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2021-2022学年宁夏银川市第二中学高二下学期第一次月考物理试题 （解析版）
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这是一份2021-2022学年宁夏银川市第二中学高二下学期第一次月考物理试题 （解析版），共24页。试卷主要包含了 中国散裂中子源，5MeVB， 图中的手机正在进行无线充电等内容，欢迎下载使用。
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银川二中2021-2022学年第二学期高二年级月考一
物 理 试 题
注意事项：
1. 本试卷共25小题，满分110分。考试时间为100分钟。
2. 答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后，交回答题卡。
一、选择题：本题共20小题，第1-15题每小题3分，第16-20题每小题4分，共65分。在每小题给出的四个选项中，第1～15题只有一项符合题目要求，第16～20题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子按发现顺序从先到后正确的是（ ）
A. 夸克、原子核、质子、原子 B. 夸克、质子、原子核、原子
C. 原子、原子核、质子、夸克 D. 质子、原子核、原子、夸克
【答案】C
【解析】
【详解】人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子发现顺序从先到后是：原子、原子核、质子、夸克。
故选C。
2. 十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及的物理知识说法正确的是（ ）
A. 图1是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，爱因斯坦首次提出了“能量子”概念
B. 图2为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，则验电器带负电
C. 图3是氢原子能级图，氢原子的发射光谱为连续谱
D. 图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线在三种射线中电离能力最强
【答案】D
【解析】
【详解】A．图1是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，普朗克首次提出了“能量子”概念，A错误；
B．图2为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，表明发生了光电效应，锌板逸出电子，则验电器带正电，B错误；
C．图3是氢原子能级图，氢原子的发射光谱是明线光谱，C错误；
D．图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线向电场方向偏转，一定带正电，是α射线，在三种射线中电离能力最强，D正确。
故选D。
3. 中国散裂中子源（简称CSNS）我国自主研发建造的研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置，下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A. 查德威克首先用α粒子轰击N，生成O，并打出了中子
B. 中子流、X射线、β射线、γ射线都是原子核受激发而产生的
C. 核电站一般通过石墨棒吸收中子数目来控制核反应剧烈程度
D. U经过4次α衰变， 2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了10个
【答案】D
【解析】
【详解】A．用α粒子轰击N，生成O，核反应方程为
并打出了质子，不是中子，A错误；
B．X射线是原子的外层电子受激发而产生的，B错误；
C．核电站一般通过镉棒吸收中子数目来控制核反应剧烈程度，C错误；
D．根据核反应方程
中子数之差为
D正确。
故选D。
4. 2021年考古学家利用技术进一步证实了中国历史上商代的存在。已知的半衰期为8267年，其衰变方程为，下列判断正确的是（ ）
A. 的比结合能一定大于
B. 四个经过8267年一定还剩余两个
C. β衰变的本质是核内一个质子转化成了一个中子和一个电子
D. 生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据衰变规律，衰变后的产物更稳定，所以的比结合能一定大于，A正确；
B．四个经过8267年不一定剩余两个，因为半衰期是统计规律，B错误；
C．β衰变的本质是核内一个中子转化成了一个质子和一个电子，C错误；
D．生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期和单质14C的半衰期一样长，因为只要是同一种元素，无论是以化合物形式存在还是以单质的形式存在，其半衰期是相同的，D错误。
故选A。
5. 用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，生成两个动能均为8.919MeV的粒子（），其核反应方程式为：。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，粒子的质量为4.00260u，1u相当于931MeV。若核反应释放的能量全部转化为粒子的动能，则入射质子的动能约为（ ）
A. 0.5MeV B. 8.4MeV C. 8.9MeV D. 17.3MeV
【答案】A
【解析】
【详解】该反应放出能量
入射质子的动能
故选A。
6. 图中的手机正在进行无线充电。充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机内产生感应电流，从而实现无线充电的功能。这种充电方式利用的原理是（ ）
A. 静电屏蔽 B. 电荷守恒
C. 电磁感应 D. 尖端放电
【答案】C
【解析】
【详解】充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机中的受电线圈感应出电流，故手机无线充电利用的原理是电磁感应。
故选C。
7. 如图所示，两个线圈套在同一铁芯上，左侧线圈与导轨相连接，导体棒可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（ ）
A. 棒匀速向右滑，点电势高
B. 棒匀加速右滑，点电势高
C. 棒匀减速右滑，点电势高
D. 棒匀加速向左滑，点电势高
【答案】B
【解析】
【详解】A．ab棒匀速向右滑时，产生的感应电流是恒定的，穿过右侧线圈的磁通量无变化，cd中没有电流流过，故A错误；
B．ab棒匀加速右滑时，左线圈中向下的磁场增加，右线圈向上的磁场增加，感应电流产生向下的磁场，电流从d通过电灯到c，d点电势高，故B正确；
C．ab棒匀减速右滑，左线圈中向下的磁场减弱，右线圈向上的磁场减弱，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故C错误；
D．ab棒匀加速左滑，左线圈中向上的磁场增加，右线圈向下的磁场增加，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，则磁铁（ ）
A. 在A、E两点所处的高度相等
B. 从A到D的过程中，圆环对桌面压力小于圆环重力
C. 从C到D的过程，从上往下看圆环中产生逆时针方向的电流
D. 从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．磁铁在摆动的过程中，使圆环的磁通量发生变化，圆环内产生感应电流，感应电流在圆环内产生热量，损失磁铁的机械能，磁铁的振幅将减小，所以E点一定比A点低，A错误；
B．根据来拒去留，从A到D的过程中，磁铁和圆环相互排斥，圆环对桌面压力大于圆环重力，B错误；
C．从C到D的过程，根据楞次定律，从上往下看圆环中产生顺时针方向的电流，C错误；
D．磁铁从A到D的过程中，磁铁和圆环相互排斥，圆环受到的静摩擦力水平向右；磁铁从D到E的过程中，磁铁和圆环相互吸引，圆环受到的静摩擦力水平向右，D正确。
故选D。
9. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长，则下列说法错误的是（ ）
A. 在到时间内，金属框中的感应电动势为
B. 在时，金属框边受到的安培力的大小为
C. 在时，金属框边受到的安培力的方向垂直于向右
D. 在到时间内，金属框中电流的电功率为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律
金属框的面积不变，磁场的磁感应强度变化，故
解得
故A正确；
B．感应电流为
在时，受到的安培力为
故B正确；
C．根据楞次定律，感应电流阻碍磁通量的变化，磁通量随磁感应强度的减小，线框有扩大的趋势，故受到的安培力水平向左，故C错误；
D．电功率为
故D正确；
故选C。
10. 如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示关系的图象中，大致正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】从t=0开始，线框的位移从0到l，导线框切割磁感线的有效长度线性增加，感应电流也线性增加；线框的位移从l到2l，线框完全进入磁场，无感应电流；线框的位移从2l到3l，导线框切割磁感线的有效长度线性减少，感应电流也线性减小，故D正确，ABC错误。
故选D。
11. 如图（甲）所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。t＝0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律如图（乙）所示，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图乙可得速度随时间变化规律的数学表达式为
当导体棒向右运动时，由右手定则可知回路中产生逆时针方向的感应电流，二极管导通，由电磁感应定律，则得金属棒两端电压为
（0≤t≤）
当导体棒向左运动时，由右手定则可知金属棒a端电势低于b端电势，二极管截止，由电磁感应定律，则得金属棒两端电压为
（≤t≤T）
由以上分析可知A正确，BCD错误。
故选A。
12. 如图所示为一交流电通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦式交流电电流的一部分），则下列说法正确的是（ ）
A. 这是一种交变电流
B. 电流的变化周期为0.03s
C. 电流通过100的电阻时，电功率为300W
D. 电流通过100的电阻时，电功率为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由图像可知，电流大小变化，但方向没有变化，因此这是直流电，故A错误；
B．由图像可知，电流变化的周期为0.15s，故B错误；
CD．根据电流有效值的定义可得
解得
电流通过100的电阻时，电功率为
故D正确，C错误。
故选D。
13. 某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在R上得到直流成分，应在如图所示电路中的A、B两处连接合适的元件。合理的连接方式是（ ）
A. A、B处均接电感
B. A、B处均接电容
C. A处接电感，B处接电容
D. A处接电容，B处接电感
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知，电感线圈能通直流和低频交流电，阻挡住高频交流电；电容器能使低频交流电通过，直流电不能通过；而题中需要在R上得到直流成分，应在A处接电感，B处接电容，从而使直流通过R，符合要求。
故选C。
14. 如图1所示的电路中，阻值为的线框水平放置，线框所在区域内存在垂直线框的磁场（未画出），磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，电压表为理想电表，定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，忽略导线的电阻。则（ ）
A. 时刻，线框中产生的感应电动势为0
B. 线框中产生的感应电动势的最大值为5V
C. 一个周期内定值电阻上产生的热量为0.02J
D. 当电阻箱的阻值为2时线框的输出功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图2所示，在时刻，磁感应强度变化率最大，所以磁通量变化率最大，则线框中产生的感应电动势最大，故选项A错误。
B．定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，而线框电阻，因为电流读的是外电压的有效值，根据闭合电路的欧姆定律，感应电动势的有效值有
解得
则感应电动势的最大值为，故选项B错误。
C．因电动势的有效值为5V，根据交变电流的热效应和有效值的定义，一个周期内定值电阻上产生的热量为
故选项C正确。
D．根据闭合电路的欧姆定律可知，当电源的内阻与外电阻相等时，电源的输出功率为最大；所以当电阻箱的阻值为0时，定值电阻与线框电阻同为，此时线框的输出功率最大。故D错误。
故选C。
15. 如图所示，半径分别为2d和d的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O点，导轨右端接有阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d的金属棒AB搭在导轨的左端且处于水平状态，金属棒AB通过绝缘轻杆连在O点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O点转动，不计转轴处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB第一次转到竖直位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒转动过程中A点电势始终高于B点
B. 金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB两端的电压为
C. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
D. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】A．金属棒转动过程中，切割磁感线逆时针转动，根据右手定则，可以判断出A点电势始终低于B点，A错误；
B．金属棒第一次转到竖直位置时，转动的角速度为，则电动势
此时AB两端的电压为路端电压，则有
B错误；
C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
C正确；
D．根据能量守恒可知，减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热和金属棒的动能之和，故D错误。
故选C。
16. 1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的粒子散射实验。粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进
B. 使粒子发生明显偏转的力是原子核对粒子的静电斥力
C. 根据粒子散射实验不能估算原子核的大小
D. 选择铝箔做实验的效果会更好
【答案】AB
【解析】
【详解】A．粒子散射实验现象：绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，故选项A正确。
B．造成粒子散射角度大的原因是受到金箔原子核的斥力比较大，故选项B正确。
C．根据粒子散射实验能估算原子核的大小，故选项C错误。
D．因为金的延展性极好，金箔可以碾展得极薄，这样在厚度方向上金原子的个数很少，单个原子对粒子的散射基本上不受到其他原子二次散射的干扰就可以直接被探测器探测到，反映的基本上就是a粒子单次散射的效果，所以选择金箔做实验的效果会更好，故选项D错误。
故选AB。
17. 已知氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子，当其向低能级跃迁过程中发出的光照射右侧电路阴极K的金属，只能测得1条电流随电压变化的图像如图所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子跃迁时可能发出3种频率的光
B. 光电管阴极金属的逸出功为12.09
C. 题述光电子可以使n=3能级的氢原子电离
D. 若第三张图中饱和光电流为，则1s内阴极K放出的光电子数目为个
【答案】AC
【解析】
【详解】A．一群处于能级氢原子，当其向低能级跃迁过程中可以由到、也可以由跃迁到、还可以由跃迁到，共计三种频率的光，故选项A正确。
B．一群处于能级的氢原子，当其向低能级跃迁过程中，能释放出最大频率的光子能量是由跃迁到时发出的，根据玻耳理论有
根据爱因斯坦光电效应方程，其逸出功等于
故选项B错误。
C．使n=3能级的氢原子电离所需能量，而光电子的最大初动能为，大于电离所需能量，所以选项C正确。
D．饱和光电流为，则1s内阴极K放出的光电子数目为
故选项D错误。
故选AC。
18. 关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ）
A. 变压器不能改变交流电的频率
B. 电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉内金属产生涡流使其自身熔化
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．变压器是根据电磁感应原理制成的，它不能改变交流电的频率，A正确；
B．电子感应加速器是利用变化的磁场产生电场，电场对电子进行加速，B错误；
C．真空冶炼炉的工作原理是交变电流产生变化的磁场，变化的磁场在炉内金属产生涡流使其自身熔化，C正确；
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框，铝框在转动的过程中磁通量发生变化，产生涡流，涡流能使铝框产生热量，消耗机械能，使铝框最终停止转动，所以铝框能起电磁阻尼的作用，D正确。
故选ACD。
19. 我国地域广阔，人口居住相对分散，特别是有些农村地区，人口稀少，村庄分布相距较远，为了节约农民的用电成本，有时两个（或多个）村庄共用一个变压器，将变电室（变压器）建立在几个村子之间，离每个村庄都有一段距离，如图所示，其中R表示从变压器到村庄（用户）的输电线电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 傍晚时分比深夜时段UMN较小，同一盏灯较暗
B. 傍晚时分和深夜时段UMN一样大，同一盏灯明暗相同
C. 傍晚时分和深夜时段UMN一样大，但同一盏灯在傍晚时分较暗
D. 若将村庄合并，将变压器移到村庄附近后，傍晚时分和深夜时段同一盏灯明暗的变化会明显减小
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．由变压器变压规律可知，UMN不变，但傍晚时分与深夜时段相比，傍晚时分负载较多，副线圈中电流变大，UR=IR变大，所以用户得到的电压（UMN－UR）减小，灯光较暗，故A、B错误，C正确；
D．将变压器移到村庄附近后，输电线电阻R明显减小，用户得到的电压U用与UMN接近，两个时段的电压相差不大，同一盏灯发光情况变化不会很明显，故D正确。
故选CD。
20. 如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场。磁场区域的左侧，一正方形线框由位置I以4.5m/s的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，线框经过位置II，当运动到位置III时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置II时的速度为v。则下列说法正确的是（ ）
A. q1=q2 B. q1=2q2 C. v=1.0m/s D. v=1.5m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据
可知，线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量q1=2q2，故A错误，B正确；
CD．线圈从开始进入到位置Ⅱ，由动量定理
即
同理线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，由动量定理
即
联立解得
选项C错误，D正确。
故选BD。
二、实验题：本题共2小题，共14分，根据要求作答。
21. (1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不需要用到的有___________；
实验次数
1
2
3
4
U1的理论值
1.00
1.50
2.00
2.50
U1/V
0.90
1.40
1.90
2.40
U2/V
2.00
3.01
4.02
5.02
(2)若在实验中用匝数N1=400和N2=800的变压器，对应的电压测量数据如上表所示，根据测量数据，下列说法正确的是___________。
A．N1一定是原线圈 B．N2一定是原线圈
【答案】 ①. AC ②. B
【解析】
【详解】(1)[1]A．变压器接直流电不能工作，所以不需要干电池，A符合题意；
B．探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，需要可拆变压器，B不符合题意；
C．变压器能改变电压，不需要滑动变阻器降压，所以不需要滑动变阻器，C符合题意；
D．需要多用电表测量电压，D不符合题意。
故选AC。
(2)[2]根据题意，如果是理想变压器，可以计算出U1的理论值如表中数据。因为实验中不是理想变压器，有电能损失，副线圈的实际电压一定小于理论值，所以N1一定是副线圈，则N2一定是原线圈。
故选B。
22. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻，实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤：
（ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作图线（U、I都用国际单位）；
（ⅳ）求出图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题：
（1）电压表最好选用______；电流表最好选用______。
A．电压表（0~3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
C．电流表（0~200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0~30mA，内阻约2Ω）
（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______；
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱
（3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝______，r＝______，代入数值可得E和r的测量值。
【答案】 ①. A ②. C ③. C ④. ka ⑤. k－R2
【解析】
【详解】（1）[1]电压表并联在电路中，故电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，因此应选内阻较大的电压表A；
[2]当滑动变阻器接入电阻最小时，通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为
因此，电流表选择C；
（2）[3]分析电路可知，滑片右移电压表示数变大，则说明滑动变阻器接入电路部分阻值增大。
A．两导线均接在金属柱的两端上，接入电阻为零，故A错误；
B．两导线接在电阻丝两端，接入电阻最大并保持不变，故B错误；
C．一导线接在金属杆左端，而另一导线接在电阻丝左端，则可以保证滑片右移时阻值增大，故C正确；
D．导线分别接右边上下接线柱，滑片右移时，接入电阻减小，故D错误；
故选C。
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
U＝E－I（r＋R2）
对比伏安特性曲线可知，图像的斜率为
k＝r＋R2
则内阻
r＝k－R2
令U＝0，则有
由题意可知，图像与横轴截距为a，则有
解得
E＝ka
【点睛】本题考查测量电源的电动势和内电阻实验中的仪表选择以及数据处理，要注意明确根据图像分析数据的方法，重点掌握图像中斜率和截距的意义。
三、计算题：本题共3小题，共31分。解答应写出必要的文字说明、原始方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。解题不规范，字迹潦草将扣分。
23. 某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是，输出电压是，升压变压器原、副线圈的匝数之比为，输电线的总电阻为，用户需要的电压为。求：
（1）输电线上损失的电压；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】（1）200V；（2）
【解析】
【详解】（1）升压变压器原线圈的电流为
输电电流
输电线损失的电压为
（2）升压变压器副线圈两端电压为
降压变压器原线圈两端电压为
降压变压器原、副线钱的匝数比为
24. 如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′相距L倾斜放置，与水平面的夹角为θ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离为d，板间固定有一带电微粒，质量为m，接入电阻与定值电阻相等（阻值均为R）的金属棒ab水平跨放在导轨上，金属棒ab的质量为M，下滑过程中与导轨接触良好，现将金属棒ab由静止释放，当金属棒的速度达到稳定时释放板间带电微粒，带电微粒恰好保持静止，不计金属导轨的电阻，重力加速度为g。
（1）求带电微粒带何种电荷及比荷值；
（2）求金属棒ab下滑稳定速度大小。
【答案】（1）负电，；（2）
【解析】
【详解】（1）根据右手定则可知金属棒下滑时产生的感应电流方向为b→a，所以M板带正电，而带电微粒所受电场力竖直向上，所以微粒带负电；
当金属棒的速度达到稳定时，设通过金属棒的电流为I，对金属棒根据平衡条件有
①
此时M、N之间的电压为
②
电场强度大小为
③
对微粒根据平衡条件有
④
联立①②③④解得
⑤
（2）设金属棒下滑的稳定速度大小为v，则速度稳定时金属棒产生的感应电动势为
⑥
联立①⑥解得
⑦
25. 如图所示，在水平面上固定有两平行长直导轨，右端接一电阻，导轨内有一方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场，磁场区域为曲线方程（x、y的单位均为m）与x轴所围的空间，其中。一质量、电阻、长度大于1m的金属棒垂直搁在导轨上并在水平拉力作用下从处以速度沿x轴正方向做匀速直线运动。棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，取。求：
（1）金属棒通过磁场过程中产生的最大感应电动势；
（2）金属棒通过磁场过程中，电阻R上产生的焦耳热Q；
（3）金属棒在磁场中运动的过程中水平拉力做的功W。
【答案】（1）；（2）0.8J；（3）2.6J
【解析】
【详解】（1）金属棒切割磁感线的最大长度为
金属棒ab中产生的感应电动势的最大值为
可得
（2）金属棒ab在磁场中切割磁感线产生的感应电动势的瞬时值为式中
其中，解得
可知感应电动势的有效值为
其中
金属棒ab在磁场中运动的时间为
其中
这段时间内回路中产生的总焦耳热为
解得
故电阻R上产生的焦耳热为
（3）由于金属棒垂直搁在导轨上并在水平拉力作用下从处以速度沿x轴正方向做匀速直线运动，故可得金属棒在磁场中运动的过程中水平拉力做的功W等于回路产生的焦耳热加上克服摩擦力做的功，则有
可得
W=2.6J
绝密★启用前
银川二中2021-2022学年第二学期高二年级月考一
物 理 试 题
注意事项：
1. 本试卷共25小题，满分110分。考试时间为100分钟。
2. 答案写在答题卡上的指定位置。考试结束后，交回答题卡。
一、选择题：本题共20小题，第1-15题每小题3分，第16-20题每小题4分，共65分。在每小题给出的四个选项中，第1～15题只有一项符合题目要求，第16～20题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子按发现顺序从先到后正确的是（ ）
A. 夸克、原子核、质子、原子 B. 夸克、质子、原子核、原子
C. 原子、原子核、质子、夸克 D. 质子、原子核、原子、夸克
【答案】C
【解析】
【详解】人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子发现顺序从先到后是：原子、原子核、质子、夸克。
故选C。
2. 十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及的物理知识说法正确的是（ ）
A. 图1是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，爱因斯坦首次提出了“能量子”概念
B. 图2为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，则验电器带负电
C. 图3是氢原子能级图，氢原子的发射光谱为连续谱
D. 图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线在三种射线中电离能力最强
【答案】D
【解析】
【详解】A．图1是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，普朗克首次提出了“能量子”概念，A错误；
B．图2为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，表明发生了光电效应，锌板逸出电子，则验电器带正电，B错误；
C．图3是氢原子能级图，氢原子的发射光谱是明线光谱，C错误；
D．图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线向电场方向偏转，一定带正电，是α射线，在三种射线中电离能力最强，D正确。
故选D。
3. 中国散裂中子源（简称CSNS）我国自主研发建造的研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置，下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A. 查德威克首先用α粒子轰击N，生成O，并打出了中子
B. 中子流、X射线、β射线、γ射线都是原子核受激发而产生的
C. 核电站一般通过石墨棒吸收中子数目来控制核反应剧烈程度
D. U经过4次α衰变， 2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了10个
【答案】D
【解析】
【详解】A．用α粒子轰击N，生成O，核反应方程为
并打出了质子，不是中子，A错误；
B．X射线是原子的外层电子受激发而产生的，B错误；
C．核电站一般通过镉棒吸收中子数目来控制核反应剧烈程度，C错误；
D．根据核反应方程
中子数之差为
D正确。
故选D。
4. 2021年考古学家利用技术进一步证实了中国历史上商代的存在。已知的半衰期为8267年，其衰变方程为，下列判断正确的是（ ）
A. 的比结合能一定大于
B. 四个经过8267年一定还剩余两个
C. β衰变的本质是核内一个质子转化成了一个中子和一个电子
D. 生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据衰变规律，衰变后的产物更稳定，所以的比结合能一定大于，A正确；
B．四个经过8267年不一定剩余两个，因为半衰期是统计规律，B错误；
C．β衰变的本质是核内一个中子转化成了一个质子和一个电子，C错误；
D．生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期和单质14C的半衰期一样长，因为只要是同一种元素，无论是以化合物形式存在还是以单质的形式存在，其半衰期是相同的，D错误。
故选A。
5. 用粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核，生成两个动能均为8.919MeV的粒子（），其核反应方程式为：。已知质子质量为1.007825u，锂原子核的质量为7.016004u，粒子的质量为4.00260u，1u相当于931MeV。若核反应释放的能量全部转化为粒子的动能，则入射质子的动能约为（ ）
A. 0.5MeV B. 8.4MeV C. 8.9MeV D. 17.3MeV
【答案】A
【解析】
【详解】该反应放出能量
入射质子的动能
故选A。
6. 图中的手机正在进行无线充电。充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机内产生感应电流，从而实现无线充电的功能。这种充电方式利用的原理是（ ）
A. 静电屏蔽 B. 电荷守恒
C. 电磁感应 D. 尖端放电
【答案】C
【解析】
【详解】充电底座接入的交变电流激发变化的磁场，使手机中的受电线圈感应出电流，故手机无线充电利用的原理是电磁感应。
故选C。
7. 如图所示，两个线圈套在同一铁芯上，左侧线圈与导轨相连接，导体棒可在导轨上滑动，磁场方向垂直纸面向里，以下说法正确的是（ ）
A. 棒匀速向右滑，点电势高
B. 棒匀加速右滑，点电势高
C. 棒匀减速右滑，点电势高
D. 棒匀加速向左滑，点电势高
【答案】B
【解析】
【详解】A．ab棒匀速向右滑时，产生的感应电流是恒定的，穿过右侧线圈的磁通量无变化，cd中没有电流流过，故A错误；
B．ab棒匀加速右滑时，左线圈中向下的磁场增加，右线圈向上的磁场增加，感应电流产生向下的磁场，电流从d通过电灯到c，d点电势高，故B正确；
C．ab棒匀减速右滑，左线圈中向下的磁场减弱，右线圈向上的磁场减弱，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故C错误；
D．ab棒匀加速左滑，左线圈中向上的磁场增加，右线圈向下的磁场增加，感应电流产生向上的磁场，电流从c通过电灯到d，c点电势高，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，用轻绳将一条形磁铁竖直悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低处D，再摆到左侧最高处E，圆环始终保持静止，则磁铁（ ）
A. 在A、E两点所处的高度相等
B. 从A到D的过程中，圆环对桌面压力小于圆环重力
C. 从C到D的过程，从上往下看圆环中产生逆时针方向的电流
D. 从A到D和从D到E的过程中，圆环受到摩擦力方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A．磁铁在摆动的过程中，使圆环的磁通量发生变化，圆环内产生感应电流，感应电流在圆环内产生热量，损失磁铁的机械能，磁铁的振幅将减小，所以E点一定比A点低，A错误；
B．根据来拒去留，从A到D的过程中，磁铁和圆环相互排斥，圆环对桌面压力大于圆环重力，B错误；
C．从C到D的过程，根据楞次定律，从上往下看圆环中产生顺时针方向的电流，C错误；
D．磁铁从A到D的过程中，磁铁和圆环相互排斥，圆环受到的静摩擦力水平向右；磁铁从D到E的过程中，磁铁和圆环相互吸引，圆环受到的静摩擦力水平向右，D正确。
故选D。
9. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长，则下列说法错误的是（ ）
A. 在到时间内，金属框中的感应电动势为
B. 在时，金属框边受到的安培力的大小为
C. 在时，金属框边受到的安培力的方向垂直于向右
D. 在到时间内，金属框中电流的电功率为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据法拉第电磁感应定律
金属框的面积不变，磁场的磁感应强度变化，故
解得
故A正确；
B．感应电流为
在时，受到的安培力为
故B正确；
C．根据楞次定律，感应电流阻碍磁通量的变化，磁通量随磁感应强度的减小，线框有扩大的趋势，故受到的安培力水平向左，故C错误；
D．电功率为
故D正确；
故选C。
10. 如图所示，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场。一个边长为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线。从开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域。用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示关系的图象中，大致正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】从t=0开始，线框的位移从0到l，导线框切割磁感线的有效长度线性增加，感应电流也线性增加；线框的位移从l到2l，线框完全进入磁场，无感应电流；线框的位移从2l到3l，导线框切割磁感线的有效长度线性减少，感应电流也线性减小，故D正确，ABC错误。
故选D。
11. 如图（甲）所示，匀强磁场中水平放置两足够长的光滑平行金属导轨，导轨的左侧接有阻值为R的电阻和理想二极管D（正向电阻为0，反向电阻无穷大）。t＝0时刻起阻值也为R的导体棒ab在外力作用下向右运动，其速度变化规律如图（乙）所示，运动过程中棒始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，不计导轨电阻，则金属棒两端电压Uab随时间t变化的关系图像可能正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【详解】由图乙可得速度随时间变化规律的数学表达式为
当导体棒向右运动时，由右手定则可知回路中产生逆时针方向的感应电流，二极管导通，由电磁感应定律，则得金属棒两端电压为
（0≤t≤）
当导体棒向左运动时，由右手定则可知金属棒a端电势低于b端电势，二极管截止，由电磁感应定律，则得金属棒两端电压为
（≤t≤T）
由以上分析可知A正确，BCD错误。
故选A。
12. 如图所示为一交流电通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦式交流电电流的一部分），则下列说法正确的是（ ）
A. 这是一种交变电流
B. 电流的变化周期为0.03s
C. 电流通过100的电阻时，电功率为300W
D. 电流通过100的电阻时，电功率为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由图像可知，电流大小变化，但方向没有变化，因此这是直流电，故A错误；
B．由图像可知，电流变化的周期为0.15s，故B错误；
CD．根据电流有效值的定义可得
解得
电流通过100的电阻时，电功率为
故D正确，C错误。
故选D。
13. 某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在R上得到直流成分，应在如图所示电路中的A、B两处连接合适的元件。合理的连接方式是（ ）
A. A、B处均接电感
B. A、B处均接电容
C. A处接电感，B处接电容
D. A处接电容，B处接电感
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知，电感线圈能通直流和低频交流电，阻挡住高频交流电；电容器能使低频交流电通过，直流电不能通过；而题中需要在R上得到直流成分，应在A处接电感，B处接电容，从而使直流通过R，符合要求。
故选C。
14. 如图1所示的电路中，阻值为的线框水平放置，线框所在区域内存在垂直线框的磁场（未画出），磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，电压表为理想电表，定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，忽略导线的电阻。则（ ）
A. 时刻，线框中产生的感应电动势为0
B. 线框中产生的感应电动势的最大值为5V
C. 一个周期内定值电阻上产生的热量为0.02J
D. 当电阻箱的阻值为2时线框的输出功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图2所示，在时刻，磁感应强度变化率最大，所以磁通量变化率最大，则线框中产生的感应电动势最大，故选项A错误。
B．定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，而线框电阻，因为电流读的是外电压的有效值，根据闭合电路的欧姆定律，感应电动势的有效值有
解得
则感应电动势的最大值为，故选项B错误。
C．因电动势的有效值为5V，根据交变电流的热效应和有效值的定义，一个周期内定值电阻上产生的热量为
故选项C正确。
D．根据闭合电路的欧姆定律可知，当电源的内阻与外电阻相等时，电源的输出功率为最大；所以当电阻箱的阻值为0时，定值电阻与线框电阻同为，此时线框的输出功率最大。故D错误。
故选C。
15. 如图所示，半径分别为2d和d的光滑半圆形圆弧导轨放在竖直面内，两圆弧圆心均在O点，导轨右端接有阻值为R的电阻。一质量为m、电阻为R、长为d的金属棒AB搭在导轨的左端且处于水平状态，金属棒AB通过绝缘轻杆连在O点的固定转轴上，两导轨间充满垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。将金属棒由静止释放，金属棒绕O点转动，不计转轴处摩擦，不计导轨电阻，金属棒转动过程中始终与导轨接触良好，当金属棒AB第一次转到竖直位置时，金属棒转动的角速度为ω，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒转动过程中A点电势始终高于B点
B. 金属棒第一次转到竖直位置时，金属棒AB两端的电压为
C. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
D. 从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，金属棒减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热
【答案】C
【解析】
【详解】A．金属棒转动过程中，切割磁感线逆时针转动，根据右手定则，可以判断出A点电势始终低于B点，A错误；
B．金属棒第一次转到竖直位置时，转动的角速度为，则电动势
此时AB两端的电压为路端电压，则有
B错误；
C．从静止开始到金属棒第一次转到竖直位置的过程中，通过电阻R的电量为
C正确；
D．根据能量守恒可知，减少的重力势能等于回路中产生的焦耳热和金属棒的动能之和，故D错误。
故选C。
16. 1909年卢瑟福指导他的学生做了著名的粒子散射实验。粒子轰击金箔的轨迹如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进
B. 使粒子发生明显偏转的力是原子核对粒子的静电斥力
C. 根据粒子散射实验不能估算原子核的大小
D. 选择铝箔做实验的效果会更好
【答案】AB
【解析】
【详解】A．粒子散射实验现象：绝大多数粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，故选项A正确。
B．造成粒子散射角度大的原因是受到金箔原子核的斥力比较大，故选项B正确。
C．根据粒子散射实验能估算原子核的大小，故选项C错误。
D．因为金的延展性极好，金箔可以碾展得极薄，这样在厚度方向上金原子的个数很少，单个原子对粒子的散射基本上不受到其他原子二次散射的干扰就可以直接被探测器探测到，反映的基本上就是a粒子单次散射的效果，所以选择金箔做实验的效果会更好，故选项D错误。
故选AB。
17. 已知氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子，当其向低能级跃迁过程中发出的光照射右侧电路阴极K的金属，只能测得1条电流随电压变化的图像如图所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子跃迁时可能发出3种频率的光
B. 光电管阴极金属的逸出功为12.09
C. 题述光电子可以使n=3能级的氢原子电离
D. 若第三张图中饱和光电流为，则1s内阴极K放出的光电子数目为个
【答案】AC
【解析】
【详解】A．一群处于能级氢原子，当其向低能级跃迁过程中可以由到、也可以由跃迁到、还可以由跃迁到，共计三种频率的光，故选项A正确。
B．一群处于能级的氢原子，当其向低能级跃迁过程中，能释放出最大频率的光子能量是由跃迁到时发出的，根据玻耳理论有
根据爱因斯坦光电效应方程，其逸出功等于
故选项B错误。
C．使n=3能级的氢原子电离所需能量，而光电子的最大初动能为，大于电离所需能量，所以选项C正确。
D．饱和光电流为，则1s内阴极K放出的光电子数目为
故选项D错误。
故选AC。
18. 关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ）
A. 变压器不能改变交流电的频率
B. 电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉内金属产生涡流使其自身熔化
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．变压器是根据电磁感应原理制成的，它不能改变交流电的频率，A正确；
B．电子感应加速器是利用变化的磁场产生电场，电场对电子进行加速，B错误；
C．真空冶炼炉的工作原理是交变电流产生变化的磁场，变化的磁场在炉内金属产生涡流使其自身熔化，C正确；
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框，铝框在转动的过程中磁通量发生变化，产生涡流，涡流能使铝框产生热量，消耗机械能，使铝框最终停止转动，所以铝框能起电磁阻尼的作用，D正确。
故选ACD。
19. 我国地域广阔，人口居住相对分散，特别是有些农村地区，人口稀少，村庄分布相距较远，为了节约农民的用电成本，有时两个（或多个）村庄共用一个变压器，将变电室（变压器）建立在几个村子之间，离每个村庄都有一段距离，如图所示，其中R表示从变压器到村庄（用户）的输电线电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 傍晚时分比深夜时段UMN较小，同一盏灯较暗
B. 傍晚时分和深夜时段UMN一样大，同一盏灯明暗相同
C. 傍晚时分和深夜时段UMN一样大，但同一盏灯在傍晚时分较暗
D. 若将村庄合并，将变压器移到村庄附近后，傍晚时分和深夜时段同一盏灯明暗的变化会明显减小
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．由变压器变压规律可知，UMN不变，但傍晚时分与深夜时段相比，傍晚时分负载较多，副线圈中电流变大，UR=IR变大，所以用户得到的电压（UMN－UR）减小，灯光较暗，故A、B错误，C正确；
D．将变压器移到村庄附近后，输电线电阻R明显减小，用户得到的电压U用与UMN接近，两个时段的电压相差不大，同一盏灯发光情况变化不会很明显，故D正确。
故选CD。
20. 如图所示，在光滑的水平面上有一方向竖直向下的有界匀强磁场。磁场区域的左侧，一正方形线框由位置I以4.5m/s的初速度垂直于磁场边界水平向右运动，线框经过位置II，当运动到位置III时速度恰为零，此时线框刚好有一半离开磁场区域。线框的边长小于磁场区域的宽度。若线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量分别为q1、q2，线框经过位置II时的速度为v。则下列说法正确的是（ ）
A. q1=q2 B. q1=2q2 C. v=1.0m/s D. v=1.5m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据
可知，线框进、出磁场的过程中通过线框横截面的电荷量q1=2q2，故A错误，B正确；
CD．线圈从开始进入到位置Ⅱ，由动量定理
即
同理线圈从位置Ⅱ到位置Ⅲ，由动量定理
即
联立解得
选项C错误，D正确。
故选BD。
二、实验题：本题共2小题，共14分，根据要求作答。
21. (1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不需要用到的有___________；
实验次数
1
2
3
4
U1的理论值
1.00
1.50
2.00
2.50
U1/V
0.90
1.40
1.90
2.40
U2/V
2.00
3.01
4.02
5.02
(2)若在实验中用匝数N1=400和N2=800的变压器，对应的电压测量数据如上表所示，根据测量数据，下列说法正确的是___________。
A．N1一定是原线圈 B．N2一定是原线圈
【答案】 ①. AC ②. B
【解析】
【详解】(1)[1]A．变压器接直流电不能工作，所以不需要干电池，A符合题意；
B．探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，需要可拆变压器，B不符合题意；
C．变压器能改变电压，不需要滑动变阻器降压，所以不需要滑动变阻器，C符合题意；
D．需要多用电表测量电压，D不符合题意。
故选AC。
(2)[2]根据题意，如果是理想变压器，可以计算出U1的理论值如表中数据。因为实验中不是理想变压器，有电能损失，副线圈的实际电压一定小于理论值，所以N1一定是副线圈，则N2一定是原线圈。
故选B。
22. 用如图所示电路测量电源的电动势和内阻，实验器材：待测电源（电动势约3V，内阻约2Ω），保护电阻R1（阻值10Ω）和R2（阻值5Ω），滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线若干。
实验主要步骤：
（ⅰ）将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；
（ⅱ）逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；
（ⅲ）以U为纵坐标，I为横坐标，作图线（U、I都用国际单位）；
（ⅳ）求出图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题：
（1）电压表最好选用______；电流表最好选用______。
A．电压表（0~3V，内阻约15kΩ） B．电压表（0~3V，内阻约3kΩ）
C．电流表（0~200mA，内阻约2Ω） D．电流表（0~30mA，内阻约2Ω）
（2）滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大，两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______；
A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱
（3）选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝______，r＝______，代入数值可得E和r的测量值。
【答案】 ①. A ②. C ③. C ④. ka ⑤. k－R2
【解析】
【详解】（1）[1]电压表并联在电路中，故电压表内阻越大，分流越小，误差也就越小，因此应选内阻较大的电压表A；
[2]当滑动变阻器接入电阻最小时，通过电流表电流最大，此时通过电流表电流大小约为
因此，电流表选择C；
（2）[3]分析电路可知，滑片右移电压表示数变大，则说明滑动变阻器接入电路部分阻值增大。
A．两导线均接在金属柱的两端上，接入电阻为零，故A错误；
B．两导线接在电阻丝两端，接入电阻最大并保持不变，故B错误；
C．一导线接在金属杆左端，而另一导线接在电阻丝左端，则可以保证滑片右移时阻值增大，故C正确；
D．导线分别接右边上下接线柱，滑片右移时，接入电阻减小，故D错误；
故选C。
（3）[4][5]由闭合电路欧姆定律可知
U＝E－I（r＋R2）
对比伏安特性曲线可知，图像的斜率为
k＝r＋R2
则内阻
r＝k－R2
令U＝0，则有
由题意可知，图像与横轴截距为a，则有
解得
E＝ka
【点睛】本题考查测量电源的电动势和内电阻实验中的仪表选择以及数据处理，要注意明确根据图像分析数据的方法，重点掌握图像中斜率和截距的意义。
三、计算题：本题共3小题，共31分。解答应写出必要的文字说明、原始方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。解题不规范，字迹潦草将扣分。
23. 某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是，输出电压是，升压变压器原、副线圈的匝数之比为，输电线的总电阻为，用户需要的电压为。求：
（1）输电线上损失的电压；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】（1）200V；（2）
【解析】
【详解】（1）升压变压器原线圈的电流为
输电电流
输电线损失的电压为
（2）升压变压器副线圈两端电压为
降压变压器原线圈两端电压为
降压变压器原、副线钱的匝数比为
24. 如图所示，两根足够长光滑平行金属导轨PP′、QQ′相距L倾斜放置，与水平面的夹角为θ，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为B，导轨的上端与水平放置的两金属板M、N相连，板间距离为d，板间固定有一带电微粒，质量为m，接入电阻与定值电阻相等（阻值均为R）的金属棒ab水平跨放在导轨上，金属棒ab的质量为M，下滑过程中与导轨接触良好，现将金属棒ab由静止释放，当金属棒的速度达到稳定时释放板间带电微粒，带电微粒恰好保持静止，不计金属导轨的电阻，重力加速度为g。
（1）求带电微粒带何种电荷及比荷值；
（2）求金属棒ab下滑稳定速度大小。
【答案】（1）负电，；（2）
【解析】
【详解】（1）根据右手定则可知金属棒下滑时产生的感应电流方向为b→a，所以M板带正电，而带电微粒所受电场力竖直向上，所以微粒带负电；
当金属棒的速度达到稳定时，设通过金属棒的电流为I，对金属棒根据平衡条件有
①
此时M、N之间的电压为
②
电场强度大小为
③
对微粒根据平衡条件有
④
联立①②③④解得
⑤
（2）设金属棒下滑的稳定速度大小为v，则速度稳定时金属棒产生的感应电动势为
⑥
联立①⑥解得
⑦
25. 如图所示，在水平面上固定有两平行长直导轨，右端接一电阻，导轨内有一方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场，磁场区域为曲线方程（x、y的单位均为m）与x轴所围的空间，其中。一质量、电阻、长度大于1m的金属棒垂直搁在导轨上并在水平拉力作用下从处以速度沿x轴正方向做匀速直线运动。棒与导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，取。求：
（1）金属棒通过磁场过程中产生的最大感应电动势；
（2）金属棒通过磁场过程中，电阻R上产生的焦耳热Q；
（3）金属棒在磁场中运动的过程中水平拉力做的功W。
【答案】（1）；（2）0.8J；（3）2.6J
【解析】
【详解】（1）金属棒切割磁感线的最大长度为
金属棒ab中产生的感应电动势的最大值为
可得
（2）金属棒ab在磁场中切割磁感线产生的感应电动势的瞬时值为式中
其中，解得
可知感应电动势的有效值为
其中
金属棒ab在磁场中运动的时间为
其中
这段时间内回路中产生的总焦耳热为
解得
故电阻R上产生的焦耳热为
（3）由于金属棒垂直搁在导轨上并在水平拉力作用下从处以速度沿x轴正方向做匀速直线运动，故可得金属棒在磁场中运动的过程中水平拉力做的功W等于回路产生的焦耳热加上克服摩擦力做的功，则有
可得
W=2.6J
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