精品解析：甘肃陇南市西和县部分校2025-2026学年高二下学期6月阶段检测物理试题

2025-2026年西和县第二中学、第三中学、西和成名高中高二第三次阶段检测考试物理试卷 （考试时间： 75分钟 试卷满分：100 分 ） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，请将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（共10小题，1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，每小题5分，错选或不选得0分，少选得3分，共43分。） 1. 振动是波产生的原因，波是振动的传播过程。关于振动与波下列说法正确的是（　　） A. 图1为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B. 图2是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的整数倍 C. 图3是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为1 m D. 图4救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 2. 下面四张图片所涉及的相关知识，说法正确的是（　　） A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B. 图乙中两分子间距从减小到的过程中，分子间势能一直在减小 C. 图丙为大量气体分子热运动的速率分布图，其中①的温度高于②的温度 D. 图丁是玻璃细管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 3. 关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 B. 乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大 C. 丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低 D. 丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理 4. 如图甲所示为一交流发电机的示意图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈abcd绕轴匀速转动，线圈转动的过程中发电机的感应电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 此发电机电动势的有效值为10V B. 时，线圈平面与图示线圈的位置垂直 C. 0.1~0.3s时间内，发电机的平均电动势为7.5V D. 发电机电动势的瞬时值表达式为 5. 如图所示，某同学改装了一把吉他，吉他身上安装着线圈，金属琴弦通有方向向上的恒定电流。当琴弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 琴弦向左运动时，线圈有收缩的趋势 B. 琴弦向右运动时，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C. 琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 D. 若将线圈换成塑料线圈，吉他仍能正常发出乐音 6. 如图所示，在固定的光滑水平杆上，质量为m的物体P用细线跨过光滑的定滑轮连接质量为3m的物体Q，用手托住Q使整个系统静止，此时轻绳刚好拉直，且，，，重力加速度为g。释放Q，让二者开始运动，则下列说法正确的是（ ） A. 当物体P运动到B处时，此时物体P速度最小，物体Q速度最大 B. 在物体P从A滑到B的过程中，物体P的机械能减小，物体Q的机械能增加 C. 物体P运动的最大速度为 D. 开始运动后，当物体P速度再次为零时，物体Q下降了 7. 如图所示，竖直纸面内矩形区域中存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带负电粒子从点以初速度垂直射入磁场，从边上的点射出磁场，射出时速度方向与初速度方向的夹角。已知长为，不考虑粒子重力和磁场边界效应，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场运动的半径为 B. 粒子的比荷为 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 当粒子的初速度方向不变，速率逐渐减小时，射出磁场区域所需的时间逐渐增大 8. 如图甲所示，理想变压器的原线圈a、b端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈接有阻值为Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为60V B. 电流表的示数为2A C. 原、副线圈消耗的功率之比为3∶1 D. 理想变压器的输入功率为0.36kW 9. 两列简谐横波沿轴相向传播，波源分别位于和处，波速均为。0时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和处的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置在处。下列说法正确的是（　　） A. 两列波的周期均为1s B. 0时刻P点开始向上运动 C. 两列波遇到尺寸为0.1m的障碍物时会发生明显衍射现象 D. 质点M开始振动后的振幅为2cm 10. 如图甲所示，圆心在x轴上的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，时刻在O点沿x轴正方向发射一个速度为v、比荷为k的带正电粒子，粒子运动过程x、y方向的速度分量随时间变化的图像如图乙、丙所示，粒子所受重力不计，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 图丙中的最大值为v C. 粒子的轨迹半径为 D. 圆形磁场的圆心到O点的距离为 二、实验题（共14分） 11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作：组装好实验器材，将小球1由图中的挡板处静止释放，记录小球1在竖直挡板上的撞击点；将直径相等的小球2放在导轨的末端（小球1的质量大于小球2的质量），记录在竖直挡板上的水平投影点O；然后将小球1由挡板处静止释放，记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题： （1）小球1与小球2相碰后，两球撞在竖直挡板上得到痕迹，其中小球1碰后撞在木板上的___________（填“a”“b”或“c”）点。 （2）为了完成实验的验证，需要测量的物理量有___________。（填字母） A.小球的直径d B.小球1、小球2的质量、 C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、 （3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式___________成立。（用需要测量的物理量的符号表示） 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是______（填器材前的字母）。 A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法 （3）某同学正确组装变压器后，选用a线圈匝，b线圈匝进行实验，测出电压数据如下表所示，在确认电路连接无误的情况下，根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是______。（选填a或b） 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。分析下列可能的原因，你认为正确的是______。 A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 C. 交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D. 在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 （5）如图丙，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为______。 三、计算题（共43分） 13. 光导纤维如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。光信号以不同入射角射入光纤时，由一端传到另一端的传播时间一般不相同。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其长度为，“纤芯”的折射率为，光在真空中的传播速度为，为计算方便，“包层”的折射率为1。问： （1）若要光信号以任何入射角从左端面入射，都能通过此光纤传播，应该满足什么条件? （2）光信号在此光纤中从一端传播到另一端的最长时间为多少？（分别考虑满足第（1）问和不满足第（1）问的情况，用，，表示） 14. 我国某城市轨道交通研发团队，为优化轻轨列车的电磁制动系统，设计了如下模拟实验：如图甲所示，是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为，导轨足够长且电阻可忽略不计，矩形区域为匀强磁场区域，磁场方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为。某时刻，一根模拟制动滑块的均匀金属棒a从磁场边界以大小为的初速度向右滑入磁场区域，导轨右侧固定连接阻值为的电阻。一段时间后，流经金属棒a的感应电流减小为零。已知金属棒a的质量为，长度为，电阻为，空气阻力忽略不计。 （1）求金属棒a刚进磁场时的加速度大小； （2）求从金属棒a进入磁场到电流为零的过程中，金属棒上产生的热量； （3）若将电阻换成金属棒b，其质量为，长度为，电阻为，从金属棒a进入磁场的同时，金属棒b从磁场边界以大小为的初速度向左滑入磁场区域（如图乙所示），一段时间后，流经金属棒a的电流为零，此时金属棒仍位于磁场区域内，金属棒a、b没有相碰。 ①求金属棒a刚进磁场时的加速度大小； ②求从金属棒a进入磁场到电流为零的过程中，金属棒a上产生的热量。 15. 如图所示，平行光滑的金属导轨由斜面和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连。斜面部分（与水平面夹角小于30°）由间距L的导轨CE、DF构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨连接构成。EG、FH段间距为L，有与竖直方向成60°斜向左上方的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。MP、NQ段间距为2L，有与竖直方向成60°斜向右上方的磁感应强度大小为B的匀强磁场。导体棒甲的质量为0.5m、电阻为0.5R，乙的质量为m、电阻为R，导体棒乙静止于MP、NQ段，现使导体棒甲自斜面导轨上距水平导轨h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终垂直导轨，且与导轨保持良好接触。若稳定时导体棒甲未进入MP、NQ段，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。已知，，，，，。求： （1）甲棒刚进入磁场时，乙棒的加速度； （2）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，通过乙棒的电量； （3）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，乙棒上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026年西和县第二中学、第三中学、西和成名高中高二第三次阶段检测考试物理试卷 （考试时间： 75分钟 试卷满分：100 分 ） 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，请将试卷和答题卡一并交回。 一、选择题（共10小题，1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，每小题5分，错选或不选得0分，少选得3分，共43分。） 1. 振动是波产生的原因，波是振动的传播过程。关于振动与波下列说法正确的是（　　） A. 图1为两列频率相同，振幅相同的相干水波于某时刻叠加。实线和虚线分别表示波峰和波谷，则此时c点正处于平衡位置且向下运动 B. 图2是干涉型消声器的结构示意图，波长为的同一声波通过上下两通道后相遇的路程差应该为的整数倍 C. 图3是一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）图，由此判断出该单摆摆长约为1 m D. 图4救护车向右运动的过程中，A、B两人听到警笛声的频率相同 【答案】C 【解析】 【详解】A．图1是相干波叠加，c点是波峰和波谷相遇，两列波振幅相同，因此c点振动完全抵消，振幅为0，始终静止在平衡位置，不会发生运动，故A错误； B．干涉消声器的原理是声波干涉相消，要让两列声波振动抵消，路程差应为半波长的奇数倍，若路程差是波长的整数倍，会发生干涉相长，达不到消声效果，故B错误； C．共振曲线中，振幅最大时驱动力频率等于单摆固有频率，可得单摆固有频率，周期 代入单摆周期公式 得 摆长约为1m，故C正确； D．根据多普勒效应，救护车向右运动，靠近A、远离B，A听到的警笛频率高于B听到的频率，频率不同，故D错误； 故选C。 2. 下面四张图片所涉及的相关知识，说法正确的是（　　） A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 B. 图乙中两分子间距从减小到的过程中，分子间势能一直在减小 C. 图丙为大量气体分子热运动的速率分布图，其中①的温度高于②的温度 D. 图丁是玻璃细管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，粒子受力越趋于平衡，布朗运动越不明显，故A错误； B．图乙中两分子间距从减小到的过程中，分子力做正功，分子间势能一直在减小，故B正确； C．图丙中，②曲线对应的分子速率大的分子数占总分子数的百分比大一些，可知①的温度低于②的温度，故C错误； D．图丁展示了玻璃管插入水中的情形，从图中可以看出，玻璃管内的水面上升了，这表明水与玻璃之间形成浸润现象，故D错误； 故选B。 3. 关于下列四幅图所涉及物理知识的分析，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，将两平板玻璃中间的纸片再加上一张后，条纹间距变宽 B. 乙图中，荡秋千的小女孩运动到最低点处回复力最大 C. 丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，观察者听到的鸣笛音调变低 D. 丁图中，观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图是空气劈尖干涉，条纹间距公式为 可知，加一张纸片后，劈尖倾角θ变大，条纹间距变窄，故A错误； B．荡秋千的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，在最低点时，切线方向分力为零，回复力为零，故B错误； C．丙图中救护车鸣笛靠近观察者时，根据多普勒效应可知，观察者接收到的频率变大，则听到的鸣笛音调变高，故C错误； D．丁图中观看立体电影的眼镜利用了光的偏振原理，左右眼看到不同偏振方向的图像，从而产生立体感，故D正确。 故选D。 4. 如图甲所示为一交流发电机的示意图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈abcd绕轴匀速转动，线圈转动的过程中发电机的感应电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 此发电机电动势的有效值为10V B. 时，线圈平面与图示线圈的位置垂直 C. 0.1~0.3s时间内，发电机的平均电动势为7.5V D. 发电机电动势的瞬时值表达式为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像可知，电流的最大值 有效值 A错误； B．由图可知，时，感应电动势为0，所以线圈位于中性面，即线圈就位于图示平面所在位置，B错误； D．由图可知 ， 则有 发电机电动势的瞬时值表达式为 D正确； C．由于 ， 解得 则在时有 在时有 则有 C错误。 故选D。 5. 如图所示，某同学改装了一把吉他，吉他身上安装着线圈，金属琴弦通有方向向上的恒定电流。当琴弦在线圈所在平面振动时，线圈中会产生感应电流，经信号放大器放大后由扬声器发出乐音。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 琴弦向左运动时，线圈有收缩的趋势 B. 琴弦向右运动时，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C. 琴弦振动时，线圈中电流方向始终不变 D. 若将线圈换成塑料线圈，吉他仍能正常发出乐音 【答案】B 【解析】 【详解】A．琴弦向左运动的过程中，穿过线圈的磁通量减小，由“增缩减扩”可知，线圈有扩张的趋势，故A错误； B．琴弦向右运动时，穿过线圈的磁通量向里增大，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，故B正确； C．分析可知，琴弦向左运动时，线圈中产生顺时针方向的感应电流，故琴弦振动时，线圈中的电流方向发生改变，故C错误； D．若将线圈换成塑料线圈，则无法发生电磁感应现象，则吉他不能正常发出乐音，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，在固定的光滑水平杆上，质量为m的物体P用细线跨过光滑的定滑轮连接质量为3m的物体Q，用手托住Q使整个系统静止，此时轻绳刚好拉直，且，，，重力加速度为g。释放Q，让二者开始运动，则下列说法正确的是（ ） A. 当物体P运动到B处时，此时物体P速度最小，物体Q速度最大 B. 在物体P从A滑到B的过程中，物体P的机械能减小，物体Q的机械能增加 C. 物体P运动的最大速度为 D. 开始运动后，当物体P速度再次为零时，物体Q下降了 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当物体P滑到B点时，Q下降到最低点，此时Q的速度为零，物体P速度最大；在物体P从A滑到B的过程中，根据系统机械能守恒定律可知，物体Q的机械能减小，物体P的机械能增大，故AB错误； C．当P运动到B处时，P的速度最大，Q的速度为零，根据系统机械能守恒定律可得 解得P运动的最大速度为 故C正确； D．开始运动后，当P速度再次为零时，即P的机械能不变，则Q的机械能也不变，说明此时Q回到初始释放的位置，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，竖直纸面内矩形区域中存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，带负电粒子从点以初速度垂直射入磁场，从边上的点射出磁场，射出时速度方向与初速度方向的夹角。已知长为，不考虑粒子重力和磁场边界效应，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场运动的半径为 B. 粒子的比荷为 C. 粒子在磁场中运动的时间为 D. 当粒子的初速度方向不变，速率逐渐减小时，射出磁场区域所需的时间逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．设粒子圆周运动的半径为，由题意知，在磁场中粒子的速度方向偏转角，故粒子圆弧轨迹对应的圆心角也为，由几何关系得 解得，故A错误； B．由洛伦兹力提供向心力可知 代入 解得粒子的比荷为，故B错误； C．粒子在磁场中做匀速圆周运动，转过的圆心角也为，时间，故C正确； D．当粒子的初速度方向不变，速率逐渐减小时，由上述分析可知轨迹半径 粒子运动的时间满足 其中为粒子转过的圆弧对应的圆心角，当粒子从右边界射出时，随着速率逐渐减小，轨迹半径逐渐减小，粒子转过的圆弧对应的圆心角逐渐增大，粒子射出磁场区域所需的时间逐渐增大；当粒子速度减小到一定程度，粒子会从下边界或左边界射出，从左边界射出时，随着速率逐渐减小，粒子转过的圆弧对应的圆心角保持不变，粒子射出磁场区域所需的时间保持不变，故D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，理想变压器的原线圈a、b端接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈接有阻值为Ω的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ） A. 电压表的示数为60V B. 电流表的示数为2A C. 原、副线圈消耗的功率之比为3∶1 D. 理想变压器的输入功率为0.36kW 【答案】AD 【解析】 【详解】A．原线圈两端电压的有效值为 根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得电压表的示数为 故A正确； CD．理想变压器输入功率等于输出功率，故原、副线圈消耗的功率之比为，变压器输出功率为 故理想变压器的输入功率为0.36kW，故C错误，D正确； B．电流表的示数为 故B错误。 故选AD。 9. 两列简谐横波沿轴相向传播，波源分别位于和处，波速均为。0时刻两列波的图像如图所示，此刻平衡位置在和处的P、Q两质点刚开始振动，质点M的平衡位置在处。下列说法正确的是（　　） A. 两列波的周期均为1s B. 0时刻P点开始向上运动 C. 两列波遇到尺寸为0.1m的障碍物时会发生明显衍射现象 D. 质点M开始振动后的振幅为2cm 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从波形图可得波长，已知波速，由周期公式 ，A错误； B．左波向右传播，用微平移法判断：将波形向右微移一小段，质点（）下一时刻的，因此点振动方向向上，B正确； C．发生明显衍射的条件是：障碍物尺寸小于波长或与波长相近。本题波长 （障碍物尺寸），因此会发生明显衍射，C正确； D．质点在处，左波从到、右波从到的距离均为，两波同时到达。左波使起振方向向上，右波使起振方向向下，两列波在点相位相反，振动抵消，合振幅为，D错误。 故选BC 。 10. 如图甲所示，圆心在x轴上的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，时刻在O点沿x轴正方向发射一个速度为v、比荷为k的带正电粒子，粒子运动过程x、y方向的速度分量随时间变化的图像如图乙、丙所示，粒子所受重力不计，则（　　） A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 图丙中的最大值为v C. 粒子的轨迹半径为 D. 圆形磁场的圆心到O点的距离为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图像可知正电粒子进入磁场后y轴正方向的速度分量增大，可知进入磁场时正电粒子受到的洛伦兹力向上，左手定则可知粒子垂直于纸面向里，故A正确； B．粒子做圆周运动如图所示 转过的圆心角范围为，速度分量满足，， 只有当时，，达到最大值，而出磁场时（），则不能为，故B错误； C．粒子出磁场时速度偏转角等于圆心角，即，粒子在磁场中运动时间 得周期 轨迹半径 故C正确； D．设磁场圆心坐标为（即所求距离为）粒子入射点，出射点坐标可由圆周运动几何关系得 因为、都在磁场边界上，，代入坐标化简 代入 ​得 故D错误。 故选AC。 二、实验题（共14分） 11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。并进行如下的实验操作：组装好实验器材，将小球1由图中的挡板处静止释放，记录小球1在竖直挡板上的撞击点；将直径相等的小球2放在导轨的末端（小球1的质量大于小球2的质量），记录在竖直挡板上的水平投影点O；然后将小球1由挡板处静止释放，记录小球1、小球2在竖直挡板上的撞击点。回答下列问题： （1）小球1与小球2相碰后，两球撞在竖直挡板上得到痕迹，其中小球1碰后撞在木板上的___________（填“a”“b”或“c”）点。 （2）为了完成实验的验证，需要测量的物理量有___________。（填字母） A.小球的直径d B.小球1、小球2的质量、 C.轨道末端与竖直挡板之间的距离x D.依次测量出图中a、b、c三点到O点的距离、、 （3）若两球碰撞过程动量守恒，则关系式___________成立。（用需要测量的物理量的符号表示） 【答案】 ①. c ②. BD##DB ③. 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，两个小球打在竖直挡板上，由于三次碰撞的水平位移大小相等，则可知水平速度越大，竖直方向下落的高度越小，由碰撞规律可知，碰后被碰小球的速度最大，则碰后小球2下落的高度最小，而碰后入射小球的速度最小，其下落的高度最大，由此可知碰后小球1在竖直挡板上的碰撞点为c； （2）[2]根据平抛运动规律可知，下落时间 则可知速度 碰前小球1的速度大小为 碰后小球1、小球2的速度分别为 若两球碰撞过程动量守恒，则应有 由以上整理得 因此需要测量小球1、球2的质量、及图中a、b、c三点到O点的距离、、，选项BD正确。 （3）[3]若两球碰撞过程动量守恒，则关系式 成立。 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）除图甲中的器材外，下列器材中还需要的是______（填器材前的字母）。 A. 干电池 B. 低压交流电源 C. 直流电压表 D. 多用电表 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，并记录相关数据，这个探究过程采用的科学探究方法是______。 A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 演绎法 D. 理想实验法 （3）某同学正确组装变压器后，选用a线圈匝，b线圈匝进行实验，测出电压数据如下表所示，在确认电路连接无误的情况下，根据测量数据可判断直接与电源相连的线圈是______。（选填a或b） 1.80 2.80 3.80 4.90 4.00 6.01 8.02 9.98 （4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。分析下列可能的原因，你认为正确的是______。 A. 变压器线圈中有电流通过时会发热 B. 铁芯在交变磁场的作用下会发热 C. 交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内 D. 在交变电流产生的过程中，副线圈中电流的频率比原线圈中电流的频率低 （5）如图丙，一理想变压器原线圈中接有阻值为的定值电阻，副线圈中接有一可变电阻R，原线圈一侧接在正弦交流电源上。通过调节可变电阻后发现，当时，可变电阻上消耗的电功率最大，该变压器原、副线圈的匝数比为______。 【答案】（1）BD （2）A （3）a （4）ABC （5）## 【解析】 【小问1详解】 AB．变压器工作原理是互感，电源需要用交流电源，可知，电源需要选择低压交流电源，不能够选择干电池，故A错误，B正确； CD．实验中需要测量变压器原副线圈两端交流电的有效值，可知，电表需要选择多用电表的交流档，不能够选择直流电压表，故C错误，D正确。 故选BD。 【小问2详解】 为实现探究目的，保持原线圈输入电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压，可知，实验探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选A。 【小问3详解】 实际的变压器存在电能损耗，导致与电源连接的原线圈与副线圈两端电压之比大于原线圈与副线圈的匝数之比，即副线圈与原线圈两端电压之比小于副线圈与原线圈的匝数之比， 根据表格中数据可知，第一组数据中电压之比 第二组数据中电压之比 第三组数据中电压之比 第四组数据中电压之比 b线圈与a线圈匝数比 则有 可知，a线圈为原线圈，即与电源相连的线圈是a。 【小问4详解】 ABC．实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别，原因在于实际变压器工作过程存在电能损耗，可能是变压器线圈中有电流通过时会发热、铁芯在交变磁场的作用下会发热、交变电流产生的磁场没有完全局限在铁芯内，故ABC正确； D．变压器不改变交流电的频率，即副线圈中电流的频率与原线圈中电流的频率相等，故D错误。 故选ABC。 【小问5详解】 将变压器与负载等效为一个电阻，其等效电阻值 令电源电动势的有效值为，理想变压器不消耗电功率，则可变电阻上消耗的电功率 根据数学函数规律，当等于时，电功率P达到最大值，则有 解得 三、计算题（共43分） 13. 光导纤维如图所示，“阶跃型”光导纤维由“纤芯”和“包层”两个圆柱体组成，其截面为同心圆，中心部分是“纤芯”，“纤芯”以外的部分称为“包层”。光信号以不同入射角射入光纤时，由一端传到另一端的传播时间一般不相同。为简化起见，我们研究一根长直光纤，设其长度为，“纤芯”的折射率为，光在真空中的传播速度为，为计算方便，“包层”的折射率为1。问： （1）若要光信号以任何入射角从左端面入射，都能通过此光纤传播，应该满足什么条件? （2）光信号在此光纤中从一端传播到另一端的最长时间为多少？（分别考虑满足第（1）问和不满足第（1）问的情况，用，，表示） 【答案】（1） （2）见解析 【解析】 【小问1详解】 光信号由“纤芯”射向“包层”时会发生全反射，光路图如图所示 根据全反射临界角公式有 由几何关系有，所以， 以任何入射角从左端面入射，都能通过此光纤传播，最大入射角为90°，此时折射角最大，临界角最小，由折射定律有 解得 所以 【小问2详解】 光在“纤芯”中的传播速度 最长传播距离（折射角） 当时，最大入射角对应最大，有 但当入射角为90°时，取最小值，代入得最长时间 当时，此时只有入射角较小时才能全反射，临界情况是界面入射角等于临界角C，即 代入得最长时间 14. 我国某城市轨道交通研发团队，为优化轻轨列车的电磁制动系统，设计了如下模拟实验：如图甲所示，是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为，导轨足够长且电阻可忽略不计，矩形区域为匀强磁场区域，磁场方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为。某时刻，一根模拟制动滑块的均匀金属棒a从磁场边界以大小为的初速度向右滑入磁场区域，导轨右侧固定连接阻值为的电阻。一段时间后，流经金属棒a的感应电流减小为零。已知金属棒a的质量为，长度为，电阻为，空气阻力忽略不计。 （1）求金属棒a刚进磁场时的加速度大小； （2）求从金属棒a进入磁场到电流为零的过程中，金属棒上产生的热量； （3）若将电阻换成金属棒b，其质量为，长度为，电阻为，从金属棒a进入磁场的同时，金属棒b从磁场边界以大小为的初速度向左滑入磁场区域（如图乙所示），一段时间后，流经金属棒a的电流为零，此时金属棒仍位于磁场区域内，金属棒a、b没有相碰。 ①求金属棒a刚进磁场时的加速度大小； ②求从金属棒a进入磁场到电流为零的过程中，金属棒a上产生的热量。 【答案】（1） （2） （3）① ② 【解析】 【分析】 【小问1详解】 金属棒a刚进磁场时，由法拉第电磁感应定律有 由闭合电路欧姆定律得 由牛顿第二定律得 联立解得 【小问2详解】 由能量守恒定律可得 由电路结构得金属棒上产生的热量 联立可得 【小问3详解】 ①由题意可知，金属棒a进入磁场的速度方向向右，金属棒b的速度方向向左，根据右手定则可知，金属棒a产生的感应电流方向是E到F，金属棒b产生的感应电流方向是H到G，即两个感应电流方向相同，所以流过金属棒a、b的感应电流是两个感应电流之和，则有 对金属棒a，根据牛顿第二定律有 解得 ②根据左手定则，可知金属棒a受到的安培力向左，金属棒b受到的安培力向右，由于流过金属棒a、b的电流一直相等，故两个安培力大小相等，则金属棒a、b组成的系统动量守恒。由题可知，流过金属棒a的电流为零时，说明金属棒a、b之间的磁通量不变，即金属棒a、b达到了共同速度，设为 取向右为正方向，根据系统动量守恒可得 解得 对金属棒a、b组成的系统，根据能量守恒定律可得 解得回路中产生的总热量 金属棒a上产生的热量 解得 【点睛】 15. 如图所示，平行光滑的金属导轨由斜面和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连。斜面部分（与水平面夹角小于30°）由间距L的导轨CE、DF构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨连接构成。EG、FH段间距为L，有与竖直方向成60°斜向左上方的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。MP、NQ段间距为2L，有与竖直方向成60°斜向右上方的磁感应强度大小为B的匀强磁场。导体棒甲的质量为0.5m、电阻为0.5R，乙的质量为m、电阻为R，导体棒乙静止于MP、NQ段，现使导体棒甲自斜面导轨上距水平导轨h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终垂直导轨，且与导轨保持良好接触。若稳定时导体棒甲未进入MP、NQ段，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。已知，，，，，。求： （1）甲棒刚进入磁场时，乙棒的加速度； （2）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，通过乙棒的电量； （3）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，乙棒上产生的焦耳热。 【答案】（1）0.04m/s2 （2）10C （3）0.4J 【解析】 【小问1详解】 甲棒刚进入磁场时，根据机械能守恒有 解得m/s 甲棒感应电动势 电流 对乙棒有2LI=ma 解得a=0.04m/s2 【小问2详解】 当甲进入磁场，甲、乙所受安培力相等，有2BIL=2LI 甲、乙系统动量守恒，最终共速，则0.5m=1.5m 解得共速时=1m/s 对乙根据动量定理有Σ2LI=m 又q=ΣI 解得q=10C 【小问3详解】 由能量守恒得-= 解得Q总=0.6J 乙棒上产生的焦耳热= 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $