精品解析：山东济宁市实验中学2025-2026学年高二下学期5月阶段检测物理试卷

济宁市实验中学2024级高二下学期5月阶段考试 物理试卷 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. “天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，这一实验展示了水分子间存在作用力。将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 分子Q由A到C先加速再减速运动 B. 分子Q在C点时分子势能最大 C. 分子Q由A到C，分子力对Q先做正功再做负功 D. 分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大 2. 如图甲所示为某种车辆智能道闸系统，图乙为其简化原理图，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流的频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间该电路的电流如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. t1~t2时间内电场能转化为磁场能 B. t3时刻，线圈中的自感电动势最小 C. 车辆远离地感线圈时，振荡电路的周期变大 D. 车辆靠近地感线圈时，振荡电流的频率变大 3. 如图所示为卡诺逆循环过程（制冷机）的p−V图像，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，全过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。图中虚线T1、T2为两条等温线。下列说法中正确的是（　　） A. 一个循环过程中，外界对气体做的功小于气体对外界做的功 B. a→b过程气体压强减小只是由于单位体积内分子数减少导致的 C. a→b过程气体对外界做的功等于c→d过程外界对气体做的功 D. d→a过程气体向外界释放的热量等于b→c过程从低温热源吸收的热量 4. 如图所示电路，L为一自感线圈，A为电灯，L的直流电阻比A的电阻小得多，接通S，待电路稳定再断开S，断开时（　　） A. 通过灯A的电流方向为从左向右 B. 灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭 C. 灯A将立即熄灭 D. 通过L的电流方向为从右向左 5. 如图所示，面积为S的金属圆环的直径与两磁场的边界重合，上方匀强磁场的磁感应强度保持不变，下方匀强磁场的磁感应强度均匀增大，下列说法正确的是（　　） A. 圆环中产生逆时针方向感应电流 B. 感应电动势大小为 C. 圆环受向上的安培力 D. 圆环受安培力大小不变 6. 如图甲所示，是发电机原理示意图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO′逆时针匀速转动，发电机产生的电动势随时间按正弦函数规律变化，如图乙所示。已知发电机线圈电阻为5Ω，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈经过图甲所示位置时，线圈中电流方向为A→B→C→D B. 线圈经过图甲所示位置时，产生的电动势为0 C. 发电机产生的电动势瞬时值的表达式为 D. 外电路接R=95Ω的定值电阻时，理想电流表的示数为2.2A 7. 排污管道对于一个城市的正常运转是不可或缺的。管道中的污水通常含有大量的正负离子。如图所示，管道内径为d，污水流速大小为v，方向水平向右。现将方向与管道横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段管道，磁感应强度大小为B，M、N为管道上的两点，当污水的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. M点电势低，N点电势高 B. M、N间电势差与污水流速无关 C. 由于沉淀物导致管道内径变小时，污水流速变小 D. 由于沉淀物导致管道内径变小时，M、N间的电势差变大 8. 如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（　　） A. B. C. D. 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分。选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图（a）中，温度一定时，微粒越小，其布朗运动越明显 B. 图（b）中，若油膜未完全展开，则测得的油酸分子直径偏小 C. 图（c）中，用烧热的电烙铁接触涂有石蜡的薄玻璃片的背面，石蜡融化区域的形状近似呈圆形，说明玻璃的导热性能具有各向同性 D. 图（d）中，戳破右侧的肥皂膜，棉线会向右弯曲 10. 如图所示，L形直角细管，管内两水银柱长度分别为56cm和20cm，竖直管和水平管各封闭了一段气体A和B。长度分别为19cm和28cm。且上端水银面恰至管口，外界大气压强为76cmHg，现以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，此过程中（　　） A. 气体B的长度变化量为28cm B. 气体A的长度变化量为33cm C. 溢出的水银柱长度为42cm D. 溢出的水银柱长度为14cm 11. 如图所示，在区域中存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在时刻，一位于坐标原点的粒子源在平面内向各个方向发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小均为（未知）。在磁场上边界，有粒子穿出的区域长度为，在磁场下边界，有粒子穿出的区域长度为，已知粒子质量为，带电量为，沿轴正方向发射的粒子从磁场上边界点穿出磁场，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法中正确的是（　　） A. 与之比为 B. 与之比为 C. 带电粒子在磁场中运动最长的时间为 D. 带电粒子在磁场中运动最长的时间为 12. 如图，采用电磁刹车技术的列车质量为m，其下方固定有边长为L、匝数为N、总电阻为R的正方形闭合线框abcd。垂直于钢轨间隔分布的匀强磁场，磁感应强度为B，每个磁场区域的宽度及相邻两磁场区域的间距均为L。当ab边以初速度v0进入磁场区域时，列车开始刹车，经31L停下。已知钢轨宽度为D，刹车过程，列车所受钢轨及空气阻力的合力恒为f，则（　　） A. ab边进入磁场瞬间，线框中的感应电流沿adcba方向 B. ab边进入磁场瞬间，线框中的感应电流大小为 C. 列车从开始刹车到停止，线框产生的焦耳热为 D. 列车从开始刹车到停止，所经历的时间为 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 三、实验题 13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。在浅盘中盛上水，将痱子粉均匀撒在水面上。继续完成实验操作∶ （1）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为_____； A. B. C. D. （2）把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状如图所示。图中每个正方形小方格的边长为，则油酸薄膜的面积_____； （3）由此可得，油酸分子的直径为_____（结果用、、、和表示）。 14. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数关系”的实验中，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。 （1）要完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压______（填“直流”或“交流”）电源。 （2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是______； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 类比法 （3）实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为4:9，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______； A. 1.1V B. 1.3V C. 1.5V 四、解答题 15. 小型水力发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为1Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器。求： （1）输电线上的电流。 （2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。 16. 汽车空气悬挂系统通过压缩气体实现减震功能，该装置又叫“空气弹簧”，“空气弹簧”可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，如图所示。汽车未载重时，汽缸内封闭一段长，压强的理想气体。已知汽缸横截面积，外界大气压为，汽缸壁导热良好且外界温度不变，忽略汽缸与活塞间的摩擦。 （1）当汽车载重后，稳定时气体长度为初始长度的，求此时缸内气体的压强； （2）为使（1）问中活塞恢复到初始位置，需从高压罐中充入压强为、温度与缸内气体相同的气体，求从高压罐中充入气体的体积。 17. 直角坐标系xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场B，质量m、带电量的粒子从y轴的P点以速度垂直y轴入射第一象限，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角，已知P点到坐标原点O的距离为L，不计粒子重力。 （1）匀强电场的电场强度的大小E； （2）粒子从P点出发经多长时间粒子第二次经过x轴； （3）粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离s。 18. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨间距为，导轨左侧有两个开关、，与一个阻值为的定值电阻串联，与一个电容为的电容器串联。导体棒垂直于导轨放置，其长度为、质量为、电阻也为。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为的重物通过轻质定滑轮用绝缘轻绳与导体棒的中点连接，开始时轻绳张紧。现将闭合，断开，使重物由静止释放，经时间金属棒达到最大速度。已知导轨足够长，不计导轨电阻，导体棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度为，不计一切摩擦。求： （1）导体棒的最大速度； （2）导体棒从开始运动到刚达到最大速度时，运动的距离； （3）从导体棒开始运动到刚达到最大速度时，电阻中产生的热量； （4）导体棒达到最大速度后，将断开、闭合，同时撤去重物，电容器所带的最大电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 济宁市实验中学2024级高二下学期5月阶段考试 物理试卷 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. “天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”，这一实验展示了水分子间存在作用力。将一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 分子Q由A到C先加速再减速运动 B. 分子Q在C点时分子势能最大 C. 分子Q由A到C，分子力对Q先做正功再做负功 D. 分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子Q由A到C一直受到吸引力作用，则一直加速运动，选项A错误； BC．分子Q由A到C分子力一直做正功，分子势能一直减小，则在C点时分子势能最小，选项BC错误； D．分子Q由A点释放后运动到C点的过程中，分子引力先增加后减小，则加速度先增大后减小；越过C点后分力为斥力且逐渐变大，可知加速度逐渐变大，选项D正确。 故选D。 2. 如图甲所示为某种车辆智能道闸系统，图乙为其简化原理图，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流的频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间该电路的电流如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. t1~t2时间内电场能转化为磁场能 B. t3时刻，线圈中的自感电动势最小 C. 车辆远离地感线圈时，振荡电路的周期变大 D. 车辆靠近地感线圈时，振荡电流的频率变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．t1~t2时间内电流增大，LC振荡电路处于放电状态，电场能转化为磁场能，故A正确； B．t3时刻，电流为0，但是电流变化率大，即线圈中的自感电动势最大，故B错误； CD．当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据，可知周期变大；根据，频率变小，故CD错误。 故选A。 3. 如图所示为卡诺逆循环过程（制冷机）的p−V图像，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，全过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。图中虚线T1、T2为两条等温线。下列说法中正确的是（　　） A. 一个循环过程中，外界对气体做的功小于气体对外界做的功 B. a→b过程气体压强减小只是由于单位体积内分子数减少导致的 C. a→b过程气体对外界做的功等于c→d过程外界对气体做的功 D. d→a过程气体向外界释放的热量等于b→c过程从低温热源吸收的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．由理想气体状态方程和图形面积表示做功可知，c→d→a外界对气体做的功大于a→b→c气体对外界做的功，故一个循环过程中，外界对气体做的功大于气体对外界做的功，故A错误； B．由图可知 由理想气体状态方程可得，由图像可以看出p1V1>p2V2，所以T1>T2，即a→b过程气体压强减小是由于单位体积内分子数减少和温度降低导致的，故B错误； C．因为两个过程是绝热过程，a→b过程气体对外做的功，气体温度由T1减小到T2，等于c→d过程外界对气体做的功，气体温度由T2增加到T1，由热力学第一定律ΔU=Q+W可知，a→b过程气体对外做的功等于c→d过程外界对气体做的功，故C正确； D．等温过程内能变化为零，则由ΔU=W+Q，可知，由图像可知，d→a过程外界对气体做的功大于b→c过程气体对外做的功，所以d→a过程向外界释放的热量大于b→c过程从低温热源吸收的热量，故D错误。 故选C。 4. 如图所示电路，L为一自感线圈，A为电灯，L的直流电阻比A的电阻小得多，接通S，待电路稳定再断开S，断开时（　　） A. 通过灯A的电流方向为从左向右 B. 灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭 C. 灯A将立即熄灭 D. 通过L的电流方向为从右向左 【答案】B 【解析】 【详解】AD．电路稳定后，通过线圈L的电流方向为从左向右，待电路稳定再断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈与灯A构成回路，则通过线圈L的电流方向仍为从左向右，通过灯A的电流方向为从右向左，故AD错误； BC．电路稳定后，由于线圈L的直流电阻比灯A的电阻小得多，则通过线圈L的电流大于通过灯A的电流；待电路稳定再断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，且线圈L与灯A构成回路，所以灯A将比原来更亮一些后再逐渐熄灭，故B正确，C错误。 故选B。 5. 如图所示，面积为S的金属圆环的直径与两磁场的边界重合，上方匀强磁场的磁感应强度保持不变，下方匀强磁场的磁感应强度均匀增大，下列说法正确的是（　　） A. 圆环中产生逆时针方向感应电流 B. 感应电动势大小为 C. 圆环受向上的安培力 D. 圆环受安培力大小不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题知，下方的磁感应强度向外均匀增强，根据楞次定律，可知产生的感应电流方向为顺时针方向，故A错误； B．由题知，上方磁感应强度恒定，下方磁感应强度均匀变化，则有 根据法拉第电磁感应定律有 又 可得感应电动势为，故B错误； C．已知感应电流方向为顺时针方向，根据左手定则，对上半部分圆环分析，可知所受的安培力向上；对下半部分圆环分析，可知所受的安培力向上，故整个圆环所受的安培力向上，故C正确； D．根据感应电动势为 可知感应电动势不变，圆环电阻不变，所以感应电流也不变；对上部分圆环分析，所受的安培力大小为 因磁感应强度，感应电流不变，有效长度为不变，所以不变； 对下部分圆环分析，所受的安培力大小为 感应电流不变，有效长度为不变，而感应强度随时间均匀增强，所以增匀增大，故圆环所受的安培力发生变化，故D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，是发电机原理示意图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场的轴OO′逆时针匀速转动，发电机产生的电动势随时间按正弦函数规律变化，如图乙所示。已知发电机线圈电阻为5Ω，则下列说法正确的是（　　） A. 线圈经过图甲所示位置时，线圈中电流方向为A→B→C→D B. 线圈经过图甲所示位置时，产生的电动势为0 C. 发电机产生的电动势瞬时值的表达式为 D. 外电路接R=95Ω的定值电阻时，理想电流表的示数为2.2A 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，线圈经过图甲所示位置时，线圈中电流方向为A→D→C→B，选项A错误； B．线圈经过图甲所示位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，则产生的电动势最大，选项B错误； C．发电机产生的电动势瞬时值的表达式为，选项C错误； D．外电路接R=95Ω的定值电阻时，理想电流表的示数为，选项D正确。 故选D。 7. 排污管道对于一个城市的正常运转是不可或缺的。管道中的污水通常含有大量的正负离子。如图所示，管道内径为d，污水流速大小为v，方向水平向右。现将方向与管道横截面平行，且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段管道，磁感应强度大小为B，M、N为管道上的两点，当污水的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积）一定时（　　） A. M点电势低，N点电势高 B. M、N间电势差与污水流速无关 C. 由于沉淀物导致管道内径变小时，污水流速变小 D. 由于沉淀物导致管道内径变小时，M、N间的电势差变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，带正电的粒子所受洛伦兹力向上，则M点电势高，N点电势低，故A错误; B．温度后满足 得，即M、N间电势差与污水流速有关，故B错误； C．由于污水流量一定，根据 当沉淀物导致管道内径变小时，S变小，则污水流速变大，故C错误； D．由于沉淀物导致管道内径变小时，根据 故M、N间的电势差U变大，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，在空间中存在两个相邻的有界匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，其宽度均为L。正方形导体线框的对角线长也为，线框在外力作用下从图示位置沿垂直于磁场方向匀速经过磁场区域，若规定逆时针方向为感应电流的正方向，则能正确反映线圈经过磁场区域过程中产生的感应电流随时间变化的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在过程中，线框右半部分进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在位置有效切割长度达到最大，电动势达到最大值，则有 ， 根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在过程中，线框左半部分也进入左边磁场，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，根据楞次定律可得电流方向为逆时针方向；在过程中，线框右半部分进入右方磁场，左半部分在左方磁场，两部分切割磁感线的有效切割长度都在增大，当到达位置时，有效切割长度都达到最大值，由楞次定律知两磁场中两部分感应电流（电动势）对线圈来说方向相同，都为顺时针方向，则有 ， 在过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为顺时针方向；在过程中，线框开始离开右方磁场，有效切割长度随位移均匀增大，线圈在位置有效切割长度达到最大，则有 ， 由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向；在过程中，有效切割长度随位移均匀减小，到位置时有效切割长度减小到零，电动势减小到零，感应电流为零，由楞次定律知感应电流方向为逆时针方向。 故选A。 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分。选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 9. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图（a）中，温度一定时，微粒越小，其布朗运动越明显 B. 图（b）中，若油膜未完全展开，则测得的油酸分子直径偏小 C. 图（c）中，用烧热的电烙铁接触涂有石蜡的薄玻璃片的背面，石蜡融化区域的形状近似呈圆形，说明玻璃的导热性能具有各向同性 D. 图（d）中，戳破右侧的肥皂膜，棉线会向右弯曲 【答案】AC 【解析】 【详解】A．温度一定时，微粒越小，周围液体分子撞击微粒的不平衡性越明显，微粒的布朗运动越明显，故A正确； B．油酸分子直径为，若油膜未完全展开，则S偏小，测得的油酸分子直径偏大，故B错误； C．用烧热的电烙铁接触涂有石蜡的薄玻璃片的背面，石蜡融化区域的形状近似呈圆形，说明玻璃沿各个方向的传热一样快，即导热性能具有各向同性，故C正确； D．戳破右侧的肥皂膜，左侧肥皂膜因表面张力收缩，棉线会向左弯曲，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，L形直角细管，管内两水银柱长度分别为56cm和20cm，竖直管和水平管各封闭了一段气体A和B。长度分别为19cm和28cm。且上端水银面恰至管口，外界大气压强为76cmHg，现以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，此过程中（　　） A. 气体B的长度变化量为28cm B. 气体A的长度变化量为33cm C. 溢出的水银柱长度为42cm D. 溢出的水银柱长度为14cm 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图可知，初始状态，气体A的压强为 气体B的压强为 以水平管为轴缓慢转动使L形管变为水平，假设稳定后，水银柱均水平，则两部分气体压强均等于大气压强，为76cmHg，根据玻意耳定律 解得 ， 由于 假设成立，故气体B的长度变化量为28cm，故A正确； B．气体A的长度变化量为 故B错误； CD．溢出的水银柱长度为 故C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图所示，在区域中存在垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。在时刻，一位于坐标原点的粒子源在平面内向各个方向发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小均为（未知）。在磁场上边界，有粒子穿出的区域长度为，在磁场下边界，有粒子穿出的区域长度为，已知粒子质量为，带电量为，沿轴正方向发射的粒子从磁场上边界点穿出磁场，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法中正确的是（　　） A. 与之比为 B. 与之比为 C. 带电粒子在磁场中运动最长的时间为 D. 带电粒子在磁场中运动最长的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题意，做出沿轴正方向发射的粒子的运动轨迹，如图所示 设粒子的轨道半径为，由几何关系有 解得 由几何关系可得， 则有与之比为，故A错误，B正确； CD．根据题意，由洛伦兹力提供向心力有 又有 联立解得 带电粒子在磁场中运动时间为 当运动轨迹所对圆心角最大时，运动时间最长，由图结合几何关系可知，最大圆心角为 则带电粒子在磁场中运动最长的时间为，故C错误，D正确。 故选BD。 12. 如图，采用电磁刹车技术的列车质量为m，其下方固定有边长为L、匝数为N、总电阻为R的正方形闭合线框abcd。垂直于钢轨间隔分布的匀强磁场，磁感应强度为B，每个磁场区域的宽度及相邻两磁场区域的间距均为L。当ab边以初速度v0进入磁场区域时，列车开始刹车，经31L停下。已知钢轨宽度为D，刹车过程，列车所受钢轨及空气阻力的合力恒为f，则（　　） A. ab边进入磁场瞬间，线框中的感应电流沿adcba方向 B. ab边进入磁场瞬间，线框中的感应电流大小为 C. 列车从开始刹车到停止，线框产生的焦耳热为 D. 列车从开始刹车到停止，所经历的时间为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据右手定则可知，当ab边进入磁场瞬间，线框中的感应电流沿adcba方向，故A正确； B．ab边进入磁场瞬间，线框中的感应电流大小为，故B错误； C．列车从开始刹车到停止，根据能量守恒定律可得 所以线框产生的焦耳热为，故C正确； D．设线框完全进入左侧第一个磁场时速度为v1，根据动量定理可得， 所以 同理，线框离开磁场的过程，有 依此类推，当列车经31L停下，有 所以列车从开始刹车到停止，所经历的时间为，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题，共60分） 三、实验题 13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为的纯油酸配成总体积为的油酸酒精溶液，用注射器取体积为的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为。在浅盘中盛上水，将痱子粉均匀撒在水面上。继续完成实验操作∶ （1）一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为_____； A. B. C. D. （2）把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状如图所示。图中每个正方形小方格的边长为，则油酸薄膜的面积_____； （3）由此可得，油酸分子的直径为_____（结果用、、、和表示）。 【答案】（1）A （2）#### （3） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，故选A。 【小问2详解】 油酸薄膜的轮廓形状大约为65个小正方形，每个小正方形面积为，故油酸薄膜的面积为。 【小问3详解】 油酸分子的直径为 【点睛】 14. 在“探究变压器线圈两端的电压和匝数关系”的实验中，同学们发现了以下几个问题，并展开了讨论。 （1）要完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压______（填“直流”或“交流”）电源。 （2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是______； A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 类比法 （3）实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为4:9，用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______； A. 1.1V B. 1.3V C. 1.5V 【答案】（1）交流 （2）A （3）C 【解析】 【小问1详解】 变压器的工作原理是互感，可知，要完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压交流电源。 【小问2详解】 实验要通过改变原、副线圈匝数，在探究原、副线圈的电压与匝数四个物理量的关系时，需要确保其中两个物理量一定，可知实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 【小问3详解】 若为理想变压器，则有 解得 实际上的变压器由于漏磁、线圈与铁芯存在电阻，导致有一部分能量损耗，导致实际上原线圈的电压大于1.3V，则原线圈的输入电压可能为1.5V。 故选C。 四、解答题 15. 小型水力发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为1Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器。求： （1）输电线上的电流。 （2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比。 【答案】（1）35A （2） 【解析】 【小问1详解】 根据输电线上的损耗功率得 解得 【小问2详解】 发电机输出的电流为 根据变压器的电流规律得 解得 16. 汽车空气悬挂系统通过压缩气体实现减震功能，该装置又叫“空气弹簧”，“空气弹簧”可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，如图所示。汽车未载重时，汽缸内封闭一段长，压强的理想气体。已知汽缸横截面积，外界大气压为，汽缸壁导热良好且外界温度不变，忽略汽缸与活塞间的摩擦。 （1）当汽车载重后，稳定时气体长度为初始长度的，求此时缸内气体的压强； （2）为使（1）问中活塞恢复到初始位置，需从高压罐中充入压强为、温度与缸内气体相同的气体，求从高压罐中充入气体的体积。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题知，刚开始气体的体积为 活塞缓慢下移，气体做等温变化，变化后体积 根据玻意耳定律 解得 【小问2详解】 恢复后体积，充入气体在压强 下占据的体积为  缸内压强，充入高压罐气体压强 根据玻意耳定律得 解得 17. 直角坐标系xOy第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第四象限内有垂直纸面向内的匀强磁场B，质量m、带电量的粒子从y轴的P点以速度垂直y轴入射第一象限，进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角，已知P点到坐标原点O的距离为L，不计粒子重力。 （1）匀强电场的电场强度的大小E； （2）粒子从P点出发经多长时间粒子第二次经过x轴； （3）粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离s。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子进入磁场时速度为v，则可知粒子的水平速度为vcosθ=v0 代入数据解得v=2v0 由动能定理有 联立代入数据解得 【小问2详解】 粒子在电场中做类平抛运动的时间为t1，以向下为正方向，根据动量定理qEt1=mvsinθ 代入数据解得 粒子在磁场中做圆周运动的周期 在磁场中做圆周运动的时间t2，由于粒子做逆时针运动，由几何关系可知，圆心角为120°，则所需时间为 粒子第二次经过x轴的时间 【小问3详解】 粒子在电场中做类平抛运动的水平位移x1=v0t1 代入数据得 粒子在磁场中做圆周运动的半径R，根据牛顿第二定律有 解得 粒子在磁场中做圆周运动的水平位移 由于粒子运动具有周期性，故粒子第5次经过x轴时的位置与O点的距离 18. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，两导轨间距为，导轨左侧有两个开关、，与一个阻值为的定值电阻串联，与一个电容为的电容器串联。导体棒垂直于导轨放置，其长度为、质量为、电阻也为。整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为的重物通过轻质定滑轮用绝缘轻绳与导体棒的中点连接，开始时轻绳张紧。现将闭合，断开，使重物由静止释放，经时间金属棒达到最大速度。已知导轨足够长，不计导轨电阻，导体棒始终垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度为，不计一切摩擦。求： （1）导体棒的最大速度； （2）导体棒从开始运动到刚达到最大速度时，运动的距离； （3）从导体棒开始运动到刚达到最大速度时，电阻中产生的热量； （4）导体棒达到最大速度后，将断开、闭合，同时撤去重物，电容器所带的最大电荷量。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）导体棒的速度最大时有 解得 （2）导体棒从开始运动到刚达到最大速度的过程中，分别对重物和导体棒应用动量定理 又 解得 （3）从导体棒开始运动到刚达到最大速度时，由能量守恒 解得 电阻中产生的热量 （4）设稳定时导体棒的速度为v，则电容器两端电压 电容所带的电荷量为 对导体棒由动量定理有 通过导体棒的电荷量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $