）。 A．长度为1m左右的细线 B．长度为10cm左右的橡皮绳 C．直径为1.5cm左右的塑料球 D．直径为1.5cm左右的铁球 （2）选择好器材，将符合实验要求的单摆挂在铁架台上，应采用图________（选填“乙”或“丙”）所示的固定方式。 （3）下列测量单摆振动周期的方法正确的是________。 A．把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动停表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停停表停止计时 B．以单摆在最大位移处为计时基准位置，用停表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则T＝ C．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用停表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则T＝ D．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用停表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则T＝ （4）改变摆长，利用测出的多组周期T、摆长L数据，作出T2－L图像，可以更准确地求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2－L图线如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，出现图线a的原因可能是摆长L的测量值______（填“偏大”或“偏小”），出现图线c的原因可能是周期T的测量值______（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 ①. AD##DA ②. 丙 ③. D ④. 偏小 ⑤. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]为减小实验误差，应选择1m左右的细线；为减小空气阻力影响，摆球应选密度大而体积小的铁球，因此需要的实验器材是AD。 （2）[2]采用图丙所示的固定方式，保证运动中摆长不变。 （3）[3] AB．在测量周期时，应在摆球经过最低点开始计时，测量多次全振动的时间计算周期，故AB错误； C．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用停表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则 T＝ 故C错误； D．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用停表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则 T＝ 故D正确。 故选D。 （4）[4][5] 根据单摆的周期公式 解得 图线a的摆场为零时，周期不为零，所以原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，导致摆长偏小；图象的斜率 c图像斜率偏小，则重力加速度偏大，所以可能是周期T的测量值偏小。 四、计算题：本题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题16分，共38分。解题过程中要求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能得分。 13. 某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图（a）所示两平行金属导轨CD、EF间距为，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程0~3A）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为）相连，质量为、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量m。m与I的图像如图（b）所示，其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g取，求： （1）求秤盘的质量； （2）匀强磁场磁感应强度B； （3）求此“电磁秤”的称量物体的最大质量及此时滑动电阻器接入电路的阻值。 【答案】（1）0.03kg；（2）5T；（3）0.22kg，0 【解析】 【详解】（1）电流方向，根据左手定则，金属棒所受安培力方向沿导轨向下，对金属棒与秤盘和盘上的待测物体进行分析，根据平衡条件有 结合题中数据解得 结合图像有 解得 （2）结合上述，根据图像有 解得 （3）结合上述可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，回路中电流最大，根据闭合电路欧姆定律有 此时金属棒所受安培力最大，结合上述可知，此时待测物体质量最大 解得 14. 如图（a）所示的xOy平面处于变化的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图像如图（b）所示，y轴正方向为E的正方向，垂直于纸面向里为B的正方向，时刻，带负电的粒子P（重力不计）由原点O以速度沿y轴正方向射出，它恰能沿一定轨道做周期性运动。、和为已知量，且，在时间内粒子P第一次离x轴最远时的坐标为。求： （1）与之比； （2）时刻粒子的位置坐标； （3）带电粒子在运动中距离原点O的最远距离L。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）时间内，只有垂直纸面向里的磁场，没有电场，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有 解得 粒子P第一次离x轴最远时，则有 结合已知条件 解得 （2）粒子在磁场中的运动周期 粒子P做圆周运动后磁场变为电场，接下来从和在电场力的作用下做类平抛运动，轨迹如图所示 设时间内水平位移和竖直位移分别为、，则 其中 解得 粒子到达图中b点，电场方向发生改变，电场力产生的加速度方向沿y轴正方向，由对称关系知，粒子到达c点，水平位移 故时，粒子的位置坐标为 （3）在时间内粒子P沿逆时针方向做匀速圆周运动，往复运动轨迹如上图所示， 由图可知，带电粒子在运动中距原点O的最远距离L即O、d间的距离 15. 间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示。倾角为的导轨处于大小为方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场区间Ⅰ中，磁场下边界距离水平面。