精品解析：福建省厦门市同安第一中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

同安一中20242025学年下学期期中考 高二物理试卷 本卷满分100分，考试时间75分钟 第I卷 选择题 一、单项选择：本题共6小题，每小题3分，共计18分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（　　） A. 皂液膜上的干涉 B. 相机镜头涂有增透膜 C. 圆盘后呈现泊松亮斑 D. 检查平面的平整程度 2. 以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. “探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实时通信 B. “探索一号”与“探索二号”的通信的信息载体属于纵波 C. “奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波 D. “奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体蓝绿光频率都比红光频率高 3. 一发电站采用高电压向外输送电能，输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R，则下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流为 B. 输电线上的电流为 C. 输电线上损失的电压为U D. 输电线上损失的功率为 4. 如图甲所示电路中，L为“，”的灯泡，定值电阻阻值为，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原副线圈的匝数比为，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则（　　） A. 副线圈两端输出的交流电频率为 B. 电流表的示数为 C. 增大光照强度，电压表示数变小 D. 增大光照强度，灯泡变暗 5. 如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为，以磁场区左边界为轴建立坐标系，磁场区在轴方向足够长，在轴方向宽度均为。矩形导线框的边与轴重合，边长为。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直。以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流与线框移动距离的关系图像正确的是图中的（　　） A. B. C. D. 6. 如图甲所示，细导线绕制的螺线管匝数匝，横截面积，导线电阻，电阻点接地，磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻的电流方向是从A到 B. 感应电流的大小保持不变为 C. 电阻的电压为 D. 点的电势为 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共计24分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。 7. 关于下列教材中几幅图片说法正确的是（　　） A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引 B. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹 C. 图丙麦克斯韦速率分布规律图中，①对应的温度大于②对应的温度 D. 图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定大于玻璃板的重力 8. 下列装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（　　） A. 甲图为回旋加速器，粒子可以从电场中获得能量 B. 乙图为磁流体发电机，可判断出A、B极板的正对面积越大两极板间的电势差越大 C. 丙图为质谱仪，打到照相底片D点的带电粒子距离射入点越远，粒子比荷越大 D. 丁图为速度选择器，电子和质子的速度符合要求时均可以从左侧沿直线运动到右侧 9. 为了测量储液罐中不导电液体的液面高度，设计装置如图所示。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储液罐中，电容可通过开关与线圈或电源相连。当开关从拨到时，由线圈与电容构成的回路中产生振荡电流，振荡电流的频率，通过测量振荡频率可知储液罐内的液面高度。则下列说法正确的是（　　） A. 当储液罐内的液面高度升高时，电容变大 B. 当储液罐内的液面高度升高时，回路中振荡电流的频率变大 C. 开关拨到之后，振荡电流的振幅和频率始终保持不变 D. 当开关从拨到瞬间，电容器两极板的电荷量最大，线圈中磁场能最小 10. 如图所示，水平光滑的形导体框间距为，右端连接一阻值为的电阻，质量为、长为、电阻为的导体棒垂直静置于导体框上，并与之接触良好。整个装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为，不计导体框电阻。棒受水平向左的恒定外力从静止开始运动，运动距离为时棒速度刚好稳定，下列说法正确的是（　　） A. 棒稳定时速度为 B. 稳定时棒两端电压等于 C. 从开始到刚好稳定时通过电阻的电荷量 D. 从开始到刚好稳定经历时间为 三、填空题（共18分） 11. 如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成____________（选填“正比”或“反比”）；由图可知T1____________（选填“＞”“＝”或“＜”）T2。 12. 电磁流量计是测量导电液体流量的一种仪器。如图所示，上下为两磁极，其中的磁场可视为匀强磁场，当含有正、负离子的导电液体沿测量管向外运动时，________（填“左右”或“上下”）两侧管壁会出现电势差。设液体流动速度为，管的直径为，磁感应强度为，稳定后管壁间的电势差为，则管中导电液体的流量________。 13. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。 （1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______； A． B． C． D． （2）关于本实验，下列说法正确的有______； A．铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，提高变压器效率 B．变压器正常工作时，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 C．实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关 （3）实验小组选择的原线圈匝数为400匝，副线圈匝数为800匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“”挡位，测得副线圈的电压为，其原因可能是学生电源实际输出电压______（选填“大于”或“小于”）标注的“”。 14. 图甲为某水果加工厂的苹果自动分拣装置示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中为半导体薄膜压力传感器，托盘置于上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻不计，取重力加速度大小。 （1）当较小的苹果通过托盘秤时，所受的压力较小，此时的电阻_____（选填“较大”或“较小”）； （2）现以为标准质量将苹果分拣开，电阻箱的阻值应调为_____，质量大于的大果将通过_____（填“上通道”或“下通道”）， （3）下列情况能提高分拣标准质量的是_____ A. 调节变小 B. 增大电源电动势 C. 增加电磁铁线圈匝数 D. 电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大 四、计算题（共40分，请写出必要的公式和文字说明，只有结果不给分） 15. 如图所示，在Oxy平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的半圆形匀强磁场区域，半圆与x轴相切于M点，与y轴相切于N点，直线边界与x轴平行，磁场方向垂直于纸面向里。在第一象限存在沿+x方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带负电粒子质量为m，电荷量为q，从M点以速度v沿+y方向进入第一象限，正好能沿直线匀速穿过半圆区域。不计粒子重力。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）若仅有磁场，改变粒子入射速度的大小，粒子能够到达x轴上P点，M、P的距离为，求粒子在磁场中运动的时间t1。 16. 推动绿色转型，发展绿色低碳产业，积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”，牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念.草原上具有丰富的风能，因此草原上的风力发电具有广阔的前景.如图甲所示为风力发电的简易图，通过变速箱，转轴的转速能达到扇叶转速的5倍，转轴带动线框以恒定的转速在匀强磁场中做匀速圆周运动，已知线框的匝数匝、线框的面积，磁场的磁感应强度大小，结果线框能从a、b间输出的电压，且该电压输入升压变压器的原线圈，如图乙所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为，并通过电阻的输电线向用户送电，到达用户端时通过匝数比的降压变压器为额定电压、额定功率的用电器供电.求： （1）扇叶的转速； （2）的值； （3）远距离输电的输电效率（结果保留三位有效数字）. 17. 如图所示，在相距一定距离的高低两处，有两段水平放置、间距均为的光滑平行金属导轨，两段导轨的水平部分都存在方向竖直向下、大小为的匀强磁场。上方导轨的左端连有一个充满电荷的电容器（极板带电情况如图中所示），导体棒垂直于导轨静止放置。下方导轨由一段圆弧部分与一段足够长的水平部分平滑连接组成，圆弧段导轨所对圆心角，半径为；在导轨的水平段上距离圆弧轨道最低处足够远处静止放置另一导体棒。某时刻闭合上方导轨连接的开关S，导体棒从上方导轨末端电磁弹射飞出，棒恰好从下方导轨的左端最高处处以速度大小为切入圆弧导轨。导体棒的质量，电阻；导体棒的质量，电阻；其余轨道电阻不计，导体棒与导轨始终保持垂直且接触良好，重力加速度为取，。求： （1）闭合开关S后，导体棒从上方轨道弹射水平飞出时速度； （2）闭合开关S后，在上方水平轨道弹射过程，通过导体棒的电荷量； （3）导体棒在下方导轨上运动过程中，回路中产生的热量； （4）导体棒进入下方磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 同安一中20242025学年下学期期中考 高二物理试卷 本卷满分100分，考试时间75分钟 第I卷 选择题 一、单项选择：本题共6小题，每小题3分，共计18分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 下列四种情形中，与其余三种所涉及的光学原理不同的是（　　） A. 皂液膜上的干涉 B. 相机镜头涂有增透膜 C. 圆盘后呈现泊松亮斑 D. 检查平面的平整程度 【答案】C 【解析】 【详解】ABD.皂液膜上的干涉、相机镜头涂有增透膜、检查平面的平整程度都是利用光的干涉，故ABD不符合题意； C.圆盘后呈现泊松亮斑是光的衍射现象，故C符合题意。 故选C。 2. 以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. “探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实时通信 B. “探索一号”与“探索二号”的通信的信息载体属于纵波 C. “奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波 D. “奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体蓝绿光频率都比红光频率高 【答案】D 【解析】 【详解】A．机械波需要介质传播，“探索一号”与通信卫星的实时通信时没有传播的介质，只能用电磁波传播，故A错误； B．“探索一号”与“探索二号”的通信时利用电磁波作为载体传递信息，而电磁波属于横波，故B错误； C．“奋斗者”号与“探索一号”通信时利用声波作为载体传递信息，而声波属于纵波，故C错误； D．根据电磁波谱可知，蓝绿光频率都比红光频率高，故D正确。 故选D。 3. 一发电站采用高电压向外输送电能，输送的总功率为P，输电电压为U，输电导线的总电阻为R，则下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流为 B. 输电线上的电流为 C. 输电线上损失的电压为U D. 输电线上损失的功率为 【答案】B 【解析】 【详解】AB. 输电线上的电流为. 当U是导线上损失的电压，可以用电流 而本题中电压U为输电电压，不是导线上的损失电压，故A错误，B正确； C. 因U为输电电压，不是输电线上损失的电压，故C错误； D．因U为输电电压，不是加在导线两端的电压，故不能用公式 计算输电线上损失的功率，故D错误。 故B正确。 4. 如图甲所示电路中，L为“，”的灯泡，定值电阻阻值为，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原副线圈的匝数比为，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则（　　） A. 副线圈两端输出的交流电频率为 B. 电流表的示数为 C. 增大光照强度，电压表示数变小 D. 增大光照强度，灯泡变暗 【答案】D 【解析】 【详解】A．交流电的周期，所以频率，故A错误； B．由线圈匝数比可知副线圈两端的输出电压有效值为；灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为6V，所以定值电阻两端的电压最大值为，流过的电流为 由匝数比可知原线圈的电流为： 故B错误； CD．副线圈两端的输出电压是不变的；增大光照强度，则光敏电阻的阻值减小，与之并联的灯泡两端电压降低，灯泡变暗；故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，两个相邻的有界匀强磁场区，方向相反，且垂直纸面，磁感应强度的大小均为，以磁场区左边界为轴建立坐标系，磁场区在轴方向足够长，在轴方向宽度均为。矩形导线框的边与轴重合，边长为。线框从图示位置水平向右匀速穿过两磁场区域，且线框平面始终保持与磁场垂直。以逆时针方向为电流的正方向，线框中感应电流与线框移动距离的关系图像正确的是图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设AB边和CD边长为L，匀速运动的速度大小为，线框的总电阻为，由法拉第电磁感应定律知每个边切割磁感线产生的感应电动势都为，由欧姆定律有 线框进入磁场过程中，当，CD边切割磁感线，感应电流，方向逆时针 当，AB边和CD边同时切割磁感线，感应电流，方向顺时针 当，AB边切割磁感线，感应电流，方向逆时针。 故选C。 6. 如图甲所示，细导线绕制的螺线管匝数匝，横截面积，导线电阻，电阻点接地，磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻的电流方向是从A到 B. 感应电流的大小保持不变为 C. 电阻的电压为 D. 点的电势为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，通过电阻的电流方向是从C到A，故A错误； B．感应电动势 感应电流的大小保持不变为 故B正确； C．电阻的电压为UR=IR=4.8V 故C错误； D．因为UCA=UR=4.8V A点的电势为零，则点的电势为，故D错误。 故选B。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共计24分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得6分，选对不全得3分，错选或不答的得0分。 7. 关于下列教材中几幅图片说法正确的是（　　） A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引 B. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹 C. 图丙麦克斯韦速率分布规律图中，①对应的温度大于②对应的温度 D. 图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定大于玻璃板的重力 【答案】CD 【解析】 【详解】A．扩散现象，是两种不同物质分子热运动引起的，不是分子间相互吸引，故A错误； B．图中的折线是固体小颗粒在不同时刻的位置的连线，不是固体颗粒的运动轨迹，故B错误； C．因为随着温度的升高，峰值向速率大的方向移动，所以①对应的温度大于②对应的温度，故C正确； D．玻璃接触水面时，水分子与玻璃分子距离较近，分子间表现为引力，玻璃板被拉起时要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，故D正确。 故选CD。 8. 下列装置中都涉及到磁场的具体应用，关于这些装置的说法正确的是（　　） A. 甲图为回旋加速器，粒子可以从电场中获得能量 B. 乙图为磁流体发电机，可判断出A、B极板的正对面积越大两极板间的电势差越大 C. 丙图为质谱仪，打到照相底片D点的带电粒子距离射入点越远，粒子比荷越大 D. 丁图为速度选择器，电子和质子的速度符合要求时均可以从左侧沿直线运动到右侧 【答案】AD 【解析】 【详解】A．粒子每次通过D形盒间的空隙时，电场力做正功，动能增加，所以粒子从电场中获得能量，而通过磁场时，洛伦兹力不做功，在磁场中无法获得能量，故A正确； B．当带电粒子在两极板间所受电场力和洛伦兹力等大反向时将匀速直线运动，两极板的电势差达到稳定，此时 解得 所以，两极板间的电势差与两极板的正对面积无关，故B错误； C．带电粒子进入磁场的动能 带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力 解得 距越远，即半径越大，粒子比荷越小，故C错误； D．电子所受电场力竖直向上，洛伦兹力竖直向下；质子所受电场力竖直向下，洛伦兹力竖直向上，两者都是只需满足电场力和洛伦兹力等大即可，根据 解得 故D正确。 故选AD。 9. 为了测量储液罐中不导电液体的液面高度，设计装置如图所示。将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容置于储液罐中，电容可通过开关与线圈或电源相连。当开关从拨到时，由线圈与电容构成的回路中产生振荡电流，振荡电流的频率，通过测量振荡频率可知储液罐内的液面高度。则下列说法正确的是（　　） A. 当储液罐内的液面高度升高时，电容变大 B. 当储液罐内的液面高度升高时，回路中振荡电流的频率变大 C. 开关拨到之后，振荡电流的振幅和频率始终保持不变 D. 当开关从拨到瞬间，电容器两极板的电荷量最大，线圈中磁场能最小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当储液罐内的液面高度升高时，介电质常数增大，根据电容的决定式可知，电容变大，故A正确； B．当储液罐内的液面高度升高时，电容器的电容增大，根据可知，回路中振荡电流的频率变小，故B错误； C．开关拨到b之后，振荡电流的振幅会越来越小，随着储液罐内的液面高度的变化，频率会发生变化，故C错误； D．当开关从a拨到b瞬间，电容器两极板的电荷量最大，流过线圈L中的电流最小，磁场能最小，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，水平光滑的形导体框间距为，右端连接一阻值为的电阻，质量为、长为、电阻为的导体棒垂直静置于导体框上，并与之接触良好。整个装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度大小为，不计导体框电阻。棒受水平向左的恒定外力从静止开始运动，运动距离为时棒速度刚好稳定，下列说法正确的是（　　） A. 棒稳定时速度为 B. 稳定时棒两端电压等于 C. 从开始到刚好稳定时通过电阻的电荷量 D. 从开始到刚好稳定经历时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题设条件，导体棒连入电路的电阻为R，当达到最大速度时，根据平衡条件有 解得最大速度为 故A错误； B．当导体棒的速度达到稳定时，此时棒相当于电源，所以棒两端电压 故B正确； C．根据电荷量的公式可得 故C错误； D．以水平向右为正方向，导体棒开始运动到刚好达到最大速度的过程，由动量定理 其中 联立解得所用时间为 故D正确。 故选BD。 三、填空题（共18分） 11. 如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成____________（选填“正比”或“反比”）；由图可知T1____________（选填“＞”“＝”或“＜”）T2。 【答案】 ①. 反比 ②. ＜ 【解析】 【详解】[1]一定质量的气体的等温线为双曲线的一支，由等温线的物理意义可知，压强与体积成反比； [2]对于一定质量的气体，温度越高，等温线离坐标原点的位置就越远，所以 12. 电磁流量计是测量导电液体流量的一种仪器。如图所示，上下为两磁极，其中的磁场可视为匀强磁场，当含有正、负离子的导电液体沿测量管向外运动时，________（填“左右”或“上下”）两侧管壁会出现电势差。设液体流动速度为，管的直径为，磁感应强度为，稳定后管壁间的电势差为，则管中导电液体的流量________。 【答案】 ①. 左右 ②. 或者 【解析】 【详解】[1]根据左手定则可知，正、负离子会向左右偏转所以，所以左右两侧管壁会出现电势差； [2]导电液体的流量为 或者由 求出 再利用 13. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。 （1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______； A． B． C． D． （2）关于本实验，下列说法正确的有______； A．铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，提高变压器效率 B．变压器正常工作时，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 C．实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关 （3）实验小组选择的原线圈匝数为400匝，副线圈匝数为800匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“”挡位，测得副线圈的电压为，其原因可能是学生电源实际输出电压______（选填“大于”或“小于”）标注的“”。 【答案】 ①. AD##DA ②. AC##CA ③. 大于 【解析】 【详解】（1）[1]AB．实验中变压器原线圈需要输入交流电压，而干电池只能输出恒定直流电压，学生电源可以输出交流电压，故A符合题意，B不符合题意； CD．实验中变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 （2）[2]A．铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，提高变压器效率，A正确； B．互感现象是变压器的工作基础，电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，因此变压器是通过铁芯传导磁路将电能从原线圈传递到副线圈，故B错误； C．实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关，防止因断开开关时线圈产生大的自感电动势烧毁电表，C正确。 故选AC； （3）[3]根据 可知原线圈接学生电源的正弦交流输出端“”挡位，副线圈电压应为，测得副线圈的电压为，其原因可能是学生电源实际输出电压大于标注的“”。 14. 图甲为某水果加工厂的苹果自动分拣装置示意图。该装置把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。装置中为半导体薄膜压力传感器，托盘置于上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对产生压力，半导体薄膜压力传感器的阻值随压力变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱两端电压时控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻不计，取重力加速度大小。 （1）当较小的苹果通过托盘秤时，所受的压力较小，此时的电阻_____（选填“较大”或“较小”）； （2）现以为标准质量将苹果分拣开，电阻箱的阻值应调为_____，质量大于的大果将通过_____（填“上通道”或“下通道”）， （3）下列情况能提高分拣标准质量的是_____ A. 调节变小 B. 增大电源电动势 C. 增加电磁铁线圈匝数 D. 电源使用一段时间后，电动势几乎不变，内阻变大 【答案】（1）较大 （2） ①. ②. 下通道 （3）AD 【解析】 【小问1详解】 苹果通过托盘时，质量较小的苹果托盘对R1的压力较小，根据图乙可知，R1的阻值较大； 【小问2详解】 [1]以为标准质量将苹果分拣开，则当苹果重力为 电磁铁接通，此时电阻箱两端电压为3V，根据分压原理可知，两端电压为 串联电路电压和电阻成正比，所以此时阻值为的2倍，根据图乙可知，此时 则 [2]质量大于的大果对传感器压力增大，传感器阻值变小，分压变大，电磁铁接通，则大果将通过下通道。 【小问3详解】 A．根据 调节变小，则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小，根据图乙可知，对应压力变大，可以提高分拣标准质量，故A正确； B．增大电源电动势， 则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏大，分拣标准质量减小，故B错误； C．增加电磁铁线圈匝数与分压无关，不影响分拣标准质量，故C错误； D．若电源内阻r增大，电动势不变，根据 可知内阻r增大，则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小，需要的压力偏大，即分拣标准质量将会偏大，故D正确。 故选AD。 四、计算题（共40分，请写出必要的公式和文字说明，只有结果不给分） 15. 如图所示，在Oxy平面直角坐标系的第一象限内，存在半径为R的半圆形匀强磁场区域，半圆与x轴相切于M点，与y轴相切于N点，直线边界与x轴平行，磁场方向垂直于纸面向里。在第一象限存在沿+x方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带负电粒子质量为m，电荷量为q，从M点以速度v沿+y方向进入第一象限，正好能沿直线匀速穿过半圆区域。不计粒子重力。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）若仅有磁场，改变粒子入射速度的大小，粒子能够到达x轴上P点，M、P的距离为，求粒子在磁场中运动的时间t1。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，由于一带负电粒子能沿直线匀速穿过半圆区域，由平衡条件有 解得 【小问2详解】 根据题意，设粒子入射速度为v0，则有， 可得 画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系可得 解得 则轨迹所对圆心角为120°，则粒子在磁场中运动的时间 16. 推动绿色转型，发展绿色低碳产业，积极稳妥推进“碳达峰”“碳中和”，牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念.草原上具有丰富的风能，因此草原上的风力发电具有广阔的前景.如图甲所示为风力发电的简易图，通过变速箱，转轴的转速能达到扇叶转速的5倍，转轴带动线框以恒定的转速在匀强磁场中做匀速圆周运动，已知线框的匝数匝、线框的面积，磁场的磁感应强度大小，结果线框能从a、b间输出的电压，且该电压输入升压变压器的原线圈，如图乙所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为，并通过电阻的输电线向用户送电，到达用户端时通过匝数比的降压变压器为额定电压、额定功率的用电器供电.求： （1）扇叶的转速； （2）的值； （3）远距离输电的输电效率（结果保留三位有效数字）. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）输入升压变压器原线圈的电压为，则风力发电产生感应电动势的最大值为 设转轴的转速为，则由题意 解得 结合题意可知扇叶的转速为 （2）由题意可知，降压变压器副线圈的电流为 由变压器的工作原理 得降压变压器原线圈的电压为 由 得 输电线上损失的电压为 升压变压器副线圈的输出电压为 则由 可知升压变压器原、副线圈的匝数比为 （3）输电线上损失的功率为 用户得到的电功率为 发电机的输出功率为 远距离输电的效率为 代入数据解得 17. 如图所示，在相距一定距离的高低两处，有两段水平放置、间距均为的光滑平行金属导轨，两段导轨的水平部分都存在方向竖直向下、大小为的匀强磁场。上方导轨的左端连有一个充满电荷的电容器（极板带电情况如图中所示），导体棒垂直于导轨静止放置。下方导轨由一段圆弧部分与一段足够长的水平部分平滑连接组成，圆弧段导轨所对圆心角，半径为；在导轨的水平段上距离圆弧轨道最低处足够远处静止放置另一导体棒。某时刻闭合上方导轨连接的开关S，导体棒从上方导轨末端电磁弹射飞出，棒恰好从下方导轨的左端最高处处以速度大小为切入圆弧导轨。导体棒的质量，电阻；导体棒的质量，电阻；其余轨道电阻不计，导体棒与导轨始终保持垂直且接触良好，重力加速度为取，。求： （1）闭合开关S后，导体棒从上方轨道弹射水平飞出时速度； （2）闭合开关S后，在上方水平轨道弹射过程，通过导体棒的电荷量； （3）导体棒在下方导轨上运动过程中，回路中产生的热量； （4）导体棒进入下方磁场后，其加速度为其最大加速度的一半时的速度大小。 【答案】（1）1.2m/s （2）1.2C （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 ab弹射飞出做平抛运动，由于棒恰好从下方导轨的左端最高处处切入圆弧导轨，则有 解得 【小问2详解】 ab在上方水平轨道弹射过程，根据动量定理有 根据电流的定义式有 解得 【小问3详解】 ab从过程，根据动能定理有 解得 ab在下方水平轨道上运动过程，对ab、cd构成的系统进行分析，根据动量守恒定律有 该过程回路产生的热量 解得 【小问4详解】 ab刚刚进入下方磁场时加速度最大，此时的感应电动势 此时的感应电流 对ab进行分析，根据牛顿第二定律有 经过时间t，ab的加速度为最大加速度的一半，令此时ab、cd的速度分别为、，则此时回路的感应电动势 此时的感应电流 对ab进行分析，根据牛顿第二定律有 对ab、cd构成的系统进行分析，根据动量守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $