精品解析：湖北省武汉市汉阳一中、江夏一中2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷

汉阳一中、江夏一中2024-2025学年度下学期3月联考 高二物理试卷 考试时间：3月25日上午10：30——11：45 试卷满分：100分 考试范围：选择性必修二第二章至第五章、选择性必修三第一章 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中油酸分子直径近似等于实验中滴入浅盘中油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值 B. 图乙为分子力F随分子间距r变化的关系图像，r从0.5r0增大到10r0过程中，分子间的引力先减小后增大，分子势能先减小后增大 C. 图丙为同一气体不同温度下分子的速率分布图，温度T2时分子运动更剧烈，所以温度更高 D. 图丁为布朗运动的示意图，温度越高，每个液体分子的速率均变大；微粒越大，撞击到微粒的液体分子数增多，液体分子对微粒撞击作用的不平衡性越明显 2. 如图所示，两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离r的变化关系，e为两曲线的交点．下列说法正确的是（　　） A. cd为斥力曲线，ab为引力曲线 B. 分子间距离减小，分子力一定增大 C. 当r＝re时，分子之间既没有引力也没有斥力 D. re等于气体分子间的平均距离 3. 振荡电路如图所示，时刻，线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱。M、N分别为电容器的上、下极板，、为回路中的两个点。已知振荡电路的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 此时回路中的电流由流向 B. 时刻，N板带负电，电容器储存的电场能正在增加 C. 此时两板间的电场强度正在减小 D. 若将N板下移，则该振荡电路激发的电磁波波长变长 4. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮，而另一个相同的灯A2立即变亮，最终A1与A2的亮度相同；S2由闭合到断开瞬间，灯A3突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（　　） A. 图1中，变阻器与的电阻值比较，变阻器的电阻大 B. 图1中，闭合S1瞬间，中电流与变阻器中电流相等 C. 图2中，A3与的电阻值相同 D. 图2中，闭合S2，电路稳定后，A3中电流小于中电流 5. 下列关于几种传感器的说法不正确的是（　　） A. 电子秤所使用的测力装置是力传感器 B. 电饭锅常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起 C. 电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移 D. 霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 6. 在如图所示的电路中，电阻a、b、c、d的阻值均为r，其他电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数比，M、N间输入的正弦式交变电流的电压有效值为U，则电阻b中的电流有效值大小为（ ） A. B. C. D. 7. 如图1所示，间距为L的两足够长平行光滑导轨处于竖直固定状态，导轨处在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨顶端连接阻值为R的定值电阻。质量为m、接入电路电阻也为R的金属杆垂直接触导轨，让金属杆由静止开始下落，同时给金属杆施加竖直方向的拉力，使金属杆运动的速度v与运动位移x的关系如图2所示，当金属杆运动距离时撤去外力，金属杆恰能匀速运动。已知重力加速度大小为g，金属杆在运动的过程中始终与导轨垂直且接触良好，则金属杆运动距离的过程中，下列说法错误的是（　　） A. 金属杆运动的加速度不恒定 B. 金属杆克服安培力做的功为mg C. 金属杆受到的安培力的冲量大小为 D. 通过定值电阻的电量为 8. 如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合，图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合。当切断直导线中的电流时，圆形线圈中会有感应电流产生的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图甲所示，两闭合线圈ab、cd内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁感应强度B随时间的变化规律满足正弦曲线关系（如图乙所示）。已知两线圈相同，匝数n＝20匝、线圈面积为0.01 m2，电阻r＝0.50 Ω。在cd两端接一理想电压表V，ab两端接一阻值R＝4.5 Ω的电阻，规定磁场竖直向上为正。则（　　） A. 穿过cd线圈磁通量的最大值为×10－2（Wb） B. 理想电压表V的读数为4 V C. 在t＝2×10－2 s时刻，ab线圈中的电势b端高于a端 D. ab电路中的输出功率为3.2 W 10. 如图所示，两条间距为平行光滑金属导轨（足够长）固定在水平面上，导轨的左端接电动势为的电源，右端接定值电阻，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面竖直向上。两端都足够长的金属棒斜放在两导轨之间，与导轨的夹角为，导线、导轨、金属棒的电阻均忽略不计，电源的内阻与定值电阻阻值相等。当电键断开，电键闭合，给金属棒一个沿水平方向与棒垂直的恒定作用力，经过时间金属棒获得最大速度，定值电阻的最大功率为，在此过程中金属棒的最大加速度为，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是（ ） A. 金属棒的质量为 B. 电源的内阻为 C. 时间内，流过定值电阻某一横截面的电荷量为 D. 若电键断开，电键闭合，则金属棒稳定运行的速度为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 东阳中学创新班同学想用220V交流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。 (1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是ad端接______（填“220V”或“6V”）。 (2)这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是_____匝。 (3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数Na=80匝和Nb=160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是______（ 填“Na”或“Nb”） Ua/V 1.80 2.80 3.80 Ub/V 4.00 6.01 8.02 12. 某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果，装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，取重力加速度大小。 （1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值__________（填“较大”或“较小”）。 （2）现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小果将通过__________（填“上通道”或“下通道”），电阻箱R2的阻值应调为__________Ω（结果保留一位小数）。 （3）若要将分拣标准质量提高到0.40kg，仅将R2的阻值调为__________Ω即可实现。（结果保留一位小数） （4）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会__________（填“变大”“变小”或“不变”）。 13. 疫情期间，为保障医院用电安全，供电部门专门为医院ICU病房区设计供电系统以及输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小B的水平匀强磁场中，线框面积S=0.25m2，匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以3000转/分的转速匀速转动，其输出端通过电刷E、F与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1，降压变压器的副线圈接入到病房区供电，两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器。医院有五间标准ICU病房，病房内医疗设备额定工作电压均为U=220V，每间病房的最大功率为P=4400W。当五间病房均满负荷工作时，求∶ （1）磁感应强度B的大小； （2）升压变压器原、副线圈匝数之比。 14. 如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为，一端连接阻值为的电阻。一金属棒垂直导轨放置，质量为，接入电路的电阻为。在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力，金属棒在水平拉力作用下，速度v随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，取水平向右为正方向，，。棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。 （1）求到的过程中，拉力做的功W； （2）求到的过程中，通过电阻R的电荷量q。 15. 一课外兴趣小组在学校组织的“鸡蛋撞地球”科技活动中，为使鸡蛋能安全落地，利用电磁阻尼缓冲原理设计了一套缓冲装置。其模型如图所示，顶部是蛋仓主体，下方是光滑导轨，导轨内侧是一缓冲底座，缓冲底座侧面有导槽（未画出）与导轨相连。在缓冲底座侧面围绕底座设置n个独立单匝闭合矩形金属线圈（线圈间、线圈与底座导轨均绝缘），导轨内侧在蛋仓主体上固定有电阻很小的通电线圈可提供稳定均匀磁场，磁感应强度大小为B，方向水平，已知缓冲底座与地面接触后速度立刻减为零。设每个线圈电阻为R，顶部长度为L，该装置除缓冲底座外其他部分质量为M。在一次实验中该缓冲装置落地前瞬间速度为，此时线圈顶部与光滑导轨底部重合，导轨继续下降距离h时，速度达到最小值。导轨落地时，缓冲底座顶端未接触蛋仓主体下部，忽略空气阻力，重力加速度为g。 （1）求当缓冲底座刚落地后，某一线圈MN中电流的大小和方向； （2）若导轨够长，缓冲底座够高，求蛋仓主体落地时的最小速度v； （3）缓冲装置落地后，导轨继续下落h的过程中，线圈中产生的焦耳热Q及所用的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 汉阳一中、江夏一中2024-2025学年度下学期3月联考 高二物理试卷 考试时间：3月25日上午10：30——11：45 试卷满分：100分 考试范围：选择性必修二第二章至第五章、选择性必修三第一章 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ） A. 图甲中油酸分子直径近似等于实验中滴入浅盘中油酸酒精溶液的体积与它形成油膜面积的比值 B. 图乙为分子力F随分子间距r变化的关系图像，r从0.5r0增大到10r0过程中，分子间的引力先减小后增大，分子势能先减小后增大 C. 图丙为同一气体不同温度下分子的速率分布图，温度T2时分子运动更剧烈，所以温度更高 D. 图丁为布朗运动的示意图，温度越高，每个液体分子的速率均变大；微粒越大，撞击到微粒的液体分子数增多，液体分子对微粒撞击作用的不平衡性越明显 【答案】C 【解析】 【详解】A．油酸分子的直径等于一滴纯油酸的体积与油膜面积之比，故A错误； B．根据分子力与分子间距的关系图，可知分子间距从r从0.5r0增大到10r0过程中，分子间的引力一直减小，分子力先做正功再做负功，所以分子势能先变小，后变大，故B错误； C．由图可知，T2中速率大分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，T2对应的温度较高，所以温度T2时分子运动更剧烈，故C正确； D．布朗运动中温度越高，液体分子的平均速率变大，微粒越大，撞击到微粒的液体分子数增多，液体分子对微粒撞击作用的不平衡性越不明显，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离r的变化关系，e为两曲线的交点．下列说法正确的是（　　） A. cd为斥力曲线，ab为引力曲线 B. 分子间距离减小，分子力一定增大 C. 当r＝re时，分子之间既没有引力也没有斥力 D. re等于气体分子间的平均距离 【答案】A 【解析】 【详解】A．当分子之间距离小于平衡距离时，分子引力小于斥力，整体表现为斥力，当分子之间距离大于平衡距离时，分子引力大于斥力，整体表现为引力，据图分析，距离趋于0时，cd曲线表示的力大，所以cd曲线为斥力曲线，ab为引力曲线，e点是平衡位置，故A正确； B．分子间距小于re时，分子间距离减小，分子力增大，分子间距大于re时，分子间距离减小时，分子力可能减小，可能增大，也可能先减小后增大，故B错误； C．当r＝re时，分子之间引力和斥力大小相等，分子处于平衡状态，故C错误； D．气体分子间空隙较大，平均距离远大于re，故D错误。 故选A。 3. 振荡电路如图所示，时刻，线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱。M、N分别为电容器的上、下极板，、为回路中的两个点。已知振荡电路的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 此时回路中的电流由流向 B. 时刻，N板带负电，电容器储存的电场能正在增加 C. 此时两板间的电场强度正在减小 D. 若将N板下移，则该振荡电路激发的电磁波波长变长 【答案】B 【解析】 【详解】A．时刻磁场正在减弱，由右手螺旋定则可知，电流由流向，故A错误； B．时刻磁场正在减弱，故电容器正在充电，则时刻，电容器也正在反向充电，故M板带正电，N板带负电，电荷量正在增大，电场能正在增加，故B正确； C．时刻电容器正在充电，电荷量正在增大，则M、N板间的电压正在增大，两板间的电场强度正在增大，故C错误； D．若将N板下移，电容器极板间距增大，根据 可知电容器的电容减小，由 可知振荡电路的频率增大，电磁波频率增大，由 可知，振荡电路激发的电磁波波长变短，故D错误。 故选B。 4. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，闭合开关S1，灯A1逐渐变亮，而另一个相同的灯A2立即变亮，最终A1与A2的亮度相同；S2由闭合到断开瞬间，灯A3突然闪亮，随后逐渐变暗。下列说法正确的是（　　） A. 图1中，变阻器与的电阻值比较，变阻器的电阻大 B. 图1中，闭合S1瞬间，中电流与变阻器中电流相等 C. 图2中，A3与的电阻值相同 D. 图2中，闭合S2，电路稳定后，A3中电流小于中电流 【答案】D 【解析】 【详解】A．图1中当电路稳定时最终相同的灯A1与A2的亮度相同，而与串联后与串联的A2和并联，亮灯亮度相同说明通过的电流相同，根据欧姆定律可得 由于由此可知，变阻器与的电阻值相同，故A错误； B．图1中，闭合S1瞬间，由于中产生自感电动势，阻碍电流的通过，因此闭合瞬间中的电流小于变阻器中电流，直至电路稳定，两支路电流最终相同，故B错误； CD．图2中，S2由闭合到断开瞬间，与灯A3构成闭合回路，中的电流流经A3，而A3突然闪亮，说明通过A3的电流突然增大，而S2闭合时，与A3并联，有 因此可知，A3的电阻大于的电阻值，故C错误，D正确。 故选D。 5. 下列关于几种传感器的说法不正确的是（　　） A. 电子秤所使用的测力装置是力传感器 B. 电饭锅常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起 C. 电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移 D. 霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量 【答案】C 【解析】 【详解】A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故A正确，不符合题意； B．铁氧体在103℃失去磁性；电饭锅常压下只要锅内有水，锅内温度就不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起；故B正确，不符合题意； C．电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高，金属片发生弯曲较厉害触点才断开，故C错误，符合题意； D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故D正确，不符合题意。 故选C。 6. 在如图所示的电路中，电阻a、b、c、d的阻值均为r，其他电阻不计，理想变压器原、副线圈的匝数比，M、N间输入的正弦式交变电流的电压有效值为U，则电阻b中的电流有效值大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设电阻c中的电流为I，则副线圈两端的电压 流过副线圈的电流 由 可得原线圈两端电压 流过原线圈的电流 则流过电阻b的电流 流过电阻a的电流 电阻a两端的电压 又 联立解得电阻b中的电流有效值大小为 故选C。 7. 如图1所示，间距为L的两足够长平行光滑导轨处于竖直固定状态，导轨处在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨顶端连接阻值为R的定值电阻。质量为m、接入电路电阻也为R的金属杆垂直接触导轨，让金属杆由静止开始下落，同时给金属杆施加竖直方向的拉力，使金属杆运动的速度v与运动位移x的关系如图2所示，当金属杆运动距离时撤去外力，金属杆恰能匀速运动。已知重力加速度大小为g，金属杆在运动的过程中始终与导轨垂直且接触良好，则金属杆运动距离的过程中，下列说法错误的是（　　） A. 金属杆运动的加速度不恒定 B. 金属杆克服安培力做的功为mg C. 金属杆受到的安培力的冲量大小为 D. 通过定值电阻的电量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．若金属杆做匀加速直线运动，应满足 由题图2变化图像可知速与位移成线性关系，表明加速度不恒定，故A正确，不符合题意； B．设金属杆的速度为v，感应电动势 感应电流 解得安培力 克服安培力做功 当金属杆运动距离时撤去外力，金属杆恰能匀速运动，令此时速度为，结合图像可知金属杆运动距离的过程中克服安培力做功为 撤去外力后，金属杆匀速运动，则有 解得金属杆克服安培力做的功为 故B错误，符合题意； D．根据电流的定义式有 感应电动势的平均值 感应电流的平均值 解得 故D正确，不符合题意； C．安培力的冲量为 结合上述解得 故C正确，不符合题意。 故选B。 8. 如图所示，用导线做成的圆形线圈与一直导线构成几种位置组合，图A、B、C中直导线都与圆形线圈在同一平面内，O点为线圈的圆心，图D中直导线与圆形线圈垂直，并与中心轴重合。当切断直导线中的电流时，圆形线圈中会有感应电流产生的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】A．电流与线圈的直径重合，线圈中有相反的磁场，磁通量完全抵消，始终等于0，磁通量不会变化，不会产生感应电流，故A错误； B．导线位于线圈的上部，导线上边的面积比较小，穿过线圈上边部分的磁通量小于穿过线圈下边部分的磁通量，总磁通量的方向向里，切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会产生感应电流，故B正确； C．导线位于线圈的上方，穿过线圈的磁场方向向里，切断直导线中的电流时，闭合回路中的磁通量减小，会产生感应电流，故C正确； D．线圈与导线垂直，穿过线圈的磁通量始终等于0，磁通量不会发生变化，故D错误。 故选BC。 9. 如图甲所示，两闭合线圈ab、cd内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁感应强度B随时间的变化规律满足正弦曲线关系（如图乙所示）。已知两线圈相同，匝数n＝20匝、线圈面积为0.01 m2，电阻r＝0.50 Ω。在cd两端接一理想电压表V，ab两端接一阻值R＝4.5 Ω的电阻，规定磁场竖直向上为正。则（　　） A. 穿过cd线圈磁通量的最大值为×10－2（Wb） B. 理想电压表V的读数为4 V C. 在t＝2×10－2 s时刻，ab线圈中的电势b端高于a端 D. ab电路中的输出功率为3.2 W 【答案】BC 【解析】 【详解】A．穿过cd线圈磁通量的最大值为 A错误； B．根据法拉第电磁感应定律得感应电动势的最大值为 而理想电压表的读数为有效值，则 B正确； C．由楞次定律可知，在时刻，磁场增强，电流方向从a→b，而在电源内部，电流从低电势流向高电势，则ab线圈中的电势b端高于a端，C正确； D．ab电路中的总功率为 ab电路中的输出功率为 联立解得 D错误。 故选BC。 10. 如图所示，两条间距为平行光滑金属导轨（足够长）固定在水平面上，导轨的左端接电动势为的电源，右端接定值电阻，磁感应强度为的匀强磁场垂直于导轨平面竖直向上。两端都足够长的金属棒斜放在两导轨之间，与导轨的夹角为，导线、导轨、金属棒的电阻均忽略不计，电源的内阻与定值电阻阻值相等。当电键断开，电键闭合，给金属棒一个沿水平方向与棒垂直的恒定作用力，经过时间金属棒获得最大速度，定值电阻的最大功率为，在此过程中金属棒的最大加速度为，金属棒与导轨始终接触良好，下列说法正确的是（ ） A. 金属棒的质量为 B. 电源的内阻为 C. 时间内，流过定值电阻某一横截面的电荷量为 D. 若电键断开，电键闭合，则金属棒稳定运行的速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．施加外力瞬间，加速度最大为，根据牛顿第二定律有 可得 故A正确； B．金属棒获得最大速度时处于力的平衡状态，则有 由法拉第电磁感应定律、欧姆定律及安培力公式有 结合 综合解得 故B错误； C．金属棒从静止开始运动的一段时间，由动量定理可得 结合电流的定义式 综合计算可得 故C正确； D．电键断开，电键合上，金属棒稳定运行时 结合 综合可得 故D错误。 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 东阳中学创新班同学想用220V交流作为小型收录机的电源。他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗。 (1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是ad端接______（填“220V”或“6V”）。 (2)这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是_____匝。 (3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数Na=80匝和Nb=160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是______（ 填“Na”或“Nb”） Ua/V 1.80 2.80 3.80 Ub/V 4.00 6.01 8.02 【答案】 ①. 6 ②. 11000 ③. Nb 【解析】 【详解】(1)[1]因为变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据 可以知道，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，由公式 故引线要粗，故a、d接6V； (2)[2]根据变压器工作原理知 若理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是11000匝； (3)[3] 理想变压器是忽略变压器的铜损、铁损与磁损的，但一些小型的变压器的损耗常常不能忽略不计；考虑到这些损耗，则变压器副线圈两端的电压要小于理论值．根据变压器工作原理知 本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多的线圈，所以接电源的是.12. 某水果加工厂的苹果自动分拣装置的示意图如图甲所示，该装置能把大小不同的苹果按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果，装置中R1为半导体薄膜压力传感器，托盘置于R1上，托盘所受重力不计。苹果经过托盘时对R1产生压力，半导体薄膜压力传感器R1的阻值随压力F变化的图像如图乙所示。初始状态衔铁水平，当电阻箱R2两端电压时，控制电路使电磁铁工作吸动衔铁，并保持一段时间，确保苹果在衔铁上运动时电磁铁保持吸合状态。已知电源电动势，内阻，取重力加速度大小。 （1）当质量较大的苹果通过托盘时，对应的压力传感器R1的阻值__________（填“较大”或“较小”）。 （2）现以0.3kg为标准质量将苹果分拣开，根据题述条件可知，质量小于0.3kg的小果将通过__________（填“上通道”或“下通道”），电阻箱R2的阻值应调为__________Ω（结果保留一位小数）。 （3）若要将分拣标准质量提高到0.40kg，仅将R2的阻值调为__________Ω即可实现。（结果保留一位小数） （4）若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，则分拣标准质量将会__________（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】（1）较小 （2） ①. 上通道 ②. 10.5 （3）8.0 （4）变大 【解析】 【小问1详解】 苹果通过托盘时，质量较大的苹果托盘对R1的压力较大，根据图乙可知，R1的阻值较小； 【小问2详解】 [1]若苹果质量小于0.3kg时，则R1阻值增大，分压增大，由于电源电动势不变，R2两端分压减小，电衔铁将不被吸合，小苹果将通过上通道； [2]当苹果质量为0.3kg时，此时 为使该装置达到分拣目的，R2的阻值满足 解得 【小问3详解】 同理当苹果质量为0.40kg时，此时 为使该装置达到分拣目的，R2的阻值满足 解得 【小问4详解】 若电源长时间未使用，内阻r增大，但电动势不变，根据 可知内阻r增大，则实际要吸引衔铁打开通道时的电阻偏小，需要的压力偏大，即分拣标准质量将会偏大 13. 疫情期间，为保障医院用电安全，供电部门专门为医院ICU病房区设计供电系统以及输电电路如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小B的水平匀强磁场中，线框面积S=0.25m2，匝数n=100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以3000转/分的转速匀速转动，其输出端通过电刷E、F与升压变压器的原线圈相连，图中电压表示数为250V，降压变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1，降压变压器的副线圈接入到病房区供电，两变压器间的输电线等效电阻R=20Ω，变压器均为理想变压器。医院有五间标准ICU病房，病房内医疗设备额定工作电压均为U=220V，每间病房的最大功率为P=4400W。当五间病房均满负荷工作时，求∶ （1）磁感应强度B的大小； （2）升压变压器原、副线圈匝数之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】(1)线框转动的角速度为 线框在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，感应电动势最大值 解得 (2)当五间病房均满负荷工作时，降压变压器副线圈的电流 根据变压器原副线圈电流关系 代入数据得降压变压器原线圈的电流 根据变压器原副线圈电流关系 解得 设升压变压器原线圈电压为U1，副线圈电压为U2，根据 代入数据解得 根据题意 U1=250V 则升压变压器得原副线圈匝数之比 14. 如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为，一端连接阻值为的电阻。一金属棒垂直导轨放置，质量为，接入电路的电阻为。在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力，金属棒在水平拉力作用下，速度v随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，取水平向右为正方向，，。棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。 （1）求到的过程中，拉力做的功W； （2）求到的过程中，通过电阻R的电荷量q。 【答案】（1）22.5J；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由图乙可得，速度随时间的变化关系为 电路中产生正弦式电流，电动势的峰值 电动势的有效值 则到的过程中，整个电路产生的热量 则安培力做的功 由动能定理有 解得 联立解得 （2）该方式下产生的交变电流与单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的方式是相似的，则在单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的模型中，从开始后的四分之一周期内，流过线圈的电量为 又有 联立解得 联立解得 15. 一课外兴趣小组在学校组织的“鸡蛋撞地球”科技活动中，为使鸡蛋能安全落地，利用电磁阻尼缓冲原理设计了一套缓冲装置。其模型如图所示，顶部是蛋仓主体，下方是光滑导轨，导轨内侧是一缓冲底座，缓冲底座侧面有导槽（未画出）与导轨相连。在缓冲底座侧面围绕底座设置n个独立单匝闭合矩形金属线圈（线圈间、线圈与底座导轨均绝缘），导轨内侧在蛋仓主体上固定有电阻很小的通电线圈可提供稳定均匀磁场，磁感应强度大小为B，方向水平，已知缓冲底座与地面接触后速度立刻减为零。设每个线圈电阻为R，顶部长度为L，该装置除缓冲底座外其他部分质量为M。在一次实验中该缓冲装置落地前瞬间速度为，此时线圈顶部与光滑导轨底部重合，导轨继续下降距离h时，速度达到最小值。导轨落地时，缓冲底座顶端未接触蛋仓主体下部，忽略空气阻力，重力加速度为g。 （1）求当缓冲底座刚落地后，某一线圈MN中电流的大小和方向； （2）若导轨够长，缓冲底座够高，求蛋仓主体落地时的最小速度v； （3）缓冲装置落地后，导轨继续下落h的过程中，线圈中产生的焦耳热Q及所用的时间t。 【答案】（1），电流的方向从M到N （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 某一线圈相对于磁场向上以速度v0运动，根据右手定则，电流的方向从M到N 根据法拉第电磁感应定律可得 根据闭合电路的欧姆定律可得电流的大小为 【小问2详解】 当蛋仓主体及导轨受力平衡时，速度不再减小，此时速度最小，根据力的平衡可知 又 联立解得最小速度为 【小问3详解】 导轨继续下落h，根据能量守恒有 解得 取向下为正，根据动量定理有 又 其中 联立可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $