精品解析：黑龙江省齐齐哈尔市2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。 全卷共100分，考试时间75分钟。考生作答时将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.作图题可先使用2B铅笔填涂，然后用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列关于热学和原子物理的四幅插图的说法正确的是（　　） A. 甲图为使用光学显微镜观察用水稀释后的墨汁，炭粒在水中的运动属于分子热运动 B. 乙图中右管材料的防水效果更好 C. 丙图为粒子散射实验的现象，其中J运动轨迹所占的比例最大 D. 丁图中绝热容器内的气体是理想气体，抽掉隔板后，容器内气体温度降低 2. 图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（ ） A. 按住按钮不动，门铃可以持续响 B. 按下按钮过程，螺线管A端电势较高 C. 松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D. 快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同 3. 交流发电机的示意图如图甲所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图乙所示。发电机线圈电阻为，外电路接的定值电阻，电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 理想电流表的示数为2.2A B. 电动势的瞬时值表达式为 C. 产生的交变电流的频率为100Hz D. 线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 4. 某放射性元素的一个原子核静止在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。由于发生了（或）衰变而得到两种粒子，其中一种是（或）粒子，另一种是反冲核。如图所示为衰变后两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹，已知衰变前原子核的质量为m，衰变后形成的两种新粒子的质量分别为、，在磁场中的轨迹半径分别为、。两圆半径之比为，则以下说法正确的是（　　） A. 该原子核发生的是衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反 B. 原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为 C. 衰变过程释放的核能，得到的射线很容易穿透黑纸 D. 该衰变的衰变方程可能为 5. 如图是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压U1=250V，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流I1=40A B. 用电用户数量增加时，只要水电站输出电压不变，则用户端电压就不变 C. 降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11 D. 生活中实际输送电能时，输电电压越高越好 6. 在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示电路。闭合开关待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示，则（　　） A. 断开开关前R中电流为 B. 断开开关前灯泡电阻小于R和L的总电阻 C. 断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭 D. 断开开关后小灯泡所在支路电流如曲线a所示 7. 如图所示，甲为研究光电效应的实验装置，乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，下面表格给出了几种金属的逸出功和极限频率。下列说法正确的是（　　） 几种金属的逸出功和极限频率 金属 钠 2.29 5.33 钾 2.25 5.44 铷 2.13 5.15 A. 若b光为黄光，c光可能是红光 B. 图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，并由此可测得、 C. 若用能使表格中金属发生光电效应的光直接照射处于激发态的氢原子，可以使该氢原子电离 D. 若b光光子能量为0.66eV，照射某一个处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光 8. 如图所示为一种海上充气救生船。充气船使用时，在船的浮筒内充入气体。充满气体后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充满气体的充气船放置在海上，则关于充气船浮筒内的气体，夜间与白天相比（　　） A. 气体的内能更小 B. 气体的压强更大 C. 气体的分子数密度更小 D. 单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小 9. 如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，与高频电源相连。现用此加速器分别从静止开始加速氘核（）、氦核（），下列说法中不正确的是（　　） A. 高频电源的电压越大，粒子离开加速器的速率越大 B. 两次加速所接高频电源的频率之比 C. 两种粒子离开加速器的最大动量之比 D. 两种粒子在金属盒内一直做加速圆周运动 10. 如图所示，有两个质量分别为和的正方形单匝导线框a、b，电阻均为，边长均为；它们分别系在一跨过两个轻质定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一方向垂直纸面向里、宽度为的匀强磁场区域，磁感应强度大小为。开始时，线框b的上边框与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边框到匀强磁场的上边界的距离为l。现将系统由静止释放，线框a恰好匀速穿越磁场区域。不计滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是（　　） A. 线框a穿出磁场区域时的电流大小为3mA B. 线框a穿越磁场区域时的速度大小为 C. 线框b进入磁场过程中产生的热量等于线框a机械能的减少量 D. 线框a进入磁场过程中安培力的冲量大小等于线框b进入磁场过程中安培力的冲量大小 第Ⅱ卷 二、非选择题：本小题共5小题，共54分。其中第11题和第12题每空2分，共16分；第13题10分；第14题12分；第15题16分。 11. 晓宇在验证玻意耳定律时，利用如图所示的装置进行了验证。晓宇将注射器的下端用胶塞塞住，沿竖直方向固定在铁架台上，柱塞上端与压力表相接，现用柱塞将一定质量的气体封闭在注射器中，已知注射器密封性以及导热性能良好。现用外力缓慢地向下压柱塞，同时记录封闭气体的压强以及封闭气体的体积，通过所学知识回答下列问题： （1）下列对该实验的理解正确的是________（填字母）。 A. 柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小会影响到实验结果的准确性 B. 处理实验数据时，、必须用国际单位制 C. 实验时，不能用手握注射器 （2）实验时，如果快速地向下压柱塞，则气体的温度应________（填“升高”、“不变”或“降低”）；如果密封性不好，操作时有气体泄漏，则的乘积________（填“增大”、“不变”或“减小”）； （3）晓宇在实验时，在操作正常的情况下，由于天气的影响，使得环境的温度骤然下降，则下列图像正确的是________（填字母）。 A. B. C. D. 12. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的金属磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可视为匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。 （1）霍尔元件被夹在磁芯缝隙AB处，则AB间磁场方向为___________（填“竖直向下”、“竖直向上”、“水平向左”或“水平向右”）； （2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，则___________（填“前表面”或“后表面”）电势高； （3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有电压表示数U和电流表示数I，则计算式B=___________。 （4）当霍尔元件尺寸一定时，电势差增大，说明检测电流___________（选填“增大”或者“减小”）。 13. 如图为一个简易的环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸内温度与环境温度可以认为相等，当轻绳拉力刚好为零时，蜂鸣器开始报警。汽缸内有一质量不计、横截面积的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量矩形重物。当缸内温度为时，活塞与缸底相距，与重物相距。大气压强，重力加速度大小，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。 （1）当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度； （2）报警器刚开始报警时，求环境温度。 14. 如图所示，虚线左侧空间存在与直流电源相连的两块正对平行金属板，两板间电压恒为U，板长为，板间距离为L，两板间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；右侧空间足够大区域内存在磁感应强度大小为，方向也垂直纸面向里的匀强磁场。S为两板中轴线上的粒子源，能够沿中轴线射出初速度相同的同种带电粒子，沿直线穿过板间区域，从P点进入右侧区域并运动到M点，间的距离为L。保持两板间电压U不变，撤掉左侧磁场，再次从S射出的粒子最终打在下板上某点A处（图中未画出）。不计粒子重力及粒子间的相互作用，忽略电场和磁场的边缘效应。求： （1）粒子的电性及初速度大小； （2）粒子的荷质比； （3）粒子刚到A点时的速度。 15. 如图甲所示，电阻不计的“U”形金属导轨固定在水平面上，两导轨间距。一质量的导体棒ab垂直放在导轨上，与导轨接触良好，接入电路中电阻，在垂直导轨平面的区域I和区域II中存在磁感应强度相同的匀强磁场。现用—根与轨道平面平行的不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮将导体棒和质量的小球相连。导体棒从磁场外由静止释放后始终在导轨上运动，其运动v—t图像如图乙所示，重力加速度g取10。求： （1）导体棒与金属导轨之间的动摩擦因数μ； （2）磁场区域的磁感应强度； （3）导体棒在穿过磁场区域II的过程中产生的焦耳热Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。 全卷共100分，考试时间75分钟。考生作答时将答案答在答题卡上，在本试卷上答题无效。 注意事项： 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.作图题可先使用2B铅笔填涂，然后用黑色字迹的签字笔描黑。 5.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1~7题只有一个选项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 下列关于热学和原子物理的四幅插图的说法正确的是（　　） A. 甲图为使用光学显微镜观察用水稀释后的墨汁，炭粒在水中的运动属于分子热运动 B. 乙图中右管材料的防水效果更好 C. 丙图为粒子散射实验的现象，其中J运动轨迹所占的比例最大 D. 丁图中绝热容器内的气体是理想气体，抽掉隔板后，容器内气体温度降低 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图为使用光学显微镜观察用水稀释后的墨汁，炭粒在水中的运动属于布朗运动，该现象反映了水分子在永不停息地做无规则热运动，A错误； B．乙图中右管材料与水之间为不浸润，所以右管的防水效果更好，B正确； C．丙图为粒子散射实验，实验现象中只有极少量的粒子发生较大角度的偏转，所以J运动轨迹所占的比例是最少的，C错误； D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，气体向真空自由膨胀并不对外做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能不变，所以容器内气体的温度不变，D错误。 故选B。 2. 图甲为某无线门铃，其工作原理如图乙所示。按下门铃按钮，磁铁靠近螺线管；松开门铃按钮，磁铁远离螺线管，回归原位置。则（ ） A. 按住按钮不动，门铃可以持续响 B. 按下按钮过程，螺线管A端电势较高 C. 松开按钮过程，通过门铃的电流方向是A到B D. 快速按下按钮与缓慢按下按钮，螺线管产生的电流大小相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．按住按钮不动，通过螺线管的磁通量不会发生变化，因此就不会产生感应电流，门铃就不会响，故A错误； B．按下按钮过程，螺线管中的磁通量要增大，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，结合安培定则可知，螺线管中电流的方向是A到B，螺线管相当于电源，因此可知螺线管B端电势较高，故B错误； C．松开按钮过程，通过螺线管的磁通量减小，根据楞次定律可知，螺线管中感应电流的磁场要阻碍原磁通量的变化，结合安培定则可知，螺线管中电流的方向是B到A，通过门铃的电流方向是A到B，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律可知，快速按下按钮，螺线管中磁通量的变化率更大，产生的感应电动势更大，因此产生的感应电流更大，故D错误。 故选C。 3. 交流发电机的示意图如图甲所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图乙所示。发电机线圈电阻为，外电路接的定值电阻，电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 理想电流表的示数为2.2A B. 电动势的瞬时值表达式为 C. 产生的交变电流的频率为100Hz D. 线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 【答案】A 【解析】 【详解】B．电动势的瞬时值表达式为，故B错误； C．周期为0.02s，则产生的交变电流的频率，故C错误； D．线圈经过图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，电动势达到最大值，则产生的电动势为，故D错误； A．电动势的有效值 则理想电流表的示数，故A正确。 故选A。 4. 某放射性元素的一个原子核静止在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。由于发生了（或）衰变而得到两种粒子，其中一种是（或）粒子，另一种是反冲核。如图所示为衰变后两种粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹，已知衰变前原子核的质量为m，衰变后形成的两种新粒子的质量分别为、，在磁场中的轨迹半径分别为、。两圆半径之比为，则以下说法正确的是（　　） A. 该原子核发生的是衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反 B. 原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为 C. 衰变过程释放的核能，得到的射线很容易穿透黑纸 D. 该衰变的衰变方程可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两圆形轨迹外切，可知是衰变，两种新粒子均带正电，根据左手定则可知两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相同，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 解得 可见，粒子做圆周运动的轨道半径与动量成正比、与电荷量成反比。根据动量守恒定律可知，原来静止的原子核衰变后两种新粒子动量等大反向。若原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的原子序数应为90，氦原子核的原子序数为2。由已知条件可知，反冲核的轨道半径为，故B错误； C．衰变过程释放的核能为 得到的射线是射线，但射线在空气中电离本领较强，贯穿本领较弱，空气中一张纸就能把射线挡住，故C错误； D．根据质量守恒定律与电荷数守恒定律可知，该衰变的衰变方程可能为 故D正确。 故选D。 5. 如图是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压U1=250V，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 发电机输出的电流I1=40A B. 用电用户数量增加时，只要水电站输出电压不变，则用户端电压就不变 C. 降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11 D. 生活中实际输送电能时，输电电压越高越好 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意，由公式P=U1I1可得，发电机输出的电流，故A错误； B．水电站输出电压U1不变，根据理想变压器电压与匝数比关系可知，升压变压器输出端的电压U2不变，由于用电用户数量增加时，输出功率增加，根据P=UI可知，输电线中的电流I1增大，根据理想变压器电流与匝数比关系，则I线也增大，可得降压变压器输入端的电压减小，根据，可知用户端电压U4将减小，故B错误； C．输电线上损失的功率 代入数据求得 根据理想变压器电流与匝数比关系，可得 根据理想变压器电压与匝数比关系，可得 则降压变压器输入端的电压 可得降压变压器的匝数比，故C正确； D．生活中实际输送电能时，输电电压并不是越高越好，电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高，实际输送电能时，要综合考虑，如输送功率的大小，距离的远近，技术和经济要求等，要依照不同情况选择合适的输电电压，故D错误。 故选C。 6. 在断电自感的演示实验中，用小灯泡、带铁芯的电感线圈L和定值电阻R等元件组成如图甲所示电路。闭合开关待电路稳定后，两支路电流分别为和。断开开关前后的一小段时间内，电路中电流随时间变化的关系如图乙所示，则（　　） A. 断开开关前R中电流为 B. 断开开关前灯泡电阻小于R和L的总电阻 C. 断开开关后小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭 D. 断开开关后小灯泡所在支路电流如曲线a所示 【答案】C 【解析】 【详解】AD．断开开关S前、后的一小段时间内，通过电感线圈L的电流方向是不变的，则电感线圈L所在支路的电流如曲线a所示，小灯泡所在支路的电流如曲线b所示，则断开开关S前，定值电阻R中的电流为，灯泡中的电流为，故AD错误； B．由题图可知，断开开关S前通过电感线圈L的电流大于通过小灯泡的电流，结合欧姆定律可知断开开关S前，小灯泡的电阻大于定值电阻R和电感线圈L的总电阻，故B错误； C．断开开关S后，电感线圈L产生的自感电动势阻碍电流的减小，电感线圈L相当于电源，由于线圈L、电阻R和灯泡重新组成自感回路，且断开开关S前电感线圈所在支路的总电阻小于小灯泡的总电阻，则小灯泡先突然变亮再逐渐熄灭，故C正确。 故选C。 7. 如图所示，甲为研究光电效应的实验装置，乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，下面表格给出了几种金属的逸出功和极限频率。下列说法正确的是（　　） 几种金属的逸出功和极限频率 金属 钠 2.29 5.33 钾 2.25 5.44 铷 2.13 5.15 A. 若b光为黄光，c光可能是红光 B. 图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，并由此可测得、 C. 若用能使表格中金属发生光电效应的光直接照射处于激发态的氢原子，可以使该氢原子电离 D. 若b光光子能量为0.66eV，照射某一个处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光 【答案】C 【解析】 【详解】A．由乙图可知，b光的反向遏止电压小于c光，所以b光的频率小于c光，若b光为黄光则c光不可能是红光，A错误； B．图甲所示的光电管两端所加的是正向电压，所以无法求出反向遏止电压，B错误； C．若使表格中的至少一个金属发生光电效应，则光子的能量至少为2.13eV，用该光直接照射处于激发态的氢原子，则有 所以可以使该氢原子电离，C正确； D．若b光的光子能量为0.66eV，照射某一个处于激发态的氢原子，该氢原子能跃迁到能级，再逐级跃迁至基态，最多可以产生3种不同频率的光，D错误。 故选C。 8. 如图所示为一种海上充气救生船。充气船使用时，在船的浮筒内充入气体。充满气体后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充满气体的充气船放置在海上，则关于充气船浮筒内的气体，夜间与白天相比（　　） A. 气体的内能更小 B. 气体的压强更大 C. 气体的分子数密度更小 D. 单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．夜间与白天相比，由于温度降低，所以气体的内能更小，故A正确； B．充满气体后浮筒的体积可视为不变，根据，由于温度降低，所以气体的压强更小，故B错误； CD．充满气体后浮筒的体积可视为不变，则气体的分子数密度不变；由于温度降低，气体分子的平均动能减小，根据气体压强微观意义可知，单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图是一个回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，与高频电源相连。现用此加速器分别从静止开始加速氘核（）、氦核（），下列说法中不正确的是（　　） A. 高频电源的电压越大，粒子离开加速器的速率越大 B. 两次加速所接高频电源的频率之比 C. 两种粒子离开加速器的最大动量之比 D. 两种粒子在金属盒内一直做加速圆周运动 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设D形盒的最大半径为，根据牛顿第二定律得，解得，粒子离开加速器的速率与高频电源的电压无关，电压越大加速的次数越少；D形金属盒的半径越大，粒子离开加速器的速度越大，故A错误，符合题意； B．粒子在加速器中运动的周期为，粒子在加速器中运动的频率为，高频电源的频率等于粒子运动的频率，该频率与粒子的比荷成正比，而两种粒子的比荷相同，所以两次加速所接高频电源的频率相同，故B错误，符合题意； C．粒子离开加速器的动量为，解得，则两种粒子离开加速器的最大动量之比，故C正确，不符题意； D．两种粒子均在缝隙间的匀强电场中做匀加速直线运动，在D形盒内的磁场中做匀速圆周运动，故D错误，符合题意。 故选ABD。 10. 如图所示，有两个质量分别为和的正方形单匝导线框a、b，电阻均为，边长均为；它们分别系在一跨过两个轻质定滑轮的绝缘轻绳两端，在两导线框之间有一方向垂直纸面向里、宽度为的匀强磁场区域，磁感应强度大小为。开始时，线框b的上边框与匀强磁场的下边界重合，线框a的下边框到匀强磁场的上边界的距离为l。现将系统由静止释放，线框a恰好匀速穿越磁场区域。不计滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是（　　） A. 线框a穿出磁场区域时的电流大小为3mA B. 线框a穿越磁场区域时的速度大小为 C. 线框b进入磁场过程中产生的热量等于线框a机械能的减少量 D. 线框a进入磁场过程中安培力的冲量大小等于线框b进入磁场过程中安培力的冲量大小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设绳子的拉力为F，线框a匀速穿过磁场区域，则有，其中，，代入数据解得，故A错误； B．线框a匀速运动时，二者速度大小相等，则有，由欧姆定律可得，解得，故B正确； C．根据能量守恒定律可知，线框b进入磁场过程中产生的热量等于线框a机械能的减少量减去线框b机械能的增加量，故C错误； D．安培力的冲量，结合，整理可得，由于两线框的电阻、长度均相同，故线框a进入磁场过程中安培力的冲量等于线框b进入磁场过程中安培力的冲量，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 二、非选择题：本小题共5小题，共54分。其中第11题和第12题每空2分，共16分；第13题10分；第14题12分；第15题16分。 11. 晓宇在验证玻意耳定律时，利用如图所示的装置进行了验证。晓宇将注射器的下端用胶塞塞住，沿竖直方向固定在铁架台上，柱塞上端与压力表相接，现用柱塞将一定质量的气体封闭在注射器中，已知注射器密封性以及导热性能良好。现用外力缓慢地向下压柱塞，同时记录封闭气体的压强以及封闭气体的体积，通过所学知识回答下列问题： （1）下列对该实验的理解正确的是________（填字母）。 A. 柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小会影响到实验结果的准确性 B. 处理实验数据时，、必须用国际单位制 C. 实验时，不能用手握注射器 （2）实验时，如果快速地向下压柱塞，则气体的温度应________（填“升高”、“不变”或“降低”）；如果密封性不好，操作时有气体泄漏，则的乘积________（填“增大”、“不变”或“减小”）； （3）晓宇在实验时，在操作正常的情况下，由于天气的影响，使得环境的温度骤然下降，则下列图像正确的是________（填字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2） ①. 升高 ②. 减小 （3）C 【解析】 【小问1详解】 A．柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小并不影响压强以及体积的测量，对实验结果无影响，A错误； B．气体的压强和体积没必要必须用国际单位，只要单位相同即可，B错误； C．实验时，不能用手握住注射器简上的空气柱部分，以防止气体温度发生变化，C正确； 故选C。 【小问2详解】 [1][2]实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高；根据理想气体状态方程 可得 其中与质量有关，故漏气会使减小。 【小问3详解】 根据可知，某小组在一次实验过程中，环境温度突然降低，则图像的斜率将减小。 故选C。 12. 霍尔元件是一种基于霍尔效应的金属磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可视为匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出并已经连接好电路。 （1）霍尔元件被夹在磁芯缝隙AB处，则AB间磁场方向为___________（填“竖直向下”、“竖直向上”、“水平向左”或“水平向右”）； （2）霍尔元件的前后两表面间形成电势差，则___________（填“前表面”或“后表面”）电势高； （3）已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h。为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B，根据乙图中所给的器材和电路，还必须测量的物理量有电压表示数U和电流表示数I，则计算式B=___________。 （4）当霍尔元件尺寸一定时，电势差增大，说明检测电流___________（选填“增大”或者“减小”）。 【答案】（1）竖直向下 （2）前表面 （3） （4）增大 【解析】 【小问1详解】 根据安培定则，通电直导线在磁芯上的磁感线为顺时针方向，即则AB间磁场方向为竖直向下。 【小问2详解】 电流向右，根据左手定则，安培力向里，载流子是负电荷，故后表面带负电，前表面带正电，故前表面电势较高。 【小问3详解】 设前后表面的厚度为d，最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，有 根据电流微观表达式，有 联立解得 【小问4详解】 根据可知当霍尔元件尺寸一定时，电势差增大，说明检测的磁感应强度增大，则检测电流增大。 13. 如图为一个简易的环境温度报警器，一固定在水平地面上的汽缸，导热性能良好，缸内温度与环境温度可以认为相等，当轻绳拉力刚好为零时，蜂鸣器开始报警。汽缸内有一质量不计、横截面积的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着质量矩形重物。当缸内温度为时，活塞与缸底相距，与重物相距。大气压强，重力加速度大小，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。 （1）当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度； （2）报警器刚开始报警时，求环境温度。 【答案】（1）360K；（2）396K 【解析】 【详解】（1）从开始到活塞刚接触重物，气体为等压变化，则 解得 （2）绳子拉力刚好为零时，有 解得 14. 如图所示，虚线左侧空间存在与直流电源相连的两块正对平行金属板，两板间电压恒为U，板长为，板间距离为L，两板间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里；右侧空间足够大区域内存在磁感应强度大小为，方向也垂直纸面向里的匀强磁场。S为两板中轴线上的粒子源，能够沿中轴线射出初速度相同的同种带电粒子，沿直线穿过板间区域，从P点进入右侧区域并运动到M点，间的距离为L。保持两板间电压U不变，撤掉左侧磁场，再次从S射出的粒子最终打在下板上某点A处（图中未画出）。不计粒子重力及粒子间的相互作用，忽略电场和磁场的边缘效应。求： （1）粒子的电性及初速度大小； （2）粒子的荷质比； （3）粒子刚到A点时的速度。 【答案】（1）粒子带正电， （2） （3），速度方向与板夹角为 【解析】 【小问1详解】 根据粒子在磁场中的偏转方向结合左手定则可知，粒子带正电。 在左侧空间里，粒子以沿直线穿过该区域，则有 ， 解得 【小问2详解】 在右侧空间里，粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 又 解得粒子的荷质比为 【小问3详解】 撤掉左侧磁场后，粒子在该区域做类平抛运动，在A点速度方向与板夹角为，由动能定理得 解得 则有 解得 15. 如图甲所示，电阻不计的“U”形金属导轨固定在水平面上，两导轨间距。一质量的导体棒ab垂直放在导轨上，与导轨接触良好，接入电路中电阻，在垂直导轨平面的区域I和区域II中存在磁感应强度相同的匀强磁场。现用—根与轨道平面平行的不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮将导体棒和质量的小球相连。导体棒从磁场外由静止释放后始终在导轨上运动，其运动v—t图像如图乙所示，重力加速度g取10。求： （1）导体棒与金属导轨之间的动摩擦因数μ； （2）磁场区域的磁感应强度； （3）导体棒在穿过磁场区域II的过程中产生的焦耳热Q。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）前0.2s内，设绳上的拉力为T，设导体棒加速度大小为a，对导体棒根据牛顿第二定律 对小球根据牛顿第二定律 由以上两式可得 由乙图可知，前0.2s内 代入数值得 （2）由乙图可知导体棒在区域I做匀速直线运动 对导体棒受力分析可知 对小球受力分析可知 又 代入数值得 （3）导体棒穿过磁场区域II过程 对导体棒，由动量定理 对小球，由动量定理 又 对系统 代入数值得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $