精品解析：吉林延边朝鲜族自治州延吉市延边第二中学2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题

延边第二中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高二年级物理试卷 一、选择题（本题共10小题，共46分。第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，从而形成电磁波 B. 电磁波在真空中传播时，电场强度和磁感应强度方向相互平行 C. 电磁波从空气进入水中，频率不变，波长变短 D. 只要空间某处有变化的电场，就会产生电磁波 2. 现阶段我国在光学和量子通信领域处于世界领先水平，下列有关说法正确的是（　　） A. 图1中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮 B. 图2为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 C. 图3所示的雷达测速利用了康普顿效应 D. 图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由薄膜干涉现象引起的 3. 如图所示，交流发电机中的线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律为，线圈的电阻，外电路电阻，交流电流表内阻不计，则（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，交流电流表示数为 C. 线圈转到图示位置时，磁通量变化率为0 D. 外电路电阻R在1分钟内产生的热量为 4. 如图所示，把上端封闭、下端开口的玻璃管竖直插入水中后，将玻璃管缓慢向下移动。若管内气体温度保持不变，则管内气体（　　） A. 压强小于大气压强 B. 内能增大 C. 单位体积内的分子数保持不变 D. 单位面积上分子撞击器壁的作用力变大 5. 如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10Ω。降压变压器右侧电路中R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B. 图乙所示电压的瞬时值表达式为 C. 当滑片P向a端滑动时，电压表示数变小 D. 若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为90W 6. 如图甲所示是氢原子的能级图，图乙是研究光电效应的实验装置图。大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的光子，用此光束照射光电管电极K。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则（　　） A. 此光子束中从n＝3跃迁到n＝1的光子，其动能最大 B. 此光束中能发生光电效应的光子共有3种 C. 逸出功为5eV D. 相同频率不同强度的光照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是不同的 7. 货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯箱底层装有压敏电阻，为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出报警声，以下说法正确的是（　　） A. 电磁铁的上端为N极 B. 压敏电阻的阻值随压力的增大而增大 C. 压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强 D. 如果要使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器的滑片P向右滑动 8. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图。质点P的平衡位置位于处，质点Q的平衡位置位于处。已知时质点P的速度方向沿着y轴负方向，下列说法正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 时刻质点Q的速度方向沿y轴负方向 C. 介质中质点的振动周期可能为1.6s D. 波速大小可能为15m/s 9. 1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为L(L≫a)，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 光屏上出现等间距的明暗相间条纹 B. 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大 C. 若将平面镜稍微向上移动，相邻亮条纹的中心间距变大 D. 若将整套装置完全浸入透明溶液中，条纹将变得更密集 10. 如图所示，在足够大的光滑水平绝缘桌面上，虚线MN的右侧充满竖直向下的匀强磁场。一个粗细均匀的正方形导线框abcd（其电阻为R）以足够大的初速度（能完全进入磁场且在磁场中还会继续运动）从左边界沿x轴正方向进入磁场。时，bc边与虚线重合，设线框的位移为x，速度为v，电流为I，受到的安培力为F，ad边两端的电势差为，通过导线横截面的电荷量为q。在导线框运动的过程中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V D．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 E．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 F．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S 上述实验步骤的合理顺序是________； （2）以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得： ①一滴溶液中纯油酸的体积是________mL；（①的结果保留两位有效数字） ②油酸分子的直径是________m；（②的结果保留一位有效数字） （3）下列操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是（　　） A. 配制好的油酸酒精溶液放置太久 B. 在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去 C. 在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积时，少数了一滴 D. 油酸薄膜未充分散开 12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势和内阻。实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻可忽略的电流表，由粗细均匀的四分之一圆弧电阻丝构成的变阻器（总阻值也为，变阻器上有可指示滑片转过的角度的刻度盘），开关，导线若干。回答下列问题： （1）闭合开关，在滑片逆时针转动的过程中，电流表示数_____________，电路消耗的总功率_____________（均填“增大”或“减小”） （2）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），测量通过定值电阻的电流I，以为纵坐标、为横坐标绘制出的图像如图乙所示。已知图线的斜率为k，纵截距为b，则电源的电动势_____________（用k、b、表示）。 （3）当时，变阻器消耗的功率最大，则k和b应满足的关系式为_____________。 三、解答题（本题共3小题，共38分。其中13题10分，14题12分，15题16分。解答应写出必要的文字说明、原始公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，在球心为O、折射率为n、半径为R的均匀透明介质球内S点处放置一个单色点光源（可向各方向发射光线），点光源发出的一条垂直于OS的光线恰好在球面上P点处发生全反射，球外真空中光速为c，求： （1）点光源距球心O的距离d； （2）光线射出球体所用的最短时间t。 14. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属汽缸内，活塞的质量kg，截面积cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时封闭气柱长度为20cm，外界气温℃，大气压强Pa。将质量为的重物缓慢放到活塞上，稳定后活塞下降了5cm；再对汽缸内气体缓慢加热，气体吸收了J的热量，活塞又上升了3cm，求： （1）重物的质量； （2）加热前后缸内气体温度的增加值； （3）加热前后缸内气体内能的变化量。 15. 如图甲所示，粗细均匀的无限长光滑平行导轨固定在倾角的斜面上，在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B，有两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方位置和边界EF位置同时由静止释放，cd棒运动的图像如图乙所示，其中OM、NP段为曲线，其它段为直线。已知磁感应强度，导轨间距，导体棒的质量均为，导体棒电阻均为，导轨电阻不计，g取。求： （1）的大小； （2）从到导体棒cd位移大小； （3）导体棒ab进入磁场后，通过导体棒ab的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 延边第二中学2025-2026学年度第二学期期中考试 高二年级物理试卷 一、选择题（本题共10小题，共46分。第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，从而形成电磁波 B. 电磁波在真空中传播时，电场强度和磁感应强度方向相互平行 C. 电磁波从空气进入水中，频率不变，波长变短 D. 只要空间某处有变化的电场，就会产生电磁波 【答案】C 【解析】 【详解】AD．根据麦克斯韦电磁场理论，只有周期性（非均匀）变化的电场，才能产生同频率周期性变化的磁场，交替产生形成电磁波；均匀变化的电场只能产生稳定的磁场，稳定的磁场不会继续激发电场，无法形成电磁波，故AD错误； B．电磁波是横波，传播过程中，电场强度和磁感应强度的方向相互垂直，且都垂直于传播方向，故B错误； C．电磁波的频率由波源决定，从空气进入水中时频率不变；电磁波在介质中的传播速度小于真空中光速，由公式可知，f不变、v减小，因此波长变短，故C正确。 故选C。 2. 现阶段我国在光学和量子通信领域处于世界领先水平，下列有关说法正确的是（　　） A. 图1中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮 B. 图2为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 C. 图3所示的雷达测速利用了康普顿效应 D. 图4所示的照相机镜头上呈现的淡紫色是由薄膜干涉现象引起的 【答案】D 【解析】 【详解】A．自然光经第一个偏振片后成为线偏振光，第二个偏振片透振方向与第一个垂直，线偏振光无法通过，光屏不发亮，故A错误； B．光导纤维利用全反射传输光，全反射要求光从光密介质射向光疏介质，因此内芯折射率大于外套折射率，故B错误； C．雷达测速通过发射电磁波，接收运动车辆反射的电磁波，根据多普勒效应（反射波频率变化）计算车速，故C错误； D．镜头表面的增透膜发生薄膜干涉，抵消大部分可见光反射，剩余紫光反射形成淡紫色，属于光的干涉现象，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，交流发电机中的线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律为，线圈的电阻，外电路电阻，交流电流表内阻不计，则（　　） A. 该交流电的频率为 B. 线圈转到图示位置时，交流电流表示数为 C. 线圈转到图示位置时，磁通量变化率为0 D. 外电路电阻R在1分钟内产生的热量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，线圈转动的角速度为，则根据角速度与频率的关系式可得，该交流电的频率为，故A错误； B．该交流电电动势的峰值为，则有效值为 根据闭合电路欧姆定律可得电路中电流的有效值为 交流电流表显示的是有效值，所以无论线圈转到哪个位置，其示数均为，故B错误； C．线圈转到图示位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．外电阻R在1分钟内产生的热量为，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，把上端封闭、下端开口的玻璃管竖直插入水中后，将玻璃管缓慢向下移动。若管内气体温度保持不变，则管内气体（　　） A. 压强小于大气压强 B. 内能增大 C. 单位体积内的分子数保持不变 D. 单位面积上分子撞击器壁的作用力变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．玻璃管下压时，管内气体所处深度增加，外界大气压强p0不变，但管内气体上方水柱的高度h增大，根据液体压强公式，管内气体压强为 由于h增大，故管内气体压强p增大且大于大气压强，故A错误； B．管内气体温度保持不变，则气体内能不变，故B错误； C．根据玻意耳定律可知pV=C，因下压过程中压强 p增大，故气体体积V减小，单位体积内的分子数增大，故C错误； D．气体温度不变，压强增大，根据压强的微观解释可知，单位面积上分子撞击器壁的作用力变大，故D正确。 故选D。 5. 如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原线圈匝数为100匝，副线圈匝数为1000匝，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为10Ω。降压变压器右侧电路中R1为一定值电阻，R2为滑动变阻器，下列说法正确的是（　　） A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz B. 图乙所示电压的瞬时值表达式为 C. 当滑片P向a端滑动时，电压表示数变小 D. 若升压变压器的输入功率为66kW，远距离输电线路损耗功率为90W 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为，故A错误； B．图乙所示电压的瞬时值表达式为，故B错误； C．将降压变压器及副线圈电路等效为一个电阻，则 有 当滑片P向端滑动时，连入电路的阻值变小，升压变压器副线圈两端电压不变，则输电线上的电流变大，输电线上的电压变大，变小，变小，由 可知增大，电阻两端的电压变大，两端的电压变小，电压表示数变小，故C正确； D．由图乙知，升压变压器输入端电压有效值为 若升压变压器的输入功率为66kW，则 根据理想变压器原、副线圈电流与匝数的关系有 所以 所以远距离输电线路损耗功率为，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示是氢原子的能级图，图乙是研究光电效应的实验装置图。大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的光子，用此光束照射光电管电极K。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。则（　　） A. 此光子束中从n＝3跃迁到n＝1的光子，其动能最大 B. 此光束中能发生光电效应的光子共有3种 C. 逸出功为5eV D. 相同频率不同强度的光照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是不同的 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．处于激发态的氢原子跃迁时，可能的跃迁路径为、、，共三种光子。计算各光子能量：，：，：，遏止电压时，最大初动能 由光电效应方程 最大光子能量，对应最大，故逸出功 ，不能发生光电效应；，，能发生光电效应。因此能发生光电效应的光子共2种，的光子能量最大，动能最大，故A正确，BC错误； D．遏止电压 因此，遏止电压仅与入射光频率和逸出功有关，与光强无关。相同频率下，无论强度如何，相同，故D错误。 故选A。 7. 货梯设置了超载自动报警系统，其简化电路如图所示，货梯箱底层装有压敏电阻，为滑动变阻器，K为动触点，A、B为静触点。当出现超载情况时，电铃将发出报警声，以下说法正确的是（　　） A. 电磁铁的上端为N极 B. 压敏电阻的阻值随压力的增大而增大 C. 压敏电阻的阻值增大，电磁铁的磁性增强 D. 如果要使货梯设定的超载质量变大，那么滑动变阻器的滑片P向右滑动 【答案】D 【解析】 【详解】A．由安培定则可知，电梯工作时电磁铁的上端为S极，选项A错误； B．当出现超载情况时，电铃将发出警报声，此时K触点被吸引下来，说明当出现超载情况时，电磁铁所在电路电流增大，压敏电阻的阻值应减小，所以电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小，选项B错误； C．压敏电阻的阻值增大，电磁铁所在电路电流减小，电磁铁的磁性减弱，选项C错误； D．如果要使货梯设定的超载质量变大，电磁铁所在电路中的电流应减小，那么滑动变阻器的电阻要增大，即滑片P向右滑动，选项D正确。 故选D。 8. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形图，虚线为时的波形图。质点P的平衡位置位于处，质点Q的平衡位置位于处。已知时质点P的速度方向沿着y轴负方向，下列说法正确的是（ ） A. 该简谐横波沿x轴负方向传播 B. 时刻质点Q的速度方向沿y轴负方向 C. 介质中质点的振动周期可能为1.6s D. 波速大小可能为15m/s 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据时刻质点P的速度方向沿着y轴负方向，由同侧法可知该简谐横波沿x轴负方向传播，同理质点Q的速度方向沿y轴正方向。故A正确，B错误； C．由图像可知时刻到这段时间内 则介质中质点的振动周期为 若振动周期为1.6s，则，非整数，需舍弃。故C错误； D．由图像可知简谐横波的波长为 波速大小为 若波速大小为15m/s，则，成立。故D正确。 故选AD。 9. 1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为L(L≫a)，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 光屏上出现等间距的明暗相间条纹 B. 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大 C. 若将平面镜稍微向上移动，相邻亮条纹的中心间距变大 D. 若将整套装置完全浸入透明溶液中，条纹将变得更密集 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．此题的原理是点光源S在平面镜中所成的像与光源S是相干光源,形成双缝干涉,在光屏上出现等间距的明暗相间条纹,故A正确； B．由，其中，将平面镜沿垂直光屏方向向右移动时，d、l、都不变，光屏上相邻亮条纹的中心间距不变，故B错误； C．若将平面镜稍微向上移动，d变小，则相邻亮条纹的中心间距变大，故C正确； D．由，，若将整套装置完全浸入透明溶液中，光的频率不变，光速变小，波长变短，则条纹将变得更密集，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，在足够大的光滑水平绝缘桌面上，虚线MN的右侧充满竖直向下的匀强磁场。一个粗细均匀的正方形导线框abcd（其电阻为R）以足够大的初速度（能完全进入磁场且在磁场中还会继续运动）从左边界沿x轴正方向进入磁场。时，bc边与虚线重合，设线框的位移为x，速度为v，电流为I，受到的安培力为F，ad边两端的电势差为，通过导线横截面的电荷量为q。在导线框运动的过程中，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设线框的初速度为，线框的质量为，边长为，磁感应强度为，线框进入磁场过程，根据， 解得 根据动量定理有 解得 可知线框进入磁场的过程，随均匀减小，随均匀减小，线框完全进入磁场后突变为0，故A正确； C．根据 可知，线框进入磁场的过程随均匀减小，线框完全进入磁场后匀速运动，突变为0，故C错误； B．根据， 可知图像的斜率先逐渐减小，再突变为0，故B错误； D．线框进入磁场的过程中 可知是一条倾斜向下的直线；完全进入磁场后线框做匀速直线运动，速度保持不变，则，故D正确。 故选AD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”实验中，实验简要步骤如下： A．用公式，求出薄膜厚度，即油酸分子的大小 B．用浅盘装入约2cm深的水，然后将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面 C．根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V D．用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数 E．将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上 F．将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积S 上述实验步骤的合理顺序是________； （2）以上实验所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得： ①一滴溶液中纯油酸的体积是________mL；（①的结果保留两位有效数字） ②油酸分子的直径是________m；（②的结果保留一位有效数字） （3）下列操作导致实验测得的油酸分子直径偏小的是（　　） A. 配制好的油酸酒精溶液放置太久 B. 在计算油膜面积时，把凡是不足一格的格数都舍去 C. 在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积时，少数了一滴 D. 油酸薄膜未充分散开 【答案】（1）DCBEFA （2） ①. ②. （3）A 【解析】 【小问1详解】 （1）实验的逻辑顺序是：配制并准备溶液（D：测每滴溶液体积→C：算一滴中纯油酸体积） 准备水面（B：撒痱子粉） 滴液并描绘轮廓（E：滴液→F：测油膜面积） 计算分子直径（A：用公式计算） 故合理顺序：DCBEFA 【小问2详解】 ①[1]一滴溶液中纯油酸的体积 ②[2]油膜面积：数方格，多于半格算1个，不足半格舍去。图中约有118个方格，每个面积，故 油酸分子直径： 【小问3详解】 A．配制好的油酸酒精溶液放置太久，酒精挥发导致溶液浓度变大，计算时仍按原浓度计算，纯油酸体积的计算值比真实值偏小，从而使直径测量值偏小，A正确； B．把凡是不足一格的格数都舍去，测量的面积值比真实值偏小，根据可知使得直径测量值偏大，B错误； C．少数了一滴， 会使计算出的一滴溶液的体积偏大，进而导致纯油酸体积偏大，从而使计算出的分子直径大，C错误； D．油酸未完全散开，面积偏小，故得到的分子直径将偏大，D错误。 故选A。 12. 某实验小组设计了如图甲所示的实验电路来测量电源的电动势和内阻。实验器材有：待测电源，阻值为的定值电阻，内阻可忽略的电流表，由粗细均匀的四分之一圆弧电阻丝构成的变阻器（总阻值也为，变阻器上有可指示滑片转过的角度的刻度盘），开关，导线若干。回答下列问题： （1）闭合开关，在滑片逆时针转动的过程中，电流表示数_____________，电路消耗的总功率_____________（均填“增大”或“减小”） （2）在实验中转动滑片，改变角度（弧度制），测量通过定值电阻的电流I，以为纵坐标、为横坐标绘制出的图像如图乙所示。已知图线的斜率为k，纵截距为b，则电源的电动势_____________（用k、b、表示）。 （3）当时，变阻器消耗的功率最大，则k和b应满足的关系式为_____________。 【答案】（1） ①. 增大 ②. 减小 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]滑片逆时针转动，变阻器接入电路的阻值增大，外电路的总电阻增大，路端电压增大，电流表示数增大。电路的总电阻增大，故干路电流减小，电路消耗的总功率减小。 【小问2详解】 由闭合电路欧姆定律可知 整理可得 则有， 解得， 【小问3详解】 将定值电阻与电源等效为一个新电源，新电源的等效内阻 推理可知，当变阻器接入电路的电阻与新电源的等效内阻相等时，变阻器消耗的功率最大，则有 结合前面分析解得 三、解答题（本题共3小题，共38分。其中13题10分，14题12分，15题16分。解答应写出必要的文字说明、原始公式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，在球心为O、折射率为n、半径为R的均匀透明介质球内S点处放置一个单色点光源（可向各方向发射光线），点光源发出的一条垂直于OS的光线恰好在球面上P点处发生全反射，球外真空中光速为c，求： （1）点光源距球心O的距离d； （2）光线射出球体所用的最短时间t。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 光线恰好在P点发生全反射，设光线的入射角为θ，根据折射定律有：① 根据几何关系得：② 联立①②得：③ 【小问2详解】 光沿OS方向射出时，光程最短，所用时间最短，设光在介质球中的传播速度为，所用最短时间为t，有：④ 根据折射定律有： ⑤ 联立③④⑤得： 14. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属汽缸内，活塞的质量kg，截面积cm2，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时封闭气柱长度为20cm，外界气温℃，大气压强Pa。将质量为的重物缓慢放到活塞上，稳定后活塞下降了5cm；再对汽缸内气体缓慢加热，气体吸收了J的热量，活塞又上升了3cm，求： （1）重物的质量； （2）加热前后缸内气体温度的增加值； （3）加热前后缸内气体内能的变化量。 【答案】（1）kg （2）℃ （3）J 【解析】 【小问1详解】 状态1（初始），根据平衡条件有，cm 状态2，根据平衡条件有，cm 等温过程方程 解得kg 【小问2详解】 缓慢加热，状态3有，cm， 等压过程方程 解得℃ 【小问3详解】 从状态2至状态3内气体对外做功 由热力学第一定律，有 得J 15. 如图甲所示，粗细均匀的无限长光滑平行导轨固定在倾角的斜面上，在边界EF下方区域存在垂直导轨平面向下的匀强磁场B，有两根相同金属棒ab、cd分别从磁场边界EF上方位置和边界EF位置同时由静止释放，cd棒运动的图像如图乙所示，其中OM、NP段为曲线，其它段为直线。已知磁感应强度，导轨间距，导体棒的质量均为，导体棒电阻均为，导轨电阻不计，g取。求： （1）的大小； （2）从到导体棒cd位移大小； （3）导体棒ab进入磁场后，通过导体棒ab的电荷量。 【答案】（1）1m/s （2）1.8m （3）0.45C 【解析】 【详解】（1）设2s前cd达到匀速直线运动时的速度为，cd棒受平衡力 代入题中数据，解得 因为 联立解得 （2）cd棒在0~2s的运动过程，以的方向为正方向，由动量定理得 因为 因为 联立解得 （3）ab棒先做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得 2s时ab棒刚好进入磁场，其速度大小 设ab棒进入磁场后经过时间与cd棒速度相 等，一起做匀加速直线运动，以方向为 正方向，则对cd棒有 以沿斜面向下的方向为正方向，对ab棒有 因为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $