精品解析：山东省泰安市2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

高二年级考试 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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、单项选择题∶本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。 1. 有关下列四幅图涉及的物理知识，以下说法正确的是（　　） A. 图甲：在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点后蜡熔化的范围，则a一定是非晶体，b一定是晶体 B. 图乙：水黾停在水面上，说明水黾受到了浮力作用 C. 图丙：气体速率分布随温度变化而改变， D. 图丁：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 2. 在智能物流系统中，智能配送车可自行完成物流货物配送。如图所示，现有两辆智能配送车甲和乙沿同一直线轨道同时相向而行，甲车从静止出发以的加速度做匀加速直线运动，乙车以初速度6m/s刹车，加速度大小为。已知智能配送车的最大速度为8m/s，两车初始相距70m，经过7s两车之间的距离为（　　） A. 12m B. 12.5m C. 10m D. 3m 3. “天问一号”火星车搭载的核电池利用衰变释放的能量发电。的衰变方程为，则（　　） A. 的衰变为衰变 B. 衰变方程中的X等于3 C. 比结合能比的大 D. 火星表面的低温环境会使的半衰期变大 4. 为了测量储罐中不导电液体的高度，有人设计了如图所示装置。将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过单刀双掷开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。某一时刻的磁场方向、电容器带电情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 振荡电流正在减小 C. 当储罐内的液面高度升高时，LC回路振荡电流的频率升高 D. 当开关从a拨到b时开始计时，经过时间t，电感L上的电流第一次达到最大，则该LC回路中的振荡周期为4t 5. 一定质量的理想气体从状态a开始经绝热过程到状态b，图像如图所示。则（　　） A. a→b过程为等温过程 B. 气体在状态a时比在状态b时的温度高 C. 气体在状态a时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态b时少 D. 在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时小 6. 我国自主研发的氢原子钟现已运用于北斗导航系统中，氢原子钟通过氢原子能级跃迁辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，则下列说法正确的是（　　） A. 一个处于n=6能级的氢原子向低能级跃迁时最多发出15种不同频率的光子 B. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的红光 C. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能也增大 D. 大量氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级辐射的光子中部分为可见光光子 7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上有一竖直向下宽度为的磁场区域，以磁场左边界为坐标原点建立坐标轴，磁感应强度大小，为大于零的常量。有一边长为（）、电阻为的正方形导线框沿轴正方向以速度匀速通过磁场区域，线框的左右两边与磁场的边界平行。关于线框所受安培力随变化关系的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，把倾角为的粗糙斜面体置于粗糙水平地面上，物块通过跨过光滑轻质定滑轮的轻绳与质量为的小球连接，点为轻绳与定滑轮的接触点，初始时，小球在水平向右的拉力作用下，使轻绳段与水平拉力的夹角为，、均保持静止状态。现改变拉力，并保持夹角大小不变，将小球向右上方缓慢拉起至水平，物块和斜面体始终保持静止状态。重力加速度为，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A. 拉力先变大后变小 B. 拉力最大值为 C. 地面对斜面体的支持力先变大后变小 D. 斜面体所受地面摩擦力先变大后变小 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 下列有关热现象的说法正确的是（　　） A. 所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点 B. “压青苗”是用磙子压紧土壤，这是为了破坏土壤里的毛细管，保存地下水分 C. 毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关 D. 第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律 10. 光电效应的发现，开启了人类对光、电转化的研究，相继出现了照相机、摄像机等电子设备。在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能Ek与入射光波长λ的关系如图所示，图像与横轴交点为λ0，为图像的渐近线，已知真空中光速为c，元电荷为e，则（　　） A. 普朗克常量为 B. 普朗克常量为 C. 当时，遏止电压为 D. 当时，遏止电压为 11. 如图所示，小型发电机线圈固定，共有100匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转速度为12r/min，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5∶1，电流表和电压表均为理想电表，负载电阻，滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为100V B. 电压表的示数为20V C. 将滑动变阻器的滑片向下移，电流表的示数减小 D. 将滑动变阻器的滑片向下移，电压表的示数增大 12. 如图所示，足够长的平行金属导轨固定在水平面内，间距，电阻不计。与导轨左端连接的线圈面积，内阻，匝数匝。一根长，质量、电阻的导体棒垂直放置在导轨上。线圈内的磁场平行于轴线向上，磁感应强度以的变化率随时间增大，忽略线圈的自感现象；导轨之间的匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度的大小。时刻闭合开关，当时导体棒达到最大速度，重力加速度。则（　　） A. 导体棒与导轨间的动摩擦因数 B. 导体棒与导轨间的动摩擦因数 C. 内导体棒与导轨间因摩擦产生的热量为 D. 内导体棒与导轨间因摩擦产生的热量为 三、非选择题∶本小题共6小题，共60分。 13. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的点。在橡皮筋的另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋。 （1）具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是（　　） A. 图甲中，与的方向必须相互垂直 B. 重复实验再次进行探究时，结点的位置必须与前一次相同 C. 用两弹簧测力计同时拉橡皮筋与用一个弹簧测力计拉橡皮筋，两次橡皮筋的长度相同即可认为力的效果相同 D. 使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线方向，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线 （2）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是___（填“”或“”）。 （3）某小组探究橡皮筋弹力与形变量的关系，测出了橡皮筋在不同拉力作用下的长度，并据此作出了图像，如图丙所示。根据图像分析可知，橡皮筋长度增加时劲度系数______（填“增大”或“减小”）。 14. 某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 规格相同的电阻箱、； 相同的灯泡、（额定电压为）； 交流电流表、、，交流电压表、； 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： （1）模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，将双刀双掷开关置于处，闭合，调节电阻箱阻值，示数为时（量程为）示数如图乙所示，为______，学生电源的输出功率为_______。 （2）模拟高压输电。保持学生电源输出电压不变，将双刀双掷开关置于处，调节电阻箱阻值与（1）中阻值相同，闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的_____倍。 （3）示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了_______。 15. 根据国家能源局统计，我国风电装机功率连续13年居世界第一位。某实验小组模拟风力发电供电的装置如图甲所示，已知发电机转子由1000匝线圈构成，线圈总电阻，线圈面积，处在磁感应强度的匀强磁场中，在风力作用下线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速。某理想变压器原、副线圈的匝数之比，定值电阻。求∶ （1）若该发电机线圈由图示中性面位置开始计时，请写出该发电机电动势的瞬时值表达式； （2）若将该发电机作为变压器输入端电源接入到图乙所示的电路中，求电阻在1分钟内产生的热量。 16. 医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的密闭容器，A 部分容器壁导热性能良好，B部分容器与外界绝热。一横截面积为，质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。 （1）求气筒的容积； （2）完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。 17. 如图所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为α的绝缘斜面上，平行轨道的间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m、长度也为L、电阻忽略不计的均匀直金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。轨道之间存在以CD为边界的区域Ⅰ、Ⅱ，CD与导轨垂直，区域Ⅰ内充满磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场；区域Ⅱ内充满方向垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。让金属棒ab沿导轨由静止开始下滑，金属棒到达CD边界时刚好匀速运动，金属棒在区域Ⅰ运动过程中回路产生的焦耳热为Q。导轨的电阻可忽略，且与金属棒接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。 （1）求金属棒到达CD边界时速率v1和金属棒在区域Ⅰ的位移大小x； （2）已知金属棒到达区域Ⅱ某位置时的加速度大小a=gsinα，金属棒从进入区域Ⅱ到该位置过程中流过电阻的电荷量为q，求此过程经历的时间t。 18. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验，两车均可视为质点，如图所示，t=0时，A、B两车同时沿两条相距x0=12m的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动，A车始终以v=10m/s的速度做匀速直线运动；B车从静止开始以a1=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，6s后开始做匀速直线运动，已知两蓝牙小车自动连接的最大距离L=20m。 （1）求B车在匀速行驶前，两车的最大距离Δx大小（结果可保留根号）； （2）整个运动过程中两车能够保持连接的总时间Δt； （3）若t=40s时，B车开始以a2=4m/s2的加速度刹车，求再经多长时间两车可以再次连接。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级考试 物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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、单项选择题∶本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。 1. 有关下列四幅图涉及的物理知识，以下说法正确的是（　　） A. 图甲：在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点后蜡熔化的范围，则a一定是非晶体，b一定是晶体 B. 图乙：水黾停在水面上，说明水黾受到了浮力作用 C. 图丙：气体速率分布随温度变化而改变， D. 图丁：食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 【答案】C 【解析】 【详解】A．图a蜡熔化的范围呈圆形，可知固体薄片具有各向同性，是非晶体或多晶体。图b蜡熔化的范围呈椭圆形，可知固体薄片具有各向异性，是单晶体。故A错误； B．水黾停在水面上，水黾受到了表面张力的作用。故B错误； C．温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速率大的方向迁移，因此。故C正确； D．由图丁可知，食盐晶体中的原子在每个方向的排列并不是完全一样的，因此食盐晶体的物理性质沿各个方向是不一样的。故D错误。 故选C。 2. 在智能物流系统中，智能配送车可自行完成物流货物配送。如图所示，现有两辆智能配送车甲和乙沿同一直线轨道同时相向而行，甲车从静止出发以的加速度做匀加速直线运动，乙车以初速度6m/s刹车，加速度大小为。已知智能配送车的最大速度为8m/s，两车初始相距70m，经过7s两车之间的距离为（　　） A. 12m B. 12.5m C. 10m D. 3m 【答案】A 【解析】 【详解】甲车加速时间 甲车7s运动的距离 乙车减速时间 乙车7s运动的距离 经过7s两车之间的距离为 故选A。 3. “天问一号”火星车搭载的核电池利用衰变释放的能量发电。的衰变方程为，则（　　） A. 的衰变为衰变 B. 衰变方程中的X等于3 C. 比结合能比的大 D. 火星表面的低温环境会使的半衰期变大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．衰变方程中，根据质量数守恒可知，X等于4，则放出的粒子为，所以的衰变为α衰变，故AB错误； C．衰变后的产物比反应物更稳定，所以比结合能比的大，故C正确。 D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度无关，故D错误。 故选C。 4. 为了测量储罐中不导电液体的高度，有人设计了如图所示装置。将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过单刀双掷开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。某一时刻的磁场方向、电容器带电情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 振荡电流正在减小 C. 当储罐内的液面高度升高时，LC回路振荡电流的频率升高 D. 当开关从a拨到b时开始计时，经过时间t，电感L上的电流第一次达到最大，则该LC回路中的振荡周期为4t 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知此时电容器右极板带正电，左极板带负电，由磁场方向可知电流方向由正极板流向负极板，故此时电容器正在放电，振荡电流正在增大，故AB错误； C．根据电容的决定式可得当储罐内的液面高度升高时，此时增大，电容变大，由可得此时振荡周期增大，频率降低，故C错误； D．开关从a拨到b时，此时电容器开始放电，当电感L上的电流第一次达到最大时，此时经过，故该LC回路中的振荡周期为4t，故D正确。 故选D。 5. 一定质量的理想气体从状态a开始经绝热过程到状态b，图像如图所示。则（　　） A. a→b过程为等温过程 B. 气体在状态a时比在状态b时的温度高 C. 气体在状态a时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态b时少 D. 在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．a→b过程为绝热过程，由a到b气体膨胀对外做功。由热力学第一定律可得，温度降低，故A错误，B正确； CD．由a到b的过程中，体积变大，分子数密度变小，温度降低，分子平均动能减小，因此气体压强变小，气体在状态b时单位时间内撞击在器壁单位面积上的分子数比在状态a时少，在状态a时气体分子对器壁单位面积的平均作用力比在状态b时大。故CD错误。 故选B。 6. 我国自主研发的氢原子钟现已运用于北斗导航系统中，氢原子钟通过氢原子能级跃迁辐射的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，已知红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，则下列说法正确的是（　　） A. 一个处于n=6能级的氢原子向低能级跃迁时最多发出15种不同频率的光子 B. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的红光 C. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能也增大 D. 大量氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级辐射的光子中部分为可见光光子 【答案】B 【解析】 【详解】A．一个处于n=6能级的氢原子向低能级跃迁时最多发出5种不同频率的光子。故A错误； B．处于n=3能级的氢原子发生电离需要的能量是1.51eV，红光光子的能量范围为1.61~2.00eV，大于其发生电离的能量。因此处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的红光。故B正确； C．氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子的动能增大，原子的电势能减小。故C错误； D．氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级辐射的光子能量为 因此大量氢原子从n=5能级跃迁到n=3能级辐射的光子为不可见光光子。故D错误。 故选B。 7. 如图所示，在光滑绝缘水平面上有一竖直向下宽度为的磁场区域，以磁场左边界为坐标原点建立坐标轴，磁感应强度大小，为大于零的常量。有一边长为（）、电阻为的正方形导线框沿轴正方向以速度匀速通过磁场区域，线框的左右两边与磁场的边界平行。关于线框所受安培力随变化关系的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在导线框的位移满足过程，导线框的右边在磁场中切割磁感线，产生的感应电动势为 感应电流为 受到的安培力为 可知图像为开口向上的抛物线； 在导线框的位移满足过程，导线框的左边在磁场中切割磁感线，图像与过程的形状一样；根据右手定则和安培定则可知，两个过程的安培力方向均水平向左。 故选A。 8. 如图所示，把倾角为的粗糙斜面体置于粗糙水平地面上，物块通过跨过光滑轻质定滑轮的轻绳与质量为的小球连接，点为轻绳与定滑轮的接触点，初始时，小球在水平向右的拉力作用下，使轻绳段与水平拉力的夹角为，、均保持静止状态。现改变拉力，并保持夹角大小不变，将小球向右上方缓慢拉起至水平，物块和斜面体始终保持静止状态。重力加速度为，下列关于该过程的说法正确的是（　　） A. 拉力先变大后变小 B. 拉力最大值为 C. 地面对斜面体的支持力先变大后变小 D. 斜面体所受地面摩擦力先变大后变小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对小球B受力分析，如图所示 已知保持夹角θ=120°大小不变，在平行四边形中，就是保持α=60°不变，在矢量三角形mg、F、T中，作一个外接圆，由于割线长度等于小球的重力大小，而小球的重力大小保持不变，故α是圆的圆周角始终保持60°不变，当拉力F由图位置缓慢拉起至OB水平过程中，拉力F的右端点沿着圆逐渐移动到D点，则拉力F一直增大，在BD位置时最大，最大值为。故AB错误； CD．对ABC整体受力分析可知，地面对C的摩擦力为 拉力F的水平分量先增加后减小，则物块C所受地面摩擦力先变大后变小。 地面对斜面体的支持力为 拉力F的竖直分量一直增加，因此地面对斜面体的支持力一直减小。 故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题∶本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 下列有关热现象的说法正确的是（　　） A. 所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点 B. “压青苗”是用磙子压紧土壤，这是为了破坏土壤里的毛细管，保存地下水分 C. 毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关 D. 第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律 【答案】CD 【解析】 【详解】A．所有晶体都有固定的熔点和沸点，但多晶体在宏观上没有固定的形状，故A错误； B．“压青苗”是用磙子压紧土壤，是为了形成更多更细的毛细管，让地下水分沿毛细管上升，滋润青苗，故B错误； C．毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，不同液体表面张力系数不同，不同材料对液体的浸润情况也不同，所以现象是否明显与液体种类和毛细管材料有关，故C正确； D．第二类永动机虽然不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，故D正确。 故选 CD。 10. 光电效应的发现，开启了人类对光、电转化的研究，相继出现了照相机、摄像机等电子设备。在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能Ek与入射光波长λ的关系如图所示，图像与横轴交点为λ0，为图像的渐近线，已知真空中光速为c，元电荷为e，则（　　） A. 普朗克常量为 B. 普朗克常量为 C. 当时，遏止电压为 D. 当时，遏止电压为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据爱因斯坦光电效应方程 又因为 解得 当时， 当时，，则 解得，故A正确，B错误； CD．根据 ，，， 根据动能定理得 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，小型发电机线圈固定，共有100匝，线圈电阻不计，发电机通过旋转磁极发电，旋转方向如图所示，旋转速度为12r/min，通过线圈的最大磁通量为，理想变压器的原、副线圈的匝数比为5∶1，电流表和电压表均为理想电表，负载电阻，滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为100V B. 电压表的示数为20V C. 将滑动变阻器的滑片向下移，电流表的示数减小 D. 将滑动变阻器的滑片向下移，电压表的示数增大 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．线圈转动角速度为 线圈产生的感应电动势最大值为 则原线圈输入电压为 副线圈输出电压为 可知电压表的示数为20V，故A错误，B正确； CD．将滑动变阻器的滑片向下移，滑动变阻器接入电路阻值增大，副线圈总电阻增大，根据欧姆定律可知，副线圈电流减小，根据可知，原线圈电流减小，则电流表的示数减小，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图所示，足够长的平行金属导轨固定在水平面内，间距，电阻不计。与导轨左端连接的线圈面积，内阻，匝数匝。一根长，质量、电阻的导体棒垂直放置在导轨上。线圈内的磁场平行于轴线向上，磁感应强度以的变化率随时间增大，忽略线圈的自感现象；导轨之间的匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度的大小。时刻闭合开关，当时导体棒达到最大速度，重力加速度。则（　　） A. 导体棒与导轨间的动摩擦因数 B. 导体棒与导轨间的动摩擦因数 C. 内导体棒与导轨间因摩擦产生的热量为 D. 内导体棒与导轨间因摩擦产生的热量为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律可知，左侧线圈产生的感应电动势为 合上开关，产生的感应电流 导体棒运动速度最大时，其切割磁感线产生的电动势 产生的感应电流 此时电路中总电流 导体棒运动速度最大时，加速度为0，所受合力为零，有 解得，故A正确，B错误； CD．根据题意，内，对导体棒，由动量定理有 解得 导体棒与导轨间因摩擦产生的热量 故C正确，D错误。 故选AC。 三、非选择题∶本小题共6小题，共60分。 13. 在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，桌上放一块方木板，用图钉把一张白纸钉在方木板上，再用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的点。在橡皮筋的另一端拴上两条细绳形成结点，细绳的另一端系着绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮筋。 （1）具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是（　　） A. 图甲中，与的方向必须相互垂直 B. 重复实验再次进行探究时，结点的位置必须与前一次相同 C. 用两弹簧测力计同时拉橡皮筋与用一个弹簧测力计拉橡皮筋，两次橡皮筋的长度相同即可认为力的效果相同 D. 使用弹簧测力计时，施力方向应沿弹簧测力计轴线方向，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线 （2）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是___（填“”或“”）。 （3）某小组探究橡皮筋弹力与形变量的关系，测出了橡皮筋在不同拉力作用下的长度，并据此作出了图像，如图丙所示。根据图像分析可知，橡皮筋长度增加时劲度系数______（填“增大”或“减小”）。 【答案】（1）D （2） （3）减小 【解析】 【小问1详解】 A．实验的目的是探究两个互成角度的力的合成规律，即通过平行四边形定则来确定合力与分力的关系。对于与的方向，只要能准确记录两个分力的方向和大小，以及合力的方向和大小就行，并没有要求这两个方向必须相互垂直，A错误； B．重复实验的目的是为了验证实验结果的普遍性和准确性。每次实验时，拉力的大小和方向可能不同，结点的位置也不一定要与前一次相同，B错误； C．力的作用效果不仅取决于橡皮筋的长度变化，必须保证橡皮筋的形变程度和方向都完全相同，即结点的位置也相同，才能认为力的效果相同，C错误； D．使用弹簧测力计时，如果施力方向不沿弹簧测力计轴线方向，弹簧会与外壳产生摩擦，从而影响测量的准确性，导致测量结果偏小。读数时视线不正对弹簧测力计刻度线，会产生读数误差，使读数不准确。所以施力方向应沿弹簧测力计轴线方向，读数时视线应正对弹簧测力计刻度线，D正确； 故选D。 【小问2详解】 是根据平行四边形定则由两个分力、合成得到的合力，其方向不一定沿方向；是用一个弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力，其作用效果与、共同作用的效果相同，所以的方向一定沿方向。 【小问3详解】 根据胡克定律（是弹力，是劲度系数，是形变量），变形可得 在图像中，劲度系数等于图像的斜率。从图丙可以看出，随着橡皮筋长度的增加，图像的斜率逐渐减小，所以橡皮筋长度增加时劲度系数减小。 14. 某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 规格相同的电阻箱、； 相同的灯泡、（额定电压为）； 交流电流表、、，交流电压表、； 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： （1）模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，将双刀双掷开关置于处，闭合，调节电阻箱阻值，示数为时（量程为）示数如图乙所示，为______，学生电源的输出功率为_______。 （2）模拟高压输电。保持学生电源输出电压不变，将双刀双掷开关置于处，调节电阻箱阻值与（1）中阻值相同，闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的_____倍。 （3）示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了_______。 【答案】（1） ①. 180 ②. 2.7 （2）100 （3）0.6 【解析】 【小问1详解】 [1] 根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为180mA； [2] 学生电源的输出功率为 【小问2详解】 低压输电时电阻箱消耗的功率为 电阻箱的接入的电阻为 高压输电时，电阻箱消耗的功率为 可得 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 【小问3详解】 示数为时，学生电源的输出功率 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 15. 根据国家能源局统计，我国风电装机功率连续13年居世界第一位。某实验小组模拟风力发电供电的装置如图甲所示，已知发电机转子由1000匝线圈构成，线圈总电阻，线圈面积，处在磁感应强度的匀强磁场中，在风力作用下线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速。某理想变压器原、副线圈的匝数之比，定值电阻。求∶ （1）若该发电机线圈由图示中性面位置开始计时，请写出该发电机电动势的瞬时值表达式； （2）若将该发电机作为变压器输入端电源接入到图乙所示的电路中，求电阻在1分钟内产生的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意得， 从中性面位置开始计时，该发电机电动势的瞬时值表达式 【小问2详解】 由（1）可得电源电动势有效值 利用“等效电阻”方法，可求得原线圈等效电阻 原线圈电流 根据 解得副线圈上的电流 通过电阻的电流 根据焦耳定律，电阻在1分钟内产生的热量 16. 医疗呼吸机在临床医疗中正发挥着极其重要的作用，某型号呼吸机工作原理可简化为如图所示装置，竖直放置的密闭容器，A 部分容器壁导热性能良好，B部分容器与外界绝热。一横截面积为，质量为的绝热隔板放在卡槽上，隔板与容器密封良好，将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向气阀与容器上下两部分连接，气筒内活塞和气筒与容器连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变。两部分气体初始时温度为，均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为，重力加速度为。 （1）求气筒的容积； （2）完成一次打气后，将关闭，容器保持密封状态，通过电热丝对B中气体缓慢加热，使绝热隔板缓慢向上移动，当A中气体变为时停止加热，求此时B气体的温度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设气筒的容积为，抽气后A中气体的压强变为，由于抽气、打气时气体温度保持不变，根据玻意耳定律可得抽气过程有 解得 同理设打气后B中气体的压强变为，则打气过程有 解得 由题意可知 解得气筒的容积为 同时可求出完成一次打气后A中气体的压强变为 B中气体的压强变为 【小问2详解】 设当A中气体体积变为时，其压强为，则根据玻意耳定律可得 解得 设此时B中气体的压强为，对隔板进行受力分析，列平衡方程有 解得停止加热时B中气体的压强为 已知未加热时B中气体的压强为，体积为，温度为 停止加热时B中气体的体积为 设停止加热时其温度为，则对B中气体列理想气体状态方程有 解得停止加热时B中气体的温度为 17. 如图所示，两根足够长的金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为α的绝缘斜面上，平行轨道的间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m、长度也为L、电阻忽略不计的均匀直金属棒ab放在两导轨上，并与导轨垂直。轨道之间存在以CD为边界的区域Ⅰ、Ⅱ，CD与导轨垂直，区域Ⅰ内充满磁感应强度大小为B、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场；区域Ⅱ内充满方向垂直轨道平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。让金属棒ab沿导轨由静止开始下滑，金属棒到达CD边界时刚好匀速运动，金属棒在区域Ⅰ运动过程中回路产生的焦耳热为Q。导轨的电阻可忽略，且与金属棒接触良好，不计它们之间的摩擦，重力加速度为g。 （1）求金属棒到达CD边界时速率v1和金属棒在区域Ⅰ的位移大小x； （2）已知金属棒到达区域Ⅱ某位置时的加速度大小a=gsinα，金属棒从进入区域Ⅱ到该位置过程中流过电阻的电荷量为q，求此过程经历的时间t。 【答案】（1），； （2） 【解析】 【小问1详解】 金属棒从释放入到刚好离开区域I的过程中，根据楞次定律可得，安培力沿斜面向上，离开区域I时切割磁感线产生的电动势 金属棒中电流 金属棒恰好做匀速直线运动，则根据受力平衡 解得金属棒刚好离开区域I的速率 由能量守恒得，金属棒减少的机械能转化为金属棒的动能和焦耳热，则 解得 【小问2详解】 设金属棒在区域Ⅱ加速度时，金属棒速度为，此时 线框中电流 由牛顿第二定律得 解得 由动量定理得 解得 18. 两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车A、B进行实验，两车均可视为质点，如图所示，t=0时，A、B两车同时沿两条相距x0=12m的平行直线轨道从同一起跑线向同一方向运动，A车始终以v=10m/s的速度做匀速直线运动；B车从静止开始以a1=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，6s后开始做匀速直线运动，已知两蓝牙小车自动连接的最大距离L=20m。 （1）求B车在匀速行驶前，两车的最大距离Δx大小（结果可保留根号）； （2）整个运动过程中两车能够保持连接的总时间Δt； （3）若t=40s时，B车开始以a2=4m/s2的加速度刹车，求再经多长时间两车可以再次连接。 【答案】（1） （2）18s （3）4.6s 【解析】 【小问1详解】 两车速度相等时所用的时间 解得 时两车水平距离最远 最远距离为 【小问2详解】 第一次断开连接时两车距离刚好为L，即，， 解得第一次保持连接时间 两车第二次连接时，， 解得 第二次断开时，， 解得 ， 【小问3详解】 由题意知26s~40s内，两车一直处于断开状态 40s时，， B车减速过程中， ， 可知，当B车停止时，两辆汽车还未连接 此后， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $