精品解析：山东省烟台市莱州市第一中学2024-2025学年高二下学期6月期末物理试题

高二年级全真训练测试题目 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（　　） A. 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B. 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C. 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D. 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 2. 关于热学现象，下列说法正确的是（　　） A. 液体有表面张力，原因是液体表面分子间的平均距离比液体内部大 B. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 C. 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功 D. 给庄稼松土有助于将地下的水分引上来 3. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示。则（ ） A. 题中的氢原子跃迁共能发出3种不同频率的光 B. a光是从能级向能级跃迁产生的 C. a光的光子能量大于b光的光子能量 D. b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的小 4. 如图所示，测试车辆在一段匀变速运动过程中经过a、b、c三个位置，已知段的距离和段的距离之比为，段的平均速度是，bc段的平均速度是，则经过b点的速度是（　　） A. B. C. D. 5. 某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 时刻，电容器的电场能为零 B. 时刻，线圈的自感电动势最大 C. 时间内，线圈中电流逐渐减小 D. 时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈 6. 甲乙两车并排在同一平直公路上的两条平行车道上同向行驶，甲车由静止开始做匀加速运动，乙车做匀速运动，其各自的位移x随时间t变化关系如图所示，两条图线刚好在时刻相切，则（　　） A. 在2t0时刻，乙车的速度大小为 B. 在t0时刻，甲车的速度大小为 C. 在内，两车有两次机会并排行驶 D. 在内，乙车平均速度是甲车平均速度两倍 7. 单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势最大值为 C. 线框转一周外力所做功为 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 8. 如图所示，边长为2L的正三角形abc区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为L的菱形单匝金属线框ABCD的底边与bc在同一直线上，菱形线框的。使线框水平向右匀速穿过磁场区域，BC边与磁场边界bc始终共线，以B点刚进入磁场为计时起点，规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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，镅是一种半衰期长达年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变方程为，在该烟雾探测器中装有大约微克的镅，其释放的射线可以使腔内空气电离，从而在探测腔内加有低压的电极间形成微小电流。一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部分射线而使电流减小引发警报。下列说法中正确的是（　　） A. 是粒子，有很强的贯穿本领 B. 镅衰变过程要放出能量，故的比结合能比的小 C. 微克的镅经过年剩余的质量为微克 D. 是光子，不具有能量 10. 一定质量的理想气体由状态a经历状态b、c最终回到初始状态a，该过程的图像如图甲所示。以横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，分别作出图甲中a、b、c三种状态下气体分子速率分布规律的曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（ ） A. b→c过程，单位时间内撞击单位面积分子数目逐渐减小 B. a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量为 C. 状态a、b、c对应的分子速率分布规律图像分别是图乙中的①、②、③ D. 图乙中三条图线与横轴所围面积的关系为 11. 如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ） A. 时，理想变压器的输出功率最大 B. 理想变压器的最大输出功率为 C. 理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为 D. 时，滑动变阻器消耗的功率最大 12. 如图所示，在绝缘水平桌面上固定两条足够长的平行直金属导轨，导轨电阻不计且间距为。空间有垂直于桌面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场边界垂直于导轨且间距为，一边长也为的正方形金属线框置于导轨上，四条边框的电阻均为，左、右两边框的质量不计，上、下两边框的质量分布均匀且总质量为。现使线框瞬间获得初速度并以速度进入磁场，最后刚好离开磁场。运动过程中线框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。已知磁场左边界的左侧导轨光滑，其余部分与线框间的动摩擦因数为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 线框刚完全进入磁场时的速度大于 B. 线框完全进入磁场的过程，通过其横截面的电荷量为 C. 整个过程中，线框克服摩擦力做的功为 D. 整个过程中，线框中产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学为测量固体药物的体积，设计了如图甲所示测量装置（装置密封性良好）。 要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积。 （1）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用______（选填“p”、“”或“p2”）。 （2）选择合适坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为______（用题目中已知量表示）。 （3）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 14. 某同学制作了一款测温计，该测温计的最高测温为，电路图如图甲所示，所使用器材： 定值电阻为10Ω 定值电阻为50Ω 电阻箱（调节范围0~999.9Ω） 金属热电阻 电动势为36V的直流电源（内阻很小可忽略不计） 电压表V量程范围0~3V（内阻很大） 开关，导线若干 金属热电阻的阻值随温度变化图像如图乙所示，操作步骤如下： （1）先按图连接好电路，电压表的正接线柱应连接______（填“a”或“b”），将传感器置于恒温箱中，将恒温箱温度调为180℃，调节的阻值为______Ω，此时电压表指针指到0刻线； （2）降低恒温箱温度，电压表示数为1.2V时，恒温箱的温度为______； （3）依次降低温度，将电压表刻度改为相应的温度刻度； （4）该测温计能够测量的最低温度为______。 15. 如图所示，水平均匀薄玻璃管（质量忽略不计）长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱封闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出，求角速度ω1（结果可用根式表示）； （2）若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以（1）中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。（无需解答过程，本问直接写出结果即可） 16. 五一假期，高速免费通行。小轿车正以某安全速度在平直高速公路上匀速行驶（高速公路小轿车限速120km/h）。行驶过程中，司机忽然发现前方150m处有浓烟。司机的反应时间，在这段时间内小轿车仍保持匀速行驶，刹车过程（包括反应时间）中，小轿车运动的加速度随位置变化的关系可简化为如图甲所示的图像，段为刹车系统的启动阶段，从位置开始，小轿车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。若从位置开始计时，小轿车第一个4s内的位移为80m，第二个4s内的位移为10m。 （1）求位置小轿车的速度大小及此后的加速度大小； （2）若段位移大小为24.8m，求从司机发现危险到小轿车停止，小轿车行驶的距离。 （3）小轿车司机停车后，发现前方道路出现大面积塌方，为保证后方车辆安全，抓紧开启双闪，这时小轿车后方处，以100km/h的速度匀速行驶的大客车司机看到警示灯后抓紧采取刹车措施，大客车司机的反应时间，为了避免突然刹车让乘客有明显不舒服的顿挫感，加速度的大小按如图乙规律变化。若刹车结束时恰好没有撞上小汽车，求大客车刹车的时间。 17. 风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中，线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5：1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电，该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求 （1）输电线的总电阻R； （2）升压变压器原、副线圈匝数比∶； （3）发电机线圈绕轴的转速n。 18. 如图，电阻不计光滑水平导轨距，其内有竖直向下的匀强磁场，导轨左侧接一电容的电容器，初始时刻电容器带电量，电性如图所示。质量、电阻不计的金属棒ab垂直架在导轨上，闭合开关S后，ab棒向右运动，且离开时已匀速。下方光滑绝缘轨道间距也为L，正对放置，其中为半径、圆心角的圆弧，与水平轨道相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度，以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧处存在磁感应强度大小为的磁场，磁场方向竖直向下。质量、电阻的“U”型金属框静止于水平导轨NOPM处。导体棒ab自抛出后恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，并于MN处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后组成闭合线框一起向右运动。 （1）求导体棒ab离开时的速度大小； （2）若闭合线框进入磁场区域时，立刻给线框施加一个水平向右的外力F，使线框匀速穿过磁场区域，求此过程中线框产生的焦耳热； （3）闭合线框进入磁场区域后由于安培力作用而减速，试讨论线框能否穿过区域，若能，求出离开磁场时的速度：若不能，求出线框停止时ab边的位置坐标x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级全真训练测试题目 物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 唱卡拉OK用的话筒，内有传感器。其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法正确的是（　　） A. 该传感器是根据电流的磁效应工作的 B. 该传感器是根据电磁感应原理工作的 C. 膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D. 膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势 【答案】B 【解析】 【详解】AB．当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号转变成电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错误，B正确； C．膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量也是周期性变化的，故C错误； D．膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，故D错误。 故选B。 2. 关于热学现象，下列说法正确的是（　　） A. 液体有表面张力，原因是液体表面分子间的平均距离比液体内部大 B. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 C. 不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功 D. 给庄稼松土有助于将地下的水分引上来 【答案】A 【解析】 【详解】A．液体有表面张力，原因是液体表面分子间的平均距离比液体内部大，分子间作用力表现为引力，故A项正确； B．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度有关，故B项错误； C．热力学第二定律的开尔文表述为：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不产生其他影响，故C项错误； D．给庄稼松土破坏了土壤里面的毛细管，不利于将地下的水分引上来，故D项错误。 故选A。 3. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示。则（ ） A. 题中的氢原子跃迁共能发出3种不同频率的光 B. a光是从能级向能级跃迁产生的 C. a光的光子能量大于b光的光子能量 D. b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的小 【答案】B 【解析】 【详解】A．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中，辐射出的光子的种类 故A错误； BC．题意知只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应，图乙可知b光遏止电压大，则b光频率比a的频率大，可知b光能量比a光能量大，故b光是从能级向能级跃迁产生的，a光是从能级向能级跃迁产生的，故B正确，C错误； D．根据光电效应方程 由于两种光照射同种材料，故相同，由于b光频率比a的频率大，所以b光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比a光照射时的大，故D错误。 故选B。 4. 如图所示，测试车辆在一段匀变速运动过程中经过a、b、c三个位置，已知段的距离和段的距离之比为，段的平均速度是，bc段的平均速度是，则经过b点的速度是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设段的时间为，段的时间为，根据 可得段的距离和段的距离分别为， 根据 可得 解得 设ab段时间中点为d点，其瞬时速度为，经过b点的速度为，bc段时间中点为e点，其瞬时速度为，做匀变速运动的加速度为，汽车从d点运动到e点，根据速度时间公式有 解得 则汽车从b点到e点，根据速度时间公式有 解得 故选D。 5. 某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签（内含金属材料）靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 时刻，电容器的电场能为零 B. 时刻，线圈的自感电动势最大 C. 时间内，线圈中电流逐渐减小 D. 时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻，电容器上极板带电量最大，可知电场能最大，选项A错误； B．时刻，电容器放电完毕，此时线圈的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，选项B错误； C．时间内，电容器带电量增大，则线圈中电流逐渐减小，选项C正确； D. 由图可知时间内，振动电路的振动周期逐渐变大，根据 可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈，选项D错误。 故选C。 6. 甲乙两车并排在同一平直公路上的两条平行车道上同向行驶，甲车由静止开始做匀加速运动，乙车做匀速运动，其各自的位移x随时间t变化关系如图所示，两条图线刚好在时刻相切，则（　　） A. 在2t0时刻，乙车的速度大小为 B. 在t0时刻，甲车的速度大小为 C. 在内，两车有两次机会并排行驶 D. 在内，乙车平均速度是甲车平均速度的两倍 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由图像中图线的斜率表示速度可知，则在时刻甲、乙两车速度大小相等，为 甲车做初速为零的匀加速直线运动，则在时刻是时间段内的中间时刻，根据匀变速直线运动规律的推论可知时刻，甲车的速度大小为 故A错误，B正确； C．在图像中交点代表相遇，在内，两车只能在时刻有一次机会并排行驶，故C错误； D．根据平均速度公式，在内，甲乙两车位移大小相等，所用时间相等，所以平均速度相等，故D错误。 故选B。 7. 单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻线框平面与中性面垂直 B. 线框的感应电动势最大值为 C. 线框转一周外力所做的功为 D. 从到过程中线框的平均感应电动势为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图像可知，时刻穿过线圈磁通量最大，但磁通量变化率为0，线框产生的感应电动势为0，线框处于中性面，故A错误； B．线框的感应电动势最大值为 故B错误； C．线框的感应电动势有效值为 根据功能关系可知，线框转一周外力所做的功为 故C正确； D．从到过程中线框的平均感应电动势为 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，边长为2L的正三角形abc区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一边长为L的菱形单匝金属线框ABCD的底边与bc在同一直线上，菱形线框的。使线框水平向右匀速穿过磁场区域，BC边与磁场边界bc始终共线，以B点刚进入磁场为计时起点，规定导线框中感应电流逆时针方向为正，则下列图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设线框匀速运动速度大小为；以B点刚进入磁场为计时起点，在内，边逐渐进入磁场切割磁感线，产生的电动势为 线圈中电流大小为 根据楞次定律可知，线圈中的电流方向为逆时针方向，即电流为正； 在内，整条边在磁场中切割磁感线，边逐渐进入磁场切割磁感线，线圈产生的电动势为 线圈中的电流大小为 根据楞次定律可知，线圈中的电流方向为逆时针方向，即电流为正； 在内，整条边离开磁场区域，整条边在磁场中切割磁感线，产生的电动势恒为 线圈中的电流大小恒为 根据楞次定律可知，线圈中的电流方向为顺时针方向，即电流为负；之后整个线框离开磁场区域，没有感应电流。 故选A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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，镅是一种半衰期长达年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变方程为，在该烟雾探测器中装有大约微克的镅，其释放的射线可以使腔内空气电离，从而在探测腔内加有低压的电极间形成微小电流。一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部分射线而使电流减小引发警报。下列说法中正确的是（　　） A. 是粒子，有很强的贯穿本领 B. 镅衰变过程要放出能量，故的比结合能比的小 C. 微克的镅经过年剩余的质量为微克 D. 是光子，不具有能量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．是粒子，有很强电离本领，故A错误； B．比结合能越大，说明核子越稳定。镅衰变过程质量亏损，要放出能量，故比稳定，所以 的比结合能比的小，故B正确； C．根据 所以微克的镅经过年剩余的质量为微克，故C正确； D．是光子，具有能量，故D错误。 故选BC。 10. 一定质量的理想气体由状态a经历状态b、c最终回到初始状态a，该过程的图像如图甲所示。以横坐标v表示分子速率，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，分别作出图甲中a、b、c三种状态下气体分子速率分布规律的曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（ ） A. b→c过程，单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐减小 B. a→b→c→a过程，气体从外界吸收的热量为 C. 状态a、b、c对应的分子速率分布规律图像分别是图乙中的①、②、③ D. 图乙中三条图线与横轴所围面积的关系为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由图甲可知，b→c过程，为等压压缩，根据等压变化 可知，温度降低，分子对容器壁的平均作用力减小，而压强不变，所以单位时间内撞击单位面积的分子数目逐渐增多，故A错误； B．a→b→c→a过程中，其中气体体积增大，对外做功 气体体积减小，外界对气体做功 过程，气体体积不变，气体即不对外做功，外界也不对气体做功，则整个循环做功为 根据热力学第一定律 解得 所以，气体吸收热量，为，故B正确； C．由图乙可知，①、②、③对应的温度关系为 由图甲，根据 可知 故C错误； D．图乙中，图线与横轴所围图形面积表示分子总数，所以，三条图线与横轴所围面积的关系为S①=S②=S③，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ） A. 时，理想变压器的输出功率最大 B. 理想变压器的最大输出功率为 C. 理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为 D. 时，滑动变阻器消耗的功率最大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据题意，电源电动势有效值 如图： 假设原线圈中的电压为，电流为，可认为虚线框中为等效电阻 又 ，， 求得 ① 则电路可看成是由r和组成的电路，若使变压器输出功率最大，则的功率最大，根据 根据基本不等式，当 时，的输出功率最大，此时由①式可得 输出的最大功率 A正确， B错误； C．理想变压器的输出功率等于负载电阻总功率，则有 可得 故C错误； D．要使滑动变阻器上的功率最大，把r按照上述规则等效到副线圈中，有 求得 如图所示： 把虚线框看成是电源，内阻 当 时，滑动变阻器输出功率最大，此时 D正确。 故选AD。 12. 如图所示，在绝缘水平桌面上固定两条足够长的平行直金属导轨，导轨电阻不计且间距为。空间有垂直于桌面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为，磁场边界垂直于导轨且间距为，一边长也为的正方形金属线框置于导轨上，四条边框的电阻均为，左、右两边框的质量不计，上、下两边框的质量分布均匀且总质量为。现使线框瞬间获得初速度并以速度进入磁场，最后刚好离开磁场。运动过程中线框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。已知磁场左边界的左侧导轨光滑，其余部分与线框间的动摩擦因数为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 线框刚完全进入磁场时的速度大于 B. 线框完全进入磁场的过程，通过其横截面的电荷量为 C. 整个过程中，线框克服摩擦力做的功为 D. 整个过程中，线框中产生的焦耳热为 【答案】AD 【解析】 【详解】B．线框完全进入磁场的过程，通过其横截面的电荷量为，故B错误； CD．已知磁场左边界的左侧导轨光滑，其余部分与线框间的动摩擦因数为，且左、右两边框的质量不计，上、下两边框的质量分布均匀且总质量为，则从开始进入磁场到完全进入磁场过程，线框受到的摩擦力随位移线性增大，该过程克服摩擦力做功为 最后刚好离开磁场，则整个过程中，线框克服摩擦力做的功为 根据能量守恒可得 可得整个过程中，线框中产生的焦耳热为，故C错误，D正确； A．设线框刚完全进入磁场时的速度为，线框进入磁场过程，根据动量定理可得 线框离开磁场过程，根据动量定理可得 由于线框在磁场中一直做减速运动，所以进入磁场所用时间小于离开磁场所用时间，即；又， 联立可得 可得，故A正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学为测量固体药物的体积，设计了如图甲所示测量装置（装置密封性良好）。 要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③缓慢移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积。 （1）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用______（选填“p”、“”或“p2”）。 （2）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为______（用题目中已知量表示）。 （3）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 【答案】（1） （2）b （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 设待测药物的体积为V0，以气体为研究对象，由玻意耳定律可得 整理得 为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用。 【小问2详解】 由题可知直线的延长线分别交横、纵坐标于a、b，根据可得，待测药物的体积为b。 【小问3详解】 由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，设该容积为V1，以气体为对象，根据玻意耳定律可得 整理可得 结合图乙可知 造成的测量值比真实值偏小。 14. 某同学制作了一款测温计，该测温计的最高测温为，电路图如图甲所示，所使用器材： 定值电阻为10Ω 定值电阻为50Ω 电阻箱（调节范围0~999.9Ω） 金属热电阻 电动势为36V的直流电源（内阻很小可忽略不计） 电压表V量程范围0~3V（内阻很大） 开关，导线若干 金属热电阻的阻值随温度变化图像如图乙所示，操作步骤如下： （1）先按图连接好电路，电压表的正接线柱应连接______（填“a”或“b”），将传感器置于恒温箱中，将恒温箱温度调为180℃，调节的阻值为______Ω，此时电压表指针指到0刻线； （2）降低恒温箱温度，电压表示数为1.2V时，恒温箱的温度为______； （3）依次降低温度，将电压表刻度改为相应的温度刻度； （4）该测温计能够测量的最低温度为______。 【答案】 ①. b ②. 30 ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]与串联，与串联，再并联在36V的直流电源两端，因180℃时电压表指针指到0刻线，即，此后温度降低，热敏电阻的阻值变小，其分得的电压变小，b点的电势升高，电压表显示为正电压，则压表的正接线柱应连接b； [2]根据金属热电阻的阻值随温度变化函数为 则时，，此时电压表指针指到0刻线，即，有 可得 代入电阻值解得 （2）[3]电动势为36V的直流电源（内阻很小可忽略不计），则有 当电压表示数为1.2V时，故有 解得 代入到函数，可得温度为 （4）[4]该测温计能够测量最低温度时，电压表的示数为3V，有 解得 代入到函数，可得最低温度为 15. 如图所示，水平均匀薄玻璃管（质量忽略不计）长为L0=65cm，右端开口，左端封闭并固定在竖直转轴上。静止时，用长度为L=5cm的水银柱封闭着一段长度为L1=40cm的空气。不计一切摩擦，不考虑流速影响，气体温度始终保持不变，管口处压强始终为p0=75cmHg，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）当玻璃管绕竖直轴以角速度ω1匀速转动时，水银柱刚好没有从玻璃管中溢出，求角速度ω1（结果可用根式表示）； （2）若从管中抽出部分气体后，玻璃管绕轴仍以（1）中角速度ω1匀速转动，空气柱的长度仍为40cm。求抽出气体质量与抽气前气体总质量的比值。（无需解答过程，本问直接写出结果即可） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）气体做等温变化，则 解得 对水银柱受力分析有 解得 （2）当管中抽出气体后，对水银柱受力分析有 解得 根据题意可知，气体做等温变化，则 所以 16. 五一假期，高速免费通行。小轿车正以某安全速度在平直高速公路上匀速行驶（高速公路小轿车限速120km/h）。行驶过程中，司机忽然发现前方150m处有浓烟。司机的反应时间，在这段时间内小轿车仍保持匀速行驶，刹车过程（包括反应时间）中，小轿车运动的加速度随位置变化的关系可简化为如图甲所示的图像，段为刹车系统的启动阶段，从位置开始，小轿车的刹车系统稳定工作，直至汽车停止。若从位置开始计时，小轿车第一个4s内的位移为80m，第二个4s内的位移为10m。 （1）求位置小轿车的速度大小及此后的加速度大小； （2）若段位移大小为24.8m，求从司机发现危险到小轿车停止，小轿车行驶的距离。 （3）小轿车司机停车后，发现前方道路出现大面积塌方，为保证后方车辆安全，抓紧开启双闪，这时小轿车后方处，以100km/h的速度匀速行驶的大客车司机看到警示灯后抓紧采取刹车措施，大客车司机的反应时间，为了避免突然刹车让乘客有明显不舒服的顿挫感，加速度的大小按如图乙规律变化。若刹车结束时恰好没有撞上小汽车，求大客车刹车的时间。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）假设第二个4s内小轿车没有停下来，加速度大小为 带入数据求得第二个4s末的速度为负值，则假设不成立。说明设小轿车第二个4s内已经停下来了。设它在第一个4s内运动时间为t，位移，末速度为v。第二个4s内的位移为。则逆向看有 联立解得 位置小轿车的速度大小为 （2）设小轿车匀速行驶的速度大小为v1，根据，可得a-x图像与x轴围成面积等于，则有 代入数据解得 小轿车行驶的距离为 （3）设时，加速度为a，根据可知，图的面积表示速度变化量，则 前后速度变化量相同，其v-t图像如图所示 则平均速度为 设两车开始相距s，则 联立解得 17. 风力发电机的工作原理可以简化为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，并通过变压器和远距离输电线路给用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中，线圈面积、匝数N = 200匝、总电阻 线圈绕垂直于磁场的水平轴匀速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的原线圈相连，输出的电压 降压变压器原、副线圈的匝数比为5：1，降压变压器的副线圈连接用电户，两变压器间的输电线损耗的功率占发电机输出功率的 两变压器均为理想变压器。若用这个供电设备给某学校供电，该校获得的工作电压220V、电功率5.5kW。求 （1）输电线的总电阻R； （2）升压变压器原、副线圈匝数比∶； （3）发电机线圈绕轴的转速n。 【答案】（1）；（2）；（3）27r/s 【解析】 【详解】（1）降压变压器两端的电功率相等，即 W 用电户的电流为 根据电流之比与线圈匝数之比的关系有 输电线损耗的功率占发电机输出功率的 则 解得 （2）根据电压之比与线圈匝数之比的关系有 ， 其中 解得 （3）升压变压器原、副线圈的电流满足 发电机的总电压为 V 根据最大值的计算公式有 其中 解得 r/s 18. 如图，电阻不计的光滑水平导轨距，其内有竖直向下的匀强磁场，导轨左侧接一电容的电容器，初始时刻电容器带电量，电性如图所示。质量、电阻不计的金属棒ab垂直架在导轨上，闭合开关S后，ab棒向右运动，且离开时已匀速。下方光滑绝缘轨道间距也为L，正对放置，其中为半径、圆心角的圆弧，与水平轨道相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度，以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧处存在磁感应强度大小为的磁场，磁场方向竖直向下。质量、电阻的“U”型金属框静止于水平导轨NOPM处。导体棒ab自抛出后恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，并于MN处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后组成闭合线框一起向右运动。 （1）求导体棒ab离开时的速度大小； （2）若闭合线框进入磁场区域时，立刻给线框施加一个水平向右的外力F，使线框匀速穿过磁场区域，求此过程中线框产生的焦耳热； （3）闭合线框进入磁场区域后由于安培力作用而减速，试讨论线框能否穿过区域，若能，求出离开磁场时的速度：若不能，求出线框停止时ab边的位置坐标x。 【答案】（1）；（2）1.25J；（3）不能， 【解析】 【详解】（1）设初始时电容器两端到达电压为，由电容公式有 对导体棒，由动量定理有 导体棒从开始运动到稳定过程，设电容器极板上电荷量变化量为q，导体棒稳定后的电动势为E，有 整理有 由电流的公式有 导体棒切割磁感线的电动势为 解得 （2）由于导体棒恰好能从处沿切线进入圆弧轨道，设进入瞬间导体棒的速度为，有 解得 设导体棒在与金属框碰撞前的速度为，由动能定理有 解得 金属棒和线框发生完全非弹性碰撞，设碰后速度为，有 解得 由题意分析可知，线框在进入磁场到出磁场过程中，始终只有一条边切割磁感线，则其电动势 则线框内的电流为 线框进入磁场过程中所受安培力为 线框进入过程所产生的焦耳热与线框克服安培力所做的功相同，为 由上述安培力的表达式可知，安培力随着进入磁场的距离均匀变化，所以进入过程中，安培力的平均值为 线框出磁场和进入磁场过程，克服安培力做功的相同，所以整个过程，线框产生的焦耳热为 （3）线框进入磁场过程由动量定理有 整理有 ， 解得 所以线框不能完全离开磁场，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $