精品解析：河南省开封市五校2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

开封五校2024~2025学年下学期期中考试 高二物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：人教版选择性必修第二册80%，滚动之前内容20%。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 电磁波在现代通信中扮演着至关重要的角色，它们能够以光速传播。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 B. 电磁波能传播信息，但不能传播能量 C. 当电磁波的波源关闭后，已发出的电磁波立即消失 D. 电磁波能在空气中传播，也能在真空中传播 【答案】D 【解析】 【详解】A．麦克斯韦用预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，A错误； B．电磁波能传播能量和信息，B错误； C．当波源消失后只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，C错误； D．电磁波在空气、真空中都能传播，D正确。 故选D。 2. 如图所示为磁流体发电机，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场，是电流表，不考虑等离子体的重力。下列说法正确的是（　　） A. A板带正电 B. B板带负电 C. A、B板间电流方向从B到A D. 在磁感应强度和板间距不变时，A、B间稳定时的电压正比于带电粒子的速度 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则可知，等离子体中带正电的离子在磁场中将受到竖直向下的洛伦兹力从而向B板偏转，带负电的离子将向A板偏转，因此B板带正电，A板带负电，在内电路，电流是从负极流向正极的，因此电流将从A流向B，设磁感应强度为B，离子电荷量为，速度为，板间距为，板间电压为，稳定时有 得 可知与成正比。 故选D。 3. 某物体的位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（　　） A. 该物体做简谐运动，周期是 B. 时刻，该物体位置坐标为 C. 该物体在任意内的路程都是 D. 该物体运动过程中速度变化频率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据简谐运动表达式可知，该简谐运动，故周期 故A错误； B．将代入方程，得物体的位置坐标为 故B错误； C．题意知1s是半个周期，故任意内的路程均为2倍振幅大小，根据题意可知振幅为10cm，故任意内的路程均为20cm，故C正确； D．简谐运动频率为 故该物体运动过程中速度变化频率为0.5Hz，故D错误。 故选C。 4. 某同学在研究自感现象时，设计了如图所示的电路，线圈L的自感系数较大，直流电阻为，且，小灯泡1、2完全相同，忽略两小灯泡的电阻值受温度的影响。下列说法正确的是（　　） A. 电键闭合瞬间，灯泡1、2同时发光，且亮度均保持不变 B. 断开电键瞬间，流过灯泡2的电流方向向右 C. 断开电键瞬间，灯泡2立即熄灭，灯泡1逐渐熄灭 D. 断开电键瞬间，灯泡2闪亮一下后逐渐熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】A．电键闭合瞬间，灯泡2马上发光，由于线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大，所以灯泡1逐渐变亮，故A错误； BCD．电键闭合稳定后，由于线圈直流电阻，则线圈所在支路的电流大于灯泡2所在支路的电流，断开电键瞬间，线圈L产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小，且线圈与灯泡1、2、构成回路，所以灯泡1逐渐熄灭，灯泡2闪亮一下后逐渐熄灭，流过灯泡2的电流方向向左，故BC错误，D正确。 故选D。 5. 水晶球是工匠师傅用质量分布均匀，材质透明的天然水晶打磨而成的透明球形工艺品。如图所示是球心为的水晶球圆形截面，半径为，为直径，一束紫色光从点射入球内，折射光线与间的夹角为，出射光线与平行。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A. 紫光在水晶球中传播的时间为 B. 水晶球对紫光的折射率为 C. 紫光在点的入射角为 D. 换成红光沿原光路射入水晶球，红光在水晶球中传播的时间比紫光的长 【答案】A 【解析】 【详解】A．紫光在水晶球中的传播速度 传播距离 故紫光在水晶球中传播的时间为 故A正确； B．根据折射定理 故B错误； C．由几何关系可知，紫光在点入射角，出射角，根据光路可逆原理，紫光在点的入射角为，故C错误； D．水晶球对红光的折射率比对紫光的小，故红光在水晶球中传播的速度大，红光在水晶球中的折射角比紫光大，由几何关系可知，红光在水晶球中传播距离小，故红光在水晶球中的时间比紫光的短，故D错误。 故选A。 6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动，当时，波源第3次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于的质点Q刚要起振，P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm，下列说法正确的是（　　） A. 波源的起振方向沿y轴负方向 B. 波的波长为3.6m C. 波的振幅为 D. 质点P在至时间内通过的路程为10cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．波沿轴正方向传播，根据时的波形，波刚好传到点，此时点起振方向沿轴正方向，则波源的起振方向沿轴正方向，故A错误； B．波的传播速度 当时，波源第3次到达正向最大位移处，有 解得 故波长 故B错误； C．设该波的振幅为A，已知质点在至时间内（即时间为）通过的路程为5cm，则 故波的振幅 故C正确； D．由波的图像可知，质点在时位于平衡位置向下运动，推知质点在至内从平衡位置运动到波谷，则质点在至时间内从波谷运动到平衡位置，通过的路程为一个振幅 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在原线圈两端加上有效值恒为U0的交流电压，变压器原、副线圈的电压有效值分别为、，电流有效值分别为、，两输电线上的定值电阻分别为R1、R2，当滑动变阻器滑片P向下移时（　　） A. 变大；变大 B. 变大；变小 C. 变小；变小 D. 变小；变大 【答案】C 【解析】 【详解】设滑动变阻器电阻为，则 由理想变压器可得， 副线圈的电压为 联立解得 当滑动变阻器滑片P向下移时，减小，则原线圈电流增大，从而副线圈电流增大，由于电阻R1上分压增大，U0恒定，则原线圈电压减小，副线圈电压也减小，故变小。 故选C。 8. 如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（　　） A. LC振荡电路的周期 B. 当时，电容器上极板带正电 C. 当时，电路中电流方向为逆时针 D. 当时，电场能正转化为磁场能 【答案】AC 【解析】 【详解】A．LC振荡电路周期公式 选项A正确； B．当时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误； C．当时，是之间，电容器正在放电，所以电流方向为逆时针，选项C正确； D．当时，介于之间，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，选项D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示的电路中，螺线管线圈的匝数为n、面积为、电阻为R，定值电阻的阻值为4R，电动机绕线电阻为R，穿过螺线管线圈磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示（取向上为正方向）。在时间内电动机不转动，时间内电动机正常转动且螺线管线圈中的电流变为时间内螺线管线圈中的电流的2.4倍。下列说法正确的是（　　） A. 时间内C点电势高于A点电势 B. 时间内流过螺线管线圈的电流为 C. 在时间内电动机的电压为 D. 在时间内流过电动机的电流为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．时间内，均匀增大，根据楞次定律，可判断出线圈中的感应电流方向为顺时针，则A点电势高于C点电势，A错误； B．时间内螺线管中产生的感应电动势为 并联电路的电阻为 流过螺线管线圈的电流为 B正确； C．在时间内螺线管中产生的感应电动势为 电动机的电压为 C正确； D．在时间内流过定值电阻的电流为 流过电动机的电流为 D错误。 故选BC。 10. 如图所示，两平行直线和之间的区域内有一四分之一圆，圆心为，四分之一圆区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为（未知）。和的长度均为，边足够长。A点有一粒子发射装置，能向扇形区域内均匀发射质量为、电荷量为、速度大小均为的同种粒子，不计粒子间的相互作用及粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 若沿边方向发射的粒子刚好到达边的中点，则磁感应强度大小 B. 若所有粒子都不能到达边上，磁感应强度的最小值为 C. 当时，粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 若，则能到达边的粒子占总数的 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若沿方向发射的粒子刚好达到边的中点，由几何关系知粒子做圆周运动半径 由 得 故A错误； B．若所有粒子都不能到达边上，则只需要沿方向发射的粒子离开磁场的速度方向竖直向上，由几何关系知 由 得 故B正确； C．当时，沿方向发射的粒子在磁场中运动时间最长，刚好转过半圆，由 得 故C错误； D．当时，设发射速度方向与边夹角为的粒子离开磁场时速度方向刚好与边平行，由几何关系有 得 故能到达边的粒子占总数的，故D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”，在轨道下方硬的水平地面上铺上白纸，白纸上放复写纸，小球落地时会在白纸上留下印迹。小球a、b的大小相等，质量分别为、，小球a每一次从斜槽上同一点由静止释放，斜槽轨道末端未放小球b时，小球a的落地点是B点。斜槽轨道末端放小球b时，小球a、b的落地点分别是A点和C点。斜槽轨道末端的正下方是O点，纸上O点到A、B、C各点的距离分别为OA、OB、OC。 （1）本实验必须满足的条件是______。 A. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端的切线是水平的 C. 小球a的质量要大于小球b的质量 D. 碰撞的瞬间，小球a与小球b的球心连线与轨道末端的切线平行 （2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是______。 （3）测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点O对齐，图乙给出了小球a多次落点的印迹。由图可得OB的长为______cm。 【答案】（1）BCD （2） （3）8.55（8.53~8.57） 【解析】 【小问1详解】 A．由于小球a每次都从同一高度由静止释放，小球克服阻力做功相同，则小球到斜槽底端速度大小相等，可知，斜槽轨道的斜面不必是光滑的，故A错误； B．为了确保小球飞出后才是做平抛运动，斜槽轨道末端的切线一定是水平的，故B正确； C．为了保证两球碰后都向右运动，不发生反弹，小球a的质量要大于小球b的质量，故C正确； D．为了使小球发生对心正碰，使碰撞前后速度能沿水平方向，需要使得小球a与小球b的体积应当相同，故D正确。 故选BCD 【小问2详解】 若两球碰撞过程动量守恒，则有 小球做平抛运动则有，，， 解得 【小问3详解】 为了减小误差，用尽量小的圆把各落点位置圈起来，圆心就表示落点的平均位置，刻度尺的0刻度到圆心的距离即为球a的水平位移，则有 12. 在“探究变压器原、副线圈电压比与匝数比的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 （1）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. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 微元法 D. 理想实验法 （2）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是_________。 A. 电压 B. 电流 C. 功率 D. 频率 （3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，__________________。 实验次数 /匝 /匝 /V /V 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （4）实际中的变压器并非理想变压器，分析下列可能的原因，你认为正确的是_________。 A. 原、副线圈的电压不同步 B. 变压器线圈中有电流通过时会发热 C. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 D. 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）A （2）CD （3） （4）BCD 【解析】 【小问1详解】 当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压一定，探究副线圈输出的电压和匝数、的关系，这种方法即为控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 由理想变压器原理可知，理想变压器原副线圈两端的交变电流功率、频率不变，通过副线圈的电流和副线圈两端电压与变压器原、副线圈的匝数比有关。 故选CD。 【小问3详解】 通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即 【小问4详解】 变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是绕制线圈铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。 故选BCD。 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，在真空中有两个宽度相同的区域，宽度均为。在上方区域中存在一个竖直向下的匀强电场，在下方区域中存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一个质量为、电荷量为的带正电的粒子，从电场区域的上边界点由静止释放，粒子刚好无法穿过磁场区域的下边界。忽略粒子的重力影响，重力加速度为。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子从释放至第一次到达磁场下边界所用的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中的运动过程由动能定理得 在磁场中有 由题意知运动的半径 联立解得 （2）粒子在电场中做匀加速直线运动 解得 在磁场中的运动有 粒子运动的总时间 14. 如图所示，线圈abcd的面积是0.04m²，共500匝，线圈的总电阻r=10Ω，外接电阻R=90Ω，匀强磁场的磁感应强度大小B=T，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以300r/min的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过s时电动势的瞬时值大小； （3）电路中，电压表和电流表的示数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，转速为 故频率为 角速度为 感应电动势的最大值为 因为从与中性面垂直的平面开始计时，所以感应电动势按余弦规律变化，有 【小问2详解】 当时，代入表达式可得 【小问3详解】 感应电动势的有效值为 电流表示数 电压表示数 15. 如图所示，倾角α=24°、间距d=1m的平行金属导轨倾斜放置。导轨顶端接有R=4Ω的电阻，e、f为其底端。斜轨道ab的下方有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m=0.135kg、长度为d=1m、电阻为r=2Ω的导体棒MN垂直倾斜导轨放置，与磁场边界ab的距离为s0=0.5m。现将导体棒MN由静止释放，已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速，ab离倾斜导轨底端距离为s=2m，取cos24°=0.9，sin24°=0.4，重力加速度g取10m/s²。不计一切摩擦，不考虑电磁辐射，金属导轨电阻不计，导体棒始终与导轨接触且垂直。求： （1）导体棒MN刚进入磁场时MN两端的电压； （2）导体棒MN在磁场中匀速运动时的速度大小； （3）导体棒MN在倾斜导轨上运动的时间和产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3）1.5s， 【解析】 【小问1详解】 依题意，导体棒进入磁场前，做匀加速直线运动，设加速度为，由牛顿第二定律得 解得 进入磁场时速度为，则由匀变速直线运动规律 解得 此时导体棒产生的电动势 此时两端电压 【小问2详解】 在磁场中匀速运动时，设此时速度为，导体棒受重力、支持力、安培力，由平衡条件沿斜面方向有 此时安培力 此时电动势 联立解得导体棒在磁场中匀速运动时的速度大小 小问3详解】 导体棒进入磁场前做匀加速直线运动，由速度-时间关系可知，其运动时间 设导体棒从进入磁场到运动到斜面底部过程用时，则由动量定理有 因为 联立整理得 联立解得 又 导体棒在倾斜导轨上运动的时间 由能量守恒可知，在斜轨道上运动时导体棒产生的焦耳热‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 开封五校2024~2025学年下学期期中考试 高二物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 4、本卷命题范围：人教版选择性必修第二册80%，滚动之前内容20%。 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1∼7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 电磁波在现代通信中扮演着至关重要的角色，它们能够以光速传播。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在 B. 电磁波能传播信息，但不能传播能量 C. 当电磁波的波源关闭后，已发出的电磁波立即消失 D. 电磁波能在空气中传播，也能在真空中传播 2. 如图所示为磁流体发电机，A、B是两块处在磁场中互相平行的金属板，一束在高温下形成的等离子束（气体在高温下发生电离，产生大量的带等量异种电荷的粒子）射入磁场，是电流表，不考虑等离子体的重力。下列说法正确的是（　　） A. A板带正电 B. B板带负电 C. A、B板间电流方向从B到A D. 在磁感应强度和板间距不变时，A、B间稳定时的电压正比于带电粒子的速度 3. 某物体的位置坐标随时间变化规律为，关于该物体的运动，下列说法正确的是（　　） A. 该物体做简谐运动，周期是 B. 时刻，该物体位置坐标为 C. 该物体在任意内的路程都是 D. 该物体运动过程中速度变化频率为 4. 某同学在研究自感现象时，设计了如图所示的电路，线圈L的自感系数较大，直流电阻为，且，小灯泡1、2完全相同，忽略两小灯泡的电阻值受温度的影响。下列说法正确的是（　　） A. 电键闭合瞬间，灯泡1、2同时发光，且亮度均保持不变 B. 断开电键瞬间，流过灯泡2的电流方向向右 C. 断开电键瞬间，灯泡2立即熄灭，灯泡1逐渐熄灭 D. 断开电键瞬间，灯泡2闪亮一下后逐渐熄灭 5. 水晶球是工匠师傅用质量分布均匀，材质透明的天然水晶打磨而成的透明球形工艺品。如图所示是球心为的水晶球圆形截面，半径为，为直径，一束紫色光从点射入球内，折射光线与间的夹角为，出射光线与平行。已知光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（　　） A. 紫光在水晶球中传播的时间为 B. 水晶球对紫光的折射率为 C. 紫光在点的入射角为 D. 换成红光沿原光路射入水晶球，红光在水晶球中传播的时间比紫光的长 6. 一列简谐横波沿x轴正方向传播时刻位于处的波源开始振动，当时，波源第3次到达正向最大位移处，此时平衡位置位于的质点Q刚要起振，P、Q两质点间的波形如图所示。已知质点Q在至时间内通过的路程为5cm，下列说法正确的是（　　） A. 波源起振方向沿y轴负方向 B. 波的波长为3.6m C. 波的振幅为 D. 质点P在至时间内通过的路程为10cm 7. 如图所示，在原线圈两端加上有效值恒为U0的交流电压，变压器原、副线圈的电压有效值分别为、，电流有效值分别为、，两输电线上的定值电阻分别为R1、R2，当滑动变阻器滑片P向下移时（　　） A. 变大；变大 B. 变大；变小 C 变小；变小 D. 变小；变大 8. 如图所示为振荡电路，已知线圈自感系数，电容器电容，在电容器开始放电时设为零时刻（取），上极板带正电，下极板带负电，则（　　） A. LC振荡电路的周期 B. 当时，电容器上极板带正电 C. 当时，电路中电流方向为逆时针 D. 当时，电场能正转化为磁场能 9. 如图甲所示的电路中，螺线管线圈的匝数为n、面积为、电阻为R，定值电阻的阻值为4R，电动机绕线电阻为R，穿过螺线管线圈磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示（取向上为正方向）。在时间内电动机不转动，时间内电动机正常转动且螺线管线圈中的电流变为时间内螺线管线圈中的电流的2.4倍。下列说法正确的是（　　） A. 时间内C点电势高于A点电势 B. 时间内流过螺线管线圈的电流为 C. 在时间内电动机的电压为 D. 在时间内流过电动机的电流为 10. 如图所示，两平行直线和之间的区域内有一四分之一圆，圆心为，四分之一圆区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为（未知）。和的长度均为，边足够长。A点有一粒子发射装置，能向扇形区域内均匀发射质量为、电荷量为、速度大小均为的同种粒子，不计粒子间的相互作用及粒子重力，下列说法正确的是（　　） A. 若沿边方向发射的粒子刚好到达边的中点，则磁感应强度大小 B. 若所有粒子都不能到达边上，磁感应强度的最小值为 C. 当时，粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 若，则能到达边的粒子占总数的 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 用如图甲所示的实验装置“验证动量守恒定律”，在轨道下方硬的水平地面上铺上白纸，白纸上放复写纸，小球落地时会在白纸上留下印迹。小球a、b的大小相等，质量分别为、，小球a每一次从斜槽上同一点由静止释放，斜槽轨道末端未放小球b时，小球a的落地点是B点。斜槽轨道末端放小球b时，小球a、b的落地点分别是A点和C点。斜槽轨道末端的正下方是O点，纸上O点到A、B、C各点的距离分别为OA、OB、OC。 （1）本实验必须满足的条件是______。 A. 斜槽轨道的斜面必须是光滑的 B. 斜槽轨道末端的切线是水平的 C. 小球a的质量要大于小球b的质量 D. 碰撞的瞬间，小球a与小球b的球心连线与轨道末端的切线平行 （2）按照本实验方法，验证动量守恒定律的关系式是______。 （3）测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的0刻度线跟记录纸上的点O对齐，图乙给出了小球a多次落点的印迹。由图可得OB的长为______cm。 12. 在“探究变压器原、副线圈电压比与匝数比的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 （1）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. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 微元法 D. 理想实验法 （2）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是_________。 A. 电压 B. 电流 C. 功率 D. 频率 （3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，、分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，__________________。 实验次数 /匝 /匝 /V /V 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （4）实际中的变压器并非理想变压器，分析下列可能的原因，你认为正确的是_________。 A. 原、副线圈电压不同步 B. 变压器线圈中有电流通过时会发热 C. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 D. 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 三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，在真空中有两个宽度相同的区域，宽度均为。在上方区域中存在一个竖直向下的匀强电场，在下方区域中存在一个垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为。一个质量为、电荷量为的带正电的粒子，从电场区域的上边界点由静止释放，粒子刚好无法穿过磁场区域的下边界。忽略粒子的重力影响，重力加速度为。求： （1）匀强电场的电场强度； （2）粒子从释放至第一次到达磁场下边界所用的时间。 14. 如图所示，线圈abcd的面积是0.04m²，共500匝，线圈的总电阻r=10Ω，外接电阻R=90Ω，匀强磁场的磁感应强度大小B=T，方向垂直纸面向里，从线圈处于与中性面垂直的平面开始计时（取此时电动势为正），当线圈绕垂直磁场的转轴以300r/min的转速匀速旋转时，求：（图中电表均为理想交流电表） （1）线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过s时电动势的瞬时值大小； （3）电路中，电压表和电流表的示数。 15. 如图所示，倾角α=24°、间距d=1m的平行金属导轨倾斜放置。导轨顶端接有R=4Ω的电阻，e、f为其底端。斜轨道ab的下方有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。质量为m=0.135kg、长度为d=1m、电阻为r=2Ω的导体棒MN垂直倾斜导轨放置，与磁场边界ab的距离为s0=0.5m。现将导体棒MN由静止释放，已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速，ab离倾斜导轨底端距离为s=2m，取cos24°=0.9，sin24°=0.4，重力加速度g取10m/s²。不计一切摩擦，不考虑电磁辐射，金属导轨电阻不计，导体棒始终与导轨接触且垂直。求： （1）导体棒MN刚进入磁场时MN两端的电压； （2）导体棒MN在磁场中匀速运动时速度大小； （3）导体棒MN在倾斜导轨上运动的时间和产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$