精品解析：山东省淄博市张店区部分学校联考2024-2025学年高二下学期4月阶段性检测物理试题

淄博中学2024-2025学年第二学期高二阶段性检测物理试题 说明： 本试题分第I卷和第卷，第I卷的答案填涂在答题卡上，第II卷的答案书写在答题卡指定位置，交试卷时只交答题卡 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的） 1. 正弦式交流电压随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电压的有效值为 B. 1s内电流方向改变50次 C. 电压瞬时值的表达式为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是200W 【答案】C 【解析】 【详解】A．电压的有效值为 选项A错误； B．周期为0.02s，每个周期内电流方向改变2次，则1s内电流方向改变100次，选项B错误； C．因为 可知电压瞬时值的表达式为 选项C正确； D．若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是 选项D错误。 故选C。 2. 钻石是首饰、高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏伽德罗常量为。已知1克拉等于0.2克，则（　　） A. 克拉钻石所含有的分子数为 B. 克拉钻石所含有的分子数为 C. 每个钻石分子直径的表达式为（单位为） D. 每个钻石分子直径的表达式为（单位为） 【答案】C 【解析】 【详解】AB．克拉钻石所含有的分子数为 故AB错误； CD．每个钻石分子的体积为 由于钻石分子模型为球体，则 解得每个钻石分子直径 （单位为m） 故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图1所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图2所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A. 时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 B. 若将磁铁两极翻转后重复实验，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流 C. 若将线圈的匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D. 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律的“来拒去留”可知，时间内，磁铁受到线圈的作用力方向一直向上，故A错误； B．若将磁铁两极翻转后重复实验，则穿过圆环磁通量方向相反，根据楞次定律可知，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流，故B正确； C．若将线圈的匝数加倍 ， 因为电阻也加倍，线圈中产生的电流峰值不会加倍，故C错误； D．若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，如果没有磁场力 高度加倍，速度并非变为原来的2倍，实际中存在磁场力做负功，速度不是原来的2倍，则线圈中产生的电流峰值不会加倍，故D错误； 故选B。 4. 图1是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图2所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000 V时,就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后,下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5 V B. 若没有转换器,则变压器副线圈输出的是直流电 C. 若,则可以实现燃气灶点火 D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1000 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于图2中的交流电压的最大值是5V,故其有效值为V,电压表显示的是交流电的有效值,即V,A项错误; B．若没有转换器,则变压器输入的是直流电,所以副线圈没有输出电压,B项错误; C．由于实现点火的条件是副线圈的输出电压大于5000V,而输入电压的最大值是5V,故原、副线圈的匝数比<,C项正确; D．因为变压器为理想变压器,没有磁损失,故穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1,D项错误。 故选C。 5. 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，线圈的磁场能为零 B. 时刻，电容器带电量最大 C. 过程，电容器带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 【答案】BD 【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，A错误； B．时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确； C．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，C错误； D．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D正确。 故选BD。 6. 如图所示，边界MN右侧存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。abcd为边长为l的n匝正方形金属线框，其ab边与MN重合，线框的总电阻为R。时刻线框从图示位置开始以角速度ω绕MN匀速率转动，转动方向如图所示，在线框转过180°的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 图示位置线框中感应电动势的瞬时值为 B. 线框中感应电动势的最大值为 C. 通过线框的电荷量为 D. 线框中产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图示位置线框处于中性面，切割速度方向与磁场平行，感应电动势的瞬时值为零。故A错误； B．线框中感应电动势的最大值为 故B错误； C．通过线框的电荷量为 根据 联立，解得 故C错误； D．线框中产生热量为 其中 ， 联立，解得 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈向右移动0-L进入磁场时产生的电动势 根据欧姆定律可得，线圈中的电流 方向为逆时针，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时产生的电动势0,电流为0;当线圈向右移动2L-3L出离磁场时产生的电动势 根据欧姆定律可得，线圈中的电流 此时方向为顺时针，大小也不变，A错误； B．同理可知，线圈向右移动0-L进入磁场时，线框的边两端的电压 线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，线框的边两端的电压 当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，线框的边两端的电压 B错误； C．线圈向右移动0-L进入磁场时，安培力 方向向左，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，安培力为零，当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，安培力 方向向左，大小不变，C错误； D．线圈向右移动0-L进入磁场时，磁通量 线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，磁通量 当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，磁通量 D正确。 故选D。 8. 如图所示，一个带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ = 30°，不计带电粒子所受重力，由此推断该带电粒子（　　） A. 运动轨迹半径为 B. 带负电且在磁场中动能一直增大 C. 穿越磁场的时间为 D. 电荷量与质量的比值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示 设粒子的轨迹半径为r，由几何知识得 解得 故A错误； B．带电粒子受到的洛伦兹力方向与运动方向始终垂直，所以洛伦兹力不做功，不能改变粒子的动能，故B错误； C．穿越磁场的时间为 故C错误； D．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（每小题4分，共16分，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选多选得0分） 9. 下列关于教材中四幅插图的说法，正确的是（　　） A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框将与磁铁相反的方向运动 B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中由于涡流产生大量热量，从而冶炼金属 C. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化电流，这利用了电流磁效应 D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，产生感应电流阻碍指针晃动，利用了电磁阻尼原理 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，导致铝框的磁通量发生变化，从而产生感应电流，受到安培力，铝框会同向转动，但转得比磁铁慢，故A错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中由于涡流产生大量热量，从而冶炼金属，故B正确； C．图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，故C错误； D．图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，运输过程中导线转动切割磁感应线产生感应电流，线圈受到的安培力会阻碍线框的转动，可以保护电表指针，这是利用了电磁阻尼原理，故D正确。 故选BD。 10. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是（　　） A. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C. 图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 D. 如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A．根据单位时间内的脉冲数，可求得车轮转动周期，从而求得车轮转动的转速，最后由线速度公式，结合车轮半径即可求解车轮的速度大小，故A正确； B．根据霍尔原理可知 可得 即霍尔电势差只与磁感应强度、霍尔元件的厚度以及电子定向移动的速率有关，与自行车的车速无关，故B错误； C．霍尔元件的电流是由负电荷定向运动形成的，故C错误； D．是单位体积内的电子数，是单个导电粒子所带的电量，是导体的横截面积，是导电粒子运动的速度，由电流的微观定义式整理得 结合解得 若长时间不更换传感器的电源，那么电流减小，则霍尔电势差将减小，故D正确； 故选AD。 11. 某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如表所示。下列说法中正确的是（　　） 冷风时输入功率 50W 热风时输入功率 490W 小风扇额定电压 40V 正常工作时小风扇输出功率 40W 输入交流电的电压 220V A. 理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=11：4 B. 触片P同时接触b、c两个触点时电吹风吹热风 C. 小风扇的内阻为6.4Ω D. 电吹风机吹热风时电热丝上的电流约为2.2A 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系 故A错误； B．电动机与电热丝同时接入电路时吹热风，触片P应与触点c、d接触，故B错误； C．小风扇的发热功率为 电流 则由 可得小风扇的内阻为 故C正确； D．吹热风时电热丝消耗的功率 则电热丝的电流为 故D错误 故选C。 12. 如图所示，间距为的两平行光滑长直金属导轨水平放置。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向上。细金属杆静置于磁场中，磁场外的细金属杆以速度向右运动，此后两杆在磁场内未相撞且出磁场时的速度为。已知两杆的质量均为，在导轨间的电阻均为，两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。则（　　） A. 在磁场内运动过程中的最大加速度为 B. 在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为 C. 中产生焦耳热的最小值为 D. 的初始位置到的最小距离为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，M进入磁场后，M做减速运动，N做加速运动，则M刚进入磁场时，在磁场中的加速度最大，则有 ，， 联立可得 由牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．根据题意，对N由动量定理有 又 联立可得 解得 故B正确； C．根据题意可知，若N出磁场时，M恰好追上N，则回路中产生的焦耳热最少，设此时M的速度为，由动量守恒定律有 解得 由能量守恒定律可得，回路中产生的焦耳热为 则中产生焦耳热的最小值为 故C错误； D．根据题意，在磁场过程，设两棒相对靠近的位移为，由公式 ，， 联立可得 联立解得 由于两杆在磁场内未相撞，则有的初始位置到的最小距离为 故D正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷 三、填空题 13. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法 （2）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是______。 A. 电压 B. 电流 C. 功率 D. 频率 （3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，________。 实验次数 /匝 /匝 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （4）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是_____。 A. 原、副线圈的电压不同步 B. 变压器线圈中有电流通过时会发热 C. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 D. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 【答案】（1）A （2）CD （3）原、副线圈的电压比与匝数比相等，即 （4）BCD 【解析】 【小问1详解】 当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，如本实验中，保持原线圈输入的电压一定，探究副线圈输出的电压与和匝数、的关系。 故选A。 【小问2详解】 由理想变压器原理可知，理想变压器原副线圈两端的交变电流功率、频率不变，通过副线圈的电流和副线圈两端电压与变压器原、副线圈的匝数比有关。 故选CD。 【小问3详解】 通过分析表中数据可得结论，在误差允许的范围内，原副线圈的电压比与匝数比相等，即。 【小问4详解】 变压器并非理想变压器，能量损失主要来源于三个方面，分别是BCD项中的绕制线圈的铜导线发热损耗（俗称铜损）、铁芯中的涡流发热损耗（俗称铁损）、铁芯对磁场的约束不严密损耗（俗称磁损）。 故选BCD。 14. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算确定微观量。 （1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成___________（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d=___________。 （2）将0.2mL的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为，则可估算出油酸分子的直径大小是___________m（计算结果保留一位有效数字）。 （3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是___________。 A.水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开 B.求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了10滴 C.计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大 【答案】 ①. 单层 ②. ③. ④. AC##CA 【解析】 【详解】（1）[1][2]本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 d= （2）[3]利用数格子的方法，油酸膜的面积约为 1滴这样的溶液中的纯油酸体积为 油酸分子的直径大小是 （3）[4] A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据 d= 可知所测的分子直径d明显偏大，故A正确； B．求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了10滴，得出的油酸体积偏小，所测的分子直径d偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，算出的油膜层面积偏小，所测的分子直径d明显偏大，故C正确； D．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故D错误。 故选AC。 四、计算题（共46分，写清楚必要的公式、步骤及单位。） 15. 如图所示，边长为L的单匝正方形金属线框，它的质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律如图乙所示，求： （1）线框上产生的电流大小和方向； （2）时间内线框的热功率； （3）若时刻绳子刚好被拉断，求绳子所能承受的最大拉力。 【答案】（1），方向为逆时针 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由法拉第电磁感应定律可得 线框上的感应电流大小为 由楞次定律可知电流方向为逆时针。 【小问2详解】 时间内线框的热功率为 【小问3详解】 绳刚好拉断时由平衡条件有 安培力为 联立解得 16. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求： （1）输电线路上损耗的电功率ΔP； （2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有 ， 所以输电线路上损耗的电功率 计算可得 ，， （2）电动势的最大值 可得 ，，， 升压变压器的原线圈输入功率 电机线圈内阻上消耗的热功率 得 ，， 所以 17. 如图所示，竖直放置的圆弧导轨与足够长的水平导轨平滑连接，且轨道间距为，右侧空间中有竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为、电阻为的金属棒和质量为m，电阻为R的金属棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，现将金属棒静止在水平导轨上，将棒从距离水平导轨高度h处时静止释放，除金属棒外其余电阻不计，所有轨道均光滑。求： （1）棒滑至瞬间的速度大小； （2）棒最终的速度大小和棒最终的速度大小； （3）整个过程中棒产生焦耳热Q； （4）整个过程中通过棒电荷量q。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）设棒到达瞬间的速度为，根据动能定理得 得 （2）根据动量守恒定律得 得 则 （3）根据能量守恒得 所以 （4）对棒列动量定理 则 18. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求： （1）粒子在Q点位置的速度和速度方向与x轴正方向夹角； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。 【答案】（1）2v0， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子从到的过程中，加速度大小为，运动时间为，在点进入磁场时速度大小为，方向与轴正方向间的夹角为沿轴方向的大小为，则水平方向上 竖直方向上 解得 点的合速度 解得 【小问2详解】 设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为，据洛伦兹力提供向心力 解得 粒子运动轨迹如图所示，根据几何关系得 解得 【小问3详解】 根据几何关系，粒子从进入磁场到到达下边界在磁场中转过的圆心角为 在磁场中运动的周期 在磁场中运动的时间 粒子运动总的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 淄博中学2024-2025学年第二学期高二阶段性检测物理试题 说明： 本试题分第I卷和第卷，第I卷的答案填涂在答题卡上，第II卷的答案书写在答题卡指定位置，交试卷时只交答题卡 第Ⅰ卷 一、单项选择题（每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是正确的） 1. 正弦式交流电压随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 电压的有效值为 B. 1s内电流方向改变50次 C. 电压瞬时值的表达式为 D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率是200W 2. 钻石是首饰、高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为（单位为），阿伏伽德罗常量为。已知1克拉等于0.2克，则（　　） A. 克拉钻石所含有的分子数为 B. 克拉钻石所含有的分子数为 C. 每个钻石分子直径的表达式为（单位为） D. 每个钻石分子直径的表达式为（单位为） 3. 如图1所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图2所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A. 时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 B. 若将磁铁两极翻转后重复实验，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流 C. 若将线圈的匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D. 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 4. 图1是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图2所示的正弦交流电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压表为理想交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000 V时,就会在钢针和金属板间引发电火花点燃气体。开关闭合后,下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为5 V B. 若没有转换器,则变压器副线圈输出的是直流电 C. 若,则可以实现燃气灶点火 D. 穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1000 5. 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，线圈的磁场能为零 B. 时刻，电容器带电量最大 C. 过程，电容器带电量逐渐增大 D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位 6. 如图所示，边界MN右侧存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。abcd为边长为l的n匝正方形金属线框，其ab边与MN重合，线框的总电阻为R。时刻线框从图示位置开始以角速度ω绕MN匀速率转动，转动方向如图所示，在线框转过180°的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 图示位置线框中感应电动势的瞬时值为 B. 线框中感应电动势的最大值为 C. 通过线框的电荷量为 D. 线框中产生的热量为 7. 如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一个带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ = 30°，不计带电粒子所受重力，由此推断该带电粒子（　　） A. 运动轨迹半径 B. 带负电且在磁场中动能一直增大 C. 穿越磁场的时间为 D. 电荷量与质量的比值为 二、多项选择题（每小题4分，共16分，全部选对得4分，选对但不全的得2分，错选多选得0分） 9. 下列关于教材中四幅插图的说法，正确的是（　　） A. 图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框将与磁铁相反方向运动 B. 图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中由于涡流产生大量热量，从而冶炼金属 C. 图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电流磁效应 D. 图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，产生感应电流阻碍指针晃动，利用了电磁阻尼原理 10. 自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车运动速率。如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图。当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差。下列说法正确的是（　　） A. 根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B. 自行车的车速越大，霍尔电势差越高 C. 图乙中霍尔元件的电流I是由正电荷定向运动形成的 D. 如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小 11. 某种电吹风机的电路图如图所示，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如表所示。下列说法中正确的是（　　） 冷风时输入功率 50W 热风时输入功率 490W 小风扇额定电压 40V 正常工作时小风扇输出功率 40W 输入交流电的电压 220V A. 理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=11：4 B. 触片P同时接触b、c两个触点时电吹风吹热风 C. 小风扇的内阻为6.4Ω D. 电吹风机吹热风时电热丝上的电流约为2.2A 12. 如图所示，间距为的两平行光滑长直金属导轨水平放置。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向竖直向上。细金属杆静置于磁场中，磁场外的细金属杆以速度向右运动，此后两杆在磁场内未相撞且出磁场时的速度为。已知两杆的质量均为，在导轨间的电阻均为，两金属杆与导轨接触良好且始终与导轨垂直，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。则（　　） A. 在磁场内运动过程中的最大加速度为 B. 在磁场内运动过程中通过回路的电荷量为 C. 中产生焦耳热的最小值为 D. 的初始位置到的最小距离为 第Ⅱ卷 三、填空题 13. 在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，利用如图所示的可拆变压器能方便地探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系。 （1）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法 （2）如果把它看成理想变压器，则左右两线圈上的交变电流一定相同的是______。 A. 电压 B. 电流 C. 功率 D. 频率 （3）某次实验中得到实验数据如下表所示，表中、分别为原、副线圈的匝数，分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析，你的结论是：在误差允许的范围内，________。 实验次数 /匝 /匝 1 1400 400 12.1 3.42 2 800 400 12.0 5.95 3 200 100 11.9 5.92 （4）原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？发现上述实验数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是_____。 A. 原、副线圈的电压不同步 B. 变压器线圈中有电流通过时会发热 C. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 D. 原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 14. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算确定微观量。 （1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成___________（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d=___________。 （2）将0.2mL的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为，则可估算出油酸分子的直径大小是___________m（计算结果保留一位有效数字）。 （3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是___________。 A.水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开 B.求每滴溶液中纯油酸的体积时，溶液的滴数多记了10滴 C.计算油膜面积时，只数了完整方格数 D.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大 四、计算题（共46分，写清楚必要的公式、步骤及单位。） 15. 如图所示，边长为L的单匝正方形金属线框，它的质量为m，电阻为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘。金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间的变化规律如图乙所示，求： （1）线框上产生电流大小和方向； （2）时间内线框的热功率； （3）若时刻绳子刚好被拉断，求绳子所能承受的最大拉力。 16. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求： （1）输电线路上损耗的电功率ΔP； （2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。 17. 如图所示，竖直放置的圆弧导轨与足够长的水平导轨平滑连接，且轨道间距为，右侧空间中有竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为、电阻为的金属棒和质量为m，电阻为R的金属棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，现将金属棒静止在水平导轨上，将棒从距离水平导轨高度h处时静止释放，除金属棒外其余电阻不计，所有轨道均光滑。求： （1）棒滑至瞬间的速度大小； （2）棒最终的速度大小和棒最终的速度大小； （3）整个过程中棒产生的焦耳热Q； （4）整个过程中通过棒的电荷量q。 18. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在第Ⅰ象限内存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在第Ⅳ象限内区域存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为的带电粒子以初速度从y轴上点沿x轴正方向开始运动，经过电场后从x轴上的点进入磁场，粒子恰好不能从磁场的下边界离开磁场。不计粒子重力。求： （1）粒子在Q点位置的速度和速度方向与x轴正方向夹角； （2）匀强磁场磁感应强度大小B； （3）粒子从P点开始运动至第一次到达磁场下边界所需要的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $