精品解析：山东菏泽市2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题（A）

高二物理试题（A） 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 甲图为显微镜观察碳粒在水中运动情况图像，乙图为两种不同温度下氧气分子速率分布图像。以下说法正确的是（　　） A. 甲图记录了碳颗粒在水中的运动轨迹 B. 甲图说明碳分子在做无规则的热运动 C. 乙图中曲线①对应的温度较高 D. 乙图说明两种温度下具有最大比例的速率区间是不同的 2. 如图所示，设轴上有甲、乙两分子，将甲分子固定在原点点，现把乙分子从处由静止释放，乙分子只在甲给它的分子力作用下沿轴运动。已知为两分子平衡位置间的距离。下列说法正确的是（ ） A. 乙分子的加速度一直减小 B. 乙分子到达处时速度最大 C. 甲对乙的分子力一直做正功 D. 乙分子势能最小的点在的区域 3. 某密封性良好的智能测温保温杯，缓慢倒入半杯热水，拧紧杯盖，此时温度显示为，静止一段时间后，温度显示为，与刚倒入热水时相比，保温杯内封闭的气体（ ） A. 压强变大 B. 每一个分子动能都变小 C. 单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数目变少 D. 分子数密度变大 4. 如图所示，正方形线框abcd置于光滑水平面，线框左半区域存在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，右半区域存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。某时刻起两区域的磁感应强度各自均匀增大，且同时线框在安培力作用下向右平移，下列说法正确的是（ ） A. 此时穿过线圈的磁通量一定增加 B. 此时穿过线圈的磁通量一定减小 C. 两磁场的磁通量变化率相同 D. 此时ab边所受的安培力小于cd边所受的安培力 5. 某光控继电器电路如图所示，它由电源、光电二极管（有光照射时，二极管电阻极小，没有光照射时，二极管电阻极大）、放大器、电磁继电器，工作电路等组成，以下说法正确的是（　　） A. 电磁铁的右侧为极 B. 光照使电磁铁的磁性减小 C. 若让灯泡L夜晚点亮，白天熄灭，控制开关应该和接触 D. 若让灯泡夜晚点亮，白天熄灭，控制开关应该和接触 6. 学校科技小组在学习了电磁感应现象后，设计了一个惊险刺气球游戏。游戏设计如图所示，实验桌上放一个气球，气球前沿的上方悬点处用细线悬挂一个强磁铁，强磁铁上固定一个铁钉，调节细线的长度，使强磁铁下落时恰好不与固定在实验桌上的厚铜板相撞。将强磁铁从图示高度由静止释放，铁钉在刺到气球前速度急剧减小，气球安然无恙。下列说法正确的是（　　） A. 强磁铁在到达最低点前不会停在空中 B. 强磁铁减速的原因是磁铁将铜磁化 C. 将厚铜板换作橡胶板，实验效果不变 D. 若只调换磁铁的两极，气球将会被刺穿 7. 如图所示，利用振荡电路可以测量储罐中不导电液体的高度变化。已知该振荡电路的周期为，频率为，当开关从打到上时开始计时，下面说法正确的是（ ） A. 振荡电路频率变大，说明液面升高 B. 时线圈中的自感电动势为0 C. 时间内电场能逐渐转化为磁场能 D. 时间内电容器左极板带正电 8. 如图甲所示的正方形平面内存在着垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律如图乙所示。一个质量为、所带电荷量为的粒子（不计重力）在时刻沿边从点射入磁场。已知正方形边长为，磁感应强度的大小为，带电粒子在磁场中运动的直径小于边长，规定磁场垂直于纸面向外的方向为正方向。若要使带电粒子不能从边界射出磁场，磁感应强度的变化周期的最大值为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，匀强磁场的磁场方向垂直于盒的底面向上。若在模拟实验中，加速器中央A处的粒子源产生的电子从速度为0开始加速，电子在形盒中做圆周运动的相邻半圆形轨道间的径向距离记为（即第次偏转半圆弧与第次偏转半圆弧在同一直径上的间距），已知电子的质量为，带电量大小为，所加交流电的频率为，下列说法正确的是（ ） A. 磁场的磁感应强度大小为 B. 磁场的磁感应强度大小为 C. 随着增大，逐渐减小 D. 随着增大，保持不变 10. 如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，线圈的电阻不计，自感系数足够大，灯泡的额定电压为，额定功率为，灯泡的额定电压为，额定功率为。闭合开关，调节滑动变阻器，使两灯泡亮度相同。在时刻断开开关，此后通过灯泡的电流，、两点间的电势差，随时间的变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 11. 如图所示，空间各处存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒MN，其N端固定在竖直导电转轴上，随转轴以角速度匀速转动。金属棒中点与半径为、电阻可以忽略的金属圆环始终保持良好接触。在圆环的点和转轴电刷间接有阻值为的定值电阻，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 电阻消耗电功率为 B. 电阻消耗的电功率为 C. D. 12. 如图所示，固定光滑平行轨道PQ、与水平面成角，导轨间距为。磁感应强度为B的匀强磁场，垂直导轨平面向上，两根完全相同的导体棒ab、cd均与导轨垂直，长度均为，电阻均为，质量均为。cd棒由静止释放时，ab棒的速度为，加速度沿导轨向下，经过时间，此后两棒间距保持不变。已知重力加速度为，导轨电阻不计、长度无限长，两棒运动过程中始终未相碰。以下说法正确的是（ ） A. ab、cd棒组成的系统动量守恒，机械能不守恒 B. ab、cd棒最终一起做匀加速运动，加速度为 C. 时间内通过导体棒的电荷量为 D. 时刻棒的速度为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. “用油膜法估测分子的大小”的实验中，将的纯油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL上述溶液为25滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上，再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积。根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_____（结果保留一位有效数字）； （2）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径偏小的是（ ） A. 甲同学在配制油酸酒精溶液时，量筒刻度读数时读取了液面的最高点的刻度值 B. 乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时，1 mL溶液的滴数多数了1滴 C. 丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计 （3）利用上述方法测量出了油酸直径为，已知油酸的密度为，摩尔质量为，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为___________。 14. 某小组用可拆卸变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验，可拆变压器零部件如图甲所示，组装后如图乙所示。 （1）为实现实验目的，该实验采用的实验方法是_____； A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 D. 归纳推理法 （2）该小组左侧接线柱选择“0”和“4”，输入电压为，右侧线圈选择不同接线柱，测量输出电压，实验数据如下表所示 右侧线圈接线柱 “0”、“2” “0”、“8” “0”、“14” “2”、“8” “2”、“14” 0.96 3.84 6.72 5.76 ①右侧线圈接线柱选择“2”和“8”。输出电压可能正确的为_______________ A． B． C． D． ②分析实验数据，得出的实验结论：_________________________________ （3）该小组将图乙中左侧线圈接在交流电源上，将右侧线圈接在电压传感器上。在时间内该小组断开开关，进行一系列操作后，再闭合开关，观察到电压传感电压随时间变化的图像如下图所示，该操作可能是_____________。 A. 增加副线圈匝数，同时增大交流电源的频率 B. 增加电源的电压，同时增大交流电源的频率 C. 交流电源频率不变，仅减小原线圈匝数 D. 交流电源频率不变，摆正并拧紧松动的铁芯 15. 图甲是交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度为，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。已知线圈匝数为300匝，线圈AB边长为，AD长为，线圈总电阻为，电路中电阻为，线圈逆时针转动的转速为。求： （1）从图中时刻开始计时，路端电压随时间变化关系式； （2）从图中时刻开始在内通过电阻的电荷量和电阻中产生的焦耳热。 16. 新能源汽车搭载的第二代刀片电池采用闪充充电桩充电时，5分钟可将电量从10%充到70%，9分钟可从10%充至97%。某充电站配备了闪充充电桩和普通充电桩，某兴趣小组设计的模拟供电电路如图所示，若配电站输出电压为，升压变压器的匝数比，降压变压器原线圈的匝数为，通过匝数分别为和的副线圈向闪充桩和普通桩供电，当闪充桩输出电压为，输出功率为，同时普通充电桩的输出电压为，输出功率为时，配电站的输出功率为，变压器均视为理想变压器。求： （1）输电线损耗电压； （2）降压变压器的匝数比值。 17. 如图甲所示，无限长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有阻值为的定值电阻，导轨间距为。整个装置处于竖直向下的磁场中，一根与导轨垂直的导体棒在外力作用下，沿导轨向右以速度做匀速直线运动。已知时，导体棒与导轨左端的距离为，磁感应强度大小为，导体棒和导轨的电阻均忽略不计。 （1）若回路中不产生感应电流，请写出磁感应强度随时间的变化关系式； （2）若磁感应强度随时间的变化规律如乙图所示，求： ①时刻外力的大小； ②时间内通过电阻的电荷量。 18. 如图所示，在的区域，存在一个半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，该区域的圆心在（0，）；在的整个区域，存在磁感应强度大小为方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在区域内存在电场强度大小为，方向沿轴正方向的匀强电场。在，区域内，有一束宽为的带电粒子，以平行轴正方向的相同速度射入圆形磁场后，都经过原点进入的区域。已知带电粒子的质量为，电荷量为，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求： （1）带电粒子的速度大小； （2）若只考虑带电粒子第一次进入的区域，从直线上方返回粒子的运动不再考虑，回答下列问题： ①直线上，有自下而上粒子通过的线段的长度以及这些粒子在区域运动的最短时间； ②粒子在区域运动过程中，纵坐标的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理试题（A） 注意事项： 1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 甲图为显微镜观察碳粒在水中运动情况图像，乙图为两种不同温度下氧气分子的速率分布图像。以下说法正确的是（　　） A. 甲图记录了碳颗粒在水中的运动轨迹 B. 甲图说明碳分子在做无规则的热运动 C. 乙图中曲线①对应的温度较高 D. 乙图说明两种温度下具有最大比例的速率区间是不同的 【答案】D 【解析】 【详解】A．显微镜观察碳粒在水中的运动是位置连线，不是轨迹，故A错误； B．固体微粒在不停地做无规则运动，是周围的液体分子撞击引起的，则间接反映液体分子做无规则热运动，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均动能是统计规律，所以温度高的气体，其速率大的分子所占百分比较多，即乙图中曲线②对应的温度较高，故C错误； D．由乙图可知在两种温度下，具有最大比例的速率区间不同，②状态下速率大的分子占据的比例较大，说明②对应的平均动能较大，温度较高，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，设轴上有甲、乙两分子，将甲分子固定在原点点，现把乙分子从处由静止释放，乙分子只在甲给它的分子力作用下沿轴运动。已知为两分子平衡位置间的距离。下列说法正确的是（ ） A. 乙分子的加速度一直减小 B. 乙分子到达处时速度最大 C. 甲对乙的分子力一直做正功 D. 乙分子势能最小的点在的区域 【答案】B 【解析】 【详解】A．乙从向运动时，分子力表现为斥力在减小，加速度减小；超过后，分子力表现为引力且先增大后减小，则加速度先增大后减小，因此加速度不是一直减小，故A错误； B．乙到达前，分子力表现为斥力，方向与运动方向相同，乙一直加速；越过后，分子力表现为引力，方向与运动方向相反，乙开始减速，因此乙在处速度最大，故B正确； C．阶段，分子力表现为斥力与运动方向同向，分子力做正功；阶段，分子力表现为引力与运动方向反向，分子力做负功，因此不是一直做正功，故C错误； D．从开始到，分子力表现为斥力与运动方向同向，分子力做正功，分子势能持续减小；越过后分子力表现为引力，方向与运动方向相反，分子力做负功，分子势能增加，因此分子势能最小的点在处，故D错误。 故选B。 3. 某密封性良好的智能测温保温杯，缓慢倒入半杯热水，拧紧杯盖，此时温度显示为，静止一段时间后，温度显示为，与刚倒入热水时相比，保温杯内封闭的气体（ ） A. 压强变大 B. 每一个分子的动能都变小 C. 单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数目变少 D. 分子数密度变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．封闭在保温杯内的理想气体发生等容降温的过程，由可知，气体的压强变小，故A错误； B．保温杯内的气体温度降低，由可知，分子的平均动能变小，但分子的热运动是统计规律，则某个分子的动能可能变大，变小或不变，故B错误； CD．因保温杯内的气体的体积不变，则分子数密度不变；而平均动能变小，由可知气体分子的平均速率变小，即分子数密度不变且分子运动变慢，则单位时间内单位面积器壁上碰撞的分子数目变少，故C正确，D错误； 故选C。 4. 如图所示，正方形线框abcd置于光滑水平面，线框左半区域存在竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场，右半区域存在竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场。某时刻起两区域的磁感应强度各自均匀增大，且同时线框在安培力作用下向右平移，下列说法正确的是（ ） A. 此时穿过线圈的磁通量一定增加 B. 此时穿过线圈的磁通量一定减小 C. 两磁场的磁通量变化率相同 D. 此时ab边所受的安培力小于cd边所受的安培力 【答案】B 【解析】 【详解】AB．某时刻起两区域的磁感应强度各自均匀增大，且同时线框在安培力作用下向右平移，可知安培力方向向右，根据左手定则可得电流方向为逆时针，再根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场垂直线框竖直向上，根据楞次定律可知线框的磁通量一定减小，即向下增加的磁通量大于向上增加的磁通量，总磁通量减小，故A错误，B正确； C．左边磁场变化产生的感应电流为逆时针，右边磁场变化产生的感应电流为顺时针，总电流为逆时针，可知电动势不为零，可知两磁场的磁通量变化率不相同，故C错误； D．根据可知此时ab边所受的安培力 cd边所受的安培力为 可知此时ab边所受的安培力大于cd边所受的安培力，故D错误。 故选B。 5. 某光控继电器电路如图所示，它由电源、光电二极管（有光照射时，二极管电阻极小，没有光照射时，二极管电阻极大）、放大器、电磁继电器，工作电路等组成，以下说法正确的是（　　） A. 电磁铁的右侧为极 B. 光照使电磁铁的磁性减小 C. 若让灯泡L夜晚点亮，白天熄灭，控制开关应该和接触 D. 若让灯泡夜晚点亮，白天熄灭，控制开关应该和接触 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流从左向右流过螺线管，由安培定则可知内部的磁感线向左，则电磁铁的左侧为N极，右侧为S极，故A错误； B．有光照时，光电二极管电阻极小，控制电路电流变大，经过放大器后，电磁铁电流变大，磁性增强；无光照时，光电二极管电阻极大，控制电路电流变小，电磁铁磁性减弱，所以光照会使电磁铁磁性增强，故B错误； CD．白天有光照，光电二极管电阻小，控制电路电流大，电磁铁磁性强将吸下衔铁；夜晚无光照，光电二极管电阻大，控制电路电流小，电磁铁磁性弱衔铁弹起；若让灯泡L夜晚点亮白天熄灭，需要白天衔铁吸下电路断开，夜晚衔铁弹起电路接通，因此开关S应和b接触；故C错误，D正确。 故选D。 6. 学校科技小组在学习了电磁感应现象后，设计了一个惊险的刺气球游戏。游戏设计如图所示，实验桌上放一个气球，气球前沿的上方悬点处用细线悬挂一个强磁铁，强磁铁上固定一个铁钉，调节细线的长度，使强磁铁下落时恰好不与固定在实验桌上的厚铜板相撞。将强磁铁从图示高度由静止释放，铁钉在刺到气球前速度急剧减小，气球安然无恙。下列说法正确的是（　　） A. 强磁铁在到达最低点前不会停在空中 B. 强磁铁减速的原因是磁铁将铜磁化 C. 将厚铜板换作橡胶板，实验效果不变 D. 若只调换磁铁的两极，气球将会被刺穿 【答案】A 【解析】 【详解】A．强磁铁在靠近厚铜板时，厚铜板会产生涡流，感应电流的磁场会阻碍磁铁的相对运动，这种来拒去留只会让磁铁减速，不会让磁铁悬浮停在空中，所以强磁铁在到达最低点前不会停在空中，故A正确； B．强磁铁减速的原因是厚铜板中产生感应电流，感应电流的磁场产生阻碍作用，而不是磁铁将铜磁化，故B错误； C．橡胶板是绝缘体，不会产生感应电流，也就不会产生电磁阻尼阻碍磁铁运动，所以实验效果会完全改变，故C错误； D．只调换磁铁的两极，磁铁靠近厚铜板时仍然会产生电磁感应，感应电流的磁场仍然会产生电磁感应，感应电流的磁场依然会阻碍磁铁运动，磁铁还是会减速，气球不会被刺穿，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，利用振荡电路可以测量储罐中不导电液体的高度变化。已知该振荡电路的周期为，频率为，当开关从打到上时开始计时，下面说法正确的是（ ） A. 振荡电路频率变大，说明液面升高 B. 时线圈中的自感电动势为0 C. 时间内电场能逐渐转化为磁场能 D. 时间内电容器左极板带正电 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据LC振荡电路频率公式  频率变大说明减小，电容器电容满足  因不导电液体的介电常数大于空气， 减小，液面降低，故A错误； B．开关S打在开始计时时，电容器充电完毕，电荷量最大，电路电流为，经过，电容器放电完毕，电路电流达到最大值。LC振荡中，电流最大时电流的变化率 根据自感电动势公式 得自感电动势为，故B正确； C． 时间内，电容器在反向充电，电路电流逐渐减小，磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，该过程是磁场能转化为电场能，故C错误； D．初始充电时电容器左极板带正电、右极板带负电，放电时电流沿顺时针方向；放电完毕后，由于线圈自感，电流继续沿顺时针方向流动，正电荷不断聚集到右极板，因此内电容器右极板带正电，左极板带负电，故D错误。 故选B。 8. 如图甲所示的正方形平面内存在着垂直于该平面的匀强磁场，磁感应强度的变化规律如图乙所示。一个质量为、所带电荷量为的粒子（不计重力）在时刻沿边从点射入磁场。已知正方形边长为，磁感应强度的大小为，带电粒子在磁场中运动的直径小于边长，规定磁场垂直于纸面向外的方向为正方向。若要使带电粒子不能从边界射出磁场，磁感应强度的变化周期的最大值为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】带电粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可得 粒子在磁场中做圆周运动的周期 联立解得 若带电粒子不能从边界射出磁场，临界情况下粒子的运动轨迹如图 则有 解得 在磁场变化的半个周期内，粒子在磁场中旋转角，运动时间为 可知磁场使粒子每次变向的最长时间是，带电粒子不能从边界射出，则有 磁感应强度的变化周期的最大值 故选A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，回旋加速器两个D形金属盒分别和一高频交流电源两极相接，匀强磁场的磁场方向垂直于盒的底面向上。若在模拟实验中，加速器中央A处的粒子源产生的电子从速度为0开始加速，电子在形盒中做圆周运动的相邻半圆形轨道间的径向距离记为（即第次偏转半圆弧与第次偏转半圆弧在同一直径上的间距），已知电子的质量为，带电量大小为，所加交流电的频率为，下列说法正确的是（ ） A. 磁场的磁感应强度大小为 B. 磁场的磁感应强度大小为 C. 随着增大，逐渐减小 D. 随着增大，保持不变 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．回旋加速器高频交流电的频率等于粒子在D形盒中做圆周运动的频率， 电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，满足 解得 粒子做圆周运动的周期 回旋频率与高频交流电的频率相等，有 故磁场的磁感应强度大小为，故A正确，B错误； CD．设每次加速电压为，电子经过次加速后，动能满足 结合圆周运动半径公式 整理得 因此，相邻轨道的径向间距 可见，随着增大，逐渐减小，故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，线圈的电阻不计，自感系数足够大，灯泡的额定电压为，额定功率为，灯泡的额定电压为，额定功率为。闭合开关，调节滑动变阻器，使两灯泡亮度相同。在时刻断开开关，此后通过灯泡的电流，、两点间的电势差，随时间的变化规律正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】闭合开关S稳定时，线圈L电阻不计，灯泡的电阻为 灯泡的电阻为 调节滑动变阻器，使两灯泡亮度相同，则有 可知，电流方向均向右。 AB．在时刻断开S，线圈L会产生自感电动势阻碍电流减小，则消失，不会立即消失而是慢慢减小，电流方向继续向右流过线圈，从右向左流过灯泡，故流过灯泡的电流初始时为，方向不变，随后逐渐减小到零，不会反向，故A正确，B错误； CD．对于、两点间的电势差，闭合S后 电流方向向右，则a点电势高于b点，为正值； 断开S后，线圈L的自感电动势使电流沿流动，此时b点电势高于a点电势，为负值，大小为 大小逐渐减小到0，故C错误，D正确。 故选AD。 11. 如图所示，空间各处存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。长为的金属棒MN，其N端固定在竖直导电转轴上，随转轴以角速度匀速转动。金属棒中点与半径为、电阻可以忽略的金属圆环始终保持良好接触。在圆环的点和转轴电刷间接有阻值为的定值电阻，不计其他电阻和摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 电阻消耗的电功率为 B. 电阻消耗的电功率为 C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．金属棒MN绕转轴N匀速转动，只有NK段接入闭合电路，转动切割磁感线的感应电动势公式为 电阻消耗的电功率为 故A错误，B正确； CD．金属棒电阻不计，其两端MN电压等于切割磁感线产生的电动势，故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图所示，固定光滑平行轨道PQ、与水平面成角，导轨间距为。磁感应强度为B的匀强磁场，垂直导轨平面向上，两根完全相同的导体棒ab、cd均与导轨垂直，长度均为，电阻均为，质量均为。cd棒由静止释放时，ab棒的速度为，加速度沿导轨向下，经过时间，此后两棒间距保持不变。已知重力加速度为，导轨电阻不计、长度无限长，两棒运动过程中始终未相碰。以下说法正确的是（ ） A. ab、cd棒组成的系统动量守恒，机械能不守恒 B. ab、cd棒最终一起做匀加速运动，加速度为 C. 时间内通过导体棒的电荷量为 D. 时刻棒的速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．ab、cd棒组成的系统在沿斜面的方向上受到重力的分量，同时受到的安培力等大且反向可相互抵消，整个系统受力不平衡，所以动量不守恒。同时安培力对棒做功不为0，所以系统的机械能不守恒，故A错误； B．最后两棒间距不变，回路中的磁通量不变，不产生感应电流，所以导体棒只受到重力分量的作用，加速度均为，故B正确； CD．设经过时间t后两棒的速度均为，对ab棒应用动量定理，有 对cd棒应用动量定理有 将上述两个公式相减，且代入公式 可得到 代入动量定理表达式，可得到，故C错误，D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. “用油膜法估测分子的大小”的实验中，将的纯油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL上述溶液为25滴，把一滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的轮廓用彩笔描绘在玻璃板上，再将画有油酸膜轮廓的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积。根据以上信息，回答下列问题： （1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是_____（结果保留一位有效数字）； （2）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径偏小的是（ ） A. 甲同学在配制油酸酒精溶液时，量筒刻度读数时读取了液面的最高点的刻度值 B. 乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时，1 mL溶液的滴数多数了1滴 C. 丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计 （3）利用上述方法测量出了油酸的直径为，已知油酸的密度为，摩尔质量为，则阿伏加德罗常数可用上述字母表示为___________。 【答案】（1） （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为 【小问2详解】 A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，量筒刻度读数时读取了液面的最高点的刻度值，导致读取的溶液体积偏大，最终一滴纯油酸体积的计算值偏大，根据可知所测的分子直径偏大，故A错误； B．乙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积时，1 mL溶液的滴数多数了1滴，则一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积的计算值偏小，根据可知所测的分子直径偏小，故B正确； C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，则计算的油膜面积S比实际面积小一些，根据可知导致所测的分子直径d偏大，故C错误。 故选B。 【小问3详解】 纯油酸的摩尔体积为 一个油酸分子的体积为 则阿伏伽德罗常数为 14. 某小组用可拆卸变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”实验，可拆变压器零部件如图甲所示，组装后如图乙所示。 （1）为实现实验目的，该实验采用的实验方法是_____； A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 D. 归纳推理法 （2）该小组左侧接线柱选择“0”和“4”，输入电压为，右侧线圈选择不同接线柱，测量输出电压，实验数据如下表所示 右侧线圈接线柱 “0”、“2” “0”、“8” “0”、“14” “2”、“8” “2”、“14” 0.96 3.84 6.72 5.76 ①右侧线圈接线柱选择“2”和“8”。输出电压可能正确的为_______________ A． B． C． D． ②分析实验数据，得出的实验结论：_________________________________ （3）该小组将图乙中左侧线圈接在交流电源上，将右侧线圈接在电压传感器上。在时间内该小组断开开关，进行一系列操作后，再闭合开关，观察到电压传感电压随时间变化的图像如下图所示，该操作可能是_____________。 A. 增加副线圈匝数，同时增大交流电源的频率 B. 增加电源的电压，同时增大交流电源的频率 C. 交流电源频率不变，仅减小原线圈匝数 D. 交流电源频率不变，摆正并拧紧松动的铁芯 【答案】（1）C （2） ①. B ②. 在误差允许的范围内，即原副线圈的电压比等于原副线圈匝数比 （3）CD 【解析】 【小问1详解】 探究原、副线圈电压与匝数的关系时，需要控制一个物理量不变，研究另外两个量的关系，该实验方法为控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 ①[1]由题意，左侧线圈接“0”和“4”接线柱，右侧线圈接“0”和“2”的接线柱时，若为理想变压器，则 实际变压器有漏磁，且铁芯中的涡电流有热损，故有 得到的数据为。当右侧线圈接线柱选择“2”和“8”时， 则 选项中最接近且小于的为。 故选B。 ②[2]实验中，由于变压器存在漏磁、铁芯涡流损耗、线圈电阻等因素，并非理想变压器，但整体规律符合变压器原、副线圈的电压与匝数成正比这一规律，故可得结论在误差允许的范围内，即原副线圈的电压比等于原副线圈匝数比。 【小问3详解】 由图像可知，操作后副线圈电压峰值变大，且周期不变，即交流频率不变。 AB．增大交流电源频率会使副线圈的输出电压的频率增大，与图像不符，故A、B错误； C．频率不变，仅减小原线圈匝数，由理想变压器原、副线圈电压关系可知，减小，副线圈电压增大，峰值变大、频率不变，符合图像，故C正确； D．频率不变，拧紧松动的铁芯后，铁芯漏磁减少，副线圈感应电压增大，峰值变大、频率不变，符合图像，故D正确。 故选CD。 15. 图甲是交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度为，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。已知线圈匝数为300匝，线圈AB边长为，AD长为，线圈总电阻为，电路中电阻为，线圈逆时针转动的转速为 。求： （1）从图中时刻开始计时，路端电压随时间变化关系式； （2）从图中时刻开始在内通过电阻的电荷量和电阻中产生的焦耳热。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 交流发电机产生交流电峰值 交流发电机产生交流电电动势的瞬时值为 角速度 根据 联立解得 【小问2详解】 线圈在内转过的角度 解得 磁通量变化量大小 则电荷量 解得 交流电流的有效值为 其中 产生的热量 解得 16. 新能源汽车搭载的第二代刀片电池采用闪充充电桩充电时，5分钟可将电量从10%充到70%，9分钟可从10%充至97%。某充电站配备了闪充充电桩和普通充电桩，某兴趣小组设计的模拟供电电路如图所示，若配电站输出电压为，升压变压器的匝数比，降压变压器原线圈的匝数为，通过匝数分别为和的副线圈向闪充桩和普通桩供电，当闪充桩输出电压为，输出功率为，同时普通充电桩的输出电压为，输出功率为 时，配电站的输出功率为 ，变压器均视为理想变压器。求： （1）输电线损耗电压； （2）降压变压器的匝数比值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 降压变压器功率关系： 升压变压器功率关系： 由理想变压器电压之比等于匝数之比 得 由 得 输电线损耗功率： 得 损耗电压 得 【小问2详解】 降压变压器 又 由 得 由理想变压器电压之比等于匝数之比 综合得 17. 如图甲所示，无限长光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨左端接有阻值为的定值电阻，导轨间距为。整个装置处于竖直向下的磁场中，一根与导轨垂直的导体棒在外力作用下，沿导轨向右以速度做匀速直线运动。已知时，导体棒与导轨左端的距离为，磁感应强度大小为，导体棒和导轨的电阻均忽略不计。 （1）若回路中不产生感应电流，请写出磁感应强度随时间的变化关系式； （2）若磁感应强度随时间的变化规律如乙图所示，求： ①时刻外力的大小； ②时间内通过电阻的电荷量。 【答案】（1） （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 若回路中不产生感应电流，则磁通量不变化，有 磁感应强度随时间的变化关系式为 【小问2详解】 ①由乙图得随的变化关系为，变化率  ​时，安培力 动生电动势 感生电动势 总电动势 回路中电流 时刻外力的大小 ②，， 联立得 时 时 时间内通过电阻的电荷量 18. 如图所示，在的区域，存在一个半径为的圆形匀强磁场区域，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里，该区域的圆心在（0，）；在的整个区域，存在磁感应强度大小为方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在区域内存在电场强度大小为，方向沿轴正方向的匀强电场。在，区域内，有一束宽为的带电粒子，以平行轴正方向的相同速度射入圆形磁场后，都经过原点进入的区域。已知带电粒子的质量为，电荷量为，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求： （1）带电粒子的速度大小； （2）若只考虑带电粒子第一次进入的区域，从直线上方返回粒子的运动不再考虑，回答下列问题： ①直线上，有自下而上粒子通过的线段的长度以及这些粒子在区域运动的最短时间； ②粒子在区域运动过程中，纵坐标的最大值。 【答案】（1） （2）①，；② 【解析】 【小问1详解】 在轴下方磁场中，带电粒子做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 由题意可知轨迹半径为 联立解得 【小问2详解】 ①从点水平射向轴负方向的粒子，与交点在最左侧，由洛伦兹力提供向心力得 解得 则有 从点沿轴正方向进入区域的粒子，恰好与相切，此粒子在上的交点在最右侧，有 直线上有粒子通过的长度为 解得 粒子在运动的最短时间，对应最短的弦长，即从点正上方通过对应的弦长最短，由几何关系可知此时对应的轨迹圆心角为 则最短时间为 解得 ②粒子进入的区域后，其运动可以看作沿直线的匀速直线运动和平面内的匀速圆周运动的合成。其中沿直线的匀速直线运动的分速度满足 解得 沿轴正方向进入的粒子，其达到的值最大，对应在平面内的匀速圆周运动的分速度满足 方向与轴负方向的夹角满足 可得 由 解得 根据几何关系可知纵坐标的最大值为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $