精品解析：海南省创新联盟协作校2024-2025学年高二下学期期中物理试题

海南省创新中学协作校联考试题 2024--2025学年度下学期期中高二物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 关于分子动理论的表述，下面表述正确的是（ ） A. 布朗运动可以直接反映颗粒周围液体分子的热运动 B. 当分子间距小于平衡距离时，分子间距越小，分子间引力越小 C. 由于布朗运动是分子运动，所以微粒越小运动越明显 D. 食盐腌制的海鸭蛋内部有咸味是由食盐分子扩散引起的 2. 关于分子动能和分子势能的表述，下面描述正确的是（ ） A. 温度是分子热运动动能的标志 B. 分子势能随着分子间距增大而增大 C. 温度越高，分子热运动越剧烈，所以每个分子的动能都越大 D. 物体中所有分子动能和分子势能的总和叫做物体内能 3. 如图所示，在长直通电导线MN附近有一个矩形闭合金属线圈ABCD，圈与导线放在光滑绝缘水平面上，且导线MN固定。若MN中通有从N流向M的电流且电流增大，则下列说法正确的是（ ） A. 线圈ABCD有扩大的趋势 B. 线圈ABCD会向右运动 C. 线圈ABCD 有垂直于水平面竖直向上运动的趋势 D. 线圈ABCD 中会产生顺时针方向的电流 4. 如图是交流发电机转动一个周期的示意图，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中线圈磁通量最大，产生的电流最大 B. 乙图中AB边电流方向从A指向B C. 丙图中AB边电流方向从A指向B D. 丁图中线圈磁通量为0，磁通量的变化率最大 5. 传感器是指能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量并且能够转化成电压、电流等电学量的装置。如图所示，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测R2两端的电压，每获得一次低电压就记数一次，下列说法正确的是（ ） A. 无光照射时R1的电功率比有光照射时大 B. 无光照射时R1两端的电压比有光照射时小 C. 有光照射时信号处理系统的电压比无光照射时大 D. 有光照射时R2消耗的热功率比无光照射时小 6. 如图所示的电路中，电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略，G为电流传感器，灯泡A与理想二极管B相连，则下列说法正确的是（ ） A. K闭合瞬间，灯泡A立即点亮 B. K闭合瞬间，电流传感器G电流最大 C. K断开瞬间，a点电势高于b点电势 D. K断开后，灯泡A的电流由b→a逐渐减小 7. 如图，在竖直平面内有一个半径为R，质量为M的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环恰好有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于P、Q点，用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连．当圆环中通有逆时针方向大小为I的电流时，滑块保持静止．已知斜面倾角为30°，斜面和滑轮均光滑，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ） A. 滑块的质量为 B. 滑块的质量为 C. 剪断细线瞬间圆环的加速度大小为 D. 剪断细线瞬间圆环的加速度大小为 8. 在电动自行车中有多处使用霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把等。如图1所示驾驶员通过旋转车把角度控制霍尔元件上下表面之间的电压来控制车速，其电路原理示意图，如图2所示。车把内部有一环形磁铁，磁铁外部边缘有一霍尔元件，其单位体积内自由电子的个数为n，电子电荷量为e；霍尔元件的上下两表面间距离为a，前后两表面距离为b，左右两表面间距离为c（如图3所示）；当在霍尔元件左右两表面间所加电压为，霍尔元件的电阻率为ρ；垂直穿过霍尔元件前后表面的磁感应强度B与车把转过的弧度的关系为，k为常数．当磁场垂直穿过霍尔元件前后表面时，控制器检测到其上下表面间电压为。则与的关系正确的是（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选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. 如图所示，让一铝制圆盘靠近U形磁铁的两极，但不接触，且磁铁的中心轴线与圆盘的中心在同一竖直线上．现让磁铁按照图示的方向转动，则下列说法正确的是 （ ） A. 磁铁不能吸引铝，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 B. 圆盘跟随磁铁转动的原因是内部产生的涡流引起的 C. 磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动 D. 磁铁转动时，圆盘内磁通量并未发生变化，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 10. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息．如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. t3时刻，线圈L的磁场能最小 B. t2时刻，电容器C带电量最小 C. t1至t2过程，电容器C带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 11. 如图所示为远距离输电的原理图，两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为8Ω，其它导线电阻可忽略不计。已知发电厂的输出功率为100kW，U1=250V，U4=220V，输电线上损失的功率为5kW。下列说法正确的是（ ） A. 输电线上的电流为2.5A B. U2与U3之差为200V C. 升压变压器原副线圈匝数比为1：16 D. 降压变压器原副线圈匝数比为190：11 12. 如图所示，直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量大小为q的电子以速度v从O点沿与MN成60°角的方向射入磁场中，若不计电子重力，则（ ） A. 电子从磁场中射出时距O点的距离为 B. 电子从磁场中射出时距O点的距离为 C. 电子在磁场中运动的时间为 D. 电子在磁场中运动的时间为 13. 绝缘光滑水平面上存在着垂直纸面向里的磁场，以水平向右为正方向建立x轴，x≥0区域内磁感应强度大小与坐标的关系满足B＝kx（k>0，且为常数），俯视图如图所示。一匀质单匝正方形金属线框abcd静止于水平面上，ab边位于x＝0处，一根长为L，质量为2m，电阻为2R的金属棒MN以水平向右的初速度v和线框并排碰撞，碰后瞬间合在一起（MN与ab接触良好）。已知金属线框质量为4m，边长为L，总电阻为4R，则（ ） A. 碰撞后瞬间，线框的速度大小为 B. 碰撞后，回路中的感应电流为逆时针方向 C. 线框从开始运动至停止过程中，cd边产生的焦耳热为 D. 线框停止运动时，ab边处于的位置 三、实验题：本题共2小题，共18分．把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程． 14. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。 （4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。 （5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。 A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转 15. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 E．将滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 F．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S 上述实验步骤的合理顺序是___________； （2）以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.4mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则每滴溶液中纯油酸分子的体积是___________mL，可求得油酸分子的直径是___________m；（结果保留两位有效数字） （3）在实验操作及数据处理过程中，配制的油酸酒精溶液放置时间过久则计算得到的油酸分子的直径将______（填“偏大”“偏小”或“不变”） 四、计算题：本题共3小题，共38分．把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中．理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0（未知）、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I。不计线圈电阻，求： （1）电阻R2两端的电压； （2）n0与n1的比值。 17. 图所示，在0≤x≤d、0≤y≤d的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从OP中点A开始进入电场（不计粒子重力），已知粒子初速度为零，且再次进入电场时经过P点，（重力加速度g，）求： （1）粒子第一次离开电场区域时的速度大小； （2）磁感应强度的大小； （3）粒子在上述运动过程中，在磁场中运动的时间。 18. 如图所示，倾角为θ=30°、间距为L=1m的足够长平行金属导轨顶端接有电动势为E=3.0V、阻值r=0.5Ω的电源，质量为m=1kg、电阻为R=1.5Ω的金属棒垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为。建立金属棒起点为原点、方向沿导轨向下的坐标轴x。在0.2m≤x≤8.2m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。从t=0时刻起，金属棒从x=0处开始由静止沿斜面向下运动，棒始终保持与导轨垂直，且离开磁场前已加至最大速度，不计导轨的电阻，重力加速度为g=10m/s2，求： （1）当棒刚进入磁场瞬间通过棒的电流的大小； （2）棒在磁场中运动的最大速度； （3）棒从静止开始运动到离开磁场过程中的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 海南省创新中学协作校联考试题 2024--2025学年度下学期期中高二物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 关于分子动理论的表述，下面表述正确的是（ ） A. 布朗运动可以直接反映颗粒周围液体分子的热运动 B. 当分子间距小于平衡距离时，分子间距越小，分子间引力越小 C. 由于布朗运动是分子运动，所以微粒越小运动越明显 D. 食盐腌制的海鸭蛋内部有咸味是由食盐分子扩散引起的 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动是液体分子无规则运动的反映，即布朗运动可以间接反映颗粒周围液体分子的热运动，选项A错误； B．当分子间距小于平衡距离时，分子间距越小，分子间引力越大，斥力也越大，选项B错误； C．由于布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，不是分子运动，微粒越小布朗运动越明显，选项C错误； D．食盐腌制的海鸭蛋内部有咸味是由食盐分子扩散引起的，选项D正确。 故选D。 2. 关于分子动能和分子势能的表述，下面描述正确的是（ ） A. 温度是分子热运动动能的标志 B. 分子势能随着分子间距增大而增大 C. 温度越高，分子热运动越剧烈，所以每个分子的动能都越大 D. 物体中所有分子动能和分子势能的总和叫做物体内能 【答案】D 【解析】 【详解】A．温度是分子热运动平均动能的标志，并非分子热运动动能的标志，故A错误； B．当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力，分子间距增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力，分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，故B错误； C．温度越高，分子热运动越剧烈，是分子的平均动能越大，并不是每个分子的动能都越大，个别分子的动能可能减小，故C错误； D．根据内能的定义，物体中所有分子动能和分子势能的总和叫做物体内能，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，在长直通电导线MN附近有一个矩形闭合金属线圈ABCD，圈与导线放在光滑绝缘水平面上，且导线MN固定。若MN中通有从N流向M的电流且电流增大，则下列说法正确的是（ ） A. 线圈ABCD有扩大的趋势 B. 线圈ABCD会向右运动 C. 线圈ABCD 有垂直于水平面竖直向上运动的趋势 D. 线圈ABCD 中会产生顺时针方向的电流 【答案】B 【解析】 【详解】D．若MN中通有从N流向M的电流、且电流增大，根据安培旋定则可知，穿过线圈的磁场方向为垂直纸面向里，且逐渐变大，根据楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为A→B→C→D→A，即产生逆时针的电流，故D错误； A．根据楞次定律的 “增缩减扩” 原理，可知由于直导线电流增大，穿过线圈 ABCD 的磁通量增大，所以线圈 ABCD 有缩小的趋势，故A错误； B．根据楞次定律的 “来拒去留” 可知，直导线电流增大，产生的磁场增强，穿过线圈的磁通量增大，线圈会阻碍磁通量的增大，有远离直导线的趋势，即向右运动，故B正确； C．直导线电流产生的磁场在水平方向，穿过线圈的磁通量变化主要在水平方向，线圈不会有垂直于水平面竖直向上运动的趋势，故C错误。 故选B。 4. 如图是交流发电机转动一个周期的示意图，下列说法正确的是（ ） A. 甲图中线圈磁通量最大，产生的电流最大 B. 乙图中AB边电流方向从A指向B C. 丙图中AB边电流方向从A指向B D. 丁图中线圈磁通量为0，磁通量的变化率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中线圈磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，则产生的感应电流最小，为零，故A错误； B．根据右手定则，乙图中AB边电流方向从B指向A，故B错误； C．丙图中线圈磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电动势最小，为零，则产生的感应电流最小，为零，故AB边的电流为零，故C错误； D．丁图中线框平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，即穿过线圈的磁通量变化率最大，故D正确。 故选D。 5. 传感器是指能够感知诸如力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量并且能够转化成电压、电流等电学量的装置。如图所示，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测R2两端的电压，每获得一次低电压就记数一次，下列说法正确的是（ ） A. 无光照射时R1的电功率比有光照射时大 B. 无光照射时R1两端的电压比有光照射时小 C. 有光照射时信号处理系统的电压比无光照射时大 D. 有光照射时R2消耗的热功率比无光照射时小 【答案】C 【解析】 【详解】B．由图可知，每当光照被挡住时，信号处理系统会实时监测R2两端的电压，每获得一次低电压就记数一次，即减小；对分析有 可知回路中的电流减小，则回路中的总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律 因E、r、都不变，故增大，说明无光照射时的阻值比有光照时大； 根据闭合电路欧姆定律有 因无光照射时增大，减小，故两端的电压增大，即无光照射时R1两端的电压比有光照射时大，故B错误； A．根据 因无光照射时，电流I减小，增大，故无法判断两种情况下电功率大小关系，故A错误； C．当有光照射时，的电阻减小，回路中的总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律 可知回路中的电流I增大；对分析有 可知两端电压增大，即信号处理系统的电压增大，故C正确； D．根据 当有光照射时电流I增大，故热功率P增大，故D错误。 故选C。 6. 如图所示的电路中，电感线圈L的自感系数足够大且直流电阻可忽略，G为电流传感器，灯泡A与理想二极管B相连，则下列说法正确的是（ ） A. K闭合瞬间，灯泡A立即点亮 B. K闭合瞬间，电流传感器G电流最大 C. K断开瞬间，a点电势高于b点电势 D. K断开后，灯泡A的电流由b→a逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，灯泡A与二极管串联，闭合开关K时，电流无法流过二极管，灯泡A不亮，故 A错误； B．由图可知，电感线圈L与电流传感器串联，闭合开关K时，电感线圈L阻碍电流流过传感器，所以电流传感器的示数逐渐增大后不变，故B错误； CD．断开开关K时，线圈中电流减小，产生自感电动势和感应电流，且感应电流阻碍原电流减少，则通过G的电流逐渐减小，且方向向左流过二极管，即由b→a，故灯泡A在断开开关K瞬间，亮一下再熄灭，又电流在电源外部由高电势流向低电势，则此时b点电势高于a点，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图，在竖直平面内有一个半径为R，质量为M的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环恰好有一半处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于P、Q点，用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连．当圆环中通有逆时针方向大小为I的电流时，滑块保持静止．已知斜面倾角为30°，斜面和滑轮均光滑，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（ ） A. 滑块的质量为 B. 滑块的质量为 C. 剪断细线瞬间圆环的加速度大小为 D. 剪断细线瞬间圆环的加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当圆环中通有逆时针方向大小为I的电流时，由左手定则可知，圆环受安培力向上，对圆环分析可知 对滑块 解得滑块的质量为，选项AB错误； CD．剪断细线瞬间圆环的加速度大小为，选项C正确，D错误。 故选C。 8. 在电动自行车中有多处使用霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把等。如图1所示驾驶员通过旋转车把角度控制霍尔元件上下表面之间的电压来控制车速，其电路原理示意图，如图2所示。车把内部有一环形磁铁，磁铁外部边缘有一霍尔元件，其单位体积内自由电子的个数为n，电子电荷量为e；霍尔元件的上下两表面间距离为a，前后两表面距离为b，左右两表面间距离为c（如图3所示）；当在霍尔元件左右两表面间所加电压为，霍尔元件的电阻率为ρ；垂直穿过霍尔元件前后表面的磁感应强度B与车把转过的弧度的关系为，k为常数．当磁场垂直穿过霍尔元件前后表面时，控制器检测到其上下表面间电压为。则与的关系正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据电阻定律有 根据电流的微观式 通过左右两表面间的电流为 联立解得 上下表面间，电子受到的电场力为 电子受到的洛伦兹力为 稳定时，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，则有 即 解得 故选C。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选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. 如图所示，让一铝制圆盘靠近U形磁铁的两极，但不接触，且磁铁的中心轴线与圆盘的中心在同一竖直线上．现让磁铁按照图示的方向转动，则下列说法正确的是 （ ） A. 磁铁不能吸引铝，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 B. 圆盘跟随磁铁转动的原因是内部产生的涡流引起的 C. 磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动 D. 磁铁转动时，圆盘内磁通量并未发生变化，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 【答案】BC 【解析】 【详解】ABD．在磁铁转动过程中，穿过整个圆盘的磁通量不发生变化，以圆盘盘面的其中一条直径为界，两侧穿过圆盘的磁感线的方向不同，当磁铁转动时，穿过圆盘两侧局部的磁通量发生变化，从而在圆盘上的不同位置产生涡流，由楞次定律可知，涡流会阻碍磁铁与圆盘间的相对运动，因此圆盘会跟随磁铁一起转动，故B正确；AD错误； C．磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动，故C正确； 故选BC。 10. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息．如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. t3时刻，线圈L的磁场能最小 B. t2时刻，电容器C带电量最小 C. t1至t2过程，电容器C带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由乙图可知，t3时刻电流最大，此时电容器放电完毕，电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，故A错误； B．由乙图可知，t2时刻，电流为零，此时电容器充电完毕，带电量最大，故B错误； C．在乙图中，t1至t2过程中，电流逐渐减小，电容器正在充电，电容器C带电量逐渐增大，故C正确； D．由图乙可知，振荡电路的周期变小，根据可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D正确。 故选CD。 11. 如图所示为远距离输电的原理图，两个变压器均为理想变压器，输电线的总电阻为8Ω，其它导线电阻可忽略不计。已知发电厂的输出功率为100kW，U1=250V，U4=220V，输电线上损失的功率为5kW。下列说法正确的是（ ） A. 输电线上的电流为2.5A B. U2与U3之差为200V C. 升压变压器原副线圈匝数比为1：16 D. 降压变压器原副线圈匝数比为190：11 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据 解得，故A错误； B．U2与U3之差为，故B正确； C．根据，可知升压变压器原副线圈匝数比为，故C正确； D．根据，可知降压变压器原副线圈匝数比为，故D正确。 故选BCD。 12. 如图所示，直线MN上方存在范围足够大的磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、电荷量大小为q的电子以速度v从O点沿与MN成60°角的方向射入磁场中，若不计电子重力，则（ ） A. 电子从磁场中射出时距O点的距离为 B. 电子从磁场中射出时距O点的距离为 C. 电子在磁场中运动的时间为 D. 电子在磁场中运动的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由左手定则可判断出电子应落在ON之间，设电子从磁场中射出时距O点的距离为d，其运动轨迹如图所示， 由图示的几何关系可知 粒子做圆周运动满足 联立，解得，故A错误；B正确； CD．电子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为240°，所以电子在磁场中运动的时间为 其中 联立，解得，C正确；D错误。 故选BC。 13. 绝缘光滑水平面上存在着垂直纸面向里的磁场，以水平向右为正方向建立x轴，x≥0区域内磁感应强度大小与坐标的关系满足B＝kx（k>0，且为常数），俯视图如图所示。一匀质单匝正方形金属线框abcd静止于水平面上，ab边位于x＝0处，一根长为L，质量为2m，电阻为2R的金属棒MN以水平向右的初速度v和线框并排碰撞，碰后瞬间合在一起（MN与ab接触良好）。已知金属线框质量为4m，边长为L，总电阻为4R，则（ ） A. 碰撞后瞬间，线框的速度大小为 B. 碰撞后，回路中的感应电流为逆时针方向 C. 线框从开始运动至停止过程中，cd边产生的焦耳热为 D. 线框停止运动时，ab边处于的位置 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设碰撞后瞬间合在一起的速度为，根据动量守恒定律得 解得，故A错误； B．由于B＝kx（k>0，且为常数），根据楞次定律和右手螺旋定则可得，碰撞后回路中的感应电流为逆时针方向，故B正确； C．碰撞后，在安培力的作用下，金属线框最终会静止，根据能量守恒定律可得 金属棒MN与金属线框ab边合一起，电阻为，因此碰撞后回路中的总电阻为 根据焦耳热公式可得，故C正确； D．设ab边产生的感应电动势为E1，cd边产生的感应电动势为E2，则， 因此 因此合感应电流为 安培力大小为 根据动量定理可得 联立，解得 故D错误。 故选BC。 三、实验题：本题共2小题，共18分．把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程． 14. 某兴趣小组在探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向的因素 （1）图a中，将条形磁铁从图示位置先向上后向下移动一小段距离，出现的现象是______________。 A．灯泡A、B均不发光 B．灯泡A、B交替短暂发光 C．灯泡A短暂发光、灯泡B不发光 D．灯泡A不发光、灯泡B短暂发光 （2）通过实验得知：当电流从图b中电流计的正接线柱流入时指针向右偏转；则当磁体______________（选填“向上”或“向下”）运动时，电流计指针向右偏转。 （3）为进一步探究影响感应电流方向的因素，该小组设计了如图c的电路。 （4）若图c电路连接正确，在闭合开关前滑动变阻器滑片应移至最______________（选填“左”或“右”）端。 （5）若图c电路连接正确，开关闭合瞬间，指针向左偏转，则将铁芯从线圈P中快速抽出时，观察到电流计指针______________。 A．不偏转 B．向左偏转 C．向右偏转 【答案】 ①. B ②. 向上 ③. 左 ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]条形磁铁向上移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线减少，向下移动一小段距离，穿过螺线管的磁感线增加，移动方向不同，产生的感应电流方向不同，根据二极管具有单向导电性可知灯泡A、B交替短暂发光。 故选B。 （2）[2]当磁体向上运动时，穿过螺旋管的磁通量为竖直向下的减少，根据楞次定律，可知线圈中的感应电流产生的磁场竖直向下，根据右手螺旋定则可知电流从正接线柱流入，指针向右偏；故磁体向上运动。 （4）[3]闭合开关瞬间，电路中电流增多，电磁铁的磁性增强，穿过螺线管的磁感线增多，会产生感应电流，为了防止产生的感应电流过大烧坏电流表，闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片移到最左端。 （5）[4]开关闭合瞬间，穿过螺线管的磁通量增多，根据题意可知指针向左偏转，所以将铁芯从线圈P中快速抽出时，穿过螺线管的磁通量减少，观察到电流计指针向右偏转。 故选C。 15. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V D．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 E．将滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 F．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S 上述实验步骤的合理顺序是___________； （2）以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.4mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则每滴溶液中纯油酸分子的体积是___________mL，可求得油酸分子的直径是___________m；（结果保留两位有效数字） （3）在实验操作及数据处理过程中，配制的油酸酒精溶液放置时间过久则计算得到的油酸分子的直径将______（填“偏大”“偏小”或“不变”） 【答案】（1）DBEFCA ##BCDEFA （2） ①. ②. （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 油膜法估测分子的大小的步骤为：准备浅盘，测一滴溶液体积，描绘油膜形状，测油膜面积，计算一滴溶液中纯油酸的体积，算出薄膜厚度，故顺序为DBEFCA。 【小问2详解】 [1][2]根据图中信息，不足一半的方格舍去，超过一半的当做整体，则小方格的总数为40个，则油膜的面积为 由题意可知，油酸酒精溶液中纯油酸的浓度为 一滴溶液的体积为，则一滴溶液中纯油酸的体积为 由题意可知，，油酸分子的直径为 【小问3详解】 配制的油酸酒精溶液放置时间过久导致酒精挥发，配制的油酸酒精溶液浓度增大，而实验代入数据偏小，故计算得到的油酸分子的直径将偏小。 四、计算题：本题共3小题，共38分．把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中．理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0（未知）、n1和n2，两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I。不计线圈电阻，求： （1）电阻R2两端的电压； （2）n0与n1的比值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据变压器的规律 又 联立，解得 【小问2详解】 电源电动势的有效值为 又 解得 17. 图所示，在0≤x≤d、0≤y≤d的区域中，存在沿y轴正方向、场强大小为E的匀强电场，电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从OP中点A开始进入电场（不计粒子重力），已知粒子初速度为零，且再次进入电场时经过P点，（重力加速度g，）求： （1）粒子第一次离开电场区域时的速度大小； （2）磁感应强度的大小； （3）粒子在上述运动过程中，在磁场中运动的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中加速，根据动能定理 解得 【小问2详解】 由几何关系得 粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力 联立，解得 【小问3详解】 粒子在磁场中做圆周运动的周期 粒子从P点再次进入电场时，运动轨迹圆心角为，则 18. 如图所示，倾角为θ=30°、间距为L=1m的足够长平行金属导轨顶端接有电动势为E=3.0V、阻值r=0.5Ω的电源，质量为m=1kg、电阻为R=1.5Ω的金属棒垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为。建立金属棒起点为原点、方向沿导轨向下的坐标轴x。在0.2m≤x≤8.2m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。从t=0时刻起，金属棒从x=0处开始由静止沿斜面向下运动，棒始终保持与导轨垂直，且离开磁场前已加至最大速度，不计导轨的电阻，重力加速度为g=10m/s2，求： （1）当棒刚进入磁场瞬间通过棒的电流的大小； （2）棒在磁场中运动的最大速度； （3）棒从静止开始运动到离开磁场过程中的时间。 【答案】（1）1A （2）8m/s （3）3.15s 【解析】 【小问1详解】 棒匀加速运动，根据牛顿运动定律 进入磁场时速度为 棒切割磁感线的电动势为 棒刚进入磁场瞬间通过棒的电流的大小为 【小问2详解】 棒在磁场中匀速运动，受力平衡 电流为 棒在磁场中运动的最大速度为 【小问3详解】 棒进入磁场前匀加速 进入磁场后，根据动量定理 累加得 又因为 解得 棒从静止开始运动到离开磁场过程中的时间 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $