精品解析：北京市日坛中学2024-2025学年高二下学期期中物理试卷

北京市日坛中学2024~2025学年第二学期阶段性考试 高二年级物理试卷 （本试卷共8页，考试时间90min，满分100分） 一、单项选择题（共42分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 电磁波从真空传入水中时，频率将变大 B. “泊松亮斑”是衍射现象 C. 汽车前窗玻璃使用偏振片是为了增加透射光的强度 D. 医院中用于检查病情的“彩超”利用了电磁波的反射原理 2. 图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A. a的折射率比b的大 B. a的临界角比b的大 C. a的传播速度比b的小 D. a的波长比b的小 3. 关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B. 布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动 C. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著 D. 当物体温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止 4. 如图甲，水平弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的图像。下列说法正确的是（　　） A. 振子从C点经过O点运动到B点为一次全振动 B. 图乙中的P点时刻，振子的速度沿负方向 C. 振子的振动方程为 D. 振子在1.5s时的位移为0.1m 5. 一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图1所示，以该时刻为计时零点，处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 波的传播速度 B. 波沿x轴负方向传播 C. 时，处的质点加速度为负方向最大 D. 时，处的质点沿x轴运动了2m 6. 2022年11月23日由三峡集团研制的单机容量16兆瓦海上风电机组成功下线，该机组是目前全球单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组，风力发电机简易模型如甲图所示，某兴趣小组自制了一台风力发电机，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，产生的交流电电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 电流的有效值为10A B. 1s内电流的方向变化10次 C. 电流的瞬时值表达式为 D. 线圈处于甲图所示位置时产生的电流最大 7. 如图所示，电路中的变压器为理想变压器，R为滑动变阻器，U1为加在原线圈两端的交流电压，I1为原线圈中的电流，U2为副线圈两端的交流电压，I2为副线圈中的电流，P2为滑动变阻器上消耗的电功率．若U1保持不变，改变滑动变阻器滑片的位置，下列说法中正确的是 A. P2保持不变 B. U2保持不变 C. I1保持不变 D. I2保持不变 8. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 对碰撞前后司机动量的变化量不起作用 C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 D. 安全气囊的作用主要体现在增大了司机的受力面积 9. 如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 B. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中的电流，电子做圆周运动的周期将变大 D. 仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子将做匀加速直线运动 10. 电子感应加速器基本原理如图所示，图甲的上、下两个电磁铁线圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使真空室中的电子加速。如图乙所示，从上向下看电子沿逆时针方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 变化的磁场一定产生变化的感生电场 B. 变化的磁场在真空室中激发出的电场与静电场完全相同 C. 当图乙中感生电场沿逆时针方向时，电子沿逆时针方向加速运动 D. 图甲线圈中的电流增大的过程中，图乙中形成顺时针方向的感生电场 11. 如图所示，和是竖直放置的两根平行光滑金属导轨，导轨足够长，间接定值电阻，金属杆保持与导轨垂直且接触良好。杆由静止开始下落并计时，杆两端的电压、杆所受安培力的大小随时间变化的图像，以及通过杆的电流、杆加速度的大小随杆的速率变化的图像，合理的是（　　） A. B. C. D. 12. 在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至和都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使和发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 移动滑动变阻器滑片的过程中，、的亮度都在发生变化 B. 开关S由闭合变为断开瞬间，、中的电流相等 C. 开关S由闭合变为断开瞬间，中的电流会立即反向 D. 若想观察到断开开关S后闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于 13. 如图（a）所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电荷量q随时间t变化的规律如图（b）所示，则该振荡电路（　　） A. 线圈处磁通量变大 B. 时磁场能最大 C. 增大电容器C的板间距，则周期会增大 D. 时，电路中电流为零 14. 物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　） 照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/ 75 40 24 20 18 15 A. 为定值电阻，为光敏电阻 B. 照度越大，该电路控制开关两端的电压越大 C. 若将定值电阻的阻值变为，该天后照明系统即可工作 D. 该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短 二、实验题（共18分） 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）在探究感应电流方向的规律的实验中，以下说法正确的是______。 A. 应查明两线圈的绕向 B. 应查明电流方向与电流计指针偏转方向的关系 C. 闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度线处 D. A线圈在B线圈中插入与拔出时电流计指针偏转方向相反 （2）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时 ①计算结果偏大，可能是由于______。 A.油酸未完全散开 B.油酸溶液浓度低于实际值 C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴 ②势能是与物质间相互作用力和位置有关的能量，如重力势能和电势能等。可以用相互作用力做功量度势能的变化。油膜的形成是分子力的作用效果。两分子起初位于无限远处，其中分子甲固定不动，分子乙从无限远处靠近分子甲，以两分子相距无穷远时分子势能为零。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，请你在图乙中画出分子势能随分子间距r的变化图线____。 （3）“测定玻璃的折射率”实验中，白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 ①在插和时，正确的操作是______。 A.使只挡住的像 B.使只挡住的像 C.使能同时挡住和的像 D.使能同时挡住和、的像 ②如图，请将光路图补充完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角____。 ③对入射角和折射角进行测量，根据折射率______可计算得出玻璃的折射率。 16. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）； （2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）； 三、计算题（共40分） 17. 如图，半径为R光滑且绝缘的圆弧面上有一个质量为m小球（半径很小可忽略），把它从最低点移开一小段距离，距最低点的高度为h（h远小于R）。放手后，小球以最低点为平衡位置左右摆动，重力加速度为g，求 （1）小球从释放到最低点的时间t； （2）若在最低点有一质量为2m的物体，小球与其发生正碰后并迅速粘在一起，求碰后的共同速度大小。 （3）若使小球带正电，并加上竖直向下的匀强电场，分析小球运动的周期如何变化。 18. 如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。 （1）求粒子加速器M的加速电压U； （2）求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向； （3）仍从S点释放另一初速度为0、质量为m、电荷量为2q的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能。 19. 某村庄较远处修建了一座小型水电站．河水的流量，落差h=3.2m。河水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。已知发电机的输出电压，用户需要的电压，两地间输电线的总电阻，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，水的密度。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度。求： （1）发电机的输出功率； （2）输电线上通过的电流及降压变压器的输入电压； （3）升压、降压变压器上原副线圈匝数比及。 20. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。 已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。 （1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a； （2）求径向磁场的磁感应强度大小； （3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市日坛中学2024~2025学年第二学期阶段性考试 高二年级物理试卷 （本试卷共8页，考试时间90min，满分100分） 一、单项选择题（共42分） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 电磁波从真空传入水中时，频率将变大 B. “泊松亮斑”是衍射现象 C. 汽车前窗玻璃使用偏振片是为了增加透射光的强度 D. 医院中用于检查病情的“彩超”利用了电磁波的反射原理 【答案】B 【解析】 【详解】A．电磁波的频率由波源决定，不随介质改变，故A错误； B．泊松亮斑是光绕过障碍物形成的衍射现象，故B正确； C．汽车偏振片用于过滤特定方向偏振光以减少眩光，而非增加透射强度，故C错误； D．彩超利用超声波的多普勒效应，属于机械波，与电磁波无关，故D错误。 故选B。 2. 图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（　　） A. a的折射率比b的大 B. a的临界角比b的大 C. a的传播速度比b的小 D. a的波长比b的小 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知a的偏折程度比b小，可知a的折射率比b的小，选项A错误； B．根据可知，a的临界角比b的大，选项B正确； C．根据可知，a的传播速度比b的大，选项C错误； D．a的频率较小，则a的波长比b的大，选项D错误。 故选B。 3. 关于分子热运动和布朗运动，下列说法正确的是（　　） A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B. 布朗运动间接反映了分子在永不停息地做无规则运动 C. 悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越显著 D. 当物体温度达到0 ℃时，物体分子的热运动就会停止 【答案】B 【解析】 【详解】A．布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮小颗粒的无规则运动，故A错误； B．布朗运动间接反映了液体或气体分子运动的无规则性，故B正确； C．悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，分子对它的撞击作用越接近平衡，布朗运动越不明显，故C错误； D．分子的运动是永不停息的，热运动在0 ℃时不会停止，故D错误。 故选B。 4. 如图甲，水平弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的图像。下列说法正确的是（　　） A. 振子从C点经过O点运动到B点为一次全振动 B. 图乙中的P点时刻，振子的速度沿负方向 C. 振子的振动方程为 D. 振子在1.5s时的位移为0.1m 【答案】B 【解析】 【详解】A．振子从C点经过O点运动到B点，然后再经过O点到A点为一次全振动，选项A错误； B．有振动图像可知，图乙中的P点时刻，振子的速度沿负方向，选项B正确； C．振子的振幅0.1m， 则振动方程为，选项C错误； D．振子在1.5s时的位移为-0.1m，选项D错误。 故选B。 5. 一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图1所示，以该时刻为计时零点，处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 波的传播速度 B. 波沿x轴负方向传播 C. 时，处的质点加速度为负方向最大 D. 时，处的质点沿x轴运动了2m 【答案】C 【解析】 【详解】A．波的传播速度，选项A错误； B．由振动图像可知，在t=0时刻质点沿y轴正向振动，结合波形图可知，波沿x轴正方向传播，选项B错误； C．时，即经过半个周期，处的质点到达波峰位置，此时加速度为负方向最大，选项C正确； D．质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项D错误。 故选C。 6. 2022年11月23日由三峡集团研制的单机容量16兆瓦海上风电机组成功下线，该机组是目前全球单机容量最大、叶轮直径最大的风电机组，风力发电机简易模型如甲图所示，某兴趣小组自制了一台风力发电机，试验中叶轮带动线圈在匀强磁场中转动，产生的交流电电流随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（　　） A. 电流的有效值为10A B. 1s内电流的方向变化10次 C. 电流的瞬时值表达式为 D. 线圈处于甲图所示位置时产生的电流最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流的有效值为，故A错误； B．一个周期内电流方向改变2次，由于周期为0.2s，故1s内电流的方向变化10次，故B正确； C．因为 则电流的瞬时值表达式为，故C错误； D．线圈处于甲图所示位置时，即中性面位置，磁通量最大，磁通量变化率最小，故产生的电流最小，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，电路中的变压器为理想变压器，R为滑动变阻器，U1为加在原线圈两端的交流电压，I1为原线圈中的电流，U2为副线圈两端的交流电压，I2为副线圈中的电流，P2为滑动变阻器上消耗的电功率．若U1保持不变，改变滑动变阻器滑片的位置，下列说法中正确的是 A. P2保持不变 B. U2保持不变 C. I1保持不变 D. I2保持不变 【答案】B 【解析】 【详解】B、保持U1不变，根据输出电压是由输入电压和匝数比决定，可知输出电压U2不变，B选项正确；D、使滑片P滑动时，R变化，而电压U2不变，所以副线圈电流I2变化，故D错误；C、由知I2变化，则I1变化，故C错误；A、由知P2发生变化，故A错误；故选B． 【点睛】根据输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比分析即可． 8. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　） A. 增加了司机单位面积的受力大小 B. 对碰撞前后司机动量的变化量不起作用 C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能 D. 安全气囊的作用主要体现在增大了司机的受力面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．安全气囊使人体受力面积变大，减小了司机单位面积的受力大小，选项A错误； B．对碰撞前后司机动量的变化量是一定的，则安全气囊不改变司机动量的变化量，选项B正确； C．将司机的动能转化为气囊的弹性势能等，没有全部转化为汽车的动能，故C错误。 D．安全气囊的作用主要体现在增大了司机的受力时间，在动量变化一定时可减小司机受力的大小，选项D错误。 故选B。 9. 如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。电子枪发出的电子经电场加速后形成电子束，玻璃泡内充有稀薄的气体，在电子束通过时能够显示电子的径迹，励磁线圈能够产生垂直纸面向里的匀强磁场。下列说法正确的是（　　） A. 仅升高电子枪加速电场的电压，运动径迹的半径变大 B. 仅增大励磁线圈中的电流，运动径迹的半径变大 C. 仅增大励磁线圈中的电流，电子做圆周运动的周期将变大 D. 仅使励磁线圈中电流为零，电子枪中飞出的电子将做匀加速直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】设加速电场的电压为，电子在加速电场中加速，由动能定理有 电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，有 联立，解得电子运动径迹的半径 电子做圆周运动的周期 A．仅升高电子枪加速电场的电压，则运动径迹的半径将变大，故A正确； B．仅增大励磁线圈中的电流，则增大，运动径迹的半径将变小，故B错误； C．仅增大励磁线圈中的电流，则增大，电子做圆周运动的周期将变小，故C错误； D．仅使励磁线圈中电流为零，则为零，电子枪中飞出的电子将不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动，故D错误。 故选A。 10. 电子感应加速器基本原理如图所示，图甲的上、下两个电磁铁线圈中电流的大小、方向可以变化，产生的感生电场使真空室中的电子加速。如图乙所示，从上向下看电子沿逆时针方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 变化的磁场一定产生变化的感生电场 B. 变化的磁场在真空室中激发出的电场与静电场完全相同 C. 当图乙中感生电场沿逆时针方向时，电子沿逆时针方向加速运动 D. 图甲线圈中的电流增大的过程中，图乙中形成顺时针方向的感生电场 【答案】D 【解析】 【详解】A．均匀变化的磁场产生稳定不变的感生电场，选项A错误； B．变化的磁场在真空室中激发出的电场为无源场，电场线为封闭曲线，而静电场的电场线是不闭合曲线，故B错误； C．当图乙中感生电场沿逆时针方向时，电子沿顺时针方向加速运动，选项C错误； D．图甲线圈中的电流增大的过程中，则该电流产生的磁场向上增加，根据楞次定律可知，图乙中形成顺时针方向的感生电场，选项D正确。 故选D。 11. 如图所示，和是竖直放置的两根平行光滑金属导轨，导轨足够长，间接定值电阻，金属杆保持与导轨垂直且接触良好。杆由静止开始下落并计时，杆两端的电压、杆所受安培力的大小随时间变化的图像，以及通过杆的电流、杆加速度的大小随杆的速率变化的图像，合理的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】C．设杆长为L，杆下落过程中切割磁感线产生的感应电流大小为 故C错误； D．根据牛顿第二定律有 即 故D正确； B．杆所受安培力的大小为 杆下落过程中先做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度保持不变，所以安培力随速度先增大，后不变，最终大小为mg，故B错误； A．导体杆两端的电压为 速度先增大，后不变，所以U先增大，后不变，故A错误。 故选D。 12. 在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡和分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。将变阻器的滑片置于最大阻值处，闭合开关S，至和都稳定发光后，调节滑动变阻器的滑片，使和发光的亮度相同，此时滑动变阻器的阻值为，之后断开开关S。电源的内阻很小，可忽略，则下列说法正确的是（　　） A. 移动滑动变阻器滑片的过程中，、的亮度都在发生变化 B. 开关S由闭合变为断开瞬间，、中的电流相等 C. 开关S由闭合变为断开瞬间，中的电流会立即反向 D. 若想观察到断开开关S后闪亮一下的现象，滑动变阻器的阻值应小于 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于电源内阻忽略，可知L1支路的电压不变，则移动滑动变阻器滑片的过程中，L1亮度不变，故A错误； B．因稳定时两灯泡亮度相同，开关S由闭合变为断开，电感线圈与L1、L2构成串联回路，故、中的电流相等，故B正确； C．开关S由闭合变为断开瞬间，中电流减小，自感电动势要阻碍其减小，故中的电流不会反向，故C错误； D．若想观察到断开开关S后闪亮一下的现象，则稳定时通过线圈支路的电流必须大于通过下方支路的电流，则滑动变阻器的阻值应大于线圈电阻，故D错误。 故选B。 13. 如图（a）所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电荷量q随时间t变化的规律如图（b）所示，则该振荡电路（　　） A. 线圈处磁通量变大 B. 时磁场能最大 C. 增大电容器C的板间距，则周期会增大 D. 时，电路中电流为零 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图b可知，电容器极板上电荷量减少，所以电容器处于放电过程，线圈处磁通量变大，故A正确； B．同理，时电容器极板上电荷量达到峰值，极板间的电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能最小，故B错误； C．根据可知，增大电容器的板间距，电容器的电容减小。根据可知，周期会减小，故C错误； D．根据可知图线的斜率表示电路中的电流，所以时，电路中电流最大，故D错误。 故选A。 14. 物理学中用照度描述光的强弱，光越强照度越大，照度的单位为Lx。某实验室采用光敏电阻制作光控开关来控制照明系统，光敏电阻在不同照度下的阻值如下表。控制电路原理如图所示，电路中的电阻和，其中一个是定值电阻，另一个是光敏电阻，已知直流电源电动势E=3V，内阻不计，实验室某日的光照强度随时间变化曲线如图，当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统。则下列说法正确的是（　　） 照度/Lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/ 75 40 24 20 18 15 A. 为定值电阻，为光敏电阻 B. 照度越大，该电路控制开关两端的电压越大 C. 若将定值电阻的阻值变为，该天后照明系统即可工作 D. 该电路中定值电阻阻值越大，该天的照明系统工作的时间越短 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当控制开关两端电压时，控制开关自动启动照明系统，可知光照小时，控制开关两端电压大；根据表格数据可知光照强度小时，光敏电阻阻值大，则为光敏电阻，为定值电阻；照度越大，光敏电阻阻值越小，该电路控制开关两端的电压越小，故AB错误； C．若将定值电阻的阻值变为20kΩ，则控制开关自动启动时光敏电阻为40kΩ，此时对应照度为0.4 Lx，根据图乙可知该天系统工作时间段为、，故C错误； D．该电路中定值电阻阻值越大，控制开关自动启动时光敏电阻越大，此时对应照度越小，该天的照明系统工作的时间越短，故D正确。 故选D。 二、实验题（共18分） 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。 （1）在探究感应电流方向的规律的实验中，以下说法正确的是______。 A. 应查明两线圈的绕向 B. 应查明电流方向与电流计指针偏转方向的关系 C. 闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度线处 D. A线圈在B线圈中插入与拔出时电流计指针偏转方向相反 （2）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时 ①计算结果偏大，可能是由于______。 A.油酸未完全散开 B.油酸溶液浓度低于实际值 C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 D.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴 ②势能是与物质间相互作用力和位置有关的能量，如重力势能和电势能等。可以用相互作用力做功量度势能的变化。油膜的形成是分子力的作用效果。两分子起初位于无限远处，其中分子甲固定不动，分子乙从无限远处靠近分子甲，以两分子相距无穷远时分子势能为零。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，请你在图乙中画出分子势能随分子间距r的变化图线____。 （3）“测定玻璃的折射率”实验中，白纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针和。 ①在插和时，正确的操作是______。 A.使只挡住的像 B.使只挡住的像 C.使能同时挡住和的像 D.使能同时挡住和、的像 ②如图，请将光路图补充完整，并在图中标出光线进入玻璃砖发生折射现象的入射角和折射角____。 ③对入射角和折射角进行测量，根据折射率______可计算得出玻璃的折射率。 【答案】（1）ABD （2） ①. AC ②. （3） ①. CD ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 A．根据楞次定律，要判断感应电流方向，是先判断感应电流的磁场方向的，而磁场方向除了与电流方向有关外，还需要知道线圈绕向，故A正确； B．实验中应检查电流的方向与指针偏转方向的关系，这样才知道感应电流方向与磁通量变化的关系，故B正确； C．闭合开关，滑动变阻器的滑片匀速滑动，会使线圈中电流改变，从而使磁通量变化而产生感应电流，故C错误； D．其他条件不变的情况下，将线圈拔出和插入时，导致磁通量减小和增大，那么根据楞次定律感应电流的方向是相反的，故D正确。 故选ABD。 【小问2详解】 ①[1]A．油酸未完全散开，油膜面积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏大，故A正确； B．油酸溶液浓度低于实际值，每滴纯油酸体积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，油膜面积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏大，故C正确； D．求每滴体积时1mL的溶液的滴数多记了10滴，则求出的每滴纯油酸体积偏小，根据知分子的大小测量值偏小，故D错误。 故选AC。 ②[2]当分子间距离大于时，分子力表现为引力，分子乙从无限远处靠近分子甲时，分子力做正功，分子势能减小；当当分子间距离小于时，分子力表现为斥力，分子乙继续靠近分子甲时，分子力做负功，分子势能增大，所以分子势能Ep随分子间距r的变化图线如图 【小问3详解】 ①[1]根据实验的原理，连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线。在插P3和P4时，应使使P3能同时挡住P2和P1的像，使P4能同时挡住P3和P2和P1的像。 故选CD。 ②[2]光路图如图所示 ③[3]根据折射定律有 16. 现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。 （1）在组装仪器时单缝和双缝应该相互_____放置。（选填“垂直”或“平行”）； （2）已知测量头主尺的最小刻度是毫米，游标尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如下图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离L=0.800m，所测光的波长______nm。（保留3位有效数字）； 【答案】 ①. 平行 ②. 15.02 ③. 693 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]在组装仪器时，单缝与双缝应该相互平行放置。 （2）[2]由游标卡尺的规则为主尺读数加上游标尺的读数，可得读数为 15mm+1×0.02mm=15.02mm [3]根据 可知，光的波长 三、计算题（共40分） 17. 如图，半径为R光滑且绝缘的圆弧面上有一个质量为m小球（半径很小可忽略），把它从最低点移开一小段距离，距最低点的高度为h（h远小于R）。放手后，小球以最低点为平衡位置左右摆动，重力加速度为g，求 （1）小球从释放到最低点的时间t； （2）若在最低点有一质量为2m的物体，小球与其发生正碰后并迅速粘在一起，求碰后的共同速度大小。 （3）若使小球带正电，并加上竖直向下的匀强电场，分析小球运动的周期如何变化。 【答案】（1） （2） （3）变小 【解析】 【小问1详解】 小球做类单摆简谐运动，则周期为 则小球从释放到最低点的时间 【小问2详解】 小球从释放到最低点的过程，根据动能定理 解得，小球运动到最低点的速度大小为 小球与物体碰撞过程，根据动量守恒 解得，碰后的共同速度大小为 【小问3详解】 若使小球带正电，并加上竖直向下的匀强电场，将叠加场等效为等效重力场，则等效重力加速度大于原重力加速度，根据可知，小球的运动周期将减小。 18. 如图所示，M为粒子加速器；N为速度选择器，两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，从S点释放一初速度为0、质量为m、电荷量为q的带正电粒子，经M加速后恰能以速度v沿直线（图中平行于导体板的虚线）通过N。不计重力。 （1）求粒子加速器M的加速电压U； （2）求速度选择器N两板间的电场强度E的大小和方向； （3）仍从S点释放另一初速度为0、质量为m、电荷量为2q的带正电粒子，离开N时粒子偏离图中虚线的距离为d，求该粒子离开N时的动能。 【答案】（1）；（2），方向垂直导体板向下；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子直线加速，根据功能关系有 解得 （2）速度选择器中电场力与洛伦兹力平衡 得 方向垂直导体板向下。 （3）电荷量变为2q后，粒子在加速度电场 解得 所以 粒子向上偏转，粒子在速度选择器中电场力做负功，从静止释放到离开N，根据功能关系有 解得 19. 某村庄较远处修建了一座小型水电站．河水的流量，落差h=3.2m。河水减少的重力势能有62.5%供给发电机、发电机的效率为90%。该水电站到用户之间需要远距离输电，如图所示。已知发电机的输出电压，用户需要的电压，两地间输电线的总电阻，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的4%，水的密度。升压、降压变压器均可视为理想变压器。重力加速度。求： （1）发电机的输出功率； （2）输电线上通过的电流及降压变压器的输入电压； （3）升压、降压变压器上原副线圈匝数比及。 【答案】（1）；（2）12A，；（3）， 【解析】 【详解】取时间的河水为研究对象，其质量 ① 河水减少的重力势能 ② 发电机的输出功率 ③ 联立①②③式，代入数据解得 （2）如图所示，因为是理想变压器，所以 则线路上损失功率 ④ ⑤ 联立④⑤式，代入数据解得 又因为 则升压变压器输出电压 输电线上损失的电压 则 （3）对于升压变压器有 对于降压变压器有 20. 我国“天宫”空间站采用霍尔推进器控制姿态和修正轨道。图为某种霍尔推进器的放电室（两个半径接近的同轴圆筒间的区域）的示意图。放电室的左、右两端分别为阳极和阴极，间距为d。阴极发射电子，一部分电子进入放电室，另一部分未进入。稳定运行时，可视为放电室内有方向沿轴向向右的匀强电场和匀强磁场，电场强度和磁感应强度大小分别为E和；还有方向沿半径向外的径向磁场，大小处处相等。放电室内的大量电子可视为处于阳极附近，在垂直于轴线的平面绕轴线做半径为R的匀速圆周运动（如截面图所示），可与左端注入的氙原子碰撞并使其电离。每个氙离子的质量为M、电荷量为，初速度近似为零。氙离子经过电场加速，最终从放电室右端喷出，与阴极发射的未进入放电室的电子刚好完全中和。 已知电子的质量为m、电荷量为；对于氙离子，仅考虑电场的作用。 （1）求氙离子在放电室内运动的加速度大小a； （2）求径向磁场的磁感应强度大小； （3）设被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，单位时间内阴极发射的电子总数为n，求此霍尔推进器获得的推力大小F。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对于氙离子，仅考虑电场的作用，则氙离子在放电室时只受电场力作用，由牛顿第二定律 解得氙离子在放电室内运动的加速度大小 （2）电子在阳极附近在垂直于轴线的平面绕轴线做半径做匀速圆周运动，则轴线方向上所受电场力与径向磁场给的洛伦兹力平衡，沿着轴线方向的匀强磁场给的洛伦兹力提供向心力，即 ， 解得径向磁场的磁感应强度大小为 （3）单位时间内阴极发射的电子总数为n，被电离的氙原子数和进入放电室的电子数之比为常数k，设单位时间内进入放电室的电子数为，则未进入的电子数为，设单位时间内被电离的氙离子数为,则有 已知氙离子数从放电室右端喷出后与未进入放电室的电子刚好完全中和，则有 联立可得单位时间内被电离的氙离子数为 氙离子经电场加速，有 时间内氙离子所受到的作用力为，由动量定理有 解得 由牛顿第三定律可知，霍尔推进器获得的推力大小 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $