精品解析：北京市第八十中学2025-2026学年高二下学期阶段性学习诊断物理试卷

北京市第八十中学2025-2026学年第二学期 高二物理阶段性学习诊断 选考班级：___________ 姓名：___________ 一、单选题 1. 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A. 有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场 B. 稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 C. 周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 D. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 2. 隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征，使雷达难以发现、识别、跟踪和攻击。飞机隐身的途径主要有两种：一是改变飞机的外形和结构，减小回波；二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m～0.1m之间的厘米波，隐形飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此在常规雷达的屏幕上几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m～10m之间的米波，与隐身飞机的外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信号的能量，从而使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是（　　） A. 米波不能产生偏振现象 B. 米波的频率约为厘米波频率的10倍 C. 米波的传播速度小于厘米波的传播速度 D. 常规雷达比米波雷达的分辨率更高 3. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A. 甲图是水分子的分子势能Ep随分子间距离r的关系图象，B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力 B. 乙图在模拟气体压强产生机理的实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等 C. 显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹 D. 丁图描述了氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布，实线对应100℃时的速率分布 4. 如图所示，在匀强磁场中有电阻为r的单匝矩形线圈，线圈的两条边，，转轴垂直磁场且和线圈共面，从上往下看线圈绕转轴以角速度逆时针匀速旋转。从图中开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈的磁通量与时间t的变化规律为 B. 线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为 C. 线圈的热功率 D. 线圈在图中位置时，电流方向为 5. 如图所示，在恒压交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，则（　　） A. 若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变亮 B. 若增大电容器两极板间距，则变亮 C. 若增大交流电源的频率，则比暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 6. 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。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。取=1.4，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合后电压表的示数为5V B. 才能实现点火 C. 才能实现点火 D. 将钢针替换为钢球，更容易引发电火花 7. 人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（ ） A. 小球在塑料管中做匀变速直线运动 B. 在的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的 C. 在时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零 D. 在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能 8. 某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线（如图1），设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于时，加热系统将开启，为恒温箱加热；当通过控制系统的电流等于时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　） A. 若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为 B. 若要使恒温箱内温度升高，应将增大 C. 若恒温箱内温度降低，通过控制系统的电流将增大 D. 保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化 二、多选题 9. 如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则（　　） A. 两导线框中均会产生正弦交流电 B. 两导线框中感应电流的周期都等于T C. 在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等 D. 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 10. 麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　） A. 两平行板间的电场正在增强 B. 该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场 C. 该变化电场产生的磁场越来越弱 D. 电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 三、实验题 11. 在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴； ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，如图。 （1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为________，求得的油酸分子直径为________m。（计算结果均保留1位有效数字） （2）若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是________。 A. 1kg油酸所含有分子数为 B. 油酸所含分子数为 C. 1个油酸分子的质量为 D. 油酸分子的直径约为 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于________。 A. 在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了2滴 B. 计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理 C. 水面上石膏粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 D. 做实验之前油酸溶液搁置时间过长 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. 干电池 B. 学生电源 C. 实验室用电压表 D. 多用电表 （2）关于本实验，下列说法正确的是___________； A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B. 因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C. 实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D. 变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 （3）某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡 B. 原线圈的输入电压可能是2V C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量 D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V （4）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。 A. B. C. D. 四、解答题 13. 矩形线圈n匝，ab=l1，bc=l2，在磁感强度为B的匀强磁场中以OOʹ为转轴匀速转动，角速度为ω。线圈的电阻为r，外接电阻R。从图所示位置开始计时。 （1）推导电动势的最大值； （2）写出电流的瞬时值表达式； （3）求电动势、电流、路端电压有效值； （4）如果线圈转速提高1倍，写出感应电动势随时间变化表达式； （5）当线圈从图示位置转过90º的过程中，求： a.通过电阻R的电量q； b.电阻R产生的焦耳热Q。 14. 如图所示匝数n=60的线圈绕在变压器的闭合铁芯上，通过A、B两端在线圈内通有随时间变化的电流．有两个互相连接的金属环，细环的电阻是粗环的3倍，将细环套在铁芯的另一端．已知某一时刻细环和粗环的连接处CD间的电压U=0.2V，并知道粗环的电阻R=1.0Ω，求 (1)此时刻线圈AB的感应电动势．（CD间距很小；可认为磁感线都集中在铁芯内） (2)变压器的线圈是由金属线绕制成的，若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏．现对粗细均匀的电阻线通以直流电的情况进行讨论：设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系： ，其中c表示物体的比热，m为物体的质量，表示升高的温度，k为大于1的常数．请你选择一些物理量，通过论述和计算证明“为避免升温过快，若电流越大，电阻线应该越粗”．（说明自己所设物理量的含义） (3)下面请根据以下微观模型来研究焦耳热，设有一段横截面积为S，长为l的直导线，单位体积内自由电子数为n，每个电子电量为e，质量为m．在导线两端加电压U时，电子定向运动，在运动过程中与金属离子碰撞，将动能全部传递给离子，就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能．“金属经典电子论”认为，电子定向运动是一段一段加速运动的接替，各段加速都是从定向速度为零开始．根据统计理论知，若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t，一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为，请利用以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第八十中学2025-2026学年第二学期 高二物理阶段性学习诊断 选考班级：___________ 姓名：___________ 一、单选题 1. 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　） A. 有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场 B. 稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 C. 周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 D. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，在变化的电场周围一定存在磁场，在变化的磁场周围一定存在电场，故A错误； B．稳定的电场不会产生磁场，稳定的磁场不会产生稳定的电场，故B错误； C．周期性变化的磁场周围一定产生周期性变化的电场，故C正确； D．在均匀变化的电场周围一定产生稳定的磁场，故D错误。 故选C。 2. 隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征，使雷达难以发现、识别、跟踪和攻击。飞机隐身的途径主要有两种：一是改变飞机的外形和结构，减小回波；二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m～0.1m之间的厘米波，隐形飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此在常规雷达的屏幕上几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m～10m之间的米波，与隐身飞机的外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信号的能量，从而使飞机的隐身效果下降。下列说法正确的是（　　） A. 米波不能产生偏振现象 B. 米波的频率约为厘米波频率的10倍 C. 米波的传播速度小于厘米波的传播速度 D. 常规雷达比米波雷达的分辨率更高 【答案】D 【解析】 【详解】A．米波是电磁波，能产生偏振现象，故A错误； B．由 可得米波的频率约为厘米波频率的 故B错误； C．米波的传播速度等于厘米波的传播速度，故C错误； D．雷达的分辨率是与其所使用的频率有着密切关系的，频率越高，分辨率也就越高，所以常规雷达比米波雷达的分辨率更高，故D正确。 故选D。 3. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A. 甲图是水分子的分子势能Ep随分子间距离r的关系图象，B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力 B. 乙图在模拟气体压强产生机理的实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等 C. 显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹 D. 丁图描述了氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布，实线对应100℃时的速率分布 【答案】D 【解析】 【详解】A．B点对应的位置水分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，分子引力与斥力大小相等，故A错误； B．图中模拟气体压强的产生，分子的速度不是完全相等的，所以也不要求小球的速度一定相等，故B错误； C．图中显示的是布朗运动，是悬浮微粒的无规则运动，布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故C错误； D．100°C时分子平均速率比0°C时要大，实线对应100℃时的速率分布，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在匀强磁场中有电阻为r的单匝矩形线圈，线圈的两条边，，转轴垂直磁场且和线圈共面，从上往下看线圈绕转轴以角速度逆时针匀速旋转。从图中开始计时，下列说法正确的是（　　） A. 线圈的磁通量与时间t的变化规律为 B. 线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为 C. 线圈的热功率 D. 线圈在图中位置时，电流方向为 【答案】C 【解析】 【详解】A．从图中开始计时，线圈的磁通量与时间t的变化规律为 故A错误； B．线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为 故B错误； C．线圈的最大电动势为 电动势有效值为 线圈的热功率为 故C正确； D．线圈在图中位置时，根据右手定则可知，边电流方向由，边电流方向由，则线圈中的电流方向为，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在恒压交流电源的两端接上电容、电感和光敏电阻，稳定后，电路中三个相同的灯泡均发光，且亮度相同。已知光敏电阻的阻值随着光照强度增加而减少，则（　　） A. 若抽掉电感线圈内部的铁芯，则变亮 B. 若增大电容器两极板间距，则变亮 C. 若增大交流电源的频率，则比暗 D. 若增大照射在光敏电阻上的光强，则变暗 【答案】A 【解析】 【详解】A．若抽掉电感线圈内部的铁芯，线圈的自感系数减小，由可知，感抗减小，使得通过灯泡的电流增大，所以灯泡变亮，故A正确； B．若增大电容器C两极板间的距离，根据知，电容器的电容减小，由可知，容抗增大，使得通过灯泡的电流减小，所以灯泡变暗，故B错误； C．若增大交流电的频率，电容器容抗减小，电感器感抗增大，使得通过灯泡的电流将比的大，所以灯泡将比更亮，故C错误； D．若增大照射在光敏电阻上的光强，光敏电阻的阻值减小，通过的电流变大，变亮，故D错误。 故选A。 6. 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。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。取=1.4，下列说法正确的是（　　） A. 开关闭合后电压表的示数为5V B. 才能实现点火 C. 才能实现点火 D. 将钢针替换为钢球，更容易引发电火花 【答案】B 【解析】 【详解】A．电压表显示的是有效值，由题图可知，其正弦式交流电的最大值为5V，所以其有效值为 故A错误； BC．有题意可知，瞬时电压大于5000V即火花放电，也就是副线圈输出电压最大值 由于是理想变压器有 所以实现燃气灶点火的条件是 故B正确，C错误； D．引发电火花利用的是尖端放电，所以钢针更容易引发电火花，故D错误。 故选B。 7. 人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮，其原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。线圈套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关S接1，使电容器完全充电，然后立即将S转接2，此后电容器放电，通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示，金属小球在的时间内被加速发射出去，时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是（ ） A. 小球在塑料管中做匀变速直线运动 B. 在的时间内，小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的 C. 在时刻，小球受到的线圈磁场对它的作用力为零 D. 在的时间内，电容器储存的电能全部转化为小球的动能 【答案】C 【解析】 【详解】A. 线圈中的磁场强弱程度与通过线圈的电流大小成正比，根据乙图可知，线圈中产生的磁感应强度（磁通量）变化步调与电流的变化步调一致，在时间内，线圈电流从0逐渐增大，但其变化率却逐渐减小至0，所以线圈中的磁通量变化率也逐渐减小至0，金属小球中感应电动势也逐渐减小至0，金属小球中的涡流也逐渐减小至0，可知时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力为0，时刻，金属小球受到线圈磁场对它的作用力也为0，故时间内，金属小球受到线圈磁场对它的作用力应先增大后减小，即加速度应先增大后减小，A错误； B. 时间内，由安培定则知线圈电流在线圈内的磁场方向向右，线圈电流在增大，则产生的磁场在增大，通过金属小球磁通量在增大，根据楞次定律可知金属小球中产生涡流的磁场方向向左，由安培定则可知，金属小球中产生的涡流从左向右看是逆时针方向的，B错误； C. 时刻，线圈中电流的变化率为零，所以线圈中磁通量变化率为零，金属小球中感应电动势为零，金属小球中的涡流为零，所以小球受线圈作用力为零，C正确； D. 在的时间内，电容器减少的电场能转化为磁场能，磁场能有一部分转化为小球的动能，还留有一部分磁场能。所以减少的电场能大于小球增加的动能，D错误； 故选C。 8. 某同学根据查阅到的某种热敏电阻的特性曲线（如图1），设计了图2所示的恒温箱温度控制电路。图2中，为热敏电阻，为可变电阻，控制系统可视作的电阻，电源的电动势，内阻不计。当通过控制系统的电流小于时，加热系统将开启，为恒温箱加热；当通过控制系统的电流等于时，加热系统将关闭。下列说法正确的是（　　） A. 若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为 B. 若要使恒温箱内温度升高，应将增大 C. 若恒温箱内温度降低，通过控制系统的电流将增大 D. 保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度均匀变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．制系统的电流等于时，电路中的总电阻 20℃热敏电阻的阻值为 若要使恒温箱内温度保持20℃，应将调为 A错误； B．由于加热系统关闭的电流临界值2mA一定，即加热系统关闭的电路中临界的总电阻始终4500Ω。可知若要使恒温箱内保持的温度值升高，即热敏电阻的阻值减小，则必须使增大，B正确； C．若恒温箱内温度降低，热敏电阻阻值增大，通过控制系统的电流减小，C错误； D．根据图1可知，恒温箱内的温度与热敏电阻的阻值成线性关系，通过控制系统的电流 可知，通过控制系统的电流大小与热敏电阻的阻值不是线性关系，即保持不变，通过控制系统的电流大小随恒温箱内的温度不是均匀变化，D错误。 故选B。 二、多选题 9. 如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则（　　） A. 两导线框中均会产生正弦交流电 B. 两导线框中感应电流的周期都等于T C. 在t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等 D. 两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．本题中导线框的半径匀速旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流，故A错误； B．两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同，故B正确； C．在t＝时，两导线框切割磁感线的导线长度相同，且切割速度大小相等，故产生的感应电动势相等，均为 E＝BR2ω 故C正确； D．两导线框中感应电流随时间变化的图像如下图所示，故两导线框中感应电流的有效值不相等，故D错误。 故选BC。 10. 麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。若某时刻连接电容器和电阻R的导线中电流i的方向，及电容器极板间电场强度E的方向如图中所示，则下列说法正确的是（　　） A. 两平行板间的电场正在增强 B. 该变化电场产生逆时针方向（俯视）的磁场 C. 该变化电场产生的磁场越来越弱 D. 电路中的电流正比于板间的电场强度的大小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由电容器中电场方向可知电容器的上极板带负电，下极板带正电，电流是由下极板通过电阻R流向上极板，故电容器正在放电，电容器的电荷量正在减少，两平行板间的电压减小，其中的电场正在减弱，故A错误； B．由题意可知产生的磁场相当于由上极板直接流向下极板的电流所产生的磁场，由安培定则可知产生的磁场为顺时针方向（俯视），故B错误； C．两平行板间的电压减小，由欧姆定律可知通过电阻R的电流减小，由题意：产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场，故该变化电场产生的磁场越来越弱，故C正确； D．设电容器的电压为U，板间距离为d,板间的电场强度的大小为E，则有 而电路中的电流为 可知电路中的电流正比于板间的电场强度的大小，故D正确。 故选CD。 三、实验题 11. 在估测油酸分子大小的实验中，具体操作如下： ①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液； ②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴； ③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓； ④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，如图。 （1）利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为________，求得的油酸分子直径为________m。（计算结果均保留1位有效数字） （2）若阿伏加德罗常数为，油酸的摩尔质量为M。油酸的密度为ρ。则下列说法正确的是________。 A. 1kg油酸所含有分子数为 B. 油酸所含分子数为 C. 1个油酸分子的质量为 D. 油酸分子的直径约为 （3）某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大。对于出现这种结果的原因，可能是由于________。 A. 在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了2滴 B. 计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理 C. 水面上石膏粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 D. 做实验之前油酸溶液搁置时间过长 【答案】（1） ①. ②. （2）A （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意可得，一滴油酸的酒精溶液含油酸为 [2]根据题意可知，方格纸每个小格的面积为 根据不足半格舍掉，多于半格算一格的原则，可得面积为 油酸分子直径为 【小问2详解】 A．根据题意，质量为的油酸，所含有分子数为，故A正确； B．体积为的油酸，所含分子数为，故B错误； C．1个油酸分子的质量为，故C错误； D．根据题意可知，一个油酸分子的体积为 设分子的直径为d，则有 联立解得，故D错误。 故选A。 【小问3详解】 根据题意，由公式可知，油酸分子的直径和大多数同学的比较，数据都偏大的原因可能是V偏大或S偏小。 A．在求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了2滴，则V偏小，直径偏小，故A错误。 B．计算油酸面积时，错将所有不完整的方格作为完整的方格处理，则S偏大，直径偏小，故B错误。 C．水面上石膏粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则S偏小，直径偏大，故C正确。 D．做实验之前油酸溶液搁置时间过长，则V偏小，直径偏小，故D错误。 故选C。 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. 干电池 B. 学生电源 C. 实验室用电压表 D. 多用电表 （2）关于本实验，下列说法正确的是___________； A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B. 因为使用的电压较低，通电时可直接用手接触裸露的导线进行连接 C. 实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响 D. 变压器开始正常工作后，通过铁芯导电将电能从原线圈传递到副线圈 （3）某同学用如图所示的可拆变压器完成“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验，可拆变压器上各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。将原线圈的“0””和“1”接线柱与学生电源连接，将副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，测得副线圈的输出电压为15V。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈接的是学生电源的直流电压挡 B. 原线圈的输入电压可能是2V C. 原、副线圈之间靠铁芯导电来传输能量 D. 若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则副线圈的输出电压将大于15V （4）为了减小能量传递过程中的损失，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。 A. B. C. D. 【答案】（1）BD （2）C （3）B （4）D 【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不符合题意，B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BD。 【小问2详解】 A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，从而使副线圈输出电压较低，故A错误； B．虽然使用的电压较低，但实验中仍有可能出现错接或者短路等情况发生，为了人身安全，通电时不能用手接触裸露的导线进行连接，故B错误； C．实验时可以保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，探究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确； D．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D错误。 故选C。 【小问3详解】 A．原线圈接的是学生电源的交流电压挡，故A错误； B．将原线圈的“0”和“1”接线柱与学生电源连接，则；副线圈的“0”和“8”接线柱与电压表连接，则；若考虑到有漏磁现象，则有 其中可得 则原线圈的输入电压可能是2V，故B正确； C．变压器的工作原理是电磁感应现象，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是铁芯导电，传输能量，故C错误； D．若将电源改接原线圈的“0”和“4”接线柱，则即原线圈匝数变多，则由可知，副线圈的输出电压将小于15V，故D错误。 故选B。 【小问4详解】 由于变压器工作时会在铁芯Q中存在变化的磁通量，为了减小能量传递过程中的损失，应尽可能使铁芯Q中不产生较大的涡流，如图所示，应通过相互绝缘的硅钢片使平行于efgh的各平面和平行于abfe的各平面都不能形成闭合回路，所以作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照平行于adhe平面的形式设计。 故选D。 四、解答题 13. 矩形线圈n匝，ab=l1，bc=l2，在磁感强度为B的匀强磁场中以OOʹ为转轴匀速转动，角速度为ω。线圈的电阻为r，外接电阻R。从图所示位置开始计时。 （1）推导电动势的最大值； （2）写出电流的瞬时值表达式； （3）求电动势、电流、路端电压有效值； （4）如果线圈转速提高1倍，写出感应电动势随时间变化表达式； （5）当线圈从图示位置转过90º的过程中，求： a.通过电阻R的电量q； b.电阻R产生的焦耳热Q。 【答案】（1）nBl1l2ω；（2）；（3），，；（4）；（5）①，② 【解析】 【详解】（1）线圈转动到与图示位置垂直时，电动势最大，ab、cd两边切割磁感线产生的感应电动势的大小均为 所以电动势的最大值 （2）从图示位置计时，感应电动势的瞬时表达式为 则电流的瞬时值表达式为 （3）根据正弦交流电有效值和最大值的关系可知电动势的有效值为 则电流的有效值为 路端电压有效值 （4）如果线圈转速提高1倍，则感应电动势随时间变化表达式 （5）①当线圈从图示位置转过90º的过程中，通过电阻R的电量 ②电阻R产生的焦耳热 14. 如图所示匝数n=60的线圈绕在变压器的闭合铁芯上，通过A、B两端在线圈内通有随时间变化的电流．有两个互相连接的金属环，细环的电阻是粗环的3倍，将细环套在铁芯的另一端．已知某一时刻细环和粗环的连接处CD间的电压U=0.2V，并知道粗环的电阻R=1.0Ω，求 (1)此时刻线圈AB的感应电动势．（CD间距很小；可认为磁感线都集中在铁芯内） (2)变压器的线圈是由金属线绕制成的，若在短时间内吸热过多来不及散热就会损坏．现对粗细均匀的电阻线通以直流电的情况进行讨论：设通电产生的焦耳热与电阻线升高的温度之间满足如下关系： ，其中c表示物体的比热，m为物体的质量，表示升高的温度，k为大于1的常数．请你选择一些物理量，通过论述和计算证明“为避免升温过快，若电流越大，电阻线应该越粗”．（说明自己所设物理量的含义） (3)下面请根据以下微观模型来研究焦耳热，设有一段横截面积为S，长为l的直导线，单位体积内自由电子数为n，每个电子电量为e，质量为m．在导线两端加电压U时，电子定向运动，在运动过程中与金属离子碰撞，将动能全部传递给离子，就这样将由电场得到的能量变为相撞时产生的内能．“金属经典电子论”认为，电子定向运动是一段一段加速运动的接替，各段加速都是从定向速度为零开始．根据统计理论知，若平均一个电子从某一次碰撞后到下一次碰撞前经过的时间为t，一秒钟内一个电子经历的平均碰撞次数为，请利用以上叙述中出现的各量表示这段导体发热的功率P． 【答案】(1)48V；(2)当电流越大时，若想让单位时间内升高的温度少一些，则要求电阻线的横截面积大一些；(3) 【解析】 【详解】试题分析：（1）两种情况下副线圈均是只有一匝，根据变压比公式，故副线圈中的电压不变，然后根据闭合电路欧姆定律求解A、B两点间的电势差．（2）根据焦耳定律得出△t时间内产生的热量，结合比热容求出单位时间内升高的热量的表达式，通过表达式分析判断．（3）根据导线两端的电压求出导线中的电场强度，结合牛顿第二定律和速度时间公式求出经过t时间电子定向运动的速率，从而得出动能的大小，根据题意得出一秒钟内一个电子获得的动能，结合能量守恒求出发热功率的大小． （1）当CD间电压为0.2V时，粗环中的电流 设此刻细环中的感应电动势为e，则对细环和粗环组成的回路满足 由法拉第电磁感应定律，及题设闭合铁芯磁通量处处相等可知： 同一时刻线圈AB中的感应电动势为60e=48V （2）设有一小段长为的电阻线，其横截面积为S，电阻率为，密度为，通过它的电流为，因为通电产生焦耳热使这段电阻线经过时间温度升高，电流流过电阻线产生的焦耳热，其中 此热量的一部分被电阻线吸收，温度升高，此过程满足：，其中 联立得： 由于k、c、、都是常数，所以与成正比 表示单位时间内升高的温度；与成正比表明： 当电流越大时，若想让单位时间内升高的温度少一些，则要求电阻线的横截面积大一些． （3）导线两端电压为U，所以导线中的电场强度 导线中的一个电子在电场力的作用下，经过时间t获得的定向运动速率为 ，由电能转化为的动能为 已知平均一秒钟内一个电子经历的碰撞次数为 所以一秒钟内一个电子获得的动能为 整条导线在一秒钟内获得的内能为 一秒钟内由电能转化为的内能即这段导线的发热功率，因此 【点睛】（1）问根据理想变压器的变压比公式和闭合电路欧姆定律列式求解；（2）问求出单位时间内升高的热量表达式是解题的关键；（3）问属于信息题，关键从题中获取有用的信息，从而求解发热功率，关键求出整条导线在一秒钟内获得的内能． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $