精品解析：重庆市巴蜀中学校2025-2026学年高二下学期4月阶段检测物理试题

高二物理 注意事项∶ 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。 3．考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、选择题（1-11题单选每题3分共计33分12-15题多选题每题4分漏选得2分错选、多选不得分，共计16分） 1. 麦克斯韦在建立电磁场理论时，提出了两个大胆的假设∶变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。赫兹后来利用火花间隙发生器验证了电磁波的存在。关于电磁波的产生与传播，下列说法正确的是（　　） A. 均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场，进而形成向外传播的电磁波 B. 电磁波不能发生干涉、衍射现象 C. 赫兹实验中火花间隙产生的振荡电流使周围空间产生变化的电磁场，从而激发出电磁波 D. 电磁波必须在介质中才能传播，其在真空中的传播速度小于在玻璃中的传播速度 2. 关于布朗运动中花粉颗粒的受力情况及其运动规律，以及扩散现象中的统计特性，下列描述符合物理事实的是（　　） A. 花粉颗粒在某时刻受到的液体分子撞击力的合力一定不为零，且方向始终指向颗粒运动的方向 B. 颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈，这是因为小颗粒同一时刻受到的分子撞击次数少，受力不平衡性更显著 C. 扩散现象表明分子间存在斥力，墨水分子是因为受到周围水分子的斥力才被“推”向远处的 D. 只要时间足够长，扩散现象最终会使墨水分子均匀分布，此时水分子将停止运动，系统达到“死寂”状态 3. 老式磁电式电流表（如实验室用的灵敏电流计）内部有一个可转动的铝框，线圈绕在铝框上。当指针摆动时，即使没有外力，它也会迅速稳定在读数位置，不会来回振荡。工程师解释这是利用了“电磁阻尼”。图中哪个结构最能模拟该铝框在磁场中的工作原理（　　） A. 图甲——闭合螺旋线圈在轴向磁场中旋转 B. 图乙——开口螺旋线圈在轴向磁场中旋转 C. 图丙——闭合直导线框在径向磁场中旋转 D. 图丁——绝缘直导线框在径向磁场中旋转 4. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应实现减震及能量回收，结构如图甲所示。固定线圈电阻不计，两对永磁铁可随发动机一起上下振动，永磁铁在振子平面内的磁场分布情况如图乙所示。永磁铁振动时，磁场分界线不会离开线圈。下列说法正确的是（　　） A. 当永磁铁相对线圈向上振动时，图乙线圈中的感应电流为顺时针方向 B. 线圈中感应电动势只与振幅有关，与振动频率无关 C. 当永磁铁向下运动时，永磁铁受到的安培力方向向下，这会加剧发动机的振动 D. 增加线圈匝数，可以提升减震效果 5. 为了监测城市排污管道的流量，环保部门安装了一种“电磁流量计”如图所示，其原理是利用一段非磁性材料制成的圆形管道，在管道外部施加一个垂直于纸面向里的匀强磁场B。当含有正负离子的污水以速度v流过管道时，管壁上下间距为d的M、N两点之间会产生电势差U。通过测量U即可计算出污水的流量Q（单位时间内流过的体积）。已知管道直径为d，关于该电磁流量计的工作原理，下列说法正确的是（　　） A. M点的电势高于N点的电势 B. 污水中离子浓度越高，M、N两点间的电势差U越大 C. 电势差U与污水流速v成正比，与管道直径无关 D. 若测得电势差为，则污水的流量 6. 如图所示，LC振荡电路中，开关接2位置，时刻电容器上极板带正电且电荷量最大。已知线圈自感系数，则下列说法正确的是（　　） A. 振荡周期为 B. 电容器的电容约为 C. 时，电路中电流方向与时刻相同 D. 当，磁场能达到最大值 7. 纳米机器人的机械手控制血栓颗粒（视为单个大分子），使分子中心正对并沿直线方向靠近。设两分子间距为，平衡位置为。已知分子间作用力随距离的变化是非单调的∶当时表现为引力，且在处引力达到最大值；当时表现为斥力。若机械手控制颗粒从处由静止开始被释放，分子仅在分子力作用下开始运动（忽略其他阻力），下列关于颗粒运动状态的分析正确的是（　　） A. 颗粒间距在时，此处分子势能最大 B. 颗粒间距在时加速度为零，速度达到最大 C. 从开始释放到颗粒间距变为的过程中，加速度逐渐增大 D. 颗粒间距缩短为后，分子将立即反向运动 8. 现有边长为的正方形单匝线圈，总电阻，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速匀速转动。从线圈平面与磁场方向垂直（中性面）开始计时，忽略摩擦力。在单匝闭合线圈转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 感应电动势瞬时值表达式为 B. 转动一周的过程中，外力做功的平均功率为 C. 从计时开始位置转过的过程中，通过线圈截面的电荷量为 D. 线圈转动一周产生的热量 9. 工程师小李正在设计一款新型汽车的仪表盘。驾驶员转动钥匙启动汽车（相当于闭合开关S）的瞬间，代表“发动机运行正常”的主指示灯（L2）能立刻亮起，给驾驶员即时的反馈。同时，他还想加入一个特殊的“系统自检”指示灯（L1），在发动机稳定运行后才会熄灭，以此告诉驾驶员自检程序已经完成。为了实现这个效果他设计了如下的电路图∶将“系统自检”指示灯与电感线圈并联，然后再将这个并联部分与“主指示灯”串联，最后接入汽车的电池（E）和启动开关（S）。以下说法错误的是（　　） A. 刚闭合（启动汽车）的瞬间，主指示灯立刻变亮，给予驾驶员即时反馈 B. 刚闭合的瞬间，通过主指示灯的电流大于通过自检指示灯的电流 C. 闭合待电路稳定后（发动机正常运行），自检指示灯熄灭，主指示灯比启动瞬间更亮 D. 闭合待电路稳定后，若将断开（关闭汽车）的瞬间，主指示灯立即熄灭，而自检指示灯会闪亮一下再熄灭 10. 2026年，我国远海浮动式风电场投入运营。该风电场采用直驱永磁同步发电机技术，其核心发电原理如图所示∶发电机定子线圈固定，转子磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动。已知磁体间产生匀强磁场，磁感应强度大小，线圈匝数匝，单匝线圈面积。叶片在额定风速下驱动磁体以角速度匀速转动。发电机产生的交变电流（不计线圈内阻）直接接入理想升压变压器其匝数比。电能通过总电阻的海底电缆输送至陆地变电站。在陆地端，通过理想降压变压器将电压降至用户端电压供用户使用。监测数据显示，此时输电线上损失的热功率为，假设两个变压器均是理想变压器，整个输电过程中除输电线电阻外无其他能量损耗，且负载可视为纯电阻。下列说法正确的是（　　） A. 当磁场与线圈所在平面垂直时，发电机感应电动势最大 B. 发电机输出电压为 C. 用户的功率为 D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为180∶11 11. 太阳耀斑爆发期间，大量宇宙射线持续射向地球。地球磁层作为天然防护屏障，可使带电粒子的运动轨迹发生偏转。一群质量为m、电荷量为q、速度大小介于某一范围的粒子沿垂直于直径AC的方向射向赤道平面，已知从A点射入磁场的粒子恰好全部到达赤道线下半圆弧上的各点。设赤道平面内匀强磁场半径，磁感应强度大小为B，地球半径为R，不计粒子重力、粒子间的相互作用力以及一切阻力。下列说法正确的是（　　） A. 能到达赤道的粒子在磁场中运动的最短时间为 B. 赤道上存在一段区域粒子无法到达，该盲区所对圆心角为60° C. 粒子的速度大小范围为 D. 从A点射入的粒子，速度越大，在磁场中运动的时间越长 12. 2025年，我国“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟执行深潜科考任务。潜水器下潜时，外部海水温度随深度增加持续降低，舱内一密闭导热容器中封存着一定质量的理想气体，气体最终与海水达到热平衡。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体分子热运动的剧烈程度减弱 B. 容器内每个气体分子的运动速率都减小 C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少 D. 气体中悬浮的固体微粒越大，布朗运动越明显 13. 如图甲所示，光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角，、两端接一阻值为的定值电阻，阻值为的金属棒垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。时对棒施一平行于导轨的外力，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过的感应电流随时间的变化关系如图乙所示。下列关于穿过回路的磁通量、金属棒的加速度、金属棒受到的外力、通过棒的电荷量随时间变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 14. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈串联一个可变电阻接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 仅将减小，电压表和电流表的示数均增大 B. 仅将滑片上移，电压表示数的变化量绝对值与电流表示数变化量绝对值比值变大 C. 电压表与电流表示数的比值 D. 仅将滑片下移，电源的输出功率增大，副线圈的输出功率减小 15. 如图所示，光滑平行导轨由倾角的倾斜部分和水平部分构成，两部分在处平滑连接且连接处绝缘，导轨间距，倾斜部分有垂直导轨平面向上的匀强磁场I，磁感应强度大小，水平部分虚线1、2间存在竖直向上的匀强磁场II，磁感应强度大小。倾斜导轨上端A、间接有电容的电容器，水平轨道上静止两导体棒在磁场外，在磁场II中。某时刻将导体棒在导轨，上、距底面高处由静止释放，导体棒沿斜面下滑至底端进入水平轨道，与导体棒发生弹性碰撞，碰后立即取走导体棒，导体棒离开磁场II时速度为未发生碰撞。三导体棒的质量，导体棒电阻不计，导体棒的电阻分别为，长度均为，三导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒到达底端所经历的时间为 B. 进入II的瞬间，两端的电压为 C. 导体棒在磁场内产生的焦耳热为 D. 初始时刻导体棒距离磁场II左边界1的最小距离为 三∶实验题（16题6分，17题8分，共14分） 16. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，某实验小组进行了如下操作∶ 配制油酸酒精溶液∶将纯油酸与酒精按一定比例混合，测得1mL溶液中含有纯油酸（浓度为0.05%）。 用注射器滴取该溶液，测得100滴溶液的总体积为。 在浅盘中装入适量水，均匀撒上痱子粉，用注射器滴入1滴溶液，待油膜稳定后，测得油膜面积为。 请回答下列问题∶ （1）下列关于本实验所用物理思想或方法的说法，正确的是_____。（填写正确选项的字母） A. 该实验采用了控制变量法，通过控制油酸体积和面积来测分子直径 B. 该实验采用了理想模型法，将油酸分子视为球形且在水面上形成单分子油膜 C. 该实验采用了累积法，通过测量多滴溶液的体积再取平均来减少偶然误差 D. 该实验采用了等效替代法，用油膜面积替代分子直径 （2）根据上述实验数据，估算油酸分子的直径大小_____（结果保留1位有效数字）。 （3）若实验中发现油膜未完全散开（即油膜面积偏小），则分子直径的测量结果将_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）；若配制出的实际纯油酸浓度偏小，仍然按照原来的浓度计算（其它操作无误），则测得的分子直径将_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 17. 图甲为苹果自动分拣装置示意图，其核心元件是半导体薄膜压力传感器，其阻值随压力变化的特性如图乙所示。分别是两个杠杆的固定转轴。通过以为轴的杠杆将苹果质量转换为对的压力，利用分压电路控制电磁铁动作。以为轴的杠杆右端的衔铁受到吸引力，大苹果通道打开（如图甲），不受吸引后杠杆中部弹簧恢复原状，杠杆回到水平位置，小苹果通道将打开，实现大、小苹果的自动分拣。已知托盘秤及杠杆自身质量忽略不计，重力加速度。图乙中，压力时，传感器电阻。 （1）若希望分拣装置能区分质量更接近的苹果（即提高分拣精度），应使传感器工作在压力较_____（选填“大”或“小”）的区域。 （2）图中，电源电动势（内阻不计），可调电阻与串联。当放大电路两端电压时触发电磁铁吸合。若要求传感器受到的压力恰好为，恰好触发分拣，则应将调至_____。 （3）实际测量发现，电压表内阻并非无穷大。若将电压表并联接在放大电路两端测量U，并以电压表读数8.0V作为触发阈值，则实际触发分拣的质量将_____（选填“偏大”或“偏小”）。 四∶计算题（本题共37分，3个小题，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤） 18. 新能源汽车无线充电系统中，为同时给车内多个设备充电，系统采用一个原线圈带两个副线圈的理想变压器，其结构简化为如图所示的模型。发电机线圈共100匝，两条边长度分别为，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。线圈电阻忽略不计，其输出端接理想变压器原线圈。变压器原线圈匝数匝，两个副线圈的匝数分别为和，分别向两个车载设备供电，等效电阻分别为和（未知）。已知两个副线圈的总输出功率为。 （1）求发电机产生的感应电动势的最大值，并写出从线圈平面与磁感线平行开始计时的瞬时电动势的表达式。 （2）求通过副线圈的电流有效值。 19. 如图所示，金属轨道水平放置，轨道宽度为；空间划分为三个区域∶I区（过BB1的虚线左侧区域）和III区（过CC1的虚线右侧区域）磁场竖直向下，II区（中间区域）磁场水平向右，各区域磁感应强度相等为。轨道和段粗糙，动摩擦因数，其余轨道光滑。两根完全相同的金属棒1、2，质量均为，电阻均为，分别置于I区轨道最左端和II区轨道最左端（BB1处）。两棒与导轨始终垂直且接触良好，棒1始终在区轨道上运动，所有轨道电阻不计，重力加速度。时，两棒同时运动，初速度不为零。运动过程中给棒1施加一个外力，使其在I区做匀加速直线运动，实验发现该外力随时间每秒增加。棒2以初速度在II区运动，经过时间后，棒2刚好进入III区，此时立即撤去棒1的外力，测得棒1的速度，棒2的速度。此后两棒继续运动，速度稳定时棒1速度为，棒2速度为。求∶ （1）稳定后的速度和； （2）棒1和棒2的初速度和。 20. 在平面内，空间分为三个区域（如图）∶区域和区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。区域II∶有沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为；质量为、电荷量为的粒子从点以水平向右的初速度射入区域。已知，，粒子重力忽略不计。（提示∶若求得，单位为弧度时，则，可以用反三角函数形式表示） （1）粒子在区域III中运动后再次进入区域II，并向上运动穿过区域II回到轴（即）。求粒子第1次从区域II回到轴时的位置坐标（用表示）。 （2）求粒子第2次从区域II回到轴时的位置坐标（用表示），从运动到的运动时间。（用表示） （3）假设粒子进入区域I时，除了有沿着正方向的速度外，还有一个沿z轴正方向（垂直纸面向外）的速度分量（为已知常数）。求粒子第次（n>1）从区域II进入区域时I的位置坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 注意事项∶ 1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。 3．考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、选择题（1-11题单选每题3分共计33分12-15题多选题每题4分漏选得2分错选、多选不得分，共计16分） 1. 麦克斯韦在建立电磁场理论时，提出了两个大胆的假设∶变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。赫兹后来利用火花间隙发生器验证了电磁波的存在。关于电磁波的产生与传播，下列说法正确的是（　　） A. 均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场，进而形成向外传播的电磁波 B. 电磁波不能发生干涉、衍射现象 C. 赫兹实验中火花间隙产生的振荡电流使周围空间产生变化的电磁场，从而激发出电磁波 D. 电磁波必须在介质中才能传播，其在真空中的传播速度小于在玻璃中的传播速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场仅能产生稳定的磁场，稳定的磁场无法进一步激发电场，不能形成持续向外传播的电磁波，故A错误； B．干涉、衍射是波特有的共性现象，电磁波属于波，完全可以发生干涉、衍射现象，故B错误； C．赫兹实验中火花间隙产生的振荡电流是周期性变化的，会激发周期性变化的电场，周期性变化的电场又会激发周期性变化的磁场，二者交替产生即可激发出电磁波，故C正确； D．电磁波传播不需要介质，真空中传播速度为光速，在玻璃中传播速度（玻璃折射率），小于真空中的传播速度，故D错误。 故选C。 2. 关于布朗运动中花粉颗粒的受力情况及其运动规律，以及扩散现象中的统计特性，下列描述符合物理事实的是（　　） A. 花粉颗粒在某时刻受到的液体分子撞击力的合力一定不为零，且方向始终指向颗粒运动的方向 B. 颗粒越小、温度越高，布朗运动越剧烈，这是因为小颗粒同一时刻受到的分子撞击次数少，受力不平衡性更显著 C. 扩散现象表明分子间存在斥力，墨水分子是因为受到周围水分子的斥力才被“推”向远处的 D. 只要时间足够长，扩散现象最终会使墨水分子均匀分布，此时水分子将停止运动，系统达到“死寂”状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．液体分子对花粉颗粒的撞击是无规则的，某时刻各方向撞击力可能恰好平衡，合力可能为零，且合力方向与颗粒运动方向无必然联系，故A错误； B．颗粒越小，同一时刻受到的液体分子撞击次数越少，受力的不平衡性越显著；温度越高，液体分子热运动越剧烈，对颗粒的撞击冲量差越大，因此布朗运动越剧烈，故B正确； C．扩散现象的本质是分子永不停息做无规则热运动，和分子斥力无关，墨水分子是无规则运动扩散到远处，故C错误； D．分子永不停息的无规则热运动是绝对的，扩散均匀后水分子仍在运动，系统处于动态平衡，不会出现“死寂”状态，故D错误。 故选B。 3. 老式磁电式电流表（如实验室用的灵敏电流计）内部有一个可转动的铝框，线圈绕在铝框上。当指针摆动时，即使没有外力，它也会迅速稳定在读数位置，不会来回振荡。工程师解释这是利用了“电磁阻尼”。图中哪个结构最能模拟该铝框在磁场中的工作原理（　　） A. 图甲——闭合螺旋线圈在轴向磁场中旋转 B. 图乙——开口螺旋线圈在轴向磁场中旋转 C. 图丙——闭合直导线框在径向磁场中旋转 D. 图丁——绝缘直导线框在径向磁场中旋转 【答案】C 【解析】 【详解】磁电式仪表中，铝框是闭合导体，在永磁体产生的径向磁场中转动（类似图丙），切割磁感线产生涡流。涡流受安培力阻碍运动产生电磁阻尼。图甲虽闭合但磁场方向平行于转轴，磁通量不变，无感应电流：图乙不闭合，无电流：图丁绝缘，无电流。只有图丙满足。 故选C。 4. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应实现减震及能量回收，结构如图甲所示。固定线圈电阻不计，两对永磁铁可随发动机一起上下振动，永磁铁在振子平面内的磁场分布情况如图乙所示。永磁铁振动时，磁场分界线不会离开线圈。下列说法正确的是（　　） A. 当永磁铁相对线圈向上振动时，图乙线圈中的感应电流为顺时针方向 B. 线圈中感应电动势只与振幅有关，与振动频率无关 C. 当永磁铁向下运动时，永磁铁受到的安培力方向向下，这会加剧发动机的振动 D. 增加线圈匝数，可以提升减震效果 【答案】D 【解析】 【详解】A．当磁铁相对线圈向上振动时，磁通量变化表现为向内增大，根据楞次定律，感应电流为逆时针。故A错误； B．感应电动势跟磁通量变化率成正比，与振动快慢有关，振动频率恒定时，振幅越大，感应电动势越大。故B错误； C．永磁铁向下运动，根据楞次定律可知，它受到的安培力必然是向上的阻力。故错误； D．根据感应电动势、感应电流都跟匝数成正比，增加匝数，也会增大感应电流的安培力，阻碍相对运动，提升减震效果。故D正确。 故选D。 5. 为了监测城市排污管道的流量，环保部门安装了一种“电磁流量计”如图所示，其原理是利用一段非磁性材料制成的圆形管道，在管道外部施加一个垂直于纸面向里的匀强磁场B。当含有正负离子的污水以速度v流过管道时，管壁上下间距为d的M、N两点之间会产生电势差U。通过测量U即可计算出污水的流量Q（单位时间内流过的体积）。已知管道直径为d，关于该电磁流量计的工作原理，下列说法正确的是（　　） A. M点的电势高于N点的电势 B. 污水中离子浓度越高，M、N两点间的电势差U越大 C. 电势差U与污水流速v成正比，与管道直径无关 D. 若测得电势差为，则污水的流量 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则，正离子受洛伦兹力向下偏转（指向N），负离子向上偏转（指向M），故点聚集正电荷，电势高于M点，故A错误； B．当到达稳定状态时，离子受力平衡 解得 可见电势与离子浓度无关，只与有关，故B错误； C．由可知，与，成正比关系，故C错误； D．由 得 流量，故D正确； 故选D。 6. 如图所示，LC振荡电路中，开关接2位置，时刻电容器上极板带正电且电荷量最大。已知线圈自感系数，则下列说法正确的是（　　） A. 振荡周期为 B. 电容器的电容约为 C. 时，电路中电流方向与时刻相同 D. 当，磁场能达到最大值 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，电容器从开始放电到放电完毕用时 ，对应，故，故A错误； B．由 解得，故B错误； C．时，电路中电流方向与时刻相反，故C错误； D．，电容器放电完毕，磁场能达到最大，故D正确。 故选D。 7. 纳米机器人的机械手控制血栓颗粒（视为单个大分子），使分子中心正对并沿直线方向靠近。设两分子间距为，平衡位置为。已知分子间作用力随距离的变化是非单调的∶当时表现为引力，且在处引力达到最大值；当时表现为斥力。若机械手控制颗粒从处由静止开始被释放，分子仅在分子力作用下开始运动（忽略其他阻力），下列关于颗粒运动状态的分析正确的是（　　） A. 颗粒间距在时，此处分子势能最大 B. 颗粒间距在时加速度为零，速度达到最大 C. 从开始释放到颗粒间距变为的过程中，加速度逐渐增大 D. 颗粒间距缩短为后，分子将立即反向运动 【答案】B 【解析】 【详解】A. 颗粒从向运动的过程中，分子引力与运动方向一致，分子力做正功，分子势能持续减小，处分子势能最小，故A错误； B. 时分子间作用力为0，由可知，加速度为0；时分子力为引力，与运动方向相同，颗粒一直加速，时分子力为斥力，与运动方向相反，颗粒开始减速，因此处速度达到最大，故B正确； C. 从到的过程中，分子引力逐渐增大，加速度逐渐增大；从到的过程中，分子引力逐渐减小到0，加速度逐渐减小，整个过程加速度先增后减，故C错误； D. 颗粒到达时速度不为零，会继续向减小的方向运动，直到速度减为0后才反向，不会立即反向，故D错误。 故选B。 8. 现有边长为的正方形单匝线圈，总电阻，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速匀速转动。从线圈平面与磁场方向垂直（中性面）开始计时，忽略摩擦力。在单匝闭合线圈转动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 感应电动势瞬时值表达式为 B. 转动一周的过程中，外力做功的平均功率为 C. 从计时开始位置转过的过程中，通过线圈截面的电荷量为 D. 线圈转动一周产生的热量 【答案】C 【解析】 【详解】线圈面积，感应电动势最大值 周期s A．从中性面开始计时，感应电动势瞬时值满足，故A错误； B．匀速转动时外力做功的平均功率等于电路热功率的平均值，电动势有效值 平均功率 ，故B错误； C．流过截面的电荷量 转过时磁通量变化量 解得 ，故C正确； D．线圈转动一周产生的热量用有效值计算 ，故D错误。 故选C。 9. 工程师小李正在设计一款新型汽车的仪表盘。驾驶员转动钥匙启动汽车（相当于闭合开关S）的瞬间，代表“发动机运行正常”的主指示灯（L2）能立刻亮起，给驾驶员即时的反馈。同时，他还想加入一个特殊的“系统自检”指示灯（L1），在发动机稳定运行后才会熄灭，以此告诉驾驶员自检程序已经完成。为了实现这个效果他设计了如下的电路图∶将“系统自检”指示灯与电感线圈并联，然后再将这个并联部分与“主指示灯”串联，最后接入汽车的电池（E）和启动开关（S）。以下说法错误的是（　　） A. 刚闭合（启动汽车）的瞬间，主指示灯立刻变亮，给予驾驶员即时反馈 B. 刚闭合的瞬间，通过主指示灯的电流大于通过自检指示灯的电流 C. 闭合待电路稳定后（发动机正常运行），自检指示灯熄灭，主指示灯比启动瞬间更亮 D. 闭合待电路稳定后，若将断开（关闭汽车）的瞬间，主指示灯立即熄灭，而自检指示灯会闪亮一下再熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】A．刚闭合的瞬间，中立即有电流，则立刻变亮，故A正确； B．刚闭合的瞬间，线圈中产生很大的自感电动势阻碍电流的增加，则线圈相当于断路，则此时通过的电流等于通过的电流，故B错误； C．闭合待电路稳定后，线圈将短路，则熄灭，比原来更亮，故C正确； D．闭合待电路稳定后，将断开瞬间，中电流立即消失，则立即熄灭，而线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，则线圈相当于电源，与组成回路，则闪亮一下再熄灭，故D正确。 本题要求选择错误的，故选B。 10. 2026年，我国远海浮动式风电场投入运营。该风电场采用直驱永磁同步发电机技术，其核心发电原理如图所示∶发电机定子线圈固定，转子磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动。已知磁体间产生匀强磁场，磁感应强度大小，线圈匝数匝，单匝线圈面积。叶片在额定风速下驱动磁体以角速度匀速转动。发电机产生的交变电流（不计线圈内阻）直接接入理想升压变压器其匝数比。电能通过总电阻的海底电缆输送至陆地变电站。在陆地端，通过理想降压变压器将电压降至用户端电压供用户使用。监测数据显示，此时输电线上损失的热功率为，假设两个变压器均是理想变压器，整个输电过程中除输电线电阻外无其他能量损耗，且负载可视为纯电阻。下列说法正确的是（　　） A. 当磁场与线圈所在平面垂直时，发电机感应电动势最大 B. 发电机输出电压为 C. 用户的功率为 D. 降压变压器原、副线圈的匝数比为180∶11 【答案】C 【解析】 【详解】A．当磁场与线圈所在平面垂直时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A错误： B．发电机输出电压的最大值为 发电机输出电压的有效值为，故B错误； CD．输电线上损失的功率为 代入数据解得 对升压变压器，有 对输电回路，有 对降压变压器，有 其中 联立解得故C正确，D错误。 故选C。 11. 太阳耀斑爆发期间，大量宇宙射线持续射向地球。地球磁层作为天然防护屏障，可使带电粒子的运动轨迹发生偏转。一群质量为m、电荷量为q、速度大小介于某一范围的粒子沿垂直于直径AC的方向射向赤道平面，已知从A点射入磁场的粒子恰好全部到达赤道线下半圆弧上的各点。设赤道平面内匀强磁场半径，磁感应强度大小为B，地球半径为R，不计粒子重力、粒子间的相互作用力以及一切阻力。下列说法正确的是（　　） A. 能到达赤道的粒子在磁场中运动的最短时间为 B. 赤道上存在一段区域粒子无法到达，该盲区所对圆心角为60° C. 粒子的速度大小范围为 D. 从A点射入的粒子，速度越大，在磁场中运动的时间越长 【答案】A 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中，有 可得 所以粒子在磁场中运动的周期相同，粒子从磁场边缘到地球赤道面在磁场中偏转的角度越小，运动的时间越小，根据几何关系可得，磁场边界和赤道上点连线（弦长）越短，轨道半径越大，粒子偏转角度越小，粒子轨迹对应的弦最短（最短弦长为2R），轨迹半径最大为2R，如下图，此时带电粒子从磁场边缘到行星赤道面的时间最短。 对应的轨迹偏转的圆心角为 所以带电粒子从磁场边缘到行星赤道面的最短时间为 故A正确； CD．当带电粒子速度最小时，画出粒子的运动轨迹，如下图所示 根据几何关系可知r1=R 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 当带电粒子速度最大时，画出粒子的运动轨迹，如下图所示 根据几何关系可知r2=2R 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 粒子的速度大小范围为 则从A点射入的粒子射到赤道直径两个端点时经过的都是半圆周，根据可知，时间相等，则从A点射入的粒子，并非速度越大在磁场中运动的时间越长，故CD错误； B．带电粒子以最大速度运动的轨迹与赤道上半圆弧相切点，为辐射盲区的上边界点，通过A射入的粒子恰好能达到赤道线下半圆弧，则从A点射入的带电粒子以最大速度运动的轨迹与赤道线内切的交点为辐射盲区的下边界点，如图所示，△COO′为等腰三角形，且 CO=OO′=3R，CO′=2R 则 可知，B错误； 故选A。 12. 2025年，我国“奋斗者”号全海深载人潜水器在马里亚纳海沟执行深潜科考任务。潜水器下潜时，外部海水温度随深度增加持续降低，舱内一密闭导热容器中封存着一定质量的理想气体，气体最终与海水达到热平衡。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A. 气体分子热运动的剧烈程度减弱 B. 容器内每个气体分子的运动速率都减小 C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少 D. 气体中悬浮的固体微粒越大，布朗运动越明显 【答案】AC 【解析】 【详解】A. 温度是分子平均动能的宏观标志，气体温度随海水温度降低而降低，分子平均动能减小，热运动的剧烈程度减弱，故A正确； B. 温度降低对应气体分子的平均速率减小，属于统计规律，不代表每个分子的运动速率都减小，部分分子的速率可能增大，故B错误； C. 密闭容器体积不变，一定质量的气体单位体积内的分子数（分子数密度）不变；温度降低，分子平均速率减小，因此单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少，故C正确； D. 布朗运动的剧烈程度与微粒尺寸、温度有关：固体微粒越大，周围气体分子对其撞击的不平衡性越弱，布朗运动越不明显，故D错误。 故选AC。 13. 如图甲所示，光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角，、两端接一阻值为的定值电阻，阻值为的金属棒垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上。时对棒施一平行于导轨的外力，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过的感应电流随时间的变化关系如图乙所示。下列关于穿过回路的磁通量、金属棒的加速度、金属棒受到的外力、通过棒的电荷量随时间变化的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题图看出，通过的感应电流随时间增加而增大，根据法拉第电磁感应定律得知，穿过回路的磁通量是非均匀变化的，应是曲线，故A错误； B．由闭合电路欧姆定律有 知v与时间成正比，知加速度不变，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 其中 可知 随时间均匀增大，其他量保持不变，故随时间均匀增大，故C正确； D．通过导体棒的电量为 故图像为开口向上的抛物线，故D正确。 故选CD。 14. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为，原线圈串联一个可变电阻接在正弦式交流电源上，电源内阻忽略不计。副线圈回路中接有定值电阻与滑动变阻器，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 仅将减小，电压表和电流表的示数均增大 B. 仅将滑片上移，电压表示数的变化量绝对值与电流表示数变化量绝对值比值变大 C. 电压表与电流表示数的比值 D. 仅将滑片下移，电源的输出功率增大，副线圈的输出功率减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．将原线圈等效为一个电阻，根据变压器的输入功率等于输出功率得 又 可得 仅将减小，则不变，即原线圈回路的总电阻减小，设交流电源电压为，根据 可知电流表示数增大，根据 可知原线圈两端的电压增大，则电压表的示数增大，故A正确； B．设交流电源电压为，则在原线圈回路有 即 则 故为定值，故B错误； C．因 得 则电压表与电流表示数的比值，故C正确； D．仅将滑片下移，则减小，则减小，电流表示数增大，电源的输出功率 故电源的输出功率增大，因与的大小关系不确定，即变压器的输入功率（等于输出功率）不一定减小，故D错误。 故选AC。 15. 如图所示，光滑平行导轨由倾角的倾斜部分和水平部分构成，两部分在处平滑连接且连接处绝缘，导轨间距，倾斜部分有垂直导轨平面向上的匀强磁场I，磁感应强度大小，水平部分虚线1、2间存在竖直向上的匀强磁场II，磁感应强度大小。倾斜导轨上端A、间接有电容的电容器，水平轨道上静止两导体棒在磁场外，在磁场II中。某时刻将导体棒在导轨，上、距底面高处由静止释放，导体棒沿斜面下滑至底端进入水平轨道，与导体棒发生弹性碰撞，碰后立即取走导体棒，导体棒离开磁场II时速度为未发生碰撞。三导体棒的质量，导体棒电阻不计，导体棒的电阻分别为，长度均为，三导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 导体棒到达底端所经历的时间为 B. 进入II的瞬间，两端的电压为 C. 导体棒在磁场内产生的焦耳热为 D. 初始时刻导体棒距离磁场II左边界1的最小距离为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．导体棒到达之前，设在极短的时间内，导体棒速度变化量为中的电流为，根据牛顿第二定律有 又，， 联立解得 即到达底端之前做初速度为零、加速度大小为的匀加速直线运动，根据几何关系可得位移 根据 解得，故A正确； B．到达底端的速度 因、质量相等，所以进入水平轨道后与发生弹性碰撞交换速度，则进入时的速度等于到达底端的速度，即，根据法拉第电磁感应定律有 又， 联立解得，故B错误； C．进入后，组成的系统动量守恒，则有 根据能量守恒有 又导体棒产生的热量 解得，故C正确； D．当出磁场时，也刚好出磁场，此时到边界1的距离最小，设最小距离为，则整个过程流过闭合回路的电荷有 又， 联立解得 对用动量定理 又 联立解得，故D错误。 故选AC。 三∶实验题（16题6分，17题8分，共14分） 16. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，某实验小组进行了如下操作∶ 配制油酸酒精溶液∶将纯油酸与酒精按一定比例混合，测得1mL溶液中含有纯油酸（浓度为0.05%）。 用注射器滴取该溶液，测得100滴溶液的总体积为。 在浅盘中装入适量水，均匀撒上痱子粉，用注射器滴入1滴溶液，待油膜稳定后，测得油膜面积为。 请回答下列问题∶ （1）下列关于本实验所用物理思想或方法的说法，正确的是_____。（填写正确选项的字母） A. 该实验采用了控制变量法，通过控制油酸体积和面积来测分子直径 B. 该实验采用了理想模型法，将油酸分子视为球形且在水面上形成单分子油膜 C. 该实验采用了累积法，通过测量多滴溶液的体积再取平均来减少偶然误差 D. 该实验采用了等效替代法，用油膜面积替代分子直径 （2）根据上述实验数据，估算油酸分子的直径大小_____（结果保留1位有效数字）。 （3）若实验中发现油膜未完全散开（即油膜面积偏小），则分子直径的测量结果将_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）；若配制出的实际纯油酸浓度偏小，仍然按照原来的浓度计算（其它操作无误），则测得的分子直径将_____（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）BC （2） （3） ①. 偏大 ②. 偏大 【解析】 【小问1详解】 A．本实验并未控制变量，故A错误； B．油膜法将油酸分子视为球形并形成单分子油膜，是典型的理想模型法，故B正确； C．测量100滴溶液的总体积取平均值以减小误差，属于累积法，故C正确； D．油膜面积并非替代分子直径，而是用于计算，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 一滴溶液中纯油酸的体积 油膜面积 分子直径 【小问3详解】 [1]油膜未完全散开，面积S偏小，由可知，不变，S偏小导致偏大。 [2]若配制出的实际纯油酸浓度偏小，则滴入的一滴溶液中纯油酸的实际体积偏小，而计算时仍按原浓度计算，导致所用体积值偏大，由，所以偏大。 17. 图甲为苹果自动分拣装置示意图，其核心元件是半导体薄膜压力传感器，其阻值随压力变化的特性如图乙所示。分别是两个杠杆的固定转轴。通过以为轴的杠杆将苹果质量转换为对的压力，利用分压电路控制电磁铁动作。以为轴的杠杆右端的衔铁受到吸引力，大苹果通道打开（如图甲），不受吸引后杠杆中部弹簧恢复原状，杠杆回到水平位置，小苹果通道将打开，实现大、小苹果的自动分拣。已知托盘秤及杠杆自身质量忽略不计，重力加速度。图乙中，压力时，传感器电阻。 （1）若希望分拣装置能区分质量更接近的苹果（即提高分拣精度），应使传感器工作在压力较_____（选填“大”或“小”）的区域。 （2）图中，电源电动势（内阻不计），可调电阻与串联。当放大电路两端电压时触发电磁铁吸合。若要求传感器受到的压力恰好为，恰好触发分拣，则应将调至_____。 （3）实际测量发现，电压表内阻并非无穷大。若将电压表并联接在放大电路两端测量U，并以电压表读数8.0V作为触发阈值，则实际触发分拣的质量将_____（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）小 （2）70 （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 应让传感器工作在压力较小的区域，此时压力微小变化会引起电阻明显变化，从而提高分拣精度。 【小问2详解】 根据串联分压公式 将代入，解得 【小问3详解】 电压表并联接在放大电路两端，电压表和并联部分电阻减小，根据串联分压原理可知，若仍以读数为阈值，则需要更小的，即更大的压力，因此触发质量偏大。 四∶计算题（本题共37分，3个小题，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤） 18. 新能源汽车无线充电系统中，为同时给车内多个设备充电，系统采用一个原线圈带两个副线圈的理想变压器，其结构简化为如图所示的模型。发电机线圈共100匝，两条边长度分别为，在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。线圈电阻忽略不计，其输出端接理想变压器原线圈。变压器原线圈匝数匝，两个副线圈的匝数分别为和，分别向两个车载设备供电，等效电阻分别为和（未知）。已知两个副线圈的总输出功率为。 （1）求发电机产生的感应电动势的最大值，并写出从线圈平面与磁感线平行开始计时的瞬时电动势的表达式。 （2）求通过副线圈的电流有效值。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 线圈面积 最大电动势。 图示位置线圈平面与磁感线平行，即磁通量为零，感应电动势最大，故瞬时表达式为 【小问2详解】 电动势有效值 不计发电机内阻，原线圈电压有效值等于发电机电动势有效值，即，由理想变压器电压比公式， 解得， 副线圈1的输出功率 已知总功率，则副线圈2的输出功率： 通过副线圈2的电流有效值 19. 如图所示，金属轨道水平放置，轨道宽度为；空间划分为三个区域∶I区（过BB1的虚线左侧区域）和III区（过CC1的虚线右侧区域）磁场竖直向下，II区（中间区域）磁场水平向右，各区域磁感应强度相等为。轨道和段粗糙，动摩擦因数，其余轨道光滑。两根完全相同的金属棒1、2，质量均为，电阻均为，分别置于I区轨道最左端和II区轨道最左端（BB1处）。两棒与导轨始终垂直且接触良好，棒1始终在区轨道上运动，所有轨道电阻不计，重力加速度。时，两棒同时运动，初速度不为零。运动过程中给棒1施加一个外力，使其在I区做匀加速直线运动，实验发现该外力随时间每秒增加。棒2以初速度在II区运动，经过时间后，棒2刚好进入III区，此时立即撤去棒1的外力，测得棒1的速度，棒2的速度。此后两棒继续运动，速度稳定时棒1速度为，棒2速度为。求∶ （1）稳定后的速度和； （2）棒1和棒2的初速度和。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 撤去外力后，两棒在I、III区，磁场均竖直向下，宽度均为。系统水平方向不受外力，动量守恒，最终共速，则有 解得 故 【小问2详解】 设棒1加速度为。棒1在I区受安培力 且 可得 由牛顿第二定律 可知外力每秒增加，棒1做匀加速直线运动，则安培力每秒也增加3N，故 解得 由时，得 棒2在II区，磁场水平向右，不产生电动势。回路电流 棒2受安培力竖直向上 正压力 摩擦力 由于 则 对棒2用动量定理（向右为正），根据动量定理有 平均摩擦力 代入计算， 解得 20. 在平面内，空间分为三个区域（如图）∶区域和区域有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。区域II∶有沿轴正方向的匀强电场，电场强度大小为；质量为、电荷量为的粒子从点以水平向右的初速度射入区域。已知，，粒子重力忽略不计。（提示∶若求得，单位为弧度时，则，可以用反三角函数形式表示） （1）粒子在区域III中运动后再次进入区域II，并向上运动穿过区域II回到轴（即）。求粒子第1次从区域II回到轴时的位置坐标（用表示）。 （2）求粒子第2次从区域II回到轴时的位置坐标（用表示），从运动到的运动时间。（用表示） （3）假设粒子进入区域I时，除了有沿着正方向的速度外，还有一个沿z轴正方向（垂直纸面向外）的速度分量（为已知常数）。求粒子第次（n>1）从区域II进入区域时I的位置坐标。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在区域I中做四分之一匀速圆周运动，则半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 则半径 从运动到，速度竖直向下。 进入区域，竖直向下匀速运动到，时间 竖直速度向下为。 水平方向匀加速，水平速度 水平位移 则粒子到达，进入区域Ⅲ时速度 合速度为与x轴正方向夹角，满足 所以做四分之三圆周运动（优弧），圆心角，且 回到，水平漂移 到达，速度（与水平方向夹角向上）。 再次进入区域II向上运动，时间， 水平位移 到达故第1次从区域回到轴的位置坐标 【小问2详解】 第1次回到轴时，速度为 合速度与x轴正方向夹角满足 在区域I中做部分圆周运动（劣弧），圆心角，时间， 且 回到x轴时水平漂移 到达，速度 区域II中，同理得向下匀速运动时间，水平位移为，到达 速度，与水平方向的夹角。 区域Ⅲ中做优弧，圆心角，时间 到达，速度 再次回到区域II向上匀速运动，时间，水平位移为，到达 故，从到的时间为 【小问3详解】 第1次从2区域返回1区域后，粒子在平面内的运动规律；由（2）可得：水平方向，在1区向右侧移距离为2d，3区域磁场中侧移距离为-2d，Ⅱ区域里不断向右做匀加速直线运动，向右运动的距离为3s，5 s，7 s，9 s，11 s… 经II区域第次回到轴时的横坐标分别为1d，7d，17d，31d…满足 方向以速度匀速运动， 总时间为从开始到第次回到轴的时间。 由（1）粒子在区域I中做四分之一匀速圆周运动，时间为 进入区域Ⅲ时做四分之三圆周运动时间，开始运动直到从区域II第1次回到轴总时间 由（2）知第次回到轴到第次从区域返回到轴的时间间隔为 因此 故第次从区域II进入区域I时的位置坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $