精品解析：四川宜宾市长宁中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试题

长宁中学高2024级第四期“半期考试” 物理试题 （卷面分值 100分，考试时间 75分钟） 一、选择题（本题共10小题，1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，每题6分，漏选得3分，不选或错选得0分，共46分） 1. 绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B. 磁铁靠近线圈，线圈有扩张趋势 C. 磁铁靠近线圈，线圈对桌面的压力减小 D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 2. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。如图1所示的LC振荡电路中，电容器上极板的电荷量q随时间t变化的规律如图2所示。则下列说法正确的是（ ） A. 时刻，该电路中的电流为零 B. 时刻，该电路中的电场能最大 C. 时间段内，电容器在放电 D. 其他条件不变，仅增大电容器的电容，则振荡周期减小 3. 如图所示，纸面内一等腰直角三角形金属线框abc向右匀速穿过宽度为d的匀强磁场区域，匀强磁场的方向垂直于纸面向里。已知金属线框的直角边ac的长度为L，且L>d，ac边始终与磁场边界垂直，取a→b→c→a为电流的正方向，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的关系图像可能为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示为一定质量理想气体的状态沿的顺序做循环变化的图像。若用或图像表示这一循环，T为热力学温度，图中表示可能正确的选项是（　　） A. B. C. D. 5. 如图甲所示，匝数为2000，横截面积为的螺线管与定值电阻R连接，螺线管内磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示（以向右为正方向）。已知螺线管导线的电阻为，定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. A点电势比C点电势低 B. 螺线管中产生的感应电动势为5V C. 电阻R两端的电压为4V D. 电阻R上的电功率为 6. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时（俯视），a、b、c三点的电势分别为、、。已知bc边的长度为。下列判断正确的是（　　） A. ，金属框中无电流 B. ，金属框中电流方向沿a→b→c→a C. ，金属框中无电流 D. ，金属框中电流方向沿a→c→b→a 7. 如图所示，绝缘水平面上固定一足够长且间距为L的光滑水平导轨，其左端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m的导体棒de垂直导轨放置，且与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在水平向右的恒力F的作用下，导体棒由静止开始运动且始终与导轨垂直，则（　　） A. 导体棒上e点电势高于d点电势 B. 导体棒能达到的最大速度为 C. 导体棒的速度从0增加到最大的过程中，外力F对导体棒做功的大小为 D. 导体棒的速度从0增加到最大的过程中，通过电阻R的电荷量为 8. 关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中薄板一定是非晶体 B. 乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C. 丙图说明了微粒分子做无规则运动 D. 丁图中分子间距为时，分子力为零 9. 如图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。为定值电阻，为滑动变阻器，电表均为理想交流电表，下列判断正确的（ ） A. 原线圈接交变电压的表达式为 B. 电压表V2的示数为110V C. 若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表A读数将增大 D. 若将变阻器的滑片P向上滑动，V1示数与V2示数的比值变大 10. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小为B=1T的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量。时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量 B. 物块A的加速度不断增大 C. 水平力F的大小为25N D. 磁场力对物块A的冲量为0 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向1mL的油酸中加酒精，直至总量达到1000mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入80滴时，测得其体积恰好是1mL； ③先往浅盘里倒入一定深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数为40格。 根据以上信息，回答下列问题： （1）实验中为了使油酸分子在水面上形成的是单分子层，应该使用浓度______（选填“较高”或“较低”）的油酸酒精溶液； （2）计算出油酸分子直径为______m（结果保留1位有效数字）； （3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏小，可能是由于______。 A. 使用的油酸酒精溶液配制好后敞开放了很久 B. 求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 12. 科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图（a）是电磁铁磁感应强度的测量电路。所用器材有：电源E（电动势15V，内阻不计）；电流表A（量程有0.6A和3A，内阻不计）；滑动变阻器RP（最大阻值100Ω）；定值电阻R0（阻值10Ω）；开关S；磁传感器和测试仪；电磁铁（线圈电阻16Ω）；导线若干。图（b）是实物图，图中电机和底座相固定，圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 （1）量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为_________A（结果保留2位有效数字），为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。 ②图（b）中已正确连接了部分电路，请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线______。 （2）磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图（a）中的磁传感器置于电磁铁中心，滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流_________，保护电路安全。 ②将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S。此时A的示数如图所示，读数为_________A。分别记录测试仪示数B和I，断开S。 ③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。 ④下图是根据部分实验数据描绘的B−I图线，其斜率为_________mT/A（结果保留2位有效数字）。 （3）制动时间t测量。 利用图（b）所示装置测量了t，结果表明B越大，t越小。 三、解答题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分） 13. 如图所示，粗细均匀的强度足够大的等臂U形玻璃管竖直放置，A、B两管下部装有水银，上部均封闭着一定质量的理想气体，气柱长度分别为和，两臂水银柱高度差为。已知B管顶部气体压强为，玻璃管导热性能良好，环境温度为，热力学温度T与摄氏温度t的关系为。 （1）求A管顶部气体的压强； （2）若对B管顶部气体加热，加热过程中A管顶部气体温度不变，求两管水银面相平时B管顶部气体的温度。 14. 如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。发电机线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈的匝数N=100，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻10Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V，11kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻可忽略。 （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值Em； （2）输电线路上损耗的电功率∆P； （3）求升压变压器原、副线圈匝数比。 15. 如图甲所示，“日”字形单匝线框平放在粗糙的水平桌面上，线框可以看作两个正方形，正方形的每条边长为L=0.3m，线框总质量m=0.2kg，其中Rab=Rcd=Ref=R=0.1Ω，其余边不计电阻，线框与桌面间动摩擦因数µ=0.5。线框左边用水平细绳通过光滑的轻质定滑轮悬挂一质量也为m的物块，右边有一垂直ab边的水平力F作用在ab边上。以ab边的初位置为原点建立水平向右的x轴如图，在0≤x≤0.3m桌面条形区间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。力F拉动线框通过磁场区域，可以认为ab边刚出磁场时，cd边恰进磁场，整个过程物块都没有碰到定滑轮，线框没有离开桌面，细绳不可伸长，重力加速度g=10m/s2。 （1）若以F=5N拉动线框，求线框由静止启动瞬间的细绳拉力大小； （2）若线框以v=2m/s的速度匀速通过磁场区域，求ab边在磁场中运动时ab两点间电压Uab； （3）若线框从静止出发做匀加速直线运动，通过磁场区域过程中拉力F与时间t的图像如图乙所示，图中数据可用，求这一过程中拉力F与时间t的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长宁中学高2024级第四期“半期考试” 物理试题 （卷面分值 100分，考试时间 75分钟） 一、选择题（本题共10小题，1-7题为单选，每小题4分，8-10题为多选，每题6分，漏选得3分，不选或错选得0分，共46分） 1. 绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上（如图所示），仍将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，振动最终也停止。则（　　） A. 有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动 B. 磁铁靠近线圈，线圈有扩张趋势 C. 磁铁靠近线圈，线圈对桌面的压力减小 D. 有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．有线圈时，磁铁运动除了空气阻力的阻碍，还会因电磁感应受到额外的安培阻力，阻尼更大，磁铁会更快停止运动，因此两者停止时间不同，A错误； B．根据楞次定律的“增缩减扩”规律：磁铁靠近线圈，穿过闭合回路的磁通量增加，线圈有收缩趋势阻碍磁通量增加，B错误； C．根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁靠近线圈时，线圈会产生感应电流阻碍磁铁的靠近，即线圈对磁铁有向上的斥力，根据牛顿第三定律，磁铁对线圈有向下的斥力，因此线圈对桌面的压力会增大，C错误； D．两种情况磁铁最终静止的平衡位置相同，最终重力势能相同，系统损失的机械能相同，D正确。 故选D 。 2. 无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。如图1所示的LC振荡电路中，电容器上极板的电荷量q随时间t变化的规律如图2所示。则下列说法正确的是（ ） A. 时刻，该电路中的电流为零 B. 时刻，该电路中的电场能最大 C. 时间段内，电容器在放电 D. 其他条件不变，仅增大电容器的电容，则振荡周期减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．由q-t图像可知，时刻，该电路中的电流为零，A正确； B．时刻，电容器的电荷量为零，该电路中的电场能为零、磁场能最大，B错误； C．时间段内，电容器在充电，C错误； D．由可知，仅增大电容器的电容，LC振荡电路的周期增大，D错误。 故选A。 3. 如图所示，纸面内一等腰直角三角形金属线框abc向右匀速穿过宽度为d的匀强磁场区域，匀强磁场的方向垂直于纸面向里。已知金属线框的直角边ac的长度为L，且L>d，ac边始终与磁场边界垂直，取a→b→c→a为电流的正方向，则线框穿过磁场区域的过程中，线框中的感应电流i随时间t变化的关系图像可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】线框进入磁场区域过程中，根据楞次定律可知，线框中的感应电流方向为逆时针，且线框切割磁感线的有效长度随时间均匀增加；当线框的顶点c开始离开磁场区域时，线框的ab边未进入磁场区域，线框切割磁感线的有效长度不变；当ab边进入磁场瞬间，线框切割磁感线的有效长度不为0，ab边离开磁场区域的过程中，线框中的感应电流方向为顺时针，线框切割磁感线的有效长度均匀增加。 故选C。 4. 如图所示为一定质量理想气体的状态沿的顺序做循环变化的图像。若用或图像表示这一循环，T为热力学温度，图中表示可能正确的选项是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由理想状态方程 可知，为等容变化，为等压变化，为等温变化，故只有A正确。 故选A。 5. 如图甲所示，匝数为2000，横截面积为的螺线管与定值电阻R连接，螺线管内磁场的磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示（以向右为正方向）。已知螺线管导线的电阻为，定值电阻，下列说法正确的是（　　） A. A点电势比C点电势低 B. 螺线管中产生的感应电动势为5V C. 电阻R两端的电压为4V D. 电阻R上的电功率为 【答案】D 【解析】 【详解】 由图乙可知，螺线管内磁感应强度的变化率为 根据法拉第电磁感应定律，螺线管中产生的感应电动势为 电路的总电阻为 根据闭合电路欧姆定律有 A．由图乙可知，磁场方向向右且在增强，穿过螺线管的磁通量向右增大。根据楞次定律，感应电流的磁场方向应向左。再根据安培定则，可判断出流过电阻R的电流方向为从A到C。在电阻中，电流从高电势流向低电势，因此A点电势比C点电势高，故A错误； B．螺线管中产生的感应电动势为4V，故 B错误； C．电阻R两端的电压为，故C错误； D．电阻R上的电功率为，故D正确。 故选D。 6. 如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上。当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时（俯视），a、b、c三点的电势分别为、、。已知bc边的长度为。下列判断正确的是（　　） A. ，金属框中无电流 B. ，金属框中电流方向沿a→b→c→a C. ，金属框中无电流 D. ，金属框中电流方向沿a→c→b→a 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．导体棒bc、ac做切割磁感线运动，产生感应电动势，根据右手定则，导体棒bc感应电动势的方向从b到c，导体棒ac感应电动势的方向从a到c，因三角形金属框abc逆时针转动过程中磁通量始终为零，故金属框中无感应电流；导体棒ab不切割磁感线，不产生感应电动势，故ab两点电势相等，综上有，，故A、B、D错误； C．根据法拉第电磁感应定律，导体棒bc产生的感应电动势大小 所以 因三角形金属框磁通量始终为零，故金属框中无感应电流，故C正确。 故选C。 7. 如图所示，绝缘水平面上固定一足够长且间距为L的光滑水平导轨，其左端连有一阻值为R的电阻，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为m的导体棒de垂直导轨放置，且与导轨接触良好，导轨和导体棒的电阻均忽略不计。在水平向右的恒力F的作用下，导体棒由静止开始运动且始终与导轨垂直，则（　　） A. 导体棒上e点电势高于d点电势 B. 导体棒能达到的最大速度为 C. 导体棒的速度从0增加到最大的过程中，外力F对导体棒做功的大小为 D. 导体棒的速度从0增加到最大的过程中，通过电阻R的电荷量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据右手定则：导体棒向右切割竖直向下的匀强磁场时，感应电流在导体棒内部从流向。导体棒相当于电源，电源内部电流从低电势的负极流向高电势的正极，因此点电势高于点，A错误； B．导体棒受恒力和向左的安培力 做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为0时速度达到最大：  解得最大速度，B正确； C． 对速度从0到最大的过程用动能定理： 代入​可得 由于安培力做功为负，外力做功必然大于，不可能等于更小的​，C错误； D．对该过程用动量定理：合外力的冲量等于动量变化，即  ​ 其中 整理得 因t未知，所以无法计算出q的大小，D错误。 故选 B。 8. 关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中薄板一定是非晶体 B. 乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C. 丙图说明了微粒分子做无规则运动 D. 丁图中分子间距为时，分子力为零 【答案】BD 【解析】 【详解】A．甲图说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，A错误； B．温度越高，分子的平均速率越大，由乙图可知，温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可得，B正确； C．丙图反映了固体微粒的无规则运动，间接说明了液体分子在做无规则的热运动，不能反映微粒分子的无规则运动，C错误； D．丁图中分子间距为时分子势能最小，可知该位置为平衡位置，分子力为零，D正确。 故选BD。 9. 如图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数比，输入端M、N所接的正弦式交变电压u随时间t的变化关系如图乙所示。为定值电阻，为滑动变阻器，电表均为理想交流电表，下列判断正确的（ ） A. 原线圈接交变电压的表达式为 B. 电压表V2的示数为110V C. 若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表A读数将增大 D. 若将变阻器的滑片P向上滑动，V1示数与V2示数的比值变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知交变电压的周期为，交变电压最大值为，原线圈接交变电压的表达式为 故A正确； B．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系 解得 电压表V2的示数为 故B错误； C．若将变阻器的滑片P向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值增大，副线圈总电阻增大，原线圈输入电压以及原副线圈匝数比不变，副线圈两端电压不变，副线圈总电流减小，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系，原线圈总电流减小，电流表A读数将减小，故C错误； D．若将变阻器的滑片P向上滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，原线圈输入电压不变，V1示数不变，副线圈两端电压不变，副线圈总电流增大，定值电阻两端的电压增大，滑动变阻器两端的电压减小，V2示数减小，故V1示数与V2示数的比值变大，故D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小为B=1T的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量。时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间t的变化规律如图乙所示，重力加速度，则（　　） A. 物块A的质量 B. 物块A的加速度不断增大 C. 水平力F的大小为25N D. 磁场力对物块A的冲量为0 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．带正电物块向左运动，根据左手定则，洛伦兹力方向竖直向下，竖直方向受力平衡：  整理得 根据题图 由此可知速度随时间均匀变化，且，得 由上可知，得，故A正确，B错误； C．水平力，故C正确； D．磁场对物块A的作用力大小均匀增大且方向保持不变，根据可知，冲量不为零，故D错误。 故选AC 。 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向1mL的油酸中加酒精，直至总量达到1000mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入80滴时，测得其体积恰好是1mL； ③先往浅盘里倒入一定深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油膜的形状； ⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数为40格。 根据以上信息，回答下列问题： （1）实验中为了使油酸分子在水面上形成的是单分子层，应该使用浓度______（选填“较高”或“较低”）的油酸酒精溶液； （2）计算出油酸分子直径为______m（结果保留1位有效数字）； （3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏小，可能是由于______。 A. 使用的油酸酒精溶液配制好后敞开放了很久 B. 求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴 C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格 【答案】（1）较低 （2） （3）A 【解析】 【小问1详解】 实验中为了使油酸分子在水面上形成的是单分子层，应该使用浓度较低的油酸酒精溶液； 【小问2详解】 一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 形成的油膜的面积S=40×2×2cm2=160cm2 分子直径 【小问3详解】 A．使用的油酸酒精溶液配制好后敞开放了很久，则油酸浓度变大，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏大，形成油膜的面积偏大，根据可知测得的分子直径偏小，选项A正确； B．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数少记了5滴，可知计算得到的一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积偏大，根据可知测得的分子直径偏大，选项B错误； C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则得到的油膜面积偏小，根据可知测得的分子直径偏大，选项C错误。 故选A。 12. 科技小组制作的涡流制动演示装置由电磁铁和圆盘控制部分组成。 图（a）是电磁铁磁感应强度的测量电路。所用器材有：电源E（电动势15V，内阻不计）；电流表A（量程有0.6A和3A，内阻不计）；滑动变阻器RP（最大阻值100Ω）；定值电阻R0（阻值10Ω）；开关S；磁传感器和测试仪；电磁铁（线圈电阻16Ω）；导线若干。图（b）是实物图，图中电机和底座相固定，圆形铝盘和电机转轴相固定。 请完成下列实验操作和计算。 （1）量程选择和电路连接。 ①由器材参数可得电路中的最大电流为_________A（结果保留2位有效数字），为减小测量误差，电流表的量程选择0.6A挡。 ②图（b）中已正确连接了部分电路，请在虚线框中完成RP、R0和A间的实物图连线______。 （2）磁感应强度B和电流I关系测量。 ①将图（a）中的磁传感器置于电磁铁中心，滑动变阻器RP的滑片P置于b端。置于b端目的是使电路中的电流_________，保护电路安全。 ②将滑片P缓慢滑到某一位置，闭合S。此时A的示数如图所示，读数为_________A。分别记录测试仪示数B和I，断开S。 ③保持磁传感器位置不变，重复步骤②。 ④下图是根据部分实验数据描绘的B−I图线，其斜率为_________mT/A（结果保留2位有效数字）。 （3）制动时间t测量。 利用图（b）所示装置测量了t，结果表明B越大，t越小。 【答案】（1） ①. 0.58 ②. （2） ①. 最小 ②. 0.48 ③. 30 【解析】 【小问1详解】 ①[1]由题知，电源内阻不计、电流表内阻不计，则当滑动变阻器的阻值为零时，电路中有最大电流 ②[2]由于电路中最大电流为0.58A，则电流表应选择0 ~ 0.6A量程，根据电路图实物图连线如下 【小问2详解】 ①[1]滑动变阻器RP的滑片P置于b端时滑动变阻器的电阻最大，电路中的电流最小，保护电路安全。 ②[2]电流表读数为0.48A。 ③[3]根据题图中数据可知B−I图线斜率为 三、解答题（本题共3小题，13题10分，14题12分，15题16分，共38分） 13. 如图所示，粗细均匀的强度足够大的等臂U形玻璃管竖直放置，A、B两管下部装有水银，上部均封闭着一定质量的理想气体，气柱长度分别为和，两臂水银柱高度差为。已知B管顶部气体压强为，玻璃管导热性能良好，环境温度为，热力学温度T与摄氏温度t的关系为。 （1）求A管顶部气体的压强； （2）若对B管顶部气体加热，加热过程中A管顶部气体温度不变，求两管水银面相平时B管顶部气体的温度。 【答案】（1）A管顶部气体的压强为110cmHg （2） 【解析】 【小问1详解】 根据同一液面压强相等可得，A管液面处的压强与B管液面下h处的压强相等， 则右管的气体压强为 【小问2详解】 两管水银面相平时，A管的水银面上升，设管的横截面积为S，A管内的气体做等温变化，根据玻意耳定律则有 解得 对B内气体根据理想气体状态方程可得 解得 即 14. 如图，用一小型交流发电机向较远处用户供电时，为减小输电的功率损耗，使用两个理想变压器，先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用。发电机线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。已知线圈的匝数N=100，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度大小。输电导线的总电阻10Ω，降压变压器原、副线圈的匝数比为。用户区标有“220V，11kW”的电动机恰能正常工作，用户区输电导线的电阻可以忽略，发电机线圈电阻可忽略。 （1）交流发电机产生的感应电动势的最大值Em； （2）输电线路上损耗的电功率∆P； （3）求升压变压器原、副线圈匝数比。 【答案】（1） （2）250W （3）1:9 【解析】 【详解】（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值为 代入数据解得 （2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，则 解得 根据理想变压器的变流规律有 解得 输电线路上损耗的电功率为 解得 （3）根据理想变压器的变压规律有 解得 升压变压器副线圈两端电压为 解得 根据理想变压器的变压规律有 其中，解得匝数比为1:9 15. 如图甲所示，“日”字形单匝线框平放在粗糙的水平桌面上，线框可以看作两个正方形，正方形的每条边长为L=0.3m，线框总质量m=0.2kg，其中Rab=Rcd=Ref=R=0.1Ω，其余边不计电阻，线框与桌面间动摩擦因数µ=0.5。线框左边用水平细绳通过光滑的轻质定滑轮悬挂一质量也为m的物块，右边有一垂直ab边的水平力F作用在ab边上。以ab边的初位置为原点建立水平向右的x轴如图，在0≤x≤0.3m桌面条形区间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T。力F拉动线框通过磁场区域，可以认为ab边刚出磁场时，cd边恰进磁场，整个过程物块都没有碰到定滑轮，线框没有离开桌面，细绳不可伸长，重力加速度g=10m/s2。 （1）若以F=5N拉动线框，求线框由静止启动瞬间的细绳拉力大小； （2）若线框以v=2m/s的速度匀速通过磁场区域，求ab边在磁场中运动时ab两点间电压Uab； （3）若线框从静止出发做匀加速直线运动，通过磁场区域过程中拉力F与时间t的图像如图乙所示，图中数据可用，求这一过程中拉力F与时间t的关系式。 【答案】（1）3N （2）0.1V （3） 【解析】 【小问1详解】 若以F=5N拉动线框，根据牛顿第二定律可得， 联立解得 【小问2详解】 若线框以v=2m/s的速度匀速通过磁场区域，则 ab两点间电压为 根据闭合电路欧姆定律可得 联立解得 【小问3详解】 线框通过磁场，任何一条边切割磁感线产生的电动势都为 切割的那一条边相当于电源，另两条边并联，总电流为 在磁场中运动的那条边受到的安培力为 任意时刻，根据牛顿第二定律有， 联立可得 线框从静止出发做匀加速直线运动，则有 由图可知 联立可得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $