精品解析：湖南岳阳市第一中学等多校2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷

高二物理 注意事项： 1．答题前，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 安化黑茶历史悠久，是湖南黑茶的核心代表，被誉为“中国黑茶始祖”“世界茶王”和“活化石”，是中国国家地理标志产品。泡茶时，向茶杯中倒入足够多的沸水，静置一段时间后水温降低一些就可以喝了，下列说法正确的是（　　） A. 泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高，每个分子的动能都越大 B. 水温降低向外放热，水的内能减少 C. 水温降低，茶杯内每个水分子的动能都减小 D. 水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动 2. 如图所示，两个相同的瓶子分别装有质量、温度都相等的和，下列说法正确的是（　　） A. 由于温度相等，分子的平均速率大于分子的平均速率 B. 由于质量、温度都相等，两瓶气体的内能相等 C. 两瓶气体的分子间平均距离相等 D. 两瓶气体的密度不相等 3. 湖南江永山井湾风电场是湘南最大山地风电集群核心。在风力作用下，风力发电机的风叶带动与杆固连的磁铁转动而产生交流电，通过传感器显示电流随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率是50 Hz B. 交流电电流的有效值是6 A C. 磁铁的转速是 D. 电流瞬时值表达式是 4. 如图所示，虚线下方速度选择器两极板间存在垂直纸面向外的匀强磁场，虚线上方存在垂直纸面向里的匀强磁场。一粒子源发出5个粒子，电荷量的绝对值均为q，同时垂直于虚线进入速度选择器，其中a、b、c三个粒子沿直线通过速度选择器后，进入虚线上方磁场，d粒子打在左侧负极板，e粒子打在右侧正极板。不计粒子的重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A. d粒子的速度一定小于e粒子的速度 B. a粒子带负电 C. b粒子的质量一定小于c粒子的质量 D. d粒子的质量一定小于e粒子的质量 5. 如图所示，电路中的三个灯泡完全一样且不会烧坏，二极管均为理想二极管，带铁芯的电感线圈直流电阻不计，自感系数很大，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，会亮，、不会亮 B. 开关S闭合瞬间，会亮，、不会亮 C. 开关S闭合瞬间，、会亮，不会亮 D. 开关S闭合稳定后再断开瞬间，会逐渐熄灭 6. 如图所示的长方体金属块宽为d、高为h，单位体积内有n个自由电子，自由电子的电荷量为e。金属块处在与前后面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，金属块中通有恒定电流I时，上表面A和下表面之间会产生电势差，下列说法正确的是（　　） A. 上表面A的电势高于下表面的电势 B. 仅增大d，上、下两面之间的电势差变大 C. 仅增大h，上、下两面之间的电势差变大 D. 仅增大电流I，上、下两面之间的电势差变大 7. 如图所示，竖直平面内半径为R的圆形区域内（含边界）有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，P为圆形区域水平直径的一个端点。一群质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以速率从P点向圆面内各个方向射入磁场区域，粒子的重力以及粒子间的相互作用不计，则下列说法错误的是（　　） A. 若，则粒子在磁场中可能做完整的圆周运动 B. 若，则粒子出磁场时速度的方向一定竖直向上 C. 若，则粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 若，则粒子在磁场中的时间有可能为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，固定在横梁两边的A是铝环，B是铁环，A、B两环的质量相等，B环上有一缺口，横梁可以绕中间的支点水平转动，通过横梁转动可以判断磁铁和环是引力还是斥力。实验时，用磁铁的任意一极沿环的中心轴线移近或远离A、B环时，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁N极靠近A环时，N极和A环之间无作用力 B. 磁铁N极或S极远离A环时，磁铁和A环之间都是引力 C. 磁铁N极靠近B环时，N极和B环之间无作用力 D. 磁铁N极或S极靠近B环时，磁铁和B环之间都是引力 9. 如图是一个理想的LC振荡电路，某时刻电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示，灵敏电流计电阻不计，b、c两点的电势分别为、。关于该时刻，下列说法正确的是（　　） A. 电流方向为 B. 电流在减小 C. 电容器在放电 D. 10. 如图所示，光滑水平面上虚线右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。虚线左侧一质量为m、总电阻为R、粗细均匀的正方形线框abcd从①位置以初速度进入磁场，运动到②位置cd边刚好进入磁场时速度为，运动到③位置时速度为，cd边进入磁场前瞬间cd边两端电压为，在③位置时cd边两端电压为，下列说法正确的是（　　） A. 线框的边长为 B. 线框ab边刚进入磁场时a、b的电势差 C. 线框从①位置到②位置流过的电量为 D. 线框cd边两端电压 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某学习小组用油膜法估测油酸分子的直径，实验中他们向1mL纯油酸中添加酒精，配制成油酸酒精溶液总体积为500mL，接着用注射器抽取3.00mL油酸酒精溶液，向一个烧杯内滴该溶液，当滴40滴时注射器中的溶液体积还剩2.52mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里（水面上有少量痱子粉），把玻璃板盖在浅盘上，待油膜稳定后描出油膜的轮廓，如图所示。 （1）该实验中的理想化假设是__________。 A. 将油膜看作单分子层油膜 B. 不考虑油酸分子间的间隙 C. 不考虑油酸分子间的相互作用力 （2）已知每一个小正方形的边长为20mm，油膜轮廓内大于半个的正方形个数是75，则该油酸薄膜的面积为__________，油酸分子的直径为__________m。（结果均保留2位有效数字） （3）做该实验时由于油酸酒精溶液在空气中放置时间比较长，会导致最终估测出的油酸分子直径__________（填“偏大”或“偏小”）。 12. 某同学学习传感器后在实验室找到热敏电阻（阻值随温度的变化关系如图1所示）、电炉丝、电源（电动势，内阻不计）、电磁继电器、电阻箱、开关和导线若干，自己设计一个恒温箱（如图2所示），要求温度低于40℃时，电炉丝自动通电供热，温度高于80℃时，又可以自动断电停止加热起到温度相对稳定的作用。电磁继电器的电磁铁线圈电阻，当电磁铁的电流大于或等于时能把衔铁吸引下来，衔铁触点与A的触点断开、与C的触点接通。 （1）接线柱F应该与__________（填“B”或“C”）连接。 （2）电阻箱的阻值应调为___________。 （3）由题意可得当电磁铁的电流小于__________mA时释放衔铁，衔铁触点与C的触点断开、与A的触点接通。 （4）要使恒温箱内的温度更高，电阻箱的阻值应调__________（填“大”或“小”）一些。 13. 如图所示为小型交流发电机的示意图，表示输电线电阻，理想变压器匝数比，定值电阻、串联接在副线圈。交流电流表和电压表都是理想电表，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度大小，发电机线圈匝数，面积，内阻不计，线圈转动的角速度。求： （1）发电机产生的电动势有效值； （2）电流表和电压表的示数。 14. 如图所示，在xOy平面的第一、二象限内存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向均垂直xOy平面向里，第一、二象限内磁感应强度大小分别为、。坐标原点O处存在一粒子源向xOy平面的第一、二象限内各个方向均匀发射同种带正电粒子，发射粒子的速度大小均相等，沿x轴正方向发射的粒子恰好经过第二象限内的P点。已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，求： （1）粒子源发射粒子的初速度大小； （2）磁场中有带电粒子经过区域的面积S。 15. 如图所示，相距的足够长光滑导轨竖直固定，虚线MN下方导轨之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。定值电阻的阻值，电源电动势，内阻，电容器的电容且耐压值足够高。虚线下方有一质量的导体棒，其电阻不计，导体棒始终水平并与导轨接触良好，且一直在磁场中，导轨的电阻不计，重力加速度g取。 （1）仅闭合开关，由静止释放导体棒，求导体棒的最终速度大小； （2）仅闭合开关，由静止释放导体棒，求导体棒匀速时的速度大小； （3）仅闭合开关，由静止释放导体棒，经过时间时电容器所带的电荷量。 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，务必将自己的个人信息填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 安化黑茶历史悠久，是湖南黑茶的核心代表，被誉为“中国黑茶始祖”“世界茶王”和“活化石”，是中国国家地理标志产品。泡茶时，向茶杯中倒入足够多的沸水，静置一段时间后水温降低一些就可以喝了，下列说法正确的是（　　） A. 泡茶时，用沸水能快速泡出茶香，是因为温度越高，每个分子的动能都越大 B. 水温降低向外放热，水的内能减少 C. 水温降低，茶杯内每个水分子的动能都减小 D. 水的颜色由浅变深，说明水分子在做布朗运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度越高仅表示分子平均动能越大，并非每个分子的动能都增大，部分分子动能可能减小，故A错误； B．静置时水的体积变化可忽略，做功近似为0，根据热力学第一定律，水向外放热、 ，因此，即水的内能减少，故B正确； C．水温降低仅代表水分子的平均动能减小，不是每个水分子的动能都减小，个别水分子动能可能增大，故C错误； D．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是水分子本身的运动，水颜色变深是扩散现象，只能说明水分子在做无规则热运动，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，两个相同的瓶子分别装有质量、温度都相等的和，下列说法正确的是（　　） A. 由于温度相等，分子的平均速率大于分子的平均速率 B. 由于质量、温度都相等，两瓶气体的内能相等 C. 两瓶气体的分子间平均距离相等 D. 两瓶气体的密度不相等 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．温度相同，则和两种气体分子的平均动能相等，由于分子的质量小于分子的质量，可知分子的平均速率大于分子的平均速率，故A正确， B．由于分子的质量小于分子的质量，可知瓶内气体物质的量大于气体物质的量，即分子数大于分子数，而气体内能等于气体分子动能之和，可知瓶内气体的内能大于气体的内能，故B错误； C．由于瓶内分子数大于分子数，而两种气体体积相同，则分子间平均距离小于分子间平均距离，故C错误； D．两瓶内气体和气体质量相同，体积相同，根据可知，两瓶内气体的密度相等，故D错误。 故选A。 【点睛】 3. 湖南江永山井湾风电场是湘南最大山地风电集群核心。在风力作用下，风力发电机的风叶带动与杆固连的磁铁转动而产生交流电，通过传感器显示电流随时间的变化关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率是50 Hz B. 交流电电流的有效值是6 A C. 磁铁的转速是 D. 电流瞬时值表达式是 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知周期为T=0.04s 交流电的频率是，故A错误； B．交流电电流的有效值是，故B错误； C．根据 又有 可得磁铁的转速是，故C正确； D．电流瞬时值表达式是，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，虚线下方速度选择器两极板间存在垂直纸面向外的匀强磁场，虚线上方存在垂直纸面向里的匀强磁场。一粒子源发出5个粒子，电荷量的绝对值均为q，同时垂直于虚线进入速度选择器，其中a、b、c三个粒子沿直线通过速度选择器后，进入虚线上方磁场，d粒子打在左侧负极板，e粒子打在右侧正极板。不计粒子的重力及粒子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A. d粒子的速度一定小于e粒子的速度 B. a粒子带负电 C. b粒子的质量一定小于c粒子的质量 D. d粒子的质量一定小于e粒子的质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．d 粒子与e 粒子带电正、负不确定，无法比较其速度大小，A错误； B．a 进入 （垂直纸面向里）后向左偏转，说明洛伦兹力向左 根据左手定则，磁感线穿手心，大拇指指向左，四指指向与电荷运动相同（向上），因此  带正电，B错误； C．a、b、c 沿直线通过速度选择器，满足 ​，因此三者速度相等 进入 后，洛伦兹力提供向心力 整理得 。 已知三者相同、相同、相同，因此  由图可知 ，所以，C正确； D．d 和  的速度大小、电性都不确定，仅知道电荷量绝对值相同，无法比较二者质量大小，D错误。 故选 C。 5. 如图所示，电路中的三个灯泡完全一样且不会烧坏，二极管均为理想二极管，带铁芯的电感线圈直流电阻不计，自感系数很大，下列说法正确的是（　　） A. 开关S闭合瞬间，会亮，、不会亮 B. 开关S闭合瞬间，会亮，、不会亮 C. 开关S闭合瞬间，、会亮，不会亮 D. 开关S闭合稳定后再断开瞬间，会逐渐熄灭 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．电源右端为正极，电流从右公共端向左公共端流过三条支路，开关S闭合瞬间，灯泡所在支路由于二极管的单向导电性而处于断路状态，所以灯泡不会亮；灯泡所在支路二极管导通，有电流，因此会亮；由于灯泡所在支路有带铁芯的线圈的自感作用，开关S闭合瞬间灯泡不会亮，随后才逐渐亮起来，A正确，BC错误； D．开关S闭合稳定后，灯泡所在支路电流方向从右向左；断开S后，自感电动势维持原电流方向，此时线圈作为自感电源，流过支路的电流突然变为从左向右，二极管处于断路状态，无电流通过​，因此立即熄灭，D错误。 故选A。 6. 如图所示的长方体金属块宽为d、高为h，单位体积内有n个自由电子，自由电子的电荷量为e。金属块处在与前后面垂直、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，金属块中通有恒定电流I时，上表面A和下表面之间会产生电势差，下列说法正确的是（　　） A. 上表面A的电势高于下表面的电势 B. 仅增大d，上、下两面之间的电势差变大 C. 仅增大h，上、下两面之间的电势差变大 D. 仅增大电流I，上、下两面之间的电势差变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则知，电子向上表面偏转，则上表面带负电，下表面带正电，即金属块上表面A的电势低于下表面的电势，故A错误； B C D．根据电流的微观表达式有 电子做定向移动，视为匀速运动，电子受电场力和洛伦兹力平衡有 联立解得 根据上式可知，仅增大d，上、下两面之间的电势差变小，电势差的大小和导体高度h无关，仅增大电流I，上、下两面之间的电势差变大，故BC错误、D正确。 故选D。 7. 如图所示，竖直平面内半径为R的圆形区域内（含边界）有垂直于圆面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，P为圆形区域水平直径的一个端点。一群质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，以速率从P点向圆面内各个方向射入磁场区域，粒子的重力以及粒子间的相互作用不计，则下列说法错误的是（　　） A. 若，则粒子在磁场中可能做完整的圆周运动 B. 若，则粒子出磁场时速度的方向一定竖直向上 C. 若，则粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 若，则粒子在磁场中的时间有可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若 ​，得 ，轨迹直径为 。可以将整个轨迹圆放置在磁场内（圆心在和磁场圆心连线中点，所有轨迹点都满足，即在磁场区域内），因此粒子可以做完整的圆周运动，A正确； B．若 ，得 ，粒子带正电，发生磁发散，所有出射粒子的速度方向都平行于点的切线（竖直方向）全部竖直向上，B正确； C．若 ，得 。粒子运动最长时间对应最大圆心角，磁场内最长弦为磁场直径，由弦长公式 ​ 代入得：，即，故 因此最长时间 ​，C正确。 D．若 ​，得 。同理，最大圆心角对应最长弦 代入弦长公式得：，即，得 题目给出的时间 ，对应圆心角 ，不存在这样的圆心角，因此不可能达到该时间，D错误。 由于本题选择错误的，故选D 。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，固定在横梁两边的A是铝环，B是铁环，A、B两环的质量相等，B环上有一缺口，横梁可以绕中间的支点水平转动，通过横梁转动可以判断磁铁和环是引力还是斥力。实验时，用磁铁的任意一极沿环的中心轴线移近或远离A、B环时，下列说法正确的是（　　） A. 磁铁N极靠近A环时，N极和A环之间无作用力 B. 磁铁N极或S极远离A环时，磁铁和A环之间都是引力 C. 磁铁N极靠近B环时，N极和B环之间无作用力 D. 磁铁N极或S极靠近B环时，磁铁和B环之间都是引力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．用磁铁的任意一磁极接近A环时，环内磁通量变大，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒去留）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被排斥，故A错误； B．磁铁N极或S极远离A环时，环内磁通量变小，根据楞次定律，圆环受到的安培力的效果总是阻碍磁通量的变化（来拒去留）可知闭合圆环中会产生感应电流，A环被吸引，故B正确； CD．金属环B不闭合，磁铁插向B环时，穿过它的磁通量发生变化时，只产生感应电动势，而不产生感应电流，环不受力的作用，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图是一个理想的LC振荡电路，某时刻电容器极板间的电场强度E的方向、线圈电流产生的磁场方向如图所示，灵敏电流计电阻不计，b、c两点的电势分别为、。关于该时刻，下列说法正确的是（　　） A. 电流方向为 B. 电流在减小 C. 电容器在放电 D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电容器极板间电场强度向下，说明电容器上极板带正电，下极板带负电； 已知线圈内部磁场向上，根据右手螺旋定则（安培定则），可得线圈中电流方向为，因此整个回路电流方向为：电容器上极板→电容器下极板，灵敏电流计中电流方向为，A选项错误； BC．电流将正电荷不断输送到电容器正极板（上极板），极板电荷量增加，说明电容器正在充电； LC振荡电路充电过程中，磁场能转化为电场能，电流逐渐减小，B选项正确，C选项错误； D．充电过程中，线圈的自感电动势维持电流，相当于电源，电源内部电流从低电势流向高电势；线圈内部电流方向为，因此为电源正极，为负极，可得，D选项正确。 故选BD 。 10. 如图所示，光滑水平面上虚线右侧有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。虚线左侧一质量为m、总电阻为R、粗细均匀的正方形线框abcd从①位置以初速度进入磁场，运动到②位置cd边刚好进入磁场时速度为，运动到③位置时速度为，cd边进入磁场前瞬间cd边两端电压为，在③位置时cd边两端电压为，下列说法正确的是（　　） A. 线框的边长为 B. 线框ab边刚进入磁场时a、b的电势差 C. 线框从①位置到②位置流过的电量为 D. 线框cd边两端电压 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．设正方形线框边长为，对线框从位置①到位置②的进入过程，安培力 由动量定理有 其中 解得 其中流过的电量 解得，，AC正确； B．边刚进入磁场时，切割磁感线产生感应电动势 相当于电源，内阻为​，路端电压 由右手定则可知 因此为负，则，B错误； D．线框从②位置运动到③位置时，整个线框完全进入磁场，磁通量不变，感应电流为0，切割磁感线，且线框完全进入后不受安培力，则 因此切割磁感线产生的电动势相等，即，D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共5小题，共57分。 11. 某学习小组用油膜法估测油酸分子的直径，实验中他们向1mL纯油酸中添加酒精，配制成油酸酒精溶液总体积为500mL，接着用注射器抽取3.00mL油酸酒精溶液，向一个烧杯内滴该溶液，当滴40滴时注射器中的溶液体积还剩2.52mL，把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里（水面上有少量痱子粉），把玻璃板盖在浅盘上，待油膜稳定后描出油膜的轮廓，如图所示。 （1）该实验中的理想化假设是__________。 A. 将油膜看作单分子层油膜 B. 不考虑油酸分子间的间隙 C. 不考虑油酸分子间的相互作用力 （2）已知每一个小正方形的边长为20mm，油膜轮廓内大于半个的正方形个数是75，则该油酸薄膜的面积为__________，油酸分子的直径为__________m。（结果均保留2位有效数字） （3）做该实验时由于油酸酒精溶液在空气中放置时间比较长，会导致最终估测出的油酸分子直径__________（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）AB （2） ①. ②. （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 用油膜法估测油酸分子的直径时，需要的理想化假设有不考虑分子间的间隙、将油膜看成单分子层薄膜以及将油酸分子看成球形。 故选AB。 【小问2详解】 [1] 每一个小正方形的面积为 则该油酸薄膜的面积为 [2] 1滴油酸酒精溶液中油酸的体积为 所以油酸分子的直径为 【小问3详解】 油酸酒精溶液在空气中放置时间较长，酒精会挥发，导致溶液中油酸浓度变大。由于计算时仍用原浓度，会使计算出的纯油酸体积V偏小，所以根据最终估测出的油酸分子直径偏小。 12. 某同学学习传感器后在实验室找到热敏电阻（阻值随温度的变化关系如图1所示）、电炉丝、电源（电动势，内阻不计）、电磁继电器、电阻箱、开关和导线若干，自己设计一个恒温箱（如图2所示），要求温度低于40℃时，电炉丝自动通电供热，温度高于80℃时，又可以自动断电停止加热起到温度相对稳定的作用。电磁继电器的电磁铁线圈电阻，当电磁铁的电流大于或等于时能把衔铁吸引下来，衔铁触点与A的触点断开、与C的触点接通。 （1）接线柱F应该与__________（填“B”或“C”）连接。 （2）电阻箱的阻值应调为___________。 （3）由题意可得当电磁铁的电流小于__________mA时释放衔铁，衔铁触点与C的触点断开、与A的触点接通。 （4）要使恒温箱内的温度更高，电阻箱的阻值应调__________（填“大”或“小”）一些。 【答案】（1）B （2）30 （3）50 （4）大 【解析】 【小问1详解】 电炉丝要与交流电源组成一个闭合回路，所以接线柱F应与B连接，这样，当衔铁被松开时电炉丝就会工作，故F应与B连接。 【小问2详解】 由图1可知，热敏电阻温度为80℃时，阻值为，根据闭合电路欧姆定律，其中，解得 【小问3详解】 由图1可知，热敏电阻温度为40℃时，阻值为，根据闭合电路欧姆定律，解得 【小问4详解】 要使恒温箱温度更高，则热敏电阻的阻值会更小一些，电阻箱的阻值应调大一些。 13. 如图所示为小型交流发电机的示意图，表示输电线电阻，理想变压器匝数比，定值电阻、串联接在副线圈。交流电流表和电压表都是理想电表，已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度大小，发电机线圈匝数，面积，内阻不计，线圈转动的角速度。求： （1）发电机产生的电动势有效值； （2）电流表和电压表的示数。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可得发电机的感应电动势最大值 代入数据得 有效值。 【小问2详解】 设电流表和电压表的示数分别是I、U，原、副线圈的电压分别是、，则有 代入数据解得 根据变压器电压与匝数关系有 代入数据解得 根据闭合电路欧姆定律有 代入数据解得 根据变压器电流与匝数关系有 代入数据解得 联立解得，。 14. 如图所示，在xOy平面的第一、二象限内存在范围足够大的匀强磁场，磁场方向均垂直xOy平面向里，第一、二象限内磁感应强度大小分别为、。坐标原点O处存在一粒子源向xOy平面的第一、二象限内各个方向均匀发射同种带正电粒子，发射粒子的速度大小均相等，沿x轴正方向发射的粒子恰好经过第二象限内的P点。已知粒子质量为m，电荷量为q，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，求： （1）粒子源发射粒子的初速度大小； （2）磁场中有带电粒子经过区域的面积S。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 可知粒子在第二象限内做圆周运动的半径是在第一象限内做圆周运动半径的二倍。设粒子在第一象限内做圆周运动的半径是R，则在第二象限内做圆周运动的半径是2R，粒子轨迹如图1所示 由几何关系知 解得 根据洛伦兹力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 如图2所示 分析可知磁场中有带电粒子经过的区域有第一象限半径的半圆 面积为 第二象限边长为2L的正方形和半径为2L的四分之一圆，则， 磁场中有带电粒子经过区域的面积 15. 如图所示，相距的足够长光滑导轨竖直固定，虚线MN下方导轨之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。定值电阻的阻值，电源电动势，内阻，电容器的电容且耐压值足够高。虚线下方有一质量的导体棒，其电阻不计，导体棒始终水平并与导轨接触良好，且一直在磁场中，导轨的电阻不计，重力加速度g取。 （1）仅闭合开关，由静止释放导体棒，求导体棒的最终速度大小； （2）仅闭合开关，由静止释放导体棒，求导体棒匀速时的速度大小； （3）仅闭合开关，由静止释放导体棒，经过时间时电容器所带的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 仅闭合开关，由静止释放导体棒，对导体棒进行受力分析可知，导体棒向下做加速度减小的加速运动，当加速度减小到0时，导体棒达到最大速度，之后将以最大速度做匀速运动，设此时回路中的电流为，则根据平衡条件有 代入数据解得 则根据闭合电路欧姆定律可知，回路中的电动势为 设此时导体棒切割磁感线的速度为，则根据法拉第电磁感应定律有 代入数据解得 【小问2详解】 仅闭合开关，由静止释放导体棒瞬间，回路中的电流为 则导体棒受到的安培力为 而导体棒的重力为 由于，所以由静止释放导体棒后，导体棒将向上做加速度减小的加速运动。当加速度减小到0时，导体棒向上做匀速运动，设此时速度为，则导体棒切割磁感线的感应电动势为 此时回路中的电流为 导体棒受到的安培力为 根据导体棒受力平衡有 代入数据联立解得 【小问3详解】 仅闭合开关，由静止释放导体棒后，由分析可知，在时间内电容器增加的电压等于导体棒切割磁感线产生电动势的增加值，即 电容器增加的电荷量为 回路中的电流为 导体棒的安培力为 根据牛顿第二定律有 代入数据联立解得 即由静止释放导体棒后，导体棒将以的加速度做匀加速直线运动。所以经过时间时，导体棒的速度为 此时导体棒切割磁感线产生的感应电动势为 所以此时电容器的电荷量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $