内容正文:
2025-2026学年第二学期期中调研
高二物理
一、单项选择题:共11题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象是由分子热运动产生的,能在气体和液体中进行,也能在固体中进行
C. 两个分子间距离小于时,分子间只有斥力没有引力
D. 两个分子间的距离增大时,分子间的分子势能一定减小
2. 下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是( )
A. 甲图中,当蹄形磁体顺时针转动(从上往下看)时,铝框也将沿顺时针方向转动
B. 乙图中,真空冶炼炉的线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化
C. 丙图中,磁电式仪表内部把线圈绕在铝框骨架上,起到电磁驱动的作用
D. 丁图中,铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘的转速不变
3. 如图甲所示的电路中,电压表、电流表均为理想电表,电阻,理想变压器输入端接入的正弦交流电如图乙所示,原、副线圈的匝数比,下列说法正确的是( )
A. 输入原线圈的交流电压瞬时表达式
B. 电压表的示数为44V
C. 电流表的示数为5A
D. 若R换成一个击穿电压为50V的电容器,该电容器可以正常工作
4. 如图所示,为定值电阻,为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻),L为小灯泡,当温度降低时(电流表内阻不计,电源内阻r不可忽略)( )
A. 两端的电压增大
B. 电流表的示数增大
C. 小灯泡的亮度变亮
D. 小灯泡的亮度变暗
5. 无人机因机动性能好,应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 电路中的电流在减小 B. 增加线圈匝数,周期减小
C. 电容器极板上的电荷量在减少 D. 电路中磁场能正在向电场能转化
6. 边长为0.2m的正方形导线框水平放置,共10匝。其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。在导线中通入不同电流I,测得边受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。边与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
7. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,如图所示,和是两个真空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,将它们接在电压为U的高频交流电源上,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从加速器的某处由静止开始加速。已知形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,不计粒子重力,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 粒子第次和第n次加速后的轨道半径之比为
B. 高频交流电源的周期为
C. 粒子的最大动能为
D. 若只增大交变电压U,则粒子的最大动能会增大
8. 如图所示,A、B是两盏完全相同的白炽灯,L是电阻不计的电感线圈。若最初S1是接通的,S2是断开的,则下列说法正确的是( )
A. 刚接通S2,B灯就立即亮,A灯延迟一段时间才亮
B. 刚接通S2,A灯就立即亮,B灯延迟一段时间才亮
C. 接通S2到电路稳定后,再断开S2,B灯立即熄灭,A灯逐渐熄灭
D. 接通S2到电路稳定后,再断开S2,A灯立即熄灭,B灯闪亮一下再逐渐熄灭
9. 先后两次用如图甲、乙所示的电源给同一盏灯泡供电,灯泡电阻为R。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的是( )
A. 甲是交流电,乙是直流电
B. 乙在一个周期内产生的热量为
C. 甲中灯泡两端的电压有效值是
D. 乙中灯泡两端的电压有效值是
10. 为研究气体的压强,可建立如下理想模型:内部为正方体的汽缸内,每个气体分子质量均为m,其平均动能为Eₖ,忽略气体分子大小。根据统计规律作简化分析,分子与器壁各面碰撞的机会均等,即有的气体分子以动能Eₖ向右撞击器壁。若碰撞前、后瞬间分子速率不变,速度方向均与器壁垂直,分子数密度(单位体积内分子数)为n。下列说法正确的是( )
A. 气体分子与容器壁发生碰撞前后动量不变
B. 一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为
C. 汽缸内气体压强大小为
D. 仅升高温度,不会影响单位时间内各器壁上碰撞的分子数量
11. 如图甲所示光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角,、两端接一电阻,整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。时对金属棒施加一平行于导轨的外力,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,其速度随时间变化的关系如图乙所示。已知金属棒电阻为,导轨电阻忽略不计。下列关于外力、闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图像,流过的电荷量、通过电阻的电流随金属棒的位移的变化图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
二、非选择题:共5题,共56分,其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。
(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开,形成单分子油膜,并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______。
A. 控制变量法 B. 极限思想法 C. 理想化模型法 D. 等效替代法
(2)实验简要步骤如下:
A.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,将带有方格的玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的轮廓描绘在玻璃板上,数出轮廓内的方格数,再根据方格的边长求出油膜的面积
B.用浅盘装入约深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上
C.取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液,用注射器将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
D.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积,由得到油酸分子的直径
上述实验步骤的合理顺序是______。(填写字母编号)
(3)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是______。
A. 可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于油酸的挥发
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
(4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每mL溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,正方形小格边长为1cm,如图所示。油酸分子的直径______m。(结果保留一位有效数字)
(5)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏小,则可能的原因是______。
A. 水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴
13. 轻质细线吊着一边长的单匝正方形线圈,其总电阻。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求:
(1)线圈中产生的感应电流的大小及方向(顺时针还是逆时针);
(2)时,磁场对线圈的作用力大小。
14. 有一台内阻的太阳能发电机,给一个工厂照明供电,如图所示,升压变压器匝数比为,降压变压器匝数比为,输电线的总电阻,该工厂共22个车间,每个车间有“220V,40W”灯6盏,若电灯都正常发光,求:
(1)输电线总电阻两端的电压;
(2)发电机的电动势。
15. 如图所示,xoy平面内,第一象限内有场强大小、方向沿y轴正方向的匀强电场。第二象限有磁感应强度大小的匀强磁场,三、四象限有磁感应强度大小的匀强磁场,方向都垂直纸面向里。一带负电的粒子从x轴上的P点以初速度进入第二象限,方向与x轴负方向成的夹角,经磁场偏转后恰能垂直于y轴进入第一象限,再经过一段时间从第一象限进入第四象限,已知OP间距离为,粒子带电量与质量的比值,不计粒子的重力,求:
(1)初速度的大小;
(2)粒子从P点出发到第一次经过x轴的时间;
(3)粒子从P点出发后经过x轴的坐标。
16. 在竖直平面内存在着两个磁感应强度大小均为、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ,两磁场宽度均为,如图所示。一质量、电阻、边长也为L的单匝正方形金属线框abcd从磁场上方某高处由静止下落,ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框恰好做匀速直线运动。ab边进入磁场Ⅱ运动一段时间后再次做匀速直线运动,此时ab边未离开磁场Ⅱ。重力加速度。求:
(1)线框ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框速度;
(2)线框从静止释放到全部进入磁场Ⅱ的过程中,线框中产生的焦耳热Q;
(3)线框全部进入磁场Ⅰ到全部进入磁场Ⅱ的时间。
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2025-2026学年第二学期期中调研
高二物理
一、单项选择题:共11题,每小题4分,共44分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象是由分子热运动产生的,能在气体和液体中进行,也能在固体中进行
C. 两个分子间距离小于时,分子间只有斥力没有引力
D. 两个分子间的距离增大时,分子间的分子势能一定减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则热运动的反映,本身不是液体分子的运动,故A错误;
B.扩散现象的本质是分子的无规则热运动,一切状态的物质的分子都在永不停息做无规则热运动,因此扩散在气体、液体、固体中均能发生,故B正确;
C.分子间的引力和斥力始终同时存在,当两分子间距小于时,斥力大于引力,分子力合力表现为斥力,并非不存在引力,故C错误;
D.当分子初始间距时,增大间距到的过程分子势能减小;当时,增大间距分子力做负功,分子势能增大,因此分子间距增大时分子势能不一定减小,故D错误。
故选B。
2. 下列与电磁感应有关的现象中说法正确的是( )
A. 甲图中,当蹄形磁体顺时针转动(从上往下看)时,铝框也将沿顺时针方向转动
B. 乙图中,真空冶炼炉的线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化
C. 丙图中,磁电式仪表内部把线圈绕在铝框骨架上,起到电磁驱动的作用
D. 丁图中,铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘的转速不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电磁驱动原理可知,当蹄形磁体顺时针转动(从上往下看)时,铝框也顺时针转动,故A正确;
B.真空冶炼炉外线圈通入高频交流电时,周围空间产生高频磁场,炉内的金属内部就产生很强的涡流,从而冶炼金属,故B错误;
C.磁电式仪表,把线圈绕在铝框骨架上,线圈通电受力后带动铝框转动,铝框内产生涡流,在电磁阻尼的作用下,线圈很快停止摆动,故C错误;
D.铜盘在转动过程中,当手持蹄形磁体靠近铜盘时,铜盘中产生涡流,铜盘受到电磁阻尼作用,铜盘的转速变小,故D错误。
故选A。
3. 如图甲所示的电路中,电压表、电流表均为理想电表,电阻,理想变压器输入端接入的正弦交流电如图乙所示,原、副线圈的匝数比,下列说法正确的是( )
A. 输入原线圈的交流电压瞬时表达式
B. 电压表的示数为44V
C. 电流表的示数为5A
D. 若R换成一个击穿电压为50V的电容器,该电容器可以正常工作
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,交流电的周期,角速度
因此表达式应为,故A错误;
B.理想变压器的电压比等于匝数比
原线圈电压有效值
则副线圈电压
电压表测量副线圈电压,故示数为 44V,故B正确;
C.副线圈电路中,电阻,通过R的电流
理想变压器的电流比等于匝数的反比
解得
则A的示数应为0.2A,故C错误;
D.电容器能否正常工作取决于电压的最大值(击穿电压),副线圈电压的最大值
大于电容器的击穿电压 50V,电容器会被击穿,不能正常工作,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,为定值电阻,为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻),L为小灯泡,当温度降低时(电流表内阻不计,电源内阻r不可忽略)( )
A. 两端的电压增大
B. 电流表的示数增大
C. 小灯泡的亮度变亮
D. 小灯泡的亮度变暗
【答案】C
【解析】
【详解】与灯泡L并联后再与串联,与电源构成闭合电路。当温度降低时,热敏电阻电阻值增大,外电路电阻增大,电流表的示数减小,电源内阻和两端的电压减小,灯泡L两端的电压增大,灯泡的亮度变亮。
故选C。
5. 无人机因机动性能好,应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 电路中的电流在减小 B. 增加线圈匝数,周期减小
C. 电容器极板上的电荷量在减少 D. 电路中磁场能正在向电场能转化
【答案】C
【解析】
【详解】根据安培定则,可知回路中电流为逆时针方向(从上往下看),电容器上极板带正电,下极板带负电,故电容器正在放电,电荷量逐渐减小,电流增大,电场能正在向磁场能转化。根据可知增加线圈匝数,L增大,周期变大。
故选C。
6. 边长为0.2m的正方形导线框水平放置,共10匝。其所处空间存在匀强磁场,方向如图甲所示。在导线中通入不同电流I,测得边受到的磁场作用力F与I的关系如图乙所示。边与磁场方向垂直,则磁场的磁感应强度B的大小和穿过导线框的磁通量为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】根据安培力的计算公式
结合图线可得
所以
所以穿过导线框的磁通量为
故选D。
7. 回旋加速器在科学研究中得到了广泛应用,如图所示,和是两个真空的半圆形金属盒,置于与盒面垂直的匀强磁场中,将它们接在电压为U的高频交流电源上,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从加速器的某处由静止开始加速。已知形盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度为B,不计粒子重力,忽略粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 粒子第次和第n次加速后的轨道半径之比为
B. 高频交流电源的周期为
C. 粒子的最大动能为
D. 若只增大交变电压U,则粒子的最大动能会增大
【答案】A
【解析】
【详解】CD.根据洛伦兹力提供向心力有
可得粒子的最大速度为
则粒子的最大动能为
可知,粒子的最大动能与交变电压无关,故CD错误;
A.根据动能定理可得粒子第次加速后有,
粒子第n次被加速后有,
所以,故A正确;
B.高频交流电源的周期等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期,即,故B错误;
故选A。
8. 如图所示,A、B是两盏完全相同的白炽灯,L是电阻不计的电感线圈。若最初S1是接通的,S2是断开的,则下列说法正确的是( )
A. 刚接通S2,B灯就立即亮,A灯延迟一段时间才亮
B. 刚接通S2,A灯就立即亮,B灯延迟一段时间才亮
C. 接通S2到电路稳定后,再断开S2,B灯立即熄灭,A灯逐渐熄灭
D. 接通S2到电路稳定后,再断开S2,A灯立即熄灭,B灯闪亮一下再逐渐熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】AB.刚接通S2,由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的增大,所以A灯、B灯都马上亮,稳定后,由于线圈的电阻不计,所以B灯被短路,B灯最终熄灭,故AB错误;
CD.接通S2到电路稳定后,再断开S2,由于线圈产生自感电动势阻碍通过线圈电流的减小,且线圈与B灯构成回路,所以A灯立即熄灭,B灯闪亮一下再逐渐熄灭,故C错误,D正确。
故选D。
9. 先后两次用如图甲、乙所示的电源给同一盏灯泡供电,灯泡电阻为R。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的是( )
A. 甲是交流电,乙是直流电
B. 乙在一个周期内产生的热量为
C. 甲中灯泡两端的电压有效值是
D. 乙中灯泡两端的电压有效值是
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲、乙电流方向都有周期性变化,均为交流电,故A错误;
B.乙在一个周期内产生的热量为,故B错误;
C.甲灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,灯泡两端的电压有效值是,故C错误;
D.根据有效值定义可得
解得,故D正确;
故选D。
10. 为研究气体的压强,可建立如下理想模型:内部为正方体的汽缸内,每个气体分子质量均为m,其平均动能为Eₖ,忽略气体分子大小。根据统计规律作简化分析,分子与器壁各面碰撞的机会均等,即有的气体分子以动能Eₖ向右撞击器壁。若碰撞前、后瞬间分子速率不变,速度方向均与器壁垂直,分子数密度(单位体积内分子数)为n。下列说法正确的是( )
A. 气体分子与容器壁发生碰撞前后动量不变
B. 一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为
C. 汽缸内气体压强大小为
D. 仅升高温度,不会影响单位时间内各器壁上碰撞的分子数量
【答案】C
【解析】
【详解】A.碰撞前、后瞬间气体分子速度大小不变、方向相反,则动量方向相反,故A错误;
B.根据动量定理有
又
解得一个气体分子与容器壁发生一次碰撞所受到器壁的冲量大小为,故B错误;
C.在时间内能达到面积为S的容器壁上的粒子所占据的体积为
由于粒子有均等的概率与容器各面相碰,即可能达到目标区域的粒子数为
根据动量定理得
则得面积为S的器壁受到的粒子的压力为
气体分子对器壁的压强为
所以汽缸内气体压强大小为,故C正确;
D.仅升高温度,气体分子的平均动能 增大,分子的平均速率 v 增大。单位时间内撞击器壁的分子数
因 v 增大,故单位时间内各器壁上碰撞的分子数量增加,故D错误。
故选C。
11. 如图甲所示光滑平行金属导轨、所在平面与水平面成角,、两端接一电阻,整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。时对金属棒施加一平行于导轨的外力,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,其速度随时间变化的关系如图乙所示。已知金属棒电阻为,导轨电阻忽略不计。下列关于外力、闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图像,流过的电荷量、通过电阻的电流随金属棒的位移的变化图像,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,金属棒开始做匀加速直线运动,后做匀速运动,由牛顿第二定律可知,匀加速时有
此过程中力与时间成线性关系,但不成正比,即图像不过坐标原点,故A错误;
C.设两金属导轨的间距为,匀加速过程中磁通量变化率为
此过程中磁通量变化率与时间成正比,匀速过程
此过程中磁通量变化率不变,故C错误;
D.流过电阻的电荷量为
所以电荷量与位移成正比,故D错误;
B.匀加速过程中有
则电流为
此过程中电流与位移成指数为的幂函数,匀速过程中有
此过程中电流不变,故B正确。
故选B。
二、非选择题:共5题,共56分,其中第13~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。
(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开,形成单分子油膜,并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______。
A. 控制变量法 B. 极限思想法 C. 理想化模型法 D. 等效替代法
(2)实验简要步骤如下:
A.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,将带有方格的玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的轮廓描绘在玻璃板上,数出轮廓内的方格数,再根据方格的边长求出油膜的面积
B.用浅盘装入约深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上
C.取一定体积的油酸和确定体积的酒精混合均匀配制成一定浓度的油酸酒精溶液,用注射器将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
D.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积,由得到油酸分子的直径
上述实验步骤的合理顺序是______。(填写字母编号)
(3)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是______。
A. 可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于油酸的挥发
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
(4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每mL溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,正方形小格边长为1cm,如图所示。油酸分子的直径______m。(结果保留一位有效数字)
(5)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏小,则可能的原因是______。
A. 水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴
【答案】(1)C (2)CBAD (3)B
(4) (5)C
【解析】
【小问1详解】
实验中要让油酸在水面尽可能散开,形成单分子油膜,并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。
故选C。
【小问2详解】
“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为:用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积:往浅盘里倒入约2cm深的水,水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上,用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为:CBAD。
【小问3详解】
实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用,更能保证形成单分子油膜。
故选B。
【小问4详解】
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
图中油膜轮廓中大约有60个小方格,则油膜的面积为
则油酸分子的直径为
【小问5详解】
根据
A.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开,则油膜面积测量值偏小,使得分子直径测量值偏大,故A错误;
B.计算油酸膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,则油膜面积测量值偏小,使得分子直径测量值偏大,故B错误;
C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多,导致油酸实际浓度增大,则代入计算的浓度偏小,每滴溶液中纯油酸的体积测量值小,使得分子直径测量值偏小,故C正确;
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴,则每滴溶液中纯油酸的体积测量值偏大,使得分子直径测量值偏大,故D错误。
故选C。
13. 轻质细线吊着一边长的单匝正方形线圈,其总电阻。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图甲所示,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。求:
(1)线圈中产生的感应电流的大小及方向(顺时针还是逆时针);
(2)时,磁场对线圈的作用力大小。
【答案】(1)0.1A;方向为逆时针方向
(2)0.16N
【解析】
【小问1详解】
线圈中产生的感应电动势大小
感应电流大小
磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流方向为逆时针方向。
【小问2详解】
时,磁场对线圈的作用力大小
14. 有一台内阻的太阳能发电机,给一个工厂照明供电,如图所示,升压变压器匝数比为,降压变压器匝数比为,输电线的总电阻,该工厂共22个车间,每个车间有“220V,40W”灯6盏,若电灯都正常发光,求:
(1)输电线总电阻两端的电压;
(2)发电机的电动势。
【答案】(1)24V (2)238V
【解析】
【小问1详解】
降压变压器副线圈的总电流为
根据
输电线上的电流为
则输电线总电阻R两端的电压为
【小问2详解】
根据变压器电压比等于匝数比可得
则降压变压器的输入电压为
升压变压器副线圈的电压为
根据
可知升压变压器原线圈的电压为
升压变压器原线圈的电流为
则发电机的电动势为
15. 如图所示,xoy平面内,第一象限内有场强大小、方向沿y轴正方向的匀强电场。第二象限有磁感应强度大小的匀强磁场,三、四象限有磁感应强度大小的匀强磁场,方向都垂直纸面向里。一带负电的粒子从x轴上的P点以初速度进入第二象限,方向与x轴负方向成的夹角,经磁场偏转后恰能垂直于y轴进入第一象限,再经过一段时间从第一象限进入第四象限,已知OP间距离为,粒子带电量与质量的比值,不计粒子的重力,求:
(1)初速度的大小;
(2)粒子从P点出发到第一次经过x轴的时间;
(3)粒子从P点出发后经过x轴的坐标。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在第二象限运动轨迹如图所示
根据几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
【小问2详解】
粒子在第二象限运动的周期为
粒子在第二象限运动的时间为
粒子在第一象限运动做类平抛运动,竖直方向有
其中,
粒子从P点出发到第一次经过x轴的时间为
代入数据解得
【小问3详解】
粒子在第一象限运动时,水平方向有
粒子进入第四象限的速度大小为
设速度与x轴正方向夹角为,则
解得
粒子在第四象限做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力有
解得
粒子在第四象限运动,第二次经过x轴与第一次经过x轴的距离为
即粒子从原点进入第一象限,根据斜抛的对称性可知,第三次经过x轴时到原点的距离为
同理第四次经过x轴时到原点的距离为
…
综上分析可知,粒子从P点出发后经过x轴的坐标为
16. 在竖直平面内存在着两个磁感应强度大小均为、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ,两磁场宽度均为,如图所示。一质量、电阻、边长也为L的单匝正方形金属线框abcd从磁场上方某高处由静止下落,ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框恰好做匀速直线运动。ab边进入磁场Ⅱ运动一段时间后再次做匀速直线运动,此时ab边未离开磁场Ⅱ。重力加速度。求:
(1)线框ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框速度;
(2)线框从静止释放到全部进入磁场Ⅱ的过程中,线框中产生的焦耳热Q;
(3)线框全部进入磁场Ⅰ到全部进入磁场Ⅱ的时间。
【答案】(1)
(2)110J (3)0.7s
【解析】
【小问1详解】
由于ab边刚进入磁场Ⅰ时,线框恰好做匀速直线运动,受到的安培力为,根据平衡条件,则有
设线框第一次匀速运动的速度大小为,线框产生的电动势为
根据闭合电路的欧姆定律
联立解得
【小问2详解】
线框再次匀速时,受到的安培力为,由平衡条件,可得,
设线框第二次匀速运动的速度大小为,线框产生的电动势为
根据闭合电路的欧姆定律
联立解得
根据能量守恒定律,线框第一次匀速进入磁场时,重力势能全部转化为焦耳热,有
线框穿过两磁场边界MN的过程中,由能量守恒定律可得
解得
可知总焦耳热为
【小问3详解】
线框全部进入磁场Ⅰ到全部进入磁场Ⅱ的过程中,根据动量定理有
根据电流定义式有
代入数据解得
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