期末模拟卷01（人教版选必二+选必三）-【鼎力期末】2025-2026学年高二下学期物理期末综合提升复习

**基本信息** 聚焦高二选择性必修二、三核心内容，通过选择、实验、计算题型系统考查电磁学、热学、近代物理知识，注重科学思维与探究能力 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |电磁学|选择6-12题、计算15/18题|综合考查电磁感应、变压器、磁场粒子运动，含多选与复杂情境题|从电磁感应原理（线框转动）到应用（变压器、回旋加速器），构建“原理-模型-应用”逻辑链| |热学|选择2题、计算16题|结合分子动理论与气体实验定律，需分析状态变化|从分子动能势能（反常膨胀）到气体实验定律（等温、等容变化），形成微观到宏观认知| |近代物理|选择1/4/5题|涉及核反应、光电效应、氢原子光谱，注重概念辨析|从核衰变规律到量子理论（光电效应方程、能级跃迁），体现近代物理发展脉络| |实验|13-14题|气体等温变化、变压器电压匝数关系，含操作与误差分析|通过实验设计与数据处理，培养科学探究中的证据意识与模型建构能力|

高二期末模拟卷01 （考试时间：90分钟，分值：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．测试范围：选择性必修二和选择性必修三，人教版2019。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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。 1．我国自主研发的某微型核电池以核为能源，使用寿命可达数十年，能在至的极端环境下稳定供电。该核能电池的衰变方程为，则（　　） A．X为中子 B．X为质子 C．该核反应为衰变 D．核的质量等于核与X的质量之和 2．在水的温度由上升到的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。通过查阅资料知道：在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的；关于这个问题的下列说法中正确的是（     ） A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功 B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功 C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功 D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功 3．在高考入场安检环节，监考老师会使用手柄式金属探测仪排查考生携带的违禁电子设备。某款金属探测仪的核心部件是由线圈与电容器组成的LC振荡电路，其工作原理基于电磁感应与电磁振荡。图（a）为该探测仪内部的LC电路结构示意图，图（b）是电容器极板带电量q随时间t变化的规律图像。若不计电路能量损耗，则下列说法正确的是（　　） A．该LC回路的振荡周期为0.04s B．该LC回路中电场能的变化周期为4×10⁻6s C．在2×10⁻6s~3×10⁻6s时间段内，电容器处于放电过程 D．若增大线圈的自感系数L，则该振荡电路的周期会减小 4．如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为γ的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（　　） A．测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2” B．只增大光照强度时，图乙中Uc的值会增大 C．只增大光照强度时，图乙中I0的值会增大 D．阴极K所用材料的极限频率为 5．如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。则下列说法正确的是（　　） A．对应的光子能量比对应的光子能量大 B．亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光 C．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 D．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光是可见光 6．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，被称为“海上超级充电宝”，其原理如图所示，海浪冲击浪板带动线框以恒定角速度连续转动，从而将海浪的动能和势能转化成电能储存起来。若某时刻线框正好转到图中所示位置，下列说法正确的是（　　） A．该时刻线框中的电流最大 B．该时刻通过线框磁通量的变化率为零 C．从图中所示位置再转过的过程中，电流方向发生改变 D．从图中所示位置再转过的过程中，磁通量的变化量为零 7．如图所示的实验电路中，L是自感线圈，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。时闭合开关S，一段时间后断开开关，则电流传感器所记录的电流i随时间t变化的图像可能为（　　） A．B．C．D． 8．回旋加速器工作原理示意图如图所示。置于真空中的形金属盒间的狭缝很小，匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为，加速电压为。处粒子源产生的氘核被加速，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（　　） A．加速电压越大，氘核出射速度越大 B．仅增大交流电频率，氘核出射速度变大 C．该加速器可以直接加速粒子 D．该加速器加速各种粒子射出时的动能均相等 9．如图，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场（包含圆形边界），磁场方向垂直于纸面向里。AB、CD为圆形磁场互相垂直的直径，边界上C点有一粒子源S，可平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，粒子速度大小均为v，其中沿CO方向射入磁场的粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向的夹角为120°。不计粒子重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子从圆弧AC射出磁场 B．圆形磁场的磁感应强度大小为 C．沿着CO方向射入的粒子在磁场中运动的时间为 D．粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周 10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin 100πt（V），设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2。下列说法正确的是（ 　　） A．电压表V1的示数U1＝200 V B．滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 C．滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为1∶1 11．如图所示，倾斜光滑的金属导轨宽为L，与水平面成角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，一金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流强度为I时，金属杆处于静止。以下判断正确的是（　　） A．金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆沿斜面向上 B．金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆水平向右 C．金属杆ab所受的支持力 D．若把磁场撤去，则金属杆ab所受的支持力不变 12．如图，一“钥匙型”足够长金属导轨固定在竖直平面内，导轨电阻不计，平行于，间距为。是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，长为质量为电阻为。在半径为的圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系为。在下方导轨间存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。在时，开关断开，让由静止开始自由下落，在时刻，闭合，刚好匀速运动。不计空气阻力，，重力加速度大小为，则（     ） A．时间内，中的感应电流沿逆时针方向 B．时间内， C．在时刻，穿过区域的磁通量为 D．与导轨间的动摩擦因数为 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2题，共14分 13．某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________；（填字母） A．实验前应将注射器的空气完全排出 B．空气柱体积变化应尽可能的快些 C．柱塞的重力大小对实验结果无影响 D．实验前应在柱塞上涂润滑油以减小摩擦力 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为________（选填“<”“=”或“>”）； (3)若橡胶套和软管内的气体可忽略。移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为________。（填字母） A．B．C．D． 14．如图1所示，在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，原线圈接“0”和“800”接线柱，副线圈接到“0”、“100”接线柱，则： (1)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是________； A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数________（填“多”或“少”）； (3)在实验室做实验时，原线圈接线正确，接入电压为，接在副线圈两端的电压表示数最有可能是________； A． B． C． D． (4)某同学将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图2所示，在保证安全的前提下，该同学可能在时间内进行的操作是________。 A．增加了交流电源的频率 B．拧紧了松动的铁芯 C．减少了副线圈的匝数 D．增加了原线圈的匝数 三、计算题：本题共4小题，共38分。 15．如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250 V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶8，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率。P=19 kW，额定电压U4=380 V，变压器均视为理想变压器。求： (1)升压变压器副线圈两端电压U2以及降压变压器原线圈两端电压U3； (2)输电线的总电阻r和供电电路的效率η。 16．如图，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压等于76cmHg）求： (1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？ (2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到400K，U形管内两边水银面的高度差为多少？ (3)再加热到675K，U形管内两边水银面的高度差又为多少？ 17．如图所示，在直角坐标系平面内，挡板与x轴垂直放置，x轴下方存在沿y轴正方向的电场强度为的匀强电场，第一象限内挡板的左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场。位于点A（，）的粒子源可沿轴正方向发射初速度为的带正电的粒子，已知粒子恰好过坐标原点O进入磁场，粒子第1次从点离开磁场，挡板与y轴间的距离为，粒子打到挡板上即被挡板所吸收，不计粒子的重力。求： (1)粒子的比荷。 (2)匀强磁场的磁感应强度大小B。 (3)粒子从A点开始运动到打到挡板上所用的时间t。 18．如图，质量为、电阻为、长度为的均匀金属棒垂直架在水平面甲内间距为的两光滑平行导轨上。下方的导轨和由粗糙倾斜导轨与处于水平面乙内的光滑平行导轨平滑连接而成，倾斜导轨与水平面的夹角为，导轨间距均为。质量为、电阻为、长度为的均匀金属棒垂直架在水平导轨上，所有导轨的电阻均不计。电源电动势为、内阻为。所有水平导轨部分均存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。闭合开关，金属棒立即开始向右加速运动，经过一段时间后获得水平向右的速度（未知，记为）做平抛运动，并在高度降低时恰好无碰撞从倾斜导轨上端处进入倾斜导轨，接着沿倾斜导轨下滑，金属棒运动至倾斜导轨底端时无能量损失，金属棒、与导轨保持良好接触且未发生碰撞。已知金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为，倾斜导轨的长度为，重力加速度大小取，，。求： (1)通过电源某截面的电荷量； (2)金属棒运动至倾斜导轨底端时的速度大小； (3)全过程金属棒上产生的焦耳热。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二期末模拟卷01 （考试时间：90分钟，分值：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．测试范围：选择性必修二和选择性必修三，人教版2019。 第Ⅰ卷 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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。 1．我国自主研发的某微型核电池以核为能源，使用寿命可达数十年，能在至的极端环境下稳定供电。该核能电池的衰变方程为，则（　　） A．X为中子 B．X为质子 C．该核反应为衰变 D．核的质量等于核与X的质量之和 【答案】C 【详解】AB．核反应过程满足电荷数守恒、质量数守恒，据此计算得X的质量数为，电荷数为，即X为电子（粒子），故AB错误； C．衰变的本质是原子核内中子转化为质子时释放电子，该反应释放电子，属于衰变，故C正确； D．该核反应释放能量，存在质量亏损，因此核的质量大于核与X的质量之和，故D错误。 故选C。 2．在水的温度由上升到的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。通过查阅资料知道：在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的；关于这个问题的下列说法中正确的是（     ） A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功 B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功 C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功 D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功 【答案】D 【详解】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；由题意，在水反常膨胀的过程中，虽然体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功，即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功。 故选D。 【点睛】明确温度是分子平均动能的标志，注意是大量分子的统计规律；分子之间的相互作用力对分子做负功，水分子间的总势能增大；分子之间的相互作用力对分子做正功，水分子间的总势能减小，与弹簧的弹性势能与弹力做功的关系是相似的． 3．在高考入场安检环节，监考老师会使用手柄式金属探测仪排查考生携带的违禁电子设备。某款金属探测仪的核心部件是由线圈与电容器组成的LC振荡电路，其工作原理基于电磁感应与电磁振荡。图（a）为该探测仪内部的LC电路结构示意图，图（b）是电容器极板带电量q随时间t变化的规律图像。若不计电路能量损耗，则下列说法正确的是（　　） A．该LC回路的振荡周期为0.04s B．该LC回路中电场能的变化周期为4×10⁻6s C．在2×10⁻6s~3×10⁻6s时间段内，电容器处于放电过程 D．若增大线圈的自感系数L，则该振荡电路的周期会减小 【答案】C 【详解】A．由图（b）可知，图像的一个完整波形对应的时间即为LC振荡电路的周期，读图可得，故A错误； B．电场能是标量 其变化周期为电荷量变化周期的一半，即，故B错误； C．在时间内，由图（b）可知电容器极板带电量的绝对值逐渐减小，说明电容器正在放电，电场能转化为磁场能，故C正确； D．根据LC振荡电路周期公式可知，增大自感系数，周期将增大，故D错误。 故选C。 4．如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为γ的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量为h，则（　　） A．测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2” B．只增大光照强度时，图乙中Uc的值会增大 C．只增大光照强度时，图乙中I0的值会增大 D．阴极K所用材料的极限频率为 【答案】C 【详解】A．开关S应扳向1，光电子在电场中减速运动，当到达另外一端时速度恰好减少为0，这时电压被称为遏止电压，故A错误； B．根据动能定理可得 结合爱因斯坦光电效应方程 可知的值只与光照频率有关，与光照强度无关，故B错误； C．只增大光照强度时，K极发射电子数会增多，图乙中I0的值会增大，故C正确； D．根据动能定理可得 结合爱因斯坦光电效应方程， 联立解得，故D错误。 故选C。 5．如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。则下列说法正确的是（　　） A．对应的光子能量比对应的光子能量大 B．亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光 C．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 D．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光是可见光 【答案】A 【详解】A．甲图可知，氢原子在可见光区的四条谱线的波长从小到大或频率从大到小依次为、、、，因为的谱线频率大于的谱线频率，所以对应的光子能量比对应的光子能量大，A正确； B．亮线分立说明氢原子跃迁时辐射出的光子的能量是不连续的，对应的光的频率也是不连续的，并不是氢原子有时发光有时不发光，B错误； C．四条谱线对应的光子的能量从大到小依次为、、、，所以是氢原子从能级向能级跃迁时产生的，C错误； D．氢原子从能级向能级跃迁发出的光子的能量 而可见光的光子能量范围为，所以氢原子从能级向能级跃迁时发出的光不是可见光，D错误。 故选A。 6．“南鲲”号是我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置，被称为“海上超级充电宝”，其原理如图所示，海浪冲击浪板带动线框以恒定角速度连续转动，从而将海浪的动能和势能转化成电能储存起来。若某时刻线框正好转到图中所示位置，下列说法正确的是（　　） A．该时刻线框中的电流最大 B．该时刻通过线框磁通量的变化率为零 C．从图中所示位置再转过的过程中，电流方向发生改变 D．从图中所示位置再转过的过程中，磁通量的变化量为零 【答案】B 【详解】AB．该时刻线框处于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，线框转动时速度方向平行于磁场方向，磁通量变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，故A错误，B正确； C．再转过的过程中，根据右手定则可知，感应电流的方向为由到，电流方向不变，故C错误； D．此位置和再转的位置都是中性面，穿过线框的磁通量都是最大，但是磁感线穿入线框的面发生了改变，所以磁通量变化量不为零，故D错误。 故选B。 7．如图所示的实验电路中，L是自感线圈，R为定值电阻，电源内阻不可忽略。时闭合开关S，一段时间后断开开关，则电流传感器所记录的电流i随时间t变化的图像可能为（　　） A．B．C．D． 【答案】D 【详解】闭合S瞬间，线圈中产生自感电动势，阻碍电流增加，则线圈相当于断路，此时通过电流传感器的电流最大；随线圈阻碍作用的减小，相当于电阻减小，使得外电路总电阻减小，根据闭合电路，可知总电流增大，又，则减小，通过电流传感器的电流逐渐减小；电路稳定后，外电路电阻不变，外电压不变，通过电流传感器的电流不变；断开开关S瞬间，由于自感现象，电感线圈阻碍电流减小，通过线圈L的电流此时从左向右流过电流传感器，与原来方向相反，且逐渐减小，故D正确。 故选D。 8．回旋加速器工作原理示意图如图所示。置于真空中的形金属盒间的狭缝很小，匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为，加速电压为。处粒子源产生的氘核被加速，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。则下列说法正确的是（　　） A．加速电压越大，氘核出射速度越大 B．仅增大交流电频率，氘核出射速度变大 C．该加速器可以直接加速粒子 D．该加速器加速各种粒子射出时的动能均相等 【答案】C 【详解】AB．氘核出射时，设回旋加速器半径为R，则由洛伦兹力提供向心力 可得出射速度与电压和频率无关，故AB错误； C．根据粒子在磁场中运动的周期公式可知，由于粒子比荷与氘核相同，故可以直接加速粒子，故C正确； D．根据A选项可知射出时的动能与质量有关，故D错误。故选C。 9．如图，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场（包含圆形边界），磁场方向垂直于纸面向里。AB、CD为圆形磁场互相垂直的直径，边界上C点有一粒子源S，可平行于纸面向磁场内任意方向发射质量为m、电荷量为q的带负电粒子，粒子速度大小均为v，其中沿CO方向射入磁场的粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向的夹角为120°。不计粒子重力以及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．粒子从圆弧AC射出磁场 B．圆形磁场的磁感应强度大小为 C．沿着CO方向射入的粒子在磁场中运动的时间为 D．粒子能打在圆形磁场圆周上的范围是六分之一个圆周 【答案】BC 【详解】A．粒子带负电，由左手定则可知，带电粒子顺时针方向偏转，粒子从圆弧BC边射出磁场，故A错误； B．CO方向射入磁场的粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为120°，由几何关系可知 所以 根据洛伦兹力提供向心力有 解得，故B正确； C．若粒子经过圆心O，则其圆心角等于120°，所以粒子在磁场中运动的时间为， 联立解得，故C正确； D．若粒子沿着CO方向射入磁场，其圆心角等于120°，恰对应圆周的六分之一，但不是打到圆周上的最远距离，最远距离是圆周运动的直径2r与圆周相切，比六分之一圆周大，故D错误。 故选BC。 10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin 100πt（V），设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2。下列说法正确的是（ 　　） A．电压表V1的示数U1＝200 V B．滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 C．滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为1∶1 【答案】CD 【详解】A．交流电表的示数为电压有效值，原线圈输入电压，最大值，有效值，A错误； B． 原线圈两端电压由外接电源决定，滑片滑动时电源电压不变，因此不变，B错误； C．根据理想变压器电压关系，和匝数比都不变，因此副线圈电压不变；滑片向b端滑动时，滑动变阻器接入电路的总电阻减小，根据欧姆定律，减小则变大，C正确； D． 理想变压器不改变交变电流的频率，原、副线圈的交变电流频率相同，频率之比为，D正确。 故选CD 。 11．如图所示，倾斜光滑的金属导轨宽为L，与水平面成角，处在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，一金属杆ab水平放在导轨上。当回路电流强度为I时，金属杆处于静止。以下判断正确的是（　　） A．金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆沿斜面向上 B．金属杆ab所受的安培力方向垂直ab杆水平向右 C．金属杆ab所受的支持力 D．若把磁场撤去，则金属杆ab所受的支持力不变 【答案】BC 【详解】AB．由左手定则判断安培力方向，磁场竖直向上，电流水平，安培力方向必为水平方向。故A错误，B正确； C．对金属杆受力分析，受重力、支持力和安培力 将支持力正交分解，水平方向上的分力与安培力平衡，即 解得。故C正确； D．有磁场时，竖直方向上得 撤去磁场后，金属杆只受重力和支持力，支持力 支持力变小。故D错误。故选BC。 12．如图，一“钥匙型”足够长金属导轨固定在竖直平面内，导轨电阻不计，平行于，间距为。是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，长为质量为电阻为。在半径为的圆形区域内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的关系为。在下方导轨间存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。在时，开关断开，让由静止开始自由下落，在时刻，闭合，刚好匀速运动。不计空气阻力，，重力加速度大小为，则（     ） A．时间内，中的感应电流沿逆时针方向 B．时间内， C．在时刻，穿过区域的磁通量为 D．与导轨间的动摩擦因数为 【答案】BCD 【详解】A．原磁场垂直纸面向外，且磁感应强度随时间增大，因此MLP区域向外的磁通量增大。根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直纸面向里，由右手螺旋定则可知，感应电流为顺时针方向，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小为 感应电流顺时针，电源内部电流从低电势流向高电势，因此P点电势高于M点，则，故B正确； C．时，磁感应强度穿过MLP区域的磁通量，故C正确； D．闭合开关S后，回路电流，ab中电流水平向左，下方磁场竖直向上，因此安培力方向垂直导轨平面向里，大小为，ab匀速运动，根据受力平衡有解得，故D正确； 故选BCD。 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共2题，共14分 13．某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________；（填字母） A．实验前应将注射器的空气完全排出 B．空气柱体积变化应尽可能的快些 C．柱塞的重力大小对实验结果无影响 D．实验前应在柱塞上涂润滑油以减小摩擦力 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为________（选填“<”“=”或“>”）； (3)若橡胶套和软管内的气体可忽略。移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为________。（填字母） A．B．C．D． 【答案】(1)C(2)>(3)B 【详解】（1）A．实验要研究的是注射器内的气体，因此不能把气体完全排出，故A错误； B．因为气体要发生等温变化，因此速度不能太快，要缓慢移动注射器保证温度不变，故B错误； C．本实验中气体压强由压力表直接测量，测得的压强已经包含柱塞重力的影响，因此柱塞重力对实验结果无影响，故C正确； D．柱塞涂润滑油的目的是增强气密性，防止漏气保证气体质量不变，故D错误。 故选C。 （2）在图像中，根据公式 可得可知离坐标原点越远的等温线温度越高，故 （3）一定质量气体发生等温变化，满足玻意耳定律变形可得 橡胶套和软管内气体可忽略，注射器读数就是封闭气体的实际体积，因此与成正比，图像为过原点的倾斜直线。 故选B。 14．如图1所示，在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，原线圈接“0”和“800”接线柱，副线圈接到“0”、“100”接线柱，则： (1)变压器铁芯是由相互绝缘的薄硅钢片平行叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样设计的原因是________； A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 (2)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数________（填“多”或“少”）； (3)在实验室做实验时，原线圈接线正确，接入电压为，接在副线圈两端的电压表示数最有可能是________； A． B． C． D． (4)某同学将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压随时间变化的图像如图2所示，在保证安全的前提下，该同学可能在时间内进行的操作是________。 A．增加了交流电源的频率 B．拧紧了松动的铁芯 C．减少了副线圈的匝数 D．增加了原线圈的匝数 【答案】(1)B(2)少(3)D(4)B 【详解】（1）变压器工作时铁芯中会产生涡流，整块硅钢的涡流大，能量损耗多。用相互绝缘的薄硅钢片叠压，能增大铁芯电阻，减小涡流，减少能量损耗，提高变压器效率。故选B。 （2）根据变压器原理，有原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即 可知因此匝数越少的线圈电流越大，需要更粗的导线减小电阻、承载大电流，故导线粗的线圈匝数少。 （3）原线圈接“0”和“800”接线柱，副线圈接到“0”、“100”接线柱，若为理想变压器，有 代入原线圈电压 可知 实际变压器存在漏磁、导线电阻压降等损耗，副线圈实际电压小于理想值,因此最可能为。 故选D。 （4）由图2可知，时间内副线圈电压频率几乎未发生变化，峰值明显增大。 A．增加交流电源频率，输出电压频率随电源频率升高，与图2不符，故A错误； B．拧紧了松动的铁芯能减小漏磁，使增大，且不会改变频率，符合图2的变化情况，故B正确； CD．根据变压器电压关系，副线圈的电压 减少副线圈匝数或增加原线圈的匝数，均会导致减小，与图2不符，故C、D错误。故选B。 三、计算题：本题共4小题，共38分。 15．如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压U1=250 V，升压变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶8，降压变压器原、副线圈的匝数比n3∶n4=5∶1。充电桩充电时的额定功率。P=19 kW，额定电压U4=380 V，变压器均视为理想变压器。求： (1)升压变压器副线圈两端电压U2以及降压变压器原线圈两端电压U3； (2)输电线的总电阻r和供电电路的效率η。 【答案】(1)， (2)， 【详解】（1）根据理想变压器两端电压与匝数的关系 解得 同理对于降压变压器有 可得 （2）降压变压器为理想变压器，输入功率等于输出功率，即 通过输电线上的电流 输电线电压降 输电线的总电阻 配电设施的输出功率 供电效率 16．如图，一定量气体放在体积为V0的容器中，室温为T0=300K，有一光滑导热活塞C（不占体积）将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室容器上连接有一U形管（U形管内气体的体积忽略不计），两边水银柱高度差为76cm，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。（外界大气压等于76cmHg）求： (1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？ (2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到400K，U形管内两边水银面的高度差为多少？ (3)再加热到675K，U形管内两边水银面的高度差又为多少？ 【答案】(1) (2)高度差为0 (3)38cm 【详解】（1）打开阀门，A室气体等温变化，有 其中，， 解得 （2）设从升到T时，缸内气体的体积为V0，等压膨胀过程，有 解得 由于，故缸内的气压等于大气压，故U形管内两边水银面的高度差为0。 （3）从升到的过程中，气体为等容变化，根据， 解得 故U形管内两边水银面的高度差为38.0cm。 17．如图所示，在直角坐标系平面内，挡板与x轴垂直放置，x轴下方存在沿y轴正方向的电场强度为的匀强电场，第一象限内挡板的左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场。位于点A（，）的粒子源可沿轴正方向发射初速度为的带正电的粒子，已知粒子恰好过坐标原点O进入磁场，粒子第1次从点离开磁场，挡板与y轴间的距离为，粒子打到挡板上即被挡板所吸收，不计粒子的重力。求： (1)粒子的比荷。 (2)匀强磁场的磁感应强度大小B。 (3)粒子从A点开始运动到打到挡板上所用的时间t。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）粒子从到点，在匀强电场中做类平抛运动，由平抛运动规律有 ，， 联立解得 （2）粒子到达点时沿轴方向的分速度大小为，则 粒子进入磁场时的速度与轴夹角满足 可得 粒子进入磁场时的速度大小 由几何关系得粒子在磁场中运动轨迹半径 粒子在磁场中做圆周运动 解得 （3）粒子从点到点的时间 粒子在磁场中运动周期 由对称性知，粒子第一次出磁场后，在电场中做类平抛运动，在方向运动，再次进入磁场中沿方向运动第二次出磁场又在电场中沿方向运动第三次进入磁场，在磁场中沿方向运动距离 打到挡板上，可知粒子第三次在磁场中运动轨迹圆心角为打到挡板上。粒子从点开始运动到打到挡板上，在电场中运动总时间为 在磁场中运动总时间 则 解得 18．如图，质量为、电阻为、长度为的均匀金属棒垂直架在水平面甲内间距为的两光滑平行导轨上。下方的导轨和由粗糙倾斜导轨与处于水平面乙内的光滑平行导轨平滑连接而成，倾斜导轨与水平面的夹角为，导轨间距均为。质量为、电阻为、长度为的均匀金属棒垂直架在水平导轨上，所有导轨的电阻均不计。电源电动势为、内阻为。所有水平导轨部分均存在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。闭合开关，金属棒立即开始向右加速运动，经过一段时间后获得水平向右的速度（未知，记为）做平抛运动，并在高度降低时恰好无碰撞从倾斜导轨上端处进入倾斜导轨，接着沿倾斜导轨下滑，金属棒运动至倾斜导轨底端时无能量损失，金属棒、与导轨保持良好接触且未发生碰撞。已知金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数为，倾斜导轨的长度为，重力加速度大小取，，。求： (1)通过电源某截面的电荷量； (2)金属棒运动至倾斜导轨底端时的速度大小； (3)全过程金属棒上产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）金属棒以初速度做平抛运动，其在竖直方向为自由落体运动，由运动学公式 代入数据可得其落至倾斜导轨上端时的竖直分速度大小。 由于金属棒恰好能无碰撞地滑入倾斜导轨，此时其速度方向与导轨平行，根据速度的分解关系有 由此解得平抛的初速度大小 金属棒在水平面甲内被加速时，安培力提供了冲量，根据动量定理可得 代入数据后解得通过电源某截面的电荷量 （2）金属棒进入倾斜导轨时的初速度大小为 解得 金属棒沿倾斜导轨下滑过程中，根据牛顿第二定律有 代入相关数据解得加速度大小。 再根据运动学公式 代入数据可解得金属棒运动至底端时的速度大小 （3）金属棒在水平面甲内运动时，依据能量守恒定律有 代入数据解得整个回路产生的焦耳热 根据串联电路的热量分配关系，金属棒产生的焦耳热为 解得 金属棒进入水平面乙后，与金属棒在安培力作用下发生相互作用，最终达到共同速度。以两棒为系统，规定初速度方向为正方向，因系统所受安培力等大反向，根据动量守恒定律有 解得两棒共同速度大小 再根据能量守恒定律有 解得此过程中两棒构成的闭合回路产生的总焦耳热 金属棒在此过程中产生的焦耳热为 解得 因此全过程金属棒ab上产生的总焦耳热 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $