精品解析：湖北鄂北六校2025-2026学年高二下学期期中联考物理试题

湖北鄂北六校2025-2026学年高二下学期期中联考物理试题 一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。） 1. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航等服务。该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波。关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A. 光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B. 电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 C. 卫星与地面之间通话，利用的是射线通信 D. 根据麦克斯韦的电磁场理论，磁场的周围一定存在电场，电场的周围一定存在磁场 2. 在一次物理学科的小组交流中，同学们对教材中的四幅插图展开了激烈讨论，下列说法正确的是（　　） A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B. 图乙是大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C. 图丙是分子势能与分子间距的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 D. 图丁是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 3. 某兴趣小组在开展“电磁现象与生活应用”的探究活动时，整理出了以下四张图片，下列关于四幅图说法正确的是（　　） A. 图甲中，三角形导线框在匀强磁场中绕图示轴匀速转动时产生的是直流电 B. 图乙中，法拉第圆盘沿如图所示方向转动时，流过电阻R的电流方向向上 C. 图丙中，真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，耐火材料制成的绝缘炉体产生涡流发热，从而产生大量的热量使金属熔化 D. 图丁中，毫安表的表头运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，利用了电磁驱动原理 4. 我国建造的第一台回旋加速器的模型如图甲所示，该加速器存放于中国原子能科学研究院。其工作原理如图乙所示，回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子从磁场中获得能量 B. 带电粒子在D形金属盒中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的速度增大 D. 仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的速度增大 5. 如图所示为一定质量的理想气体由变化过程的图像，部分与纵轴平行，部分与横轴平行，下列说法正确的是（　　） A. 气体在过程中分子的数密度保持不变 B. 气体在状态下的压强大于状态下的压强 C. 气体在状态下分子的平均动能大于状态下分子的平均动能 D. 在状态B时，气体的压强最大 6. 我国特高压远距离输电技术世界领先，其简化原理如图甲所示。图中升压、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其原线圈输入的正弦式交流电波形如图乙所示。已知远距离输电线的总电阻为，降压变压器副线圈侧接有定值电阻和滑动变阻器。下列关于该输电系统的说法正确的是（　　） A. 图乙所示电压的瞬时值表达式为 B. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100 Hz C. 当滑片向b端滑动时，电压表示数变大 D. 若升压变压器的输入功率为36 kW，则远距离输电线路损耗功率为10 kW 7. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上存在两个相邻的匀强磁场区域：MN之间的磁场磁感应强度大小为2B，方向垂直纸面向外；NP之间的磁场磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，且每个区域的宽度均为L。现有一个边长为L的正方形单匝金属线框，在水平向右的拉力作用下，以初速度匀速穿过整个磁场区域。已知线框的总电阻为，则在整个穿越过程中线框产生的焦耳热为（　　） A. B. C. D. 8. 螺线管作为电磁感应与磁场调控的核心元件，广泛应用于我国稳态强磁场装置、核磁共振成像仪及可控核聚变实验装置等前沿科技领域。如图甲所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度的图像如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 内通过电阻的电流是从到 B. 内电阻两端的电压为6V C. 内电阻两端的电压为12V D. 内通过电阻的电荷量为2C 9. 如图所示，有一竖直放置、上端开口的薄壁玻璃管，其管身上细下粗，上管与下管的横截面积之比为1:2，且上管足够长，下管长度。在下管内用一段长度为的水银柱封闭了一定质量的理想气体。已知初始时封闭气体长度，气体的初始温度，大气压强。现对气体缓慢加热，使其温度升高，直至水银恰好全部进入细管部分。下列说法正确的是（　　） A. 缓慢加热的整个过程中，封闭气体的压强始终保持不变 B. 初始时，管内气体压强为 C. 水银恰好全部进入细管时，管内气体压强 D. 水银恰好全部进入细管时，管内气体温度 10. 如图所示，在直角坐标系的第一象限内有一段以坐标原点为圆心、半径为的四分之一圆弧，为圆弧上的一点，且，圆弧内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。现有一批质量均为、电荷量为的带电粒子，从原点沿轴正方向以不同速率射入磁场，不计粒子重力与粒子间相互作用。关于粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 粒子从圆弧射出时，速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短 B. 粒子从射出时，速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短 C. 从点射出的粒子，进入磁场时的速度大小为 D. 从点射出的粒子和从点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为3∶1 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某研究小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸2mL。用注射器测得50滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示，图中每个正方形小方格的边长为1cm。（计算结果均保留两位有效数字） （1）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为_________； （2）估算油酸分子的直径约为_________； （3）实验中某同学对油酸分子直径的计算结果偏大，其原因可能有_________（填写选项前字母）。 A. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大 B. 求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 C. 水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 D. 计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是______（填器材前的字母）。 A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，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 （3）某同学正确组装变压器后，选用a线圈匝，b线圈匝进行实验，测出电压数据如下表所示，在确认电路连接无误的情况下，根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是______。（选填a或b） 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。分析下列可能的原因，你认为正确的是______。 A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 C. 交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D. 在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 （5）如图丙，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为______。 三、计算题（本题共3小题，共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 在工业生产中，汽缸—活塞结构是气动千斤顶、恒温膨胀阀、气体储能装置等设备的核心组件。如图所示，竖直放置的密闭汽缸内有一活塞，活塞横截面积，自身质量，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好。初始时活塞静止，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，此时气体温度，体积。已知外界大气压强，重力加速度，不计气体分子间相互作用力。 （1）若对汽缸内气体加热，使活塞缓慢向上移动，当气体体积膨胀至时，求此时气体的温度； （2）若在活塞上缓慢放置一个质量为的重物，活塞下移过程中气体温度始终保持不变，求系统稳定后汽缸内气体的体积。 14. 如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，导轨间距，顶端接有阻值的定值电阻，下端开口。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量为，电阻的金属棒沿导轨由静止释放，当金属棒沿导轨下滑时，速度已经达到最大值。已知金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好，，，取。求： （1）金属棒与导轨间的摩擦力； （2）此过程中电阻R上产生的热量； （3）导体棒从释放到下滑至处所用的时间。 15. 如图，区域Ⅰ是加速电场，区域Ⅱ是速度选择器，其电场的电场强度大小为、方向竖直向下，磁场的磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，为速度选择器的中线。紧靠平行板右侧边缘的坐标系的第一象限内，边界与轴的夹角为，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为。一带电荷量为、质量为的正电粒子从区域I靠近左极板边缘的点由静止释放，经区域加速后恰好沿直线从轴上的点射出并垂直射入磁场区域。已知点的坐标为，粒子多次穿越边界线。不计粒子重力，求： （1）加速电场两端的电压； （2）粒子从经过点到第一次穿越边界线所用的时间； （3）粒子第二次穿越边界线时离的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北鄂北六校2025-2026学年高二下学期期中联考物理试题 一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分。） 1. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内为各类用户提供高精度、高可靠性的定位、导航等服务。该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波。关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（　　） A. 光是一种电磁波，不但具有能量，还能传输信息 B. 电磁波的传播需要介质，所以电磁波不能在真空中传播 C. 卫星与地面之间通话，利用的是射线通信 D. 根据麦克斯韦的电磁场理论，磁场的周围一定存在电场，电场的周围一定存在磁场 【答案】A 【解析】 【详解】A．光属于电磁波谱的组成部分，电磁波本身具有能量，且可以通过编码、调制等方式传递信息，故A正确； B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，真空中传播速度为光速，故B错误； C．γ射线电离辐射强、对生物体伤害大，卫星与地面通信利用的是无线电波，并非γ射线，故C错误； D．根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的磁场周围才会激发电场，只有变化的电场周围才会激发磁场，恒定的磁场/电场周围不会产生对应的电场/磁场，故D错误。 故选A。 2. 在一次物理学科的小组交流中，同学们对教材中的四幅插图展开了激烈讨论，下列说法正确的是（　　） A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 B. 图乙是大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C. 图丙是分子势能与分子间距的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 D. 图丁是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲为水中三颗小炭粒不同时刻位置的连线，并不是固体小颗粒的运动轨迹，故A错误； B．由图乙可知，曲线2中速率大的分子占比较大，说明曲线2对应的分子平均动能大，温度较高，故B错误； C．因分子间距为时，分子势能最小，故，故分子间距为时，分子斥力与引力平衡，故C正确； D．图丁是一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，由控制变量法结合等容或等压变化，可得则，故D错误。 故选C。 3. 某兴趣小组在开展“电磁现象与生活应用”的探究活动时，整理出了以下四张图片，下列关于四幅图说法正确的是（　　） A. 图甲中，三角形导线框在匀强磁场中绕图示轴匀速转动时产生的是直流电 B. 图乙中，法拉第圆盘沿如图所示方向转动时，流过电阻R的电流方向向上 C. 图丙中，真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，耐火材料制成的绝缘炉体产生涡流发热，从而产生大量的热量使金属熔化 D. 图丁中，毫安表的表头运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，利用了电磁驱动原理 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，三角形导线框在匀强磁场中绕图示轴匀速转动时产生的是交流电，故A错误； B．图乙中，法拉第圆盘沿如图所示方向转动时，半径切割磁感线，根据右手定则可知流过电阻R的电流方向向上，故B正确； C．图丙中，真空冶炼炉外的线圈通入高频交流电时，金属产生涡流发热，从而产生大量的热量使金属熔化，故C错误； D．图丁中，毫安表的表头运输时要把正、负接线柱用导线连在一起，利用了电磁阻尼的原理，故D错误。 故选B。 4. 我国建造的第一台回旋加速器的模型如图甲所示，该加速器存放于中国原子能科学研究院。其工作原理如图乙所示，回旋加速器的两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圆心附近。下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子从磁场中获得能量 B. 带电粒子在D形金属盒中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的速度增大 D. 仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的速度增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．洛伦兹力不做功，所以带电粒子不能从磁场中获得能量，粒子从电场中获得能量，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力 可得 粒子在磁场中运动的周期为 可得带电粒子在D形金属盒中做圆周运动的周期与半径无关，故B错误； CD．设回旋加速器D形盒的半径为，当粒子半径等于D形盒的半径时，射出加速器时的速度 可知仅增大狭缝间的加速电压，则同一粒子射出加速器时的速度不变；仅增大D形金属盒的半径，则同一粒子射出加速器时的速度增大，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示为一定质量的理想气体由变化过程的图像，部分与纵轴平行，部分与横轴平行，下列说法正确的是（　　） A. 气体在过程中分子的数密度保持不变 B. 气体在状态下的压强大于状态下的压强 C. 气体在状态下分子的平均动能大于状态下分子的平均动能 D. 在状态B时，气体的压强最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．过程，气体体积不变，则气体在过程中分子的数密度保持不变，故A正确； B．过程，气体温度不变，体积减小，根据玻意耳定律可知，气体压强增大，故B错误； C．根据图示可知，气体在状态的温度小于状态的温度，则气体在状态下分子的平均动能小于状态下分子的平均动能，故C错误； D．过程，气体体积不变，温度升高，根据查理定律可知，气体压强增大，结合上述可知，气体在状态下的压强小于状态下的压强，则在状态C时，气体的压强最大，故D错误。 故选A。 6. 我国特高压远距离输电技术世界领先，其简化原理如图甲所示。图中升压、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数比为1∶100，其原线圈输入的正弦式交流电波形如图乙所示。已知远距离输电线的总电阻为，降压变压器副线圈侧接有定值电阻和滑动变阻器。下列关于该输电系统的说法正确的是（　　） A. 图乙所示电压的瞬时值表达式为 B. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为100 Hz C. 当滑片向b端滑动时，电压表示数变大 D. 若升压变压器的输入功率为36 kW，则远距离输电线路损耗功率为10 kW 【答案】C 【解析】 【详解】A．图乙可知交流电周期T为0.02s，则电压的瞬时值表达式为，故A错误； B．变压器不会改变交流电频率，因此降压变压器副线圈输出的交流电频率为，故B错误； C．将降压器原线圈等效为电阻，则 题意可知升压器原线圈电压不变，则升压器输出电压也不变（因为升压器原副线圈匝数比不变），当滑片P向b端滑动时，增大，则增大，因此输电线电流减小，则降压器副线圈电流减小，降压器原线圈电压增大，故降压器副线圈电压增大，则电压表示数增大，故C正确； D．若升压变压器的输入功率为36kW，则原线圈电流 则升压器副线圈电流 故远距离输电线路损耗功率为，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上存在两个相邻的匀强磁场区域：MN之间的磁场磁感应强度大小为2B，方向垂直纸面向外；NP之间的磁场磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，且每个区域的宽度均为L。现有一个边长为L的正方形单匝金属线框，在水平向右的拉力作用下，以初速度匀速穿过整个磁场区域。已知线框的总电阻为，则在整个穿越过程中线框产生的焦耳热为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】从线框右边框刚进入磁场MN到右边框刚进入磁场NP，有， 线框产生的焦耳热为 从线框右边框刚进入磁场NP到右边框刚要离开磁场NP，有， 线框产生的焦耳热为 从线框右边框刚要离开磁场NP到线框左边框离开磁场NP，有， 线框产生的焦耳热为 可得整个穿越过程中线框产生的焦耳热为 故选D。 8. 螺线管作为电磁感应与磁场调控的核心元件，广泛应用于我国稳态强磁场装置、核磁共振成像仪及可控核聚变实验装置等前沿科技领域。如图甲所示，螺线管匝数匝，横截面积，螺线管导线电阻，电阻，管内磁场的磁感应强度的图像如图乙所示（以向右为正方向），下列说法正确的是（　　） A. 内通过电阻的电流是从到 B. 内电阻两端的电压为6V C. 内电阻两端的电压为12V D. 内通过电阻的电荷量为2C 【答案】AD 【解析】 【详解】A．内，由图乙可知，穿过螺线管的磁通量向右增加，根据楞次定律结合安培定则可知，通过电阻的电流是从到，故A正确； B．内，由图乙可知感应电动势为 则电阻两端的电压为，故B错误； CD．内，由图乙可知感应电动势为 回路电流为 则电阻两端的电压为 内通过电阻的电荷量为，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，有一竖直放置、上端开口的薄壁玻璃管，其管身上细下粗，上管与下管的横截面积之比为1:2，且上管足够长，下管长度。在下管内用一段长度为的水银柱封闭了一定质量的理想气体。已知初始时封闭气体长度，气体的初始温度，大气压强。现对气体缓慢加热，使其温度升高，直至水银恰好全部进入细管部分。下列说法正确的是（　　） A. 缓慢加热的整个过程中，封闭气体的压强始终保持不变 B. 初始时，管内气体压强为 C. 水银恰好全部进入细管时，管内气体压强 D. 水银恰好全部进入细管时，管内气体温度 【答案】BD 【解析】 【详解】A．缓慢加热过程中，水银进入上管前，水银竖直高度不变，此时封闭压强不变，水银开始进入上管后，水银竖直高度逐渐增大，封闭气体压强增大，故A错误； B．初始时，对水银进行分析有，故B正确； C．水银恰好全部进入细管时，水银体积不变，则有 解得 水银恰好全部进入细管时，对水银进行分析有，故C错误； D．水银恰好全部进入细管时，根据理想气体状态方程有 解得，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在直角坐标系的第一象限内有一段以坐标原点为圆心、半径为的四分之一圆弧，为圆弧上的一点，且，圆弧内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。现有一批质量均为、电荷量为的带电粒子，从原点沿轴正方向以不同速率射入磁场，不计粒子重力与粒子间相互作用。关于粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是（　　） A. 粒子从圆弧射出时，速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短 B. 粒子从射出时，速度越大，粒子在磁场中运动的时间越短 C. 从点射出的粒子，进入磁场时的速度大小为 D. 从点射出的粒子和从点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为3∶1 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据 可得 周期为 粒子从圆弧射出时，速度越大，则轨迹半径越大，由几何知识可知，粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角也越小，根据可知，粒子在磁场中运动的时间越短，故A正确； B．如图所示 粒子从射出时，速度越大，半径越大，但是时间都是半个周期，可知运动时间相同，故B错误； C．从点射出的粒子，如图所示 根据几何关系可得其半径为，根据 可得进入磁场时的速度大小为，故C正确； D．如图所示 从点射出的粒子转过的圆心角为，运动时间为 从点射出的粒子转过的圆心角为，运动时间为 可知从点射出的粒子和从点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为3∶1，故D正确。 故选ACD。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某研究小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸2mL。用注射器测得50滴这样的溶液为1mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓，如图所示，图中每个正方形小方格的边长为1cm。（计算结果均保留两位有效数字） （1）1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积为_________； （2）估算油酸分子的直径约为_________； （3）实验中某同学对油酸分子直径的计算结果偏大，其原因可能有_________（填写选项前字母）。 A. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大 B. 求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 C. 水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 D. 计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 【答案】（1） （2）（） （3）BC 【解析】 【小问1详解】 1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为 【小问2详解】 图中每个正方形小方格的边长为1cm，超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，数得轮廓内方格数为格，油酸薄膜面积为 可得油酸分子的直径约为 【小问3详解】 A．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，可知1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积测量偏小，根据可知油酸分子直径的计算结果偏小，故A错误； B．求每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴，可知1滴油酸酒精溶液中含油酸的体积测量偏大，根据可知油酸分子直径的计算结果偏大，故B正确； C．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，面积测量偏小，根据可知油酸分子直径的计算结果偏大，故C正确； D．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，面积测量偏大，根据可知油酸分子直径的计算结果偏小，故D错误。 故选BC。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是______（填器材前的字母）。 A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，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 （3）某同学正确组装变压器后，选用a线圈匝，b线圈匝进行实验，测出电压数据如下表所示，在确认电路连接无误的情况下，根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是______。（选填a或b） 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。分析下列可能的原因，你认为正确的是______。 A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 C. 交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D. 在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 （5）如图丙，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为______。 【答案】（1）BD （2）A （3）a （4）ABC （5）## 【解析】 【小问1详解】 AB．变压器工作原理是互感，电源需要用交流电源，可知，电源需要选择低压交流电源，不能够选择干电池，故A错误，B正确； CD．实验中需要测量变压器原副线圈两端交流电的有效值，可知，电表需要选择多用电表的交流档，不能够选择直流电压表，故C错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，可知，实验探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选A。 【小问3详解】 实际的变压器存在电能损耗，导致与电源连接的原线圈与副线圈两端电压之比大于原线圈与副线圈的匝数之比，即副线圈与原线圈两端电压之比小于副线圈与原线圈的匝数之比， 根据表格中数据可知，第一组数据中电压之比 第二组数据中电压之比 第三组数据中电压之比 第四组数据中电压之比 b线圈与a线圈匝数比 则有 可知，a线圈为原线圈，即与电源相连的线圈是a。 【小问4详解】 ABC．实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因在于实际变压器工作过程存在电能损耗，可能是变压器线圈中有电流通过时会发热、铁芯在交变磁场的作用下会发热、交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内，故ABC正确； D．变压器不改变交流电的频率，即副线圈中电流的频率与原线圈中电流的频率相等，故D错误。 故选ABC。 【小问5详解】 将变压器与负载等效为一个电阻，其等效电阻值 令电源电动势的有效值为，理想变压器不消耗电功率，则可变电阻上消耗的电功率 根据数学函数规律，当等于时，电功率P达到最大值，则有 解得 三、计算题（本题共3小题，共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 在工业生产中，汽缸—活塞结构是气动千斤顶、恒温膨胀阀、气体储能装置等设备的核心组件。如图所示，竖直放置的密闭汽缸内有一活塞，活塞横截面积，自身质量，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好。初始时活塞静止，汽缸内封闭了一定质量的理想气体，此时气体温度，体积。已知外界大气压强，重力加速度，不计气体分子间相互作用力。 （1）若对汽缸内气体加热，使活塞缓慢向上移动，当气体体积膨胀至时，求此时气体的温度； （2）若在活塞上缓慢放置一个质量为的重物，活塞下移过程中气体温度始终保持不变，求系统稳定后汽缸内气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 活塞缓慢上升，气体压强不变，根据盖-吕萨克定律 可得 【小问2详解】 设活塞静止时理想气体的压强为，由平衡关系可得 解得 放置重物后，活塞再次静止时气体的压强为，则 解得 活塞下移过程中气体温度始终不变，根据玻意耳定律 解得 14. 如图所示，两根足够长平行金属导轨、固定在倾角的绝缘斜面上，导轨间距，顶端接有阻值的定值电阻，下端开口。整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量为，电阻的金属棒沿导轨由静止释放，当金属棒沿导轨下滑时，速度已经达到最大值。已知金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好，，，取。求： （1）金属棒与导轨间的摩擦力； （2）此过程中电阻R上产生的热量； （3）导体棒从释放到下滑至处所用的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 金属棒速度最大时感应电动势 根据闭合电路欧姆定律 金属棒速度最大时，根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 根据能量守恒 电阻R上产生的热量 解得 【小问3详解】 导体棒下滑s的过程中，应用动量定理 其中 联立解得 15. 如图，区域Ⅰ是加速电场，区域Ⅱ是速度选择器，其电场的电场强度大小为、方向竖直向下，磁场的磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，为速度选择器的中线。紧靠平行板右侧边缘的坐标系的第一象限内，边界与轴的夹角为，边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，边界线的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为。一带电荷量为、质量为的正电粒子从区域I靠近左极板边缘的点由静止释放，经区域加速后恰好沿直线从轴上的点射出并垂直射入磁场区域。已知点的坐标为，粒子多次穿越边界线。不计粒子重力，求： （1）加速电场两端的电压； （2）粒子从经过点到第一次穿越边界线所用的时间； （3）粒子第二次穿越边界线时离的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在速度选择器中受力平衡，则有 在加速电场中有 解得 【小问2详解】 粒子进入磁场区域后在洛伦兹力的作用下做圆周运动，设其做圆周运动的半径为r，则根据洛伦兹力充当向心力有 解得 由于Q点的纵坐标为，故圆心在O点，可知粒子垂直OA方向第一次穿越，粒子在磁场中做圆周运动的周期 可知粒子从Q点到第一次穿越OA所用的时间 解得 【小问3详解】 粒子第一次穿越OA后，垂直OA边界进入电场，在电场中做类斜上抛运动，垂直OA方向 第一次穿越OA到第二次穿越OA在电场中运动的时间 沿OA方向 沿OA方向的位移， 故离O点的距离 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $