内容正文:
2025-2026学年第二学期期中考试
盐田高级中学高二物理试题卷
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. “烛龙一号”是由无锡贝塔医药科技有限公司联合西北师范大学科研团队研发的国内首款C-14核电池,其工作原理基于放射性同位素C-14的衰变,通过换能器件可以直接将射线粒子的动能转化为电流。对此,下列说法正确的是( )
A. 该衰变为衰变
B. 衰变释放的射线粒子来源于核外电子
C. 随着温度的升高,C-14的半衰期不变
D. 的比结合能比的比结合能小
【答案】C
【解析】
【详解】A.据质量数和电荷数守恒,该衰变为衰变,故A错误;
B.衰变的实质是原子核内的一个中子转变成一个质子时放出了一个电子,故B错误;
C.半衰期是原子核本身的属性决定,跟物理条件和化学状态无关,即温度的升高,C-14的半衰期不变,故C正确;
D.比结合能越大,原子核越稳定,即的比结合能比的比结合能大,故D错误。
故选C。
2. 如图是一束太阳光射向球形雨滴表面后发生折射的示意图,其中a、b是两种单色光。不考虑光在雨滴内的反射,下列说法正确的是( )
A. 雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率
B. a光的光子能量大于b光的光子能量
C. a光和b光在雨滴中传播速度相同
D. a光和b光在雨滴中的波长相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据光的折射规律
可知,两单色光的入射角相等,折射角,因此雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率,故A正确;
B.由于雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率,因此a光的频率小于b光的频率,a光的光子能量小于b光的光子能量,故B错误;
C.根据,
可知a光在雨滴中传播的速度大于b光在雨滴中传播的速度,故C错误;
D.由于a光的频率小于b光的频率,则a光的波长大于b光的波长,在雨滴中传播时,尽管两光的波长都变短,但a光的波长依然大于b光的波长,故D错误。
故选A。
3. 现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在t=0时刻的波形图,图乙是质点P的振动图像,则( )
A. 超声波沿x轴负方向传播
B. 超声波波速为1500m/s
C. 舰艇行驶速度越快,声呐发出超声波的频率越大
D. 超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
【答案】B
【解析】
【详解】A.由乙图可知,t=0时,质点P向下振动,根据“上波下、下波上”的方法可知,超声波沿x轴正方向传播,故A错误;
B.超声波波速为
故B正确;
C.声呐发出超声波的频率由声源决定的,与舰艇的行驶速度无关,故C错误;
D.机械波遇到与波长相近或小于波长的障碍物时可能会发生明显衍射现象,而超声波的波长较短,遇到大尺寸的障碍物时不能发生明显的衍射现象,故D错误。
故选B。
4. 图甲是研究光电效应的电路图,光电管阴极K为钙金属,逸出功为,图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发出的光照射阴极K,下列跃迁过程发出的光不能使K发生光电效应现象的是( )
A. 从跃迁到 B. 从跃迁到
C. 从 跃迁到 D. 从跃迁到
【答案】B
【解析】
【详解】A.由可知,从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.75eV,大于金属钙的逸出功,能使金属钙发生光电效应,A不符合题意;
B.由可知,从能级跃迁到 能级发出的光子的能量为0.66eV,小于金属钙的逸出功,不能使金属钙发生光电效应,B符合题意;
C.同理可知,从 能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.09eV,大于金属钙的逸出功,能使金属钙发生光电效应,C不符合题意;
D.同理可知,从能级跃迁到能级发出的光子的能量为10.20eV,大于金属钙的逸出功,能使金属钙发生光电效应,D不符合题意。
故选B。
5. 图甲为某公司自主研发的“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程,磁铁靠近螺线管,螺线管内部产生感应电流;松开门铃按钮过程,磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮瞬间,螺线管内部电流方向为:Q→P
B. 松开按钮瞬间,螺线管内部电流方向为:P→Q
C. 松开按钮瞬间,螺线管线圈会有扩张的趋势
D. 按下按钮瞬间,螺线管线圈之间相互排斥
【答案】C
【解析】
【详解】AB.按下按钮瞬间,穿过线圈的磁通量向左增加,根据楞次定律可知,螺线管内部电流方向为P→Q;同理可判断松开按钮瞬间,螺线管内部电流方向为 Q→P,AB错误;
C.松开按钮瞬间,穿过线圈的磁通量向左减小,根据“增缩减扩”可知,螺线管线圈会有扩张的趋势,C正确;
D.按下按钮瞬间,螺线管线圈之间产生同向的电流,则相互吸引,D错误。
故选C。
6. 如图所示,交流发电机中的单匝线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动,产生的感应电动势随时间变化的规律为 ,线圈的电阻,外电路电阻,交流电流表内阻不计,则( )
A. 该交流电的频率为
B. 线圈转到图示位置时,交流电流表示数为
C. 线圈转到图示位置时,磁通量变化率为0
D. 线圈从图示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该交流电的频率为 ,A错误;
B.交流电流表示数等于交流电的有效值,则为 ,B错误;
C.线圈转到图示位置时,磁通量为零,但磁通量的变化率最大,C错误;
D.线圈从图示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量为 ,D正确。
故选D。
7. 如图所示为电磁炮的基本原理图(俯视图)。水平平行金属直导轨a、b充当炮管,金属弹丸放在两导轨间,与导轨接触良好,两导轨左端与一恒流源连接,可使回路中的电流大小恒为 I,方向如图所示,两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d,弹丸质量为m,弹丸在导轨上运动的最大距离为s,弹丸能加速的最大速度为v,不计摩擦,则下列判断正确的是( )
A. 导轨间的磁场方向向上
B. 导轨间的磁场磁感应强度大小为
C. 弹丸克服安培力做功获得动能
D. 弹丸先做加速度越来越小的加速运动,最后做匀速运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.弹丸在安培力作用下做加速运动,故安培力方向向右,根据左手定则得出导轨间的磁场方向向下,故A错误;
B.根据加速过程动能定理得出
得出
故B正确;
C.安培力做正功获得动能,故C错误;
D.根据牛顿第二定律得出得出
故加速度恒定,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,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,甲是速度选择器,乙是磁流体发电机,丙是回旋加速器,丁是霍尔元件,下列说法正确的是( )
A. 图甲中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
B. 图乙可通过增大磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C. 图丙中,若增大D形盒狭缝之间的加速电压U,则粒子射出加速器时的最大动能增大
D. 图丁中,若载流子带负电,稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势
【答案】BD
【解析】
【详解】A.图甲中假设粒子带正电,运动方向由P点向右射入,则粒子受向下的电场力和向上的洛伦兹力,粒子沿直线通过速度选择器的条件是二力要平衡,即 ,即,若带负电,则电场力和洛伦兹力都反向,二力平衡时能沿直线通过;若粒子从Q点射入,则二力反向,无法沿直线通过,A错误;
B.图乙,根据 可得,磁流体发电机的电动势
则可通过增大磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势,B正确;
C.图丙中,当粒子达到最大速度时满足
可得粒子射出加速器时的最大动能
可知若只增大D形盒狭缝之间的加速电压U,则粒子射出加速器时的最大动能不变,C错误;
D.图丁中,若载流子带负电,则由左手定则可知,载流子受洛伦兹力向左,则稳定时元件左侧积聚负电荷,左侧的电势低于右侧的电势,D正确。
故选BD。
9. 某款无级调节台灯的原理图如图所示。变压器视为理想变压器,原线圈连接学生电源的交流挡(电压有效值恒定),移动滑片可调节副线圈的匝数,为电阻箱,导线电阻不计。闭合开关 ,发现灯泡亮度稍暗,要调亮一些,下列方案可行的是( )
A. 向上移动滑片P B. 向下移动滑片P
C. 调大电阻箱R的阻值 D. 调小电阻箱R的阻值
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据理想变压器原理
可得副线圈两端的电压
若仅向上移动滑片P,由于原线圈的匝数、电压不变,副线圈的匝数增大,副线圈两端的电压增大,根据欧姆定律可知,通过灯泡的电流增大,灯泡的电阻不变,结合功率
可知灯泡的功率增大,灯泡变亮;相反,仅向下移动滑片P,则灯泡变暗,故A正确,B错误;
CD.若调大电阻箱R的阻值,由于副线圈两端的电压不变,电路中的总电阻增大,通过灯泡的电流减小,灯泡的电阻不变,根据
可知灯泡的功率变小,灯泡变暗,相反,调小电阻箱R的阻值,则灯泡变亮,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,边长为L、粗细均匀的n匝正方形闭合导线框以水平速度v0 匀速穿过宽度为d(dL)的匀强磁场区域(ab、cd边和磁场竖直边界平行),磁场的磁感应强度大小为B,线框总阻值为R,线框平面与磁场方向垂直。从ab边到达磁场左侧边界开始计时,则线框中的感应电流I、线框上a、b两点间的电势差、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量 随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】D.由题意可知线框向右匀速运动,线框从即将进入磁场,到完全进入磁场需要的时间为,由磁通量公式可得Φ=BLv0t,即磁通量随时间均匀增加;线框从进入磁场,到即将离开磁场,需要的时间为,线框从完全进入磁场,到即将离开,由磁通量公式可得Φ=BL2,不发生变化;线框从进入磁场,到完全离开磁场,需要的时间为,线框从即将离开到完全离开,由磁通量公式可得Φ=BL(L-v0t),即磁通量均匀减小,变化率与第一段运动大小相同,因题图中给出的纵坐标为nBL2错误,故D错误;
A.根据法拉第电磁感应定律,闭合电路欧姆定律可得到感应电流为,结合D选项分析,即可知在第一段运动过程中,电流恒定为逆时针,第二段运动过程中,电流为零,第三段运动过程中,电流恒定为顺时针,故A正确;
B.线框从即将进入磁场,到完全进入磁场,感应电动势为E=nBLv0,此时ab段为电源,由右手定则,可知a电势更高,结合闭合电路欧姆定律,可得,线圈从完全进入磁场,到即将离开磁场,dc、ab段均为电源,由右手定则,可知a电势比b更高,电势差为Uab=E=nBLv0;
出离磁场时dc段为电源,由右手定则,可知a电势更高,结合闭合电路欧姆定律,可得,故B正确;
C.根据安培力公式F=nBIL,结合A选项分析,可得到安培力大小随时间变化情况与电流变化情况相同,结合左手定则,可知安培力方向始终向左,即安培力方向不变,故C错误。
故选AB。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验,请完成以下问题。
(1)某小组用单摆测量当地重力加速度。
①关于单摆装置,下列最合理的是________。
A. B. C. D.
②用游标卡尺测量摆球的直径D,示数如图甲所示,D=________cm。
(2)如图所示是“验证动量守恒定律”的实验装置示意图。实验中,入射小球质量大于被碰小球质量,则被碰小球的落点位置应为图中的______点(选填“A”“B”或“C”)
(3)用油膜法估测油酸分子大小的实验中,以下操作正确的是( )
A. 在浅盘里盛上水后立即将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B. 向水面上滴1滴油酸酒精溶液时,针尖应尽量靠近水面
C. 油酸酒精溶液滴入水面后,痱子粉会缓慢散开
【答案】(1) ①. C ②. 1.920
(2)C (3)B
【解析】
【小问1详解】
①[1]为了保证摆动过程摆长保持不变,应选用细丝线,且细线上端用铁夹固定,故最合理的是C。
②[2]20分度游标卡尺的精确值为,由图甲可知摆球的直径为
【小问2详解】
实验中,入射小球质量大于被碰小球质量,入射小球碰撞前平抛落点为B,碰撞后入射小球速度减小,落点变为A;被碰小球碰撞后获得更大的速度,平抛水平位移更大,因此落点为最远的C点。
【小问3详解】
A.加水后需要等水面稳定平静,再撒痱子粉,不能立即撒粉,故A错误;
B.向水面上滴1滴油酸酒精溶液时,针尖应尽量靠近水面,防止液滴飞溅、带入气泡,故B正确;
C.油酸酒精溶液滴入水面后,痱子粉会迅速散开,接着酒精溶于水和挥发,痱子粉慢慢收缩达到稳定状态,故C错误。
故选B。
12. 学习了“练习使用多用电表”以及“测电源电动势和内阻”实验后,某物理研究小组设计了以下实验,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,当选择开关旋转到位置“1”时,多用电表用来测量( )
A. 直流电压 B. 直流电流 C. 电阻
(2)用多用电表测量某元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针偏转如图乙所示,若想测量更精确一些,需要选择倍率为______(填“×10”或“×1k”)的电阻挡,重新欧姆调零后再次进行测量。
(3)把图甲中选择开关旋转到位置3,则A表笔是______(选择“红”或“黑”)表笔,欧姆调零后,使A、B表笔分别与图丙中的M、N相连,从而测量该挡位下的欧姆表内电源的电动势和欧姆表的内阻R0。实验中测出多组电压表的电压U和电阻箱的电阻R,根据记录的数据,作出图线,如图丁所示。由图线可得欧姆表内阻R0=______(用字母a、b表示)。
(4)在不考虑实验偶然误差的情况下,这种方法中电源电动势的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
【答案】(1)B (2)×10
(3) ①. 红 ②.
(4)小于
【解析】
【小问1详解】
此时表头与右侧电阻串联后再与左侧电阻并联,根据并联电路的分流原理,为量程较大的电流表,故选B。
【小问2详解】
指针的偏转角度较大,说明待测电阻较小,应换较低倍率的挡位,需要选择倍率为×10挡
【小问3详解】
[1]当选择开关旋转到位置“3”或“4”时,B表笔接欧姆表的电源正极,电流从其流出,据电表电流的“红进黑出”,B表笔为黑表笔,则A表笔是红表笔
[2]由闭合电路的欧姆定律有
整理得
故,斜率
联立解得
【小问4详解】
由于考虑电表的内阻的影响有
此时,
故电源电动势的测量值小于真实值
13. 如图是某超重报警装置示意图,它由导热性能良好的密闭汽缸、固定有平台的活塞、报警电路组成,当活塞下移两触点接触时,电路发出超重报警。已知活塞与平台的总质量为,活塞横截面积为,弹簧长为,大气压为。平台不放物体,在环境温度为时,活塞距汽缸底高为 。设重力加速度为,不考虑活塞与汽缸间摩擦,忽略上触点与活塞之间的距离,汽缸内气体视为理想气体。
(1)轻放重物,活塞缓慢下移,求刚好触发超重预警时所放重物的质量。
(2)不放重物,若外界温度缓慢降低,从图示位置到刚触发超重预警过程,气体向外界放出热量,求气体内能的变化。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对汽缸内气体,等温过程,根据玻意耳定律
对活塞,不放物体时
放重物后
解得
【小问2详解】
温度降低过程,等压变化,外界对气体做功
由热力学第一定律
解得
14. 半导体有着广泛的应用,人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场,环形磁场圆心为O,内环半径 ,外环半径 ,磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为时,离子恰好垂直边界从中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求:
(1)离子进入磁场时的速度大小;
(2)加速电场M、N两板间的电压;
(3)为使离子能够到达G1G面,环形区域内磁场的磁感应强度的最大值B1。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当磁感应强度为时,离子恰好垂直边界从中点Q射出,根据几何关系可知,圆周运动半径
由洛伦兹力提供向心力得
解得
【小问2详解】
电场中,由动能定理得
解得
【小问3详解】
若磁感应强度为时,粒子恰好能打在G1位置,轨迹半径为,根据几何关系得
解得
又
解得
15. 图甲为某人工智能生产线上的检测装置,让闭合和未闭合两种被测导线框随绝缘传送带通过一固定磁场区域,根据线框进入磁场后的运动情况,可将它们进行分类处理,过程简化为图乙所示。通过传送带同时输送两种(闭合和未闭合)外形相同的正方形单匝导线框,传送带以恒定速度向上运动,方向与水平方向夹角为 。磁感应强度为B、方向垂直于传送带平面向下的匀强磁场分布在距离为d的平行边界 、 之间, 、 与传送带运动方向垂直。线框质量均为m,闭合框电阻为R,边长为 ,线框与传送带间的动摩擦因数为 ,重力加速度为 。所有线框在进入磁场前都已相对传送带静止,闭合框进入磁场后会与传送带发生相对滑动,其上边到达 时恰好又与传送带的速度相同。两线框运动过程中上边始终平行于 。求:
(1)闭合框的上边刚进入磁场时所受的安培力;
(2)闭合框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量和线框上产生的焦耳热;
(3)两种框的上边刚进入磁场到上边刚要出磁场的过程中,闭合框和未闭合框运动的时间差
【答案】(1),沿传送带平面向下
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路欧姆定律得
根据法拉第电磁感应定律有
闭合框上边刚进入磁场受到的安培力
联立解得,沿传送带平面向下。
【小问2详解】
根据法拉第电磁感应定律得
电荷量
又线框进入磁场过程中
联立解得
线框在进入磁场前都已相对传送带静止,闭合框进入磁场后会与传送带发生相对滑动,其上边到达 时恰好又与传送带的速度相同;
对线框根据能量守恒可得线框上产生的焦耳热
【小问3详解】
在框的上边刚进入磁场到线框的上边刚要出磁场的过程中,未闭合框:经过磁场区域匀速运动的时间
闭合框进入磁场的过程中,产生感应电流,受安培力影响,先做减速运动,完全进入后不受安培力作用,做匀加速直线运动,最终与传送带再次共速;取沿斜面向上为正方向,设框运动时间为,根据动量定理有
又
联立解得
所以闭合框和未闭合框运动的时间差
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2025-2026学年第二学期期中考试
盐田高级中学高二物理试题卷
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. “烛龙一号”是由无锡贝塔医药科技有限公司联合西北师范大学科研团队研发的国内首款C-14核电池,其工作原理基于放射性同位素C-14的衰变,通过换能器件可以直接将射线粒子的动能转化为电流。对此,下列说法正确的是( )
A. 该衰变为衰变
B. 衰变释放的射线粒子来源于核外电子
C. 随着温度的升高,C-14的半衰期不变
D. 的比结合能比的比结合能小
2. 如图是一束太阳光射向球形雨滴表面后发生折射的示意图,其中a、b是两种单色光。不考虑光在雨滴内的反射,下列说法正确的是( )
A. 雨滴对a光的折射率小于对b光的折射率
B. a光的光子能量大于b光的光子能量
C. a光和b光在雨滴中传播速度相同
D. a光和b光在雨滴中的波长相同
3. 现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在t=0时刻的波形图,图乙是质点P的振动图像,则( )
A. 超声波沿x轴负方向传播
B. 超声波波速为1500m/s
C. 舰艇行驶速度越快,声呐发出超声波的频率越大
D. 超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象
4. 图甲是研究光电效应的电路图,光电管阴极K为钙金属,逸出功为,图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发出的光照射阴极K,下列跃迁过程发出的光不能使K发生光电效应现象的是( )
A. 从跃迁到 B. 从跃迁到
C. 从 跃迁到 D. 从跃迁到
5. 图甲为某公司自主研发的“自发电”无线门铃按钮,其“发电”原理如图乙所示。按下门铃按钮过程,磁铁靠近螺线管,螺线管内部产生感应电流;松开门铃按钮过程,磁铁远离螺线管回归原位。下列说法正确的是( )
A. 按下按钮瞬间,螺线管内部电流方向为:Q→P
B. 松开按钮瞬间,螺线管内部电流方向为:P→Q
C. 松开按钮瞬间,螺线管线圈会有扩张的趋势
D. 按下按钮瞬间,螺线管线圈之间相互排斥
6. 如图所示,交流发电机中的单匝线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动,产生的感应电动势随时间变化的规律为 ,线圈的电阻,外电路电阻,交流电流表内阻不计,则( )
A. 该交流电的频率为
B. 线圈转到图示位置时,交流电流表示数为
C. 线圈转到图示位置时,磁通量变化率为0
D. 线圈从图示位置转过的过程中,通过电阻R的电荷量为
7. 如图所示为电磁炮的基本原理图(俯视图)。水平平行金属直导轨a、b充当炮管,金属弹丸放在两导轨间,与导轨接触良好,两导轨左端与一恒流源连接,可使回路中的电流大小恒为 I,方向如图所示,两导轨中电流在弹丸所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d,弹丸质量为m,弹丸在导轨上运动的最大距离为s,弹丸能加速的最大速度为v,不计摩擦,则下列判断正确的是( )
A. 导轨间的磁场方向向上
B. 导轨间的磁场磁感应强度大小为
C. 弹丸克服安培力做功获得动能
D. 弹丸先做加速度越来越小的加速运动,最后做匀速运动
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题列出的四个选项中,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,甲是速度选择器,乙是磁流体发电机,丙是回旋加速器,丁是霍尔元件,下列说法正确的是( )
A. 图甲中粒子沿直线通过速度选择器的条件是
B. 图乙可通过增大磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C. 图丙中,若增大D形盒狭缝之间的加速电压U,则粒子射出加速器时的最大动能增大
D. 图丁中,若载流子带负电,稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势
9. 某款无级调节台灯的原理图如图所示。变压器视为理想变压器,原线圈连接学生电源的交流挡(电压有效值恒定),移动滑片可调节副线圈的匝数,为电阻箱,导线电阻不计。闭合开关 ,发现灯泡亮度稍暗,要调亮一些,下列方案可行的是( )
A. 向上移动滑片P B. 向下移动滑片P
C. 调大电阻箱R的阻值 D. 调小电阻箱R的阻值
10. 如图所示,边长为L、粗细均匀的n匝正方形闭合导线框以水平速度v0 匀速穿过宽度为d(dL)的匀强磁场区域(ab、cd边和磁场竖直边界平行),磁场的磁感应强度大小为B,线框总阻值为R,线框平面与磁场方向垂直。从ab边到达磁场左侧边界开始计时,则线框中的感应电流I、线框上a、b两点间的电势差、线框所受安培力F、穿过线框的磁通量 随时间t变化的图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验,请完成以下问题。
(1)某小组用单摆测量当地重力加速度。
①关于单摆装置,下列最合理的是________。
A. B. C. D.
②用游标卡尺测量摆球的直径D,示数如图甲所示,D=________cm。
(2)如图所示是“验证动量守恒定律”的实验装置示意图。实验中,入射小球质量大于被碰小球质量,则被碰小球的落点位置应为图中的______点(选填“A”“B”或“C”)
(3)用油膜法估测油酸分子大小的实验中,以下操作正确的是( )
A. 在浅盘里盛上水后立即将适量的痱子粉均匀地撒在水面上
B. 向水面上滴1滴油酸酒精溶液时,针尖应尽量靠近水面
C. 油酸酒精溶液滴入水面后,痱子粉会缓慢散开
12. 学习了“练习使用多用电表”以及“测电源电动势和内阻”实验后,某物理研究小组设计了以下实验,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,当选择开关旋转到位置“1”时,多用电表用来测量( )
A. 直流电压 B. 直流电流 C. 电阻
(2)用多用电表测量某元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针偏转如图乙所示,若想测量更精确一些,需要选择倍率为______(填“×10”或“×1k”)的电阻挡,重新欧姆调零后再次进行测量。
(3)把图甲中选择开关旋转到位置3,则A表笔是______(选择“红”或“黑”)表笔,欧姆调零后,使A、B表笔分别与图丙中的M、N相连,从而测量该挡位下的欧姆表内电源的电动势和欧姆表的内阻R0。实验中测出多组电压表的电压U和电阻箱的电阻R,根据记录的数据,作出图线,如图丁所示。由图线可得欧姆表内阻R0=______(用字母a、b表示)。
(4)在不考虑实验偶然误差的情况下,这种方法中电源电动势的测量值______(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值。
13. 如图是某超重报警装置示意图,它由导热性能良好的密闭汽缸、固定有平台的活塞、报警电路组成,当活塞下移两触点接触时,电路发出超重报警。已知活塞与平台的总质量为,活塞横截面积为,弹簧长为,大气压为。平台不放物体,在环境温度为时,活塞距汽缸底高为 。设重力加速度为,不考虑活塞与汽缸间摩擦,忽略上触点与活塞之间的距离,汽缸内气体视为理想气体。
(1)轻放重物,活塞缓慢下移,求刚好触发超重预警时所放重物的质量。
(2)不放重物,若外界温度缓慢降低,从图示位置到刚触发超重预警过程,气体向外界放出热量,求气体内能的变化。
14. 半导体有着广泛的应用,人们通过离子注入的方式优化半导体以满足不同的需求。离子注入系统的原理简化如图所示。质量为m、电荷量为q的正离子经电场加速后从中点P垂直OE射入四分之一环形匀强磁场,环形磁场圆心为O,内环半径 ,外环半径 ,磁场方向垂直纸面向里。当磁感应强度为时,离子恰好垂直边界从中点Q射出。不考虑离子重力以及离子间的相互作用。求:
(1)离子进入磁场时的速度大小;
(2)加速电场M、N两板间的电压;
(3)为使离子能够到达G1G面,环形区域内磁场的磁感应强度的最大值B1。
15. 图甲为某人工智能生产线上的检测装置,让闭合和未闭合两种被测导线框随绝缘传送带通过一固定磁场区域,根据线框进入磁场后的运动情况,可将它们进行分类处理,过程简化为图乙所示。通过传送带同时输送两种(闭合和未闭合)外形相同的正方形单匝导线框,传送带以恒定速度向上运动,方向与水平方向夹角为 。磁感应强度为B、方向垂直于传送带平面向下的匀强磁场分布在距离为d的平行边界 、 之间, 、 与传送带运动方向垂直。线框质量均为m,闭合框电阻为R,边长为 ,线框与传送带间的动摩擦因数为 ,重力加速度为 。所有线框在进入磁场前都已相对传送带静止,闭合框进入磁场后会与传送带发生相对滑动,其上边到达 时恰好又与传送带的速度相同。两线框运动过程中上边始终平行于 。求:
(1)闭合框的上边刚进入磁场时所受的安培力;
(2)闭合框进入磁场过程中,通过线框横截面的电荷量和线框上产生的焦耳热;
(3)两种框的上边刚进入磁场到上边刚要出磁场的过程中,闭合框和未闭合框运动的时间差
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