精品解析：2025届上海市静安区高三下学期二模物理试题

2025年上海市静安区二模 物理试卷 考生注意： 1．试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．标注“计算”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8 m/s2 。 1. 物质性质 如图甲所示，导热性能良好的透明硬质塑料瓶灌入水后盖紧瓶盖，水面以下瓶身的横截面积均为S，已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g 。在瓶身下端开一小孔，如图乙所示，水开始从小孔流出。（设环境温度保持不变） （1）水流出的过程中，瓶内气体（　　） A 吸收热量，对外界做功 B. 吸收热量，外界对其做功 C. 放出热量，对外界做功 D. 放出热量，外界对其做功 （2）水流开始流动前，水面与小孔之间高度差为h。水流停止后，水面与小孔之间的高度差为，此时瓶中气体的压强为_______，开孔前瓶内封闭气体的体积为________。 （3）（多选）在水流动的过程中，以下一定能让水停止流出的是 A. 塑料瓶做自由落体运动 B. 塑料瓶做竖直上抛运动 C. 手托住塑料瓶竖直向上加速 D. 手托住塑料瓶竖直向下加速 （4）如图，用激光笔透过塑料瓶照亮小孔时，观察到光能沿着水流传播，则（　　） A. 激光在水中的速度大于在空气中的速度 B. 激光在水流中有全反射现象 C. 水流的形状发生变化时激光传播方向不变化 2. 电子与光子 核外电子跃迁可以放出光子，光可以使金属中的电子逸出，大自然很神奇。 （1）如图是氢原子的能级图。现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出_______种不同频率的光子；用从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子照射下表中几种金属，发生光电效应逸出的光电子的最大初动能为_________eV。 金属 铯 钙 锌 钨 逸出功W/eV 1.88 3.20 3.34 4.52 （2）电子枪发射的电子通过双缝实验装置打到屏上（　　） A. 只有发射的是电子束时，才能发生干涉现象 B. 只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉现象 C. 若电子是一个一个发射的，仍能发生干涉现象 （3）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb ，其衰变方程为Pb → Bi ＋X，方程中X的符号是_________；若Pb 、 Bi 、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，此衰变过程释放的能量为_________。 （4）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场。 ①能够从宽度为d的缝射出的粒子带_______电； ②（计算）求射出粒子的最小速度大小vmin _______； ③（论证）分析说明：若保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度大小vmax与最小速度大小vmin之差增大_______。 3. 安全行驶 “道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。 （1）一辆质量为m的汽车，初速度为v0，以恒定功率P在平直路面上行驶，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设汽车行驶过程中所受到的阻力保持不变。 ①汽车在时间t内作________运动。 ②汽车行驶过程中所受到的阻力大小为________，时间t内的行驶距离为 _________。 （2）一辆在平直路面行驶的汽车，所受阻力大小f与行驶的速率成正比，若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f的关系图像是（　　） A. B. C. D. （3）如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力 。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面倾角 θ 应该满足的条件是__________。 ②（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97，求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网________（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 4. 交流电与直流电 交流电和直流电缺一不可，两者都具有独特的存在意义。 （1）如果用直流电，在接通电源后以下不能工作的是（　　） A. 电灯 B. 电磁炉 C. 电暖器 D. 电吹风 （2）如图是产生交流电的示意图，两磁体间是近似为磁感应强度B=20T的匀强磁场，边长L=10cm的正方形单匝线圈以角速度ω=550rad/s绕中轴线匀速转动，P为可调副线圈，主线圈恒为n1=100匝，电阻R=100Ω。 ①将P向上移动，图中电压表的示数（ ） A.减小 B.增大 C.无影响 ②（计算）求P处于n2=50匝的档位，正方形单匝线圈平行于磁感线时，电流表的示数I的大小_______。 （3）电容器可以储存电能。用如图所示的电路给电容器进行充、放电，若通过图中电流表的电流方向向左，则电路中： ①电流表的示数（ ） A.增大 B. 减小 C.不变 ②电压表的示数（ ） A.增大 B. 减小 C.不变 5. 相互作用中的守恒量 物理学始终在寻求自然界万物的规律，包括在多变的世界里找出某些不变量。 （1）甲小组利用如图的实验装置验证“动量守恒定律”。小车A、B置于水平长直轨道上，给小车A一定的速度去碰撞静止的小车B，两小车的速度大小均可由自带的速度传感 器直接测得。某次实验时测得的数据如下表： A的质量kg B的质量kg 碰撞前A的速度大小（m·s-1） 碰撞后A的速度大小（m·s-1） 碰撞后B的速度大小（m·s-1） 0200 0.300 1.060 0.200 0.820 （1）由表中数据可知，碰撞后小车A、 B 所构成系统的总动量大小是_______kg·m/s。（结果保留3位有效数字） （2）在小车A前方固定一轻质弹簧，用一根细线将A、B两车相连，使A车的弹簧位于两车之间且处于压缩状态，已知弹簧此时的弹性势能为1.5J。若两车处于静止状态时烧断细线，空气阻力和轨道摩擦均可忽略不计。 ①（计算）求弹簧恢复原长时，小车B的速度大小vB为多大_______？ ②（作图）画出弹簧恢复原长过程中，小车B的动量大小P随时间t变化的示意图_______。（不需要标明具体数值） （2）乙小组利用如图的实验装置，研究质量分别为m1、m2的两小球A、B在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先将A从离桌面高为h的图示位置释放，记录其在水平地面的落点；再将B静置在轨道最右端，离地高H，仍让A从图示位置释放，记录两球落点。图中E、P、F是记录的落点，O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度不太容易，但可通过仅测量________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的水平射程LOE、LOP、LOF （2）实验对两小球质量m1、m2的大小关系的要求是（ ） A.m1 ＝ m2 B.m1 ＞m2 C.m1 ＜m2 D.都可以 （3）若两球相碰前后的动量守恒，则实验中的物理量满足表达式：_________（用题中的物理量表示）。 6. 磁铁下落发电 某同学利用图甲所示装置，研究磁铁下落过程中重力势能与电能的转化。螺线管固定在铁架台上，其线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接，线圈的内阻r =20Ω，滑动变阻器最大阻值为40Ω，初始时滑片位于变阻器正中间R=20Ω的位置。打开传感器，将质量m=0.01kg的小磁铁，S极朝下置于螺线管正上方，由静止起释放，穿过螺线管后落到海绵垫上并静止（磁铁在空中不发生转动且受到的阻力远小于磁铁重力），释放点到海绵垫高度差h=0.25m。计算机屏幕上显示出，电压传感器读数与电流传感器读数乘积的大小随时间变化的UI - t图像，如图乙所示。 （1）磁铁下落的整个过程中，螺线管线圈中磁通量大小的变化情况为（　　） A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小再增大 D. 先增大后减小再增大再减小 （2）磁铁下落的整个过程中，电流传感器中的电流流向为（　　） A. 一直从a流向b B. 一直从b流向a C. 先从a流向b再从b流向a D. 先从b流向a再从a流向b （3）（多选）关于图乙中纵坐标UI的前后两个峰值，以下说法正确的是（　　） A. 如果仅略减小h，两个峰值都会减小 B. 如果仅略减小h，两个峰值可能会相等 C. 如果仅移动滑片，增大滑动变阻器接入阻值，两个峰值都会减小 D. 如果仅移动滑片，增大滑动变阻器接入阻值，两个峰值都会增大 （4）磁铁下落的整个过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为________V。（结果保留3位有效数字） （5）（计算）估算磁铁下降h＝0.25m的过程中，重力势能转化为电能的效率 η 为多少？_______（结果保留3位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年上海市静安区二模 物理试卷 考生注意： 1．试卷满分 100 分，考试时间 60 分钟。 2．本考试分设试卷和答题纸。作答必须写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。 3．标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 4．标注“计算”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 5．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取9.8 m/s2 。 1. 物质性质 如图甲所示，导热性能良好的透明硬质塑料瓶灌入水后盖紧瓶盖，水面以下瓶身的横截面积均为S，已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g 。在瓶身下端开一小孔，如图乙所示，水开始从小孔流出。（设环境温度保持不变） （1）水流出的过程中，瓶内气体（　　） A. 吸收热量，对外界做功 B. 吸收热量，外界对其做功 C. 放出热量，对外界做功 D. 放出热量，外界对其做功 （2）水流开始流动前，水面与小孔之间的高度差为h。水流停止后，水面与小孔之间的高度差为，此时瓶中气体的压强为_______，开孔前瓶内封闭气体的体积为________。 （3）（多选）在水流动的过程中，以下一定能让水停止流出的是 A. 塑料瓶做自由落体运动 B. 塑料瓶做竖直上抛运动 C. 手托住塑料瓶竖直向上加速 D. 手托住塑料瓶竖直向下加速 （4）如图，用激光笔透过塑料瓶照亮小孔时，观察到光能沿着水流传播，则（　　） A. 激光在水中的速度大于在空气中的速度 B. 激光在水流中有全反射现象 C. 水流的形状发生变化时激光传播方向不变化 【答案】（1）A （2） ①. ②. （3）AB （4）B 【解析】 【小问1详解】 水流出的过程中，瓶内气体体积增大，对外做功，即 但由于环境温度不变，所以气体温度不变，内能不变，即 根据可知，，所以气体吸收热量。 故选A。 【小问2详解】 [1]水流停止后瓶内气体的压强设为，则水流停止后有 所以 [2]开孔前瓶内气体的压强为，设开孔前瓶内气体的体积为，由玻意耳定律得 解得 【小问3详解】 AB．塑料瓶做自由落体运动和竖直上抛运动时，水处于完全失重状态，小孔内外压强相等，水将停止流出，故AB正确； C．手托住塑料瓶竖直向上加速，水处于超重状态，小孔内外压强差增大，水将从小孔更快流出，故C错误； D．手托住塑料瓶竖直向下加速，水处于失重状态但并不是完全失重，水仍会从小孔流出但流出的速度变慢，故D错误。 故选AB。 【小问4详解】 A．根据，且水的折射率大于空气，可知激光在水中的速度小于在空气中的速度，故A错误； B．水没有从水流侧壁射出，说明激光在水流中发生了全反射，故B正确； C．水流的形状发生变化时，激光在水流中射向侧壁的入射角会发生变化，不论能否发生全反射，传播方向都会变化，故D错误。 故选B。 2. 电子与光子 核外电子跃迁可以放出光子，光可以使金属中的电子逸出，大自然很神奇。 （1）如图是氢原子的能级图。现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出_______种不同频率的光子；用从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子照射下表中几种金属，发生光电效应逸出的光电子的最大初动能为_________eV。 金属 铯 钙 锌 钨 逸出功W/eV 1.88 3.20 3.34 4.52 （2）电子枪发射的电子通过双缝实验装置打到屏上（　　） A. 只有发射的是电子束时，才能发生干涉现象 B. 只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉现象 C. 若电子是一个一个发射的，仍能发生干涉现象 （3）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb ，其衰变方程为Pb → Bi ＋X，方程中X的符号是_________；若Pb 、 Bi 、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，此衰变过程释放的能量为_________。 （4）利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，板上有两条宽度分别为2d和d的缝，两缝近端相距为L。一群质量为m、电荷量为q，具有不同速度的粒子从宽度为2d的缝垂直于板MN进入磁场。 ①能够从宽度为d缝射出的粒子带_______电； ②（计算）求射出粒子的最小速度大小vmin _______； ③（论证）分析说明：若保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度大小vmax与最小速度大小vmin之差增大_______。 【答案】（1） ①. 10 ②. 0.67 （2）C （3） ①. ②. （4） ① 负 ②. ③. 见解析 【解析】 【小问1详解】 [1]大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，根据 可知最多可辐射出10种不同频率的光子； [2]用从n＝4能级跃迁到n＝2能级释放的光子照射下表中几种金属，根据 可知照射铯可以发生光电效应，根据光电效应方程可得逸出的光电子的最大初动能为 【小问2详解】 物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，所以若电子是一个一个发射的，仍能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样。 故选C。 【小问3详解】 [1]根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知X为； [2]根据质能方程可知，此衰变过程释放的能量为 【小问4详解】 ①[1]根据左手定则可知，能够从宽度为d的缝射出的粒子带负电； ②[2]粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力得 可得 由几何关系可知射出粒子的最小半径为 则射出粒子的最小速度为 ③由几何关系可知射出粒子的最小半径为 则射出粒子的最小速度为 射出粒子的最大速度大小与最小速度大小之差为 可知若保持d和L不变，增大B，射出粒子的最大速度大小与最小速度大小之差增大。 3. 安全行驶 “道路千万条，安全第一条”，交通安全关系到每个家庭的幸福。 （1）一辆质量为m的汽车，初速度为v0，以恒定功率P在平直路面上行驶，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设汽车行驶过程中所受到的阻力保持不变。 ①汽车在时间t内作________运动。 ②汽车行驶过程中所受到的阻力大小为________，时间t内的行驶距离为 _________。 （2）一辆在平直路面行驶的汽车，所受阻力大小f与行驶的速率成正比，若汽车从静止出发，先做匀加速直线运动，达到额定功率后保持额定功率行驶，则在整个过程中，汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f的关系图像是（　　） A. B. C. D. （3）如图所示，避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵，关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力 。 ①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该车道路面的倾角 θ 应该满足的条件是__________。 ②（计算）若避险车道路面倾角为15°，取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97，求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________（结果保留2位有效数字） ③在避险车道的末端设置有防撞网，阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时，防撞网________（选填“应该”或“不应该”）超出其弹性限度。 【答案】（1） ①. 加速度减小的变加速 ②. ③. （2）A （3） ①. ②. 49m ③. 应该 【解析】 【小问1详解】 [1]对小车，由牛顿第二定律有 可知P不变，v增加，a减小，所以小车做的是加速度减小的变加速运动。 [2]小车最大速度 可知汽车行驶过程中所受到的阻力大小 [3]根据动能定理有 联立以上解得时间t内的行驶距离为    【小问2详解】 由于汽车先做匀加速直线运动，题意可知阻力（k为比例系数） 由牛顿第二定律有 整理得 可知牵引力F随f的增大而均匀增大，图像是一条倾斜的直线，功率达到最大值后，牵引力 联立以上解得 可知牵引力与阻力成反比，A选项符合题意。 故选A。 【小问3详解】 [1]为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，则货车在车道上沿车道向上的最大静摩擦力大于等于沿车道向下的重力的分力，即 解得 [2]设货车在避险车道减速至零，距离为s，受力分析如图 由动能定理可知 联立解得 [3]为了确保能够有效吸收车辆动能，防止车辆反弹，当车辆撞击防撞网时，防撞网应该超出其弹性限度。 4. 交流电与直流电 交流电和直流电缺一不可，两者都具有独特的存在意义。 （1）如果用直流电，在接通电源后以下不能工作的是（　　） A. 电灯 B. 电磁炉 C. 电暖器 D. 电吹风 （2）如图是产生交流电示意图，两磁体间是近似为磁感应强度B=20T的匀强磁场，边长L=10cm的正方形单匝线圈以角速度ω=550rad/s绕中轴线匀速转动，P为可调副线圈，主线圈恒为n1=100匝，电阻R=100Ω。 ①将P向上移动，图中电压表的示数（ ） A.减小 B.增大 C.无影响 ②（计算）求P处于n2=50匝的档位，正方形单匝线圈平行于磁感线时，电流表的示数I的大小_______。 （3）电容器可以储存电能。用如图所示的电路给电容器进行充、放电，若通过图中电流表的电流方向向左，则电路中： ①电流表的示数（ ） A.增大 B. 减小 C.不变 ②电压表的示数（ ） A.增大 B. 减小 C.不变 【答案】（1）B （2） ①. C ②. 0.55A （3） ①. B ②. B 【解析】 【小问1详解】 由于电磁炉是利用涡流的热效应原理工作，所以不能使用直流电，而电灯、电暖电吹风均可使用直流电。 故选B。 【小问2详解】 [1]由于线圈在磁场中匀速转动，输出电压恒定，所以电压表的示数恒定，不会随匝数变化。 故选C。 [2]根据题意可得 则副线圈两端电压为 所以电流表的示数为 【小问3详解】 [1]若通过图中电流表的电流方向向左，说明开关应与2相连，此时电容器处于放电状态，随着电容器所带电荷量减小，回路中电流不断减小，电流表示数减小。 故选B。 [2]由于电容器所带电荷量不断减小，根据电容的定义式可知，电容器两极板间电压减小，电压表示数减小。 故选B。 5. 相互作用中的守恒量 物理学始终在寻求自然界万物的规律，包括在多变的世界里找出某些不变量。 （1）甲小组利用如图的实验装置验证“动量守恒定律”。小车A、B置于水平长直轨道上，给小车A一定的速度去碰撞静止的小车B，两小车的速度大小均可由自带的速度传感 器直接测得。某次实验时测得的数据如下表： A的质量kg B的质量kg 碰撞前A的速度大小（m·s-1） 碰撞后A的速度大小（m·s-1） 碰撞后B的速度大小（m·s-1） 0.200 0.300 1.060 0.200 0.820 （1）由表中数据可知，碰撞后小车A、 B 所构成系统的总动量大小是_______kg·m/s。（结果保留3位有效数字） （2）在小车A前方固定一轻质弹簧，用一根细线将A、B两车相连，使A车的弹簧位于两车之间且处于压缩状态，已知弹簧此时的弹性势能为1.5J。若两车处于静止状态时烧断细线，空气阻力和轨道摩擦均可忽略不计。 ①（计算）求弹簧恢复原长时，小车B的速度大小vB为多大_______？ ②（作图）画出弹簧恢复原长过程中，小车B的动量大小P随时间t变化的示意图_______。（不需要标明具体数值） （2）乙小组利用如图的实验装置，研究质量分别为m1、m2的两小球A、B在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。先将A从离桌面高为h的图示位置释放，记录其在水平地面的落点；再将B静置在轨道最右端，离地高H，仍让A从图示位置释放，记录两球落点。图中E、P、F是记录的落点，O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。 （1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度不太容易，但可通过仅测量________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。 A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动水平射程LOE、LOP、LOF （2）实验对两小球质量m1、m2的大小关系的要求是（ ） A.m1 ＝ m2 B.m1 ＞m2 C.m1 ＜m2 D.都可以 （3）若两球相碰前后的动量守恒，则实验中的物理量满足表达式：_________（用题中的物理量表示）。 【答案】（1） ①. 0.206 ②. 2m/s ③. （2） ①. C ②. B ③. 【解析】 【小问1详解】 （1）[1]由于A的质量小于B的质量，碰撞后A反弹，以碰撞前A的速度方向为正方向， 碰撞后小车A、B所构成的系统总动量大小 （2）[1]剪断细线至弹簧恢复原长的过程中，对A、B及弹簧构成的系统：系统动量守恒，以A小球速度方向为正方向，得 根据能量守恒定律有 解得 [2]根据动量的公式p=mv可知p-t图像的斜率代表加速度与质量的乘积，弹簧恢复原长过程中，弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，弹簧恢复原长过程中，小车B的动量大小P随时间t变化的示意图 【小问2详解】 （1）[1]实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。测量平均落点的位置，找到平抛运动的水平位移，竖直高度以及小球释放时的高度均不需要测量；故AB错误，C正确。 故选C。 （2）[2]两球碰撞过程由动量守恒定律得 由机械能守恒定律得 解得， 实验中为了防止入射球反弹，故要求入射球的质量大于被碰球的质量，即 故选B。 （3）[3]动量守恒的表达式是 由于小球在空中飞行时间相等，则两边同乘以时间即为水平射程，故两球相碰前后的动量守恒，则 6. 磁铁下落发电 某同学利用图甲所示装置，研究磁铁下落过程中重力势能与电能的转化。螺线管固定在铁架台上，其线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接，线圈的内阻r =20Ω，滑动变阻器最大阻值为40Ω，初始时滑片位于变阻器正中间R=20Ω的位置。打开传感器，将质量m=0.01kg的小磁铁，S极朝下置于螺线管正上方，由静止起释放，穿过螺线管后落到海绵垫上并静止（磁铁在空中不发生转动且受到的阻力远小于磁铁重力），释放点到海绵垫高度差h=0.25m。计算机屏幕上显示出，电压传感器读数与电流传感器读数乘积的大小随时间变化的UI - t图像，如图乙所示。 （1）磁铁下落的整个过程中，螺线管线圈中磁通量大小的变化情况为（　　） A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小再增大 D. 先增大后减小再增大再减小 （2）磁铁下落的整个过程中，电流传感器中的电流流向为（　　） A. 一直从a流向b B. 一直从b流向a C. 先从a流向b再从b流向a D. 先从b流向a再从a流向b （3）（多选）关于图乙中纵坐标UI的前后两个峰值，以下说法正确的是（　　） A. 如果仅略减小h，两个峰值都会减小 B. 如果仅略减小h，两个峰值可能会相等 C. 如果仅移动滑片，增大滑动变阻器接入阻值，两个峰值都会减小 D. 如果仅移动滑片，增大滑动变阻器接入阻值，两个峰值都会增大 （4）磁铁下落的整个过程中，螺线管产生的感应电动势最大值约为________V。（结果保留3位有效数字） （5）（计算）估算磁铁下降h＝0.25m的过程中，重力势能转化为电能的效率 η 为多少？_______（结果保留3位有效数字） 【答案】（1）B （2）C （3）AC （4）0.710（0.693~0.721） （5）1.76%（1.60~1.92%） 【解析】 【小问1详解】 磁铁靠近线圈时，线圈中的磁场增大，磁通量增大；磁铁远离线圈时，线圈中磁场减小，磁通量减小。故线圈中的磁通量先增大后减小，故B正确，ACD错误。 故选B。 【小问2详解】 线圈中的磁通量先增大后减小，且磁场的方向始终向上，根据楞次定律可知，电流传感器中的电流流向为先从a流向b再从b流向a，故C正确，ABD错误。 故选C。 【小问3详解】 AB．当h减小时，磁铁进入线框速度减小，导致线框中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，且两个峰值不可能相等，故A正确，B错误； CD．电源输出功率 当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的初始位置的阻值与内阻相等，因此增大滑动变阻器阻值，两个峰值都会减小，故C正确，D错误。 故选AC。 【小问4详解】 由UI-t曲线可知线圈的最大输出功率为 线圈输出功率表达式为 根据闭合电路欧姆定律得 联立并将，代入，解得 【小问5详解】 磁铁下落过程中，减少的重力势能 由UI - t图像中图线与横坐标所围面积可知，外电路获得的电能为 整个电路获得的电能为 重力势能转化为电能的效率 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$