精品解析：福建省永春第一中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

永春一中高二下学期5月月考物理试卷 满分：100分，考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。 1. 为实现自动计费和车位空余信息提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈的磁场能为零 B. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 C. 甲图中振荡电路状态可能处在过程 D. 过程，电容器带电量逐渐增大 2. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，具有一定电阻的正方形金属线框的右边与磁场的边界重合．在外力作用下，金属线框从0时刻由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1刻线框全部进入磁场．若规定时针方向为感应电流i的正方向，则感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间t变化的关系可能正确的是 A. B. C. D. 3. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件，当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，屏幕亮起；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。如图所示，一块长为a，宽为b，厚度为d的霍尔元件，单位体积内的自由电子数为n，其导电粒子是电荷量为e的自由电子，元件中通有大小为I、方向向右的电流。当显示屏闭合时元件处于竖直向上、大小为B的匀强磁场中，其前后表面间产生霍尔电压以控制屏幕熄灭。则（　　） A. 霍尔元件前表面的电势比后表面的高 B. 霍尔电压U与元件单位体积的自由电子数n无关 C. 霍尔电压 D. 每个自由电子所受洛伦兹力的大小为 4. 如图所示，质量分别为m、2m的两绝缘物体a、b叠放在光滑水平面上，a带电量为＋q，b不带电。空间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，场强大小为E，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，两物体间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现将两物体由静止释放，两物体可相对静止一起运动一段距离，重力加速度为g，则两物体保持相对静止一起运动的最大速度为（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。 5. 关于下图光学现象说法正确的是（ ） A. 图甲：光导纤维中内芯折射率小于外套的折射率 B. 图乙：再叠加一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变大 C. 图丙：太阳的反射光和折射光都是偏振光 D. 图丁：用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄 6. 如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO′匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻线圈abcd中感应电流最大 B. 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮 C. 将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大 D. 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小 7. 如图所示，矩形ABCD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AB边长为d，BC边长为2d，O是BC边的中点，E是AD边的中点，在O点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射出质量均为m、电荷量均为q、有同种电性的带电粒子，粒子射出的速度大小相同，速度与OB边的夹角为60°的粒子恰好从E点射出磁场，不计粒子的重力，则（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子运动的速度大小为 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 磁场区域中有粒子通过的面积为 8. 如图所示，一质量为M的足够长“匚”型金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。质量为m、电阻不计的导体棒PQ平行bc放置在导轨上，PQ左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨单位长度的电阻为R0，bc长为L，初始时bc与PQ间距离也为L。分界线ef与bc平行，其左侧有竖直向上的匀强磁场，右侧有水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨bc段中点，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，PQ与导轨间动摩擦因数为μ，且始终接触良好，则（　　） A. 回路中的电动势先增大后减小 B. 运动过程中拉力F的最大值为Ma+μmg+ C. 若t0时间内导轨产生的焦耳热为Q，则该时间内导轨克服安培力做功为Q D. 若t0时间内导轨产生的焦耳热为Q，则该时间内导轨克服摩擦力做功为 三、非选择题：共60分，其中9-11为填空题，12、13为实验题，14-16为计算题。 9. 已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为，其中T是简谐运动的周期，k是轻质弹簧的劲度系数，是振子的质量。小明同学想以该公式为原理研究橡皮筋的劲度系数。橡皮筋可看成轻质弹簧。现让橡皮筋上端固定，下端连接一重物，质量为0.1kg。现用手把重物向上托起，使重物从橡皮筋原长处由静止释放，不计空气阻力，重物将沿竖直方向做简谐运动。从某时刻开始计时，取竖直向上为正方向，重物的振动图像如图所示。已知重力加速度为g=10m/s2。橡皮筋的劲度系数为___________N/m，重物在时的加速度大小为___________m/s2，重物在时间内运动的路程为___________m。 10. 如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中是插有铁芯的自感线圈，、是规格相同的两个灯泡，回答下列问题： （1）闭合开关，调节变阻器、使得两个灯泡亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡的电流方向向______ （填“左”或“右”），流过灯泡的电流方向向______ （填“左”或“右”）。 （2）要观察到断开电路时，灯泡亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应______ （填“大于”或“小于”）自感线圈的直流电阻阻值。 11. 如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线圈、理想电流表A与标有“6V，3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5∶3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为________A，流过矩形线圈的电流为________A，矩形线圈的电动势有效值为________V。 12. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。 （1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______； A. B. C D. （2）关于本实验，下列说法正确的有______； A. 铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，变压器效率不变 B. 变压器正常工作时，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 C. 实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关 （3）实验小组选择的原线圈匝数为400匝，副线圈匝数为800匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“4V”挡位，测得副线圈的电压为8.3V，其原因可能是学生电源实际输出电压______（选填“大于”或“小于”）标注的“4V”。 13. 某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路。 （1）请根据设计的电路图将如图乙所示的实物电路连接完整。 （2）将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合、，调节电阻箱，使电压表和电流表的指针偏转均较大，记录电压表和电流表的示数及电阻箱接入电路的电阻，由此测得电流表的内阻_____； （3）断开开关，多次调节电阻箱接入电路的阻值，记录每次调节后电阻箱接入电路的电阻及电流表的示数，某次电流表示数如图丙所示，则这时电路中的电流_____；根据测得的多组、作图像，得到图像的斜率为，图像与纵轴的截距为，则测得电池的电动势_____、内阻_____（用、、表示）。 14. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线框，线框总电阻。线圈最下方的导线有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场分布在边长为正方形内，磁场一半处于线框内，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，重力加速度。求： （1）时刻穿过线圈的磁通量； （2）时间内线圈产生的电流大小； （3）时轻质细线的拉力大小。 15. 如图所示，质量为M的光滑矩形金属框abcd置于光滑的绝缘水平桌面上，ad宽度为L，ab长度足够长，ad段和bc段电阻均为R，其它部分电阻不计。整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量为m、电阻为R的金属棒PQ垂直于ab放置在金属框上。某时刻给金属棒一个水平向右的初速度v0，运动过程中金属棒始终与框的两边垂直且接触良好，经过一段时间金属棒的运动达到稳定。求： （1）金属棒刚开始运动时受到的安培力； （2）金属棒达到稳定状态时的速度大小； （3）整个过程中通过ad的电荷量及金属棒上产生的焦耳热。 16. 如图所示，在Oxy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN=60°，挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜的范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0； （2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； （3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 永春一中高二下学期5月月考物理试卷 满分：100分，考试时间：75分钟 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。 1. 为实现自动计费和车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈磁场能为零 B. 由图乙可判断汽车正驶入智能停车位 C. 甲图中振荡电路状态可能处在过程 D. 过程，电容器带电量逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，故A错误； B．由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据 可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故B错误； C．在甲图中，电流方向为图示方向，且电容器正在充电。在过程中，电流逐渐减小，电容器正在充电，电流方向与甲图中电流方向一致，所以甲图中 LC 振荡电路状态可能处在过程，故C正确； D．过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，虚线右侧存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，具有一定电阻的正方形金属线框的右边与磁场的边界重合．在外力作用下，金属线框从0时刻由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度a进入磁场区域，t1刻线框全部进入磁场．若规定时针方向为感应电流i的正方向，则感应电流i、外力大小F、线框中电功率的瞬时值P以及通过导体横截面的电荷量q随时间t变化的关系可能正确的是 A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】线框做匀加速运动，其速度v=at，感应电动势E=BLv，感应电流，i与t成正比，故A正确；线框进入磁场过程中受到的安培力，由牛顿第二定律得：，得，F-t图象是不过原点的倾斜直线，故B错误；线框的电功率，故P-t图象应是开口向上，过原点的抛物线，故C正确；线框的位移，则电荷量，故q-t图象应是开口向上，过原点的抛物线，故D正确． 3. 笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件，当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，屏幕亮起；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭。如图所示，一块长为a，宽为b，厚度为d的霍尔元件，单位体积内的自由电子数为n，其导电粒子是电荷量为e的自由电子，元件中通有大小为I、方向向右的电流。当显示屏闭合时元件处于竖直向上、大小为B的匀强磁场中，其前后表面间产生霍尔电压以控制屏幕熄灭。则（　　） A. 霍尔元件前表面的电势比后表面的高 B. 霍尔电压U与元件单位体积的自由电子数n无关 C. 霍尔电压 D. 每个自由电子所受洛伦兹力的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流向右，电子向左定向移动，根据左手定则，电子所受洛伦兹力垂直指向前表面，电子打在前表面，前表面电势比后表面电势低，故A错误； BC．根据平衡条件，电场力等于洛伦兹力，即 解得 根据电流微观表达式 其中 解得 霍尔电压U与元件单位体积的自由电子数n有关，故BC错误； D．电子受洛伦兹力大小等于电场力大小，即 故D正确。 故选D。 4. 如图所示，质量分别为m、2m的两绝缘物体a、b叠放在光滑水平面上，a带电量为＋q，b不带电。空间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，场强大小为E，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，两物体间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现将两物体由静止释放，两物体可相对静止一起运动一段距离，重力加速度为g，则两物体保持相对静止一起运动的最大速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设物体一起a、b相对静止的加速度为，对整体由牛顿第二定律得 得 设两物体保持相对静止一起运动的最大速度为，对，竖直方向受力平衡 得 对由牛顿第二定律得 又 综合解得 故选C。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。 5. 关于下图光学现象的说法正确的是（ ） A. 图甲：光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率 B. 图乙：再叠加一张纸片，劈尖干涉的条纹间距变大 C. 