精品解析：重庆市第十一中学校2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

重庆市第十一中学校教育集团高2026届高二下期期中考试 物理试题 注意事项： 1、本试卷满分为100分，考试时间为90分钟。 2、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 4、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8小题，每小题4分，共32分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是（　　） A. B. C. D. 2. 脱水机把衣服脱水完后切断电源，电动机还要转动一会儿才能停下来，在这一过程中，发现脱水机在某一时刻振动得很剧烈，然后又慢慢振动直至停止运转，其中振动很剧烈的原因是（　　） A. 脱水机没有放平稳 B. 电动机在这一时刻转快了 C. 电动机在这一时刻的转动频率跟脱水机的固有频率相近或相等 D. 是脱水机出现了故障 3. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ） A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭 C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭 4. 2022年8月，重庆地区普遍高温，生活、生产用电激增。在如图所示的某地远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，如果发电厂的输出功率增大为原来的2倍，输电线上损耗的功率将增大为原来的（　　） A. 1倍 B. 2倍 C. 4倍 D. 8倍 5. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为。已知可见光的波段为，则蓝牙通信的电磁波（　　） A. 是蓝光 B. 波长比可见光短 C. 比可见光更容易发生衍射现象 D. 在真空中的传播速度比可见光小 6. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压，为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，和是两个完全相同的灯泡，电表均为理想交流电表。则（　　） A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz B. 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V C. 当照射R的光强增大时，电流表的示数变小 D. 图像上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直 7. 如图甲所示，可自由伸缩的螺线管匝数匝，横截面积，螺线管的电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B方向向右、大小按图乙所示规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R1的电流逐渐增大 B. 通过电阻R2电流方向自左向右 C. 螺线管两端的电压为6V D. 螺线管的长度比无电流时长 8. 如图所示，正方形线圈abcd共100匝，面积为，电阻不计，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，轴过ad边总长的处，匀强磁场只存在于右侧，磁感应强度大小为，从图示位置开始计时，线圈的转速为，外接一电阻，则电压表的示数为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，在每个小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 下列说法正确的是（ ） A. 照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理 B. 光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C. 在光导纤维内传送图像利用了光的色散 D. 雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的衍射现象 10. 两列频率相同、振幅分别为和的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（　　） A. 质点K为振动减弱的点 B. 经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等 C. 质点N的振幅为 D. 由图中时刻再经过周期时，质点M的位移为零 11. 如图所示，质量为的小球（视为质点）在、两点间做简谐运动，0点是它振动的平衡位置。若从小球经过0点开始计时，在时刻小球第一次经过O、两点间的点（图中未画出），在时刻小球第二次经过点，已知弹簧振子的周期，其中为小球的质量，为弹簧的劲度系数，取，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧振子的周期为 B. 弹簧的劲度系数为 C. 在时刻，小球第四次经过点 D. O、M两点间的距离为 12. 在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B. 线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C. 线圈最多穿过6个条状磁场区域 D. 线圈产生的热量大于 三、实验题：本题共两个小题，13题6分，14题8分，共14分。请将正确的答案填写在答题卡对应的位置上。 13. 小明同学进行“用单摆测定重力加速度”实验。 （1）该同学组装了如下几种实验装置，你认为最合理的装置是_____。 A. B. C. D. （2）为了完成本实验，需要用刻度尺测量摆线的长度，并用游标卡尺测量球的直径，如图所示，摆球的直径________cm；摆球在竖直平面内稳定摆动后，用秒表记录单摆经历次全振动所用的时间。 （3）此单摆的周期________；重力加速度大小________（用、和表示）。 14. 某同学在做测量玻璃的折射率实验时已经画好了部分图，如图甲所示。 （1）作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并标出玻璃砖中光线的折射角θ2。 （2）经过多次测量作出sinθ1-sinθ2的图像如图乙所示，玻璃砖的折射率为_____（保留3位数字）。 （3）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）该同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是_____。 A. P3、P6 B. P3、P8 C. P5、P6 D. P7、P8 四、计算题：本题有4个小题，共38分。 15. 半径为R的半球形介质截面如图所示，D为圆心，同一频率的单色光a、b相互平行，从不同位置进入介质，光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°，求： ①介质的折射率； ②光线a、b的射出点O与O′之间的距离。 16. 如图所示，是一列沿轴传播的简谐波的图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。 （1）求该列波的传播速度； （2）若这列波的传播速度为，求从时刻起质点运动到波峰的最短时间（结果可用分数表示）。 17. 地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场，但地磁场看不到，摸不着，但同学们都很好奇。为了研究地磁场，赵老师指导的一个学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”，等效示意图如下。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直。摇动时，转动的铜芯线所围成区域近似半圆，面积为S，转动角速度ω，用电表测得电路中电流I，电路总电阻R。（已知S=5m2，，I=20μA， R=100Ω，取。） （1）求该处地磁场的磁感应强度B； （2）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，求其转过半圈的过程中，通过电流表的电量q； （3）求铜芯线转动100圈过程中，电路产生的焦耳热Q。 18. 如图所示，足够长的光滑水平长直金属导轨放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨平面位于水平面内，匀强磁场的方向与轨道面垂直，轨道宽，将一质量为、电阻为的导体棒垂直静置于导轨上。当开关与接通时，导体棒与电源相连，电源电动势，电源内阻不计；开关与接通时，所接电容器的电容（耐压值足够大）；开关与接通时有足够长的光滑水平长直金属导轨放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨平面位于水平面内，匀强磁场的方向与轨道面垂直，轨道宽导轨上有一根静止的导体棒，质量为、电阻。若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，不计导轨的电阻，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好。 （1）若开关始终接，求导体棒开始运动到达到稳定速度的过程中，导体棒的最终速度大小。 （2）若开关先接，当导体棒运动到速度为时立即与接通，求稳定后电容器所带电荷量；（结果保留2位小数） （3）若开关先接，当导体棒运动到速度为时立即与接通，稳定后，求导体棒、各自的速度大小与通过导体棒的电荷量大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市第十一中学校教育集团高2026届高二下期期中考试 物理试题 注意事项： 1、本试卷满分为100分，考试时间为90分钟。 2、答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 4、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8小题，每小题4分，共32分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时，由于它不激发磁场，故无电磁波产生，故A错误； BC．当出现均匀变化的电场时，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波，故BC错误； D．周期性变化的电场会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确。 故选D。 2. 脱水机把衣服脱水完后切断电源，电动机还要转动一会儿才能停下来，在这一过程中，发现脱水机在某一时刻振动得很剧烈，然后又慢慢振动直至停止运转，其中振动很剧烈的原因是（　　） A. 脱水机没有放平稳 B. 电动机在这一时刻转快了 C. 电动机在这一时刻的转动频率跟脱水机的固有频率相近或相等 D. 是脱水机出现了故障 【答案】C 【解析】 【详解】洗衣机脱水桶转动的越来越慢时，做受迫振动的频率在减小，当减小到跟洗衣机的固有频率相等时，发生共振，振动最强烈，然后受迫振动的频率继续减小，远离固有频率，振动又减弱，故选C。 3. 如图所示，L是自感系数很大、电阻很小的线圈，P、Q是两个相同的小灯泡，开始时，开关S处于闭合状态，P灯微亮，Q灯正常发光，断开开关（ ） A. P与Q同时熄灭 B. P比Q先熄灭 C. Q闪亮后再熄灭 D. P闪亮后再熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】由题知，开始时，开关S闭合时，由于L的电阻很小，Q灯正常发光，P灯微亮，断开开关前通过Q灯的电流远大于通过P灯的电流，断开开关时，Q所在电路未闭合，立即熄灭，由于自感，L中产生感应电动势，与P组成闭合回路，故P灯闪亮后再熄灭。 故选D。 4. 2022年8月，重庆地区普遍高温，生活、生产用电激增。在如图所示的某地远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，如果发电厂的输出功率增大为原来的2倍，输电线上损耗的功率将增大为原来的（　　） A. 1倍 B. 2倍 C. 4倍 D. 8倍 【答案】C 【解析】 【详解】发电功率增大一倍，输电电压不变，根据 P＝UI 可知，输电电流增大一倍，输电线的电阻不变，所以输电线损耗的功率 输电线损失的功率变为原来的4倍，ABD错误，C正确。 故选C。 5. 使用蓝牙耳机可以接听手机来电，蓝牙通信的电磁波波段为。已知可见光的波段为，则蓝牙通信的电磁波（　　） A. 是蓝光 B. 波长比可见光短 C. 比可见光更容易发生衍射现象 D. 在真空中的传播速度比可见光小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，所以蓝牙通信的电磁波不可能是蓝光，故A错误； B．因为蓝牙通信的电磁波频率小于可见光频率，根据可知，波长比可见光长，故B错误； C．因为波长比可见光长，所以更容易发生衍射现象，故C正确； D．所有电磁波在真空中传播速度都为光速，是一样的，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压，为阻值随光强增大而减小的光敏电阻，和是两个完全相同的灯泡，电表均为理想交流电表。则（　　） A. 通过光敏电阻的交变电流频率为10Hz B. 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V C. 当照射R的光强增大时，电流表的示数变小 D. 图像上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈平面与中性面垂直 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，原线圈的交流电的周期为 频率 变压器副线圈交流电的频率与原线圈相同，通过光敏电阻的交变电流频率为50Hz。A错误； B．由图乙可知，原线圈的交流电的电压的峰值 原线圈的交流电的电压的有效值 由 得 若的灯丝烧断，则电压表的示数仍为5V。B正确； C．当照射R的光强增大时，的阻值减小，副线圈消耗的功率变大，副线圈中的电流变大，由 原线圈电流增大。电流表的示数变大。C错误； D．图像上对应的0.01s时刻，电压瞬时值为零，发电机中的线圈平面与中性面重合。D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，可自由伸缩的螺线管匝数匝，横截面积，螺线管的电阻，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B方向向右、大小按图乙所示规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R1的电流逐渐增大 B. 通过电阻R2电流方向自左向右 C. 螺线管两端的电压为6V D. 螺线管的长度比无电流时长 【答案】B 【解析】 【详解】AC．根据法拉第电磁感应定律得 根据闭合电路欧姆定律得，电流为 可知通过电阻的电流不变，螺线管两端的电压为 故AC错误； B．由楞次定律可知，通过电阻电流方向自左向右，故B正确； D．螺线管产生的感应磁场使螺线管被压缩，长度比无电流时短，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，正方形线圈abcd共100匝，面积为，电阻不计，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，轴过ad边总长的处，匀强磁场只存在于右侧，磁感应强度大小为，从图示位置开始计时，线圈的转速为，外接一电阻，则电压表的示数为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知 当cd杆在磁场中切割磁感线时，感应电动势的最大值为 当ab杆在磁场中切割磁感线时，感应电动势的最大值为 设全过程电动势的有效值为E，故有 解得 故电压表的示数为。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，在每个小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 下列说法正确的是（ ） A. 照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理 B. 光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C. 在光导纤维内传送图像利用了光的色散 D. 雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的衍射现象 【答案】AB 【解析】 【详解】A．照相机镜头表面的增透膜利用了薄膜干涉原理，故A正确； BC．在光导纤维内传送图像利用了全反射原理，光导纤维的内芯材料的折射率比外套材料的折射率大，故B正确，C错误； D．雨后积水路面漂浮的彩色油膜属于光的干涉现象，故D错误。 故选AB。 10. 两列频率相同、振幅分别为和的横波发生干涉时，某一时刻的图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，关于K、M、N三点的下列说法中正确的是（　　） A. 质点K为振动减弱的点 B. 经过一段时间，质点M、N的位移大小可能相等 C. 质点N的振幅为 D. 由图中时刻再经过周期时，质点M的位移为零 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．质点K为波谷与波谷相遇，是振动加强的点，A错误； BC．M为振动加强点，现在是波峰与波峰相遇，经过一段时间，会出现波谷与波谷相遇，因此M点在上下振动，振幅为12cm，而N点为振动减弱点，总是波峰与波谷相遇，振幅为2cm，某时刻也能出现质点M、N的位移大小相等，B、C正确； D．由图中时刻再经过周期时，两列波的平衡位置恰好都到达M点，因此质点M的合位移为零，D正确。 故选BCD。 11. 如图所示，质量为的小球（视为质点）在、两点间做简谐运动，0点是它振动的平衡位置。若从小球经过0点开始计时，在时刻小球第一次经过O、两点间的点（图中未画出），在时刻小球第二次经过点，已知弹簧振子的周期，其中为小球的质量，为弹簧的劲度系数，取，则下列说法正确的是（　　） A. 弹簧振子的周期为 B. 弹簧的劲度系数为 C. 在时刻，小球第四次经过点 D. O、M两点间的距离为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意，M点到B点的时间为 则 解得 故A正确； B．根据周期 代入数据得 故B错误； C．根据 可知时刻，小球第三次经过M点，故C错误； D．小球做简谐运动，有 时，解得 故D正确。 故选AD。 12. 在倾角为30°的光滑斜面上存在与斜面垂直向上的条状匀强磁场，磁场的宽度为L，两个条状磁场间的距离为L，一质量为m、边长为L的正方形线圈以与斜面底边平行的初速度水平抛出，线框的一组边与磁场边界平行，线圈与斜面、磁场的关系如图乙所示。已知斜面的宽度足够大、斜面足够长和磁场的数量足够多。重力加速度为g，线圈电阻。下列说法中正确的是（　　） A. 线圈刚进磁场时线圈中的电流方向为顺时针方向 B. 线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 C. 线圈最多穿过6个条状磁场区域 D. 线圈产生的热量大于 【答案】AC 【解析】 【详解】A．线圈刚进入磁场时，穿过线圈的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的方向为顺时针，故A正确； B．线圈在进入第一个条状匀强磁场的过程中对线圈水平分析，由动量定理有 其中 代入解得 所以线圈进入磁场或离开磁场过程中安培力的冲量为 所以线圈刚进入第二个条状磁场时的速度为 此时线圈中的电流为 对线圈在水平方向受力分析并结合牛顿第二定律有 联立解得线圈刚进入第二个条状磁场区域时，水平方向的加速度大小为 故B错误； C．由题意可知，线圈每通过一个条状磁场，水平方向动量减小，所以线圈能够穿过条状磁场的个数为 所以线圈最多穿过6个条状磁场区域，故C正确； D．水平方向的速度最终减为0，由功能关系可知，水平方向速度的减小是由于安培力作用的结果，沿斜面方向的运动不产生感应电流，所以线圈产生的热量为 故D错误。 故选AC。 三、实验题：本题共两个小题，13题6分，14题8分，共14分。请将正确的答案填写在答题卡对应的位置上。 13. 小明同学进行“用单摆测定重力加速度”实验。 （1）该同学组装了如下几种实验装置，你认为最合理的装置是_____。 A. B. C. D. （2）为了完成本实验，需要用刻度尺测量摆线的长度，并用游标卡尺测量球的直径，如图所示，摆球的直径________cm；摆球在竖直平面内稳定摆动后，用秒表记录单摆经历次全振动所用的时间。 （3）此单摆的周期________；重力加速度大小________（用、和表示）。 【答案】（1）B （2）1.990 （3） ①. 2.0 ②. 【解析】 【小问1详解】 为了减小误差，摆球应选取质量大、体积小即密度大的铁球，还需要保证摆动过程中摆线的长度不变，应用铁夹夹住细绳。 故选B。 【小问2详解】 摆球的直径 【小问3详解】 [1]此单摆的周期 [2]根据单摆周期公式 可得重力加速度大小 14. 某同学在做测量玻璃的折射率实验时已经画好了部分图，如图甲所示。 （1）作出光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图，并标出玻璃砖中光线的折射角θ2。 （2）经过多次测量作出sinθ1-sinθ2的图像如图乙所示，玻璃砖的折射率为_____（保留3位数字）。 （3）若该同学在确定P4位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把P4位置画的偏左了一些，则测出来的折射率_____（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （4）该同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作无误，则在图中右边的插针应该是_____。 A. P3、P6 B. P3、P8 C. P5、P6 D. P7、P8 【答案】（1） （2）1.49 （3）偏小 （4）C 【解析】 【小问1详解】 光线在玻璃砖中和出射后光线的光路图和玻璃砖中光线的折射角θ2如图所示 【小问2详解】 根据折射定律可得 由图像可得玻璃砖的折射率为 【小问3详解】 若该同学在确定位置时，被旁边同学碰了一下，不小心把位置画的偏左了一些，则P4P3的连线与bb′的交点偏右，测得的折射角θ2偏大，则根据 可知，测出来的折射率偏小； 【小问4详解】 光路图如图所示 根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处向下偏转，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，所以在图中右边的插针应该是P5P6； 故选C。 四、计算题：本题有4个小题，共38分。 15. 半径为R的半球形介质截面如图所示，D为圆心，同一频率的单色光a、b相互平行，从不同位置进入介质，光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°，求： ①介质的折射率； ②光线a、b的射出点O与O′之间的距离。 【答案】①；② 【解析】 【详解】①a光线刚好发生全反射，则 ②b光线折射定律 解得 γ=30° 则O与O′之间的距离 16. 如图所示，是一列沿轴传播的简谐波的图像，实线是时刻的波形，虚线是时刻的波形。 （1）求该列波的传播速度； （2）若这列波的传播速度为，求从时刻起质点运动到波峰的最短时间（结果可用分数表示）。 【答案】（1）若波向右传播，（，，）；若波向左传播，（，，） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图像知，波长为6m；若波向右传播，在1s内传播距离为（，，） 解得波的传播速度为（，，） 若波向左传播，在1s内传播距离为（，，） 解得波的传播速度为（，，） 【小问2详解】 若这列波的传播速度为，根据 可知波向左传播，则从时刻起质点P运动到波峰的最短时间为 又 联立可得 17. 地球是个巨大的磁体，它周围空间存在的磁场叫地磁场，但地磁场看不到，摸不着，但同学们都很好奇。为了研究地磁场，赵老师指导的一个学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”，等效示意图如下。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直。摇动时，转动的铜芯线所围成区域近似半圆，面积为S，转动角速度ω，用电表测得电路中电流I，电路总电阻R。（已知S=5m2，，I=20μA， R=100Ω，取。） （1）求该处地磁场的磁感应强度B； （2）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，求其转过半圈的过程中，通过电流表的电量q； （3）求铜芯线转动100圈过程中，电路产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）铜芯线中产生的是正弦交流电，电流表测量的是电流的有效值，因此，电流的最大值 感应电动势的最大值 又因为感应电动势的最大值 解得 （2）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，求其转过半圈的过程中，根据法拉第电磁感应定律得 根据闭合电路欧姆定律有 根据电流定义式有 解得 （3）铜芯线转动100圈过程经历的时间 电路中产生的焦耳热 解得 18. 如图所示，足够长的光滑水平长直金属导轨放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨平面位于水平面内，匀强磁场的方向与轨道面垂直，轨道宽，将一质量为、电阻为的导体棒垂直静置于导轨上。当开关与接通时，导体棒与电源相连，电源电动势，电源内阻不计；开关与接通时，所接电容器的电容（耐压值足够大）；开关与接通时有足够长的光滑水平长直金属导轨放在磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨平面位于水平面内，匀强磁场的方向与轨道面垂直，轨道宽导轨上有一根静止的导体棒，质量为、电阻。若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，不计导轨的电阻，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好。 （1）若开关始终接，求导体棒开始运动到达到稳定速度的过程中，导体棒的最终速度大小。 （2）若开关先接，当导体棒运动到速度为时立即与接通，求稳定后电容器所带电荷量；（结果保留2位小数） （3）若开关先接，当导体棒运动到速度为时立即与接通，稳定后，求导体棒、各自的速度大小与通过导体棒的电荷量大小。 【答案】（1） （2） （3），， 【解析】 【小问1详解】 开关接时，杆中初始有从流向的电流，由左手定则可以判断出杆受到向右的安培力，初始时杆向右加速；随着杆向右的速度增大，其产生的切割电动势也在逐渐增大，并逐渐与电源电动势相互抵消，因此杆做向右的加速度减小的加速直线运动。当切割电动势大小上等于电源电动势时，杆将不受安培力，一直向右做匀速直线运动。设其最终运动速度为则有 解得 【小问2详解】 设杆稳定时的速度为，此时电容的电压为，通过杆的电荷量与电容带电量相等，均为，稳定时切割电动势与电容电压大小相等并且相互抵消，则有， 对杆使用动量定理 联立可得 由电容器的定义式可知 联立上面所有等式可得 解得， 带入数据解得 【小问3详解】 稳定时，MN与PQ均做匀速直线运动，速度大小分别为与，任意时刻回路中的电流为，通过的总电荷量为，稳定时回路中电流为零，则有 对两杆分别使用动量定理 ， ， 联立上面所有等式可得，， 代入数据解得，， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $