精品解析：黑龙江省大庆铁人中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

铁人中学2023级高二下学期期中考试 物理试题 试题说明： 1、本试题满分100分，答题时间75分钟。 2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。 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，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 一台手摇发电机的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦交流电，其电流随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 线圈每秒钟转50圈 B. 时，穿过线圈的磁通量最大 C. 时，线圈平面与磁感线垂直 D. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零 2. 分别用甲、乙两种单色光在同一装置上做光的双缝干涉实验，甲、乙两种单色光的干涉条纹在同一光屏上的位置关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲光波长是乙光波长2倍 B. 遇到同样的障碍物时甲光更容易发生衍射现象 C. 甲、乙两光从空气射入水中，甲光在水中传播的速度小 D. 甲、乙两光从水中射入空气时，甲光发生全反射的临界角大 3. 如图所示，矩形导体线框abcd绕固定轴MN逆时针（俯视）匀速转动，M、N分别为ad、bc的三等分点，转轴右侧空间存在水平向右的匀强磁场，规定dcba方向为电流正方向，从图示位置开始计时，则感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 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 5. 如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器水平放置，S断开时，电容器极板间有一带电尘埃恰好静止，时，闭合 S，时，尘埃恰好再次加速度为零，已知尘埃始终没有碰到两板，则（　　） A. 时，电容器上极板带负电荷 B. 时间内，电路电流先增大再减小 C. 时间内，磁场能不断增大 D. 时间内，电流方向变化了1次 6. 如图，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为（）。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子入射速率 C. 当时，粒子也垂直x轴离开磁场 D. 粒子离开磁场位置到O点的最大距离为 7. 电磁驱动在很多领域得到应用，比如交流感应电动机和军事领域的电磁炮等。如图甲所示为一电磁驱动模型，水平面内平行金属导轨、间距为，左端接阻值为的电阻，abcd为施加在轨道上某区域的矩形匀强磁场，磁感应强度为，，靠近边有一质量为的导体棒放置在导轨上，两者保持良好接触。某时刻起，矩形匀强磁场向右做匀加速直线运动，经较短的时间，导体棒也开始向右加速运动，其运动的速度时间图像如图乙所示。已知导体棒运动起来后会受到恒定的阻力，速度时间图像中的物理量均为已知量，导轨和导体棒电阻均不计。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒所受阻力大小为 B. 导体棒所受阻力大小为 C. 导体棒离开磁场区域时的速度为 D. 导体棒离开磁场区域时的速度为 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5V B. 当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表的示数变小 C. 当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电流表的示数变大 D. 当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为110W 9. 图中为传感器的应用，下列说法正确的是（　　） A. 干簧管是利用磁场来控制电路的通断 B. 当有烟雾进入火灾报警器罩内时，光电三极管上就会因烟雾散射而有光的照射，表现出电阻的变化 C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量 10. 如图，匀强磁场I、Ⅱ的边界P、Q、M水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为B，磁定场I的宽度为L，磁场Ⅱ的宽度大于L。边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框待abcd自距磁场边界P上方L处自由下落，当ab边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零；当ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为g，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂直，ab边始终水平，下列说法正确的是（　　） A. 当线框ab边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为 B. 线框ab边通过磁场I的过程中，通过线框截面的电荷量为 C. 磁场Ⅱ的宽度为 D. 线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 如图所示，某同学在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，先在白纸上画出三条直线：入射界面、入射光线和过点的法线，让玻璃砖的一个面与直线重合，再沿玻璃砖另一面确定两点以便作出直线。 （1）在上适当位置竖直插两枚大头针，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两枚大头针，使的像挡住的像，再插上大头针，让挡住___________的像，插上大头针，让挡住和的像； （2）连接、并延长与交于点，连接代表折射光线。为了便于计算折射率，以为圆心适当的半径画圆，与交于点，与交于点，过两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，则玻璃砖的折射率___________； （3）若实验操作中，在插大头针前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，则测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 完成下列填空： （1）本实验的理想化假设是________。 A. 考虑了各油酸分子间的间隙 B 将油膜看成单分子层油膜 C. 将油酸分子看成球形 （2）实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是因为________。 A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 13. 我国自主研发的“南鲲”号发电装置已在珠海投入运行，其原理是利用海浪带动浪板摆动使发电线框转动，向外输出电能，如图（a）。某同学根据该原理自制了如图（b）所示的发电装置，装置在海浪作用下，线圈做匀速圆周运动，已知两永磁铁间可视为磁感应强度为的匀强磁场，线圈的匝数匝，面积，线圈转动的角速度为rad/s,将该发电装置连接到如图（c）所示的输电电路中，两个理想变压器、原、副线圈匝数比分别为，，发电装置内阻不计。 （1）求线圈中产生的交流电电动势的峰值； （2）求交流电压表读数； （3）若测得电流表读数为，负载电阻，求输电线路总阻值r。 14. 在前沿科技中，需要对带电粒子的运动进行精确控制。如图，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为，经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场，做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域，恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域。已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。 （1）求加速电压； （2）求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）若将粒子源、加速电场和辐射状电场沿轴负方向移动处，求粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间。 15. 如图，光滑平行金属导轨、水平部分固定在水平平台上，圆弧部分在竖直面内，足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上，导轨间距均为L，点与点高度差为，水平距离也为，导轨、左端接阻值为R的定值电阻，水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，平行金属导轨、完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，两磁场的磁感应强度大小均为。质量为的导体棒放在金属导轨、上，质量为m的金属棒从距离导轨水平部分高度为处由静止释放，从处飞出后恰好落在P、Q端，并沿金属导轨、向右滑行，金属棒落到导轨、上时，竖直方向分速度完全损失，水平分速度不变，最终a、b两金属棒恰好不相碰，重力加速度大小为，不计导轨电阻，一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为R，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。求： （1）导体棒a刚进入磁场时的加速度大小； （2）平行金属导轨、水平部分长度d； （3）通过导体棒b中的电量及整个过程金属棒a产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 铁人中学2023级高二下学期期中考试 物理试题 试题说明： 1、本试题满分100分，答题时间75分钟。 2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。 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，每小题6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 一台手摇发电机的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生正弦交流电，其电流随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 线圈每秒钟转50圈 B. 时，穿过线圈的磁通量最大 C. 时，线圈平面与磁感线垂直 D. 时，穿过线圈的磁通量变化率为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，该交流电的周期 故线圈每秒转动的转速为 A错误； B．由图可知时，电流瞬时值为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，B正确； CD．由图可知，t＝0.10s时，电流瞬时值最大，线圈与磁感线平行，穿过线圈的磁通量变化率最大，CD错误。 故选B。 2. 分别用甲、乙两种单色光在同一装置上做光的双缝干涉实验，甲、乙两种单色光的干涉条纹在同一光屏上的位置关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 甲光波长是乙光波长的2倍 B. 遇到同样的障碍物时甲光更容易发生衍射现象 C. 甲、乙两光从空气射入水中，甲光在水中传播的速度小 D. 甲、乙两光从水中射入空气时，甲光发生全反射的临界角大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由双缝干涉条纹间距可知，同一实验装置中L和d相同，条纹间距与单色光波长成正比，由图可知，甲光与乙光的条纹间距之比是1：2，则甲光与乙光的波长之比是1：2，甲光波长是乙光波长的0.5倍，故A错误； B．波长越长，衍射本领越强，遇到同样的障碍物时乙光更容易发生衍射现象，故B错误； C．光的波长越短，光的频率越高，介质对光的折射率越大，即水对甲光的折射率大，由可知，甲光在水中传播速度小，故C正确； D．光从水中射入空气时，当入射角大于临界角时会发生全反射，由可知，甲光折射率大，甲光发生全反射的临界角小，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，矩形导体线框abcd绕固定轴MN逆时针（俯视）匀速转动，M、N分别为ad、bc的三等分点，转轴右侧空间存在水平向右的匀强磁场，规定dcba方向为电流正方向，从图示位置开始计时，则感应电流i随时间t变化的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由楞次定律可知，时刻，cd边切割磁感线，感应电流方向为dcba，即沿正方向，时刻，ab边切割磁感线，感应电流方向为abcd，即沿负方向，且感应电流的大小先增大后减小，ab边切割磁感线产生感应电流的峰值为cd边切割磁感线产生感应电流峰值的两倍。 故选A。 4. 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。 5. 如图所示的LC电路中，已充电的平行板电容器水平放置，S断开时，电容器极板间有一带电尘埃恰好静止，时，闭合 S，时，尘埃恰好再次加速度为零，已知尘埃始终没有碰到两板，则（　　） A. 时，电容器上极板带负电荷 B. 时间内，电路电流先增大再减小 C. 时间内，磁场能不断增大 D 时间内，电流方向变化了1次 【答案】B 【解析】 【详解】A．当S断开时，带电尘埃恰好静止，说明尘埃所受电场力与重力平衡，且电场力方向向上，当带电尘埃为正电荷时，那么电容器上极板带负电；当带电尘埃为负电荷时，电容器上极板带正电荷。故A错误； B．由题可知LC振荡周期 ，是半个周期。在LC振荡电路中，一个完整的放电-充电过程才是半个周期。开始时电容器有电荷量，先是放电过程，电流逐渐增大，放电结束时电流达到最大，随后进入反向充电过程，电流逐渐减小。所以内电流是先增大后减小，故B正确； C．同样是半个周期，这期间先是反向放电，磁场能增大，之后是正向充电，磁场能减小，并非磁场能不断增大，故C 错误； D．一个周期内电流方向改变2次，是一个周期，电流方向应该变化2次，而不是1次，D 错误。 故选B。 6. 如图，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电荷量为q的相同粒子从y轴上的点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为（）。当时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（　　） A. 粒子一定带负电 B. 粒子入射速率为 C. 当时，粒子也垂直x轴离开磁场 D. 粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．当时，粒子垂直轴离开磁场，运动轨迹如图所示 根据左手定则可知，粒子带正电，由几何关系可得，粒子运动的半径为 由洛伦兹力提供向心力有 解得粒子入射速率 若，粒子运动轨迹如图 根据几何关系可知 可知，点不是圆心，即粒子离开磁场时与轴不垂直，故ABC错误； D．粒子离开磁场距离点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图 根据几何关系可知 解得 故D正确。 故选D。 7. 电磁驱动在很多领域得到应用，比如交流感应电动机和军事领域的电磁炮等。如图甲所示为一电磁驱动模型，水平面内平行金属导轨、间距为，左端接阻值为的电阻，abcd为施加在轨道上某区域的矩形匀强磁场，磁感应强度为，，靠近边有一质量为的导体棒放置在导轨上，两者保持良好接触。某时刻起，矩形匀强磁场向右做匀加速直线运动，经较短的时间，导体棒也开始向右加速运动，其运动的速度时间图像如图乙所示。已知导体棒运动起来后会受到恒定的阻力，速度时间图像中的物理量均为已知量，导轨和导体棒电阻均不计。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒所受阻力大小为 B. 导体棒所受阻力大小为 C. 导体棒离开磁场区域时的速度为 D. 导体棒离开磁场区域时的速度为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据图乙，导体棒做匀加速直线运动，则安培力恒定，以运动的磁场为参考系，则导体棒的速度为 则安培力 可知安培力恒定即，保持不变，所以磁场运动的加速度等于导体棒的加速度有 则 联立解得 故A错误，B正确； CD．时间内，磁场前进的位移为 接下来再经过时间，导体棒离开磁场，则有 导体棒离开磁场的速度为 联立得 故CD错误。 故选B。 8. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5V B. 当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表的示数变小 C. 当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电流表的示数变大 D. 当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为110W 【答案】AC 【解析】 【详解】A．依题意，理想变压器原线圈电压有效值 根据 解得电压表的示数为 故A正确； BC．由A选项分析可知，当滑动变阻器的滑片P向端移动时，其阻值减小，电压表的示数不变，由 可知电流表的示数变大，故B错误；C正确； D．当电流表的示数为时，变压器的输入功率为 故D错误。 故选AC 9. 图中为传感器的应用，下列说法正确的是（　　） A. 干簧管是利用磁场来控制电路的通断 B. 当有烟雾进入火灾报警器罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化 C. 红外测温仪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D. 电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．干簧管是利用磁场来控制电路的通断，故A正确； B．当有烟雾进入火灾报警器罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化，故B正确； C．红外测温仪是通过测量人体发射的红外线来测量人体温度的，故C错误； D．电容式位移传感器能把物体的位移这个力学量转换成电容这个电学量，故D正确。 故选ABD。 10. 如图，匀强磁场I、Ⅱ的边界P、Q、M水平，两磁场的方向相反，磁感应强度大小均为B，磁定场I的宽度为L，磁场Ⅱ的宽度大于L。边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框待abcd自距磁场边界P上方L处自由下落，当ab边刚进磁场Ⅱ时线框的加速度为零；当ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的加速度也为零。重力加速度大小为g，线框运动过程中，磁场始终与线框平面垂直，ab边始终水平，下列说法正确的是（　　） A. 当线框ab边刚进磁场Ⅱ时，线框的速度大小为 B. 线框ab边通过磁场I的过程中，通过线框截面的电荷量为 C. 磁场Ⅱ的宽度为 D. 线框通过磁场过程中，线框中产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设线框ab边刚进磁场Ⅱ时速度为，根据题意可得 解得 故A错误； B．线框ab边通过磁场Ⅰ的过程中，通过线框截面的电荷量 故B正确； C．设线框ab边刚出磁场Ⅱ时，线框的速度大小为，则 解得 设磁场Ⅱ的宽度为d，则 故C正确； D．根据能量守恒，线框通过磁场过程中 解得 故D错误。 故选BC。 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11. 如图所示，某同学在“测量平行玻璃砖的折射率”实验中，先在白纸上画出三条直线：入射界面、入射光线和过点的法线，让玻璃砖的一个面与直线重合，再沿玻璃砖另一面确定两点以便作出直线。 （1）在上适当位置竖直插两枚大头针，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两枚大头针，使的像挡住的像，再插上大头针，让挡住___________的像，插上大头针，让挡住和的像； （2）连接、并延长与交于点，连接代表折射光线。为了便于计算折射率，以为圆心适当的半径画圆，与交于点，与交于点，过两点分别向法线作垂线和，并用刻度尺测出和的长度分别为和，则玻璃砖的折射率___________； （3）若实验操作中，在插大头针前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，则测得的折射率与真实值相比___________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） （2）15 （3）不变 【解析】 【小问1详解】 根据实验原理可知，插上大头针，让挡住的像。 【小问2详解】 由折射定律可知，玻璃砖的折射率 【小问3详解】 根据题意，若实验操作中，在插大头针前，玻璃砖沿纸面向下平移了一小段距离，其他操作无误，如图所示 由图可知，入射角和折射角不改变，则测得的折射率与真实值相比不变。 12. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为的浅盘里倒入约深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上； ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 完成下列填空： （1）本实验的理想化假设是________。 A. 考虑了各油酸分子间的间隙 B. 将油膜看成单分子层油膜 C. 将油酸分子看成球形 （2）实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积________；可求得油酸分子的直径为________（用、、、、表示）。 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小，可能是因为________。 A. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 B. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 C. 用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴 【答案】（1）BC （2） ①. ②. （3）C 【解析】 【小问1详解】 “用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜、将油酸分子看成球形，不考虑各油酸分子间的间隙。 故选BC。 【小问2详解】 [1][2]根据数格子的办法，多于半格算一格，少于半格舍去，油膜的总格数为71格，则油膜总面积为 由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积，则溶液的浓度为 用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有滴，则一滴溶液中纯油酸的体积为 油酸分子直径 联立解得 【小问3详解】 A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格方格，导致油膜面积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏大，故A错误； B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致油膜面积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏大，故B错误； C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴，导致油酸体积测量值偏小，根据 可知油酸分子直径测量值偏小，故C正确。 故选C。 三、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分．有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．） 13. 我国自主研发的“南鲲”号发电装置已在珠海投入运行，其原理是利用海浪带动浪板摆动使发电线框转动，向外输出电能，如图（a）。某同学根据该原理自制了如图（b）所示的发电装置，装置在海浪作用下，线圈做匀速圆周运动，已知两永磁铁间可视为磁感应强度为的匀强磁场，线圈的匝数匝，面积，线圈转动的角速度为rad/s,将该发电装置连接到如图（c）所示的输电电路中，两个理想变压器、原、副线圈匝数比分别为，，发电装置内阻不计。 （1）求线圈中产生的交流电电动势的峰值； （2）求交流电压表读数； （3）若测得电流表读数为，负载电阻，求输电线路总阻值r。 【答案】（1） （2） （3）1Ω 【解析】 【小问1详解】 线圈产生电动势的峰值 则 【小问2详解】 升压变压器原线圈电压有效值为 升压变压器原副线圈电压之比满足 则电压表读数 【小问3详解】 负载两端电压 降压变压器原副线圈两端电压之比 求得降压变压器原线圈电压 降压变压器原副线圈两端电流之比 求得降压变压器原线圈电流 则根据欧姆定律有 求得输电线路总电阻r=1Ω 14. 在前沿科技中，需要对带电粒子的运动进行精确控制。如图，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为，经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场，做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域，恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域。已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。 （1）求加速电压； （2）求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）若将粒子源、加速电场和辐射状电场沿轴负方向移动处，求粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在加速电场中运动，根据动能定理 根据题意可知 可得加速电场的电压 【小问2详解】 粒子进入匀强磁场，由题意可得，粒子圆周运动的半径 根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 【小问3详解】 如图所示 设粒子在加速电场中运动的时间为，则有 设粒子在辐射状电场运动的时间为，则 设粒子出辐射状电场到刚要进入磁场的时间为，则 由几何关系，可知粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角 粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期 设粒子在匀强磁场中做圆周运动的时间为，则 粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间 代入数据可得 15. 如图，光滑平行金属导轨、水平部分固定在水平平台上，圆弧部分在竖直面内，足够长的光滑平行金属导轨、固定在水平面上，导轨间距均为L，点与点高度差为，水平距离也为，导轨、左端接阻值为R的定值电阻，水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，平行金属导轨、完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，两磁场的磁感应强度大小均为。质量为的导体棒放在金属导轨、上，质量为m的金属棒从距离导轨水平部分高度为处由静止释放，从处飞出后恰好落在P、Q端，并沿金属导轨、向右滑行，金属棒落到导轨、上时，竖直方向分速度完全损失，水平分速度不变，最终a、b两金属棒恰好不相碰，重力加速度大小为，不计导轨电阻，一切摩擦及空气阻力。a、b两金属棒接入电路的电阻均为R，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。求： （1）导体棒a刚进入磁场时的加速度大小； （2）平行金属导轨、水平部分长度d； （3）通过导体棒b中的电量及整个过程金属棒a产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设金属棒a刚进入磁场时的速度大小为，根据动能定理有 解得 金属棒进入磁场的瞬间，金属棒a中感应电动势 感应电流 根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 设金属棒a从、飞出时的速度为，飞出后做平抛运动，则有， 解得 金属棒a在金属导轨、水平部分运动过程中，根据动量定理有 根据电流的定义式有 该过程感应电动势的平均值 感应电流的平均值 又 解得 【小问3详解】 金属棒落到金属导轨、上向右滑行时的初速度大小为，金属棒a、b组成的系统动量守恒，设最后的共同速度为，根据动量守恒定律有 解得 对金属棒进行分析，根据动量定理有 根据电流的定义式有 解得 金属棒在导轨、上运动时产生的焦耳热 解得 金属棒在导轨上运动时产生的焦耳热 解得 因此金属棒中产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$