精品解析：福建闽侯县第一中学等校2025-2026学年高二下学期资优生阶段性检测物理试题

福建闽侯县第一中学等校2025-2026学年高二下学期资优生阶段性检测物理试题 （考试时间：75分钟，满分：100分） 一、单选题：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，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 关于光现象及其应用，下列说法正确的是（ ） A. 观察到筷子在水中的部分发生偏折，是由于光的全反射 B. 光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C. 拍摄水下景物，在相机镜头前装上偏振片可使景物的像清晰 D. 观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 2. 位于坐标原点的波源从平衡位置开始沿轴运动，在均匀介质中形成了一列沿轴正方向传播的简谐波，P和Q是平衡位置分别位于和处的两质点， 时波形如图所示，此时Q刚开始振动， 时Q第一次到达波谷。下列说法正确的是（ ） A. 波源开始振动时的运动方向沿轴正方向 B. 该波在此介质中的波速为1m/s C. P的位移随时间变化的关系式为 D. 平衡位置位于处的质点在时第一次到达波峰 3. 如图甲所示，质量为m的金属杆放置在光滑的水平导轨上，接入电路的有效长度为L，整个回路的电阻恒为R，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下，向右运动的速度与时间关系图像如图乙所示，图中的曲线是正弦形状，整个过程金属杆始终与导轨垂直且接触良好。图中、均为已知量，下列说法正确的是（ ） A. 0至时间内，拉力F做的功等于 B. 0至时间内，回路中感应电动势的有效值为 C. 若时刻拉力，则此时图乙曲线的斜率等于 D. 若图乙阴影的面积为，则0至时间内，拉力F的平均值大小为 4. 我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年建成。其部分结构可视为圆柱形真空室，内有水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图所示。以圆柱体左侧面圆心为点，轴线为轴建立 坐标系，圆柱体右侧面与轴交于点。某比荷为的正离子从点以大小为 的初速度沿轴正向运动，最终从点射出，整个过程恰好未与真空室壁接触。已知真空室的半径为，电场强度大小为。不计离子重力，则（　　） A. 离子运动时的加速度不变 B. 磁场的磁感应强度的大小为 C. 离子从运动到点的时间可能是 D. 点的坐标可能为 二、多选题（每题有且仅有两个正确选项，每题6分，共24分） 5. “莫泽灯”是一种零成本环保照明用具。如图所示，装适量某透明液体且直径的圆柱形透明塑料瓶竖直固定在屋顶。一束单色光与水平面成60°角从瓶壁上的O点射入，进入瓶内后射到内壁A点，且A点比O点竖直降低h。俯视图显示光线刚好经过了瓶子横截面的中心，不计瓶壁对光的折射。下列说法正确的是（　　） A. 从O点射入，无论入射角多大，该光不可能在瓶内壁发生全反射 B. 从O点射入，入射角增大到一定值，该光可以在瓶内壁发生全反射 C. 该光从A点射入屋内时，出射光线与水平面的夹角为30° D. 瓶内液体对该光的折射率为 6. 如图，某光伏发电站输出频率为 的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻 的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为48∶1的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为 ，输入电流为 ，则（ ） A. 充电桩输入的交流电周期为 B. 只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C. 工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越大 D. 10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 7. 如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，斜面顶端固定一轻质滑轮。质量均为的相同小物块A、B通过不可伸长的轻绳连接，轻绳跨过滑轮并与斜面平行，用劲度系数为的相同轻质弹簧分别将A、B与斜面体底端相连。A、B静止时弹簧均处于原长且与斜面平行。现将A沿斜面缓慢下拉 ，然后松手。弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦。则在两物块运动过程中（　　） A. 连接B的弹簧最大压缩量为 B. A向上运动过程中其加速度随时间线性减小 C. A向上运动过程中其最大速度大小为 D. A向上运动过程中轻绳对滑轮的作用力保持不变 8. 如图甲所示， 、 两物块（均视为质点）用劲度系数为的轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，时，使 获得水平向右、大小为的速度， 、 运动的速度 时间关系图像如图乙所示，已知阴影部分的面积为，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量以及弹簧的劲度系数之间的关系式为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 时刻， 、 间的距离最小 B. 的质量为 C. 时间内， 所受冲量的大小为 D. 时间内， 的位移大小 三、填空题（共9分） 9. 随着健康监测技术发展，智能手环可利用光电传感器采集腕部动脉的搏动信号来监测心率。若某次测得使用者安静时的心率为75次/分钟，则其脉搏波（视为简谐波）的周期为__________ 。已知该脉搏波在手臂软组织中的传播速度约为，则其波长约为__________ 。 10. 如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为和 ，此时a受到的磁场力为，若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________。当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为 ，则此时b受到的磁场力为________。 11. 如图所示，光滑金属导轨MN、PQ水平固定放置，间距为 ，两导轨之间存在着与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为。金属棒ab与cd质量分别为 、，电阻分别为、 ，长度均为 ，放置在导轨上并与导轨垂直。现同时给金属棒ab与cd一个大小为的初速度，方向分别向左、向右，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，则金属棒cd的最大加速度为________；金属棒cd的速度减为零时，回路中的电流为________；从开始到稳定的整个运动过程，金属棒ab产生的总焦耳热为________。 四、实验题（共11分） 12. 如图所示，某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a、将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b、在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸； c、先让入射小球 多次从斜轨上的某位置由静止释放；然后把被碰小球 静置于轨道的末端，再将入射小球 从斜轨上同一位置由静止释放，与小球 相撞； d、多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，其中点为小球 单独运动的落点。 （1）关于对本实验的理解，下列正确的是_________； A. 需测量释放点到斜槽末端的高度 B. 需用测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间 C. 需用天平测量两球的质量和 D. 需测量到斜槽末端点的长度 （2）若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式_________成立（用表示）；若该碰撞过程的机械能也守恒，则关系式_________成立（用、、表示）。 13. 做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 （1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有__________。（填选项字母） A. B. C. D. E. （2）下列说法正确的是__________ A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 （3）实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面__________。 A． B． C． D． （4）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的__________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为__________。 （5）若用匝数匝和匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则一定是__________线圈。（选填“原”或“副”） 实验次数 1 2 3 4 0.90 1.40 1.90 2.40 2.00 3.01 4.02 5.02 五、解答题（12+14+14=40分） 14. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，在矩形区域内有向里的匀强磁场（边界上也有磁场），磁感应强度B大小可调节；其中点的坐标分别为，，，，在第二象限内有竖直向上的匀强电场E，重力加速度为g。现有一质量为m、电荷量为的小球，在a点沿x轴负方向以初速度入射，在矩形区域内恰能做匀速圆周运动。求： （1）匀强电场E的大小； （2）要使小球从边出磁场，磁感应强度B的大小范围； （3）要使小球经过坐标原点O，磁感应强度B的大小。 15. 如图所示，传送带的左侧为足够大的光滑水平面，右侧为光滑固定曲面，传送带与左、右两边的水平面等高且平滑对接。一水平轻质弹簧左端固定在竖直墙上，弹簧的弹性势能，其中弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧右端与质量的物块B（视为质点）连接。传送带始终以的速度逆时针转动。现将质量的物块A（视为质点）从曲面上距水平面高度处由静止释放。物块A、B之间每次发生的都是完全非弹性碰撞（时间极短），但碰撞后并不粘连，第一次碰撞前物块B静止于平衡位置，且每次回到平衡位置时物块B都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除。已知传送带长 ，物块A与传送带间的动摩擦因数 ，取重力加速度大小。求： （1）物块A第一次与物块B碰撞过程损失的机械能； （2）物块B向左运动的最大距离； （3）整个过程中物块A与传送带间因摩擦而产生的热量。 16. 如图为某兴趣小组做电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线 将水平面分成左右两部分，左侧平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场为方向垂直平面、等间距交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为，每个磁场宽度为 。右侧较远处存在宽度为 ，方向垂直平面向里的阻尼磁场，磁感应强度（表示到阻尼磁场左边界的距离，且）。两个完全相同的正方形金属线框和，边长均为 ，质量均为，其中 边和边无电阻，其余各边电阻均为。线框与分界线 左侧的动摩擦因数为 。现使驱动磁场以稳定速度向右运动，线框在图示位置由静止开始运动，经过一段时间后匀速运动，当 边匀速运动到 时立即撤去驱动磁场，线框完全越过 后，与静止线框发生正碰，碰后 边和边粘在一起，组成“”型线框后进入阻尼磁场。设整个过程中线框的 边和 边始终与分界线平行， 边和边碰后接触良好。不计两金属框形变，重力加速度为。求： （1）线框由静止开始运动时的感应电流方向和大小； （2）线框在驱动磁场中匀速运动的速度大小； （3）设某次经过驱动磁场加速后，线框以速度 （已知）与线框发生正碰，，请分析“”型线框在阻尼磁场作用下运动的位移。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福建闽侯县第一中学等校2025-2026学年高二下学期资优生阶段性检测物理试题 （考试时间：75分钟，满分：100分） 一、单选题：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，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 关于光现象及其应用，下列说法正确的是（ ） A. 观察到筷子在水中的部分发生偏折，是由于光的全反射 B. 光盘记录信息的轨道可以做得很密，是由于激光亮度高 C. 拍摄水下景物，在相机镜头前装上偏振片可使景物的像清晰 D. 观看立体电影时观众要戴上特制的眼镜，是利用了光的衍射 【答案】C 【解析】 【详解】A．筷子在水中部分偏折是光的折射现象，故A错误； B．光盘记录轨道能做得很密是利用了激光平行度好、可会聚到极小光点的特性，与激光亮度高无关，故B错误； C．水面的反射光多为偏振光，在相机镜头前加装偏振片可以过滤掉这些反射杂光，减少画面干扰，使水下景物的像更清晰，故C正确； D．立体电影利用的是光的偏振原理：两台放映机发出偏振方向不同的光，观众佩戴的偏振眼镜左右镜片偏振方向分别与之匹配，使左右眼获得不同图像从而产生立体感，与光的衍射无关，故D错误。 故选C。 2. 位于坐标原点的波源从平衡位置开始沿轴运动，在均匀介质中形成了一列沿轴正方向传播的简谐波，P和Q是平衡位置分别位于和处的两质点， 时波形如图所示，此时Q刚开始振动， 时Q第一次到达波谷。下列说法正确的是（ ） A. 波源开始振动时的运动方向沿轴正方向 B. 该波在此介质中的波速为1m/s C. P的位移随时间变化的关系式为 D. 平衡位置位于处的质点在时第一次到达波峰 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，PQ间距，得波长   时 刚开始振动，根据同侧法且波沿 正方向传播，可得 点起振方向沿 轴负方向，波源起振方向与 一致，故A错误； B． 从平衡位置向下起振，第一次到达波谷的时间为，由题意得 得周期 波速，故B正确； C．简谐振动角频率，故C错误； D．由波形平移法平衡位置位于处的质点第一次到达波峰所用时间 但这是 的波形图，所以平衡位置位于处的质点第一次到达波峰，故D错误。 故选B。 3. 如图甲所示，质量为m的金属杆放置在光滑的水平导轨上，接入电路的有效长度为L，整个回路的电阻恒为R，整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下，向右运动的速度与时间关系图像如图乙所示，图中的曲线是正弦形状，整个过程金属杆始终与导轨垂直且接触良好。图中、均为已知量，下列说法正确的是（ ） A. 0至时间内，拉力F做的功等于 B. 0至时间内，回路中感应电动势的有效值为 C. 若时刻拉力，则此时图乙曲线的斜率等于 D. 若图乙阴影的面积为，则0至时间内，拉力F的平均值大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时间内，根据动能定理 拉力做功（  是回路焦耳热） 因此拉力做功大于，故A错误； B．由题意，和时间内速度满足正弦规律 感应电动势 属于正弦式交变电流，最大值 正弦交流电有效值 产生的焦耳热为 和时间内产生的焦耳热为0 则为两个完整周期，电动势有效值为 故B错误； C．时刻， ，安培力 导轨光滑无摩擦力，根据牛顿第二定律 图像的斜率就是加速度  ，因此斜率 故C正确； D．图像面积表示位移，阴影面积是正半周的位移，总位移 根据动量定理，初末速度都是0，动量变化，因此 安培力冲量 其中 故 整理得 故D错误。 故选C。 4. 我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年建成。其部分结构可视为圆柱形真空室，内有水平向右的匀强电场和匀强磁场，如图所示。以圆柱体左侧面圆心为 点，轴线为轴建立 坐标系，圆柱体右侧面与轴交于点。某比荷为的正离子从 点以大小为 的初速度沿轴正向运动，最终从点射出，整个过程恰好未与真空室壁接触。已知真空室的半径为 ，电场强度大小为。不计离子重力，则（　　） A. 离子运动时的加速度不变 B. 磁场的磁感应强度的大小为 C. 离子从 运动到点的时间可能是 D. 点的坐标可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．离子在运动过程中受到电场力和洛伦兹力作用，电场力恒定，但洛伦兹力方向随速度方向变化而变化，所以合力变化，加速度变化，故A错误； B．离子在平面内做匀速圆周运动，在轴方向做初速度为零的匀加速直线运动。离子恰好未与真空室壁接触，说明离子在平面内做圆周运动的直径等于圆柱体半径，即 解得 由洛伦兹力提供向心力 结合比荷 解得，故B错误； C．离子从 点运动到点，说明离子在平面内运动了整数个周期回到轴线，即() 周期 所以 当时，，不可能是，故C错误； D．离子在轴方向做匀加速直线运动，加速度 已知，则 点的坐标 当 时，，此时点坐标为，故D正确。 故选D。 二、多选题（每题有且仅有两个正确选项，每题6分，共24分） 5. “莫泽灯”是一种零成本环保照明用具。如图所示，装适量某透明液体且直径的圆柱形透明塑料瓶竖直固定在屋顶。一束单色光与水平面成60°角从瓶壁上的O点射入，进入瓶内后射到内壁A点，且A点比O点竖直降低h。俯视图显示光线刚好经过了瓶子横截面的中心，不计瓶壁对光的折射。下列说法正确的是（　　） A. 从O点射入，无论入射角多大，该光不可能在瓶内壁发生全反射 B. 从O点射入，入射角增大到一定值，该光可以在瓶内壁发生全反射 C. 该光从A点射入屋内时，出射光线与水平面的夹角为30° D. 瓶内液体对该光的折射率为 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．由于光路具有可逆性，瓶身平行，O点的折射角和A点的入射角一样大， O点的入射角和A点的折射角一样大。 该光从A点射入屋内时，出射光线与水平面的夹角为。当A点的折射角大于等于时，发生全反射，而O点的入射角大于等于时，光线不能从瓶外射入瓶内。所以，从O点射入，无论入射角多大，该光不可能在瓶内壁发生全反射，故A正确，B错误，C错误； D．根据几何关系可得，O点折射角的正弦值为 又O点入射角的正弦值为 瓶内液体对该光的折射率为，故D正确。 故选AD。 6. 如图，某光伏发电站输出频率为 的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻 的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为48∶1的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为 ，输入电流为 ，则（ ） A. 充电桩输入的交流电周期为 B. 只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C. 工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越大 D. 10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．发电站输出交流电的频率为50Hz，变压器不改变交流电频率或周期，故充电桩输入的交流电周期为 ，故A错误； B．只有一台充电桩工作时，根据，可得输电线上的电流 输电线损耗的功率为 ，B正确； C．工作的充电桩越多，并联后的电阻R负越小，则降压变压器副线圈中的电流越大，对降压变压器有，又输电线上的电流I线=I3越大，输电线损耗的电压  越大，故C正确； D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为P出=10UI=10×220×16W=35.2kW，故D错误。 故选BC。 7. 如图，截面为等腰三角形的光滑斜面体固定在水平地面上，斜面顶端固定一轻质滑轮。质量均为的相同小物块A、B通过不可伸长的轻绳连接，轻绳跨过滑轮并与斜面平行，用劲度系数为的相同轻质弹簧分别将A、B与斜面体底端相连。A、B静止时弹簧均处于原长且与斜面平行。现将A沿斜面缓慢下拉 ，然后松手。弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦。则在两物块运动过程中（　　） A. 连接B的弹簧最大压缩量为 B. A向上运动过程中其加速度随时间线性减小 C. A向上运动过程中其最大速度大小为 D. A向上运动过程中轻绳对滑轮的作用力保持不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设沿斜面向下为A物块的位移正方向，则B物块的位移向上为正，二者位移大小相等 A物块受力：重力分力 方向向下，弹簧弹力方向向上，绳张力方向向上 B物块受力：重力分力 方向向下，弹簧弹力方向向下，绳张力方向向上 由牛顿第二定律：A物块，B物块 两式相加得，即 故系统做简谐振动，频率，振幅 B物块的弹簧压缩量等于B物块的位移，故最大位移为振幅，故A正确； B．加速度，又简谐振动 故随时间余弦变化，不是线性，故B错误； C．由机械能守恒，初始弹性势能，其全部转化为动能时速度最大，有 解得，故C错误； D．由A物块，B物块 两式相减得，恒为常数，故轻绳对滑轮的作用力保持不变，故D正确； 故选AD。 8. 如图甲所示， 、 两物块（均视为质点）用劲度系数为的轻质弹簧连接并放置在光滑的水平面上，时，使 获得水平向右、大小为的速度， 、 运动的速度 时间关系图像如图乙所示，已知阴影部分的面积为，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量以及弹簧的劲度系数之间的关系式为，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A. 时刻， 、 间的距离最小 B. 的质量为 C. 时间内， 所受冲量的大小为 D. 时间内， 的位移大小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，时刻之前 的速度大于 的速度，时刻 的速度等于 的速度，则时刻弹簧被压缩最短，此时 、 间的距离最小；接着弹簧逐渐恢复原长，在时刻 的速度最小、 的速度最大，此时弹簧恢复原长；接着弹簧伸长， 的速度增大、 的速度减小，在时刻两者共速，此时两物块相距最远，因此时刻， 、 间的距离最大，故A错误； B．设 的质量为， 的质量为，以水平向右的方向为正方向，由动量守恒定律得 根据系统的机械能守恒定律可得 分析题意可得初始时刻弹簧处于原长，设时刻弹簧的形变量为，已知阴影部分的面积为，则有 设弹簧的劲度系数为，则有 联立解得 的质量为，故B正确； C．时间内，以水平向右的方向为正方向，对 由动量定理 方向与 的初速度方向相反，则大小为，故C错误； D．由几何关系可知，时间内 根据动量守恒定律得 取极短时间，可得 则时间内有 可得，其中， 联立可得时间内 的位移大小为，故D正确。 故选BD。 三、填空题（共9分） 9. 随着健康监测技术发展，智能手环可利用光电传感器采集腕部动脉的搏动信号来监测心率。若某次测得使用者安静时的心率为75次/分钟，则其脉搏波（视为简谐波）的周期为__________ 。已知该脉搏波在手臂软组织中的传播速度约为，则其波长约为__________ 。 【答案】 ①. 0.8 ②. 4 【解析】 【详解】[1]周期是波完成一次全振动的时间，已知心率为75次/分钟，即60秒内搏动75次，因此脉搏波的周期：  [2]根据波速公式 ，变形得波长  代入、 得： 10. 如图，两根通电长直导线a、b平行放置，a、b中的电流强度分别为和 ，此时a受到的磁场力为，若以该磁场力的方向为正，则b受到的磁场力为________。当在a、b的正中间再放置一根与a、b平行共面的通电长直导线c后，a受到的磁场力大小变为 ，则此时b受到的磁场力为________。 【答案】 ①. ②. 或 【解析】 【详解】[1]根据题意可知， 、 之间的磁场力为作用力和反作用力，故 受到的磁场力大小也为，方向相反，所以是 ； [2]若放置通电长直导线 后，a受到的磁场力为 ，可知通电长直导线 对 的作用力为，则通电长直导线 对 的作用力为 ，此时b受到的磁场力为 ；若放置通电长直导线 后，a受到的磁场力为 ，可知通电长直导线 对 的作用力为 ，则通电长直导线 对 的作用力为 ，此时b受到的磁场力为 。 11. 如图所示，光滑金属导轨MN、PQ水平固定放置，间距为 ，两导轨之间存在着与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为。金属棒ab与cd质量分别为 、，电阻分别为 、 ，长度均为 ，放置在导轨上并与导轨垂直。现同时给金属棒ab与cd一个大小为的初速度，方向分别向左、向右，两金属棒运动过程中始终与导轨接触良好，不计导轨电阻，忽略感应电流产生的磁场，则金属棒cd的最大加速度为________；金属棒cd的速度减为零时，回路中的电流为________；从开始到稳定的整个运动过程，金属棒ab产生的总焦耳热为________。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】[1]根据题意可知，刚开始运动时，通过金属棒的电流最大，此时金属棒受到的安培力最大，金属棒的加速度最大，感应电动势为 感应电流为 金属棒cd的最大加速度为 [2]根据题意可知，两金属棒组成的系统所受合外力为0，则设金属棒cd的速度减为零时，金属棒ab的速度为 ，由动量守恒定律有 解得 此时回路中的电流为 [3]根据题意，综合上述分析可知，最终稳定时，两金属棒共速，由动量守恒定律有 解得 整个过程产生的焦耳热 则金属棒ab产生的总焦耳热为 四、实验题（共11分） 12. 如图所示，某实验小组的同学将长木板沿倾斜方向固定来验证动量守恒定律，并进行了如下的操作： a、将斜槽固定在水平桌面上，并调整斜槽末端水平； b、在长木板上由下往上依次铺有白纸和复写纸； c、先让入射小球 多次从斜轨上的某位置由静止释放；然后把被碰小球 静置于轨道的末端，再将入射小球 从斜轨上同一位置由静止释放，与小球 相撞； d、多次重复此步骤，用最小圆圈法分别找到碰撞前后小球在长木板上的平均落点，其中点为小球 单独运动的落点。 （1）关于对本实验的理解，下列正确的是_________； A. 需测量释放点到斜槽末端的高度 B. 需用测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间 C. 需用天平测量两球的质量和 D. 需测量到斜槽末端 点的长度 （2）若两球碰撞的过程中动量守恒，则关系式_________成立（用表示）；若该碰撞过程的机械能也守恒，则关系式_________成立（用、、表示）。 【答案】（1）CD （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 ABD．小球从斜槽末端做平抛运动落到斜面上，则由， 可得 则初速度的平方与小球在斜面上的点与抛出点的距离成正比，则可用小球在斜面上的落点到O点的距离代替小球的速度，不需测量释放点到斜槽末端的高度，也不需要测量小球从抛出至落到斜面的飞行时间，需测量到斜槽末端 点的长度，AB错误，D正确； C．该实验需用天平测量两球的质量和，C正确。 故选CD。 【小问2详解】 [1][2]若两球碰撞的过程中动量守恒，则 根据可得 若该碰撞过程的机械能也守恒，则满足 可得 与联立可知 13. 做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。 （1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有__________。（填选项字母） A. B. C. D. E. （2）下列说法正确的是__________ A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈不相同 B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是控制变量法 C．为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过12V D．绕制降压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好 （3）实验中，可拆变压器如图所示，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成，硅钢片应平行于平面__________。 A． B． C． D． （4）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的__________值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关如图乙所示，则此时电表读数为__________。 （5）若用匝数匝和匝的变压器做实验，对应的电压测量数据如下表所示。根据测量数据，则一定是__________线圈。（选填“原”或“副”） 实验次数 1 2 3 4 0.90 1.40 1.90 2.40 2.00 3.01 4.02 5.02 【答案】 ①. BDE##BED##DBE##DEB##EBD##EDB ②. BD##DB ③. D ④. 有效 ⑤. 4.8V ⑥. 副 【解析】 【详解】（1）[1]实验中需要交流电源、变压器和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表，故AC错误，BDE正确。 故选BDE。 （2）[2]A．变压器工作时只是改变电压，不改变频率，副线圈电压频率与原线圈相同，故A错误； B．实验过程中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来探究匝数比与原副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，故B正确； C．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，而用直流电压变压器不能工作，故C错误； D．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理知 可知，匝数少的电流大，则导线应该粗；绕制降压变压器原、副线圈时，由于副线圈的匝数少，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好，故D正确。 故选BD。 （3）[3] 由图，根据楞次定律和右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向与面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直面，即平行于面，故ABC错误，D正确。 故选D。 （4）[4]由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值； [5]所选择为交流电压10V挡，依题意，此时电表读数为4.8V。 （5）[6]由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律 由表格数据值U1总是略小于，故U1应该是副线圈的电压值，一定是副线圈。 五、解答题（12+14+14=40分） 14. 如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，在矩形区域内有向里的匀强磁场（边界上也有磁场），磁感应强度B大小可调节；其中点的坐标分别为，，，，在第二象限内有竖直向上的匀强电场E，重力加速度为g。现有一质量为m、电荷量为的小球，在a点沿x轴负方向以初速度入射，在矩形区域内恰能做匀速圆周运动。求： （1）匀强电场E的大小； （2）要使小球从边出磁场，磁感应强度B的大小范围； （3）要使小球经过坐标原点O，磁感应强度B的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 因小球在矩形区域内恰能做匀速圆周运动，则电场力与重力平衡，即 解得 【小问2详解】 要使小球从边出磁场，作轨迹如图所示 由图可知，要使小球从边出磁场，根据几何关系，可得最小的半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 解得最大的磁感应强度为 根据几何关系，可得最大的半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 解得最小的磁感应强度为 故磁感应强度B的大小范围为 【小问3详解】 出磁场后，小球做匀速直线运动，要使小球经过坐标原点O，轨迹如图所示 在三角形中，根据几何关系，可得 在三角形中，根据几何关系，可得 联立得 根据洛伦兹力提供向心力有 解得 15. 如图所示，传送带的左侧为足够大的光滑水平面，右侧为光滑固定曲面，传送带与左、右两边的水平面等高且平滑对接。一水平轻质弹簧左端固定在竖直墙上，弹簧的弹性势能，其中弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，弹簧右端与质量的物块B（视为质点）连接。传送带始终以的速度逆时针转动。现将质量的物块A（视为质点）从曲面上距水平面高度处由静止释放。物块A、B之间每次发生的都是完全非弹性碰撞（时间极短），但碰撞后并不粘连，第一次碰撞前物块B静止于平衡位置，且每次回到平衡位置时物块B都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除。已知传送带长 ，物块A与传送带间的动摩擦因数 ，取重力加速度大小。求： （1）物块A第一次与物块B碰撞过程损失的机械能； （2）物块B向左运动的最大距离； （3）整个过程中物块A与传送带间因摩擦而产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设物块A滑到曲面底部时的速度大小为，根据机械能守恒定律有 解得 则物块A在传送带上开始做匀减速运动，假设物块A在传送带上一直做匀减速运动，到达传送带左端时物块A的速度大小为vA，根据动能定理有 解得 由于，说明假设成立；设第一次碰撞后瞬间物块A与物块B的速度大小为，物块A与物块B在碰撞过程中动量守恒，有 解得 物块A第一次与物块B碰撞过程损失的机械能 解得 【小问2详解】 整个运动过程中，物块A与物块B第一次碰撞后向左运动的距离最大，根据功能关系有 解得物块B向左运动的最大距离 【小问3详解】 物块A与B第一次碰撞后当弹簧恢复原长时物块B被锁定，此时物块A的速度大小仍为，物块A在传送带上先向右做匀减速运动，匀减速运动的位移大小 所以物块A在传送带上先向右做匀减速到零的运动，再向左做匀加速运动，以原速率返回左端，可知物块A与物块B第二次碰撞前瞬间的速度大小仍为 设第二次碰撞后瞬间物块A与物块B的速度大小为，则对物块A与B在第二次碰撞过程有 解得 同理，物块A每次碰撞后都将被传送带带回并与物块B发生下一次碰撞，则物块A与物块B碰撞n次后返回传送带，速度大小 第n次与物块B碰撞后，物块A在传送带上匀加速运动与匀减速运动的时间均为 第n次碰撞后，物块A与传送带的相对路程， 设物块A第一次通过传送带的时间为t，有 该过程中，物块A相对传送带运动的距离 整个运动过程中，物块A与传送带间因摩擦而产生的热量 解得 16. 如图为某兴趣小组做电磁驱动和电磁阻尼实验的示意图。分界线 将水平面分成左右两部分，左侧平面粗糙，右侧平面光滑。左侧的驱动磁场为方向垂直平面、等间距交替分布的匀强磁场，磁感应强度大小均为，每个磁场宽度为 。右侧较远处存在宽度为 ，方向垂直平面向里的阻尼磁场，磁感应强度（表示到阻尼磁场左边界的距离，且）。两个完全相同的正方形金属线框和，边长均为 ，质量均为，其中 边和边无电阻，其余各边电阻均为 。线框与分界线 左侧的动摩擦因数为 。现使驱动磁场以稳定速度向右运动，线框在图示位置由静止开始运动，经过一段时间后匀速运动，当 边匀速运动到 时立即撤去驱动磁场，线框完全越过 后，与静止线框发生正碰，碰后 边和边粘在一起，组成“”型线框后进入阻尼磁场。设整个过程中线框的 边和 边始终与分界线平行， 边和边碰后接触良好。不计两金属框形变，重力加速度为。求： （1）线框由静止开始运动时的感应电流方向和大小； （2）线框在驱动磁场中匀速运动的速度大小； （3）设某次经过驱动磁场加速后，线框以速度 （已知）与线框发生正碰，，请分析“”型线框在阻尼磁场作用下运动的位移。 【答案】（1），顺时针方向 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 线框刚开始运动时速度为零，与磁场的相对速度为，根据右手定则可知线框左右两边产生的感应电动势顺接，由法拉第电磁感应定律可得 根据欧姆定律可得线框中的感应电流为 感应电流方向为顺时针方向 【小问2详解】 设线框匀速运动的速度为，回路电动势为 根据欧姆定律有 可求安培力为 根据线框匀速运动，可知安培力和摩擦力平衡 联立解得 【小问3详解】 两线框碰撞，满足动量守恒定律 当 边进入阻尼磁场，回路总电阻为 设 边刚出磁场时线框速度为，从 边刚进入磁场到 边刚离开磁场的过程，由动量定理可得 联立解得 从 边刚出磁场到边还未进入磁场过程中，回路电阻为 设边刚进磁场时线框速度为，从 边刚出磁场到边刚进入磁场的过程，由动量定理可得 若，则，说明未进入磁场线框已经停止运动，即 求得 线框在阻尼磁场作用下运动的位移 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $