精品解析：江西省南昌市南昌中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试卷

南昌中学2024—2025学年度下学期期中考试 高二物理试卷 一、选择题（第1-7题为单选，每题4分；第8-10题为多选，每题6分，共计46分） 1. 如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件，该摆件由两个半圆形导线和一个V形导线组成，其中为边长为L的等边三角形，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场，从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 不知上下两部分的电阻大小关系，无法求解 2. 如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是（　　） A. 先dcba，后abcd，再dcba B. 先abcd，后dcba C. 始终dcba D. 先abcd，后dcba，再abcd 3. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 A. 电场和磁场总是相互联系着的，统称为电磁场 B. 电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波 C. 电磁场是一种物质，不能在真空中传播 D. 电磁波的传播速度总是3.00×108 m/s 4. 如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 变压器输入电压的瞬时值表达式为u=220sinπt（V） B. 电压表的示数为220V C. 变压器原、副线圈的匝数比为11：1 D. 变压器的输入功率为110W 5. 如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板（未画出）隔开，LED为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与LED间距不变，下列说法中正确的是（　　） A. 当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B. 当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C. 当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D. 无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变 6. 如图所示，光滑平行的金属轨道分水平段（左端接有阻值为R的定值电阻）和半圆弧段两部分，两段轨道相切于N和点，圆弧的半径为r，两金属轨道间的宽度为d，整个轨道处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m、长为d、电阻为R的金属细杆置于轨道上的处，。在时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度，之后金属细杆沿轨道运动，在时刻，金属细杆以速度v通过与圆心等高的P和；在时刻，金属细杆恰好能通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 时刻，金属细杆两端的电压为 B. 时刻，金属细杆所受的安培力为 C. 从到时刻，通过金属细杆横截面的电荷量为 D. 从到时刻，定值电阻R产生的焦耳热为 7. 如图所示，空间电、磁场分界线与电场方向成45°角，分界面一侧为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，另一侧为平行纸面向上的匀强电场。一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从P点以v0的速度沿垂直电场和磁场的方向射入磁场，一段时间后，粒子恰好又回到P点。（场区足够大，不计粒子重力）则下列选项中不正确的是（　　） A. 当粒子第一次进入电场时，速度与分界线所成的锐角为45° B. 当粒子第二次进入电场时，到P点的距离为 C. 电场强度大小为B0v0 D. 粒子回到P点所用的总时间为 8. 用图甲所示为洛伦兹力演示仪，某次演示带电粒子在匀强磁场中的运动时，玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图乙所示的情景来讨论：在空间存在平行于y轴的匀强磁场，磁感应强度为B，电子在平面以初速度从坐标原点沿x轴正方向成角射入磁场，运动轨迹为螺旋线；螺旋线轴线平行于y轴，螺旋半径为R，螺距为，周期为T，则下列说法中正确的是（　　） A. 磁场的方向为沿轴正方向 B. 当时“轨迹”为闭合的整圆 C. 此螺旋状轨迹的半径 D. 若同时增大角和磁感应强度，螺距可能不变 9. 如图所示，电阻不计间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端接有阻值为R的电阻连接，以导轨的左端为原点，沿导轨方向建立x轴，导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一根电阻也为R，质量为m的金属杆垂直于导轨放置于 处，不计金属杆与轨道间的接触电阻，现给金属杆沿x轴正方向的初速度 ，金属杆刚好能运动到处，在金属杆运动过程中 ( ) A. 通过电阻R的电荷量 B. 金属杆克服安培力所做的功为 C. 金属杆上产生的焦耳热为 D. 金属杆运动的时间为 10. 如图所示，质量为m、边长为L、电阻为R的金属线框abcd静止在光滑水平面上，平行边界P、Q间有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，用大小等于mg的水平恒力F拉线框，使线框从静止开始运动，线框运动过程中ab边始终与磁场边界平行，ab边刚进磁场时线框的加速度为零，线框出磁场的过程中，当cd边刚要出磁场时的加速度恰好为0，磁场边界P、Q间的距离为d，已知重力加速度为g。则下列判断正确的是（ ） A. 开始时ab边与边界P间的距离为 B. 线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为 C. 从线框cd边刚进磁场到cd边刚好出磁场过程中，线框运动的时间为 D. 线框穿过磁场过程中，拉力F的冲量大于 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 电磁血流量计是运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面a、b上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为0.12T的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则a、b电极间存在电势差。（已知重力加速度为g） （1）若用多用电表监测a、b电极间的电势差，则图甲中与a相连的是多用电表的______色表笔（选填“红”或“黑”）； （2）某次监测中，用多用电表的“250μV”挡测出a、b电极间的电势差U，如图乙所示，则______μV； （3）若a、b电极间的距离d为3.0mm，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为______m/s（结果保留两位有效数字）； （4）为了测量动脉血流接入电路的电阻，某小组在a、b间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关S，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计G的读数I和电阻箱的示数R，绘制出图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，如图丁所示。已知灵敏电流计G的内阻为，则血液接入电路的电阻为______（用题中的字母k、b、表示）。 12. 电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组利用热敏电阻随温度变化的规律，设计制作了一个简易电子体温计，其原理图如图甲所示，所用热敏电阻的阻值随温度t变化的规律如图乙所示。还准备了如下器材： A.干电池组（电动势，内阻） B.表头G（满偏电流，内阻） C.电阻箱（最大阻值） D.电阻箱（最大阻值） E.开关及导线若干 （1）要将表头G量程扩大为，则电阻箱接入的阻值为____________；现保持电阻箱的阻值不变，如图丙所示，在表头上处标注，则应将电阻箱的阻值调为____________； （2）按照表头上的刻线标注的温度值是____________（选填“均匀”或“不均匀”）的；若电子体温计使用一段时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，则体温的测量值将____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 三、计算题（ 第13题10分、第14题12分，第15题16分 ） 13. 有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg） 14. 如图所示，绝缘光滑轨道的斜面部分倾角为，O点处有一段小弧平滑连接。在O点的右侧空间存在着竖直向上的匀强电场，在O、F之间的竖直空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场。在F点右侧的竖直空间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为＋q的绝缘小球从轨道的A点无初速度释放，经过O点后恰好能从G点（G、D两点在同一水平线上）射出。已知电场强度，磁感应强度均为B，。 （1）小球开始释放的高度是多少？ （2）要使小球打在DE挡板上，则小球应在斜面上离O点的多大范围内静止释放？ 15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南昌中学2024—2025学年度下学期期中考试 高二物理试卷 一、选择题（第1-7题为单选，每题4分；第8-10题为多选，每题6分，共计46分） 1. 如图所示，水平桌面内固定一金属导线做成的心形摆件，该摆件由两个半圆形导线和一个V形导线组成，其中为边长为L的等边三角形，M、N为两部分导线连接点，空间存在磁感应强度大小为B、竖直向下的匀强磁场，从M、N点引出导线，向摆件中通以恒定电流I，摆件受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 不知上下两部分的电阻大小关系，无法求解 【答案】B 【解析】 【详解】电流从M点流到N点，有效长度为L，根据安培力公式可知 故选B。 2. 如图所示，导线框abcd与导线在同一平面内，直导线通有恒定电流I，当线框由左向右匀速通过直导线时，线框中感应电流的方向是（　　） A. 先dcba，后abcd，再dcba B. 先abcd，后dcba C. 始终dcba D. 先abcd，后dcba，再abcd 【答案】D 【解析】 【详解】根据安培定则可知，通电直导线左侧磁感应强度的方向垂直于纸面向外，通电直导线右侧磁感应强度的方向垂直于纸面向里，且越靠近导线的区域磁感应强度越大。当线框从初始位置运动到bc边与直导线重合的过程中，线框中垂直于纸面向外方向的磁通量逐渐增大，根据楞次定律可知线框中的感应电流方向为abcd；当线框从bc边与直导线重合的位置运动到ab与dc边中点刚好位于直导线的过程中，线框中垂直于纸面向外方向的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知线框中的感应电流方向为dcba；当线框从ab与dc边中点刚好位于直导线的位置运动到图中虚线位置的过程中，线框中垂直于纸面向里方向的磁通量逐渐减小，根据楞次定律可知线框中的感应电流方向为abcd。 故选D。 3. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 A. 电场和磁场总是相互联系着的，统称为电磁场 B. 电磁场由发生区域向远处传播形成电磁波 C. 电磁场是一种物质，不能在真空中传播 D. 电磁波的传播速度总是3.00×108 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场．所以变化的电场和变化的磁场总是相互联系着的，统称为电磁场，故A错误；电磁波是由变化电磁场产生的，由发生区域向远处传播形成电磁波，故B正确；电磁场是一种物质，所以传播不依赖是否真空，故C错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s．故D错误；故选B. 点睛：了解电磁波的产生与传播，知道电磁波是横波，记住电磁波在真空中传播速度即可解答． 4. 如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A. 变压器输入电压的瞬时值表达式为u=220sinπt（V） B. 电压表的示数为220V C. 变压器原、副线圈的匝数比为11：1 D. 变压器的输入功率为110W 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知 线圈电压的最大值为V，变压器输入电压的瞬时值表达式为 V 故A错误； B．原线圈输入电压为220V，电压表示数为灯泡的额定电压 故B错误； C．由B分析，结合变压比公式得 故C正确； D．变压器的输入功率与输出功率相等，为10W，故D错误。 故选C。 5. 如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，R和L之间用挡板（未画出）隔开，LED为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与LED间距不变，下列说法中正确的是（　　） A. 当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大 B. 当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小 C. 当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变 D. 无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变 【答案】A 【解析】 【详解】滑动触头P左移，滑动变阻器接入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果。即L消耗的功率增大。故A正确；BCD错误。 故选A。 6. 如图所示，光滑平行的金属轨道分水平段（左端接有阻值为R的定值电阻）和半圆弧段两部分，两段轨道相切于N和点，圆弧的半径为r，两金属轨道间的宽度为d，整个轨道处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中。质量为m、长为d、电阻为R的金属细杆置于轨道上的处，。在时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度，之后金属细杆沿轨道运动，在时刻，金属细杆以速度v通过与圆心等高的P和；在时刻，金属细杆恰好能通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　） A. 时刻，金属细杆两端的电压为 B. 时刻，金属细杆所受的安培力为 C. 从到时刻，通过金属细杆横截面的电荷量为 D. 从到时刻，定值电阻R产生的焦耳热为 【答案】C 【解析】 【详解】A．t=0时刻，金属细杆产生的感应电动势为 E=Bdv0 两端的电压为 故A错误； B．t=t1时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以杆不受安培力。故B错误； C．从t=0到t=t1时刻，通过金属细杆横截面的电量为 故C正确； D．在最高点，有 解得 从t=0到t=t2时刻，定值电阻R产生的焦耳热为 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，空间电、磁场分界线与电场方向成45°角，分界面一侧为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，另一侧为平行纸面向上的匀强电场。一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从P点以v0的速度沿垂直电场和磁场的方向射入磁场，一段时间后，粒子恰好又回到P点。（场区足够大，不计粒子重力）则下列选项中不正确的是（　　） A. 当粒子第一次进入电场时，速度与分界线所成的锐角为45° B. 当粒子第二次进入电场时，到P点的距离为 C. 电场强度大小为B0v0 D. 粒子回到P点所用的总时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，粒子的运动轨迹如图 可知粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据圆周运动的特点可知，粒子第一次到达边界时的偏转角是，即速度与分界线所成的锐角为，故A正确，不符合题意； B．由A选项分析可知，粒子进入电场的方向，与电场强度方向相反，故粒子先减速到零，再反方向加速到原来的速度第二次进入磁场，在磁场中做圆周运动，经过后，由S点进入电场，设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律 解得 由图根据几何关系解得 故B正确，不符合题意； C．设电场的电场强度为E，粒子第二次进入电场的方向与电场方向垂直，根据图可知，水平方向 竖直方向， 联立解得 故C正确，不符合题意； D．粒子回到点所用的总时间包括在磁场中的运动时间，第一次进入电场时先减速后加速的时间及第二次在电场中偏转的时间，粒子在磁场中运动的时间由几何关系可知 第一次进入电场时先减速后加速的时间 第二次在电场中偏转的时间 粒子回到点所用的总时间为 故D错误，符合题意。 故选D。 8. 用图甲所示为洛伦兹力演示仪，某次演示带电粒子在匀强磁场中的运动时，玻璃泡中的电子束在匀强磁场中的运动轨迹呈“螺旋”状。现将这一现象简化成如图乙所示的情景来讨论：在空间存在平行于y轴的匀强磁场，磁感应强度为B，电子在平面以初速度从坐标原点沿x轴正方向成角射入磁场，运动轨迹为螺旋线；螺旋线轴线平行于y轴，螺旋半径为R，螺距为，周期为T，则下列说法中正确的是（　　） A. 磁场的方向为沿轴正方向 B. 当时“轨迹”为闭合的整圆 C. 此螺旋状轨迹的半径 D. 若同时增大角和磁感应强度，螺距可能不变 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电子的从O点射出时的速度有沿x轴正向的分量，受洛伦兹力沿z轴正向，根据左手定则可知，磁场的方向为沿轴负方向，选项A错误； B．当电子只在xOz平面内运动，则“轨迹”为闭合的整圆，选项B正确； C．根据 解得此螺旋状轨迹的半径 选项C错误； D．根据螺距 若同时增大角和磁感应强度，螺距可能不变，选项D正确。 故选BD。 9. 如图所示，电阻不计间距为L 的光滑平行金属导轨水平放置，导轨左端接有阻值为R的电阻连接，以导轨的左端为原点，沿导轨方向建立x轴，导轨处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一根电阻也为R，质量为m的金属杆垂直于导轨放置于 处，不计金属杆与轨道间的接触电阻，现给金属杆沿x轴正方向的初速度 ，金属杆刚好能运动到处，在金属杆运动过程中 ( ) A. 通过电阻R的电荷量 B. 金属杆克服安培力所做的功为 C. 金属杆上产生的焦耳热为 D. 金属杆运动的时间为 【答案】AB 【解析】 【详解】整个过程中通过导体截面的电荷量为：q=It=，故A正确；根据动能定理可得，金属杆克服安培力所做的功等于动能的减小，即W安=mv02，选项B正确；金属杆克服安培力所做的功为等于整个过程中回路中产生的焦耳热，即W安=Q=mv02，所以金属杆上产生的焦耳热为：Q1= ，故C错误；金属杆运动中所受的安培力，则随速度的减小，安培力减小，加速度减小，即金属棒做加速度减小的减速运动，若金属棒做匀减速运动，则运动时间为，则因为金属棒做加速度减小的减速运动，可知平均速度小于，运动的时间大于，故D错误． 故选AB． 点睛：对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，重点是分析安培力作用下导体棒的平衡问题，根据平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解． 10. 如图所示，质量为m、边长为L、电阻为R的金属线框abcd静止在光滑水平面上，平行边界P、Q间有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，用大小等于mg的水平恒力F拉线框，使线框从静止开始运动，线框运动过程中ab边始终与磁场边界平行，ab边刚进磁场时线框的加速度为零，线框出磁场的过程中，当cd边刚要出磁场时的加速度恰好为0，磁场边界P、Q间的距离为d，已知重力加速度为g。则下列判断正确的是（ ） A. 开始时ab边与边界P间的距离为 B. 线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为 C. 从线框cd边刚进磁场到cd边刚好出磁场过程中，线框运动的时间为 D. 线框穿过磁场过程中，拉力F的冲量大于 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题意，设ab边刚进磁场时的速度大小为v1，根据动能定理 解得 ab边刚进磁场时线框的加速度为零，则 解得 故A错误； B．ab边刚进磁场时线框的加速度为零，则线框进入磁场的过程中做匀速直线运动，线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为 故B正确； CD．ab边刚进磁场时线框的加速度为零，则线框进入磁场的过程中做匀速直线运动，线框进入磁场的过程中 线框进入磁场后到ab边刚好出磁场过程中 线框ab边刚好出磁场到线框离开磁场的过程中 其中 当cd边刚要出磁场时的加速度恰好为零，则 即 联立可得从线框cd边刚进磁场到cd边刚好出磁场过程中，线框运动的时间 线框穿过磁场过程中，拉力F的冲量 故C正确，D错误。 故选BC。 二、实验题（每空2分，共计16分） 11. 电磁血流量计是运用在心血管手术和有创外科手术的精密监控仪器，可以测量血管内血液的流速。如图甲所示，某段监测的血管可视为规则的圆柱体模型，其前后两个侧面a、b上固定两块竖直正对的金属电极板（未画出，电阻不计），磁感应强度大小为0.12T的匀强磁场方向竖直向下，血液中的正负离子随血液一起从左至右水平流动，则a、b电极间存在电势差。（已知重力加速度为g） （1）若用多用电表监测a、b电极间的电势差，则图甲中与a相连的是多用电表的______色表笔（选填“红”或“黑”）； （2）某次监测中，用多用电表的“250μV”挡测出a、b电极间的电势差U，如图乙所示，则______μV； （3）若a、b电极间的距离d为3.0mm，血管壁厚度不计，结合（2）中数据可估算出血流速度为______m/s（结果保留两位有效数字）； （4）为了测量动脉血流接入电路的电阻，某小组在a、b间设计了如图丙所示的测量电路。闭合开关S，调节电阻箱的阻值，由多组灵敏电流计G的读数I和电阻箱的示数R，绘制出图像为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，如图丁所示。已知灵敏电流计G的内阻为，则血液接入电路的电阻为______（用题中的字母k、b、表示）。 【答案】（1）红 （2）150 （3）0.42 （4） 【解析】 【小问1详解】 根据左手定则可知，正离子在洛伦兹力作用下向电极聚集，负离子在洛伦兹力作用下向电极聚集，可知，电极电势比电极高，根据多用表“红进黑出”规律可知，图甲中与相连的是多用电表的红表笔。 【小问2详解】 多用电表的“250μV”挡测出a、b电极间的电势差U，根据电压表读数规律可知，该电压读数为150μV。 【小问3详解】 稳定时，电场力与洛伦兹力平衡，根据条件有 解得 【小问4详解】 根据闭合电路的欧姆定律有 变形可得 由于该直线的斜率为，纵截距为，则有， 解得 12. 电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组利用热敏电阻随温度变化的规律，设计制作了一个简易电子体温计，其原理图如图甲所示，所用热敏电阻的阻值随温度t变化的规律如图乙所示。还准备了如下器材： A.干电池组（电动势，内阻） B.表头G（满偏电流，内阻） C.电阻箱（最大阻值） D.电阻箱（最大阻值） E.开关及导线若干 （1）要将表头G量程扩大为，则电阻箱接入的阻值为____________；现保持电阻箱的阻值不变，如图丙所示，在表头上处标注，则应将电阻箱的阻值调为____________； （2）按照表头上的刻线标注的温度值是____________（选填“均匀”或“不均匀”）的；若电子体温计使用一段时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，则体温的测量值将____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。 【答案】（1） ①. 4 ②. 30.2 （2） ①. 不均匀 ②. 小于 【解析】 【小问1详解】 [1]要将表头G量程扩大为，则 解得电阻箱阻值为 [2]在表头上处标注，此时电路中的电流为I=40mA，Rt=40Ω，根据 其中 解得 【小问2详解】 [1]根据 其中的Rt随温度按曲线规律变化，则按照表头上的刻线标注的温度值是不均匀的； [2] 若电子体温计使用一段时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，根据 可知，Rt的真实值偏小，则温度偏大，所以体温的测量值将小于真实值。 三、计算题（ 第13题10分、第14题12分，第15题16分 ） 13. 有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg） 【答案】6：125，235：11，470 【解析】 【分析】 【详解】设水的密度为ρ电源端 P输出=×50%=Qρgh×0.5=2×1×103×10×5×0.5W=5×104W 输出电压U0=240V；输送电路如图所示。 为满足输电要求，据 ΔP损=I送2R 有 则送电电压为 所以升压变压器的变压比为 n1∶n2=U0∶U送=240：（5×103）=6∶125 输电线电压损失 ΔU损=I送R=10×30V=300V 用户端 U1=U送-ΔU损=5×103V-300V=4700V 据题意可知 U2=220V 所以降压变压器的匝数比为 n1′∶n2′=U1∶U2=4700：220=235∶11 因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为 14. 如图所示，绝缘光滑轨道的斜面部分倾角为，O点处有一段小弧平滑连接。在O点的右侧空间存在着竖直向上的匀强电场，在O、F之间的竖直空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场。在F点右侧的竖直空间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为＋q的绝缘小球从轨道的A点无初速度释放，经过O点后恰好能从G点（G、D两点在同一水平线上）射出。已知电场强度，磁感应强度均为B，。 （1）小球开始释放的高度是多少？ （2）要使小球打在DE挡板上，则小球应在斜面上离O点的多大范围内静止释放？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知，小球在复合场中受到的电场力为 可知小球在磁场中做匀速圆周运动，小球恰好能从G点离开磁场时，由图可知半径 由洛伦兹力提供向心力可得 小球从A点运动到O点时，由动能定理可得 联立可得 （2）由于，小球刚好击中E点时，根据磁场的对称性和几何关系可知，小球的速度方向与DE垂直，作出小球的运动轨迹如图所示， 则小球做圆周运动的半径 设此时小球的速度为v′，则 小球在斜面上运动到O点时，由动能定理可得 联立可得 当小球刚好击中D点时，根据图中几何关系可知，运动轨迹对应的圆心为P、Q，由几何关系可得，此时的半径r满足 可得 设此时小球的速度为，则 小球在斜面上运动到O点时，由动能定理可得 联立可得 故小球在斜面上由静止释放的位置离O点的距离s满足 【点睛】本题考查了带电小球在复合场中的运动，分析清楚小球的运动过程是正确解题的关键，分析清楚小球的受力情况是正确解题的前提，应用牛顿第二定律与机械能守恒定律可以解题，解题时要注意几何知识的应用。 15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求 （1）ab刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属环刚开始运动时的加速度大小； （3）为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，对金属棒ab由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有 解得 则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为 （2）根据题意可知，金属环在导轨间两段圆弧并联接入电路中，轨道外侧的两端圆弧金属环被短路，由几何关系可得，每段圆弧的电阻为 可知，整个回路的总电阻为 ab刚越过MP时，通过ab的感应电流为 对金属环由牛顿第二定律有 解得 （3）根据题意，结合上述分析可知，金属环和金属棒ab所受的安培力等大反向，则系统的动量守恒，由于金属环做加速运动，金属棒做减速运动，为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，则有当金属棒ab和金属环速度相等时，金属棒ab恰好追上金属环，设此时速度为，由动量守恒定律有 解得 对金属棒，由动量定理有 则有 设金属棒运动距离为，金属环运动的距离为，则有 联立解得 则金属环圆心初始位置到MP的最小距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $