精品解析：河南省部分校2027届普通高中学生5月学业水平检测物理试卷

河南省2027届普通高中学生5月学业水平检测 物理试题卷 本试题卷共6页，三大题，15小题，满分100分。考试时间75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，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。回答非选择题时，用0.5毫米的黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 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. 下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框会受到电磁力的作用而反方向转动 B. 图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C. 图丁中，线圈通入高频交流电时，冶炼炉中的金属形成涡流产生大量热量使金属熔化 D. 图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管，在塑料管中运动时间长 2. 静电喷涂是一种利用高压静电场使带电的涂料微粒运动，并吸附在工件表面的喷涂方法。某一静电喷涂装置接上高压电源后在喷口和被涂物间产生电场，电场线分布如图所示，一带电粒子从M点沿图中虚线运动到N点，该过程中微粒仅受电场力作用，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. M点处的电场强度小于N点处的电场强度 C. 该粒子经过M点处的电势能大于经过N点处的电势能 D. 该粒子经过M点处的速率大于经过N点处的速率 3. 如图是某振荡电路在某时刻所呈现的状态，则该时刻（　　） A. 电容器正在放电 B. 板带负电 C. 电容器中的电场能量正在增大 D. 从上往下看，线圈中振荡电流的方向为逆时针方向 4. 如图所示，圆的两条直径AC和BD相互垂直，圆心为O，在A点和C点各有垂直纸面的通电直导线，其中A点处的电流方向垂直纸面向里。已知圆心O处的磁感应强度为0，并且在D点放一小磁针（图中未画），下列说法不正确的是（　　） A. C处的电流方向垂直纸面向里 B. 两根通电导线相互吸引 C. B点和D点的磁感应强度大小相同 D. 小磁针静止时，S极指向O点 5. 在竖直方向的磁场中水平放置一个匝、面积为的圆形导体线圈，圆形线圈由电阻率为、横截面积为的导线绕制而成。规定线圈中电流和磁场的正方向如图甲所示（图示电流方向为正，磁场向上为正）。磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，下列说法不正确的是（　　） A. 线圈的总电阻为 B. 在内，线圈中的感应电流方向为正方向 C. 在内，线圈中的感应电动势大小为 D. 内与内，线圈中的感应电流大小之比为1∶8 6. 如图所示，同一金属线圈在匀强磁场中，两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴从中性面开始匀速转动，第1次转动的周期T1=0.02s ，产生的电动势峰值，第2次转动产生的电动势峰值，下列说法正确的是（ ） A. 第2次转动的周期T2=0.1s B. 第2次转动0.05s时刻，线圈中的电流最大 C. 第1次转动0~0.005s时间内，线圈中的平均感应电动势为 D. 若线圈阻值为，第1次转动0~0.005s时间内，通过线圈的电荷量为 7. 如图所示，理想变压器原线圈两端接的交变电源，原、副线圈的匝数之比不变，电表均为理想电表，电阻阻值始终不变，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈交变电流的频率为 B. 电压表的示数为110V不变 C. 电压表的示数逐渐增大 D. 电压表与电流表示数之比减小 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图是某液面高度测量仪内部的原理图，该仪器通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低，容器中的导电液体和导电芯柱分别是电容器的两个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路。容器内的导电液体与大地相连，若某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，则该时刻（　　） A. 磁场能正向电场能转化 B. 电容器两极板间电压正在减小 C. 若容器内液面升高，则LC振荡电路的频率变大 D. 导电芯的电势高于导电液的电势 9. 如图，OACD为矩形，OA边长为L，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的粒子从O点以速度垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子做圆周运动的轨道半径 C. 减小粒子的入射速度，粒子在磁场区域内的运动时间不变 D. 增大粒子的入射速度，粒子一定从AC边射出 10. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内，导轨间距，导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒，导体棒从静止开始运动，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计。在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 在由静止开始运动瞬间，导体棒的加速度大小 B. 导体棒匀速运动的速度大小 C. 通过导体棒某一横截面的电荷量 D. 回路产生的焦耳热 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小明同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间60Ω的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h。计算机屏幕上显示出如图乙所示的UI-t曲线。 （1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第二个峰值时线圈中的感应电动势约为______V（保留两位有效数字）。 （2）图像中UI出现前后两个峰值，对此实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是______（多选）。 A. 磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小 B. 如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小 C. 磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g D. 如果仅略减小h，两个峰值都会减小 （3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为______J（保留两位有效数字）。 12. 据公安部交通管理局发布的统计数据，2024年共查处酒驾违法行为192.8万起，醉驾违法犯罪39.3万起。酒驾肇事占交通事故死亡总数的，是威胁道路交通安全的主要隐患之一、某实验小组利用酒精气体传感器和一些实验器材设计了一款酒精测试仪，其原理图如图乙所示。 （1）由于该小组只有量程为100mA、内阻为的表头，为了把该表头改装成量程为2V的电压表，应将电阻箱的阻值调为___________。 （2）该小组使用的电源电动势，内阻，酒精气体传感器的阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图甲所示，若同学们想将酒精气体浓度为零的位置标注在电压表上2V处（表盘已改装完毕），则应将电阻箱的阻值调为___________。 （3）已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶。在正确完成步骤（2）、开关闭合的情况下，若电压表的示数为1.6V（表盘已改装完毕），则该驾驶员属于___________（填“正常”“饮酒”或“醉酒”）驾驶。 （4）该仪器使用较长时间后，电源内阻增大，电源电动势变小，若不做任何调整直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 13. 有一台内阻为的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线的总电阻，全校共22个班，每班有“220V，40W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求： （1）发电机输出功率多大？ （2）发电机电动势多大？ （3）若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？请通过计算结果进行说明。 14. 如图所示，两足够长的平行金属导轨分为水平和倾斜两部分，间距为，水平部分光滑，倾斜部分粗糙、倾角为。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。导体棒放在水平导轨上，导体棒放在倾斜导轨上。两导体棒的质量均为，电阻均为。现用一水平向右的恒力作用在导体棒上，若导体棒以的速度做匀速直线运动，导体棒恰好处于静止状态。已知金属导轨电阻忽略不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。求： （1）导体棒受到的安培力方向； （2）经过导体棒上产生的热量； （3）若导体棒始终没有与导轨发生相对滑动，恒力的最大值。 15. 如图所示，半径为r的金属圆环固定在竖直平面内，金属杆一端与固定在圆心O处的转轴相连，另一端A与圆环接触良好（未固定）。在O点和圆环之间连接电阻R和电容器，电容器P、Q两极板水平放置，两极板之间的距离为d，在环内及P、Q两极板间均有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在外力作用下金属杆逆时针匀速转动时，质量为m、带电量为q的微粒从电容器的左侧以速率沿虚线射入，在P、Q两极板之间的竖直平面内恰做匀速圆周运动，重力加速度为g，其它电阻不计。求： （1）金属杆转动的角速度ω； （2）若金属杆的转速减半，微粒在电容器中偏离虚线的最大距离h； （3）在第（2）问的条件下，若微粒射出电容器时的偏移量为最大距离的四分之一，微粒射出时的速度大小及电容器极板的可能长度L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省2027届普通高中学生5月学业水平检测 物理试题卷 本试题卷共6页，三大题，15小题，满分100分。考试时间75分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，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。回答非选择题时，用0.5毫米的黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上。写在本试题卷上无效。 3．考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 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. 下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框会受到电磁力的作用而反方向转动 B. 图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C. 图丁中，线圈通入高频交流电时，冶炼炉中的金属形成涡流产生大量热量使金属熔化 D. 图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管，在塑料管中运动时间长 【答案】C 【解析】 【详解】A．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同方向转动，故A错误； B．振动的条形磁铁在金属线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用，使条形磁铁快速停下来，利用了电磁阻尼规律，故B错误； C．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，由于电磁感应会在金属内部产生很大的涡流使金属产生大量热量使炉内金属熔化，从而冶炼金属，故C正确； D．穿过塑料管的小磁体，只受重力作用，做的是自由落体运动。穿过铝管的小磁体，由于磁体在铝管中运动的过程中，铝管产生感应电流，则小磁体受到重力和向上的电磁阻力作用，小磁体在铝管中运动的加速度小于重力加速度，所以小磁体在塑料管中的运动时间小于在铝管中的运动时间，故D错误。 故选C。 2. 静电喷涂是一种利用高压静电场使带电的涂料微粒运动，并吸附在工件表面的喷涂方法。某一静电喷涂装置接上高压电源后在喷口和被涂物间产生电场，电场线分布如图所示，一带电粒子从M点沿图中虚线运动到N点，该过程中微粒仅受电场力作用，下列说法正确的是（　　） A. 该粒子带正电 B. M点处的电场强度小于N点处的电场强度 C. 该粒子经过M点处的电势能大于经过N点处的电势能 D. 该粒子经过M点处的速率大于经过N点处的速率 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知电场强度方向向左，而带电粒子受到的电场力指向轨迹的凹侧即向右，因此该粒子带负电，故A错误； B．M点处的电场线更密集，所以M点处的电场强度大于N点处的电场强度，故B错误； CD．粒子从M点运动到N点的过程中受到的电场力做正功，粒子的电势能减小，动能增大，粒子经过M点处的速率小于经过N点处的速率，故C正确、D错误。 故选C。 3. 如图是某振荡电路在某时刻所呈现的状态，则该时刻（　　） A. 电容器正在放电 B. 板带负电 C. 电容器中的电场能量正在增大 D. 从上往下看，线圈中振荡电流的方向为逆时针方向 【答案】C 【解析】 【详解】B． 电容器内部电场方向向上，电场方向由正电荷指向负电荷，说明电容器下极板带正电，故B错误； D．四指沿电流方向，大拇指指向线圈内部磁场方向，可得从上往下看，线圈中电流方向为顺时针，故D错误； A．回路中电流正流向板（下极板），正电荷不断在板积累，说明电容器正在充电，A错误； C．充电过程中，LC振荡电路的磁场能转化为电容器的电场能，电容器的电场能量正在增大，故C正确。 故选 C。 4. 如图所示，圆的两条直径AC和BD相互垂直，圆心为O，在A点和C点各有垂直纸面的通电直导线，其中A点处的电流方向垂直纸面向里。已知圆心O处的磁感应强度为0，并且在D点放一小磁针（图中未画），下列说法不正确的是（　　） A. C处的电流方向垂直纸面向里 B. 两根通电导线相互吸引 C. B点和D点的磁感应强度大小相同 D. 小磁针静止时，S极指向O点 【答案】D 【解析】 【详解】A． 根据安培定则，A处电流垂直纸面向里，在圆心O点产生的磁场方向水平向左。已知O点合磁感应强度为0，说明C在O点产生的磁场方向必须水平向右、大小与A的磁场相等，再次用安培定则可推得：C处电流方向也垂直纸面向里，故A正确； B．同向电流相互吸引，反向电流相互排斥；A、C电流方向相同，因此两根导线相互吸引，故B正确 C．A、C电流大小相等，B点到A、C的距离与D点到A、C的距离分别相等，根据磁场矢量叠加，B点和D点的合磁感应强度大小相同，故C正确； D．A在D点产生的磁场方向向左下，C在D点产生的磁场方向向右下，水平分量抵消，合磁场方向竖直向下；小磁针静止时，S极指向竖直向上，不会指向O点，故D错误。 本题选择错误选项，故选D。 5. 在竖直方向的磁场中水平放置一个匝、面积为的圆形导体线圈，圆形线圈由电阻率为、横截面积为的导线绕制而成。规定线圈中电流和磁场的正方向如图甲所示（图示电流方向为正，磁场向上为正）。磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，下列说法不正确的是（　　） A. 线圈的总电阻为 B. 在内，线圈中的感应电流方向为正方向 C. 在内，线圈中的感应电动势大小为 D. 内与内，线圈中的感应电流大小之比为1∶8 【答案】C 【解析】 【详解】A．圆形导体线圈的面积为 线圈的总电阻为 联立可得，故A正确； B．0～0.4s内，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原场强方向相反，根据右手螺旋定则，可知感应电流的方向为正，故B正确； C．0.4～0.5s内线圈中的感应电动势大小，故C错误； D．0～0.4s内线圈中的感应电动势大小 设线圈的电阻为，0～0.4s内与0.4～0.5s内线圈中的感应电流大小之比，故D正确。 本题选错误的，故选C。 6. 如图所示，同一金属线圈在匀强磁场中，两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴从中性面开始匀速转动，第1次转动的周期T1=0.02s ，产生的电动势峰值，第2次转动产生的电动势峰值，下列说法正确的是（ ） A. 第2次转动的周期T2=0.1s B. 第2次转动0.05s时刻，线圈中的电流最大 C. 第1次转动0~0.005s时间内，线圈中的平均感应电动势为 D. 若线圈阻值为，第1次转动0~0.005s时间内，通过线圈的电荷量为 【答案】A 【解析】 【详解】A．第一次转动的角速度 由峰值，可得 又 ，可得，则，A正确； B．由于两次均从中性面开始转动，则两次转动的电动势的瞬时值随时间变化的图像均满足正弦函数，第2次转动0.05s=0.5T2时刻，线圈转到中性面，此时的电流为0，B错误； C．第1次转动0~0.005s时间内，线圈中的平均感应电动势 ，C错误； D．若线圈电阻为，第1次转动0~0.005s时间内，通过线圈的电荷量，D错误。 故选A。 7. 如图所示，理想变压器原线圈两端接的交变电源，原、副线圈的匝数之比不变，电表均为理想电表，电阻阻值始终不变，现将滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈交变电流的频率为 B. 电压表的示数为110V不变 C. 电压表的示数逐渐增大 D. 电压表与电流表示数之比减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．结合题意可知，交变电流频率 理想变压器不改变交流电的频率，因此副线圈频率也为50Hz，故A错误； B．电压表的示数为理想变压器原线圈两端电压的有效值以及电阻R1两端电压之和，而原线圈电压有效值为，可知电压表V1的示数大于110V，故B错误； C．将原线圈等效为电阻，则有 则电流表示数 可知滑动变阻器的滑片向下滑动，则的阻值减小，因此增大，原线圈输入电压减小，则减小，副线圈电流增大，因此电压表V2的示数减小，故C错误； D．因为 整理得 因为减小，可知电压表V1的示数U与电流表A1示数I1之比减小，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图是某液面高度测量仪内部的原理图，该仪器通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低，容器中的导电液体和导电芯柱分别是电容器的两个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路。容器内的导电液体与大地相连，若某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，则该时刻（　　） A. 磁场能正向电场能转化 B. 电容器两极板间电压正在减小 C. 若容器内液面升高，则LC振荡电路的频率变大 D. 导电芯的电势高于导电液的电势 【答案】AD 【解析】 【详解】A．某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，说明电容器充电，则磁场能正向电场能转化，故A正确； B．该时刻电容器充电，根据可知，电容器两极板间电压正在增大，Ｂ错误； C．若容器内液面升高，电容器的正对面积增大，根据可知，电容器的电容增大，根据振荡电路的周期公式可知，振荡电路的周期增大，频率减小，故C错误； D．根据安培定则可知，导电芯积聚正电荷，故导电芯的电势高于导电液的电势，故D正确； 故选AD。 9. 如图，OACD为矩形，OA边长为L，其内存在垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为q的粒子从O点以速度垂直射入磁场，速度方向与OA的夹角为，粒子刚好从A点射出磁场，不计粒子的重力，，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电 B. 粒子做圆周运动的轨道半径 C. 减小粒子的入射速度，粒子在磁场区域内的运动时间不变 D. 增大粒子的入射速度，粒子一定从AC边射出 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由题意知粒子在磁场中运动的轨迹如图 可知粒子所受洛伦兹力垂直速度方向指向右下方，由左手定则可知，粒子带负电，故A错误； B．由几何知识可得粒子做圆周运动的轨道半径，故B正确； C．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 可知减小粒子的入射速度，轨迹半径将减小，粒子出射位置会在A点左侧，由几何知识可知，轨迹的圆心角始终等于，粒子在磁场中做圆周运动的时间满足 可知该时间与粒子的速度大小无关，故C正确； D．增大粒子的入射速度，粒子运动的轨道半径变大，若OD宽度较小，粒子从DC边射出，若OD宽度较大，粒子从AC边射出，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，两光滑平行金属导轨固定放置在绝缘水平面内，导轨间距，导轨右侧通过细导线连接电动势、内阻的电源，整个装置处于竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。在导轨上距离电源足够远处垂直导轨放置一质量、长度略大于的导体棒，导体棒从静止开始运动，运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。导体棒和导轨电阻不计。在导体棒由静止开始运动到匀速运动的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A. 在由静止开始运动瞬间，导体棒的加速度大小 B. 导体棒匀速运动的速度大小 C. 通过导体棒某一横截面的电荷量 D. 回路产生的焦耳热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律有 根据牛顿第二定律有，故A错误； B．导体棒匀速运动时，合力为0，安培力为0，回路电流为0，因此导体棒的动生电动势与电源电动势大小相等，即 解得，故B正确； C．对导体棒用动量定理，安培力的冲量等于动量变化 其中 解得，故C错误； D．根据能量守恒，电源提供的总能量等于导体棒动能与焦耳热之和 解得，故D正确； 故选BD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 小明同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间60Ω的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h。计算机屏幕上显示出如图乙所示的UI-t曲线。 （1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第二个峰值时线圈中的感应电动势约为______V（保留两位有效数字）。 （2）图像中UI出现前后两个峰值，对此实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是______（多选）。 A. 磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小 B. 如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小 C. 磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g D. 如果仅略减小h，两个峰值都会减小 （3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为______J（保留两位有效数字）。 【答案】（1）1.8 （2）BD （3） 【解析】 【小问1详解】 由曲线可知，产生第二峰值时滑动变阻器功率为，线圈输出功率表达式为 根据闭合电路欧姆定律得 联立解得 【小问2详解】 A．由曲线可知，产生的感应电动势先增大后减小，再增大再减小，因此线圈中的磁通量的变化率先增大后减小，再增大再减小，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此滑片从中间向左滑动时，两个峰值都会减小，故B正确； C．当磁铁全部在线圈中时，磁通量的变化率为零，此时的感应电流为零，只受重力，加速度等于g，故C错误； D．如果仅略减小h，磁铁进入线圈的速度减小，导致线圈中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 根据图像的物理意义可知，图像与横轴围成面积大小等于下落过程中电源输出的电能，图像与横轴围成的面积可由图像与横轴围成的虚线小方框的个数乘以每个小方框的面积求得，则由图像可得在磁铁下降h的过程中电源输出的电能 由机械能转化的总电能为 12. 据公安部交通管理局发布的统计数据，2024年共查处酒驾违法行为192.8万起，醉驾违法犯罪39.3万起。酒驾肇事占交通事故死亡总数的，是威胁道路交通安全的主要隐患之一、某实验小组利用酒精气体传感器和一些实验器材设计了一款酒精测试仪，其原理图如图乙所示。 （1）由于该小组只有量程为100mA、内阻为的表头，为了把该表头改装成量程为2V的电压表，应将电阻箱的阻值调为___________。 （2）该小组使用的电源电动势，内阻，酒精气体传感器的阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图甲所示，若同学们想将酒精气体浓度为零的位置标注在电压表上2V处（表盘已改装完毕），则应将电阻箱的阻值调为___________。 （3）已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶。在正确完成步骤（2）、开关闭合的情况下，若电压表的示数为1.6V（表盘已改装完毕），则该驾驶员属于___________（填“正常”“饮酒”或“醉酒”）驾驶。 （4）该仪器使用较长时间后，电源内阻增大，电源电动势变小，若不做任何调整直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） （2） （3）饮酒 （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据 可得，故需再串联一个的电阻。 【小问2详解】 若，则和也分2V 即 又由甲可知，酒精浓度0时电阻为，有 则 【小问3详解】 若，则有 即 则可推出传感器电阻约为，属于饮酒驾驶。 【小问4详解】 考虑电压表分同样电压情况下应更大，即传感器电阻应更大，对应图甲可知酒精浓度偏小，测量偏大。 13. 有一台内阻为的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为，降压变压器的匝数比为，输电线的总电阻，全校共22个班，每班有“220V，40W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求： （1）发电机输出功率多大？ （2）发电机电动势多大？ （3）若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？请通过计算结果进行说明。 【答案】（1） （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 对用户端，有 由，可得 根据 可得 输电线的损失功率为 所以发电机的输出功率为 【小问2详解】 对降压变压器，根据 可得 对输电回路，有 对升压变压器，有， 可得， 则发电机电动势为 【小问3详解】 若使用灯数减半且正常发光，则有 所以发电机的输出功率变为 由计算可看出发电机的输出功率减少超过原来的一半。 14. 如图所示，两足够长的平行金属导轨分为水平和倾斜两部分，间距为，水平部分光滑，倾斜部分粗糙、倾角为。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为。导体棒放在水平导轨上，导体棒放在倾斜导轨上。两导体棒的质量均为，电阻均为。现用一水平向右的恒力作用在导体棒上，若导体棒以的速度做匀速直线运动，导体棒恰好处于静止状态。已知金属导轨电阻忽略不计，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等。求： （1）导体棒受到的安培力方向； （2）经过导体棒上产生的热量； （3）若导体棒始终没有与导轨发生相对滑动，恒力的最大值。 【答案】（1）水平向右 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒以向右切割磁感线，根据右手定则可知通过导体棒的电流方向从里向外，根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向水平向右。 【小问2详解】 导体棒产生的电动势为 回路中产生的电流为 则经过导体棒上产生的热量为 【小问3详解】 当速度为时，导体棒恰好静止，此时导体棒所受的最大静摩擦力沿斜面向上；根据受力平衡可得， 又， 联立解得 当导体棒受到最大静摩擦力沿斜面向下时，导体棒受到的安培力达到最大，同时导体棒所受的安培力也达到最大；由于导体棒始终保持临界静止状态，即安培力保持最大值不变；对于导体棒其所受到的拉力保持与安培力大小相等方向相反，故有 导体棒由受力平衡得， 又 联立解得 15. 如图所示，半径为r的金属圆环固定在竖直平面内，金属杆一端与固定在圆心O处的转轴相连，另一端A与圆环接触良好（未固定）。在O点和圆环之间连接电阻R和电容器，电容器P、Q两极板水平放置，两极板之间的距离为d，在环内及P、Q两极板间均有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在外力作用下金属杆逆时针匀速转动时，质量为m、带电量为q的微粒从电容器的左侧以速率沿虚线射入，在P、Q两极板之间的竖直平面内恰做匀速圆周运动，重力加速度为g，其它电阻不计。求： （1）金属杆转动的角速度ω； （2）若金属杆的转速减半，微粒在电容器中偏离虚线的最大距离h； （3）在第（2）问的条件下，若微粒射出电容器时的偏移量为最大距离的四分之一，微粒射出时的速度大小及电容器极板的可能长度L。 【答案】（1） （2） （3），，k = 0，1，2，…或，k = 0，1，2，… 【解析】 【小问1详解】 微粒在电容器间做匀速圆周运动时，重力与电场力平衡mg = Eq 电容器内电场强度，U等于金属杆转动产生的感应电动势，金属杆转动切割磁感线的感应电动势为 联立得 解得 【小问2详解】 转速减半后，角速度，感应电动势，电场强度 电场力 恒力合力大小 将初速度分解为 取（水平向右），恰好平衡恒力合力 剩余（水平向右）做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 可得 微粒在电容器中的运动为初速为的匀速直线运动，与初速为的匀速圆周运动的合运动 最大偏离为圆周运动的直径 【小问3详解】 偏移量大小为最大距离的，即 因此 可得 即或 其中圆周运动角速度 ①射出速度大小 速度分量 可得速度大小 代入 可得 ②极板可能长度 水平位移满足，代入参数整理得两种可能 时，k = 0，1，2，… 时，k = 0，1，2，… 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $