浙江省杭州市下沙区杭四下沙2024-2025学年高二上学期期末考物理试卷（原卷版+解析版）

杭州第四中学2024学年第一学期高二年级期末考试物理试题卷考生须知：1．本试卷分试题卷和答题卷，满分100分，考试时间90分钟．2．答题前，在答题卷上填写班级、姓名、试场号、座位号，并填涂卡号．3．所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效．4．考试结束，只上交答题卷．一、单项选择题（本大题共13小题，每小题3分，共39分）1.物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（）A.图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的B.图乙中，人们常用电磁炉来吃火锅，是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的C.法拉第利用图丙所示的实验装置发现了电流的磁效应D.图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，微波一种电磁波，具有能量2.下列关于教材上四副插图，说法正确的是（）A.图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上B.图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电C.图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附D.图丁中优质的话筒线外面包裹着金属网，目的是为了增强话筒线的导电性能3.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是（）A.图甲中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向外B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下C.图丙中通过两金属圆环的磁通量D.图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动，线框中会产生感应电流4.某型号手机充电器中的变压器原、副线圈匝数比为．若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值可能为（）A. B. C. D.5.将面积为，匝数为100匝的线圈放在磁感应强度为的匀强磁场中，线圈与磁场垂直，下列说法正确的是（）A.磁通量是矢量 B.穿过线圈的磁通量为C.穿过线圈的磁通量为 D.穿过线圈的磁通量为6.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（）A.沿路径a运动 B.沿路径b运动C.沿路径c运动 D.沿路径d运动7.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则下列说法错误的是（）A.用户端的电压 B.发电厂的输出功率为C.输电线路上损失的电功率为 D.输电线上的电压降为8.如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（）A.S接通时，流过和电流方向相反B.S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同C.电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭D.电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭9.在一次南极科考中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度，其原理如图所示。电路中有一段长方体的金属导体，它长、宽、高分别为a、b、c，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中电流强度沿x轴正方向，大小为I。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间电压为U，则（）A.金属导体的前侧面电势较高B.磁感应强度的大小为C.金属导体的电阻为D.自由电子定向移动的速度大小为10.圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c以不同的速率沿着方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）A.a粒子速率最大 B.c粒子的洛伦兹力最小C.a粒子在磁场中运动的时间最长 D.它们做圆周运动的周期11.如图所示，带电平行板中匀强电场E的方向竖直向上，匀强磁场B的方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下，经P点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的C点自由滑下，经P点进入板间，不计空气阻力则小球在板间运动过程中（）A.动能将会减小 B.电势能将会减小C.机械能将会减小 D.小球带负电12.如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带正电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，则下列说法正确的是（）A.保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大B.保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动C.保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，点电势将升高D.保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动13.一有界区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为L；一个高为L的梯形导体框在外力作用下以速变v向右匀速穿过磁场。设时刻边位于磁场左边界，规定向左为安培力正方向。下列线框所受安培力F随时间t的变化规律正确的是（）A. B.C. D.二、不定项选择题（本大题共2小题，每小题3分，共6分，每小题至少有一个选项是正确的，多选或错选不给分，漏选得2分）14.质量为1kg，速度为9m/s的A球跟质量为2kg的静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度大小可能值为（）A.8m/s B.6m/s C.4m/s D.2m/s15.如图所示，匀强磁场的磁感应强度，单匝矩形线圈的面积，电阻不计，绕垂直于磁场的轴匀速转动．线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A为交流电流表。开关S开始时断开，调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为时，副线圈电路中标有“的灯泡正常发光，电容器C的击穿电压为。以下判断正确的是（）A.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为B.电流表的示数为C.若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移，减少副线圈的匝数D.闭合开关S，电容器不会被击穿三、实验题（分三小题，一空一分，共18分）16.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是____________。A.探究小车速度随时间变化规律 B.探究两个互成角度的力的合成规律C.探究加速度与力、质量的关系 D.验证机械能守恒定律（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力F和角速度ω的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板____________和挡板____________处（选填“A”、“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为____________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与____________成正比。（3）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力F，用光电计时器测周期T进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期T数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是____________。17.某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径d，该金属管长约，电阻约为，已知这种金属的电阻率为。（1）用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为____________，应用毫米刻度尺测金属管线的长度L；（2）测量金属管线的电阻R，为此取来两节内阻不计的干电池、开关和若干导线及下列器材：A．电压表，内阻约B．电压表，内阻约C．电流表，内阻约D．电流表，内阻约E．滑动变阻器，F．滑动交阻器，要求较准确地测出其阻值，电压表应选_________，电流表应选_________；滑动变阻器选_________（填序号）（3）实验中实物接线如图b所示，请指出接线中明显错误：错误1：__________错误2：___________错误3：__________（4）更正电路后测得电压表示数为U，电流表示数为I，请用已知的物理常数和应直接测量的物理量（均用符号表示），推导出计算金属管线内径的表达式________。18.在“研究电磁感应现象”的实验中。（1）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈M连接，如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为沿________（选填“顺时针”或“逆时针”）由a端开始绕至b端。（2）如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，电流计指针将________；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将________。（以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）（3）在图乙中，某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端慢慢滑到左端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________（选填“大”或“小”）。四、计算题（共37分）19.如图，水平U形光滑框架，宽度为，电阻忽略不计，导体棒的质量、电阻，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直框架向上。现用的恒定外力由静止开始向右拉棒，当棒向右运动的距离为时速度达到，求此时：（1）棒产生的感应电动势的大小；（2）棒的电流的大小和方向；（3）棒的加速度。20.如图所示，光滑半圆轨道直径沿竖直方向，最低点与水平面相切。对静置于轨道最低点的小球A施加水平向左的瞬时冲量I，A沿轨道运动到最高点时，与用轻绳悬挂的静止小球B正碰并粘在一起。已知I=1.8N∙s，A、B的质量分别为mA=0.3kg、mB=0.1kg，轨道半径和绳长均为R=0.5m，两球均视为质点，轻绳不可伸长，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）与B碰前瞬间A的速度大小；（2）A、B碰后瞬间轻绳的拉力大小。21.如图甲所示，斜面顶部线圈横截面积，匝数匝，内有水平向左均匀增加的磁场B1，磁感应强度随时间的变化图象如图乙所示。线圈与间距为的光滑平行金属导轨相连，导轨固定在倾角的绝缘斜面上。图示虚线下方存在磁感应强度的匀强磁场，磁场方向垂直于斜面向上。质量的导体棒垂直导轨放置，其有效电阻，从无磁场区域由静止释放，导体棒沿斜面下滑一段距离后刚好进入磁场中并匀速下滑。在运动中导体棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长，线圈和导轨电阻均不计。重力加速度取，，求：（1）导体棒进入磁场前流过导体棒的感应电流大小和方向；（2）导体棒刚好进入磁场时的速度大小；（3）导体棒沿斜面做匀加速直线运动的位移x。22.如图所示，两平行金属板MN、PQ之间电势差为U，金属板PQ的右方直角坐标系的第一象限内有一磁感应强度为B的匀强磁场。一带电量为+q、质量为m的粒子，从金属板MN的入口处由静止释放，经电场加速垂直于y轴进入磁场后做匀速圆周运动，恰好从K点射出，速度方向与x轴负方向夹角为60，忽略重力的影响，求：（1）粒子从电场射出时速度的大小v；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t；（3）若要使粒子从坐标原点O点射出，可以采取什么措施？

杭州第四中学2024学年第一学期高二年级期末考试物理试题卷考生须知：1．本试卷分试题卷和答题卷，满分100分，考试时间90分钟．2．答题前，在答题卷上填写班级、姓名、试场号、座位号，并填涂卡号．3．所有答案必须写在答题卷上，写在试题卷上无效．4．考试结束，只上交答题卷．一、单项选择题（本大题共13小题，每小题3分，共39分）1.物理学是一门以实验为基础的学科，很多生活中的应用都来自于物理学。对于下列教材中所列的实验和生活用品，说法正确的是（）A.图甲中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，是通过电场的相互作用来实现的B.图乙中，人们常用电磁炉来吃火锅，是利用了电热丝加热的原理来给锅体供热的C.法拉第利用图丙所示的实验装置发现了电流的磁效应D.图丁中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，具有能量【答案】D【解析】【详解】A．甲图中，两根通电方向相反的长直导线产生的磁场方向相反，所以两导线相互吸引，相互吸引的作用是通过磁场实现的，A错误；B．乙图中，电磁炉是利用电磁感应原理加热的，B错误；C．奥斯特利用丙图实验装置发现了电流的磁效应现象，C错误；D．丁图中，生活中常用微波炉来加热食物，微波是一种电磁波，微波具有能量，D正确。故选D。2.下列关于教材上的四副插图，说法正确的是（）A.图甲为静电除尘装置的示意图，带负电的尘埃被收集在线状电离器B上B.图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走加油枪上的静电C.图丙中摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附D.图丁中优质的话筒线外面包裹着金属网，目的是为了增强话筒线的导电性能【答案】C【解析】【详解】A．根据图甲可知，极板A与电源正极链接，极板A带正电，带负电的尘埃受到指向极板A的电场力作用，带负电的尘埃被收集在极板A上，故A错误；B．图乙为给汽车加油前要触摸一下的静电释放器，其目的是导走人身上的静电，故B错误；C．图丙中摇动起电机，电极之间形成电场，将气体电离，电子被吸附到烟雾颗粒上，使烟雾颗粒带负电，导致烟雾颗粒可以向正极移动，工作原理为静电吸附，故C正确；D．图丁中优质的话筒线外面包裹着金属网，应用了静电屏蔽的原理，避免外界干扰，不会增强话筒线的导电性能，故D错误，故选C。3.以下关于磁场、电磁感应现象的说法正确的是（）A.图甲中电流方向如图所示，则铁环中心点的磁场垂直纸面向外B.图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向上，北半球竖直向下C.图丙中通过两金属圆环的磁通量D.图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿平行直导线方向运动，线框中会产生感应电流【答案】B【解析】【详解】A．图甲中电流方向如图所示，根据安培定则可知，两侧线圈在点产生的磁场方向向下，A错误；B．地磁场中在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量，B正确；C．图丙中，通过两金属圆环有磁铁外部向下的磁感线，也有磁铁内部向上的磁感线，且磁铁内部通过圆环的磁感线较多，所以通过两金属圆环的磁通量，C错误；D．图丁中与通电导线（无限长）在同一平面内的金属线框沿直导线方向运动，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，D错误。故选B。4.某型号手机充电器中的变压器原、副线圈匝数比为．若原线圈上加有最大电压值为的正弦交流电，则副线圈上可获得电压的有效值可能为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】若变压器为理想变压器，则有其中原线圈电压有效值为解得副线圈电压有效值由于实际变压器存在一定的能量损失，所以副线圈上可获得电压的有效值应小于。故选A。5.将面积为，匝数为100匝的线圈放在磁感应强度为的匀强磁场中，线圈与磁场垂直，下列说法正确的是（）A.磁通量是矢量 B.穿过线圈的磁通量为C.穿过线圈的磁通量为 D.穿过线圈的磁通量为【答案】B【解析】【详解】磁通量是标量；穿过线圈的磁通量为故选B。6.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一束电子初速度方向与电流方向相同，则电子可能的运动情况是（）A.沿路径a运动 B.沿路径b运动C.沿路径c运动 D.沿路径d运动【答案】D【解析】【分析】【详解】由安培定则知，电流I在导线下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，电子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向下，则电子的轨迹必定向下弯曲，由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，故ABC错误，D正确。故选D。7.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是，其末端间的电压为。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为。则下列说法错误的是（）A.用户端的电压 B.发电厂的输出功率为C.输电线路上损失的电功率为 D.输电线上的电压降为【答案】B【解析】【详解】A．根据变压器输入功率等于输出功率相等可得解得用户端的电压为故A正确，不满足题意要求；BC．发电厂的输出功率为输电线路上损失的电功率为故B错误，满足题意要求；C正确，不满足题意要求；D．输电线上的电压降为故D正确，不满足题意要求。故选B。8.如图所示电路中，和是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻可不计。在开关S接通和断开时，下列说法正确的是（）A.S接通时，流过和电流方向相反B.S接通时，先达到最亮，稳定后与亮度相同C.电路稳定后断开S时，闪亮后与一起熄灭D.电路稳定后断开S时，先熄灭，闪亮后熄灭【答案】D【解析】【详解】AB．S接通时，流过和电流方向相同，由于线圈自感作用，瞬间相当于断路，通过A1的电流等于A2与R电流之和，所以A1先达到最亮，然后线圈自感电动势慢慢减小，通过A1的电流减小，由于线圈的直流电阻不计，稳定后A1熄灭，A2达到最亮，故AB错误；CD．电路稳定后断开S时，通过A2的电流为零，A2先熄灭，A1与线圈构成回路，由于线圈的自感作用，A1闪亮后熄灭，故C错误，D正确。故选D。9.在一次南极科考中，科考人员使用磁强计测定地磁场的磁感应强度，其原理如图所示。电路中有一段长方体的金属导体，它长、宽、高分别为a、b、c，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中电流强度沿x轴正方向，大小为I。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间电压为U，则（）A.金属导体的前侧面电势较高B.磁感应强度的大小为C.金属导体的电阻为D.自由电子定向移动的速度大小为【答案】B【解析】【详解】A．金属导体中有自由电子。当电流形成时，金属导体内的自由电子逆着电流的方向做定向移动。在磁场中受到洛伦兹力作用的是自由电子。由左手定则可知，自由电子受到的洛伦兹力沿z轴正方向，自由电子向前侧面偏转，金属导体前侧面聚集了电子，后侧面感应出正电荷，金属导体前侧面电势低，后侧面电势高，故A错误；BD．由电流的微观表达式可知，电流I=nevS=nevbc电子定向移动的速度大小电子在做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力平衡，由平衡条件得eE=evB导体前后侧面间的电势差U=Eb解得故B正确D错误；C．金属前后侧面间的电势差是感应电势差，不是产生电流的电压，故C错误。故选B。10.圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c以不同的速率沿着方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是（）A.a粒子速率最大 B.c粒子的洛伦兹力最小C.a粒子在磁场中运动的时间最长 D.它们做圆周运动的周期【答案】C【解析】【详解】AB．粒子的轨迹如图所示根据洛伦兹力提供向心力可得解得由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，c粒子的轨道半径最大，所以c粒子速率最大，c粒子的洛伦兹力最大，故AB错误；CD．粒子做圆周运动的周期为由于三个带电粒子的质量、电荷量均相同，在同一个磁场中，所以它们做圆周运动的周期根据由于a粒子转过的圆心角最大，则a粒子在磁场中运动的时间最长，故C正确，D错误。故选C。11.如图所示，带电平行板中匀强电场E的方向竖直向上，匀强磁场B的方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下，经P点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从较低的C点自由滑下，经P点进入板间，不计空气阻力则小球在板间运动过程中（）A.动能将会减小 B.电势能将会减小C.机械能将会减小 D.小球带负电【答案】C【解析】【详解】小球从A点滑下进入复合场区域时沿水平方向做直线运动，则小球受力平衡，判断可知小球带正电，则有mg＝qE＋qvB从C点滑下刚进入复合场区域时，其速度小于从A点滑下时的速度，则有小球向下偏转，重力做正功，静电力做负功，因为mg>qE，则合力做正功，小球的电势能和动能均增大，根据能量守恒可知，机械能减小。故选C。12.如图所示，带电的平行板电容器与静电计连接，下极板接地，静电计外壳接地，已知电容器上极板带正电，稳定时一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，则下列说法正确的是（）A.保持下极板不动，将上极板稍微下移一点距离，静电计的张角变大B.保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，液滴将向下运动C.保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，点电势将升高D.保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，带电油滴仍静止不动【答案】C【解析】【详解】A．将上极板稍微下移一点距离，则d减小，根据可知C增大，根据电荷量Q不变，则U减小，静电计张角变小，故A错误；B．一带电的油滴恰好静止于两极板间的点，根据受力分析可知油滴带负电，保持上极板不动，将下极板稍微下移一点距离，则d增大，根据可得可知电场强度不变，则油滴不运动，故B错误；C．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，则S减小，根据可知电场强度变大，油滴距离下极板的距离不变，根据可知电势升高，故C正确；D．保持下极板不动，将上极板稍微向右移一点距离，则S减小，根据可知电场强度增大，则电场力增大，带电油滴向上运动，故D错误；故选C。13.一有界区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场宽度为L；一个高为L的梯形导体框在外力作用下以速变v向右匀速穿过磁场。设时刻边位于磁场左边界，规定向左为安培力正方向。下列线框所受安培力F随时间t的变化规律正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】设的长为，与水平方向的夹角为，线框的电阻为，根据题意可知，线框进入磁场的时间为线框进入过程，根据右手定则可知，感应电流为逆时针，根据左手定则可知，线框受到的安培力向左，为正值，线框切割磁感线的有效长度为根据、和可得根据表达式可知，图像为开口向上的抛物线，当线框出磁场时，根据右手定则可知，感应电流为顺时针，根据左手定则可知，线框受到的安培力向左，为正值，根据题意可知，线框切割磁感线的有效长度仍为则图像与线框进入磁场时的图像一样，故ABC错误D正确。故选D。二、不定项选择题（本大题共2小题，每小题3分，共6分，每小题至少有一个选项是正确的，多选或错选不给分，漏选得2分）14.质量为1kg，速度为9m/s的A球跟质量为2kg的静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此碰撞后B球的速度大小可能值为（）A.8m/s B.6m/s C.4m/s D.2m/s【答案】BC【解析】【详解】若两者为完全非弹性碰撞，则由动量守恒定律m1v0=（m1+m2）v解得v=3m/s若两者为完全弹性碰撞，则由动量守恒定律由能量关系联立解得v1=-3m/s，v2=6m/s则碰撞后B球的速度大小范围是3m/s≤v2≤6m/s故选BC。15.如图所示，匀强磁场的磁感应强度，单匝矩形线圈的面积，电阻不计，绕垂直于磁场的轴匀速转动．线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A为交流电流表。开关S开始时断开，调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为时，副线圈电路中标有“的灯泡正常发光，电容器C的击穿电压为。以下判断正确的是（）A.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为B.电流表的示数为C.若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移，减少副线圈的匝数D.闭合开关S，电容器不会被击穿【答案】AC【解析】【详解】A．灯泡正常发光，故变压器的输出电压为6V，根据变压比公式解得U1=12V则矩形线圈产生电动势的有效值为12V；矩形线圈产生电动势的最大值为，根据公式Em=NBSω解得故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律故A正确；B．小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：根据变流比公式解得I1=0.5A故B错误；C．若矩形线圈转速增大，根据公式Em=NBSω感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，根据应将P适当上移；故C正确；D．电容器的击穿电压为交流电的最大值，故能击穿电容器，故D错误。故选AC。三、实验题（分三小题，一空一分，共18分）16.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是____________。A.探究小车速度随时间变化规律 B.探究两个互成角度的力的合成规律C.探究加速度与力、质量的关系 D.验证机械能守恒定律（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力F和角速度ω的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板____________和挡板____________处（选填“A”、“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为____________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与____________成正比。（3）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力F，用光电计时器测周期T进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期T数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是____________。【答案】（1）C（2）①.A②.C③.1：4④.（3）【解析】【小问1详解】本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同，与其他三个实验方法不同。故选C。【小问2详解】[1][2]在探究向心力和角速度的关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上；[3]若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为，，则向心力之比为，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4；[4]若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与成正比。【小问3详解】根据纵标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是，图像为过原点的直线。17.某实验小组要通过实验尽可能精确的测量一根细长且均匀的空心金属管线的内径d，该金属管长约，电阻约为，已知这种金属的电阻率为。（1）用螺旋测微器测量金属管线外径D时刻度的位置如图a所示，从图中读出外径为____________，应用毫米刻度尺测金属管线的长度L；（2）测量金属管线的电阻R，为此取来两节内阻不计的干电池、开关和若干导线及下列器材：A．电压表，内阻约B．电压表，内阻约C．电流表，内阻约D．电流表，内阻约E．滑动变阻器，F．滑动交阻器，要求较准确地测出其阻值，电压表应选_________，电流表应选_________；滑动变阻器选_________（填序号）（3）实验中实物接线如图b所示，请指出接线中明显错误：错误1：__________错误2：___________错误3：__________（4）更正电路后测得电压表示数为U，电流表示数为I，请用已知的物理常数和应直接测量的物理量（均用符号表示），推导出计算金属管线内径的表达式________。【答案】（1）5.200（2）①.A②.C③.E（3）①.电流表内接法②.滑动变阻器的滑片接头错误③.电压表量程选择错误（4）【解析】【小问1详解】根据螺旋测微器的读数规则读数为【小问2详解】[1][2][3]两节新的干电池电动势为3V，因此电压表选择3V的量程，即选A；因为电量中最大电流大约为为了测量的精确,电流表应选择C；滑动变阻器采用限流式接法，因为待测电阻较小，所以滑动变阻器选择E；【小问3详解】[1][2][3]因为待测电阻的平方小于电压表与电流表内阻的乘积，属于小电阻，所以电流表应该采用外接法，而图中采用了电流表内接法；连接滑动变阻器的滑片接头错误，导线连接在滑动变阻器的滑片上，应该在接线柱上；电压表量程选择错误。【小问4详解】根据欧姆定律得又根据电阻定律有则又因为计算得出18.在“研究电磁感应现象”的实验中。（1）为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈M连接，如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为沿________（选填“顺时针”或“逆时针”）由a端开始绕至b端。（2）如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，电流计指针将________；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将________。（以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）（3）在图乙中，某同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端慢慢滑到左端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________（选填“大”或“小”）。【答案】①.顺时针②.向左偏③.向右偏④.大【解析】【分析】【详解】（1）[1]将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向上，电流计指针向左偏转，说明电流从左端流入电流计，由安培定则可知，俯视线圈，其绕向为沿顺时针方向由a端开始绕至b端。（2）[2][3]如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明B中磁通量增加时电流计指针向右偏转；合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，穿过B线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，A线圈中的电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针将向右偏转。（3）[4]第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，A线圈的电流变化快，电流产生的磁场变化快，穿过B线圈的磁通量变化快，B线圈中的感应电动势大，感应电流大，电流计的指针摆动的幅度大；同理可知，第二次电流计的指针摆动的幅度小，故第一次比第二次指针摆动幅度大。四、计算题（共37分）19.如图，水平U形光滑框架，宽度为，电阻忽略不计，导体棒的质量、电阻，匀强磁场的磁感应强度，方向垂直框架向上。现用的恒定外力由静止开始向右拉棒，当棒向右运动的距离为时速度达到，求此时：（1）棒产生的感应电动势的大小；（2）棒电流的大小和方向；（3）棒的加速度。【答案】（1）（2），方向由