精品解析：四川省绵阳南山中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

2025年春绵阳南山中学高2023级高二6月月考 物 理 试 题 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。 1. 图是某种同步加速器的原理图。直线通道有电势差为的加速电场，通道转角处有可调的匀强偏转磁场。电量为，质量为的带电粒子以速度进入加速电场，而后可以在通道中循环加速。带电粒子在偏转磁场中运动的半径为。忽略相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里 B. 加速一次后，带电粒子的动能增量为 C. 加速k次后，带电粒子的动能增量为 D. 加速k次后，偏转磁场的磁感应强度为 2. 如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（ ） A. 内能迅速增大 B. 温度迅速升高 C. 压强迅速增大 D. 体积迅速膨胀 3. 分子力随分子间的距离的变化如图所示，为平衡位置。有两个分子从相距处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过程，则（　　） A. 从到分子力始终做正功 B. 从到分子力先做正功后做负功 C. 从到分子力先减小后增大 D. 在处，分子间引力、斥力均减小为0 4. 如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，总电阻，在线圈内存在面积为且垂直线圈平面的匀强磁场区域，外电路中灯、的电阻始终为6Ω（可忽略温度对电阻影响），L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈。时刻闭合开关S，同时控制线圈内的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙（取垂直线圈平面向外的磁场方向为正），则下列说法正确的是（　　） A. 0~8s通过灯L的电流方向始终为 B. 若时断开开关，灯会立马熄灭 C. 由于自感线圈的存在，灯的亮度始终比灯亮 D. 2~4s内灯产生的热量为3J 5. 如图为可调式理想变压器输电示意图。原线圈连接灯泡，副线圈匝数可通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端按照图示连接了定值电阻、灯泡、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。灯泡的阻值与定值电阻的阻值相同，不考虑灯泡的阻值变化，两灯泡始终发光且工作在额定电压以内。在原线圈上加一电压恒为U的正弦交流电，则（ ） A. 保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，一直变亮 B. 保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，先变亮后变暗 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变暗，一直变亮 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变亮，先变暗后变亮 6. 如图，水平台面上有一足够长、间距为L的平行光滑金属导轨MN、PQ，置于塑料圆筒内，导轨左端连着电容为C的电容器和电动势为E的电源，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。将一质量为m的模拟金属炮弹置于圆筒内导轨上，先将开关拨至接线柱1，充电结束后，将开关拨至接线柱2，炮弹在安培力作用下开始运动，达到最大速度后离开导轨，整个过程通过炮弹的电荷量为q。已知炮弹电阻为R，炮弹始终与导轨接触良好，不计导轨电阻和电源内阻。则在此过程中炮弹（　　） A. 做匀加速直线运动 B. 在导轨上的位移为 C. 离开导轨时的速度为 D. 最大速度与电容器电容大小成正比 7. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲，交变电流的有效值为1.5A B. 图乙，变压器为理想变压器，滑动P可以改变接入电路的线圈匝数，图中，P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小 C. 图丙，条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，可以让电路导通 D. 图丁，LC振荡电路线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱，可以判断此时M板带正电 8. 如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，每小题4分，共16分。全部选对得4分，部分选对得2分，有选错的得0分。 9. 甲图是一种齿轮转速检测器的原理示意图。一长方体霍尔元件放置于磁体和转动的齿轮之间，齿轮共有10个齿，当齿轮的齿靠近磁体时，由于齿被磁化，霍尔元件处的磁感应强度增大（方向不变），霍尔元件上下表面间的霍尔电压会随之变化，此电压通过整流放大，形成如乙图所示的图像。下列说法正确的是（　　） A. 若霍尔元件中载流子为电子，则上表面的电势低于下表面 B. 如果只增大c边的长度，会增大 C. 如果只增大齿轮的转速，则会增大 D. 根据乙图可知齿轮转速为 10. 某自行车的车灯发电机如图甲所示，结构如图乙所示。绕有400匝线圈的“匚”形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中的磁通量按正弦规律变化，如图丙所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈总电阻为，、端与标有“，”的灯泡L相连。当自行车以速度匀速行驶时，灯泡L恰好正常发光。假设灯泡L阻值不变，摩擦小轮与车轮不打滑，则（　　） A. 自行车的速度 B. 灯泡L正常发光时 C. 若自行车的速度减半，则灯泡L的功率也减半 D. 磁铁处于图乙位置时，交流电压表的示数为10V 11. 如图，一圆柱形汽缸水平放置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为和，体积分别为和，。则（　　） A. 固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B. 固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C. 保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D. 保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 12. 如图所示，长木板放置在足够大的光滑水平面上，电源、电阻、开关、导轨固定在长木板上，光滑导轨和平行，间距为，长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨的总质量为。长度也为的导体棒垂直平行导轨放置在和间，导体棒的质量为。匀强磁场方向竖直向上，大小为。长木板与固定在水平面上的力传感器通过刚性轻绳连接。电阻的阻值为，电源内阻、导轨和导体棒的电阻以及接触电阻均不计。时刻，闭合开关，通过力传感器记录力随时间变化的图线，如图所示。从图像中可以读出时刻力，时刻力的大小趋近于0，可认为此时的拉力为0。则（　　） A. 电源的电动势 B. 导体棒的最大速度 C. 时间内导体棒的位移大小 D. 若撤去传感器的连接后，再闭合开关，则导体棒的最大速度 第II卷（非选择题） 三、实验题：每空2分，共16分。 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。 14. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）保持温度不变，封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器刻度读出。实验前是否需要对传感器进行调零？___________（选填：“是”或“否”） （2）（多选）实验过程中，下列说法正确的（ ） A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时，应待稳定后记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 D. 实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 （3）某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是（ ） 序号 V/mL 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 A. 实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B. 实验时环境温度升高了 C. 实验时外界大气压强发生了变化 D. 实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 （4）若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略，从理论上讲图像可能接近下列哪个图（ ） A. B. C. D. （5）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作出的图像如图所示，图线a与b在横轴上截距之比为1∶2，则a与b密闭气体质量之比为___________。 四、解答题 15. 某品牌“锁鲜包”采用了气调保鲜技术，通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长。如图所示，某锁鲜包容积为800ml，包内盛放质量为250g、体积为200ml的辣鸭脖。在的低温车间里封装完毕后，通过冷链运输至各销售门店，由于温度改变，锁鲜包封装膜“鼓起”的体积为锁鲜包容积的5%。已知销售门店的温度，大气压强，锁鲜包内外温度始终一致，求： （1）在门店销售时，锁鲜包内的气体压强（结果用分数表示）； （2）为了防止喷溅，在开启包装前，需要先给锁鲜包“放气”直至包内外压强相同（封装膜不再鼓起），放气过程中，锁鲜包放出的气体与封装时包内气体的质量之比。 16. 如图所示，金属板和互相平行竖直放置，形成两条狭缝，金属板上的小孔和O点共线，狭缝的电势差与狭缝的电势差均为U，一质量为m，电荷量为的粒子从小孔飘入狭缝（初速度为零），通过小孔进入金属板和P之间的区域I，区域I中存在匀强磁场和匀强电场（未画出），其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。粒子沿直线运动，经过进入狭缝，经O点进入金属板右侧区域II，区域II具有和区域I完全相同的电场和磁场。以O点为坐标原点，垂直于金属板向右的方向为轴正方向，平行于金属板向上的方向为轴正方向建立直角坐标系，不计粒子重力，不计粒子经过狭缝的时间。求： （1）粒子刚进入区域I时的速度大小； （2）区域I、区域II电场强度E； （3）粒子到达O点开始计时，第二次到达距轴最远处的速度和需要的时间。 17. 图（a）为某游乐园的U形过山车，一兴趣小组为了研究该过山车的电磁制动过程，搭建了如图（b）所示的装置进行研究。该装置由间距L=1m的固定水平长直平行轨道和左右两边的弧形平行轨道平滑连接组成，在水平轨道中部间距为d=0.45m的两虚线之间有B=0.4T、方向竖直向上的匀强磁场。用质量m=0.24kg的“”型导体框模拟过山车，导体框与轨道间绝缘，其ab、cd、ef边的长度均为L=1m，电阻阻值均为R=0.1Ω，它们之间相邻间距均为0.5m，导体框其余部分电阻不计。现将导体框从左侧弧形轨道上由静止释放，释放时导体框重心到水平轨道的高度h=1.25m。已知重力加速度大小g=10m/s2，不计导体框与轨道间的摩擦和空气阻力，导体框运动过程中始终未脱离轨道。求： （1）ab边即将进入磁场时导体框的速度大小； （2）ab边即将离开磁场时导体框的速度大小； （3）导体框运动全过程中，cd边产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年春绵阳南山中学高2023级高二6月月考 物 理 试 题 第I卷（选择题） 一、单选题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。 1. 图是某种同步加速器的原理图。直线通道有电势差为的加速电场，通道转角处有可调的匀强偏转磁场。电量为，质量为的带电粒子以速度进入加速电场，而后可以在通道中循环加速。带电粒子在偏转磁场中运动的半径为。忽略相对论效应，下列说法正确的是（　　） A. 偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里 B. 加速一次后，带电粒子的动能增量为 C. 加速k次后，带电粒子的动能增量为 D. 加速k次后，偏转磁场的磁感应强度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．直线通道有电势差为的加速电场，粒子带正电，则粒子运动方向为，由左手定则可知，偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向外，故A错误； BC．根据题意，由动能定理可知，加速一次后，带电粒子的动能增量为，由于洛伦兹力不做功，则加速k次后，带电粒子的动能增量为，故BC错误； D．加速k次后，由动能定理有 解得 粒子在偏转磁场中运动的半径为，则有 联立解得 故D正确。 故选D。 2. 如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（ ） A. 内能迅速增大 B. 温度迅速升高 C. 压强迅速增大 D. 体积迅速膨胀 【答案】D 【解析】 【详解】瓶塞跳出的过程中瓶内的气体对外做功，气体体积迅速膨胀，由于该过程的时间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，则温度降低，由理想气体状态方程可知，气体压强减小。 故选D。 3. 分子力随分子间的距离的变化如图所示，为平衡位置。有两个分子从相距处，均由静止开始运动，若仅考虑这两个分子间的作用力和靠近过程，则（　　） A. 从到分子力始终做正功 B. 从到分子力先做正功后做负功 C. 从到分子力先减小后增大 D. 在处，分子间引力、斥力均减小为0 【答案】A 【解析】 【详解】AB．从到分子力为引力，所以分子力方向与位移方向相同，分子力做正功，A正确，B错误； C．通过力与距离图像可知，从到分子力先增大后减小再反向增大，C错误； D．在处分子间的斥力和引力大小相等，分子力表现为0，但斥力和引力不为0，D错误。 故选A。 4. 如图甲所示，一个匝数的圆形导体线圈，总电阻，在线圈内存在面积为且垂直线圈平面的匀强磁场区域，外电路中灯、的电阻始终为6Ω（可忽略温度对电阻影响），L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈。时刻闭合开关S，同时控制线圈内的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙（取垂直线圈平面向外的磁场方向为正），则下列说法正确的是（　　） A. 0~8s通过灯L的电流方向始终为 B. 若时断开开关，灯会立马熄灭 C. 由于自感线圈的存在，灯的亮度始终比灯亮 D. 2~4s内灯产生的热量为3J 【答案】D 【解析】 【详解】A．0~8s磁感应强度B的变化率恒定，由楞次定律可判断感应电流的方向始终为，A错误； B．断开开关后，线圈与两灯一起构成一个自感回路，、不会立即熄灭，B错误； C．由于线圈的自感阻碍，灯后发光，逐渐变亮，由于线圈的电阻忽略不计，则最后两灯一样亮，C错误； D．根据达拉第电磁感应定律可得，电动势 ， 2~4s内灯产生的热量 D正确。 故选D。 5. 如图为可调式理想变压器输电示意图。原线圈连接灯泡，副线圈匝数可通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端按照图示连接了定值电阻、灯泡、滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。灯泡的阻值与定值电阻的阻值相同，不考虑灯泡的阻值变化，两灯泡始终发光且工作在额定电压以内。在原线圈上加一电压恒为U的正弦交流电，则（ ） A. 保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，一直变亮 B. 保持Q的位置不动，将P从a端滑动到b端的过程中，先变暗后变亮，先变亮后变暗 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变暗，一直变亮 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，灯泡一直变亮，先变暗后变亮 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据题意可知副线圈的总电阻为 化简得 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系，变压器与副线圈电阻可等效为电阻 则等效电阻先增大后减小，对原线圈电路由欧姆定律有 理想变压器电流关系 由上述分析可知先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据欧姆定律 变压器电压关系 由于先减小后增大，则副线圈的电压先增大后减小，通过的电流为 则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端的过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中增大；在副线圈的电压减小过程中，通过的电流为 逐渐增大，则越来越小，则根据电流关系 可知一直变亮，A正确，B错误； CD．根据等效电阻关系，有 可知保持P的位置不动，将Q向上滑动的过程中，增大，故等效电阻变小，根据欧姆定律 可知增大，故一直变亮； 由等效电源法有 即当时，副线圈的电压最大，灯泡最亮，题中并没给出原副线圈匝数以及滑动变阻器的阻值，故无法判断的亮暗变化，C错误，D错误。 故选A。 6. 如图，水平台面上有一足够长、间距为L的平行光滑金属导轨MN、PQ，置于塑料圆筒内，导轨左端连着电容为C的电容器和电动势为E的电源，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。将一质量为m的模拟金属炮弹置于圆筒内导轨上，先将开关拨至接线柱1，充电结束后，将开关拨至接线柱2，炮弹在安培力作用下开始运动，达到最大速度后离开导轨，整个过程通过炮弹的电荷量为q。已知炮弹电阻为R，炮弹始终与导轨接触良好，不计导轨电阻和电源内阻。则在此过程中炮弹（　　） A. 做匀加速直线运动 B. 在导轨上的位移为 C. 离开导轨时的速度为 D. 最大速度与电容器电容大小成正比 【答案】C 【解析】 【详解】A．对炮弹受力分析，根据牛顿第二定律有 结合 ，  由于电容器放电过程中，极板所带电量Q在减小，可知极板间电压、通过炮弹的电流以及炮弹所受安培力都在减小，则可知炮弹的加速度也在减小，故A错误； B．炮弹在导轨上运动过程，由于电容器有电压存在，通过炮弹的平均电流并不是，即 则可知 故B错误； C．对炮弹，以向右方向为正，根据动量定理有 其中平均安培力  结合 可得 故 C正确； D．刚充电结束时，电容器电荷量为 导轨达到最大速度时，电容器电荷量  此时电容器电压  此时导轨产生的感应电动势等于U，故 联立以上几式可得  可解得 故炮弹的最大速度与电容器电容大小并不成正比，故D错误。 故选C 。 7. 有关下列四幅图的描述，正确的是（　　） A. 图甲，交变电流的有效值为1.5A B. 图乙，变压器为理想变压器，滑动P可以改变接入电路的线圈匝数，图中，P从上向下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小 C. 图丙，条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，可以让电路导通 D. 图丁，LC振荡电路线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱，可以判断此时M板带正电 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据交流电有效值的定义，有 代入图中数据求得该交流电有效值为 故A错误； B．等效电路如图所示 可知， 可得等效电阻 P从上向下滑的过程中，当时，可得，根据电源输出功率与外电阻的关系变化规律，可知此时变压器输出功率最大，即P下滑到线圈的中点时变压器的输出功率最大，功率最大，P继续下滑，等效电阻减小，变压器的输出功率减小。故B正确； C．图示中干簧管两触点磁化一致，无法相吸，电路无法导通，故C错误； D．磁场正在减弱，由右手螺旋定则可知，电流由a流向b，正在给电容器充电，N板带正电，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，一电阻可忽略的U形光滑金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab、dc足够长，一根电阻为R的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行。则金属棒速度v、加速度a、两端电压UMN、回路中电流强度i随时间t变化的关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】金属框在恒力F作用下向右加速，由右手定则可知，bc边产生的感应电流从c流向b，由左手定则可知，导体棒受到向右的安培力作用，导体棒向右做加速运动，设金属框的加速度为a1，导体棒的加速度为a2，设金属框的速度为v1，导体棒的速度为v2，设导体棒的电阻为R，回路的感应电流 设金属框的质量为M，导体棒的质量为m，对金属框，牛顿第二定律得 对导体棒MN，由牛顿第二定律得 金属框与导体棒都做初速度为零的加速运动，v1、v2都变大，a1从开始减小，导体棒的加速度a2从0开始增大，当金属框与导体棒的加速度相等时，即 a1=a2=a 解得 加速度保持不变，回路感应电流 此后金属框与导体棒的速度差保持不变，感应电流不变，两端电压UMN不变且不为0，导体棒所受到的安培力不变，加速度不变，金属框与导体棒以相等的加速度做匀加速直线运动，故A正确，BCD错误。 故选A。 二、多选题：本大题共4小题，每小题4分，共16分。全部选对得4分，部分选对得2分，有选错的得0分。 9. 甲图是一种齿轮转速检测器的原理示意图。一长方体霍尔元件放置于磁体和转动的齿轮之间，齿轮共有10个齿，当齿轮的齿靠近磁体时，由于齿被磁化，霍尔元件处的磁感应强度增大（方向不变），霍尔元件上下表面间的霍尔电压会随之变化，此电压通过整流放大，形成如乙图所示的图像。下列说法正确的是（　　） A. 若霍尔元件中载流子为电子，则上表面的电势低于下表面 B. 如果只增大c边的长度，会增大 C. 如果只增大齿轮的转速，则会增大 D. 根据乙图可知齿轮转速为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．霍尔元件处的磁场向右，电流方向由前向后（正视），若载流子为电子，由左手定则可知电子向下偏转，故上表面电势高于下表面，故A错误； B．当电子不再向下偏转时，有 可得 结合电流的微观表达式 整理得 只增大c边的长度，会影响元件的电阻阻值，根据改变电阻的决定式和欧姆定律， 联立得 故只增大c边的长度，会增大，故B正确； C．由知，霍尔电压与齿轮转速无关，所以大小不变，故C错误； D．当齿靠近磁体时B增大，由可知变大，最大值对应乙图上的，由图乙可知，相邻两个齿开始靠近磁体的时间间隔为，一共有10个齿，故齿轮的转动周期 转速，故D正确。 故选BD。 10. 某自行车的车灯发电机如图甲所示，结构如图乙所示。绕有400匝线圈的“匚”形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中的磁通量按正弦规律变化，如图丙所示，其中为摩擦小轮转动的角速度。线圈总电阻为，、端与标有“，”的灯泡L相连。当自行车以速度匀速行驶时，灯泡L恰好正常发光。假设灯泡L阻值不变，摩擦小轮与车轮不打滑，则（　　） A. 自行车的速度 B. 灯泡L正常发光时 C. 若自行车的速度减半，则灯泡L的功率也减半 D. 磁铁处于图乙位置时，交流电压表的示数为10V 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．灯泡电阻 线圈中电动势有效值 最大值 根据最大感应电动势的表达式 可得 则自行车的速度等于摩擦小轮边缘的线速度，即 选项A正确，B错误； C．若自行车的速度减半，则小轮的角速度ω减半，感应电动势最大值和有效值均减半，灯泡L两端电压减半，根据功率表达式 可知功率变为原来的四分之一，选项C错误； D．交流电压表的示数为灯泡两端电压的有效值，由电动势的最大值决定，与磁铁的位置无关，即磁铁处于图乙位置时，交流电压表的示数仍为10V，选项D正确。 故选AD。 11. 如图，一圆柱形汽缸水平放置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为和，体积分别为和，。则（　　） A. 固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将右移 B. 固定M、N，若两侧气体同时缓慢升高相同温度，P将左移 C. 保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将右移 D. 保持不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离，P将左移 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由题干可知初始左右气体的压强相同，假设在升温的过程中板不发生移动，则由定容过程 可得左侧气体压强增加量多，则板向右移动；A正确B错误； CD．保持温度不变移动相同的距离时 ， 同理得， 若P不移动，则，故 ，则，向右移动，C正确D错误。 故选AC 12. 如图所示，长木板放置在足够大的光滑水平面上，电源、电阻、开关、导轨固定在长木板上，光滑导轨和平行，间距为，长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨的总质量为。长度也为的导体棒垂直平行导轨放置在和间，导体棒的质量为。匀强磁场方向竖直向上，大小为。长木板与固定在水平面上的力传感器通过刚性轻绳连接。电阻的阻值为，电源内阻、导轨和导体棒的电阻以及接触电阻均不计。时刻，闭合开关，通过力传感器记录力随时间变化的图线，如图所示。从图像中可以读出时刻力，时刻力的大小趋近于0，可认为此时的拉力为0。则（　　） A. 电源的电动势 B. 导体棒的最大速度 C. 时间内导体棒的位移大小 D. 若撤去传感器的连接后，再闭合开关，则导体棒的最大速度 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．时刻，闭合开关，回路中的电流 对长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨进行分析有 解得，故A正确； B．时刻力F的大小趋近于0，导体棒速度达到最大值时，回路总的电动势为0，回路中的电流为0，导体棒做匀速直线运动，则有 结合上述解得，故B正确； C．时间内，对导体棒进行分析，根据动量定理有 根据欧姆定律有 其中，解得，故C错误； D．对长木板及固定在其上的电源、电阻、开关、导轨与导体棒构成的系统进行分析，根据动量守恒定律有 此时回路总电动势为0，则有 结合上述解得，故D正确。 故选ABD。 第II卷（非选择题） 三、实验题：每空2分，共16分。 13. 在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中， （1）按如图1所示连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。 A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值 B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确 C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系 （2）接下来用图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线表示导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，则螺线管中感应电流产生的磁场方向________（填“向上”或“向下”）。再观察发现条形磁铁下端是S极，插入过程中螺线管中的原磁场方向________（填“向上”或“向下”）。 【答案】（1）C （2） ①. 向下 ②. 向上 【解析】 【小问1详解】 进行这项实验操作的实验目的是为了检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系。 故选C。 【小问2详解】 [1]由第一问可知电流表指针向右偏转代表电流由灵敏电流表负接线柱流出，可以判断俯视观察螺线管时电流为顺时针，由安培定则可以判断感应电流产生的磁场方向向下； [2]在条形磁铁向下插入螺线管的过程中，螺线管磁通量增加，由于螺线管中感应电流产生的磁场方向向下，由楞次定律可以判断，螺线管中的原磁场方向向上。 14. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）保持温度不变，封闭气体的压强p用压强传感器测量，体积V由注射器刻度读出。实验前是否需要对传感器进行调零？___________（选填：“是”或“否”） （2）（多选）实验过程中，下列说法正确的（ ） A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时，应待稳定后记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 D. 实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 （3）某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是（ ） 序号 V/mL 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 A. 实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B. 实验时环境温度升高了 C. 实验时外界大气压强发生了变化 D. 实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 （4）若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略，从理论上讲图像可能接近下列哪个图（ ） A. B. C. D. （5）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作出的图像如图所示，图线a与b在横轴上截距之比为1∶2，则a与b密闭气体质量之比为___________。 【答案】（1）否 （2）BC （3）D （4）D （5）2:1 【解析】 【小问1详解】 实验前不需要对传感器进行调零，因为传感器不调零，图线仍然是一条直线； 【小问2详解】 A．推拉活塞时，动作要缓慢，以免气体温度发生变化，故A错误； B．活塞移至某位置时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值，故B正确； C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以免气体的温度发生变化，故C正确； D．实验时注射器内的气体质量保持不变，没有向外发生泄漏，选项D错误。 故选BC。 【小问3详解】 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误； B．实验时环境温度升高了，根据理想气体状态方程 pV乘积变大，故B错误； C．封闭气体压强与外界大气压强无关，故C错误； D．实验时若注射器内的气体向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程 常数C与气体质量有关，变小，则pV乘积减小，故D正确。 故选D。 【小问4详解】 若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略，则 可得 则图像的斜率为 则随V减小，即随的增加，斜率k减小，即图像为D。 【小问5详解】 气体温度相等，根据一定质量理想气体状态方程 可知气体质量越大，气体的物质量越大，常数C越大。根据 可知图像的斜率正比于气体质量，则设a与横轴上的截距为x，则b与横轴上的截距为2x，则有 四、解答题 15. 某品牌“锁鲜包”采用了气调保鲜技术，通过向包装内充入惰性气体，隔绝氧气和抑制细菌生长。如图所示，某锁鲜包容积为800ml，包内盛放质量为250g、体积为200ml的辣鸭脖。在的低温车间里封装完毕后，通过冷链运输至各销售门店，由于温度改变，锁鲜包封装膜“鼓起”的体积为锁鲜包容积的5%。已知销售门店的温度，大气压强，锁鲜包内外温度始终一致，求： （1）在门店销售时，锁鲜包内的气体压强（结果用分数表示）； （2）为了防止喷溅，在开启包装前，需要先给锁鲜包“放气”直至包内外压强相同（封装膜不再鼓起），放气过程中，锁鲜包放出的气体与封装时包内气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 封装时锁鲜包的气体，， 在销售门店锁鲜包的气体压强为p，， 根据气体状态方程有 可得 【小问2详解】 在放气过程中放出的气体体积，根据玻意尔定律有 解得 则 16. 如图所示，金属板和互相平行竖直放置，形成两条狭缝，金属板上的小孔和O点共线，狭缝的电势差与狭缝的电势差均为U，一质量为m，电荷量为的粒子从小孔飘入狭缝（初速度为零），通过小孔进入金属板和P之间的区域I，区域I中存在匀强磁场和匀强电场（未画出），其中匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。粒子沿直线运动，经过进入狭缝，经O点进入金属板右侧区域II，区域II具有和区域I完全相同的电场和磁场。以O点为坐标原点，垂直于金属板向右的方向为轴正方向，平行于金属板向上的方向为轴正方向建立直角坐标系，不计粒子重力，不计粒子经过狭缝的时间。求： （1）粒子刚进入区域I时的速度大小； （2）区域I、区域II电场强度E； （3）粒子到达O点开始计时，第二次到达距轴最远处的速度和需要的时间。 【答案】（1） （2） （3）, 【解析】 【小问1详解】 粒子在狭缝中做匀加速直线运动，经过时的速度为，由动能定理得 解得 【小问2详解】 粒子在区域I中做匀速直线运动，则 解得 方向沿轴负方向； 【小问3详解】 粒子在狭缝中做匀加速直线运动，经过O点速度为，由动能定理得 解得 粒子在区域II的运动看作是速度为的匀速直线运动和速率为的匀速圆周运动的合运动 又 解得 粒子第二次离轴最远时，恰好完成个周期的运动。 由运动的合成与分解，得，即 方向：沿轴正方向； 需要的时间为 17. 图（a）为某游乐园的U形过山车，一兴趣小组为了研究该过山车的电磁制动过程，搭建了如图（b）所示的装置进行研究。该装置由间距L=1m的固定水平长直平行轨道和左右两边的弧形平行轨道平滑连接组成，在水平轨道中部间距为d=0.45m的两虚线之间有B=0.4T、方向竖直向上的匀强磁场。用质量m=0.24kg的“”型导体框模拟过山车，导体框与轨道间绝缘，其ab、cd、ef边的长度均为L=1m，电阻阻值均为R=0.1Ω，它们之间相邻间距均为0.5m，导体框其余部分电阻不计。现将导体框从左侧弧形轨道上由静止释放，释放时导体框重心到水平轨道的高度h=1.25m。已知重力加速度大小g=10m/s2，不计导体框与轨道间的摩擦和空气阻力，导体框运动过程中始终未脱离轨道。求： （1）ab边即将进入磁场时导体框的速度大小； （2）ab边即将离开磁场时导体框的速度大小； （3）导体框运动全过程中，cd边产生的热量。 【答案】（1）5m/s （2）3m/s （3）0.98J 【解析】 【小问1详解】 设ab边刚进入磁场时的速度大小为，从静止释放到ab边即将进入磁场过程中由机械能守恒有 代入数据解得 【小问2详解】 导体框ab边在磁场中运动时，由串并联关系可知导体框的总电阻为 设ab边在磁场中的瞬时速度为时，ab边产生的感应电动势为 此时ab边中的电流为 ab受到的安培力为 联立可得ab受到的安培力为 设ab边刚出磁场时的速度大小为，把ab边进磁场到出磁场的这段时间t看成由若干小段极短的时间t组成，在每一小段时间t内，可认为ab边受到的安培力F1、F2、…、Fn是不变的，根据动量定理，有 联立有 代入数据得 【小问3详解】 由第二问分析 可知，线框每条边通过磁场区时，速度改变量 由此可知，cd刚离开磁场区域时速度 故ef无法离开磁场区域，即导体框末速度为 设ab边在通过磁场区域时，导体框产生的热量为ΔQ1，根据能量守恒，有 此过程导体框的等效电路如图1 设ab边中的瞬时电流为i，cd边产生的热量为Q1，有 即 设cd边在通过磁场区域时，导体框产生的热量为ΔQ2，根据能量守恒，有 此过程导体框的等效电路如图2 设cd边产生的热量为，有 即 设cd边在磁场中运动时，导体框产生的热量为ΔQ3，根据能量守恒，有 此过程导体框的等效电路如图3 设cd边产生的热量为Q3，同理 联立解得导体框运动全过程中，cd边产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $