广东省中山市2022-2023学年高二年级下册期末统一考试物理试题含解析

广东省中山市2022-2023学年高二下学期期末统一考试物理试题

一、单项选择题

1.“中国超环”利用了轻核聚变，其核反应方程为；+下列正确的是（）

A.x电子

B.聚变过程中吸收能量

c.；He的比结合能大于；H的比结合能

D.聚变过程中质量数不守恒

2.如图，航天员王亚平在中国空间站“天宫课堂”授课活动中，演示了液桥实验：用两滴水珠在两个板

间，搭起一座约10cm的液体桥。关于液桥现象，下列正确的是（）

A.液桥现象与重力有关

B.液体表面张力的方向跟液面相切

C.液体表面层的分子间距小于液体内部的分子间距

D.表面张力使液体表面有扩张到最大面积的趋势

3.无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上

极板带正电，下列说法正确的是（）

A.电容器所带的电荷量正在逐渐增加B.电流流向沿a到b

C.极板间的电场强度正在逐渐减小D.磁场能正在逐渐增加

4.铜盘处于匀强磁场中，在图甲中，磁场垂直于铜盘，面积小于铜盘面积；在图乙中，磁场垂直于铜盘，

面积大于于铜盘面积；在图丙中，磁场垂直于铜盘，处于磁场的下半部；在图丁中，磁场平行于铜盘，处

于铜盘的下半部。现给铜盘一个初速度，铜盘能最快停下来的是（）（忽略空气以及摩擦阻力）

A.图甲B.图乙C.图丙D.图丁

5.小明用金属锄为阴极的光电管观测光电效应现象，图甲为实验原理图，实验中测得锄的遏止电压上与

入射光频率〃之间的关系如图乙所示.已知普朗克常量力=6.63xl（T34j.s，下列说法正确的是（）

A.图甲中电极K为光电管的阳极

B.增加光照强度，光电子的最大初动能增加

C.锄的逸出功为3.315xl（）T9j

D,图乙中图线的斜率为普朗克常量

6.氢原子的能级如图所示，一群处于〃=4能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光,

这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上.下列说法正确的是（）

nE/eV

8…0

4---------------------0.85

3---------------------1.51

2---------------------3.40

1--------------------13.6

A.这群氢原子的发射光谱是连续光谱

B.跃迁时，最多能发出3种不同频率的光

C.氢原子从〃=4跃迁到〃=1能级时，发出的光波长最长

D.锌板会发生光电效应现象，且表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV

7.下列关于分子热运动的说法，正确的是（）

A.某一时刻具有任一速率分子数目是相等的

B.随着温度的升高，所有分子速度的大小都增大

C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目基本相等

D.某一温度下每个气体分子的速率不会发生变化

二、多项选择题

8.下列说法正确的是（）

A.晶体在熔化过程中，分子平均动能不变

B.往一杯水里放几粒盐，过一段时间，水变咸了，这说明盐分子在做布朗运动

C.空调既能制热又能制冷，违背了热力学第二定律

D,分子间距离从无限远减小到q过程中（石是分子间的平衡距离），分子势能一直减小

9.风力发电将风的动能转化为电能.某风力发电机的输出功率为10kW,输出电压为250V,用户得到的电

压是220V,输电线的电阻为20。，升压变压器原、副线圈匝数比为1:10,输电线路如图所示.变压器视作

理想变压器，则下列说法正确的是（）

升压变压器降压变压器

A.用户得到的电功率为9kW

B.降压变压器原、副线圈匝数比为11:1

C.通过输电线的电流为4A

D.输电线上损耗的功率为320W

10.如图为一定质量的理想气体的压强P与体积V的关系图像，气体状态经历C—A完成一次循

环，A状态的温度为300K,下列说法正确的是（）

B.5tC的过程中，外界对气体做功

C.C-A的过程中，气体分子的平均动能减小

D.状态8时，气体温度为100K

11.如图所示，在空间直角坐标系中，两条彼此绝缘的长直导线分别与Ox、0y轴重合，电流均沿坐标轴正

方向，已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度3=左，（左为常数）。一闭合圆形金属线

r

圈的圆心。，在尤0y平面内沿直线y=x运动，线圈的半径为R,y〉R。下列说法正确的是（）

A.线圈的匝数越多，穿过线圈的磁通量越大

B.若人=212,则圆心0,处的磁感应强度沿Z轴正方向

C.若匕=八,则金属线圈中有感应电流产生

D.若2/i=A，则金属线圈中有感应电流产生

12.图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电

压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，以下正确的是（）

B.线圈两端电压的有效值为6V

C.交变电流的电压表达式为i/=12sinl06（V）

D.该交变电流可以直接加在击穿电压为10V的电容器上

13.如图所示为电流天平，可以测量匀强磁场的磁感应强度A它的右臂挂着矩形线圈，线圈匝数为“6段

导线长为/,导线。、6、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直.当线圈没有通电时，天平

处于平衡状态.当线圈中通入电流/时，在右盘加质量为m的祛码可使天平重新平衡.下列说法正确的是

A.线圈中受到的安培力方向竖直向下

B.在右盘加质量为机的祛码后，若同时将磁场和电流反向，天平仍然平衡

C.由以上测量数据可以求出磁感应强度8=超

nil

D.若仅将电流反向，可在右盘加质量为2根的祛码使天平重新平衡

三、实验题

14.在“探究影响感应电流方向因素”的实验中.

（1）如图甲所示，当磁体向下运动时，发现电流表指针偏转，若要知晓线圈中产生的感应电流的方向，必

须知道电流从正（或负）接线柱流入时，灵敏电流计指针的偏转方向。

甲

（2）已知电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动，某同学先将多用电表（此时为欧姆挡，欧姆档电流

方向为“红进黑出”，即红表笔连接多用电表内部电源负极）的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑

表笔（填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱，则灵敏电流表的指针向（填“左”

或“右”）摆动。实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，则

此时图乙中磁铁的（填“上方”或“下方”）为磁极的N极。

乙

(3)为了判断线圈的绕向，可将灵敏电流计G与线圈M连接成如图丙所示的回路。当电流从电流计G左端

流入时，指针向左偏转，将磁体的N极向下从线圈上方竖直插线圈M的过程中时，发现指针向左偏转，

俯视线圈，线圈上导线绕向为沿(填“顺时针”或“逆时针”)由。端开始绕至b端。

丙

四、计算题

15.如图甲所示，圆形线圈总电阻厂=0.50,匝数八=20,线圈面积为S]=lm2,其端点服b与

R=L5O的电阻相连，线圈内面积为邑=0,5m?的正方形区域内有随时间变化的磁场，磁感应强度8随

时间变化规律如图乙所示.求

(l)0-0.2s时间内线圈中产生的感应电动势E；

⑵0-0.2s时间内。、6两点电势差Uab；

⑶请在丙图中画出0-0.8s时间内电路中电流/随时间变化的图象(定义电流由。向。流经R为正方向)。

//(xO.ls)

16.某同学制作了一个如图所示的简易温度计，其中，一根两端开口的玻璃管水平穿过玻璃瓶口处的橡皮

塞，玻璃瓶的体积V=48031?,玻璃管横截面积为S=0.4cm2,瓶口外玻璃管的长度为L=100cm,玻

璃管厚度忽略不计。玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱。当温度为T=300K时，水银柱刚好静止在瓶

口外50cm。已知大气压强为Po=lxl05pa,瓶内气体可视为理想气体，求：

⑴玻璃瓶内气体的压强；

(2)该温度计能测量的温度范围(用摄氏温度表示，结果精确到整数位)o

橡皮塞

‘水银柱.

17.速度选择器能把具有一定速度的粒子选择出来，如图所示，速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小

为B；匀强电场的场强大小为E,方向竖直向上。质量为加、电荷量为+4的粒子从速度选择器左侧沿两

板中心线进入板间区域，恰好做直线运动。粒子从速度选择器飞出后，从P0边中点垂直P0边进入一个

直角三角形边界的匀强磁场，磁场方向垂纸面向外，磁感应强度为⑸，NPOQ=90。，ZOQP=3T,

P0的长度为L。不计粒子重力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

(1)速度选择器中匀强磁场方向；

⑵带电粒子的速度大小；

18.如图，有两平行光滑金属导轨和乙。2。2，IQ和EG段水平，和QQ2段倾斜，两导轨

相距L倾斜导轨旦2和长度为乩倾斜角为。，水平导轨内左端片鸟到导体棒。之间有竖直向上

的匀强磁场昂(未知)，倾斜导轨处有垂直斜面向上的匀强磁场8(已知)，导体棒.、b分别放在水平导轨

和倾斜导轨上，两根导体棒质量均为加，接入导轨间的电阻均为R,导体棒。离左端片鸟的距离为无，当

导体棒。在外力作用下向左以%匀速运动时，导体棒b恰好能静止在倾斜导轨的上端GQ处，导体棒a

运动到4巴时，立刻停止并被锁定，此后导体棒6开始下滑，滑到底端。&时近似达到匀速.不计导轨的

电阻，求：

⑴导体棒b静止时，b棒的电流大小；

(2)水平导轨处匀强磁场的磁感应强度Bo；

(3)从导体棒a开始运动到导体棒b滑到QR的过程中，导体棒b产生的焦耳热.

01

立柱

PD=

r2

广东省中山市2022-2023学年高二下学期期末统一考试物理试题

一、单项选择题

1.“中国超环”利用了轻核聚变，其核反应方程为；+下列正确是（）

A.x是电子

B.聚变过程中吸收能量

C.；He的比结合能大于；H的比结合能

D.聚变过程中质量数不守恒

【答案】C

【解析】

【详解】AD.核反应方程中质量数与电荷数守恒，故x质量数为

2+3-4=1

电荷数为

1+1-2=0

故X不电子，故AD错误；

B.核聚变反应过程放出能量，故B错误；

C.比结合能越大，原子核越稳定，故；He的比结合能大于；H的比结合能，故C正确。

故选C。

2.如图，航天员王亚平在中国空间站“天宫课堂”授课活动中，演示了液桥实验：用两滴水珠在两个板

间，搭起一座约10cm的液体桥。关于液桥现象，下列正确的是（）

A.液桥现象与重力有关

B.液体表面张力的方向跟液面相切

C.液体表面层的分子间距小于液体内部的分子间距

D.表面张力使液体表面有扩张到最大面积的趋势

【答案】A

【解析】

【详解】A.水珠处于完全失重状态，液桥现象与重力无关，A错误;

B.液体表面张力的方向跟液面相切，B正确;

C.液体表面层的分子间距大于液体内部的分子间距，分子力表现为引力，C错误;

D.表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势，D错误。

故选A„

3.无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上

极板带正电，下列说法正确的是（）

■

A,电容器所带的电荷量正在逐渐增加B.电流流向沿a到6

C.极板间的电场强度正在逐渐减小D.磁场能正在逐渐增加

【答案】A

【解析】

【详解】根据安培定则，可知回路中电流顺时针方向，电容器上极板带正电，下极板带负电，故电容器

正在充电，电流流向沿8到访电荷量正在逐渐增加，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化,

磁场能正在逐渐减弱。

故选Ao

4.铜盘处于匀强磁场中，在图甲中，磁场垂直于铜盘，面积小于铜盘面积；在图乙中，磁场垂直于铜盘,

面积大于于铜盘面积；在图丙中，磁场垂直于铜盘，处于磁场的下半部；在图丁中，磁场平行于铜盘，处

于铜盘的下半部。现给铜盘一个初速度,铜盘能最快停下来的是（）（忽略空气以及摩擦阻力）

A.图甲B.图乙图丙

【答案】C

【解析】

【详解】甲乙两图铜盘磁通量没有发生变化，没有感应电流产生,丙图切割磁感线产生感应电流，产生电磁

阻尼作用，丙图中的铜盘在安培力的作用下快速停下来；丁图铜盘未切割磁感线，没有感应电流产生。

故选C。

5.小明用金属锄为阴极的光电管观测光电效应现象，图甲为实验原理图，实验中测得锄的遏止电压上与

入射光频率丫之间的关系如图乙所示.已知普朗克常量^=6.63x10-3416,下列说法正确的是()

甲乙

A.图甲中电极K为光电管的阳极

B.增加光照强度，光电子的最大初动能增加

C.锄的逸出功为3.315xl()T9j

D,图乙中图线的斜率为普朗克常量

【答案】C

【解析】

【详解】A.光照射到电极K上产生光电子，由此可知A板为光电管的阳极，电极K为光电管的阴极，故

A错误；

B.根据光电效应方程

Ekm=配-叽

可知光电子的最大初动能与入射光的强度无直接关系，故B错误;

CD.由爱因斯坦光电效应方程可得

♦m=江-网

又因为

eL=3«

得

ee

图乙中图线的斜率

不是普朗克常量，因此当遏制电压为零时

yw

ho=o

由此，结合图中数据可知该金属的截止频率，为5.0x1014Hz,则该金属的逸出功

网=7^0=6.63x10-34*5.0x1014J=3.315x10-19j

故C正确，D错误。

故选C。

6.氢原子的能级如图所示，一群处于九=4能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光,

这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上.下列说法正确的是()

n£/eV

00------------0

4--------------0.85

3--------------1.51

2--------------3.40

1--------------13.6

A.这群氢原子的发射光谱是连续光谱

B.跃迁时，最多能发出3种不同频率的光

C.氢原子从九=4跃迁到“=1能级时，发出的光波长最长

D.锌板会发生光电效应现象，且表面逸出光电子最大初动能为9.41eV

【答案】D

【解析】

【详解】A.这群氢原子的发射光谱是线状光谱，选项A错误；

B.跃迁时，最多能发出C：=6种不同频率的光，选项B错误；

C.氢原子从〃=4跃迁到〃=1能级时，能级差最大，则发出的光频率最大，则波长最短，选项C错误;

D.氢原子从〃=4跃迁到〃=1能级时，能级差最大，则发出的光的能量最大，最大能量为

E=(-O.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV>3.34eV

则锌板会发生光电效应现象，且表面逸出光电子的最大初动能为

£km=12.75eV-3.34eV=9.41eV

选项D正确。

故选D。

7.下列关于分子热运动的说法，正确的是（）

A.某一时刻具有任一速率的分子数目是相等的

B.随着温度的升高，所有分子速度的大小都增大

C.某一时刻向任意一个方向运动的分子数目基本相等

D.某一温度下每个气体分子的速率不会发生变化

【答案】C

【解析】

【详解】A.某一时刻具有任一速率的分子数目并不相等，根据分子平均速率分布图可知，呈现“中间多、

两头少”的统计分布规律，故A错误；

B.温度升高分子的平均动能增加，即平均速率增加，但并不是所有分子的速率都增加，故B错误；

C.大量分子的整体存在着统计规律，某一时刻向任意一个方向运动的分子数目只有很小的差别，可认为基

本相等，故C正确；

D.同一分子之间频繁地碰撞，分子随时都会因为碰撞而改变速度的大小，因此某一温度下每个气体分子的

速率完全是偶然的，故D错误。

故选Co

二、多项选择题

8.下列说法正确的是（）

A.晶体在熔化过程中，分子平均动能不变

B.往一杯水里放几粒盐，过一段时间，水变咸了，这说明盐分子在做布朗运动

C.空调既能制热又能制冷，违背了热力学第二定律

D,分子间距离从无限远减小到q的过程中（石是分子间的平衡距离），分子势能一直减小

【答案】AD

【解析】

【详解】A.晶体在熔化过程中，晶体的温度不变，所以分子的平均动能不变，故A项正确；

B.盐分子在水中的运动时扩散现象而非布朗运动，故B项错误；

C.空调制热和制冷过程引起了其他变化，所以不违背热力学第二定律，故C项错误；

D.分子间距离从无限远减小到七的过程中，分子力做正功，分子势能一直减小，故D项正确。

故选AD„

9.风力发电将风的动能转化为电能.某风力发电机的输出功率为10kW,输出电压为250V,用户得到的电

压是220V,输电线的电阻为20。，升压变压器原、副线圈匝数比为1:10,输电线路如图所示.变压器视作

理想变压器，则下列说法正确的是（）

用

电

器

升压变压器降压变压器

A.用户得到的电功率为9kW

B.降压变压器原、副线圈匝数比为11:1

C.通过输电线的电流为4A

D.输电线上损耗的功率为320W

【答案】BCD

【解析】

【详解】ACD.设升压变压器副线圈的电压为U2,则有

250V1

u,-To

解得

U2=2500V

则输电线上电流为

A=4A

一…2500

则输电线上损失的功率为

AP=llR=320W=0.32kW

故户得到的电功率为

=10kW-0.32kW=9.68kW

故A错误，CD正确;

B.输电线上损失的电压为

△U=AR=80V

则降压变压器原线圈两端的电压为

5=2500V-80V=2420V

故降压变压器原、副线圈匝数比为

n3242011

%~220-1

故B正确。

故选BCD。

10.如图为一定质量的理想气体的压强?与体积V的关系图像，气体状态经历完成一次循

环，A状态的温度为300K,下列说法正确的是（）

B.B-C的过程中，外界对气体做功

C.C-A的过程中，气体分子的平均动能减小

D.状态8时，气体温度为100K

【答案】AC

【解析】

【详解】AD.由图像可知过程中，气体的体积不变，根据查理定律，可得

PA=P^

TATB

代入数据，解得

TB=900K

即温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律，可得

其中

W=0,A[/>0

解得

e>o

即气体从外界吸热。故A正确；D错误；

B.由图像可知3-C的过程中，气体体积增加，气体对外界做功。故B错误;

C.由图像可知C-A的过程中，气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，可得

匕=运

解得

Tc=900K

易知该过程气体温度降低，分子平均动能减小。故C正确。

故选ACo

11.如图所示，在空间直角坐标系中，两条彼此绝缘的长直导线分别与Ox、0y轴重合，电流均沿坐标轴正

方向，已知真空中距无限长通电直导线的距离为r处的磁感应强度3=左一（左为常数）。一闭合圆形金属线

r

圈的圆心。，在尤Oy平面内沿直线y=x运动，线圈的半径为R,y>R。下列说法正确的是（）

A.线圈的匝数越多，穿过线圈的磁通量越大

B.若L=212,则圆心。'处的磁感应强度沿Z轴正方向

C.若，=/2,则金属线圈中有感应电流产生

D.若2/i=A，则金属线圈中有感应电流产生

【答案】BD

【解析】

【详解】A.穿过线圈的磁通量与线圈的匝数无关，故A错误；

B.由安培定则可知长直导线L在圆心0'处的磁感应强度沿Z轴正方向，长直导线人在圆心。'处的磁感

应强度沿Z轴负方向，根据5=&'和4=2人可得圆心0'处的磁感应强度沿Z轴正方向，故B正确；

r

c.若乙=/2,穿过线圈的磁通量始终为0,磁通量不变，所以金属线圈中无感应电流产生，故c错误；

D.若2/1=，2,穿过线圈的磁通量沿Z轴负方向，金属线圈的圆心0'在尤Oy平面内沿直线V=x运动的

过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，则金属线圈中有感应电流产生，故D正确。

故选BD。

12.图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电

压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，以下正确的是()

A.磁铁的转速为2.5r/s

B.线圈两端电压的有效值为6V

C.交变电流的电压表达式为〃=12sinlO7rf(V)

D.该交变电流可以直接加在击穿电压为10V的电容器上

【答案】A

【解析】

【详解】A.由乙图可知，电流的周期为0.4s,频率为2.5Hz,则磁铁的转速为2.5r/s,A正确;

B.电压的最大值为12V,故有效值为

。=襄=*丫=6内

72叵

B错误;

C.角速度为

2兀27r

co=——=——rad/s=S/rrad/s

T0.4

故电压表达式为

〃=12sin5而（V）

C错误;

D.电容器的击穿电压为10V,小于交流电的最大电压12V,会导致电容器被击穿，故该交变电流不可以

直接加在击穿电压为10V的电容器上，D错误。

故选Ao

13.如图所示为电流天平，可以测量匀强磁场的磁感应强度B.它的右臂挂着矩形线圈，线圈匝数为小6段

导线长为/,导线。、6、c段处于匀强磁场中，磁感应强度方向与线圈平面垂直.当线圈没有通电时，天平

处于平衡状态.当线圈中通入电流/时，在右盘加质量为机的祛码可使天平重新平衡.下列说法正确的是

A.线圈中受到的安培力方向竖直向下

B.在右盘加质量为机的祛码后，若同时将磁场和电流反向，天平仍然平衡

C.由以上测量数据可以求出磁感应强度8=超

nil

D.若仅将电流反向，可在右盘加质量为2根的祛码使天平重新平衡

【答案】BC

【解析】

【详解】A.根据左手定则可知线圈中受到的安培力方向竖直向上，故A错误；

B.在右盘加质量为m的祛码后，若同时将磁场和电流反向，此时安培力大小方向都不变，所以天平仍然平

衡，故B正确；

C.根据题意可知

nBIL-mg

解得

8=遒

nil

故C正确；

D.若仅将电流反向，安培力竖直向下，在右盘加质量为2机的祛码，无法使天平重新平衡，故D错误；

故选BC。

三、实验题

14.在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中.

(1)如图甲所示，当磁体向下运动时，发现电流表指针偏转，若要知晓线圈中产生的感应电流的方向，必

须知道电流从正(或负)接线柱流入时，灵敏电流计指针的偏转方向。

（2）已知电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动，某同学先将多用电表（此时为欧姆挡，欧姆档电流

方向为“红进黑出”，即红表笔连接多用电表内部电源负极）的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑

表笔（填“短暂”或“持续”）接灵敏电流表的负接线柱，则灵敏电流表的指针向（填“左”

或“右”）摆动。实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，则

此时图乙中磁铁的（填“上方”或“下方”）为磁极的N极。

乙

（3）为了判断线圈的绕向，可将灵敏电流计G与线圈M连接成如图丙所示的回路。当电流从电流计G左端

流入时，指针向左偏转，将磁体的N极向下从线圈上方竖直插线圈M的过程中时，发现指针向左偏转，

俯视线圈，线圈上导线绕向为沿（填“顺时针”或“逆时针”）由。端开始绕至b端。

丙

【答案】①.短暂②.左③.上方④.逆时针

【解析】

【详解】（2）[1]该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔短暂接灵敏电流表的

负接线柱，确保灵敏电流表的安全。

⑵因黑表笔接内部电源的正极，电流由电流表的负接线柱流入灵敏电流表的，则灵敏电流表的指针向左摆

动。

[3]实验中该同学将磁铁某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，说明电流是从电流

表右边的接线柱流入的，由安培定则可知感应电流的磁场方向向下，根据楞次定律可判断磁铁在线圈里面

的磁场方向向上，则此时图乙中磁铁的上方为磁极的N极。

(3)[4]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，其绕向为沿逆时针方向由。端开始绕至6端。

四、计算题

15.如图甲所示，圆形线圈总电阻r=0.5。，匝数〃=20,线圈面积为S|=lm2,其端点服b与

R=1.50的电阻相连，线圈内面积为邑=0.51112的正方形区域内有随时间变化的磁场，磁感应强度2随

时间变化规律如图乙所示.求

(l)0-0.2s时间内线圈中产生的感应电动势E；

⑵0-0.2s时间内)两点电势差Uah；

⑶请在丙图中画出0-0.8S时间内电路中电流/随时间变化的图象(定义电流由。向6流经我为正方向)。

f/(xO.ls)

丙

//(xO.ls)

【解析】

【详解】⑴0~0.2s内,感应电动势为

L△①SAB八，

E=n----=n-2------=4V

(2)根据闭合电路欧姆定律得路端电压大小为

D

U=------E=3V

R+r

根据楞次定律，。点电势比b点高，故

%=3V

(3)0~0.2s内，根据闭合电路欧姆定律得

I==2A

R+r

0.2s~0.4s内，磁感应强度8不变，没有感应电动势，电流为0,0.4s~0.8s内，感应电动势

一更“3=2V

根据闭合电路欧姆定律得

E'

r=—=IA

R+r

16.某同学制作了一个如图所示的简易温度计，其中，一根两端开口的玻璃管水平穿过玻璃瓶口处的橡皮

塞，玻璃瓶的体积V=48031?,玻璃管横截面积为S=0.4cm2,瓶口外玻璃管的长度为L=100cm,玻

璃管厚度忽略不计。玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱。当温度为T=300K时，水银柱刚好静止在瓶

口外50cm。已知大气压强为Po=lxlC)5pa,瓶内气体可视为理想气体，求:

(1)玻璃瓶内气体的压强;

(2)该温度计能测量的温度范围(用摄氏温度表示，结果精确到整数位)。

橡皮塞

'水银柱.

【答案】(DlxlO5Pa；(2)15℃<t<52℃

【解析】

【详解】(1)以水银柱为对象，根据受力平衡可知

PS=P0S

可得玻璃瓶内气体的压强为

5

p=pQ=IxlOPa

(2)气体发生等压变化，则有

V

=C

T

则有

其中

333

vlinn=V=480cm,Viiidx=V+SL=520cm,Vi=V+S-=500cm

联立解得

v480

T.=3T=——x300K=288K

mnK500

V520

T=3i^T=一x300K=325K

maxK500

则有

MM=(288—273)°C=15°C

♦max=(325-273)℃=52℃

该温度计能测量的温度范围为

15℃<t<52℃

17.速度选择器能把具有一定速度的粒子选择出来，如图所示，速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小

为8；匀强电场的场强大小为E,方向竖直向上。质量为加、电荷量为+4的粒子从速度选择器左侧沿两

板中心线进入板间区域，恰好做直线运动。粒子从速度选择器飞出后，从PO边中点垂直PO边进入一个

直角三角形边界的匀强磁场，磁场方向垂纸面向外，磁感应强度为耳，ZPOQ=90°,ZOQP=3T,

PO的长度为L。不计粒子重力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

(1)速度选择器中匀强磁场的方向；

⑵带电粒子的速度大小；

(3)要使粒子从。。边飞出，求⑸的取值范围。

FmE2mE

【答案】（1）垂直纸面向外；⑵了;

IqBLqBL

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，不计粒子重力，恰好做直线运动，则有电场力与洛伦兹力等大，反向，即洛

伦兹力竖直向下，由左手定则可知，匀强磁场的方向为垂直纸面向外。

（2）由（1）分析可知

qE-qvB

解得

E

v=­

B

（3）根据题意可知，粒子进入直角三角形边界的匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有

v~

qvB】=m一

r

解得

mv

qB、

可知，当半径最小时，磁感应强度最大，当粒子从。点飞出时，半径最小，如图所示

由几何关系可得

L

~2

联立解得

2mE

-®lmax

qBL

当运动轨迹与PQ相切时，半径最大，磁感应强度最小，如图所示

sin53=—

r-\——

2

解得

r=2L

则有

B=匹

lmm2qBL

要使粒子从。。边飞出，耳的取值范围

mE八2mE

-------<B<——

2qBLXqBL

18.如图，有两平行光滑金