1．（3分）臨沂籍物理學(xué)家薛其坤院士榮獲2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。薛院士在研究霍爾效應(yīng)的過程中發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)現(xiàn)象。如圖是某金屬材料做成的霍爾元件，所加磁場方向及電流方向如圖所示，則（ ）
A．該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢(shì)高
B．該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢(shì)低
C．該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢(shì)高
D．該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢(shì)低
2．（3分）下列說法正確的是（ ）
A．布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮顆粒分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．物體的溫度是它的分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能大小的標(biāo)志
C．用打氣筒打氣比較費(fèi)力，說明分子間存在斥力
D．達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度
3．（3分）如圖所示，i﹣t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。在t＝0時(shí)刻，回路中電容器的上極板帶正電。在下面四段時(shí)間里，回路的磁場能在減小，而上極板仍帶正電的時(shí)間段是（ ）
A．0～t1B．t1～t2C．t2～t3D．t3～t4
4．（3分）一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程是等容過程，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功
B．b→c過程，氣體吸熱，內(nèi)能增加
C．c→a過程，氣體放熱，內(nèi)能不變
D．a(chǎn)→b過程氣體對(duì)外界做的功等于c→a過程外界對(duì)氣體做的功
5．（3分）如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O點(diǎn)為圓形區(qū)域的圓心，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一個(gè)比荷絕對(duì)值為k的帶電粒子以某速率從M點(diǎn)沿著直徑MON方向垂直射入磁場，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，并從P點(diǎn)離開磁場。已知直徑MON、POQ的夾角θ＝60°，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（ ）
A．粒子帶正電
B．粒子做圓周的運(yùn)動(dòng)半徑為R
C．粒子運(yùn)動(dòng)的速率為kBR
D．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
6．（3分）如圖所示，整個(gè)空間中存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場B，導(dǎo)軌間距為L且足夠長，左端接阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)有一長為2L、電阻為2R的均勻金屬棒OA垂直放在導(dǎo)軌上，金屬棒的下端O在導(dǎo)軌上，沿著導(dǎo)軌以恒定的速度v0向右運(yùn)動(dòng)，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則（ ）
A．通過定值電阻的電流方向由b到a
B．通過定值電阻的電流大小為
C．金屬棒OA兩端的電壓為2BLv0
D．金屬棒受到的安培力大小為
7．（3分）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝R3＝20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中的電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（ ）
A．電壓表的示數(shù)為20V
B．電阻R1＝20Ω
C．電阻R1消耗功率為20W
D．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?0W
8．（3分）如圖所示，直角三角形的AB邊長為L，∠C＝30°，三角形區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從D點(diǎn)沿著垂直BC邊的方向以速度v射入磁場，CD間距離為L，不計(jì)粒子受到的重力。下列說法正確的是（ ）
A．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
B．時(shí)，帶電粒子垂直于AC邊射出磁場
C．若粒子從BC邊射出磁場，則
D．若粒子從AC邊射出磁場，則
二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
（多選）9．（4分）將粗細(xì)均勻、邊長為L的正三角形銅線框用兩根不可伸長的絕緣線a、b懸掛于天花板上，置于垂直線框平面向外的大小為B的磁場中，現(xiàn)用細(xì)導(dǎo)線給三角形線框通有大小為I的電流，則（ ）
A．通電后兩繩拉力變大
B．通電后兩繩拉力變小
C．三角形線框安培力大小為BIL
D．三角形線框安培力大小為2BIL
（多選）10．（4分）加速度測量儀可測量汽車起步或剎車時(shí)的加速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)汽車加速或減速時(shí)，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器總長為L，電阻分布均勻，汽車靜止或勻速時(shí)滑片P在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，輸出電壓為零，則（ ）
A．電路中電流隨加速度的增大而增大
B．彈簧的伸長量為x時(shí)，汽車加速度大小為
C．可以測量的最大加速度為
D．輸出電壓U與加速度a的函數(shù)式為
（多選）11．（4分）大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動(dòng)，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以20πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且圖示時(shí)刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)?，F(xiàn)以圖示時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則下列推斷正確的是（ ）
A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是10Hz
B．t＝0時(shí)線圈中的電流方向?yàn)閍bcda
C．t＝0.125s時(shí)線圈中的電流最大
D．t＝0.125s時(shí)線圈中的電流方向發(fā)生變化
（多選）12．（4分）如圖所示，空間存在一范圍足夠大的垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場和沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場強(qiáng)度為E，讓一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以的初速度沿x軸正向發(fā)射，不計(jì)粒子重力影響，則（ ）
A．粒子始終在第四象限內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)
B．粒子最初一段徑跡是一段拋物線
C．粒子最終以2v0的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為3v0
三、非選擇題：本題共6小題，共60分。
13．（6分）（1）某興趣小組在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 。
A.滴入油酸酒精溶液時(shí)，滴管下端應(yīng)遠(yuǎn)離水面
B.滴入油酸酒精溶液后，需盡快描下油膜輪廓，測出油膜面積
C.撒痱子粉時(shí)要盡量厚一些，覆蓋整個(gè)淺盤
D.實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對(duì)油酸溶液起到稀釋作用
（2）1000mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，用量筒測得100滴上述溶液體積為1mL，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，穩(wěn)定后油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，正方形方格的邊長為1cm，則油酸分子直徑約為 m。（保留一位有效數(shù)字）
（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏小，可能是因?yàn)? 。
A.計(jì)算每滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)少記了幾滴
B.計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開
D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時(shí)間
14．（8分）某同學(xué)制作了一款測溫計(jì)，該測溫計(jì)的最高測溫為180℃，電路圖如圖甲所示，所使用器材：
定值電阻R1為10Ω
定值電阻R2為50Ω
電阻箱R3（調(diào)節(jié)范圍0～999.9Ω）
金屬熱電阻R4
電動(dòng)勢(shì)為36V的直流電源（內(nèi)阻很小可忽略不計(jì)）
電壓表V量程范圍0～3V（內(nèi)阻很大）
開關(guān)，導(dǎo)線若干
金屬熱電阻的阻值隨溫度變化圖像如圖乙所示，操作步驟如下：
（1）先按圖連接好電路，電壓表的正接線柱應(yīng)連接 （填“a”或“b”），將傳感器置于恒溫箱中，將恒溫箱溫度調(diào)為180℃，調(diào)節(jié)R3的阻值為 Ω，此時(shí)電壓表指針指到0刻線；
（2）降低恒溫箱溫度，電壓表示數(shù)為1.2V時(shí)，恒溫箱的溫度為 ；
（3）依次降低溫度，將電壓表刻度改為相應(yīng)的溫度刻度；
（4）該測溫計(jì)能夠測量的最低溫度為 。
15．（8分）某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，甲部分為粒子加速器，加速電壓為U0；乙部分為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，兩板間距離為d，兩板間電壓為U1；丙為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。今有一電荷量為q的正粒子（不計(jì)重力），從靜止開始經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R的大小。
16．（8分）如圖所示為一個(gè)體積為V的簡易潛艇模型，儲(chǔ)水艙的體積為，當(dāng)儲(chǔ)水艙排空后（里面全部為空氣，壓強(qiáng)為p0，沒有海水），潛艇靜止在海面上有浸沒在海水中。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為p0海水密度為ρ，重力加速度大小為g，假設(shè)各深度處海水溫度相同，當(dāng)潛艇用空氣壓縮泵緩慢排出儲(chǔ)水艙上方的部分氣體時(shí)，可以吸入一定量的海水，使?jié)撏『萌拷]在海水里并處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)儲(chǔ)水艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，求：
（1）潛艇的質(zhì)量M；
（2）潛艇通過空氣壓縮泵排出的氣體質(zhì)量與原儲(chǔ)水艙中氣體質(zhì)量的比值。
17．（14分）如圖所示，半徑為L的光滑圓形金屬軌道固定放置在絕緣水平面上，圓心O處固定一豎直細(xì)導(dǎo)體軸OO'；間距為L、與水平面成θ角的足夠長平行光滑傾斜導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與圓形軌道及導(dǎo)體軸相連。傾斜導(dǎo)軌和圓形金屬軌道分別處在與各自所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。長度為L的細(xì)導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水平放置在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒CD恰好靜止。已知CD棒在導(dǎo)軌間的電阻值為R，電路中其余部分的電阻均不計(jì)，CD棒始終與導(dǎo)軌垂直，各部分始終接觸良好，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。
（1）求CD棒的質(zhì)量m；
（2）鎖定OA棒，CD棒靜止釋放，求CD棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；
（3）導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，CD棒靜止釋放，CD棒從靜止釋放到達(dá)到最大速度所經(jīng)歷的時(shí)間為t，求這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒CD前進(jìn)的距離x。
18．（16分）如圖所示，三維坐標(biāo)系Oxyz中，在x＜0的區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），電場強(qiáng)度為E（E未知），在y＞0區(qū)域存在方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0（B0未知），在x＞0、y＜0區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B（B未知），坐標(biāo)為（﹣L，L，0）的A點(diǎn)有一粒子源，發(fā)出沿x軸正方向、質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，粒子的初速度大小為v0，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸的P點(diǎn)，通過磁場B0偏轉(zhuǎn)后經(jīng)過x軸的M點(diǎn)，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸正方向成60°角，粒子的重力不計(jì)。
（1）求B0的大小；
（2）求E的大小和方向；
（3）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場B中，以后始終在磁場B中運(yùn)動(dòng)（不會(huì)進(jìn)入電場中），且能通過坐標(biāo)為的N點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。
2023-2024學(xué)年山東省臨沂市高二（下）期末物理試卷
參考答案與試題解析
一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。
1．（3分）臨沂籍物理學(xué)家薛其坤院士榮獲2023年度國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。薛院士在研究霍爾效應(yīng)的過程中發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)現(xiàn)象。如圖是某金屬材料做成的霍爾元件，所加磁場方向及電流方向如圖所示，則（ ）
A．該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢(shì)高
B．該霍爾元件的前后兩表面間存在電壓，且前表面電勢(shì)低
C．該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢(shì)高
D．該霍爾元件的上下兩表面間存在電壓，且上表面電勢(shì)低
【答案】A
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了霍爾效應(yīng)的相關(guān)應(yīng)用，解題的關(guān)鍵點(diǎn)是利用左手定則分析出洛倫茲力的方向，難度不大。
2．（3分）下列說法正確的是（ ）
A．布朗運(yùn)動(dòng)反映了懸浮顆粒分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．物體的溫度是它的分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能大小的標(biāo)志
C．用打氣筒打氣比較費(fèi)力，說明分子間存在斥力
D．達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)具有相同的溫度
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】掌握布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、溫度的微觀含義、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋、熱平衡的定義是解題的基礎(chǔ)。
3．（3分）如圖所示，i﹣t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。在t＝0時(shí)刻，回路中電容器的上極板帶正電。在下面四段時(shí)間里，回路的磁場能在減小，而上極板仍帶正電的時(shí)間段是（ ）
A．0～t1B．t1～t2C．t2～t3D．t3～t4
【答案】D
【點(diǎn)評(píng)】知道電容器放電過程，電路中的電流在增大，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能；在電容器的充電過程中，電路中的電流在減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能這些是解題的基礎(chǔ)。
4．（3分）一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，a→b過程是等壓過程，b→c過程是等容過程，c→a過程是等溫過程。下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)→b過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對(duì)外做功
B．b→c過程，氣體吸熱，內(nèi)能增加
C．c→a過程，氣體放熱，內(nèi)能不變
D．a(chǎn)→b過程氣體對(duì)外界做的功等于c→a過程外界對(duì)氣體做的功
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了熱力學(xué)第一定律的相關(guān)應(yīng)用，解題的關(guān)鍵點(diǎn)是理解圖像的物理意義，結(jié)合熱力學(xué)第一定律即可完成分析。
5．（3分）如圖所示，在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，O點(diǎn)為圓形區(qū)域的圓心，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一個(gè)比荷絕對(duì)值為k的帶電粒子以某速率從M點(diǎn)沿著直徑MON方向垂直射入磁場，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，并從P點(diǎn)離開磁場。已知直徑MON、POQ的夾角θ＝60°，不計(jì)粒子的重力，下列說法正確的是（ ）
A．粒子帶正電
B．粒子做圓周的運(yùn)動(dòng)半徑為R
C．粒子運(yùn)動(dòng)的速率為kBR
D．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
【答案】C
【點(diǎn)評(píng)】解決該題首先應(yīng)先確定粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，能根據(jù)幾何知識(shí)求解粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑以及圓心角，熟記半徑和周期公式。
6．（3分）如圖所示，整個(gè)空間中存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場B，導(dǎo)軌間距為L且足夠長，左端接阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)有一長為2L、電阻為2R的均勻金屬棒OA垂直放在導(dǎo)軌上，金屬棒的下端O在導(dǎo)軌上，沿著導(dǎo)軌以恒定的速度v0向右運(yùn)動(dòng)，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，則（ ）
A．通過定值電阻的電流方向由b到a
B．通過定值電阻的電流大小為
C．金屬棒OA兩端的電壓為2BLv0
D．金屬棒受到的安培力大小為
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】解決本題時(shí)要注意等效電路的連接，注意法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合楞次定律分析解答。
7．（3分）在圖（a）所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝R3＝20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中的電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是（ ）
A．電壓表的示數(shù)為20V
B．電阻R1＝20Ω
C．電阻R1消耗功率為20W
D．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?0W
【答案】A
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，明確變壓比、變流比是解題的關(guān)鍵，對(duì)于原線圈串聯(lián)電阻的電路，可以從電壓關(guān)系分析電壓表的示數(shù)。
8．（3分）如圖所示，直角三角形的AB邊長為L，∠C＝30°，三角形區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從D點(diǎn)沿著垂直BC邊的方向以速度v射入磁場，CD間距離為L，不計(jì)粒子受到的重力。下列說法正確的是（ ）
A．粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間為
B．時(shí)，帶電粒子垂直于AC邊射出磁場
C．若粒子從BC邊射出磁場，則
D．若粒子從AC邊射出磁場，則
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】本題考查帶電粒子磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，要注意明確洛倫茲力充當(dāng)向心力以及幾何關(guān)系的應(yīng)用，同時(shí)能正確分析可能的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而明確半徑范圍。
二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。
（多選）9．（4分）將粗細(xì)均勻、邊長為L的正三角形銅線框用兩根不可伸長的絕緣線a、b懸掛于天花板上，置于垂直線框平面向外的大小為B的磁場中，現(xiàn)用細(xì)導(dǎo)線給三角形線框通有大小為I的電流，則（ ）
A．通電后兩繩拉力變大
B．通電后兩繩拉力變小
C．三角形線框安培力大小為BIL
D．三角形線框安培力大小為2BIL
【答案】AC
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了安培力的大小的計(jì)算和其方向的判斷問題。掌握左手定則的使用方法，注意計(jì)算安培力的公式F＝BIL，其中L為有效長度。
（多選）10．（4分）加速度測量儀可測量汽車起步或剎車時(shí)的加速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)汽車加速或減速時(shí)，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器總長為L，電阻分布均勻，汽車靜止或勻速時(shí)滑片P在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，輸出電壓為零，則（ ）
A．電路中電流隨加速度的增大而增大
B．彈簧的伸長量為x時(shí)，汽車加速度大小為
C．可以測量的最大加速度為
D．輸出電壓U與加速度a的函數(shù)式為
【答案】BC
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電路的分析，理解電路的基本結(jié)構(gòu)，掌握彈簧受力與長度的關(guān)系是解決此類問題的關(guān)鍵。
（多選）11．（4分）大型發(fā)電機(jī)幾乎都是旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，如圖所示為其原理簡圖。豎直平面內(nèi)閉合線圈abcd固定不動(dòng)，磁鐵繞圖中的虛線旋轉(zhuǎn)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。若條形磁鐵以20πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且圖示時(shí)刻N(yùn)極正在向里轉(zhuǎn)。現(xiàn)以圖示時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則下列推斷正確的是（ ）
A．該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流頻率是10Hz
B．t＝0時(shí)線圈中的電流方向?yàn)閍bcda
C．t＝0.125s時(shí)線圈中的電流最大
D．t＝0.125s時(shí)線圈中的電流方向發(fā)生變化
【答案】ABD
【點(diǎn)評(píng)】本題需要將圓周運(yùn)動(dòng)及楞次定律等知識(shí)綜合運(yùn)用以解決此類問題。
（多選）12．（4分）如圖所示，空間存在一范圍足夠大的垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場和沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場強(qiáng)度為E，讓一帶正電的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以的初速度沿x軸正向發(fā)射，不計(jì)粒子重力影響，則（ ）
A．粒子始終在第四象限內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)
B．粒子最初一段徑跡是一段拋物線
C．粒子最終以2v0的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．粒子運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為3v0
【答案】AD
【點(diǎn)評(píng)】此題考查帶電粒子在疊加場中的運(yùn)動(dòng)，此處采用配速法確定運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡、特殊點(diǎn)的速度值，要理解配速法的意義，弄清配速后兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，從而解決相關(guān)問題。
三、非選擇題：本題共6小題，共60分。
13．（6分）（1）某興趣小組在做“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 D 。
A.滴入油酸酒精溶液時(shí)，滴管下端應(yīng)遠(yuǎn)離水面
B.滴入油酸酒精溶液后，需盡快描下油膜輪廓，測出油膜面積
C.撒痱子粉時(shí)要盡量厚一些，覆蓋整個(gè)淺盤
D.實(shí)驗(yàn)中使用到油酸酒精溶液，其中酒精溶液的作用是對(duì)油酸溶液起到稀釋作用
（2）1000mL油酸酒精溶液中含有純油酸1mL，用量筒測得100滴上述溶液體積為1mL，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤內(nèi)，穩(wěn)定后油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖甲所示，正方形方格的邊長為1cm，則油酸分子直徑約為 9×10﹣10 m。（保留一位有效數(shù)字）
（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏小，可能是因?yàn)? D 。
A.計(jì)算每滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，1mL的溶液的滴數(shù)少記了幾滴
B.計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜沒有充分展開
D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空氣中擱置了較長時(shí)間
【答案】（1）D；（2）9×10﹣10；（3）D。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了油酸分子直徑的測量，根據(jù)是要理解實(shí)驗(yàn)原理，掌握實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。
14．（8分）某同學(xué)制作了一款測溫計(jì)，該測溫計(jì)的最高測溫為180℃，電路圖如圖甲所示，所使用器材：
定值電阻R1為10Ω
定值電阻R2為50Ω
電阻箱R3（調(diào)節(jié)范圍0～999.9Ω）
金屬熱電阻R4
電動(dòng)勢(shì)為36V的直流電源（內(nèi)阻很小可忽略不計(jì)）
電壓表V量程范圍0～3V（內(nèi)阻很大）
開關(guān)，導(dǎo)線若干
金屬熱電阻的阻值隨溫度變化圖像如圖乙所示，操作步驟如下：
（1）先按圖連接好電路，電壓表的正接線柱應(yīng)連接 b （填“a”或“b”），將傳感器置于恒溫箱中，將恒溫箱溫度調(diào)為180℃，調(diào)節(jié)R3的阻值為 30 Ω，此時(shí)電壓表指針指到0刻線；
（2）降低恒溫箱溫度，電壓表示數(shù)為1.2V時(shí)，恒溫箱的溫度為 90℃ ；
（3）依次降低溫度，將電壓表刻度改為相應(yīng)的溫度刻度；
（4）該測溫計(jì)能夠測量的最低溫度為 0℃ 。
【答案】（1）b，30；（2）90℃；（4）0℃。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了電阻溫度計(jì)的制作，根據(jù)是要明確實(shí)驗(yàn)原理，掌握電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，靈活運(yùn)用歐姆定律和串聯(lián)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)。
15．（8分）某一具有速度選擇器的質(zhì)譜儀原理如圖所示，甲部分為粒子加速器，加速電壓為U0；乙部分為速度選擇器，磁場與電場正交，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，兩板間距離為d，兩板間電壓為U1；丙為偏轉(zhuǎn)分離器，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2。今有一電荷量為q的正粒子（不計(jì)重力），從靜止開始經(jīng)加速后，該粒子恰能沿直線通過速度選擇器，粒子進(jìn)入分離器后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在B2磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R的大小。
【答案】（1）粒子的比荷 ；
（2）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R的大小為得
【點(diǎn)評(píng)】解決該題需要明確知道粒子在速度選擇器內(nèi)做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力和電場力大小相等，方向相反。
16．（8分）如圖所示為一個(gè)體積為V的簡易潛艇模型，儲(chǔ)水艙的體積為，當(dāng)儲(chǔ)水艙排空后（里面全部為空氣，壓強(qiáng)為p0，沒有海水），潛艇靜止在海面上有浸沒在海水中。當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為p0海水密度為ρ，重力加速度大小為g，假設(shè)各深度處海水溫度相同，當(dāng)潛艇用空氣壓縮泵緩慢排出儲(chǔ)水艙上方的部分氣體時(shí)，可以吸入一定量的海水，使?jié)撏『萌拷]在海水里并處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)儲(chǔ)水艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，求：
（1）潛艇的質(zhì)量M；
（2）潛艇通過空氣壓縮泵排出的氣體質(zhì)量與原儲(chǔ)水艙中氣體質(zhì)量的比值。
【答案】（1）潛艇的質(zhì)量為得 ；
（2）潛艇通過空氣壓縮泵排出的氣體質(zhì)量與原儲(chǔ)水艙中氣體質(zhì)量的比值為。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了氣體的等溫變化和物體的平衡條件，難度中等。
17．（14分）如圖所示，半徑為L的光滑圓形金屬軌道固定放置在絕緣水平面上，圓心O處固定一豎直細(xì)導(dǎo)體軸OO'；間距為L、與水平面成θ角的足夠長平行光滑傾斜導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與圓形軌道及導(dǎo)體軸相連。傾斜導(dǎo)軌和圓形金屬軌道分別處在與各自所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。長度為L的細(xì)導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水平放置在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒CD恰好靜止。已知CD棒在導(dǎo)軌間的電阻值為R，電路中其余部分的電阻均不計(jì)，CD棒始終與導(dǎo)軌垂直，各部分始終接觸良好，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。
（1）求CD棒的質(zhì)量m；
（2）鎖定OA棒，CD棒靜止釋放，求CD棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vm；
（3）導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞O點(diǎn)沿逆時(shí)針方向以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，CD棒靜止釋放，CD棒從靜止釋放到達(dá)到最大速度所經(jīng)歷的時(shí)間為t，求這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒CD前進(jìn)的距離x。
【答案】（1）CD棒的質(zhì)量；
（2）CD棒運(yùn)動(dòng)的最大速度；
（3）這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒CD前進(jìn)的距離。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于電磁感應(yīng)問題研究思路常常有兩條：一條從力的角度，根據(jù)牛頓第二定律或平衡條件列出方程；另一條是能量，分析涉及電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，根據(jù)動(dòng)能定理、功能關(guān)系等列方程求解。
18．（16分）如圖所示，三維坐標(biāo)系Oxyz中，在x＜0的區(qū)域中存在勻強(qiáng)電場（圖中未畫出），電場強(qiáng)度為E（E未知），在y＞0區(qū)域存在方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0（B0未知），在x＞0、y＜0區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B（B未知），坐標(biāo)為（﹣L，L，0）的A點(diǎn)有一粒子源，發(fā)出沿x軸正方向、質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子，粒子的初速度大小為v0，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到y(tǒng)軸的P點(diǎn)，通過磁場B0偏轉(zhuǎn)后經(jīng)過x軸的M點(diǎn)，經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸正方向成60°角，粒子的重力不計(jì)。
（1）求B0的大小；
（2）求E的大小和方向；
（3）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場B中，以后始終在磁場B中運(yùn)動(dòng)（不會(huì)進(jìn)入電場中），且能通過坐標(biāo)為的N點(diǎn)，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。
【答案】（1）B0的大小為；
（2）E的大小為，方向沿y軸正方向；
（3）粒子從M點(diǎn)進(jìn)入磁場B中，以后始終在磁場B中運(yùn)動(dòng)（不會(huì)進(jìn)入電場中），且能通過坐標(biāo)為的N點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值為。
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況分析，一般是確定圓心位置，根據(jù)幾何關(guān)系求半徑，結(jié)合洛倫茲力提供向心力求解未知量；根據(jù)周期公式結(jié)合軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角求時(shí)間；對(duì)于帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般是采用運(yùn)動(dòng)的分解法研究。
聲明：試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布日期：2025/1/6 20:21:18；用戶：秦子政；郵箱：13669037329；學(xué)號(hào)：41037197題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
D
D
C
C
B
A
B

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