精品解析：四川省资阳市安岳中学（示范班）2024-2025学年高二下学期开学考试物理试题

四川省安岳中学高2023级示范班高二下开学考试物理试卷 考试时间：100分钟 试卷满分：100分 一、选择题（1-8题为单选，每题4分；9-10题为多选，每题6分。共计44分） 1. 某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断，在保持开关闭合的状态下，下列说法错误的是（ ） A. 当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B. 当滑动变阻器的滑片向M匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 C. 当滑动变阻器滑片减速向N端滑动时，电流计指针向左偏 D. 让线圈A（有铁芯）、线圈B处于相对静止，它们一起向上运动，电流计指针不偏转 【答案】B 【解析】 【详解】在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，可知通过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向左偏。 A．当线圈A中的铁芯拔出时，通过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏，故A正确，不满足题意要求； B．当滑动变阻器的滑片向M匀速滑动时，线圈A的电流减小，通过线圈B的磁通量减小，灵敏电流计的指针向右偏，故B错误，满足题意要求； C．当滑动变阻器的滑片减速向N端滑动时，线圈A的电流增大，通过线圈B的磁通量增加，灵敏电流计的指针向左偏，故C正确，不满足题意要求； D．让线圈A（有铁芯）、线圈B处于相对静止，它们一起向上运动，通过线圈B的磁通量不变，电流计指针不偏转，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 2. “空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是（　　） A. 图中所示的A、B两点场强相同 B. 图中所示经过A、B两点的虚线为等势线 C. 钾、钙离子向根部聚集过程中电势能减小 D. 空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）都将沿电场线向悬挂电极聚集 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据对称性可知，图中所示A、B两点场强大小相等，但方向不同，故A错误； B．等势线与电场力垂直，由于电场线不是直线，所以图中所示A、B两点所在虚线不是等势线，故B错误； C．钾、钙离子向根部聚集过程中，电场力做正功，电势能减少，故C正确； D．空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）受到电场力作用，向悬挂电极聚集，但不会沿电场线运动，故D错误。 故选C。 3. 空间存在水平向左的匀强电场，一质量为、带电量为的小球由点以速度竖直向上抛出，运动到最高点时速度大小恰好也为，空气阻力不计，重力加速度为，小球从运动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的电势能增加 B. 小球的机械能先减少后增加 C. 匀强电场的电场强度大小为 D. 小球运动过程中速度的最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球运动过程中，电场力做正功，电势能减少，机械能增加，故AB错误； C．小球在竖直方向做竖直上抛运动，从出发点运动到最高点满足 水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，则 解得 由 解得匀强电场的电场强度大小为 故C错误； D．根据矢量合成法则，小球的合加速度大小为，将初速度沿加速度方向和垂直加速度方向分解，可知当沿着加速度方向的分速度为0时，小球的合速度最小，且合速度等于垂直于加速度方向的分速度，即 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机，小灯泡L上标有“6V，6W”字样，电动机的线圈电阻，若灯泡正常发光时，电源的输出电压为16V，此时（　　） A. 电动机的输入功率为16W B. 电动机的输出功率为10W C. 电动机的热功率为1W D. 整个电路消耗电功率为16W 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．灯泡正常发光，则电路电流为 电动机电压 电动机的输入功率 电动机的热功率 则电动机的输出功率 故AB错误；C正确； D．电源的输出电压为16V，电源内阻不可忽略，已知电路电流，无法求解电源电动势，无法求出整个电路消耗的电功率。故D错误。 选C。 5. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。M、N点在圆周上且MON为其竖直直径。现将两个比荷k相同的带电粒子P、Q分别从M点沿MN方向射入匀强磁场，粒子P的入射速度为v1=v，粒子Q的入射速度为，已知P粒子在磁场中的运动轨迹恰为圆弧，不计粒子的重力，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子P带正电，粒子Q带负电 B. 粒子P的周期小于粒子Q的周期 C. 粒子Q的轨道半径为 D. 粒子P和粒子Q在磁场中的运动时间之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．两粒子进入磁场时所受洛伦兹力均向左，由左手定则可知，粒子P、Q均带正电，故A错误； B．根据周期公式 两粒子比荷相同，故粒子P和粒子Q的运动周期相同，故B错误； C．根据洛伦兹力提供向心力 可得 则粒子的半径与速度成正比，故 故C正确； D．作出两粒子的运动轨迹如图所示 由几何关系得P粒子的轨道半径为 由以上分析可知，粒子的轨道半径与线速度成正比，故Q粒子的轨道半径为 则 可知粒子Q的圆心角为60°，粒子P的圆心角为90°，由于两粒子周期相同，运动时间与圆心角成正比，则粒子P和粒子Q在磁场中的运动时间之比为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，和是两个规格完全相同的灯泡，与自感线圈L串联后接到电路中，与可变电阻串联后接到电路中。先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。对于这个电路，下列说法中正确的是（　　） A. 再闭合开关S时，先亮，后亮 B. 再闭合开关S时，和同时亮 C. 再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，立刻熄灭，过一会儿熄灭 D. 再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，和都要过一会儿才熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】AB．再闭合开关S时，先亮，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的增加，则后亮，选项AB错误； CD．闭合开关S，待电路稳定后，因两个灯泡都正常发光，可知两个支路的电流相等；重新断开开关S，则原来通过的电流立即消失，而在支路，由于线圈中自感电动势阻碍电流的减小，则该支路电流会在L、、、R中重新组成新的回路，则使得和都要过一会儿才熄灭，选项C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，正方形线框abcd放在光滑的绝缘水平面上，为正方形线框的对称轴，在的左侧存在竖直向下的匀强磁场。现使正方形线框在磁场中以两种不同的方式运动：第一种方式以速度v使正方形线框匀速向右运动，直到ab边刚好与重合；第二种方式只将速度变为3v。则下列说法正确的是（　　） A. 两过程线框中产生的焦耳热之比为 B. 两过程流过线框某一横截面的电荷量之比为 C. 两次线框中的感应电流大小之比为 D. 两过程中线框中产生的平均电动势之比为 【答案】A 【解析】 【详解】C．感应电动势 根据欧姆定律 可得 可知 所以两次线框中的感应电流大小之比为 故C错误； A．ab边刚好与重合的时间 根据焦耳定律 可知 所以两过程线框中产生的焦耳热之比为 故A正确； B．流过线框某一横截面的电荷量 可知两过程流过线框某一横截面的电荷量与速度无关，所以 故B错误； D．线框中产生的平均电动势 可知 两过程中线框中产生的平均电动势之比为 故D错误。 故选A。 8. 如图所示，已知匀强电场方向向下，边界为矩形ABGH，匀强磁场方向垂直纸面向里，边界为矩形BCDG，GD长为L，磁感应强度为B。电量为q，质量为m的粒子，从AH中点以垂直电场的速度（未知量）进入电场，然后从边界BG进入磁场，轨迹恰好和磁场另外三个边界相切，运动个圆周后返回电场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. AB长为2L C. D. 若电场强度减弱，粒子在磁场中运动时间将变长 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知，若粒子带正电，运动轨迹如图所示，若粒子带负电，由对称性，粒子在电场中向上偏转，磁场中运动的圆轨迹与正粒子圆轨迹相重合，故不论带何种电荷，都符合题意，A错误； B．如图所示，取正粒子运动轨迹，轨迹恰好和磁场另外三个边界相切，运动个圆周后返回电场,所以圆弧对应的圆心角为，可知图中设定的，设粒子在磁场中运动轨道半径为r,由几何关系 设P点速度为,根据速度的分解可得 ， 粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动时间为，则有 ， 由几何关系 联立解得 B正确； C．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦磁力提供向心力，可得 代入数据解得 C错误； D．若电场强度减弱，粒子进入磁场的偏转角减小，粒子在磁场中运动的轨道半径减小，圆轨道对应的圆心角变小，所以在磁场中运动时间将变短，D错误。 故选B。 9. 越野车和自动驾驶车沿同一公路向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度从旁边加速驶过，如图所示分别为越野车和自动驾驶车的图线，根据这些信息，可以判断（　　） A. 5s末两车速度均为8m/s B. 0时刻之后，两车会相遇两次 C. 20s末两车相遇 D. 加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设自动驾驶车5s末的速度为，，，，根据图像可知 解得，故A错误； B．同理，设，时越野车的速度为，则越野车 解得， 因为0时刻两者并排在一起，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，则时， 故10s时刻两者位移相等，即10s时刻两者相遇，此时自动驾驶车开始做匀速直线运动，其速度大于越野车的速度，越野车做匀加速直线运动；时两车的图像相交，表示两者速度再一次相等，之后，越野车的速度大于自动驾驶车的速度，可知，两者一定还要相遇一次，即0时刻之后，两车会相遇两次，故B正确； C．结合上述可知，10s时两者相遇，随后，自动驾驶车在越野车的前方，两者间距逐渐增大，20s时两者速度再一次相等，此时两者间距达到最大值，故C错误； D．图像的斜率表示加速度，则加速阶段自动驾驶车加速度为 越野车的加速度 可知，加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍，故D正确。 故选BD。 10. 某横波在介质中沿x轴传播，图甲为此波在t = 0.75 s时的波形图，图乙为质点P（平衡位置在x=1.5 m处的质点）的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 质点L与质点N的运动方向总相同 B. 该波沿x轴负方向传播，波速为2 m/s C. 从图甲时刻开始再经过0.5 s时间内，质点P运动的路程为20 cm D. 从图甲时刻开始再经过1.0 s时间内，质点P运动的路程为40 cm 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．由波动图像可知，质点L与质点N平衡位置间距为半个波长，因此它们的运动方向总是相反，A错误； B．从振动图像可知，在t=0.75s时，P点振动方向向下，所以波向左传播，由甲图知，λ=4m，由乙图知，T=2s，所以波速为 B正确； C．从图甲时刻开始再经过 时间内，质点P运动的路程应该大于A，即大于20cm，C错误； D．所以图甲时刻开始再经过 时间内，质点P运动的路程为路程一定为2A，即40cm，D正确。 故选BD。 二、实验题（每空两分，共14分） 11. 收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图甲所示为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图乙所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电，微电流传感器G可以记录电流随时间变化的图像。 （1）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是______。 （2）首先将开关S打向1，这时观察到G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，微电流传感器G记录的图像可能是______。 A. B. C. D. （3）利用该电路也能测量电源电动势和内阻，该同学固定电容器正对面积后（电容器可视为理想电容器），先将开关接1，充电稳定后将开关接2，得到微电流传感器图像。两次充放电过程中电流的峰值分别为、。已知微电流传感器内阻为R，则电源的电动势为______，电源内阻为______（用字母“，，R”表示） 【答案】（1）电压表不是理想电压表 （2）A （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，说明电容器在缓慢放电，电路中有电流，电压表不是理想电压表。 【小问2详解】 电容器充电时，电流从左到右，刚开始电流比较大，充电结束后，电流为0，电容 当电容器正对面积迅速变大，电容迅速增大，又由 可得电容器的带电量Q增加，故电容器再次充电，电流方向从左到右，充电结束后电流为0，A正确。 故选A。 【小问3详解】 [1]电容器充满电后，电容器两端的电压等于电动势，则有 [2]刚开始充电时，由闭合电路欧姆定律有 联立解得电源的内阻为 12. 某同学利用如图甲所示的电路测量一段阻值约几千欧的电阻丝（粗细均匀）的电阻率，图甲中C为一金属夹子。 （1）该同学首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图乙所示，则电阻丝的直径d = ________mm。 （2）由于没有合适的电流表，需要将量程为100 μA，内阻为200 Ω的微安表改装为量程Im = 100 mA的电流表，需要将微安表和一规格为________Ω的电阻并联。（结果保留两位小数） （3）按电路原理图连接好电路，将夹子C夹在电阻丝某处，闭合开关S，用刻度尺测量B、C之间电阻丝的长度，记为x，通过电阻丝的电流记为I。改变B、C之间的长度x，多次测量，得到多组I、x数据。以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，已知恒压源E的电压恒为U，电阻丝的横截面积为S，电流表内阻可以忽略，则电阻丝的电阻率ρ = ________。 【答案】（1）2.748##2.749##2.750 （2）0.20 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规则，可读出图乙中示数为 【小问2详解】 根据电流表的改装原理，可得需要并联的电阻阻值为 【小问3详解】 根据电路图，由欧姆定律可得 联立可得 以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，则 可得电阻丝的电阻率 三、解答题（共42分） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B= 0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t=0时刻为图示位置，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式： （2）电阻R上所消耗的电功率是多少； （3）由图示位置转过60°的过程中，通过R的电量是多少。 【答案】（1） （2）720W （3） 【解析】 【小问1详解】 t = 0时刻线圈垂直于中性面，故交变电流的感应电动势瞬时值表达式为 【小问2详解】 感应电动势有效值为 电阻R上消耗的电功率为 【小问3详解】 由图示位置转过60°的过程中有 平均电流为 平均感应电动势为 磁通量的变化量为 联立解得 14. 如图所示，AB、CD和EI、GH为固定在水平面内的平行且足够长的光滑金属导轨均处在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，AB、CD相距2L，EI、GH相距L，质量均为m，长度分别为2L、L的金属杆MN和PQ垂直放置在导轨上。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持接触良好，MN和PQ电阻分别为2R、R，导轨的电阻不计。 （1）若金属杆MN固定，金属杆PQ受到水平向右的恒力F，求金属杆PQ的最大速度及此时PQ两点的电压； （2）若两杆均不固定，金属杆PQ和MN分别同时受到水平向右、向左的恒力F、2F，求金属杆PQ的最大速度。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 若金属杆MN固定，金属杆PQ受到水平向右的恒力F，由分析可知PQ杆切割磁感线匀速运动时，产生的速度最大，设此时PQ杆切割磁感线产生的电动势为，根据法拉第电磁感应定律有 所回路中的感应电流为 PQ杆受到的安培力大小为 对PQ杆由平衡条件有 解得 即金属杆PQ的最大速度的大小为 ，方向水平向右。 根据闭合电路的性质可得此时PQ两点的电压为 【小问2详解】 若两杆均不固定，设电路中的电流为，则MN杆受到的安培力大小为 所以MN杆的牛顿第二定律方程为 解得MN杆的加速度大小为 同理可得PQ杆的加速度大小为 所以两杆加速度的大小关系为 两杆同时开始运动，它们在同一时刻加速度大小有2倍关系，则在同一时刻，两杆的速度大小也有2倍关系，即 回路中感应电动势为 PQ杆匀速运动的速度是其最终速度，由平衡条件得 又因为 代入上式解得金属杆PQ的最大速度 15. 一半径为R的半圆柱形玻璃砖，底面为长L、宽2R的矩形，现将矩形底面水平放置，竖直截面为如图所示半圆，O为半圆形截面的圆心，OP之间的距离为。一单色光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射。若换成照射面积足够大的该单色平行光束从半圆柱体的矩形表面射入，该光束平行于半圆形截面并与竖直方向成θ=45°角。不考虑光线在玻璃砖内的多次反射。求 （1）玻璃砖的折射率； （2）该光束射入玻璃砖后，有光线射出的圆柱面的面积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 单色光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射，则临界角满足 根据全反射临界角公式有 【小问2详解】 根据折射作图，如图 根据折射定律有 可知所有光线的折射角都为 对于从O点右侧入射的光线，某折射光线刚好在D点发生全反射，则有 所以 ∠AOD =180°-60°-45°=75° 当∠AOD＜75°时，发生全反射，不能从玻璃砖表面射出。 对于从左侧入射的光线，设折射光线刚好在C点发生全反射，此时 ∠BOC =180°-120°-45°=15° 故能够从玻璃砖出射的光束范围限制在圆弧DC区域上，设其对应的圆心角为，则 所以玻璃砖表面有光线射出部分的面积为 16. 离子从容器A下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电压为U的加速电场区，加速后通过狭缝S2垂直于磁场边界射入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，离子经偏转磁场后最终到达照相底片上，不考虑离子间的相互作用和离子的重力。 (1)若离子的电荷量为q，它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S2的距离为d，求粒子的质量m；（结论用题中已知量的符号表示） (2)若容器A中有电荷量相等、质量分别为56m0、58m0的两种离子1、2，它们经电场加速后垂直于MN进入磁场中会发生分离，但实际工作时加速电压的大小会在U1和U2之间做微小变化（U1＜U2），为使这两种离子打在照相底片上的区域不发生重叠，则应小于多少？（结果可用分数表示） 【答案】(1)；(2) 【解析】 【详解】(1)离子在电场中加速，到达点的速度为，根据动能定理： 离子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力： 联立以上各式得： (2)设加速电压为，对于质量为、电荷量为的离子 根据动能定理得： 离子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力： 联立以上各式得： 离子1在电压为时： 离子2在电压为时： ， 由得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川省安岳中学高2023级示范班高二下开学考试物理试卷 考试时间：100分钟 试卷满分：100分 一、选择题（1-8题为单选，每题4分；9-10题为多选，每题6分。共计44分） 1. 某同学在“探究感应电流产生的条件”的实验中，将直流电源、滑动变阻器、线圈A（有铁芯）、线圈B、灵敏电流计及开关按图连接成电路。在实验中，该同学发现开关闭合的瞬间，灵敏电流计的指针向左偏。由此可以判断，在保持开关闭合的状态下，下列说法错误的是（ ） A. 当线圈A中的铁芯拔出时，灵敏电流计的指针向右偏 B. 当滑动变阻器的滑片向M匀速滑动时，灵敏电流计的指针不偏转 C. 当滑动变阻器的滑片减速向N端滑动时，电流计指针向左偏 D. 让线圈A（有铁芯）、线圈B处于相对静止，它们一起向上运动，电流计指针不偏转 2. “空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是（　　） A. 图中所示的A、B两点场强相同 B. 图中所示经过A、B两点的虚线为等势线 C. 钾、钙离子向根部聚集过程中电势能减小 D. 空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）都将沿电场线向悬挂电极聚集 3. 空间存在水平向左的匀强电场，一质量为、带电量为的小球由点以速度竖直向上抛出，运动到最高点时速度大小恰好也为，空气阻力不计，重力加速度为，小球从运动到的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球的电势能增加 B. 小球的机械能先减少后增加 C. 匀强电场的电场强度大小为 D. 小球运动过程中速度的最小值为 4. 如图所示，电源内阻不可忽略，电路中接有一小灯泡和一电动机，小灯泡L上标有“6V，6W”字样，电动机的线圈电阻，若灯泡正常发光时，电源的输出电压为16V，此时（　　） A. 电动机的输入功率为16W B. 电动机的输出功率为10W C. 电动机的热功率为1W D. 整个电路消耗的电功率为16W 5. 如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形区域内有一垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。M、N点在圆周上且MON为其竖直直径。现将两个比荷k相同的带电粒子P、Q分别从M点沿MN方向射入匀强磁场，粒子P的入射速度为v1=v，粒子Q的入射速度为，已知P粒子在磁场中的运动轨迹恰为圆弧，不计粒子的重力，不计粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 粒子P带正电，粒子Q带负电 B. 粒子P的周期小于粒子Q的周期 C. 粒子Q的轨道半径为 D. 粒子P和粒子Q在磁场中的运动时间之比为 6. 如图所示，和是两个规格完全相同的灯泡，与自感线圈L串联后接到电路中，与可变电阻串联后接到电路中。先闭合开关S，缓慢调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，再调节电阻，使两个灯泡都正常发光，然后断开开关S。对于这个电路，下列说法中正确的是（　　） A. 再闭合开关S时，先亮，后亮 B 再闭合开关S时，和同时亮 C. 再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，立刻熄灭，过一会儿熄灭 D 再闭合开关S，待电路稳定后，重新断开开关S，和都要过一会儿才熄灭 7. 如图所示，正方形线框abcd放在光滑的绝缘水平面上，为正方形线框的对称轴，在的左侧存在竖直向下的匀强磁场。现使正方形线框在磁场中以两种不同的方式运动：第一种方式以速度v使正方形线框匀速向右运动，直到ab边刚好与重合；第二种方式只将速度变为3v。则下列说法正确的是（　　） A. 两过程线框中产生的焦耳热之比为 B. 两过程流过线框某一横截面的电荷量之比为 C. 两次线框中的感应电流大小之比为 D. 两过程中线框中产生的平均电动势之比为 8. 如图所示，已知匀强电场方向向下，边界为矩形ABGH，匀强磁场方向垂直纸面向里，边界为矩形BCDG，GD长为L，磁感应强度为B。电量为q，质量为m的粒子，从AH中点以垂直电场的速度（未知量）进入电场，然后从边界BG进入磁场，轨迹恰好和磁场另外三个边界相切，运动个圆周后返回电场。不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. AB长为2L C D. 若电场强度减弱，粒子在磁场中运动时间将变长 9. 越野车和自动驾驶车沿同一公路向东行驶，自动驾驶车由静止开始运动时，越野车刚好以速度从旁边加速驶过，如图所示分别为越野车和自动驾驶车的图线，根据这些信息，可以判断（　　） A. 5s末两车速度均为8m/s B. 0时刻之后，两车会相遇两次 C. 20s末两车相遇 D. 加速阶段自动驾驶车的加速度是越野车的3倍 10. 某横波在介质中沿x轴传播，图甲为此波在t = 0.75 s时的波形图，图乙为质点P（平衡位置在x=1.5 m处的质点）的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 质点L与质点N的运动方向总相同 B. 该波沿x轴负方向传播，波速2 m/s C. 从图甲时刻开始再经过0.5 s时间内，质点P运动的路程为20 cm D. 从图甲时刻开始再经过1.0 s时间内，质点P运动的路程为40 cm 二、实验题（每空两分，共14分） 11. 收音机中可变电容器作为调谐电台使用。如图甲所示为空气介质单联可变电容器的结构，它是利用正对面积的变化改变电容器的电容大小，某同学想要研究这种电容器充、放电的特性，于是将之接到如图乙所示的实验电路中，实验开始时电容器不带电，微电流传感器G可以记录电流随时间变化的图像。 （1）充电稳定后，断开单刀双掷开关，用电压表接在电容器两端测量电压，发现读数缓慢减小，原因是______。 （2）首先将开关S打向1，这时观察到G有短暂的示数，稳定后，旋转旋钮，使电容器正对面积迅速变大，从开始到最终稳定，微电流传感器G记录的图像可能是______。 A. B. C. D. （3）利用该电路也能测量电源电动势和内阻，该同学固定电容器正对面积后（电容器可视为理想电容器），先将开关接1，充电稳定后将开关接2，得到微电流传感器的图像。两次充放电过程中电流的峰值分别为、。已知微电流传感器内阻为R，则电源的电动势为______，电源内阻为______（用字母“，，R”表示） 12. 某同学利用如图甲所示的电路测量一段阻值约几千欧的电阻丝（粗细均匀）的电阻率，图甲中C为一金属夹子。 （1）该同学首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图乙所示，则电阻丝的直径d = ________mm。 （2）由于没有合适的电流表，需要将量程为100 μA，内阻为200 Ω的微安表改装为量程Im = 100 mA的电流表，需要将微安表和一规格为________Ω的电阻并联。（结果保留两位小数） （3）按电路原理图连接好电路，将夹子C夹在电阻丝某处，闭合开关S，用刻度尺测量B、C之间电阻丝的长度，记为x，通过电阻丝的电流记为I。改变B、C之间的长度x，多次测量，得到多组I、x数据。以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，已知恒压源E的电压恒为U，电阻丝的横截面积为S，电流表内阻可以忽略，则电阻丝的电阻率ρ = ________。 三、解答题（共42分） 13. 如图所示为交流发电机示意图，匝数n = 100的矩形线圈，边长分别为30cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B= 0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动，t=0时刻为图示位置，求： （1）交变电流的感应电动势瞬时值表达式： （2）电阻R上所消耗的电功率是多少； （3）由图示位置转过60°的过程中，通过R的电量是多少。 14. 如图所示，AB、CD和EI、GH为固定在水平面内平行且足够长的光滑金属导轨均处在竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，AB、CD相距2L，EI、GH相距L，质量均为m，长度分别为2L、L的金属杆MN和PQ垂直放置在导轨上。已知两杆在运动过程中始终垂直于导轨并与导轨保持接触良好，MN和PQ电阻分别为2R、R，导轨的电阻不计。 （1）若金属杆MN固定，金属杆PQ受到水平向右的恒力F，求金属杆PQ的最大速度及此时PQ两点的电压； （2）若两杆均不固定，金属杆PQ和MN分别同时受到水平向右、向左的恒力F、2F，求金属杆PQ的最大速度。 15. 一半径为R的半圆柱形玻璃砖，底面为长L、宽2R的矩形，现将矩形底面水平放置，竖直截面为如图所示半圆，O为半圆形截面的圆心，OP之间的距离为。一单色光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射。若换成照射面积足够大的该单色平行光束从半圆柱体的矩形表面射入，该光束平行于半圆形截面并与竖直方向成θ=45°角。不考虑光线在玻璃砖内的多次反射。求 （1）玻璃砖的折射率； （2）该光束射入玻璃砖后，有光线射出的圆柱面的面积。 16. 离子从容器A下方的狭缝S1飘入（初速度为零）电压为U的加速电场区，加速后通过狭缝S2垂直于磁场边界射入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B，离子经偏转磁场后最终到达照相底片上，不考虑离子间的相互作用和离子的重力。 (1)若离子的电荷量为q，它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S2的距离为d，求粒子的质量m；（结论用题中已知量的符号表示） (2)若容器A中有电荷量相等、质量分别为56m0、58m0的两种离子1、2，它们经电场加速后垂直于MN进入磁场中会发生分离，但实际工作时加速电压的大小会在U1和U2之间做微小变化（U1＜U2），为使这两种离子打在照相底片上的区域不发生重叠，则应小于多少？（结果可用分数表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $