精品解析：安徽省蚌埠市A层高中2024-2025学年高二下学期5月期中联考物理试题

2024-2025学年第二学期蚌埠市A层高中第六次联考 高二物理试卷 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分） 1. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，则此时（　　） A. 电流流向沿a到b B. 电容器所带的电荷量正在逐渐减少 C. 极板间的电场强度正在逐渐增大 D. 磁场能正在逐渐增加 2. 将可以当由转动小磁针平行于地表放在赤道上，当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线，并且电流方向自北向南，稳定静止时小磁针的指向可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）（　　） A. B. C. D. 3. 将一段通电直导线abc从中点b折成120°，分别放在图甲、乙所示的匀强磁场中，导线中电流大小保持不变。图甲中导线所在平面与磁场的磁感线平行，图乙中导线所在平面与磁场的磁感线垂直，若两图中磁场的磁感应强度大小相等，则甲、乙两图中导线所受的安培力大小的比值为（　　） A. 1 B. C. D. 4. 如图所示，质量为m的带电小物块从半径为R的固定绝缘光滑半圆槽顶点A由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg 5. 如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴匀速转动。已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量与时间t的关系如图乙所示。则下列说法不正确的是（　　） A. 时刻，线框平面与中性面垂直 B. 感应电流有效值为 C. 到过程中，线框中平均感应电动势为 D. 线框转动一周，线框中产生的热量为 6. 如图甲所示，矩形导线框abcd的一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，设磁场垂直纸面向外为正方向，线圈中感应电流i以顺时针为正方向，ad边受到的安培力F以水平向右为正方向，则关于i、F随t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，一根足够长的空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，强磁铁不会做自由落体运动，而是非常缓慢地穿过铜管，在铜管内下落时的最大速度为，重力加速度为。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂，但我们不需要求解，却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析，强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（　　） A. 若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动 B. 图甲中，强磁铁受到铜管的作用力先向上后向下 C. 图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率要小于 D. 如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度 8. 如图甲所示，一固定竖直倒放“ U”形足够长金属导轨的上端接一定值电阻R，整个装置处于方向垂直轨道平面向里的匀强磁场中，现将一质量为 m的金属棒从距电阻R足够远的导轨上某处，以大小为的初动量竖直向上抛出，金属棒的动量随时间变化的图像如图乙所示（图中的虚线为图像渐近线）。整个过程中金属棒与导轨接触良好且保持垂直，不计空气阻力及金属棒和导轨电阻，重力加速度大小为。关于此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 时刻金属棒的加速度为零 B. 金属棒的最大加速度大小为3g C. 金属棒上升过程安培力冲量大小为 D. 金属棒上升过程定值电阻产生的焦耳热大于 二、多选题（本题共2小题，每题5分，共10分，漏选得3分，错选不得分） 9. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以某一速度射入电场强度大小为E、方向竖直向上的匀强电场与磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场叠加的区域。粒子还受到阻力作用（k为已知常数，v为粒子的瞬时速度）。已知粒子在该区域恰做直线运动。不计粒子重力，则该粒子（　　） A. 一定做匀速直线运动 B. 入射速度的大小一定为 C. 入射速度的方向可以与纸面不平行 D. 入射速度的方向与电场方向的夹角一定满足 10. 如图（a）所示，相距较远的两物体A、B放在光滑水平面上，物体B左端固定一轻弹簧并处于静止状态，物体A以速度沿A、B连线向B物体运动。时，物体A与轻弹簧接触（不粘连），此后的一段时间内，两物体的速度v与时间t的关系如图（b）所示。已知时间内，物体B运动的距离为，物体A的质量为m，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物体B的质量为3m B. 物体A与轻弹簧分离时，物体B的速度为 C. 时间内，物体A运动的距离为 D. 物体A与轻弹簧接触的过程中，两物体A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒 三、实验题（本题共8空，每空2分，共16分） 11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 （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. 演绎法 D. 理想实验法 （2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是__________。 A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 （3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为__________。 A. B. C. D. （4）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当__________时，R获得的功率最大。 12. 在“测量玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 （1）甲同学接下来要完成的必要步骤有______； A. 插上大头针，使仅挡住的像 B. 插上大头针，使挡住的像和的像 C. 插上大头针，使仅挡住 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （2）下列哪些措施能够有效提高实验精确程度______； A. 选用前后两光学表面间距适当大些的玻璃砖 B. 选用前后两光学表面平行的玻璃砖 C. 玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些 D. 选用粗的大头针完成实验 （3）乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，若其他操作正确，则他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）； （4）如图丙所示，丙同学以入射点为圆心，以长度为半径画圆，与入射线交于点，与玻璃中折射线交于点，过、点分别向法线作垂线交于、点，量得，，则他测得该玻璃的折射率为______。 四、解答题（第13题12分，第14题14分，第15题16分，共42分） 13. 如图所示，在平面直角坐标系第一象限中有一半径为的半圆弧，此半圆弧的圆心的坐标为（0，），打到半圆弧的所有带电粒子均能被半圆弧吸收。轴右侧半圆弧以外的区域存在着垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，一位于坐标原点的粒子源，可以沿轴正方向射出比荷为、不同速度大小的某种正粒子，不计粒子重力，若射出的粒子全部被半圆弧吸收，求； （1）粒子源射出粒子速度的最小值和最大值； （2）粒子在磁场区域中运动的最短时间。 14. 如图甲所示，半径的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，端点为轨道的最低点。在圆弧轨道圆心的正上方点右侧有一固定的水平轨道，水平轨道与倾角的固定粗糙斜面轨道平滑相接（物体通过时没有能量损失），斜面上点距斜面底端的距离。现有质量分别为的物块、B静置于水平轨道上，且物块的右侧水平轨道光滑，左侧水平轨道粗糙。物块、B中间夹有少量炸药，炸药突然爆炸，爆炸后物块在水平轨道上运动的速度与时间的关系图像如图乙所示，物块A从点离开轨道，刚好能从点切入圆弧轨道做圆周运动。已知物块A与左侧水平轨道和物块B与斜面轨道间的动摩擦因数相同，、B均可视为质点，。求： （1）物块A与左侧水平轨道间的动摩擦因数； （2）若从物块B运动到斜面轨道底端时开始计时，经多长时间沿斜面向上通过点。 15. 如图所示，间距的平行竖直虚线将空间分成多个区域，区域内依次存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，无磁场，……，匀强磁场的磁感应强度大小均为。质量、边长、阻值的均匀导体框在竖直面内以初速度水平进入磁场区域，重力加速度取，导体框运动过程中不翻转，且导体框的边始终沿竖直方向，求： （1）导体框的边刚进入第一个磁场区域的瞬间，边两端电势差的大小； （2）导体框的边刚进入第一个磁场区域的瞬间，导体框的加速度大小； （3）导体框从开始运动到水平速度减为零的过程中，水平方向运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第二学期蚌埠市A层高中第六次联考 高二物理试卷 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题（本题共8小题，每题4分，共32分） 1. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，则此时（　　） A. 电流流向沿a到b B. 电容器所带的电荷量正在逐渐减少 C. 极板间的电场强度正在逐渐增大 D. 磁场能正在逐渐增加 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据安培定则，可知电流流向沿b到a，电容器上极板带正电，电容器正在充电，电容器所带的电荷量正在增加，AB错误； CD．电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，电场增强，极板间的电场强度正在逐渐增大，C正确，D错误； 故选C。 2. 将可以当由转动的小磁针平行于地表放在赤道上，当在小磁针正上方放置一根南北方向的通电直导线，并且电流方向自北向南，稳定静止时小磁针的指向可能正确的是（黑色一端代表小磁针的N极）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】地磁场方向由南向北，故只在地磁场作用下，小磁针的N极指向北极，当直导线中通以方向由北向南的电流时，在直导线下方会产生由西向东的磁场，则小磁针的N极将由北向东偏转。 故选A。 3. 将一段通电直导线abc从中点b折成120°，分别放在图甲、乙所示的匀强磁场中，导线中电流大小保持不变。图甲中导线所在平面与磁场的磁感线平行，图乙中导线所在平面与磁场的磁感线垂直，若两图中磁场的磁感应强度大小相等，则甲、乙两图中导线所受的安培力大小的比值为（　　） A. 1 B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设导线的总长为，通过导线的电流为，图甲中导线受到的安培力大小为 图乙中导线受到的安培力的大小为 根据题意 则有 故选C。 4. 如图所示，质量为m的带电小物块从半径为R的固定绝缘光滑半圆槽顶点A由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg 【答案】C 【解析】 详解】物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，由 解得 物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，此时物块受到向上的洛伦兹力 物块第二次经过圆槽最低点时，物块在半圆槽内做往复运动，此时物块受到向下的洛伦兹力 联立解得 故选C。 5. 如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴匀速转动。已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量与时间t的关系如图乙所示。则下列说法不正确的是（　　） A. 时刻，线框平面与中性面垂直 B. 感应电流的有效值为 C. 到过程中，线框中平均感应电动势为 D. 线框转动一周，线框中产生的热量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知在时刻，回路的磁通量为零，所以线圈平面与中性面垂直，故A正确，不符合题意； B．线圈转动的角速度大小为 感应电动势的最大值为 则感应电流的最大值为 感应电流的有效值为 整理可得 故B正确，不符合题意； C．到过程中，磁通量变化量的绝对值为 所以这段时间内感应电动势的平均值为 故C错误，符合题意； D．线框转动一周产生的热量为 解得 故D正确，不符合题意。 故选C。 6. 如图甲所示，矩形导线框abcd的一半面积置于垂直纸面的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，设磁场垂直纸面向外为正方向，线圈中感应电流i以顺时针为正方向，ad边受到的安培力F以水平向右为正方向，则关于i、F随t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图乙可知，在0~1s内，穿过线圈的磁通量垂直纸面向外且均匀增大，根据法拉第电磁感应定律可知产生恒定的感应电流，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针（正方向），同理，在1~3s内，感应电流恒定，沿逆时针方向（负方向），在3~4s内，感应电流恒定，沿顺时针方向（正方向），故AB错误； CD．在0~1s内，ad边的电流方向为d→a，根据左手定则可知，安培力的方向为水平向右（正方向），根据安培力公式，其中I恒定不变，B随t均匀增大，则F随t均匀增大；同理，在1~2s内，安培力水平向左且均匀减小，在2~3s内，安培力水平向右且均匀增大，在3~4s内，安培力水平向左且均匀减小，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，一根足够长空心铜管竖直放置，将一枚横截面直径略小于铜管内径、质量为的圆柱形强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁与铜管内壁的摩擦和空气阻力可以忽略，强磁铁不会做自由落体运动，而是非常缓慢地穿过铜管，在铜管内下落时的最大速度为，重力加速度为。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流，涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂，但我们不需要求解，却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析，强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，下列分析正确的是（　　） A. 若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，还将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，发现强磁铁做自由落体运动 B. 图甲中，强磁铁受到铜管的作用力先向上后向下 C. 图甲中，强磁铁达到最大速度后，铜管的热功率要小于 D. 如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为的绝缘橡胶块，则强磁铁下落的最大速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．图甲中，涡流的磁场对强磁铁有阻碍作用，即强磁铁始终受到向上的磁场力作用；若把空心铜管切开一条竖直狭缝，如图乙所示，此时铜管内仍然会形成涡流，所以将强磁铁从铜管上端管口处由静止释放，强磁铁做的不是自由落体运动，故AB错； C．图甲中，强磁铁达到最大速度后，做匀速运动，在匀速下落的过程中，可以认为减少的重力势能全部转化为热量，则 可得，铜管的热功率为 故C错误； D．由于强磁铁下落过程中铜管中的感应电动势大小E与强磁铁下落的速度v成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻R是恒定的。可知任一时刻的热功率为 则 强磁铁在匀速下落时，有 可得 所以，强磁铁下落的最大速度为 故D正确。 故选D。 8. 如图甲所示，一固定竖直倒放的“ U”形足够长金属导轨的上端接一定值电阻R，整个装置处于方向垂直轨道平面向里的匀强磁场中，现将一质量为 m的金属棒从距电阻R足够远的导轨上某处，以大小为的初动量竖直向上抛出，金属棒的动量随时间变化的图像如图乙所示（图中的虚线为图像渐近线）。整个过程中金属棒与导轨接触良好且保持垂直，不计空气阻力及金属棒和导轨电阻，重力加速度大小为。关于此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 时刻金属棒的加速度为零 B. 金属棒的最大加速度大小为3g C. 金属棒上升过程安培力的冲量大小为 D. 金属棒上升过程定值电阻产生的焦耳热大于 【答案】B 【解析】 【详解】A． 时刻金属棒的速度为零，则电路中感应电动势为零，金属棒所受安培力为零，则金属棒仅受重力作用，加速度为 g ，故A错误； B．金属棒在运动中切割磁感线， 又 联立可得 由图可知金属棒向下运动动量大小为  时 解得 此时斜率为零，故合外力为零，金属棒所受安培力竖直向上，与安培力等大反向，故 在  时，金属棒向上运动的速度最大，所受向下的安培力最大，设 解得金属棒向上运动的最大速度 故金属棒受向下最大的安培力大小为 金属棒的最大加速度大小为 故B正确； C．设金属棒上升过程安培力的冲量大小为 I ，对金属棒利用动量定理得 解得金属棒上升过程安培力的冲量大小为 故C错误； D．金属棒的初动能为 金属棒上升过程由动能定理可知 金属棒上升过程克服安培力所做的功等于定值电阻产生的焦耳热，小于  ，故D错误。 故选B 二、多选题（本题共2小题，每题5分，共10分，漏选得3分，错选不得分） 9. 如图所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以某一速度射入电场强度大小为E、方向竖直向上的匀强电场与磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场叠加的区域。粒子还受到阻力作用（k为已知常数，v为粒子的瞬时速度）。已知粒子在该区域恰做直线运动。不计粒子重力，则该粒子（　　） A. 一定做匀速直线运动 B. 入射速度的大小一定为 C. 入射速度的方向可以与纸面不平行 D. 入射速度的方向与电场方向的夹角一定满足 【答案】AD 【解析】 【详解】A．假设粒子做变速直线运动，在与速度垂直方向上的洛伦兹力大小就会改变，受力不能保持平衡，速度方向就会发生改变，不能维持直线运动，故粒子一定做匀速直线运动，故A正确； B．根据平衡条件 解得入射速度的大小为 故B错误； C．若速度方向与纸面不平行，速度在垂直于纸面方向上有分速度，粒子在垂直于纸面方向受到阻力做减速运动，与粒子一定做匀速直线运动相矛盾，故C错误； D．根据几何关系可知 故D正确。 故选AD。 10. 如图（a）所示，相距较远的两物体A、B放在光滑水平面上，物体B左端固定一轻弹簧并处于静止状态，物体A以速度沿A、B连线向B物体运动。时，物体A与轻弹簧接触（不粘连），此后的一段时间内，两物体的速度v与时间t的关系如图（b）所示。已知时间内，物体B运动的距离为，物体A的质量为m，运动过程中弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 物体B的质量为3m B. 物体A与轻弹簧分离时，物体B的速度为 C. 时间内，物体A运动的距离为 D. 物体A与轻弹簧接触的过程中，两物体A、B组成的系统动量守恒、机械能守恒 【答案】BC 【解析】 【详解】A．题图可知AB共速为，规定向右为正方向，由动量守恒有 解得物体B的质量 故A错误； B．设物体A与轻弹簧分离时，AB速度分别为，则由动量守恒有 能量守恒有 联立解得 故B正确； C．设AB在前任意时刻速度分别为，由动量守恒有 整理得 其中 联立解得 故C正确； D．物体A与轻弹簧接触的过程中，由于地面光滑，两物体A、B组成的系统动量守恒，该过程AB的机械能与弹簧弹性势能相互转化，所以AB系统机械能不守恒，故D错误。 故选BC。 三、实验题（本题共8空，每空2分，共16分） 11. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 （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. 演绎法 D. 理想实验法 （2）用学生电源给原线圈供电，用多用表测量副线圈两端电压，下列操作正确的是__________。 A. 原线圈接直流电压，电表用直流电压挡 B. 原线圈接直流电压，电表用交流电压挡 C. 原线圈接交流电压，电表用直流电压挡 D. 原线圈接交流电压，电表用交流电压挡 （3）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间（接入匝数为800匝），用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱（接入匝数为400匝）之间的电压为，则原线圈的输入电压可能为__________。 A. B. C. D. （4）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当__________时，R获得的功率最大。 【答案】（1）A （2）D （3）D （4） 【解析】 【小问1详解】 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为控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 变压器的工作原理是互感，故原线圈接交流电压，输出电压也是交流电源，电表用交流电压挡。故ABC错误；D正确。 故选D。 【小问3详解】 若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系 若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2:1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为 考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。 故选D。 【小问4详解】 把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内外电阻相等时，即 R1=R0 此时，输出功率最大，根据 得 将公式 代入上式，可得 从而得出 时获得的功率最大。 12. 在“测量玻璃的折射率”实验中：如图甲所示，甲同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 （1）甲同学接下来要完成的必要步骤有______； A. 插上大头针，使仅挡住的像 B. 插上大头针，使挡住的像和的像 C. 插上大头针，使仅挡住 D. 插上大头针，使挡住和、的像 （2）下列哪些措施能够有效提高实验精确程度______； A. 选用前后两光学表面间距适当大些的玻璃砖 B. 选用前后两光学表面平行的玻璃砖 C. 玻璃砖同侧两枚大头针间的距离尽量大些 D. 选用粗的大头针完成实验 （3）乙同学在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，若其他操作正确，则他测得的折射率与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）； （4）如图丙所示，丙同学以入射点为圆心，以长度为半径画圆，与入射线交于点，与玻璃中折射线交于点，过、点分别向法线作垂线交于、点，量得，，则他测得该玻璃的折射率为______。 【答案】（1）BD （2）AC （3）减小 （4）1.6 【解析】 【小问1详解】 光沿直线传播，两点确定一条直线，让同时挡住、的像，保证入射光线是唯一的且过、，同理使挡住和、的像，保证从玻璃板出来的光线是唯一的且过、，最后使四个点在同一条光线的传播路径上。 故选BD。 【小问2详解】 采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光路图会更加清晰，减小作图误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，且选用的大头针应该细一点，保证光线的直线度，而光学表面是否平行并不影响该实验的准确度。 故选AC。 【小问3详解】 如图 这种做法使出射光线对应的入射角偏大，折射角不变，故折射率测量值小于真实值。 【小问4详解】 设光线在玻璃砖的上表面入射角和折射角分别为和，由几何关系可知， 根据折射定律得该玻璃的折射率为 四、解答题（第13题12分，第14题14分，第15题16分，共42分） 13. 如图所示，在平面直角坐标系的第一象限中有一半径为的半圆弧，此半圆弧的圆心的坐标为（0，），打到半圆弧的所有带电粒子均能被半圆弧吸收。轴右侧半圆弧以外的区域存在着垂直坐标平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，一位于坐标原点的粒子源，可以沿轴正方向射出比荷为、不同速度大小的某种正粒子，不计粒子重力，若射出的粒子全部被半圆弧吸收，求； （1）粒子源射出粒子速度的最小值和最大值； （2）粒子在磁场区域中运动的最短时间。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 设粒子做圆周运动的最小半径为，最小速度为，由题意可得 由 解得粒子源射出的粒子速度的最小值为 设粒子做圆周运动的最大半径为，最大速度为，由题意可得 由 解得粒子源射出的粒子速度的最大值为 【小问2详解】 粒子在磁场区域运动的时间最短时，设其圆周运动的半径为，如图所示 过O点做半圆弧的切线相切于A点，由O点到A点的粒子在磁场中运动时间最短，由几何关系可得， 最短时间为 又， 可得 联立解得 14. 如图甲所示，半径的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，端点为轨道的最低点。在圆弧轨道圆心的正上方点右侧有一固定的水平轨道，水平轨道与倾角的固定粗糙斜面轨道平滑相接（物体通过时没有能量损失），斜面上点距斜面底端的距离。现有质量分别为的物块、B静置于水平轨道上，且物块的右侧水平轨道光滑，左侧水平轨道粗糙。物块、B中间夹有少量炸药，炸药突然爆炸，爆炸后物块在水平轨道上运动的速度与时间的关系图像如图乙所示，物块A从点离开轨道，刚好能从点切入圆弧轨道做圆周运动。已知物块A与左侧水平轨道和物块B与斜面轨道间的动摩擦因数相同，、B均可视为质点，。求： （1）物块A与左侧水平轨道间的动摩擦因数； （2）若从物块B运动到斜面轨道底端时开始计时，经多长时间沿斜面向上通过点。 【答案】（1）0.5 （2）0.4s 【解析】 【小问1详解】 小物块离开水平轨道后刚好能从点切入圆弧轨道做圆周运动，则有 解得 由图像可知：爆炸后瞬间物块速度大小为，物块在水平轨道上运动的时间为，爆炸后物块在水平轨道上运动过程由运动学公式则有 根据牛顿第二定律可得 联立解得 【小问2详解】 物块、爆炸过程，由动量守恒则有 解得 物块在斜面轨道向上运动过程由牛顿第二定律可得 解得 由运动学公式 解得 15. 如图所示，间距的平行竖直虚线将空间分成多个区域，区域内依次存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，无磁场，……，匀强磁场的磁感应强度大小均为。质量、边长、阻值的均匀导体框在竖直面内以初速度水平进入磁场区域，重力加速度取，导体框运动过程中不翻转，且导体框的边始终沿竖直方向，求： （1）导体框的边刚进入第一个磁场区域的瞬间，边两端电势差的大小； （2）导体框的边刚进入第一个磁场区域的瞬间，导体框的加速度大小； （3）导体框从开始运动到水平速度减为零的过程中，水平方向运动的距离。 【答案】（1）7.5V （2） （3）5.125m 【解析】 【小问1详解】 导体框刚进入第一个磁场区域时，边切割磁感线产生的电动势大小为 导体框刚进入第一个磁场区域时边相当于电源，根据闭合电路欧姆定律可知，电源两端的电压大小为 解得 【小问2详解】 导体框刚进入第一个磁场区域时，回路中电流大小为 导体框边受到水平向左的安培力大小为 水平向左的加速度大小为 所以导体框刚进入第一个磁场区域的瞬间，导体框的加速度大小为 【小问3详解】 导体框进入第一个磁场过程中，水平方向由动量定理有 其中 联立解得 此过程中速度的减少量为 导体框从第一个磁场到第二个磁场中，水平方向由动量定理有 其中 联立解得 此过程中速度的减少量为 从第二个磁场出来和进第一个磁场相同，此过程中速度的减少量为，所以导体框每经过一个区域，速度按照、、、、、、…的规律依次减少，由于初速度为，所以导体框可以运动10个完整的 此时的速度为 对导体框水平方向由动量定理有 代入解得 所以导体框的总位移为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$