图丙：太阳的反射光和折射光都是偏振光 D. 图丁：用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄 【答案】CD 【解析】 【详解】A．光导纤维利用全反射原理，所以内芯的折射率大于外套的折射率，选项A错误； B．再叠加一张纸片，即空气膜的夹角变大，根据薄膜干涉的原理可知，劈尖干涉的条纹间距变小，选项B错误； C．太阳的反射光和折射光都是偏振光，选项C正确； D．根据单缝衍射原理可知，用两根铅笔之间的缝隙观察衍射条纹，缝隙越宽，观察到的中央衍射条纹越窄，选项D正确。 故选CD。 6. 如图所示，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO′匀速转动，产生的正弦式交流电通过自耦变压器给灯泡和滑动变阻器供电。已知线圈abcd的电阻不可忽略，自耦变压器可看作理想变压器，下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻线圈abcd中感应电流最大 B. 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，灯泡变亮 C. 将自耦变压器的滑片P逆时针转动，自耦变压器的输入电流变大 D. 将滑动变阻器的滑片Q向上移动，自耦变压器的输出功率一定减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图示时刻线圈平面与磁场平行，磁通量变化率最大，感应电动势最大，因线圈有电阻但此时电动势最大，感应电流最大，故A正确； B．滑片Q上移，滑动变阻器接入电阻减小，副线圈所在电路的总电阻减小。把自耦变压器及副线圈电路看作等效电阻，根据理想变压器的等效电阻公式 因为、不变，减小，所以减小，原线圈电路中，线圈产生的电动势E不变，线圈电阻r不可忽略，根据闭合电路欧姆定律 则增大，此时原线圈电压U1 = E－I1r减小，再根据 可知U2减小，灯泡的实际功率减小，灯泡变暗，故B错误； C．将自耦变压器的滑片P逆时针转动，副线圈匝数增大。根据闭合电路的欧姆定律有 副线圈所在电路的电阻不变，可知I1增大，则自耦变压器的输入电流变大，故C正确。 D．根据以上分析，线圈abcd的输出功率为 当时，线圈abcd的输出功率最大，即自耦变压器的输出功率最大，但因滑动变阻器和小灯泡的总电阻与线圈匝数比和线圈abcd的内阻未知，所以无法判断自耦变压器的输出功率的变化情况，故D错误。 故选AC。 7. 如图所示，矩形ABCD区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，AB边长为d，BC边长为2d，O是BC边的中点，E是AD边的中点，在O点有一粒子源，可以在纸面内向磁场内各个方向射出质量均为m、电荷量均为q、有同种电性的带电粒子，粒子射出的速度大小相同，速度与OB边的夹角为60°的粒子恰好从E点射出磁场，不计粒子的重力，则（　　） A. 粒子带负电 B. 粒子运动的速度大小为 C. 粒子在磁场中运动最长时间为 D. 磁场区域中有粒子通过的面积为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．粒子速度与OB边夹角为60°时从E点射出，根据左手定则，粒子带负电，A正确； B．由几何关系，OE间距为d，粒子做圆周运动的圆心角，轨道半径 根据洛伦兹力提供向心力 可得 B错误； C．由于粒子做圆周运动的速度大小相同，因此磁场中运动的轨迹越长，时间越长，粒子在磁场中运动的最长弧长为四分之一圆周，因此最长时间为四分之一周期，即最长时间为，故C错误； D．粒子通过的区域由两部分组成，一部分是矩形和扇形的组合，则 D正确。 故选AD。 8. 如图所示，一质量为M的足够长“匚”型金属导轨abcd放在光滑的绝缘水平面上。质量为m、电阻不计的导体棒PQ平行bc放置在导轨上，PQ左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨单位长度的电阻为R0，bc长为L，初始时bc与PQ间距离也为L。分界线ef与bc平行，其左侧有竖直向上的匀强磁场，右侧有水平向左的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。在t=0时，一水平向左的拉力F垂直作用在导轨bc段中点，使导轨由静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，PQ与导轨间动摩擦因数为μ，且始终接触良好，则（　　） A. 回路中的电动势先增大后减小 B. 运动过程中拉力F的最大值为Ma+μmg+ C. 若t0时间内导轨产生的焦耳热为Q，则该时间内导轨克服安培力做功为Q D. 若t0时间内导轨产生的焦耳热为Q，则该时间内导轨克服摩擦力做功为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．导轨做初速为零的匀加速运动，t时刻的速度 v=at 回路中感应电动势：E=BLv=BLat 可知回路中的电动势一直增大，选项A错误； B．导轨运动以后，由v=at，，Rx=R0•2x，，F安=BIL 得 导轨受外力F，安培力F安和滑动摩擦力f。其中有f=μFN=μ（mg+F安） 对导轨，由牛顿第二定律得F-FA-f=Ma 联立得 分析可知， 当即力F最大，则有 选项B错误； C．克服安培力做功等于产生焦耳热，可知若t0时间内导轨产生的焦耳热为Q，则该时间内导轨克服安培力做功为Q，选项C正确； D．又导轨克服摩擦力做功为 而 ， 则有 选项D正确。 故选CD。 三、非选择题：共60分，其中9-11为填空题，12、13为实验题，14-16为计算题。 9. 已知弹簧振子做简谐运动的周期公式为，其中T是简谐运动的周期，k是轻质弹簧的劲度系数，是振子的质量。小明同学想以该公式为原理研究橡皮筋的劲度系数。橡皮筋可看成轻质弹簧。现让橡皮筋上端固定，下端连接一重物，质量为0.1kg。现用手把重物向上托起，使重物从橡皮筋原长处由静止释放，不计空气阻力，重物将沿竖直方向做简谐运动。从某时刻开始计时，取竖直向上为正方向，重物的振动图像如图所示。已知重力加速度为g=10m/s2。橡皮筋的劲度系数为___________N/m，重物在时的加速度大小为___________m/s2，重物在时间内运动的路程为___________m。 【答案】 ①. 10 ②. 10 ③. 4 【解析】 【详解】[1]由重物的振动图像可知，其振动周期为，根据 解得k=10N/m [2]由图像可知，重物在时位于负向最大位移处，根据牛顿第二定律可得 解得a=10m/s2 [3]依题意，，重物在时间内运动的路程为 10. 如图，这是研究自感现象的实验原理图，图中是插有铁芯的自感线圈，、是规格相同的两个灯泡，回答下列问题： （1）闭合开关，调节变阻器、使得两个灯泡的亮度相同后断开开关，断开开关的瞬间，流过灯泡的电流方向向______ （填“左”或“右”），流过灯泡的电流方向向______ （填“左”或“右”）。 （2）要观察到断开电路时，灯泡亮一下再熄灭，滑动变阻器接入电路的电阻阻值应______ （填“大于”或“小于”）自感线圈的直流电阻阻值。 【答案】 ①. 左 ②. 右 ③. 大于 【解析】 【详解】（1）[1][2]断开开关得瞬间，线圈L发生自感现象，产生与原电流方向相同的电流，即流过灯泡的电流方向向左，流过灯泡的电流方向向右。 （2）[3]断开电路时，流过灯泡的电流等于流过灯泡的电流，观察到灯泡亮一下再熄灭，说明流过灯泡的电流大于断开前的电流，则滑动变阻器接入电路的电阻阻值应大于自感线圈的直流电阻阻值。 11. 如图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO′匀速转动，产生的交变电流输入理想变压器的原线圈，副线圈、理想电流表A与标有“6V，3W”字样的小灯泡L串联成闭合回路，灯泡L正常发光。已知变压器原、副线圈匝数比为5∶3，矩形线圈的电阻为1.0Ω，则A的示数为________A，流过矩形线圈的电流为________A，矩形线圈的电动势有效值为________V。 【答案】 ①. 0.5 ②. 0.3 ③. 10.3 【解析】 【详解】[1]小灯泡L正常发光，则 [2][3]由理想变压器公式 解得 由理想变压器 解得流过矩形线圈的电流 所以矩形线圈的电动势有效值 12. 某实验小组用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”，可拆变压器如图所示。 （1）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______； A. B. C. D. （2）关于本实验，下列说法正确的有______； A. 铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，变压器效率不变 B. 变压器正常工作时，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 C. 实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关 （3）实验小组选择的原线圈匝数为400匝，副线圈匝数为800匝，原线圈接学生电源的正弦交流输出端“4V”挡位，测得副线圈的电压为8.3V，其原因可能是学生电源实际输出电压______（选填“大于”或“小于”）标注的“4V”。 【答案】（1）AD （2）C （3）大于 【解析】 【小问1详解】 AB．实验中变压器原线圈需要输入交流电压，而干电池只能输出恒定直流电压，学生电源可以输出交流电压，故A符合题意，B不符合题意； CD．实验中变压器副线圈输出交流电压，而实验室用电压表只能测量直流电压，多用电表可以测量交流电压，故C不符合题意，D符合题意。 故选AD。 【小问2详解】 A．铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，目的是为了减小涡流，提高变压器效率，故A错误； B．互感现象是变压器的工作基础，电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势，因此变压器是通过铁芯传导磁路将电能从原线圈传递到副线圈，故B错误； C．实验结束时，应先断开连接电表的导线，再断开电源开关，防止因断开开关时线圈产生大的自感电动势烧毁电表，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 根据理想变压器电压与匝数成正比，有 可知原线圈接学生电源的正弦交流输出端“4V”挡位，副线圈电压应为8V，测得副线圈的电压为8.3V，其原因可能是学生电源实际输出电压大于标注的“4V”。 13. 某实验小组要测量一节干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示电路。 （1）请根据设计的电路图将如图乙所示的实物电路连接完整。 （2）将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合、，调节电阻箱，使电压表和电流表的指针偏转均较大，记录电压表和电流表的示数及电阻箱接入电路的电阻，由此测得电流表的内阻_____； （3）断开开关，多次调节电阻箱接入电路的阻值，记录每次调节后电阻箱接入电路的电阻及电流表的示数，某次电流表示数如图丙所示，则这时电路中的电流_____；根据测得的多组、作图像，得到图像的斜率为，图像与纵轴的截距为，则测得电池的电动势_____、内阻_____（用、、表示）。 【答案】（1）见解析 （2） （3） ①. 0.50 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 根据电路图，将实物连接如图所示 【小问2详解】 由欧姆定律及串联电路特点可的 解得电流表的内阻 【小问3详解】 [1]电流表的示数为 [2][3]根据闭合电路欧姆定律，则有 解得 结合题意可知， 解得， 14. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量、边长、匝数的正方形线框，线框总电阻。线圈最下方的导线有垂直纸面向里的匀强磁场，磁场分布在边长为正方形内，磁场一半处于线框内，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示，重力加速度。求： （1）时刻穿过线圈磁通量； （2）时间内线圈产生的电流大小； （3）时轻质细线的拉力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 时刻穿过线圈的磁通量 得： 【小问2详解】 时间内线圈产生的感应电动势大小 由图乙得： 时间内线圈产生的感应电流大小 得： 【小问3详解】 时，由图乙得此时磁感应强度大小 由平衡条件： 得： 15. 如图所示，质量为M的光滑矩形金属框abcd置于光滑的绝缘水平桌面上，ad宽度为L，ab长度足够长，ad段和bc段电阻均为R，其它部分电阻不计。整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，质量为m、电阻为R的金属棒PQ垂直于ab放置在金属框上。某时刻给金属棒一个水平向右的初速度v0，运动过程中金属棒始终与框的两边垂直且接触良好，经过一段时间金属棒的运动达到稳定。求： （1）金属棒刚开始运动时受到的安培力； （2）金属棒达到稳定状态时的速度大小； （3）整个过程中通过ad的电荷量及金属棒上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 金属棒刚开始运动速度为，感应电动势为 根据题意可得， 由闭合电路欧姆定律 联立解得 故此时受到的安培力为 【小问2详解】 水平桌面光滑，对金属框abcd和金属棒PQ组成的系统，系统动量守恒。由动量守恒定律有 解得 【小问3详解】 设经过时间金属棒PQ达到稳定状态，这个过程中，流过金属棒电流的平均值为。对金属棒PQ，以水平向右为正，由动量定理有 其中 根据并联电路电流关系可知 联立解得 设金属棒PQ达到稳定状态过程中，流过金属棒电流的有效值为。对系统，由能量守恒定律有 其中 根据焦耳定律有， 整理得 解得 16. 如图所示，在Oxy坐标系x>0，y>0区域内充满垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。磁场中放置一长度为L的挡板，其两端分别位于x、y轴上M、N两点，∠OMN=60°，挡板上有一小孔K位于MN中点。△OMN之外的第一象限区域存在恒定匀强电场。位于y轴左侧的粒子发生器在0＜y＜的范围内可以产生质量为m，电荷量为+q的无初速度的粒子。粒子发生器与y轴之间存在水平向右的匀强加速电场，加速电压大小可调，粒子经此电场加速后进入磁场，挡板厚度不计，粒子可沿任意角度穿过小孔，碰撞挡板的粒子不予考虑，不计粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求使粒子垂直挡板射入小孔K的加速电压U0； （2）调整加速电压，当粒子以最小的速度从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，求第一象限中电场强度的大小和方向； （3）当加速电压为时，求粒子从小孔K射出后，运动过程中距离y轴最近位置的坐标。 【答案】（1）；（2），方向沿x轴正方向；（3）(n=0,1,2⋅⋅⋅) 【解析】 【详解】（1）根据题意，作出粒子垂直挡板射入小孔K的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 在匀强加速电场中由动能定理有 联立解得 （2）根据题意，当轨迹半径最小时，粒子速度最小，则作出粒子以最小的速度从小孔K射出的运动轨迹如图所示 根据几何关系可知粒子在磁场中做圆周运动轨迹半径为 在区域根据洛伦兹力提供向心力有 粒子从小孔K射出后恰好做匀速直线运动，由左手定则可知粒子经过小孔K后受到的洛伦兹力沿x轴负方向，则粒子经过小孔K后受到的电场力沿x轴正方向，粒子带正电，则之外第一象限区域电场强度的方向沿x轴正方向，大小满足 联立可得 电场方向沿轴正方向。 （3）当加速电压为时，在匀强加速电场中由动能定理有 可得 在区域由洛伦兹力提供向心力有 可得粒子在区域运动的轨迹半径 作出从小孔K射出的粒子的运动轨迹如图所示 设粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向夹角为，根据几何关系可知 则粒子从小孔射出的速度方向与轴正方向的夹角为，由配速法，将速度分解为沿轴正方向的和另一个待定速度 ,使得满足，则 此时，则 方向正好沿着轴正方向，则设 则粒子从射出后的运动可分解为沿轴正方向的速度大小为的匀速直线运动和速度大小为的匀速圆周运动，可知 解得 粒子做圆周运动的周期为，粒子至少运动距离轴最近，加上整周期则粒子运动，时距离轴最近，则最近位置的横坐标为 纵坐标为， 综上所述，最近的位置坐标，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $