河南省新未来2024-2025学年高二（上）期末物理试卷

这是一份河南省新未来2024-2025学年高二（上）期末物理试卷，共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A．变化的磁场只能在其周围的闭合线圈中产生电场
B．只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场
C．变化的磁场与变化的电场沿同一方向，且与电磁波的传播方向垂直
D．电磁波是横波，而且是一种真正的物质
2．（4分）如图所示为两闭合线圈A、B，其半径分别为2m、1m，垂直纸面向里、磁感应强度大小为1T的匀强磁场只分布在B线圈内（ ）
A．A中磁通量大小为4πWb
B．B中磁通量大小为4πWb
C．若磁场随时间均匀增强，A有扩张的趋势
D．若磁场随时间均匀减弱，B中有顺时针方向的感应电流
3．（4分）当湿敏电阻RH周围的空气湿度升高时，其电阻率变大。某同学利用湿敏电阻RH设计如图所示的电路来监测空气湿度变化，其中R0是定值电阻。闭合开关，电压表示数为U，示数变化量为ΔU，示数变化量为ΔI，电源电动势E和内阻r恒定，以下说法正确的是（ ）
A．U减小，I增大B．增大
C．电源总功率减小D．电源效率减小
4．（4分）如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）ab随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
5．（4分）如图所示为远距离输电示意图，现将输送电压U2由22kV升级为220kV，在保持发电站输出电压U1，发电站输送的总电功率、输电线电阻R线、用户得到的电压U4均不变的情况下，则（ ）
A．升压变压器原、副线圈匝数比变为原来的
B．输电线上损失的电压ΔU变为原来的
C．输电线损失的功率变为原来的
D．降压变压器原、副线圈匝数比变为原来的10倍
6．（4分）在光滑水平桌面上将长为的软导线两端固定，固定点的距离为L，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力大小为（ ）
A．2πBILB．2BILC．πBILD．BIL
7．（4分）在绝缘光滑水平面上以向右为正方向建立直线坐标轴x轴，O点为坐标原点，A点坐标为﹣2m，如图甲所示。周围空间存在电场，A、B两点间的电势变化如图乙所示，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m、电荷量为q的带负电粒子以初速度v0从A点向右射出，沿直线运动到B点，关于这一运动过程（忽略负电粒子形成的电场的影响）（ ）
A．带电粒子由A点运动到O点的过程中加速度越来越小
B．带电粒子分别处于﹣2m和2m时，电场力大小相等
C．带电粒子在B点速度大于v0
D．带电粒子在AO段的平均速度小于在OB段的平均速度
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）如图所示，某同学将一内阻Rg＝20Ω，满偏电流Ig＝200mA的表头，改装成双量程电流表。电流从A端流入，电流表有0～0.6A和0～3A两个量程。下列说法正确的是（ ）
A．接A、B接线柱时，电表量程为0～0.6A
B．接A、C接线柱时，电表量程为0～0.6A
C．电阻R2的阻值是R1的4倍
D．电阻R2的阻值是R1的2倍
（多选）9．（6分）风力发电是一种绿色清洁能源。其发电原理可简化如图甲所示，风轮转动带动内部的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻为10Ω，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t＝0.005s时穿过线圈的磁通量最大
B．t＝0.01s时穿过线圈的磁通量变化率最大
C．灯泡两端的电压有效值为9V
D．每秒内电流方向改变100次
（多选）10．（6分）如图所示为用导线围成半径为L的半圆弧，一阻值为R的定值电阻用导线连接在圆心和半圆弧的左端，长度为L的导体棒一端用铰链固定在圆心O点，导体棒的电阻值为R，忽略导线的电阻值，磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率绝对值为（未知）0不变，导体棒绕O点以恒定的角速度ω逆时针转动，两次流过定值电阻的电流相同。导体棒始终保持与圆弧有良好的接触。则下列说法正确的是（ ）
A．第一次，磁场随时间均匀地减弱
B．＝
C．导体棒转过90°的过程中，流过定值电阻的电荷量为
D．导体棒转过90°的过程中，定值电阻上产生的焦耳热为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域。在电动自行车中有多处用了霍尔元件，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和助力等。实验表明，当磁场不太强时，式中的比例系数K（未知）称为霍尔系数，如图乙所示。已知金属板电流是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，金属板单位体积中电子的个数为n，磁感应强度为B，长度为c。回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，金属板前表面的电势 （填“高于”“低于”或“等于”）后表面的电势。
（2）金属板前后两面之间的电势差（霍尔电压）U的大小为 。
（3）霍尔系数K＝ 。
12．（10分）某同学为探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）G、小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；开关S；导线若干。
实验时，先按图（a）连接好电路，记录电压表的示数U，获得多组数据如表：
回答下列问题：
（1）光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG＝ （用E、r、R、U表示）。
（2）依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而 （填“增大”或“减小”）。
（3）该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，小灯泡变亮；反之变暗”的功能（b）所示电路，则电路中 （填“R1”或“R2”）为光敏电阻，另一个为定值电阻。
（4）如图（c）所示为工厂流水生产线上利用光敏电阻特性，信号处理系统自动计数的示意图1为光敏电阻，R2为定值电阻，那么当有光照射R1时，信号处理系统获得 （填“高电压”或“低电压”），信号处理系统每获得一次 （填“高电压”或“低电压”）就记数一次。
13．（10分）如图所示，电源的电动势E＝10V保持不变，内阻r＝2Ω1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为5Ω。
（1）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，电阻R1消耗的功率最大？最大值为多少？
（2）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大值为多少？
（3）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
14．（12分）如图所示，光滑的绝缘斜面倾角为θ＝30°，水平虚线以上斜面区域存在竖直向上的匀强磁场T，边长为L＝0.8m、质量为m＝1kg、电阻值为R＝Ω的线框abcd放在虚线下侧的斜面上，现对线框施加沿斜面向上的恒力F＝9N使其由静止开始运动，经过一段时间线框刚好以匀速开始进入磁场，重力加速度为g＝10m/s2，整个过程线框没有发生转动。求：
（1）线框出发瞬间cd边到虚线的间距；
（2）线框从开始运动到ab边与虚线重合的时间以及该过程流过线框某一横截面的电荷量。
15．（16分）如图所示，在光滑绝缘水平桌面内的xOy坐标系的第二象限内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1T，第三象限内存在水平向右的匀强电场，电场强度大小均为E＝2V/m。在直线y＝1m（图中虚线）（图中未画出）处无初速度地释放一质量m＝4×10﹣6kg、电荷量q＝1.6×10﹣5C的带正电的粒子，粒子经电场加速后沿x轴负方向进入第二象限，并垂直x轴通过N（﹣1，0）
（1）粒子进入第二象限时的速度大小；
（2）粒子从M点释放后至第二次运动到y轴的总时间（计算结果保留π）；
（3）若改变粒子在直线y＝1m上的释放位置，要求粒子垂直经过x轴，则粒子释放处到y轴的距离应满足的条件。
2024-2025学年河南省新未来高二（上）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．（4分）关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ ）
A．变化的磁场只能在其周围的闭合线圈中产生电场
B．只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场
C．变化的磁场与变化的电场沿同一方向，且与电磁波的传播方向垂直
D．电磁波是横波，而且是一种真正的物质
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论和电磁波特点分析。
【解答】解：AB、变化的磁场产生电场。不需要闭合线圈与电容器，这种现象可以在真空中发生；
C、变化的磁场与变化的电场互相垂直，故C错误；
D、电磁波是横波，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了麦克斯韦的电磁场理论。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
2．（4分）如图所示为两闭合线圈A、B，其半径分别为2m、1m，垂直纸面向里、磁感应强度大小为1T的匀强磁场只分布在B线圈内（ ）
A．A中磁通量大小为4πWb
B．B中磁通量大小为4πWb
C．若磁场随时间均匀增强，A有扩张的趋势
D．若磁场随时间均匀减弱，B中有顺时针方向的感应电流
【分析】根据磁通量的计算公式求解磁通量的大小；根据楞次定律判断电流方向，根据“同向电流相互吸引”判断A的受力情况。
【解答】解：AB、根据磁通量的计算公式可知A和B中的磁通量大小相等2Wb＝πWb，故AB错误；
C、若磁场随时间均匀增强，根据“同向电流相互吸引”可知，故C错误；
D、若磁场随时间均匀减弱，故D正确。
故选：D。
【点评】根据楞次定律判断感应电流的方向的一般步骤是：确定原磁场的方向→原磁场的变化→引起感应电流的磁场的变化→楞次定律→感应电流的方向。
3．（4分）当湿敏电阻RH周围的空气湿度升高时，其电阻率变大。某同学利用湿敏电阻RH设计如图所示的电路来监测空气湿度变化，其中R0是定值电阻。闭合开关，电压表示数为U，示数变化量为ΔU，示数变化量为ΔI，电源电动势E和内阻r恒定，以下说法正确的是（ ）
A．U减小，I增大B．增大
C．电源总功率减小D．电源效率减小
【分析】闭合开关，根据空气湿度的变化，分析湿敏电阻RH的电阻率的变化，判断RH阻值的变化，由闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化以及路端电压的变化，再分析电压表示数的变化。根据闭合电路欧姆定律分析的变化。由P＝EI分析电源总功率的变化。分析路端电压的变化判断电源效率的变化。
【解答】解：A、依题意可知，RH的电阻率增大，RH的阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知。由U＝E﹣I（R0+r）知，U增大；
B、由U＝E﹣I（R0+r）知，＝R3+r，不变；
C、电源总功率为P＝EI，I减小，故C正确；
D、电源的效率为η＝×100%，内电压减小外增大，电源效率增大。
故选：C。
【点评】本题实质上是电路动态分析问题，要抓住湿敏电阻RH的电阻率与空气湿度的关系，结合闭合电路欧姆定律进行分析。
4．（4分）如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）ab随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据电容器两端电势差的变化情况，判断电容器带电量的变化，再根据电容器的充放电与线圈自感应电动势，来确定电流的变化，从而即可求解。
【解答】解：ABC．因为L为一电阻可忽略的线圈，电容器带电量为零，电容器开始充电，即负方向的电场强度逐渐增加ab逐渐增大，且为负方向，BC错误；
D．断开S后，电容器开始充电，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了L﹣C振荡电路，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化，电流、电量的变化。
5．（4分）如图所示为远距离输电示意图，现将输送电压U2由22kV升级为220kV，在保持发电站输出电压U1，发电站输送的总电功率、输电线电阻R线、用户得到的电压U4均不变的情况下，则（ ）
A．升压变压器原、副线圈匝数比变为原来的
B．输电线上损失的电压ΔU变为原来的
C．输电线损失的功率变为原来的
D．降压变压器原、副线圈匝数比变为原来的10倍
【分析】根据变压规律计算；根据P＝UI计算出输电线上电流的变化，然后根据ΔU＝IR线分析损失的电压，根据P损＝I2R线分析损失功率的变化；分别写出两种情况下降压变压器的输入电压表达式，然后根据变压比分析。
【解答】解：A、原来升压变压器原＝k＝k'，即变为原来的；
B、根据I＝，升级后的输送电流变为原来的线可知，输电线上损失的电压ΔU变为原来的；
C、根据P损＝I2R线可知，输电线上损失的功率变为原来的；
D、原来的降压变压器原，升级后原，由上面的分析可知I’＝I，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了远距离输电中的动态分析，掌握变压规律和输电线中电流的计算方法是解题的基础。
6．（4分）在光滑水平桌面上将长为的软导线两端固定，固定点的距离为L，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导线中的张力大小为（ ）
A．2πBILB．2BILC．πBILD．BIL
【分析】由安培力公式的适用条件，结合题意，即可知有效长度的大小、安培力大小；由几何关系，可知导线中的张力与安培力的大小关系，从而计算张力大小。
【解答】解：由安培力公式中L为有效长度的大小，结合题意L，则安培力大小为：；
由几何关系，可知导线中的张力与安培力的大小满足：，故ABC错误。
故选：D。
【点评】本题考查安培力作用下的平衡，关键是根据几何关系，得到张力与安培力的关系。
7．（4分）在绝缘光滑水平面上以向右为正方向建立直线坐标轴x轴，O点为坐标原点，A点坐标为﹣2m，如图甲所示。周围空间存在电场，A、B两点间的电势变化如图乙所示，右侧图线为一条倾斜线段。现把一质量为m、电荷量为q的带负电粒子以初速度v0从A点向右射出，沿直线运动到B点，关于这一运动过程（忽略负电粒子形成的电场的影响）（ ）
A．带电粒子由A点运动到O点的过程中加速度越来越小
B．带电粒子分别处于﹣2m和2m时，电场力大小相等
C．带电粒子在B点速度大于v0
D．带电粒子在AO段的平均速度小于在OB段的平均速度
【分析】A.φ﹣x图像的斜率表示场强，其中斜率的大小表示该点场强的大小，据此分析判断；
B.φ﹣x图像的斜率表示场强，其中斜率的大小表示该点场强的大小，据此分析判断；
C.AO段与BO段电势差相等，根据功能关系，即可分析判断；
D.结合前面分析可得，粒子在AB间运动的v﹣t图像，再根据位移、时间、平均速度的关系，即可分析判断。
【解答】解：A.φ﹣x图像的斜率表示场强，其中斜率的大小表示该点场强的大小，A到O斜率越来越小，则加速度越来越小；
B.φ﹣x图像的斜率表示场强，其中斜率的大小表示该点场强的大小，﹣2m和2m处，则电场强度大小不相等，电场力大小不相等；
C.AO段与BO段电势差相等，电场力做功大小相等，OB段电场力对电荷做负功4，故C错误；
D.结合前面分析可得，粒子在AB间运动的v﹣t图像如下：
因为AO段与OB段的位移相等，所以两段图线与坐标轴围成面积相等，则粒子在AO段的平均速度大于在OB段的平均速度；
故选：A。
【点评】本题主要考查对φ﹣x图像的掌握，解题时需注意，φ﹣x图像的斜率表示场强，其中斜率的大小表示该点场强的大小、斜率的正负可以确定电场强度的方向。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）8．（6分）如图所示，某同学将一内阻Rg＝20Ω，满偏电流Ig＝200mA的表头，改装成双量程电流表。电流从A端流入，电流表有0～0.6A和0～3A两个量程。下列说法正确的是（ ）
A．接A、B接线柱时，电表量程为0～0.6A
B．接A、C接线柱时，电表量程为0～0.6A
C．电阻R2的阻值是R1的4倍
D．电阻R2的阻值是R1的2倍
【分析】根据串并联电路的电流、电压和电阻的特点分别写出两个量程的表达式，根据表达式分析计算即可。
【解答】解：AB、接A，电表的量程为I＝、C接线柱时，所以I＞I'、B接线柱时；接A，电表的量程为0～3.6A，B正确；
CD、把I＝3A和I'＝1＝2Ω，R7＝8Ω，即电阻R2的阻值是R5的4倍，故C正确。
故选：BC。
【点评】掌握串并联电路的电流、电压和电阻的特点是解题的基础。
（多选）9．（6分）风力发电是一种绿色清洁能源。其发电原理可简化如图甲所示，风轮转动带动内部的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，发电机线圈内阻为10Ω，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t＝0.005s时穿过线圈的磁通量最大
B．t＝0.01s时穿过线圈的磁通量变化率最大
C．灯泡两端的电压有效值为9V
D．每秒内电流方向改变100次
【分析】根据磁通量与感应电动势的变化关系判断；根据图像可以知道交流电的最大值和交流电的周期，根据最大值和有效值的关系即可求得交流电的有效值、频率以及每秒内电流方向改变次数。
【解答】解：A、由图可知，则此时穿过副线圈平面的磁通量的变化率最大，故A错误；
B、由图可知，则此时穿过副线圈平面的磁通量的变化率为零；
C、由图可知变压器原线圈的电压的最大值为20VV
灯泡两端的电压有效值为：V＝V；
D、由题图可知交流电的周期T＝4×10﹣2s，故频率f＝，所以每秒内电流方向改变100次。
故选：CD。
【点评】解决本题的关键是交流电的瞬时值表达式的求解，根据瞬时值表达式来分析磁通量的变化的情况。
（多选）10．（6分）如图所示为用导线围成半径为L的半圆弧，一阻值为R的定值电阻用导线连接在圆心和半圆弧的左端，长度为L的导体棒一端用铰链固定在圆心O点，导体棒的电阻值为R，忽略导线的电阻值，磁场随时间均匀变化，磁感应强度的变化率绝对值为（未知）0不变，导体棒绕O点以恒定的角速度ω逆时针转动，两次流过定值电阻的电流相同。导体棒始终保持与圆弧有良好的接触。则下列说法正确的是（ ）
A．第一次，磁场随时间均匀地减弱
B．＝
C．导体棒转过90°的过程中，流过定值电阻的电荷量为
D．导体棒转过90°的过程中，定值电阻上产生的焦耳热为
【分析】先利用右手定则判断第二次流过定值电阻的电流方向，再利用楞次定律判断第一次磁场随时间的变化情况；第二次：根据E＝B0L求出导体棒产生的感应电动势，再根据法拉第电磁感应定律求出；根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电荷量与电流的关系求流过定值电阻的电荷量；根据焦耳定律计算定值电阻上产生的焦耳热。
【解答】解：A、第二次：根据右手定则判断可知。第一次：根据安培定则可知，与原磁场方向相反，磁场随时间均匀地增强；
B、第二次：导体棒产生的感应电动势为E＝B0L＝B0L＝
因两次流过定值电阻的电流相同，所以两次产生的感应电动势相等•
联立解得＝，故B正确；
C、导体棒转过90°的过程中Δt＝＝＝＝；
D、导体棒转过90°的过程中）2R•＝，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题是感生电动势和动生电动势比较的问题，要掌握转动切割感应电动势表达式E＝，熟练运用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和电荷量与电流的关系求电荷量，能掌握电荷量经验表达式q＝。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）霍尔元件广泛应用于测量和自动控制等领域。在电动自行车中有多处用了霍尔元件，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和助力等。实验表明，当磁场不太强时，式中的比例系数K（未知）称为霍尔系数，如图乙所示。已知金属板电流是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，金属板单位体积中电子的个数为n，磁感应强度为B，长度为c。回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，金属板前表面的电势 高于 （填“高于”“低于”或“等于”）后表面的电势。
（2）金属板前后两面之间的电势差（霍尔电压）U的大小为 。
（3）霍尔系数K＝ 。
【分析】（1）由左手定则，即可知载流子的偏转方向，结合载流子的电性，即可知前后表面的电势相对高低；
（2）稳定状态下，载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡，结合电流的微观表达式，即可得到霍尔电压表达式；
（3）由题意可知电压的表达式，结合（2）的电压表达式，即可计算霍尔系数K。
【解答】解：（1）由左手定则，即可知载流子向后表面偏转，可知前表面电势高于后表面电势；
（2）稳定状态下，载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡，即，即可得到霍尔电压；
（3）由题意可知电压U＝K，结合（2）的电压表达式。
故答案为：（1）高于；（2）。
【点评】本题考查霍尔元件的应用，关键是理解在稳定状态下，载流子受到的洛伦兹力与电场力平衡。
12．（10分）某同学为探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图（a）所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）G、小灯泡和刻度尺；阻值为R的定值电阻；理想电压表V；开关S；导线若干。
实验时，先按图（a）连接好电路，记录电压表的示数U，获得多组数据如表：
回答下列问题：
（1）光敏电阻阻值RG与电压表示数U的关系式为RG＝ （用E、r、R、U表示）。
（2）依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而 增大 （填“增大”或“减小”）。
（3）该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，小灯泡变亮；反之变暗”的功能（b）所示电路，则电路中 R2 （填“R1”或“R2”）为光敏电阻，另一个为定值电阻。
（4）如图（c）所示为工厂流水生产线上利用光敏电阻特性，信号处理系统自动计数的示意图1为光敏电阻，R2为定值电阻，那么当有光照射R1时，信号处理系统获得 高电压 （填“高电压”或“低电压”），信号处理系统每获得一次 低电压 （填“高电压”或“低电压”）就记数一次。
【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律求出光敏电阻阻值与电压表示数的关系式；
（2）根据表中实验数据看出，当光照强度增大时，电压表的示数减小，则光敏电阻的阻值减小；
（3）根据实验数据分析光敏电阻阻值随光照强度减小如何变化，根据光敏电阻特性与图示电路图分析答题。
（4）R2两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压，信号处理系统每获得一次低电压就记数一次。
【解答】解：（1）根据电路结构和闭合电路欧姆定律有
变形可得
（2）根据表中的数据可知，光照距离越大（即光照强度越小），则光敏电阻两端的电压越大，即光敏电阻的阻值随光照强度的减小而增大；
（3）光敏电阻阻值随光照强度增大而减小，由图（b）所示电路图可知1是光敏电阻，有光照射光敏电阻时外减小，由闭合电路的欧姆定律可知
可知干路电流增大，路端电压U＝E﹣Ir减小，流过灯泡的电流减小，灯泡变暗，小灯泡变亮，因此R1不是光敏电阻。如果R7是光敏电阻，有光照射光敏电阻时，干路电流增大，流过R1的电流减小，流过灯泡的电流增大，灯泡变亮，小灯泡变亮，所以R2是光敏电阻。
（4）当有光照射R4时R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，则电流增大2两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压。
故答案为：（1）；（2）增大5；（4）高电压；低电压。
【点评】根据图示电路图应用闭合电路的欧姆定律可以求出光敏电阻阻值与电压表示数的关系；应用表格法处理实验数据是常用的实验数据处理方法。
13．（10分）如图所示，电源的电动势E＝10V保持不变，内阻r＝2Ω1＝0.5Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为5Ω。
（1）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，电阻R1消耗的功率最大？最大值为多少？
（2）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，滑动变阻器消耗的功率最大？最大值为多少？
（3）当滑动变阻器R2的阻值为多少时，电源的输出功率最大？最大值为多少？
【分析】（1）电阻R1是定值电阻，所以通过R1的电流越大，R1消耗的功率越大，据此分析计算；
（2）写出变阻器R2消耗功率的表达式，用数学的方法分析计算；
（3）当电源内阻等于外电阻时，电源的输出功率最大，据此计算。
【解答】解：（1）电阻R1是定值电阻，所以通过R1的电流越大，R8消耗的功率越大，则当滑动变阻器R2的阻值为0时，电阻R4消耗的功率最大，最大功率为
代入数据解得
P1m＝6W
（2）滑动变阻器消耗的功率为
＝
当R2＝R1+r＝8.5Ω+2Ω＝4.5Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大
解得P3m＝10W
（3）当电源的内阻等于外电阻r＝R1+R2，时，电源的输出功率最大，
则R3＝1.5Ω
电源的最大输出功率为
Pm＝6.25W
答：（1）当滑动变阻器R6的阻值为0时，电阻R1消耗的功率最大，最大值为5W；
（2）当滑动变阻器R2的阻值为2.7Ω时，滑动变阻器消耗的功率最大；
（3）当滑动变阻器R2的阻值为1.6Ω时，电源的输出功率最大。
【点评】本题考查了功率公式是应用，能用数学的方法得到最大功率的表达式是解题的关键。
14．（12分）如图所示，光滑的绝缘斜面倾角为θ＝30°，水平虚线以上斜面区域存在竖直向上的匀强磁场T，边长为L＝0.8m、质量为m＝1kg、电阻值为R＝Ω的线框abcd放在虚线下侧的斜面上，现对线框施加沿斜面向上的恒力F＝9N使其由静止开始运动，经过一段时间线框刚好以匀速开始进入磁场，重力加速度为g＝10m/s2，整个过程线框没有发生转动。求：
（1）线框出发瞬间cd边到虚线的间距；
（2）线框从开始运动到ab边与虚线重合的时间以及该过程流过线框某一横截面的电荷量。
【分析】（1）根据平衡条件结合安培力的计算公式求解速度大小，根据动能定理求解线框出发瞬间cd边到虚线的间距；
（2）根据动量定理求解进入磁场前的时间，根据运动学公式情况线框进场的时间，由此得到线框从运动到ab边与虚线重合的时间；根据电荷量的计算公式求解该过程流过线框某一横截面的电荷量。
【解答】解：（1）线框进入磁场的过程中做匀速运动，则线框受平衡力的作用A
cd边进入磁场切割磁感线，产生的电动势：E＝BLvcsθ
形成的感应电流：I＝
受到的安培力：FA＝BILcsθ
代入数据解得：v＝4m/s
线框进入磁场前时，根据动能定理可得：Fx﹣mgxsinθ＝
代入数据解得：x＝2m；
（2）线框从运动到刚好进场的时间为t4，取沿斜面向上为正方向，根据动量定理可得：（F﹣mgsinθ）t1＝mv﹣0
解得：t4＝1s
线框进场的时间为：t2＝＝s＝8.2s
线框从运动到ab边与虚线重合的时间为：t＝t1+t7＝1s+0.3s＝1.2s
线框进场的过程，由法拉第电磁感应定律得：E＝BLvcsθ
解得：E＝6.6V
形成的感应电流：I＝＝A＝10A
根据电荷量的计算公式可得：q＝It2＝10×8.2C＝2C。
答：（1）线框出发瞬间cd边到虚线的间距为8m；
（2）线框从开始运动到ab边与虚线重合的时间为0.2s，该过程流过线框某一横截面的电荷量为3C。
【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
15．（16分）如图所示，在光滑绝缘水平桌面内的xOy坐标系的第二象限内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小B＝1T，第三象限内存在水平向右的匀强电场，电场强度大小均为E＝2V/m。在直线y＝1m（图中虚线）（图中未画出）处无初速度地释放一质量m＝4×10﹣6kg、电荷量q＝1.6×10﹣5C的带正电的粒子，粒子经电场加速后沿x轴负方向进入第二象限，并垂直x轴通过N（﹣1，0）
（1）粒子进入第二象限时的速度大小；
（2）粒子从M点释放后至第二次运动到y轴的总时间（计算结果保留π）；
（3）若改变粒子在直线y＝1m上的释放位置，要求粒子垂直经过x轴，则粒子释放处到y轴的距离应满足的条件。
【分析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题意得到运动半径，根据洛伦兹力提供向心力求解粒子进入第二象限时的速度大小；
（2）粒子在第一象限做匀加速直线运动；粒子在第三象限做类平抛运动。根据牛顿第二定律与运动学公式分别求得粒子在第一、第二象限运动的时间。根据粒子在磁场中周期求得粒子在磁场中运动时间，进而求得粒子从M点释放后至第二次运动到y轴的总时间；
（3）根据动能定理与牛顿第二定律推导出所求距离与圆周运动半径的关系式。粒子可在电磁场中往复运动，根据周期性的运动得到运动半径的可能值，据此可得到粒子释放处到y轴的距离应满足的条件。
【解答】解：（1）设从M点释放的粒子在第二象限的速度大小为v0。粒子在磁场中做匀速圆周运动，由题意可知圆周运动的轨迹为四分之一圆周
r0＝4m
根据洛伦兹力提供向心力得：
解得：v0＝4m/s
（2）设粒子从释放到第二次经过y轴的过程中，在第一、第三象限的运动时间分别为t1、t2、t4。
粒子在第一象限做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律与运动学公式得：
qE＝ma
v0＝at1
解得：t3＝0.5s
粒子在磁场中的运动周期为：T＝
t4＝
解得：t7＝
粒子在第三象限做类平抛运动，沿x轴方向做匀加速直线运动
，其中：xON＝8m
解得：t3＝0.4s
粒子从M点释放后至第二次运动到y轴的总时间为：
t＝t1+t2+t5＝0.5s++0.5s＝
（3）设粒子在电场中，由释放处到y轴的距离为L，由动能定理得：
在磁场中由洛伦兹力提供向心力得：
联立解得：L＝
粒子可在电磁场中往复运动，如下图所示的几种可能的运动轨迹1、P2、P7……Pn点垂直经过x轴。
设x轴与直线y＝1m之间的距离为d＝1m，由几何知识可得：
经过P8时有：r＝d
经过P2时有：3r＝d
经过P6时有：5r＝d
……
经过Pn时有：（2n+5）r＝d，（n＝0、1、6
可得：
解得：L＝，（n＝0、4、2
答：（1）粒子进入第二象限时的速度大小为4m/s；
（2）粒子从M点释放后至第二次运动到y轴的总时间为；
（3）粒子释放处到y轴的距离应满足的条件为，（n＝7、1、2。
【点评】本题考查了带电粒子在电磁场中的运动问题，粒子在电场中匀变速曲线运动时，要将运动分解处理；在磁场中做匀速圆周运动时，根据牛顿第二定律得，结合几何关系解答。
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8.50
10.00
12.00
13.50
15.00
17.00
18.50
20.00
U/mV
271.0
220.0
180.0
156.7
144.9
114.0
94.8
89.5
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
D
D
C
A
C
D
A
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