精品解析：山东临沂市2025-2026学年高二下学期期末考试物理试卷

高二年级普通高中学科素养水平监测 物理 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等信息填写在答题卡和试卷指定位置处。 2、回答选择题时，选出每小题的答案后，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，再选涂其它答案标号。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，将本试卷和答题卡一并收回。 一、单项选择题：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. 关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（ ） A. 晶体的物理性质都表现为各向异性 B. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 C. 液体表面张力方向总是跟液面垂直且与分界面相切 D. 浸润液体在细管中下降以及不浸润液体在细管中上升的现象称为毛细现象 2. 如图所示，有一分子a位于坐标原点O处不动，另一分子b位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时分子势能Ep为0，只考虑这两个分子间作用力，由图可知（ ） A. 在x0处两分子间作用力为0 B. 在x1处两分子间作用力表现为引力 C. 从x1处向右移动到x2，分子力一直减小 D. 在x2处由静止释放分子b，分子b不可能运动到x0的左侧 3. 为实现某停车场车位空余信息的提示和统计功能，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 过程，电容器C处于放电过程 B. 时刻，线圈L的磁场能最大 C. 过程，电容器C的电场能逐渐减小 D. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 4. 图甲和图乙分别是光电效应的实验装置图与氢原子的能级图。大量处于n=5激发态的氢原子直接跃迁到基态时发出的光子照射到图甲光电管阴极K上，电流表有示数，闭合开关S，滑片P缓慢向b端移动，当电压表示数为10.0 V时，电流表示数恰好为零。则制作阴极K的金属材料的逸出功为（ ） A. 3.06 eV B. 10.00 eV C. 12.75 eV D. 13.06 eV 5. 如图所示，理想变压器左侧线圈与光滑导轨相连，导轨处于垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨上有一金属棒PQ，在外力作用下沿水平方向运动，右侧线圈与定值电阻R0相连。关于导体棒PQ运动与右侧电阻R0上的电流情况，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒向右匀减速运动时，R0上电流减小 B. 导体棒向左匀加速运动时，R0上电流增大 C. 导体棒向右做加速度增大的加速运动时，R0上电流增大 D. 导体棒匀速运动时，R0上有不为零的恒定电流 6. 硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核吸收慢中子，转变为锂原子核和X粒子，并释放出光子。已知硼原子核的比结合能为E1，锂原子核的比结合能为E2，X粒子的比结合能为E3，真空中的光速为c，则（ ） A. 该核反应方程中X为质子 B. 该反应为核裂变反应 C. 产生的X粒子穿透能力强，可以穿透几厘米厚的铅板 D. 核反应过程中质量亏损为 7. 如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界外，有一底边长为L，电阻为R的直角三角形导体线框，线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v0匀速穿过磁场区域，以线框开始进入磁场为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正方向，此过程线框中感应电流i随时间t变化规律的图像是（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于大气压强p0、体积为V0的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出V0的临界值Vc，当V0=Vc时，在液面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度为h、颈部高度为l，泵水器的临界值为Vc，按压前桶中气体压强为p0。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为，重力加速度为g。该桶身的横截面积S等于（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：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，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，奥托循环由两个绝热和两个等容过程组成。一定质量的理想气体在经历一个的循环过程中，下列说法正确的是（ ） A. a→b过程，外界对气体做功，气体温度不变 B. c→d过程，气体对外界做功，气体内能减少 C. 整个循环过程外界对气体做功，气体放热 D. 整个循环过程气体对外界做功，气体吸热 10. 我国海水波浪能发电机项目整体装机规模位居世界第一、某海水波浪能发电机工作原理如图所示，图中为沿x轴正方向传播的海水t=0时刻的波形图像，周期为2 s。发电机圆柱体浮杆定位于坐标值x=12 m处，浮杆振动的最大速率为v。套于磁铁S极上的发电线圈可与浮杆同步振动，发电线圈与一个理想变压器的原线圈连接。已知发电线圈共n匝，其圆半径为r，电阻忽略不计，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶100。磁铁、变压器等固定不动，下列判断正确的是（ ） A. t=1.5 s时刻，感应电流的方向俯视为顺时针 B. t=1.5 s时刻，感应电流的方向俯视为逆时针 C. 变压器输出电压的有效值为 D. 变压器输出电压的有效值为 11. 如图所示，磁感应强度大小为B、宽度为L，方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，上下边界水平，左右区域足够长。一个质量为m、边长为L的正方形导体单匝线圈abcd以初速度v0水平抛出，已知线圈通过磁场的过程中始终做匀速直线运动，线圈的电阻为R，下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 线圈通过磁场的过程中，感应电流的方向先逆时针后顺时针 B. 线圈通过磁场过程中产生的焦耳热为 C. 线圈离开磁场时的速度大小为 D. 线圈通过磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量为 12. 为对“碳中和”目标作出贡献，某企业研发利用工业废气中包含大量正负离子的等离子体进行发电的项目。原理如图所示，两平行金属板间距为d、宽为a、长为b，上、下极板通过开关和电阻R连接，极板间有磁感应强度大小为B、方向平行极板向左的匀强磁场。将含有等离子体的气体以一定速度垂直于磁场方向连续喷入磁场，等离子体能完全填充板间区域，且单位时间内喷入极板间的等离子体的体积为Q，等离子体的电阻率为。忽略边缘效应，则下列判断正确的是（ ） A. 上下极板A和C的电势关系为 B. 等离子体的速度大小为 C. 断开开关，稳定后两板间电压为 D. 闭合开关，稳定后R上通过的电流 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 探究气体等温变化规律的实验装置如图甲所示，用橡胶塞堵住注射器的下端细管部分，以注射器筒内封闭的空气柱为研究对象，空气柱的长度由注射器两侧的刻度尺读出，气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。 （1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是___________； （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是___________； （3）缓慢压缩气体，作出图像如图乙所示，该图像发生弯曲的原因是___________。（答一种情况即可） 14. 二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻Rx随酒精气体浓度c的变化规律如图甲所示，某同学利用该传感器设计酒精气体浓度测试仪，所用的器材规格如下： A.二氧化锡半导体型酒精气体传感器Rx B.直流电源E（电动势为4 V，内阻为1.0 Ω） C.电流表A（量程为150 mA，内阻为1.0 Ω） D.电阻箱R1（最大阻值为999.9 Ω） E.定值电阻R0 F.单刀双掷开关S一个，单刀单掷开关S1一个，导线若干 该同学设计了如图乙所示的电路，据此回答下列问题： （1）将开关S向a端闭合，调节电阻箱R1，当电阻箱R1的阻值为40.0 Ω时，电流表示数为50.0 mA，电阻R0的阻值为___________Ω。 （2）将开关S向b端闭合时，可测量酒精气体的浓度。某次测量时，电流表示数为80 mA，此时酒精气体浓度为___________mg/mL。测量过程中，电流表示数越小，所测酒精气体浓度___________（选填“越大”或“越小”）。 （3）酒精气体浓度c满足“”可判定为酒驾，酒精气体浓度c满足“”可判定为醉驾。若测试时电流表示数为90 mA，则可判定驾驶员___________（选填“状态正常”“酒驾”或“醉驾”）。 15. 瓷厂烧制陶瓷时常采用电窑炉高温烧制工艺，已知炉门面积，炉门卡扣只能向外打开，炉门关闭时窑炉密封良好。炉内气体视为理想气体，烧制前温度，压强等于外界大气压；加热至过程始终密封。 （1）炉门能承受最大向外压力差，通过计算判断加热至时，炉门是否会被冲开； （2）加热至后，将窑炉受控冷却至温度（冷却过程炉门密封）。然后在保持炉内温度不变的情况下，打开炉门，使炉内气体与外界相通，待压强稳定后关闭炉门。求排出的气体质量与炉内原有气体质量之比。 16. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2，原线圈接有滑动变阻器R0（），副线圈接有定值电阻和小灯泡L，小灯泡的阻值恒为，额定功率为2 W。输入端ab接有效值U=30 V的正弦交流电，求： （1）小灯泡L正常发光时，滑动变阻器的阻值； （2）当滑动变阻器的阻值调为时，R0消耗的电功率。 17. 现代科学研究中经常用磁场和电场控制带电粒子的运动轨迹。如图所示，平面直角坐标系xOy中，在x>0、的区域存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，在x<0、的区域存在磁感应强度大小为3B、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。在x<0、y<0区域内有一平行xoy平面与x轴夹角为的电场强度为E的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为+q的粒子从P点平行于xOy平面且垂直于电场方向以速度v0射出，粒子恰好沿直线经过坐标原点O且方向与y轴正方向成角进入第一象限。粒子重力忽略不计，求： （1）x<0、y<0区域内磁感应强度的大小； （2）该粒子速度第一次沿y轴负方向时的位置坐标； （3）该粒子经多长时间离开磁场。 18. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨放在水平面上，导轨间距为L。导轨右端连接一阻值为R的电阻和一电容器，整个装置处在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一根质量为m，长为L的金属棒ab放置在导轨上，金属棒在恒力F的作用下从左端静止释放，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒和导轨的电阻均可忽略不计，不计空气阻力，电容器的电容。求： （1）金属棒运动的最大速度vm； （2）当金属棒速度为v（v <vm）时的加速度大小； （3）已知经过时间t，金属棒运动至某处，此时恒力F的功率为定值电阻R热功率的1.8倍，求金属棒运动的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二年级普通高中学科素养水平监测 物理 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等信息填写在答题卡和试卷指定位置处。 2、回答选择题时，选出每小题的答案后，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，再选涂其它答案标号。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，将本试卷和答题卡一并收回。 一、单项选择题：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. 关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（ ） A. 晶体的物理性质都表现为各向异性 B. 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 C. 液体表面张力方向总是跟液面垂直且与分界面相切 D. 浸润液体在细管中下降以及不浸润液体在细管中上升的现象称为毛细现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶体分为单晶体和多晶体，单晶体物理性质表现为各向异性，多晶体由大量杂乱排列的单晶体组成，整体物理性质为各向同性，并非所有晶体都表现为各向异性，故A错误； B．同种物质可通过改变微观排列结构，以晶体和非晶体两种不同形态存在，例如二氧化硅可形成晶体形态的水晶，也可形成非晶体形态的石英玻璃，故B正确； C．液体表面张力的方向沿液面切线方向，并非与液面垂直，故C错误； D．毛细现象的规律为：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，选项描述与规律相反，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，有一分子a位于坐标原点O处不动，另一分子b位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能Ep，分子间距离为无穷远时分子势能Ep为0，只考虑这两个分子间作用力，由图可知（ ） A. 在x0处两分子间作用力为0 B. 在x1处两分子间作用力表现为引力 C. 从x1处向右移动到x2，分子力一直减小 D. 在x2处由静止释放分子b，分子b不可能运动到x0的左侧 【答案】D 【解析】 【详解】A．在x0处分子势能为零，此时分子力表现为斥力，不为0，故A错误； B．在x1处分子势能最小，此时分子力表现为零，故B错误； C．从x1处向右移动到x2，分子力表现为引力，由于不确定移动到x2时分子引力是否增大到最大值，则分子力可能一直增大，也可能先增大后减小，故C错误； D．分子在运动过程中仅有分子力做功，则分子势能与动能之和守恒，则在处由静止释放分子b，b只能运动到与x2点等分子势能的位置，不可能运动到x0，也不可能运动到x0的左侧，故D正确。 故选D。 3. 为实现某停车场车位空余信息的提示和统计功能，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 过程，电容器C处于放电过程 B. 时刻，线圈L的磁场能最大 C. 过程，电容器C的电场能逐渐减小 D. 由图乙可判断汽车正驶出智能停车位 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程，振荡电流的大小减小，磁场能转化为电场能，电容器处于充电过程，故A错误； B．时刻，电流为零，此时电容器所带电量最大，电场能最大，磁场能为零，故B错误； C．过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器的电场能减小，故C正确； D．由图乙可知，振荡电路的周期变大，根据 可知线圈自感系数变大，则汽车正驶入智能停车位，故D错误。 故选C。 4. 图甲和图乙分别是光电效应的实验装置图与氢原子的能级图。大量处于n=5激发态的氢原子直接跃迁到基态时发出的光子照射到图甲光电管阴极K上，电流表有示数，闭合开关S，滑片P缓慢向b端移动，当电压表示数为10.0 V时，电流表示数恰好为零。则制作阴极K的金属材料的逸出功为（ ） A. 3.06 eV B. 10.00 eV C. 12.75 eV D. 13.06 eV 【答案】A 【解析】 【详解】由题意可知，当反向电压时，光电流恰好为零，可知该电压为遏止电压，则光电子的最大初动能 氢原子从向跃迁时释放光子能量最大，为 根据爱因斯坦光电效应方程可得 解得制作阴极K的金属材料的逸出功为 故选A。 5. 如图所示，理想变压器左侧线圈与光滑导轨相连，导轨处于垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨上有一金属棒PQ，在外力作用下沿水平方向运动，右侧线圈与定值电阻R0相连。关于导体棒PQ运动与右侧电阻R0上的电流情况，下列说法正确的是（ ） A. 导体棒向右匀减速运动时，R0上电流减小 B. 导体棒向左匀加速运动时，R0上电流增大 C. 导体棒向右做加速度增大的加速运动时，R0上电流增大 D. 导体棒匀速运动时，R0上有不为零的恒定电流 【答案】C 【解析】 【详解】A．导体棒向右匀减速运动，感应电动势均匀减小，理想变压器原线圈回路电流均匀减小，穿过闭合铁芯的磁通量均匀减小，副线圈产生稳定的感应电动势，副线圈回路产生稳定的感应电流，R0上电流不变，故A错误； B．导体棒向左匀加速运动，感应电动势均匀增大，理想变压器原线圈回路电流均匀增大，穿过闭合铁芯的磁通量均匀增大，副线圈产生稳定的感应电动势，副线圈回路产生稳定的感应电流，R0上电流不变，故B错误； C．导体棒向右做加速度增大的加速运动，感应电动势增大，且增大的速度增大，理想变压器原线圈回路电流增大，且增大的速度增大，穿过闭合铁芯的磁通量增大，且增大的速度增大，所以副线圈产生的感应电动势增大，副线圈回路产生的感应电流增大，R0上电流增大，故C正确； D．导体棒匀速运动，产生的感应电动势不变，理想变压器原线圈回路产生恒定的电流，由楞次定律知，理想变压器副线圈回路不产生感应电流，R0上无电流，故D错误。 故选C。 6. 硼中子俘获治疗技术（BNCT）是近年来国际肿瘤治疗领域新兴快速发展的精准诊疗技术，其原理是进入癌细胞内的硼原子核吸收慢中子，转变为锂原子核和X粒子，并释放出光子。已知硼原子核的比结合能为E1，锂原子核的比结合能为E2，X粒子的比结合能为E3，真空中的光速为c，则（ ） A. 该核反应方程中X为质子 B. 该反应为核裂变反应 C. 产生的X粒子穿透能力强，可以穿透几厘米厚的铅板 D. 核反应过程中质量亏损为 【答案】D 【解析】 【详解】A．核反应方程，质量数守恒得，电荷数守恒得，故为，不是质子，故A错误； B．核裂变是重核分裂成中等质量核的反应，该反应为轻核吸收中子生成两个轻核，属于人工转变，故B错误； C．为氦核，穿透能力极弱，一张纸即可阻挡，能穿透几厘米厚铅板的是射线，故C错误； D．核反应释放的核能等于反应后总结合能减去反应前总结合能，即，结合质能方程，可得质量亏损大小，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，两个有界匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向分别垂直纸面向里和向外，磁场宽度均为L，在磁场区域的左侧边界外，有一底边长为L，电阻为R的直角三角形导体线框，线框平面与磁场方向垂直。现用垂直磁场边界的水平力F使线框以速度v0匀速穿过磁场区域，以线框开始进入磁场为计时起点，规定电流沿逆时针方向为正方向，此过程线框中感应电流i随时间t变化规律的图像是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】线框进入左侧磁场的过程，即过程，线框向右匀速运动，根据楞次定律可知，此过程感应电流的方向为逆时针（正方向）。设线框边对应的角为，则线框切割磁感线的有效长度为 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势为 设线框的总电阻为，则此过程线框中的感应电流为 所以过程，线框内的电流由0正向线性增大到，其中 线框从左侧磁场进入右侧磁场的过程，即过程，线框同时在两个磁场中切割磁感线，在左侧磁场内的有效切割长度减小，同时在右侧磁场内的有效切割长度增大，由楞次定律可知，两者产生的电动势方向相同，均为顺时针（反方向），所以总电动势为两者之和。当线框即将完全进入右侧磁场时，有效切割长度为L，则总电动势为 此时线框的电流为 所以过程，线框内的电流由0反向线性增大到；同理可知，当线框出右侧磁场时，即过程，有效切割长度随时间线性增大，感应电动势线性增大，电流方向为逆时针（正方向），即该过程线框内的电流由0正向线性增大到。 故选C。 8. 如图所示，一泵水器通过细水管与桶装水相连。按压一次泵水器可将压强等于大气压强p0、体积为V0的空气压入水桶中。在设计泵水器时应计算出V0的临界值Vc，当V0=Vc时，在液面最低的情况下仅按压一次泵水器恰能出水。设桶身的高度为h、颈部高度为l，泵水器的临界值为Vc，按压前桶中气体压强为p0。不考虑温度变化和漏气，忽略桶壁厚度及桶颈部、细水管和出水管的体积。已知水的密度为，重力加速度为g。该桶身的横截面积S等于（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设按压一次后桶内气体压强为，当恰能出水时，桶内气压需支持从液面（桶底）到出水口的水柱，高度根据流体静力学平衡条件有 以桶内原有气体和压入的气体整体为研究对象，初态压强均为，总体积为（液面最低时气体体积为）。末态压强为，体积仍为（恰能出水瞬间液面未变）。根据玻意耳定律有：；将代入上式得： 化简得：；解得桶身横截面积： 故A正确；BCD错误。 故选A。 二、多项选择题：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，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，奥托循环由两个绝热和两个等容过程组成。一定质量的理想气体在经历一个的循环过程中，下列说法正确的是（ ） A. a→b过程，外界对气体做功，气体温度不变 B. c→d过程，气体对外界做功，气体内能减少 C. 整个循环过程外界对气体做功，气体放热 D. 整个循环过程气体对外界做功，气体吸热 【答案】BD 【解析】 【详解】A．是绝热过程（），体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律可得，气体内能增加，温度升高，故A错误； B．是绝热过程（），体积增大，气体膨胀对外做功，由热力学第一定律可得，气体内能减少，故B正确； CD．图中，循环路径为顺时针方向，气体体积增大过程（）的平均压强大于体积减小过程（）的平均压强，因此整个循环气体对外做净功；循环回到初始状态，气体总内能变化，由热力学第一定律可知 解得（气体对外做功时），因此总过程气体吸热，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 我国海水波浪能发电机项目整体装机规模位居世界第一、某海水波浪能发电机工作原理如图所示，图中为沿x轴正方向传播的海水t=0时刻的波形图像，周期为2 s。发电机圆柱体浮杆定位于坐标值x=12 m处，浮杆振动的最大速率为v。套于磁铁S极上的发电线圈可与浮杆同步振动，发电线圈与一个理想变压器的原线圈连接。已知发电线圈共n匝，其圆半径为r，电阻忽略不计，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶100。磁铁、变压器等固定不动，下列判断正确的是（ ） A. t=1.5 s时刻，感应电流的方向俯视为顺时针 B. t=1.5 s时刻，感应电流的方向俯视为逆时针 C. 变压器输出电压的有效值为 D. 变压器输出电压的有效值为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由波形图可知：波沿正方向传播，时处浮杆位于波谷，周期 因此​，浮杆从波谷经到平衡位置、到波峰，​刚好回到平衡位置，速度方向竖直向下。 磁场为辐向磁场（磁感线径向指向圆心），根据右手定则：线圈向下运动时，从上向下（俯视）看，感应电流方向为逆时针，故A错误，B正确； CD．辐向磁场中，线圈切割磁感线时，每匝线圈总电动势，匝线圈的最大感应电动势为 浮杆做简谐运动，速度随时间按正弦规律变化，因此感应电动势为正弦交流电，原线圈电动势有效值 理想变压器原副线圈匝数比​，根据变压比，得输出电压有效值，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，磁感应强度大小为B、宽度为L，方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，上下边界水平，左右区域足够长。一个质量为m、边长为L的正方形导体单匝线圈abcd以初速度v0水平抛出，已知线圈通过磁场的过程中始终做匀速直线运动，线圈的电阻为R，下落过程中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 线圈通过磁场的过程中，感应电流的方向先逆时针后顺时针 B. 线圈通过磁场过程中产生的焦耳热为 C. 线圈离开磁场时的速度大小为 D. 线圈通过磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．线圈进入磁场时，向里的磁通量逐渐增加，根据楞次定律，感应电流的磁场向外，由右手螺旋定则可知感应电流为逆时针；线圈离开磁场时，向里的磁通量逐渐减少，感应电流的磁场向里，感应电流为顺时针。因此感应电流方向先逆时针后顺时针，故A正确； B．线圈通过磁场过程中做匀速运动，动能不变，减少的重力势能全部转化为焦耳热。从线圈开始进入磁场到完全离开磁场，总下落高度为磁场宽度加线圈边长，即，重力做功，由能量守恒得焦耳热，故B正确； C．线圈匀速运动时，竖直方向安培力与重力平衡 解得竖直方向速度 水平方向不受力，水平速度保持​不变，因此线圈离开磁场时的速度大小​，故C错误； D．线圈通过磁场的过程中，通过线圈横截面的电荷量，根据公式得，故总电荷量​，故D错误。 故选AB。 12. 为对“碳中和”目标作出贡献，某企业研发利用工业废气中包含大量正负离子的等离子体进行发电的项目。原理如图所示，两平行金属板间距为d、宽为a、长为b，上、下极板通过开关和电阻R连接，极板间有磁感应强度大小为B、方向平行极板向左的匀强磁场。将含有等离子体的气体以一定速度垂直于磁场方向连续喷入磁场，等离子体能完全填充板间区域，且单位时间内喷入极板间的等离子体的体积为Q，等离子体的电阻率为。忽略边缘效应，则下列判断正确的是（ ） A. 上下极板A和C的电势关系为 B. 等离子体的速度大小为 C. 断开开关，稳定后两板间电压为 D. 闭合开关，稳定后R上通过的电流 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题中磁场方向，由左手定则可知，正离子受到的洛伦兹力向上，负离子受到的洛伦兹力向下，故A板带正电，C板带负电，电场强度方向向下，可得 故A正确； B．单位时间内喷入极板间的等离子体的体积为 等离子体在场中做匀速运动，有 由此可得 故B错误； C．当开关断开时，稳定后等离子体所受电场力等于洛伦兹力，两板间电压为，有 由于 解得 故C错误； D．闭合开关后，有电流通过，此时设板间等离子体的电阻为 根据闭合电路欧姆定律可知 故D正确 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 探究气体等温变化规律的实验装置如图甲所示，用橡胶塞堵住注射器的下端细管部分，以注射器筒内封闭的空气柱为研究对象，空气柱的长度由注射器两侧的刻度尺读出，气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。 （1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是___________； （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是___________； （3）缓慢压缩气体，作出图像如图乙所示，该图像发生弯曲的原因是___________。（答一种情况即可） 【答案】（1）在柱塞上涂抹润滑油，防止漏气 （2）缓慢移动柱塞，待气体与外界完成热交换、温度稳定后再读数；避免手接触封闭气体，保持气体温度与环境温度一致 （3）封闭气体漏气，气体质量减小 【解析】 【小问1详解】 要保持封闭气体质量不变，需要避免气体泄漏，在柱塞处涂抹润滑油可以密封缝隙，防止漏气，保证气体质量不变。 【小问2详解】 要保持封闭气体温度不变，需要缓慢改变气体体积，给气体足够时间和外界进行热交换，让气体温度始终和环境温度一致；同时避免手接触封闭气体，防止手的温度改变气体温度。 【小问3详解】 根据玻意耳定律，等温条件下​，理想情况下应为过原点的直线，斜率为。题图中斜率逐渐减小，说明减小，最常见的原因是封闭气体漏气，气体物质的量减小，因此图像发生弯曲。 14. 二氧化锡半导体型酒精气体传感器的电阻Rx随酒精气体浓度c的变化规律如图甲所示，某同学利用该传感器设计酒精气体浓度测试仪，所用的器材规格如下： A.二氧化锡半导体型酒精气体传感器Rx B.直流电源E（电动势为4 V，内阻为1.0 Ω） C.电流表A（量程为150 mA，内阻为1.0 Ω） D.电阻箱R1（最大阻值为999.9 Ω） E.定值电阻R0 F.单刀双掷开关S一个，单刀单掷开关S1一个，导线若干 该同学设计了如图乙所示的电路，据此回答下列问题： （1）将开关S向a端闭合，调节电阻箱R1，当电阻箱R1的阻值为40.0 Ω时，电流表示数为50.0 mA，电阻R0的阻值为___________Ω。 （2）将开关S向b端闭合时，可测量酒精气体的浓度。某次测量时，电流表示数为80 mA，此时酒精气体浓度为___________mg/mL。测量过程中，电流表示数越小，所测酒精气体浓度___________（选填“越大”或“越小”）。 （3）酒精气体浓度c满足“”可判定为酒驾，酒精气体浓度c满足“”可判定为醉驾。若测试时电流表示数为90 mA，则可判定驾驶员___________（选填“状态正常”“酒驾”或“醉驾”）。 【答案】（1） （2） ①. ②. 越小 （3）醉驾 【解析】 【小问1详解】 接端时，根据闭合电路欧姆定律可得 解得 【小问2详解】 [1]接端时，电流 根据闭合电路欧姆定律可得 解得  结合图甲可得，对应酒精浓度 [2]由图甲规律：酒精浓度越大，越小，总电阻越小，电路电流越大；因此电流表示数越小，越大，对应酒精浓度越小。 【小问3详解】 电流 根据闭合电路欧姆定律可得 解得此时  结合图甲规律​越小越大，因此，根据题目判定标准，属于醉驾。 15. 瓷厂烧制陶瓷时常采用电窑炉高温烧制工艺，已知炉门面积，炉门卡扣只能向外打开，炉门关闭时窑炉密封良好。炉内气体视为理想气体，烧制前温度，压强等于外界大气压；加热至过程始终密封。 （1）炉门能承受最大向外压力差，通过计算判断加热至时，炉门是否会被冲开； （2）加热至后，将窑炉受控冷却至温度（冷却过程炉门密封）。然后在保持炉内温度不变的情况下，打开炉门，使炉内气体与外界相通，待压强稳定后关闭炉门。求排出的气体质量与炉内原有气体质量之比。 【答案】（1） 炉门不会被冲开 （2） 【解析】 【小问1详解】 加热过程炉门密封，窑内气体体积不变，气体做等容变化。 初始热力学温度  末态热力学温度  根据查理定律有 解得 炉门承受的向外的压力差 由于 因此炉门不会被冲开。 【小问2详解】 冷却过程仍为密封等容变化，冷却后热力学温度  由查理定律有 解得冷却后炉内气压 打开炉门后温度不变，为等温变化，设窑炉容积为，以冷却后炉内全部气体为研究对象，由玻意耳定律有 解得大气压下全部气体的总体积 同温同压下气体质量与体积成正比，排出气体体积为 因此质量比 16. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2，原线圈接有滑动变阻器R0（），副线圈接有定值电阻和小灯泡L，小灯泡的阻值恒为，额定功率为2 W。输入端ab接有效值U=30 V的正弦交流电，求： （1）小灯泡L正常发光时，滑动变阻器的阻值； （2）当滑动变阻器的阻值调为时，R0消耗的电功率。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 灯泡的电阻，额定功率。 由得灯泡额定电流 灯泡正常发光时，副线圈电流。 副线圈回路总电阻， 副线圈电压。 由匝数比，得原线圈电压。 由电流比，得原线圈电流。 原线圈回路，即，解得 【小问2详解】 当时，设原线圈电流为，则原线圈电压。 副线圈电压。 副线圈电流。 副线圈总电阻，故。 联立，得，。 消耗功率 17. 现代科学研究中经常用磁场和电场控制带电粒子的运动轨迹。如图所示，平面直角坐标系xOy中，在x>0、的区域存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ，在x<0、的区域存在磁感应强度大小为3B、方向垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ。在x<0、y<0区域内有一平行xoy平面与x轴夹角为的电场强度为E的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为+q的粒子从P点平行于xOy平面且垂直于电场方向以速度v0射出，粒子恰好沿直线经过坐标原点O且方向与y轴正方向成角进入第一象限。粒子重力忽略不计，求： （1）x<0、y<0区域内磁感应强度的大小； （2）该粒子速度第一次沿y轴负方向时的位置坐标； （3）该粒子经多长时间离开磁场。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子沿直线运动，由于速度垂直电场方向，若为变速运动洛伦兹力会变化，无法保持直线，因此粒子做匀速直线运动，由平衡条件可得 解得​ 【小问2详解】 粒子进入磁场后，在磁场Ⅰ，洛伦兹力提供向心力 解得磁场Ⅰ的半径 磁场Ⅱ的半径 粒子从进入磁场Ⅰ，方向与正方向成，逆时针做圆周运动，转过圆心角后到达轴的点，进入磁场Ⅱ，此时速度方向与正方向成向左。运动轨迹图如图所示： 在磁场Ⅱ中，由几何关系可知，圆心坐标为 速度沿轴负方向时，设位置为点，在圆心的左侧，与的水平距离为​ 因此第一次速度沿轴负方向的横坐标 纵坐标 故所求的位置坐标为 【小问3详解】 在磁场Ⅰ周期为，在磁场Ⅱ周期为，运动轨迹如图所示： 每次在磁场Ⅰ中从轴到轴，圆心角为​，沿着轴正方向的位移增加了​，所用的时间​ 每次在磁场Ⅱ中从轴到轴，圆心角为，沿着轴正方向的位移减少了​​，所用的时间 ​在时间内，粒子沿着轴正方向的位移增加了 又磁感应强度存在的区域 该粒子刚好到达边界离开磁场，所需要的时间为 ​解得粒子离开磁场所用时间​ 18. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨放在水平面上，导轨间距为L。导轨右端连接一阻值为R的电阻和一电容器，整个装置处在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。一根质量为m，长为L的金属棒ab放置在导轨上，金属棒在恒力F的作用下从左端静止释放，金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒和导轨的电阻均可忽略不计，不计空气阻力，电容器的电容。求： （1）金属棒运动的最大速度vm； （2）当金属棒速度为v（v <vm）时的加速度大小； （3）已知经过时间t，金属棒运动至某处，此时恒力F的功率为定值电阻R热功率的1.8倍，求金属棒运动的距离x。 【答案】（1），与方向相同 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属棒速度为时，金属棒加速度为，感应电动势 流过电阻的电流​ 电容器充电电流 总电流 安培力 由牛顿第二定律可得 又 得 整理得 速度最大时加速度，合力为零 解得金属棒运动的最大速度的大小，与方向相同​ 【小问2详解】 由上述推导的式子 整理得​ 【小问3详解】 设金属棒经过时间时，金属棒的速度为，则恒力的功率，定值电阻的热功率​ 又 解得此时速度​ 总电荷量分为两部分：流过的电荷量，电容器所带的电荷量，即 对金属棒用动量定理 又 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $