精品解析：浙江省杭州市滨江区杭二滨江2024-2025学年高二上学期期末考物理试卷

杭州二中2024学年第一学期高二年级期末考 物理试卷 命题 校对 审核 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间 90分钟。 第Ⅰ卷（选择题共48分） 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 人们在生活中经常要用到耳机，如图是一款降噪耳机，它消声原理是利用（　　） A. 声波的衍射 B. 声波的反射 C. 声波的干涉 D. 声波的多普勒效应 合成后的声音 2. 如图所示的四个场景中，属于光的衍射现象的是（　　） A. 甲：泊松亮斑 B. 乙：彩色肥皂泡 C. 丙：彩虹 D. 丁：立体电影 3. 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 电路中的电流在减少 B. 电路中电流沿顺时针方向 C. 电容器极板上的电荷量在减少 D. 电路中磁场能正在向电场能转化 4. 图甲是常见的动圈式扬声器实物图，图乙是剖面结构图，图丙是磁铁和线圈部分的俯视图。按音频变化的电流通过线圈时，线圈会带动纸盆一起振动，发出声音。线圈匝数为n，所处位置磁感应强度为B，电流为I，线圈半径为R，则（　　） A. 该扬声器的工作原理是电磁感应现象 B. 此时线圈受到安培力2nπBIR C. 线圈上a、b两点位置磁感应强度相同 D. 图丙中线圈电流顺时针时，所受安培力垂直纸面向里 5. 我国某企业正在全力研发“浸没式”光刻机，原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示，若浸没液体的折射率为1.5，则加上液体后，该曝光光波（　　） A. 在浸没液体中传播时频率变大 B. 在浸没液体中的传播速度变为原来的1.5倍 C. 在浸没液体中的曝光波长变为原来的 D. 传播相等的距离，在浸没液体中所需的时间变为原来的 6. 位于坐标原点处的波源，从s时刻，从平衡位置开始向上振动，周期为0.8s，形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿x轴正方向传播。则s时的波形图为（　　） A. B. C. D. 7. 半径为R的半圆柱形透明材料的横截面如图所示，某实验小组将该透明材料的A处磨去少许，使一激光束从A处射入时能够沿AC方向传播。已知AC与直径AB的夹角为30°，激光束到达材料内表面的C点后同时发生反射和折射现象。已知该材料的折射率为，则在C点的反射光束与折射光束的夹角为（　　） A. 60° B. 75° C. 90° D. 105° 8. 如图所示是一单摆做阻尼振动的图像，则此单摆的摆球在图中P与N时刻的（ ） A. 速度 B. 加速度 C. 绳的拉力 D. 重力势能 9. 如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的边以角速度匀速转动，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同，则（　　） A. 若增大线圈角速度，则比亮 B. 若增大电容器两极板间距，则变亮 C. 若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 10. 如图所示，电荷量相等的两种离子氖20和氖22从容器下方的狭缝飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝、垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上。不考虑离子间的相互作用，则（　　） A. 静电力对每个氖20和氖22做的功相等 B. 氖22进入磁场时的速度较大 C. 氖22在磁场中运动的半径较小 D. 若加速电压发生波动，两种离子打在照相底片上的位置不可能重叠 11. 如图甲所示，杭州亚运村启用一款公共座椅，该座椅安装了嵌入式无线充电器，其无线充电功能支持多种充电协议。充电器下方铭牌如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为21V B. 交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的峰值为240V C. 某电池容量为5000mAh，使用5V-3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要1.7h D. 某电池容量为5000mAh，使用5V-3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为60000J 12. 如图所示，在理想虚线边界内有范围足够大的匀强磁场，段水平，段竖直，且。在纸面内大量质子从a点垂直于以不同速率射入磁场，不计质子间的相互作用和重力，则从边界垂直射出的质子与在磁场中运动时间最长的质子的速率之比为（　　） A. B. C. D. 13. 如图所示，某种介质水平面上有A、B、C、D四个点，A、B、C三点共线且CD垂直于AC，CD = 5 m，AC = 12 m，B为AC中点。在A、C两点装有可上下振动的振动发生器，振动发生器振动可在介质面上激起机械波。t = 0时刻，A、C点的两个振动发生器开始振动，其振动方程均为，观察发现D比B早振动了0.5 s，忽略波传播过程中振幅的变化，下列说法正确的是（　　） A. 两振动发生器激起的机械波的波长为4 m B. 在t = 8 s时，D处的位移为 C. 在0 ~ 8 s时间内质点D运动的路程为 D. 两波叠加后B处为振动减弱区，D处为振动加强区 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A. 地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行 B. 地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近 C. 若地磁场是由地球自转引起，可以判断出地球是带负电的 D. 地磁场的磁感线是不闭合的 15. 如图为掠入射法测某液体折射率的原理图。折射率为的少量待测液体处于折射率为的直角棱镜斜面上，发散光源的光线1、2、3从点射入直角棱镜，并经过两次折射后从棱镜的侧面射出。对于入射角接近直角（掠面入射）的光线3，以折射角射入棱镜，然后从棱镜面以折射角射向空气。若光线由一种介质（折射率为进入另一种介质（折射率为发生折射时，其入射角与折射角的关系为。空气的折射率为1，下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 16. 如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A. 电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B. 电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C. 电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D. 刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 第Ⅱ卷（非选择题共52分） 17. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是（　　） A. 演绎法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想实验法 （3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 干电池 B. 学生电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （4）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？实验发现数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 原、副线圈的电压不同步 C. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 18. 某学习小组测量一段粗细均匀金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图所示，其直径d= ___________mm。 （2）用多用电表测出金属丝的电阻约20Ω，为进一步准确测量该金属丝的电阻Rx，实验室提供如下器材： 电池组E（电动势为4.5V，内阻不计）； 定值电阻R0（阻值为10Ω）； 电压表V（量程为5V，内阻未知）； 电流表A（量程20mA， 内阻为90Ω）； 滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流2A）； 开关S、导线若干。 请利用以上器材，在虚线框中补全实验电路图（需标出相应器材的符号）_________ 19. 某实验小组用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度，进行了如下操作： ①测出悬点O到水平地面的距离； ②打开光源，测出小球静止时在竖直墙面上的投影中心到地面的高度； ③将细线从竖直方向拉开较小角度后释放，打开手机的连拍功能，将连拍间隔设为0.1s，记录小球在不同时刻投影中心的位置并测出其离地面的高度h； ④将测出的高度和对应的时刻输入计算机，得到小球球心的离地高度h随时间t变化的图像如图乙所示。 请回答下列问题： （1）单摆的摆长l=___________cm； （2）单摆的周期T=___________s； （3）当地的重力加速度大小g=___________（取，结果保留3位有效数字）。 20. 如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。 （1）求线框中感应电动势的频率； （2）求线框中感应电动势的瞬时值表达式； （3）若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 21. 如图所示，光滑的水平平台MN左侧有一半径为r1.8m的光滑圆弧形滑块C固定在地面上，紧靠在水平平台MN右端的长木板上表面NQ水平并与平台等高，底面处在光滑水平面上，长木板的质量M6kg，长木板的右端为半径R0.1m的光滑圆弧，长木板的左端有一滑块B，其质量为mB3kg，与NQ间的动摩擦因数μ0.2。一质量mA 1kg的物块A从滑块C圆弧的最高点由静止滑下，物块A沿平台向右运动与滑块B发生弹性碰撞，A碰撞后被立刻取走。已知A和B都可看作质点，重力加速度g取10m/s2，求： （1）A从C上滑下后的速度大小； （2）A和B碰撞后的瞬间，B的速度大小； （3）为使滑块B不能从长木板右端圆弧离开木板，NQ的最小长度L； 22. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。 （1）求M刚进入磁场abcd时受到的安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未发生碰撞且N出磁场时的速度为，求： ①N在磁场内运动过程中通过金属杆N的电荷量q； ②初始时刻N到ab的最小距离x； 23. 如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在一垂直于纸面向外的圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度，第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求： （1）电场强度 E0的大小； （2）第一象限中圆形匀强磁场区域的最小面积S； （3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭州二中2024学年第一学期高二年级期末考 物理试卷 命题 校对 审核 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间 90分钟。 第Ⅰ卷（选择题共48分） 一、选择题Ⅰ（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 人们在生活中经常要用到耳机，如图是一款降噪耳机，它的消声原理是利用（　　） A. 声波的衍射 B. 声波的反射 C. 声波的干涉 D. 声波的多普勒效应 【答案】C 【解析】 【详解】由图发现两个相干波发生干涉是降噪耳机的消声原理。 故选C。 合成后声音 2. 如图所示的四个场景中，属于光的衍射现象的是（　　） A. 甲：泊松亮斑 B. 乙：彩色的肥皂泡 C. 丙：彩虹 D. 丁：立体电影 【答案】A 【解析】 【详解】A．泊松亮斑是光的衍射现象，故A正确； B．彩色的肥皂泡是光的干涉现象，故B错误； C．彩虹是光的折射现象，故C错误； D．立体电影是利用了光的偏振，故D错误。 故选A。 3. 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A. 电路中的电流在减少 B. 电路中电流沿顺时针方向 C. 电容器极板上的电荷量在减少 D. 电路中磁场能正在向电场能转化 【答案】C 【解析】 【详解】根据安培定则，可知回路中电流为逆时针方向，电容器上级板带正电，下极板带负电，故电容器正在放电，电荷量逐渐减小，电流增大，电场能正在向磁场能转化。 故选C。 4. 图甲是常见的动圈式扬声器实物图，图乙是剖面结构图，图丙是磁铁和线圈部分的俯视图。按音频变化的电流通过线圈时，线圈会带动纸盆一起振动，发出声音。线圈匝数为n，所处位置磁感应强度为B，电流为I，线圈半径为R，则（　　） A. 该扬声器的工作原理是电磁感应现象 B. 此时线圈受到安培力2nπBIR C. 线圈上a、b两点位置磁感应强度相同 D. 图丙中线圈电流顺时针时，所受安培力垂直纸面向里 【答案】B 【解析】 【详解】A．该扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中在安培力的作用下发生振动，线圈会带动纸盆一起振动，发出声音，A错误； B．把线圈看成由一小段一小段的直导线连接而成，线圈中通有电流时，各段安培力方向相同，叠加在一起即为所受的总安培力，因此安培力大小为 B正确； C．线圈上各点位置处磁感应强度大小相等、方向不同，C错误； D．图丙线圈电流沿顺时针时，根据左手定则，线圈受垂直纸面向外的安培力，D错误。 故选B。 5. 我国某企业正在全力研发“浸没式”光刻机，原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示，若浸没液体的折射率为1.5，则加上液体后，该曝光光波（　　） A. 在浸没液体中的传播时频率变大 B. 在浸没液体中的传播速度变为原来的1.5倍 C. 在浸没液体中的曝光波长变为原来的 D. 传播相等的距离，在浸没液体中所需的时间变为原来的 【答案】C 【解析】 【详解】A．频率由光源决定，光由空气进入该液体中传播时，光波频率不变，故A错误； B．光在液体中的传播速度为 故B错误； C．加上液体时光刻胶的曝光波长为 故C正确； D．光在液体中的传播速度为原来的，而传播距离不变，所以在液体中所需的时间变为原来的，故D错误。 故选C。 6. 位于坐标原点处的波源，从s时刻，从平衡位置开始向上振动，周期为0.8s，形成的一列简谐横波以0.5m/s的速率沿x轴正方向传播。则s时的波形图为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可得波长m 则s时，即经过一个周期后，刚好传播一个波长的距离，坐标原点处的波源从回到平衡位置向上振动，由于沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，s时的波形图为B选项中的波形图。 故选B。 7. 半径为R的半圆柱形透明材料的横截面如图所示，某实验小组将该透明材料的A处磨去少许，使一激光束从A处射入时能够沿AC方向传播。已知AC与直径AB的夹角为30°，激光束到达材料内表面的C点后同时发生反射和折射现象。已知该材料的折射率为，则在C点的反射光束与折射光束的夹角为（　　） A. 60° B. 75° C. 90° D. 105° 【答案】D 【解析】 【详解】光路图如图所示 根据几何关系可知，光束在C点的入射角、反射角均为 根据折射定律有 解得 则在C点的反射光束与折射光束的夹角为 故选D。 8. 如图所示是一单摆做阻尼振动的图像，则此单摆的摆球在图中P与N时刻的（ ） A. 速度 B. 加速度 C. 绳的拉力 D. 重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】AD．单摆做阻力振动，则单摆的机械能越来越小，单摆的振幅越来越小。由图知，摆球在P与N时刻与最低点的距离相等，则重力势能相等，所以可知动能 所以 故A错误，D正确。 B．由于摆球在P与N时刻偏离竖直方向的角度相等，则其沿运动轨迹切线方向的加速度大小均为 设摆长为，摆球沿摆线方向的加速度大小为 由于，可知 根据摆球在P与N时刻的加速度大小 可得 故B错误； C．摆球在P和N时刻，沿摆线方向根据牛顿第二定律，有 由前面分析知，则P与N时刻绳子的拉力 故C错误。 故选D。 9. 如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的边以角速度匀速转动，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同，则（　　） A. 若增大线圈角速度，则比亮 B. 若增大电容器两极板间距，则变亮 C. 若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】A 【解析】 【详解】A．若增大线圈转动角速度，根据 知交流电的频率增大，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流将比的大，所以灯泡将比更亮，故A正确； B．若增大电容器C两极板间的距离，根据知，电容器的电容减小，容抗增大，使得通过灯泡的电流减小，所以灯泡L1变暗，故B错误； C．若抽掉电感线圈内部的铁芯，感抗减小，使得通过灯泡的电流增大，所以灯泡L2变亮，故C错误； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选A。 10. 如图所示，电荷量相等两种离子氖20和氖22从容器下方的狭缝飘入（初速度为零）电场区，经电场加速后通过狭缝、垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上。不考虑离子间的相互作用，则（　　） A. 静电力对每个氖20和氖22做的功相等 B. 氖22进入磁场时的速度较大 C. 氖22在磁场中运动的半径较小 D. 若加速电压发生波动，两种离子打在照相底片上的位置不可能重叠 【答案】A 【解析】 【详解】A．静电力对粒子做的功为 则静电力对每个氖20和氖22做的功相等，A正确； B．根据 得 所以氖22（质量较大）进入磁场时的速度较小，B错误； C．根据 得 因为氖22质量较大，所以氖22在磁场中运动的半径较大，C错误； D．加速电压发生波动，根据 两种离子打在照相底片上的位置可能重叠（不同时刻），D错误。 故选A。 11. 如图甲所示，杭州亚运村启用一款公共座椅，该座椅安装了嵌入式无线充电器，其无线充电功能支持多种充电协议。充电器下方铭牌如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为21V B. 交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的峰值为240V C. 某电池容量为5000mAh，使用5V-3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要1.7h D. 某电池容量为5000mAh，使用5V-3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为60000J 【答案】C 【解析】 【详解】A．由P=UI 可知该充电器以最大输出功率输出时，输出电压为20V 故A错误； B．交流供电电路中电压偶有波动，该充电器允许输入电压的有效值为240V，峰值为 故B错误； C．某电池容量为5000mAh，使用5V-3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，大约需要 故C正确； D．某电池容量为5000mAh，使用5V-3A协议充电，电池由完全耗尽到充满，无线充电器输出的电能为 故D错误。 故选C。 12. 如图所示，在理想的虚线边界内有范围足够大的匀强磁场，段水平，段竖直，且。在纸面内大量质子从a点垂直于以不同速率射入磁场，不计质子间的相互作用和重力，则从边界垂直射出的质子与在磁场中运动时间最长的质子的速率之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】画出质了的运动轨迹，如图所示，设长度为，则，从边界垂直射出的质子，运动轨迹如图中1所示，圆心为，由几何关系可知 当质子过c点时，质子运动轨迹对应的圆心角最大，在磁场中的运动时间最长，运动轨迹如图中2所示，圆心为，设半径为，则有 可得 由 可得 所以从边界垂直射出质子与在磁场中运动时间最长的质子的速率之比为 故选B。 13. 如图所示，某种介质水平面上有A、B、C、D四个点，A、B、C三点共线且CD垂直于AC，CD = 5 m，AC = 12 m，B为AC中点。在A、C两点装有可上下振动的振动发生器，振动发生器振动可在介质面上激起机械波。t = 0时刻，A、C点的两个振动发生器开始振动，其振动方程均为，观察发现D比B早振动了0.5 s，忽略波传播过程中振幅的变化，下列说法正确的是（　　） A. 两振动发生器激起的机械波的波长为4 m B. 在t = 8 s时，D处的位移为 C. 在0 ~ 8 s时间内质点D运动的路程为 D. 两波叠加后B处为振动减弱区，D处为振动加强区 【答案】B 【解析】 【详解】A．由振动方程可知 根据几何关系可知，D比B距离波源C近1 m，由于D比B早振动0.5 s，则有 根据 结合上述解得 故A错误； B．C点波源传到D点需要时间 A点波源传到D点需要 所以当t = 8 s时，D点在C波的影响下振动了 在A波的影响下振动了 将上述时间分别代入振动方程，将两个位移相加解出此时D点位移为 故B正确； C．结合上述可知，在0 ~ 8 s时间内，质点D在A波的影响下振动时间与周期的关系为 质点D在C波的影响振动的时间与周期的关系为 由于 两波同时到达D点后，D为振动加强点，结合上述可知，8 s时D点位移为 则在0 ~ 8 s时间内质点D运动的总路程为 故C错误； D．B点到两波源距离相同，两列波叠加后为振动加强区，D点到两波源距离相差8 m，等于波长，故两列波叠加后也为振动加强区，故D错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题3分，共9分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了：“方家（术士）以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示。结合上述材料，下列说法正确的是（　　） A. 地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行 B. 地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近 C. 若地磁场是由地球自转引起，可以判断出地球是带负电的 D. 地磁场的磁感线是不闭合的 【答案】BC 【解析】 【详解】A．只有在地球赤道上方位置的地磁场方向才与地面平行，故A错误； B．地理南、北极与地磁场的南、北极并不重合，地磁南极在地理北极附近，故B正确； C．地球自转方向自西向东，地球的南极是地磁场的北极，由安培定则判断可知地球是带负电的，故C正确； D．地磁场的磁感线是闭合的，在地球外部从N极到S极，内部从S极到N极，故D错误。 故选BC。 15. 如图为掠入射法测某液体折射率的原理图。折射率为的少量待测液体处于折射率为的直角棱镜斜面上，发散光源的光线1、2、3从点射入直角棱镜，并经过两次折射后从棱镜的侧面射出。对于入射角接近直角（掠面入射）的光线3，以折射角射入棱镜，然后从棱镜面以折射角射向空气。若光线由一种介质（折射率为进入另一种介质（折射率为发生折射时，其入射角与折射角的关系为。空气的折射率为1，下列关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．从待测液体进入直角棱镜，满足 即 A项正确，B项错误； CD．从直角棱镜向空气射出，满足 C项正确，D项错误。 故选AC。 16. 如图所示分别是目前被广泛采用的两种电机的简化原理示意图，它们的相同点是利用作为定子的三组电磁铁交替产生磁场，实现电磁铁激发的磁场在平面内沿顺时针方向转动的效果，以驱动转子运动；不同点是甲电机的转子是一个永磁铁，乙电机的转子是绕有闭合线圈的软铁。通过电磁驱动使转子转动，可以为电动汽车提供动力。 甲假定两种电机的每组电磁铁中电流的变化周期和有效值均相同，下列说法正确的是（　　） A. 电机稳定工作时，乙电机转子的转速与电磁铁激发磁场的转速相同 B. 电机稳定工作时，乙转子的转动方向也为顺时针 C. 电机稳定工作时，乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，其所受安培力就越大 D. 刹车（停止供电）时，转子由于仍在旋转，甲电机可以通过反向发电从而回收动能而乙电机不可以 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．乙电机中，转子的转动是因为穿过转子上线圈的磁通量发生变化从而产生感应电流，通电线圈受到了安培力的作用，相当于电磁驱动，所以乙转子的转动方向也为顺时针，安培力阻碍定子和转子间的相对运动，但不能阻止，故转子比定子转得慢一些，A错误，B正确； C．乙电机转子的转速越接近电磁铁激发磁场的转速，磁通量变化越慢，感应电流越小，所受安培力越小，C错误； D．刹车（停止供电）时，甲电机转子由于惯性旋转，使得通过定子上线圈的磁通量发生变化，产生感应电流，反向发电从而回收动能，而乙电动机闭合线圈不产生磁场，所以无法反向发电，不能回收动能，D正确。 故选BD。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共52分） 17. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 （1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A. 整块硅钢铁芯 B. 整块不锈钢铁芯 C. 绝缘的铜片叠成 D. 绝缘的硅钢片叠成 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是（　　） A. 演绎法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想实验法 （3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A. 干电池 B. 学生电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （4）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？实验发现数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 原、副线圈的电压不同步 C. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 【答案】（1）D （2）C （3）BD （4）AC 【解析】 【小问1详解】 观察变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选D。 【小问2详解】 为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选C。 【小问3详解】 变压器正常工作需要交流电，因此本实验中需要用交流电源和交流电压表（多用电表），不需要干电池和直流电压表。 故选BD。 【小问4详解】 A．变压器线圈中有电流通过时会发热，线圈有电阻，在线圈上会产生电压降，从而使输出电压减小，故A正确； B．原、副线圈的电压是否同步，对输出电压无影响，故B错误； C．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失，即有漏磁现象，由能量守恒定律可知，输出电压会减小，故C正确。 故选AC。 18. 某学习小组测量一段粗细均匀金属丝的电阻率。 （1）用螺旋测微器测金属丝直径，示数如图所示，其直径d= ___________mm。 （2）用多用电表测出金属丝的电阻约20Ω，为进一步准确测量该金属丝的电阻Rx，实验室提供如下器材： 电池组E（电动势为4.5V，内阻不计）； 定值电阻R0（阻值为10Ω）； 电压表V（量程为5V，内阻未知）； 电流表A（量程为20mA， 内阻为90Ω）； 滑动变阻器R（阻值范围为0~20Ω，额定电流2A）； 开关S、导线若干。 请利用以上器材，在虚线框中补全实验电路图（需标出相应器材的符号）_________ 【答案】（1）1.994####1.996 （2） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器读数为 【小问2详解】 电流表内阻已知，且电流表量程太小，可以将电流表和定值电阻改装为一个大量程电流表，此时电流表两端的电压可以计算，可以将电流表内接，准确得出流过电阻Rx电流的准确值、以及电阻Rx两端电压的准确值，补全实验电路图，如图所示 19. 某实验小组用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度，进行了如下操作： ①测出悬点O到水平地面的距离； ②打开光源，测出小球静止时在竖直墙面上的投影中心到地面的高度； ③将细线从竖直方向拉开较小角度后释放，打开手机的连拍功能，将连拍间隔设为0.1s，记录小球在不同时刻投影中心的位置并测出其离地面的高度h； ④将测出的高度和对应的时刻输入计算机，得到小球球心的离地高度h随时间t变化的图像如图乙所示。 请回答下列问题： （1）单摆的摆长l=___________cm； （2）单摆的周期T=___________s； （3）当地的重力加速度大小g=___________（取，结果保留3位有效数字）。 【答案】（1）## （2）## （3） 【解析】 【小问1详解】 单摆的摆长为 【小问2详解】 由图乙可知，单摆的周期为 【小问3详解】 由单摆的周期公式，得 20. 如图所示，一小型交流发电机中，线圈ABCD（电阻不能忽略）以角速度ω=50πrad/s绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，发电机感应电动势的最大值。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻相接，电表均为理想交流电表，电压表示数为U =160V，电流表示数为I =6A，从线框转至中性面位置开始计时。 （1）求线框中感应电动势的频率； （2）求线框中感应电动势的瞬时值表达式； （3）若原、副线圈匝数比为4：1，求电阻R的阻值及消耗的电功率P。 【答案】（1） （2） （3）； 【解析】 【小问1详解】 线框中感应电动势的频率为 【小问2详解】 从线框转至中性面位置开始计时，故瞬时值表达式为 【小问3详解】 根据理想变压器输入功率等于输出功率，可知电阻R上消耗的电功率为 根据理想变压器电压比等于匝数比，可得 可得副线圈两端电压为U2=40V 根据 可得电阻R的阻值为 21. 如图所示，光滑水平平台MN左侧有一半径为r1.8m的光滑圆弧形滑块C固定在地面上，紧靠在水平平台MN右端的长木板上表面NQ水平并与平台等高，底面处在光滑水平面上，长木板的质量M6kg，长木板的右端为半径R0.1m的光滑圆弧，长木板的左端有一滑块B，其质量为mB3kg，与NQ间的动摩擦因数μ0.2。一质量mA 1kg的物块A从滑块C圆弧的最高点由静止滑下，物块A沿平台向右运动与滑块B发生弹性碰撞，A碰撞后被立刻取走。已知A和B都可看作质点，重力加速度g取10m/s2，求： （1）A从C上滑下后的速度大小； （2）A和B碰撞后瞬间，B的速度大小； （3）为使滑块B不能从长木板右端圆弧离开木板，NQ的最小长度L； 【答案】（1）6m/s （2）3m/s （3）1m 【解析】 【小问1详解】 A从C上滑下过程，根据动能定理 解得A从C上滑下后的速度 【小问2详解】 A和B碰撞后的瞬间，根据动量守恒和能量守恒， 解得B的速度大小 【小问3详解】 设滑块B刚好不能从长木板右端圆弧离开木板，则根据系统水平方向动量守恒即能量守恒， 解得， 故NQ的最小长度为 22. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。abcd区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度v0向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。 （1）求M刚进入磁场abcd时受到的安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未发生碰撞且N出磁场时的速度为，求： ①N在磁场内运动过程中通过金属杆N的电荷量q； ②初始时刻N到ab的最小距离x； 【答案】（1），方向水平向左 （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 依题意，当M进磁场时所受的安培力为 又 所以 根据左手定则可知，M刚进入磁场时受到的安培力的方向水平向左； 【小问2详解】 ①从M进入磁场到N棒以离开磁场的过程，根据动量定理可得 又 所以 ②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，有 又 整理可得 联立可得 若两杆在磁场内刚好相撞，初始时刻N到的最小距离为 23. 如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在一垂直于纸面向外的圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度，第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求： （1）电场强度 E0的大小； （2）第一象限中圆形匀强磁场区域的最小面积S； （3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。 【答案】（1） （2） （3）14L 【解析】 【小问1详解】 设粒子在第二象限运动的时间为，加速度为，由于粒子垂直电场方向进入电场则可知粒子在电场中做类平抛运动，由平抛运动的研究方法，水平方向有 竖直方向有 由牛顿第二定律有 联立解得 【小问2详解】 设粒子经过N点时的速度为，与轴的夹角为，则有， 解得， 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 解得 作出粒子的运动轨迹如图 磁场区域最小面积的半径满足 磁场区域最小面积为 解得 【小问3详解】 粒子到达x轴最远距离时，速度方向平行于x方向，只要能进入下一个电场，就有y方向的速度，由此可知粒子离x轴最远时一定处于第n个磁场中，此前粒子已经过n个电场，设此时粒子速度大小为，由动能定理有 粒子每经过一个电场加速后就进入下一个磁场，则通过第个磁场的过程中，设粒子进入第个磁场时速度方向与水平方向的夹角为，在水平方向上由动量定理有 所以从进入第四象限开始到最后一个磁场，累计有 而 联立解得 解得 可知粒子离轴最远的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $