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2021-2022学年湖南省长沙市雅礼中学高二（下）期中物理试题（选考） （解析版）
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这是一份2021-2022学年湖南省长沙市雅礼中学高二（下）期中物理试题（选考） （解析版），共19页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。
时量：75分钟：分值：100分
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。5G信号一般采用3300MHz~5000MHz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G的频段范围是1880MH~2635MHz，则（ ）
A. 5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播的更快
B. 5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
C. 空间中的5G信号和4G信号会产生稳定的干涉现象
D. 5G信号是横波，4G信号是纵波
【答案】B
【解析】
【详解】A．5G信号与4G信号所用的无线电波在真空中传播时速度相同，都等于光速，A错误；
B．5G信号相比于4G信号频率更高，波长更短，更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，B正确；
C．空间中的5G信号和4G信号频率不相同，不会产生稳定的干涉现象，C错误；
D．5G信号是横波，4G信号也是横波，D错误。
故选B。
2. 在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】电流互感器应串联在需要测量的电流的线路中，且连电流表的线圈电流小，由＝知，电流小的线圈匝数多。
故选A。
3. 关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 扩散现象只能发生在液体或气体中，不能发生在固体中
B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
C. 悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大，布朗运动越明显
D. 扩散现象和布朗运动都能证明分子在做永不停息的无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．大量事实表明，气态、液态和固态物质之间都能发生扩散现象，A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体表面的花粉颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B错误；
C．悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大，布朗运动越不明显，C错误；
D．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动，D正确。
故选D。
4. 如图，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长分别为a和b，内部有大量带负电的自由电荷，导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流时，自由电荷的定向移动速率为v，测得导电材料上、下表面之间的电压即为霍尔电压。由此可知该导电材料上、下表面的电势高低和霍尔电压分别为（ ）
A. 上表面电势低，Bav
B. 上表面电势低，Bbv
C. 下表面电势低，Bav
D. 下表面电势低，Bbv
【答案】A
【解析】
【详解】电流从左向右，负电荷向左运动，根据左手定则，负电荷所受的洛仑兹力向上，负电荷向上偏转，上表面电势低；根据平衡条件得
解得
故选A。
5. 如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向 里．P为屏上的一个小孔，PC与MN垂直．一群质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域，粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内．则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得粒子的轨迹半径
粒子沿着右侧边界射入，轨迹如下面左图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcsθ；粒子沿着左侧边界射入，轨迹如下面右图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcsθ；粒子垂直边界MN射入，轨迹如下面中间图，此时出射点最远，与边界交点与P间距为：2r；故范围为在荧光屏上P点右侧，将出现一条形亮线，其长度为
故A正确，BCD错误。
故选A。
6. 如图，理想变压器原线圈匝数为1100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10V。已知RL：R=4：1，则副线圈的匝数为（ ）
A. 225B. 550C. 2200D. 4400
【答案】C
【解析】
【详解】假设理想变压器原线圈的输入电压为，根据理想变压器线圈两端电压之比为线圈匝数之比可知，原线圈两端电压和满足
解得原线圈输入电压为
理想变压器原副线圈电流之比等于线圈匝数的反比，原线圈电流和通过灯泡的电流满足
定值电阻满足欧姆定律，则通过灯泡的电流为
结合可知副线圈电压为
原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比
代入得
变形得
解得副线圈得匝数为
故选C。
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕。把开关K板到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。LC振荡电路做等幅振荡，损耗的能量由电源通过电子器件（未画出）补充。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A. K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示
B. K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示
C. 换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大
D. 拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将升高
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．K扳到1时电源给电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电容器先逆时针放电再逆时针充电，电流方向为负，图线4符合，A正确，B错误；
C．振荡电流周期为
可知周期与电动势无关，C错误；
D．振荡电流的频率为
拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，D正确。
故选AD。
8. 分子A固定在原点O不动，另一分子B从r=r2处由静止释放，两分子间分子力F随分子间距离r的变化如图。现仅考虑这两个分子间分子力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 从r=r2到r=r0分子间引力，斥力都在减小
B. 从r=r2到r=r1分子力的大小先增大后减小再增大
C. 从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大
D. 从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．分子力与分子间距离的关系如图所示，从到，分子间引力和斥力都增大，A错误；
B．从到，分子间引力和斥力的合力先增大，再减小，再增大，B正确；
C．从到，分子力做正功，分子势能一直减小，C错误；
D．从到，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，线框绕与边重合的竖直同定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。下列说法正确的是（ ）
A. 当转过60°时，感应电动势的瞬时值为
B. 当转过60°时，感应电流的瞬时值为
C. 在转过60°的过程中，感应电动势的平均值为
D. 在转过90°的过程中，感应电流的有效值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．因为线框从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为
转过60°时，感应电动势的瞬时值
感应电流的瞬时值为
故A正确；B错误；
C．转过60°的时间为
磁通量变化量
感应电动势的平均值为
故C正确；
D．感应电流的最大值为
感应电流的有效值
故D正确；
故选ACD。
10. 如图所示，绝缘水平面内固定有一间距d=lm、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC，导轨两端接有阻值分别为R1=3Ω和R2=6Ω的定值电阻.矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场I和Ⅱ。一质量m=0.2kg，电阻r=1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处，在方向水平向右、大小F0=2N的恒力作用下由静止开始运动，刚到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3m／s，导体棒ab进入磁场Ⅱ后，导体棒ab中通过的电流始终保持不变。导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计。则（ ）
A. 导体棒ab刚到达EF时的加速度大小为5m/s2
B. 两磁场边界EF和MN之间的距离L为1m
C. 若在导体棒ab刚到达MN时将恒力撤去，导体棒ab继续滑行距离为3m
D. 若在导体棒ab刚到达MN时将恒力撤去，导体棒ab继续滑行的过程中整个回路产生的焦耳热为3.6J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．导体棒ab刚要到达EF时，在磁场中切割磁感线产生的感应电动势
E1=Bdv1
经分析可知，此时导体棒ab所受安培力的方向水平向左，由牛顿第二定律，则有
F0-BI1d=ma1
根据闭合电路的欧姆定律，则有
上式中
解得
a1=5m/s2
选项A正确；
B．导体棒ab进入磁场Ⅱ后，受到的安培力与F0平衡，做匀速直线运动，导体棒ab中通过的电流I2，保持不变，则有
F0=BI2d
其中
设导体棒ab从EF运动到MN的过程中的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，则有
F0=ma2
导体棒ab在EF，MN之间做匀加速直线运动，则有
解得
L=1.35m
选项B错误；
C．对撤去F0后，导体棒ab继续滑行的过程中，根据牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律，则有
BId=ma
而
若△t→0，则有
由以上三式可得
则有
即
解得
s=3.6m
选项C错误；
D．根据能量守恒定律，则有
因v2=6m/s，代入数据解得
Q=3.6J
选项D正确
故选AD。
二、非选择题（共56分）
11. 如图甲所示为热敏电阻的图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电电池的电动势，内阻可以不计图中的“电源”是恒温箱加热电源．
(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高______ 填“增大”“减小”或“不变”；
(2)应该把恒温箱内加热器接______ 端填“AB”或“CD”；
(3)如果要使恒温箱内的温度保持，滑动变阻器接入电路的电阻值为______
【答案】 ①. 减小 ②. AB ③. 150
【解析】
【详解】(1)由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；
(2)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端．
(3)当温度达到100℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20mA=0.02A，根据闭合电路欧姆定律可得：，解得：R1=150Ω．
【点睛】在解答本题的时候要分析清楚，控制电路和加热电路是两个不同的电路，只有当温度较低，需要加热的时候，加热电路才会工作，而控制电路是一直通电的．
12. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，有如下步骤：
A．往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
B．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液在适当高度滴1滴在水面上，待油膜形状稳定；
C．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小；
D．将1mL的油酸溶于酒精中制成5000mL的油酸酒精油液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入80滴，量筒内的溶液增加1mL；
E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，其轮廓形状如图所示，玻璃板每格边长为0.5cm。
（1）上述步骤中，正确的顺序是_______________（填写步骤前面的字母）；
（2）轮廓内的正方形不足半个的舍去，多于半个的算一个，数得正方形个数约为143个，则油酸分子的直径约为_________m（此小题保留一位有效数字）；
（3）实验后，某小组发现所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的原因可能是________。
A．水面上痱子粉撒得太厚，油膜没有充分展开
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
C．求每滴溶液体积时，lmL溶液的滴数计多了
D．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
【答案】 ①. DABEC ②. ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故正确顺序为：DABEC
（2）[2]一滴溶液中含纯油的体积
由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个
油膜的面积为
油酸分子的直径约为
（3）[3] A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果偏大，A不符合题意；
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，B不符合题意；
C．求每滴溶液体积时，1 mL溶液滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，会导致计算结果偏小，C符合题意；
D．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由导致所测的分子直径d偏大，D不符合题意。
故选C。
13. 一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，升压变压器原线圈两端的电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：
（1）升压变压器副线圈两端的电压；
（2）输电导线上的功率损失。
【答案】（1）2500V；（2）60kW
【解析】
【详解】（1）根据可知，升压变压器副线圈两端的电压为
（2）升压变压器原线圈输入功率等于副线线圈输出功率，所以输电导线上的电流为
输电导线上的功率损失为
14. 如图，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距L，导轨的电阻不计。导轨顶端M、P两点间接有滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。一根质量为m、电阻不计的均匀直金属杆ab放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好。空间存在磁感应强度大小B、方向垂直斜面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器的滑片，使得滑动变阻器接入电路的阻值为2R，让ab由静止开始释放。不计空气阻力，重力加速度大小为g。
（1）求ab下滑的最大速度vm；
（2）若ab由静止开始至下滑到速度最大的过程中流过金属棒的电荷量q，求该过程中ab下滑的距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）ab下滑的速度最大时，其切割磁感线产生的感应电动势为
此时通过定值电阻电流为
ab杆所受安培力大小为
由受力平衡得
联立解得
（2）由题意
解得
15. 如图，在直角坐标系xOy平面内，有一离子源可在单位时间内沿x轴正方向发射出n0个（大量）速率均为v0的正离子，这些离子分布在离x轴距离为的范围内，且沿y轴方向均匀分布，已知每个离子的质量均为m，电荷量均为q。在离子源的右侧有一个圆心O＇在（0，R），半径为R的垂直纸面向外的圆形磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B1（未知）；在y<0的无限大区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度为B2（未知）；另有一块长为R的不计厚度的收集板PQ位于x轴上R~2R的区间。若离子群经过磁场I后均从O点进入磁场Ⅱ，离子打在收集板上即刻被吸收，不考虑离子从磁场Ⅱ出去的后续运动，不计离子的重力及离子间的相互作用，不计收集板对离子的作用力，求：
（1）B1的大小；
（2）若B2=B1，离子在两个磁场中运动的总时间的最大值与最小值；
（3）若，稳定后单位时间内收集板吸收的离子数n与B2之间的关系。
【答案】（1）；（2）；；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）粒子在磁场中运动的半径为R，则
解得
（2）时，粒子在磁场中运动的时间最短
时，粒子在磁场中运动的时间最长
（3）当，可得
当时，可得
分类讨论：
（ⅰ）如图，当弦长最小的粒子恰能打到P点，则所有粒子均能打到收集板
，
（ⅱ）如图，当最最远粒子恰好打不到P点，则所有粒子都打不到收集板
，
（ⅲ）时，如图所示，沿与夹角为θ0进入磁场Ⅱ的粒子刚好打在P点
可得
时量：75分钟：分值：100分
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传播速率。5G信号一般采用3300MHz~5000MHz频段的无线电波，而第四代移动通信技术4G的频段范围是1880MH~2635MHz，则（ ）
A. 5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播的更快
B. 5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站
C. 空间中的5G信号和4G信号会产生稳定的干涉现象
D. 5G信号是横波，4G信号是纵波
【答案】B
【解析】
【详解】A．5G信号与4G信号所用的无线电波在真空中传播时速度相同，都等于光速，A错误；
B．5G信号相比于4G信号频率更高，波长更短，更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站，B正确；
C．空间中的5G信号和4G信号频率不相同，不会产生稳定的干涉现象，C错误；
D．5G信号是横波，4G信号也是横波，D错误。
故选B。
2. 在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】电流互感器应串联在需要测量的电流的线路中，且连电流表的线圈电流小，由＝知，电流小的线圈匝数多。
故选A。
3. 关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（ ）
A. 扩散现象只能发生在液体或气体中，不能发生在固体中
B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动
C. 悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大，布朗运动越明显
D. 扩散现象和布朗运动都能证明分子在做永不停息的无规则运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．大量事实表明，气态、液态和固态物质之间都能发生扩散现象，A错误；
B．布朗运动是悬浮在液体表面的花粉颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，B错误；
C．悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大，布朗运动越不明显，C错误；
D．扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动，D正确。
故选D。
4. 如图，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长分别为a和b，内部有大量带负电的自由电荷，导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流时，自由电荷的定向移动速率为v，测得导电材料上、下表面之间的电压即为霍尔电压。由此可知该导电材料上、下表面的电势高低和霍尔电压分别为（ ）
A. 上表面电势低，Bav
B. 上表面电势低，Bbv
C. 下表面电势低，Bav
D. 下表面电势低，Bbv
【答案】A
【解析】
【详解】电流从左向右，负电荷向左运动，根据左手定则，负电荷所受的洛仑兹力向上，负电荷向上偏转，上表面电势低；根据平衡条件得
解得
故选A。
5. 如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向 里．P为屏上的一个小孔，PC与MN垂直．一群质量为m、带电荷量为－q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域，粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为的范围内．则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得粒子的轨迹半径
粒子沿着右侧边界射入，轨迹如下面左图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcsθ；粒子沿着左侧边界射入，轨迹如下面右图，此时出射点最近，与边界交点与P间距为：2rcsθ；粒子垂直边界MN射入，轨迹如下面中间图，此时出射点最远，与边界交点与P间距为：2r；故范围为在荧光屏上P点右侧，将出现一条形亮线，其长度为
故A正确，BCD错误。
故选A。
6. 如图，理想变压器原线圈匝数为1100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10V。已知RL：R=4：1，则副线圈的匝数为（ ）
A. 225B. 550C. 2200D. 4400
【答案】C
【解析】
【详解】假设理想变压器原线圈的输入电压为，根据理想变压器线圈两端电压之比为线圈匝数之比可知，原线圈两端电压和满足
解得原线圈输入电压为
理想变压器原副线圈电流之比等于线圈匝数的反比，原线圈电流和通过灯泡的电流满足
定值电阻满足欧姆定律，则通过灯泡的电流为
结合可知副线圈电压为
原线圈与副线圈的电压之比等于线圈匝数之比
代入得
变形得
解得副线圈得匝数为
故选C。
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕。把开关K板到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。LC振荡电路做等幅振荡，损耗的能量由电源通过电子器件（未画出）补充。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）
A. K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示
B. K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示
C. 换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大
D. 拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将升高
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．K扳到1时电源给电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电容器先逆时针放电再逆时针充电，电流方向为负，图线4符合，A正确，B错误；
C．振荡电流周期为
可知周期与电动势无关，C错误；
D．振荡电流的频率为
拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，D正确。
故选AD。
8. 分子A固定在原点O不动，另一分子B从r=r2处由静止释放，两分子间分子力F随分子间距离r的变化如图。现仅考虑这两个分子间分子力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 从r=r2到r=r0分子间引力，斥力都在减小
B. 从r=r2到r=r1分子力的大小先增大后减小再增大
C. 从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大
D. 从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．分子力与分子间距离的关系如图所示，从到，分子间引力和斥力都增大，A错误；
B．从到，分子间引力和斥力的合力先增大，再减小，再增大，B正确；
C．从到，分子力做正功，分子势能一直减小，C错误；
D．从到，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，D正确。
故选BD。
9. 如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R，线框绕与边重合的竖直同定转轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时。下列说法正确的是（ ）
A. 当转过60°时，感应电动势的瞬时值为
B. 当转过60°时，感应电流的瞬时值为
C. 在转过60°的过程中，感应电动势的平均值为
D. 在转过90°的过程中，感应电流的有效值为
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．因为线框从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为
转过60°时，感应电动势的瞬时值
感应电流的瞬时值为
故A正确；B错误；
C．转过60°的时间为
磁通量变化量
感应电动势的平均值为
故C正确；
D．感应电流的最大值为
感应电流的有效值
故D正确；
故选ACD。
10. 如图所示，绝缘水平面内固定有一间距d=lm、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC，导轨两端接有阻值分别为R1=3Ω和R2=6Ω的定值电阻.矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场I和Ⅱ。一质量m=0.2kg，电阻r=1Ω的导体棒ab垂直放在导轨上AK与EF之间某处，在方向水平向右、大小F0=2N的恒力作用下由静止开始运动，刚到达EF时导体棒ab的速度大小v1=3m／s，导体棒ab进入磁场Ⅱ后，导体棒ab中通过的电流始终保持不变。导体棒ab在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，空气阻力不计。则（ ）
A. 导体棒ab刚到达EF时的加速度大小为5m/s2
B. 两磁场边界EF和MN之间的距离L为1m
C. 若在导体棒ab刚到达MN时将恒力撤去，导体棒ab继续滑行距离为3m
D. 若在导体棒ab刚到达MN时将恒力撤去，导体棒ab继续滑行的过程中整个回路产生的焦耳热为3.6J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．导体棒ab刚要到达EF时，在磁场中切割磁感线产生的感应电动势
E1=Bdv1
经分析可知，此时导体棒ab所受安培力的方向水平向左，由牛顿第二定律，则有
F0-BI1d=ma1
根据闭合电路的欧姆定律，则有
上式中
解得
a1=5m/s2
选项A正确；
B．导体棒ab进入磁场Ⅱ后，受到的安培力与F0平衡，做匀速直线运动，导体棒ab中通过的电流I2，保持不变，则有
F0=BI2d
其中
设导体棒ab从EF运动到MN的过程中的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律，则有
F0=ma2
导体棒ab在EF，MN之间做匀加速直线运动，则有
解得
L=1.35m
选项B错误；
C．对撤去F0后，导体棒ab继续滑行的过程中，根据牛顿第二定律和闭合电路欧姆定律，则有
BId=ma
而
若△t→0，则有
由以上三式可得
则有
即
解得
s=3.6m
选项C错误；
D．根据能量守恒定律，则有
因v2=6m/s，代入数据解得
Q=3.6J
选项D正确
故选AD。
二、非选择题（共56分）
11. 如图甲所示为热敏电阻的图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电电池的电动势，内阻可以不计图中的“电源”是恒温箱加热电源．
(1)图甲说明热敏电阻的阻值随着温度的升高______ 填“增大”“减小”或“不变”；
(2)应该把恒温箱内加热器接______ 端填“AB”或“CD”；
(3)如果要使恒温箱内的温度保持，滑动变阻器接入电路的电阻值为______
【答案】 ①. 减小 ②. AB ③. 150
【解析】
【详解】(1)由图甲可知热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小；
(2)当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端．
(3)当温度达到100℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20mA=0.02A，根据闭合电路欧姆定律可得：，解得：R1=150Ω．
【点睛】在解答本题的时候要分析清楚，控制电路和加热电路是两个不同的电路，只有当温度较低，需要加热的时候，加热电路才会工作，而控制电路是一直通电的．
12. 在“油膜法估测分子大小”的实验中，有如下步骤：
A．往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
B．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液在适当高度滴1滴在水面上，待油膜形状稳定；
C．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小；
D．将1mL的油酸溶于酒精中制成5000mL的油酸酒精油液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入80滴，量筒内的溶液增加1mL；
E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，其轮廓形状如图所示，玻璃板每格边长为0.5cm。
（1）上述步骤中，正确的顺序是_______________（填写步骤前面的字母）；
（2）轮廓内的正方形不足半个的舍去，多于半个的算一个，数得正方形个数约为143个，则油酸分子的直径约为_________m（此小题保留一位有效数字）；
（3）实验后，某小组发现所测得的分子直径d明显偏小，出现这种情况的原因可能是________。
A．水面上痱子粉撒得太厚，油膜没有充分展开
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
C．求每滴溶液体积时，lmL溶液的滴数计多了
D．在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
【答案】 ①. DABEC ②. ③. C
【解析】
【详解】（1）[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：
准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。故正确顺序为：DABEC
（2）[2]一滴溶液中含纯油的体积
由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个
油膜的面积为
油酸分子的直径约为
（3）[3] A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果偏大，A不符合题意；
B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，B不符合题意；
C．求每滴溶液体积时，1 mL溶液滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，会导致计算结果偏小，C符合题意；
D．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由导致所测的分子直径d偏大，D不符合题意。
故选C。
13. 一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，升压变压器原线圈两端的电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：
（1）升压变压器副线圈两端的电压；
（2）输电导线上的功率损失。
【答案】（1）2500V；（2）60kW
【解析】
【详解】（1）根据可知，升压变压器副线圈两端的电压为
（2）升压变压器原线圈输入功率等于副线线圈输出功率，所以输电导线上的电流为
输电导线上的功率损失为
14. 如图，两根足够长的光滑直金属导轨MN、PQ平行固定在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距L，导轨的电阻不计。导轨顶端M、P两点间接有滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。一根质量为m、电阻不计的均匀直金属杆ab放在两导轨上，与导轨垂直且接触良好。空间存在磁感应强度大小B、方向垂直斜面向下的匀强磁场。调节滑动变阻器的滑片，使得滑动变阻器接入电路的阻值为2R，让ab由静止开始释放。不计空气阻力，重力加速度大小为g。
（1）求ab下滑的最大速度vm；
（2）若ab由静止开始至下滑到速度最大的过程中流过金属棒的电荷量q，求该过程中ab下滑的距离x。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）ab下滑的速度最大时，其切割磁感线产生的感应电动势为
此时通过定值电阻电流为
ab杆所受安培力大小为
由受力平衡得
联立解得
（2）由题意
解得
15. 如图，在直角坐标系xOy平面内，有一离子源可在单位时间内沿x轴正方向发射出n0个（大量）速率均为v0的正离子，这些离子分布在离x轴距离为的范围内，且沿y轴方向均匀分布，已知每个离子的质量均为m，电荷量均为q。在离子源的右侧有一个圆心O＇在（0，R），半径为R的垂直纸面向外的圆形磁场Ⅰ，磁感应强度大小为B1（未知）；在y<0的无限大区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度为B2（未知）；另有一块长为R的不计厚度的收集板PQ位于x轴上R~2R的区间。若离子群经过磁场I后均从O点进入磁场Ⅱ，离子打在收集板上即刻被吸收，不考虑离子从磁场Ⅱ出去的后续运动，不计离子的重力及离子间的相互作用，不计收集板对离子的作用力，求：
（1）B1的大小；
（2）若B2=B1，离子在两个磁场中运动的总时间的最大值与最小值；
（3）若，稳定后单位时间内收集板吸收的离子数n与B2之间的关系。
【答案】（1）；（2）；；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）粒子在磁场中运动的半径为R，则
解得
（2）时，粒子在磁场中运动的时间最短
时，粒子在磁场中运动的时间最长
（3）当，可得
当时，可得
分类讨论：
（ⅰ）如图，当弦长最小的粒子恰能打到P点，则所有粒子均能打到收集板
，
（ⅱ）如图，当最最远粒子恰好打不到P点，则所有粒子都打不到收集板
，
（ⅲ）时，如图所示，沿与夹角为θ0进入磁场Ⅱ的粒子刚好打在P点
可得
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