水平导轨上的无磁场区间静止放置“联动双杆”（金属杆cd和ef长度为l，它们之间用长度为d的刚性绝缘杆连接构成），在“联动双杆”右侧存在大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度为。质量为m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后离开磁场区间Ⅰ。杆ab进入水平导轨无能量损失，杆ab与“联动双杆”发生弹性碰撞，碰后“联动双杆”的速度为4m/s，已知碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ过程中，杆ab和“联动双杆”不会同时处于磁场中，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知：，，杆ab、cd和ef电阻均为，，，，，，。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： （1）杆ab刚进入水平导轨时的速度v1； （2）“联动双杆”的质量； （3）碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ过程中整个回路产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）杆ab在倾斜导轨上做匀速直线运动时，由平衡条件可知 代入数据解得 杆ab在与“联动双杆”碰撞前，由动能定理可得 代入数据解得 （2）杆ab与“联动双杆”发生弹性碰撞，可知杆ab与“联动双杆”组成的系统动量守恒和机械能守恒，设“联动双杆”的质量为，则有 代入数据联立解得 （3）碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ，有三个过程，由动量定理和能量守恒定律，第一过程中，则有 代入数据解得 产生的焦耳热 在磁场中第二个过程，则有 代入数据解得 产生的焦耳热 第三个过程出磁场，则有 代入数据解得 产生的焦耳热 则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度高二年级第二学期期中测试 物理C 本试卷共8页，满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示为双缝干涉实验装置，当用波长的光照射单缝S时，在屏上观察到相邻亮条纹中心的距离为，增大双缝和光屏之间的距离，依旧用此光照射单缝S，若使相邻亮条纹中心的距离仍为，可采取下列哪种措施（　　） A. 增大单缝和光屏之间的距离 B. 增大单缝和双缝之间的距离 C. 减小单缝和双缝之间的距离 D. 增大双缝和之间的距离 2. 图甲是回旋加速器，图乙是磁流体发电机，图丙是速度选择器，图丁是霍尔元件。下列说法正确的是（　　） A. 图甲要增大粒子的最大动能，可增大磁感应强度B和金属盒半径R B. 图乙可判断出A极板电势比B极板电势高 C. 图丙可以判断出带电粒子的电性，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁中若载流子带负电，稳定时C板电势高 3. 飞力士棒是一种健身、康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，使用时，用手驱动使其振动，其振幅A与驱动力频率f之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 用力越大，该棒振动的越快 B. 增大手驱动的频率，该棒的振幅一定变大 C. 若该棒做自由振动，它的频率为 D. 减小手驱动的频率，该棒的振幅一定变大 4. 为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。为了保证表演成功（在水面上看不到大头针），大头针末端离水面的距离h不能超过，则水的折射率为（　　） A. B. C. D. 5. 图甲为一列简谐横波在时的波形图，图乙为介质中平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为2m/s B. 该波的传播方向为x轴负方向 C. 当时，平衡位置在处的质点恰好经平衡位置向＋y方向运动 D. 从到的时间内，平衡位置在处的质点通过的路程为8cm 6. 在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。电阻R的阻值为，电表均为理想电表。下列判断正确的是（　　） A. 电压表的示数为17.4V B. 电流表的示数为0.2A C. 若将电阻R替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为174V D. 电阻R在一个周期内产生的热量为6.96J 7. 图甲所示为磁电式电流表的结构示意图，图乙所示为极靴和铁芯间的磁场均匀辐向分布示意图。边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则（　　） A. 在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场 B. 该线圈的磁通量为 C. 线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，其螺旋弹簧带动线圈转动 D. 在线圈转动的范围内，线圈所受安培力大小与电流大小有关，而与所处位置无关 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。 8. 质量为M、长度为d的木块放在光滑的水平面上，在木块右边有一个销钉把木块挡住，使木块不能向右滑动。质量为m的子弹以水平速度射入木块，刚好能将木块射穿。现在拔去销钉，使木块能在水平面上自由滑动，而子弹仍以水平速度射入静止的木块。设子弹在木块中受到的阻力大小恒定，则（　　） A. 拔去销钉，木块和子弹组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B. 子弹在木块中受到的阻力大为 C. 拔去销钉，整个过程中，木块对子弹的冲量大小为 D. 拔去销钉，系统产生的焦耳热为 9. 北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为250V，通过理想变压器向远处输电，如图所示，所用输电线的总电阻为，升压变压器T1原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（　　） A. 若该发电系统输送功率为，则输电线的总电阻两端的电压为400V B. 若该发电系统输送功率为，用户获得220V电压，则降压变压器T2原、副线圈的匝数比为 C. 若用户消耗功率减少，输电线的总电阻两端的电压变大 D. 若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压减小 10. 我国神舟十七号载人飞船已于2023年10月26日成功发射，中国空间站迎来新一批宇航员。如图（a）是一种防止宇宙射线危害宇航员的装置，在航天器内建立半径分别为R和的同心圆柱，圆柱之间加上沿轴线方向的磁场，其横截面如图（b）所示。宇宙射线中含有大量的质子，若质子沿各个方向运动的速率均为，质子的电荷量为e、质量为m（　　） A. 若设置磁感应强度大小，入射到磁场的质子均无法进入防护区 B. 若设置磁感应强度大小，入射到磁场的质子在磁场中的运动时间最长为 C. 假如入射质子的速度与磁场方向垂直，要使沿各个方向入射的质子都无法进入防护区，则磁感应强度至少为 D. 若一组平行射线以沿着与磁场垂直方向入射，当时入射到磁场的粒子恰好有一半可以到达防护区 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 在“探究变压器电压与线圈匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。 （1）下列器材中，实验需要的器材是（　　） A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 220V交流电源 D. 条形磁体 E. 可拆变压器和导线 F. 直流电压表 G. 多用电表 （2）关于实验操作，下列说法正确的是（　　） A. 为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V B. 实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路 C. 使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量 （3）用匝数和的变压器，实验测量数据如下表， 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 根据测量数据可判断连接电源的线圈是______（选填“”或“”）。 12. 用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示： （1）组装单摆时，应在下列器材中选用________（选填选项前的字母）。 A．长度为1m左右的细线 B．长度为10cm左右的橡皮绳 C．直径为1.5cm左右的塑料球 D．直径为1.5cm左右的铁球 （2）选择好器材，将符合实验要求的单摆挂在铁架台上，应采用图________（选填“乙”或“丙”）所示的固定方式。 （3）下列测量单摆振动周期的方法正确的是________。 A．把摆球从平衡位置拉开到某一位置，然后由静止释放摆球，在释放摆球的同时启动停表开始计时，当摆球再次回到原来位置时，按停停表停止计时 B．以单摆在最大位移处为计时基准位置，用停表测出摆球第n次回到基准位置的时间t，则T＝ C．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每经过最低位置，记数一次，用停表记录摆球n次经过最低位置的时间t，则T＝ D．以摆球在最低位置处为计时基准位置，摆球每从同一方向经过摆球的最低位置记数一次，用停表记录摆球从同一方向n次经过摆球的最低位置时的时间t，则T＝ （4）改变摆长，利用测出的多组周期T、摆长L数据，作出T2－L图像，可以更准确地求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2－L图线如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，出现图线a的原因可能是摆长L的测量值______（填“偏大”或“偏小”），出现图线c的原因可能是周期T的测量值______（填“偏大”或“偏小”）。 四、计算题：本题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题16分，共38分。解题过程中要求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能得分。 13. 某同学在学习了磁场对电流的作用后产生想法，设计了一个简易的“电磁秤”。如图（a）所示两平行金属导轨CD、EF间距为，与电动势为内阻不计的电源、电流表（量程0~3A）、开关S、滑动变阻器R（阻值范围为）相连，质量为、电阻为的金属棒MN垂直于导轨放置构成闭合回路，回路平面与水平面成角，垂直接在金属棒中点的轻绳与导轨平面平行，跨过定滑轮后另一端接有秤盘，空间施加垂直于导轨平面向上的匀强磁场，在秤盘中放入待测物体，闭合开关S，调节滑动变阻器，当金属棒平衡时，通过读取电流表的读数就可以知道待测物体的质量m。m与I的图像如图（b）所示，其余电阻、摩擦以及轻绳质量均不计，重力加速度g取，求： （1）求秤盘的质量； （2）匀强磁场磁感应强度B； （3）求此“电磁秤”的称量物体的最大质量及此时滑动电阻器接入电路的阻值。 14. 如图（a）所示的xOy平面处于变化的匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图像如图（b）所示，y轴正方向为E的正方向，垂直于纸面向里为B的正方向，时刻，带负电的粒子P（重力不计）由原点O以速度沿y轴正方向射出，它恰能沿一定轨道做周期性运动。、和为已知量，且，在时间内粒子P第一次离x轴最远时的坐标为。求： （1）与之比； （2）时刻粒子的位置坐标； （3）带电粒子在运动中距离原点O的最远距离L。 15. 间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成，如图所示。倾角为的导轨处于大小为方向垂直导轨平面向上的有界匀强磁场区间Ⅰ中，磁场下边界距离水平面。水平导轨上的无磁场区间静止放置“联动双杆”（金属杆cd和ef长度为l，它们之间用长度为d的刚性绝缘杆连接构成），在“联动双杆”右侧存在大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ，其长度为。质量为m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放，达到匀速后离开磁场区间Ⅰ。杆ab进入水平导轨无能量损失，杆ab与“联动双杆”发生弹性碰撞，碰后“联动双杆”的速度为4m/s，已知碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ过程中，杆ab和“联动双杆”不会同时处于磁场中，运动过程中，杆ab、cd和ef与导轨始终接触良好，且保持与导轨垂直。已知：，，杆ab、cd和ef电阻均为，，，，，，。不计摩擦阻力和导轨电阻，忽略磁场边界效应。求： （1）杆ab刚进入水平导轨时的速度v1； （2）“联动双杆”的质量； （3）碰后在“联动双杆”通过磁场区间Ⅱ过程中整个回路产生的焦耳热Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $