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江苏省连云港市连云区连云港高级中学2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试题
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。
1．（2025高二下·连云期中）进高铁站时，安检员会使用手持金属探测器对旅客全身进行扫描，探测到携带违禁的金属制品时会鸣笛提醒。探测器的工作原理是（　　）
A．静电感应 B．静电屏蔽 C．电磁感应 D．电磁驱动
2．（2025高二下·连云期中）如图为磁共振无线充电的示意图，当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候，产生磁共振，从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的（　　）
A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调
3．（2025高二下·连云期中）把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．炭粒越大，运动越明显
B．温度越低，运动越明显
C．显微镜下能同时看到炭粒和水分子
D．炭粒在水中的运动不属于分子热运动
4．（2025高二下·连云期中）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，如图所示，条形磁铁N极朝下，现将磁铁靠近螺线管（　　）
A．螺线管产生向上的感应磁场 B．穿过螺线管中的磁通量减小
C．螺线管受到磁铁向上的拉力 D．电流计的指针会向左边偏转
5．（2025高二下·连云期中）如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　）
A．0 B． C． D．
6．（2025高二下·连云期中）LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路中磁场能在增加，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中的（　　）
A． B． C． D．
7．（2025高二下·连云期中）如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L是自感系数很大、直流电阻大于灯泡内阻的线圈。下列说法正确的是（　　）
A．闭合S瞬间，A灯不亮
B．闭合S瞬间，A灯点亮后逐渐变暗
C．断开S瞬间，A灯闪亮后逐渐熄灭
D．断开S瞬间，B灯中有自右向左的电流
8．（2025高二下·连云期中）半导体掺杂过程中，一个硅基分子固定于原点O，一个掺杂分子从很远处向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。则掺杂分子（　　）
A．由远处到的过程中，分子间斥力先减小后增大
B．由远处到的过程中，分子间势能先减小后增大
C．由远处到时，分子间的势能最小
D．由减为过程中，分子力与分子势能都在减小
9．（2025高二下·连云期中）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压恒定，输出电压通过电阻为的输电线输送给用户，变阻器R代表用户用电器的总电阻，忽略变压器上的能量损耗。当用户用电器增加，变阻器R减小时（　　）
A．示数增大，示数减小 B．示数增大，示数增大
C．示数减小，示数减小 D．示数减小，示数增大
10．（2025高二下·连云期中）如图所示，在两块磁感应强度相同、同极相对放置，霍尔元件处于磁体缝隙中间位置，移动霍尔元件，可以实现微小位移的测量。则（　　）
A．元件中通z方向的电流，可测y方向的位移
B．元件中通z方向的电流，可测x方向的位移
C．元件中通y方向的电流，可测z方向的位移
D．元件中通x方向的电流，可测z方向的位移
11．（2025高二下·连云期中）如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。t=0时刻，金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场。则金属框进入磁场过程中，拉力F、金属框中电量q随时间t、位移x的变化关系可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（2025高二下·连云期中）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：
①将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加。
②往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定。
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
④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。
⑤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。
（1）在上述步骤　 　后（请填写步骤前面的数字），完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2）该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积　 　；
（3）某次实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是　 　；
（4）某次实验时，油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为N格（已知坐标纸正方形小方格边长为L），则可估算出油酸分子的直径约为　 　；（用符号“、N、L”表示）
（5）某次实验时，小组计算出的油酸分子直径偏大，导致这一结果的原因可能是______。
A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
13．（2025高二下·连云期中）水是生命之源，已知水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的密度为，阿伏加德罗常数为。
（1）求质量为m的水中的水分子的数目N；
（2）求标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离d。
14．（2025高二下·连云期中）如图1所示，一个圆形的单匝线圈，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，求：
（1）0.2s时流过电阻R的电流大小I和方向；
（2）0~0.6s内流过电阻R的电荷量q。
15．（2025高二下·连云期中）如图所示，交流发电机的线圈匝数N=10匝，面积，处于磁感应强度的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，角速度，通过理想变压器连接的电阻，变压器的原、副线圈匝数比，电流表为理想电流表。
（1）图示位置开始计时，求感应电动势瞬时值的表达式；
（2）若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数；
（3）若发电线线圈电阻，求电阻R消耗的功率P。
16．（2025高二下·连云期中）如图所示，CD、EF是两条水平放置、阻值可忽略且间距为L的足够长平行金属导轨，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲轨道上端接有一阻值为R的电阻，水平导轨所在空间存在磁感应强度大小为B。方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将一阻值为2R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上高为h处由静止释放，导体棒在水平导轨上运动距离d停止。已知导体棒与水平导轨接触良好，它们之间动摩擦因数为，重力加速度为g。当导体棒从释放到最终停止过程中，求：
（1）通过电阻R的最大电流I；
（2）电阻R中产生的焦耳热；
（3）导体棒在水平导轨上运动的时间t。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】探测器工作时，当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化。因此探测器的工作原理是电磁感应，故C正确，ABD错误。故选：C。
【分析】探测器的工作原理是电磁感应。
2．【答案】C
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】在无线电技术中，当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振，使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，磁共振无线充电过程与调谐过程类似，故C正确，ABD错误。故选：C。
【分析】根据电谐振及调谐原理进行判断。
3．【答案】D
【知识点】布朗运动
【解析】【解答】AB．布朗运动指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，且炭粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显，故AB错误；C．显微镜下只能看到炭粒，不能看到水分子，故C错误；
D．炭粒在水中的运动属于布朗运动，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动不属于分子热运动，故D正确。
故选：D。
【分析】布朗运动指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，且炭粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。
4．【答案】A
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】本题的关键在于理解楞次定律，即感应电流的方向总是要使它产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。AB. 条形磁铁N极朝下靠近螺线管时，穿过螺线管的磁通量向下增加，根据楞次定律，螺线管产生向上的感应磁场，选项A正确，B错误；
C. 根据“来拒去留”可知，螺线管受到磁铁向下的排斥力，选项C错误；
D. 根据楞次定律可知，螺线管中产生由上到下的感应电流，从正极流入电流表，因不清楚电流表的指针偏转方向与流入的电流方向关系，则不能确定电流计的指针的偏转方向，选项D错误。
故选A。
【分析】当磁铁的N极向下靠近螺线管时，螺线管内部的磁通量会增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向将与原磁场方向相反，以阻碍磁通量的增加。
5．【答案】C
【知识点】电磁感应现象中的感生电场
【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律，环中产生的感应电动势为
小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功的大小是W=qU
解得W=πr2qk，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【分析】根据法拉第电磁感应定律求得环中产生的感应电动势，再根据电场力做功公式W=qU求解。
6．【答案】A
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如右图，则在0 t1时间内电容器放电，开始时极板M带正电，电流方向逆时针方向，且电流增加，则磁场能增加；t1 t2时间内电容器充电，电流方向逆时针方向，且电流减小，则磁场能减小；t2～t3时间内电容器反向放电，电流方向为顺时针方向，且电流增加，磁场能增加；t3～t4时间内电容器反向充电，电流方向为顺时针方向，且电流减小，磁场能减小，故A正确，BCD错误。故选：A。
【分析】电磁振荡中当电容器充电时，磁场能转化为电场能，而当电容器放电时，电场能转化为磁场能，再根据电流的变化及分析符合条件的过程。
7．【答案】B
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AB、闭合S瞬间，线圈中电流增大，由于线圈L的自感作用，会产生自感电动势阻碍电流的增大， L是自感系数很大，A灯会立即亮；之后，因为线圈L的直流电阻大于灯泡内阻的线圈，随着电流逐渐稳定，总电流逐渐减小，通过线圈的电流逐渐增大，而线圈与A灯并联，根据并联电路分流原理，通过A灯的电流逐渐减小，所以A灯点亮后逐渐变暗，故A错误，B正确；CD、电路稳定时，因为线圈L的直流电阻大于灯泡内阻的线圈，线圈L中的电流小于灯泡A的电流，所以断开S瞬间，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈L与A灯组成闭合回路，B灯中没有电流，此时灯泡A的电流从线圈L中原来的电流逐渐减小，因原来线圈L中的电流小于灯泡A的电流，所以A灯不会闪亮，由于线圈L的自感作用，使得线圈和灯泡L的回路中电流逐渐减小，灯泡L逐渐熄灭，故CD错误。
故选：B。
【分析】闭合开关S的瞬间，线圈中电流增大，产生自感电动势阻碍电流的增大。当电路稳定时，线圈相当于导线。断开S瞬间，线圈中电流减小，产生自感电动势阻碍电流的减小，此时线圈相当于电源。
8．【答案】D
【知识点】分子间的作用力；分子动能
【解析】【解答】A．一个掺杂分子从很远处向O点靠近， 结合图像可知分子由远处到的过程中，分子间斥力一直增大，故A错误；
BC．由远处到的过程中，分子力表现为引力，则分子力一直做正功，则分子间势能一直减小；分子距离小于时，分子力表现为斥力，则当分子距离从减小时，分子力做负功，分子势能增加，可知由远处到时，分子间的势能最小，故BC错误；
D．由由减为过程中，分子力做正功，分子力与分子势能都在减小，选项D正确。
故选D。
【分析】当分子间距离等于平衡距离r1时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离r1时，分子力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离r1时，分子力表现为引力；结合分子力做功与分子势能变化的关系分析答题。
9．【答案】A
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】变压器的输入电压不变，所以V1、V2的读数都不变， 用户用电器增加， 用户用电器的总电阻R减小，则副线圈的电流增大，故原线圈中的电流增大，所以电流表A1、A2读数都变大，由于I2增大，根据欧姆定律可知输电线R0损失的电压增大，故V3的读数减小，故A正确，BCD错误。故选：A。
【分析】用户间是并联连接的，当用户的用电器增加时，负载电阻变小；根据题意可知，V1和V2的示数均保持不变，而负载电阻变小，结合电路构造完成分析即可。
10．【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A．若沿y方向移动，元件中通z方向的电流，则元件所处位置磁场仍为零不变，则不会产生霍尔电压，则故A错误；B．若沿x方向移动，元件中通z方向的电流，则元件所处位置磁场变得不为零，则在元件中会产生霍尔电压，则可以实现微小位移的测量，故B错误；
CD．若沿z方向移动，无论元件中通y方向的电流还是通x方向的电流，元件所处位置的磁场均为零，则在元件中不会产生霍尔电压，故CD错误。
故选：B。
【分析】如果元件所处位置磁场变得不为零，则在元件中会产生霍尔电压，则可以实现微小位移的测量。
11．【答案】C
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】对于电磁感应现象中的图像问题，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式以及运动学公式推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路。A．因t时刻的速度v=at
则感应电动势E=BLat
感应电流
安培力
由牛顿第二定律
可得
可知F-t图像为直线，选项A错误；
BD．金属框中电量
可知q-x图像为过原点的直线；q-t图像为过原点开口向上的抛物线，选项BD错误；
C．因经过x的速度
则感应电流
安培力
由牛顿第二定律
可得
可知F-x图像为不过原点的曲线，选项C正确。
故选C。
【分析】金属框以恒定加速度进入磁场，根据运动学公式、法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律得到F与t的关系式，再分析F-t图像的形状；根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电量与电流的关系得到q与x、t的关系式，再分析q-x图像和q-t图像的形状；根据安培力公式、牛顿第二定律得到F与x的关系式，再分析F-x图像的形状。
12．【答案】（1）②
（2）4.0×10-6
（3）爽身粉撒得过多，厚度不均匀
（4）
（5）A
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）在上述步骤②后，完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2） 将4mL的油酸溶于酒精中制成104ml的油酸酒精溶液，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL，该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
（3）出现该图样的可能原因是爽身粉撒得过多，厚度不均匀；
（4） 数得油膜所占格数约为N格，结合每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积，估算出油酸分子的直径约为
（5）A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，油酸酒精溶液浓度偏小，则油膜面积偏小，根据可知直径测量值偏大，选项A正确；
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的量偏大，形成的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项B错误；
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项D错误；
故选A。
【分析】（1）根据实验原理和步骤分析判断；
（2） 将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液， 根据浓度公式计算；
（3）分析爽身粉撒得过多对实验的影响；
（4）直径等于体积除以油膜面积，根据体积公式计算；
（5）根据体积公式结合实验原理分析判断。
（1）在上述步骤②后，完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2）该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
（3）爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是爽身粉撒得过多，厚度不均匀；
（4）估算出油酸分子的直径约为
（5）A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，油酸酒精溶液浓度偏小，则油膜面积偏小，根据可知直径测量值偏大，选项A正确；
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的量偏大，形成的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项B错误；
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项D错误；
故选A。
13．【答案】（1）解：质量为m的水物质的量为n，则
水分子数
解得
（2）解：水蒸气体分子所占有空间视为立方体
解得
【知识点】与阿伏加德罗常数有关的计算
【解析】【分析】（1）先求出水物质的量，再根据水物质的量求水分子数；
（2）根据摩尔质量除以密度求解摩尔体积，再根据立方体体积计算公式求解设标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离。
（1）质量为m的水物质的量为n，则
水分子数
解得
（2）水蒸气体分子所占有空间视为立方体
解得
14．【答案】（1）解： 由图2可知，0~0.4s内磁场均匀增大
由知
电路中有恒定电动势
由闭合电路欧姆定律
解得I=0.4A
由楞次定律可知电流方向b→a
（2）解： 由图2可知，0.4s~0.6s内磁场均匀减小，有恒定电流，方向与I相反
同理解得
由得
0~0.4s内
0.4s~0.6s内
因为电荷量为标量，故解得
【知识点】电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律；楞次定律；感应电动势及其产生条件
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律，结合磁感应强度的变化率求出0～0.4s内线圈产生的感应电动势大小。根据闭合电路欧姆定律求出流过电阻R的电流大小，由楞次定律判断感应电流的方向；
（2）采用同样的方法求出0.4～0.6s内电路中的电流，再根据q=It求流过电阻R的电荷量q。
（1）由图2可知，0~0.4s内磁场均匀增大
由知
电路中有恒定电动势
由闭合电路欧姆定律
解得I=0.4A
由楞次定律可知电流方向b→a
（2）由图2可知，0.4s~0.6s内磁场均匀减小，有恒定电流，方向与I相反
同理解得
由得
0~0.4s内
0.4s~0.6s内
因为电荷量为标量，故解得
15．【答案】（1）解： 线框转动，电动势最大值
电动势瞬时值
代入数值有
（2）解： 变压器原线圈输入电压U1，副线圈输出电压U2，电阻中的电流I2
可得U2=40V
次级电流
解得
（3）解： 发电机有内阻，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，电阻中的电流，则
根据；；
则
解得
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）根据Em=NBSω求解感应电动势瞬时值的表达式；
（2）根据正弦式交变电流规律求解电动势的有效值，再根据电压比与匝数比关系、欧姆定律公式以及电流之比等于匝数反比关系求解电流表的示数；
（3）根据电压比与匝数比关系、电流之比等于匝数反比、欧姆定律公式以及结合功率公式列式求解即可。
（1）线框转动，电动势最大值
电动势瞬时值
代入数值有
（2）变压器原线圈输入电压U1，副线圈输出电压U2，电阻中的电流I2
可得U2=40V
次级电流
解得
（3）发电机有内阻，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，电阻中的电流，则
根据；；
则
解得
16．【答案】（1）解： 导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为v，机械能守恒
速度最大时有最大电流
解得
（2）解： 导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为Q，由能量守恒
解得
（3）解： 导体棒在水平轨道上运动时，由动量定理
导体棒在水平方向的距离为d，则
可得
解得
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）导体棒在弯曲轨道上运动过程机械能守恒，应用机械能守恒定律求出导体棒运动到水平轨道时的速度，导体棒刚进入磁场时感应电流最大，由E=BLv求出感应电动势，由闭合电路的欧姆定律求出最大电流；
（2）应用能量守恒定律求出产生的焦耳热，然后由焦耳定律求出R产生的焦耳热；
（3）应用法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，应用欧姆定律求出平均感应电流、由电流定义式等再根据动量定理求出时间。
（1）导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为v，机械能守恒
速度最大时有最大电流
解得
（2）导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为Q，由能量守恒
解得
（3）导体棒在水平轨道上运动时，由动量定理
导体棒在水平方向的距离为d，则
可得
解得
1 / 1江苏省连云港市连云区连云港高级中学2024-2025学年高二下学期4月期中考试物理试题
一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意。
1．（2025高二下·连云期中）进高铁站时，安检员会使用手持金属探测器对旅客全身进行扫描，探测到携带违禁的金属制品时会鸣笛提醒。探测器的工作原理是（　　）
A．静电感应 B．静电屏蔽 C．电磁感应 D．电磁驱动
【答案】C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动
【解析】【解答】探测器工作时，当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起线圈中电流的变化。因此探测器的工作原理是电磁感应，故C正确，ABD错误。故选：C。
【分析】探测器的工作原理是电磁感应。
2．（2025高二下·连云期中）如图为磁共振无线充电的示意图，当接收电路的固有频率与发射电路线圈产生的磁场振动频率一致的时候，产生磁共振，从而进行能量的传递。该过程类似于无线电发射与接收环节中的（　　）
A．调幅 B．调频 C．调谐 D．解调
【答案】C
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
【解析】【解答】在无线电技术中，当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振，使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，磁共振无线充电过程与调谐过程类似，故C正确，ABD错误。故选：C。
【分析】根据电谐振及调谐原理进行判断。
3．（2025高二下·连云期中）把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．炭粒越大，运动越明显
B．温度越低，运动越明显
C．显微镜下能同时看到炭粒和水分子
D．炭粒在水中的运动不属于分子热运动
【答案】D
【知识点】布朗运动
【解析】【解答】AB．布朗运动指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，且炭粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显，故AB错误；C．显微镜下只能看到炭粒，不能看到水分子，故C错误；
D．炭粒在水中的运动属于布朗运动，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动不属于分子热运动，故D正确。
故选：D。
【分析】布朗运动指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，反映了液体分子的无规则运动，且炭粒越小，运动越明显；温度越高，运动越明显。
4．（2025高二下·连云期中）在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，螺线管与灵敏电流计构成闭合电路，如图所示，条形磁铁N极朝下，现将磁铁靠近螺线管（　　）
A．螺线管产生向上的感应磁场 B．穿过螺线管中的磁通量减小
C．螺线管受到磁铁向上的拉力 D．电流计的指针会向左边偏转
【答案】A
【知识点】楞次定律
【解析】【解答】本题的关键在于理解楞次定律，即感应电流的方向总是要使它产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。AB. 条形磁铁N极朝下靠近螺线管时，穿过螺线管的磁通量向下增加，根据楞次定律，螺线管产生向上的感应磁场，选项A正确，B错误；
C. 根据“来拒去留”可知，螺线管受到磁铁向下的排斥力，选项C错误；
D. 根据楞次定律可知，螺线管中产生由上到下的感应电流，从正极流入电流表，因不清楚电流表的指针偏转方向与流入的电流方向关系，则不能确定电流计的指针的偏转方向，选项D错误。
故选A。
【分析】当磁铁的N极向下靠近螺线管时，螺线管内部的磁通量会增加，根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向将与原磁场方向相反，以阻碍磁通量的增加。
5．（2025高二下·连云期中）如图所示，一个半径为的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一电荷量为的小球。现将磁感应强度随时间均匀增加，变化率为，则小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功为（　　）
A．0 B． C． D．
【答案】C
【知识点】电磁感应现象中的感生电场
【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律，环中产生的感应电动势为
小球在环上运动一周，涡旋电场对小球的作用力做功的大小是W=qU
解得W=πr2qk，故ABD错误，C正确。
故选：C。
【分析】根据法拉第电磁感应定律求得环中产生的感应电动势，再根据电场力做功公式W=qU求解。
6．（2025高二下·连云期中）LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路中磁场能在增加，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中的（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】LC振荡电路，上极板M的带电量随时间的变化如右图，则在0 t1时间内电容器放电，开始时极板M带正电，电流方向逆时针方向，且电流增加，则磁场能增加；t1 t2时间内电容器充电，电流方向逆时针方向，且电流减小，则磁场能减小；t2～t3时间内电容器反向放电，电流方向为顺时针方向，且电流增加，磁场能增加；t3～t4时间内电容器反向充电，电流方向为顺时针方向，且电流减小，磁场能减小，故A正确，BCD错误。故选：A。
【分析】电磁振荡中当电容器充电时，磁场能转化为电场能，而当电容器放电时，电场能转化为磁场能，再根据电流的变化及分析符合条件的过程。
7．（2025高二下·连云期中）如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L是自感系数很大、直流电阻大于灯泡内阻的线圈。下列说法正确的是（　　）
A．闭合S瞬间，A灯不亮
B．闭合S瞬间，A灯点亮后逐渐变暗
C．断开S瞬间，A灯闪亮后逐渐熄灭
D．断开S瞬间，B灯中有自右向左的电流
【答案】B
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】AB、闭合S瞬间，线圈中电流增大，由于线圈L的自感作用，会产生自感电动势阻碍电流的增大， L是自感系数很大，A灯会立即亮；之后，因为线圈L的直流电阻大于灯泡内阻的线圈，随着电流逐渐稳定，总电流逐渐减小，通过线圈的电流逐渐增大，而线圈与A灯并联，根据并联电路分流原理，通过A灯的电流逐渐减小，所以A灯点亮后逐渐变暗，故A错误，B正确；CD、电路稳定时，因为线圈L的直流电阻大于灯泡内阻的线圈，线圈L中的电流小于灯泡A的电流，所以断开S瞬间，线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，线圈L与A灯组成闭合回路，B灯中没有电流，此时灯泡A的电流从线圈L中原来的电流逐渐减小，因原来线圈L中的电流小于灯泡A的电流，所以A灯不会闪亮，由于线圈L的自感作用，使得线圈和灯泡L的回路中电流逐渐减小，灯泡L逐渐熄灭，故CD错误。
故选：B。
【分析】闭合开关S的瞬间，线圈中电流增大，产生自感电动势阻碍电流的增大。当电路稳定时，线圈相当于导线。断开S瞬间，线圈中电流减小，产生自感电动势阻碍电流的减小，此时线圈相当于电源。
8．（2025高二下·连云期中）半导体掺杂过程中，一个硅基分子固定于原点O，一个掺杂分子从很远处向O点靠近，分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示。则掺杂分子（　　）
A．由远处到的过程中，分子间斥力先减小后增大
B．由远处到的过程中，分子间势能先减小后增大
C．由远处到时，分子间的势能最小
D．由减为过程中，分子力与分子势能都在减小
【答案】D
【知识点】分子间的作用力；分子动能
【解析】【解答】A．一个掺杂分子从很远处向O点靠近， 结合图像可知分子由远处到的过程中，分子间斥力一直增大，故A错误；
BC．由远处到的过程中，分子力表现为引力，则分子力一直做正功，则分子间势能一直减小；分子距离小于时，分子力表现为斥力，则当分子距离从减小时，分子力做负功，分子势能增加，可知由远处到时，分子间的势能最小，故BC错误；
D．由由减为过程中，分子力做正功，分子力与分子势能都在减小，选项D正确。
故选D。
【分析】当分子间距离等于平衡距离r1时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离r1时，分子力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离r1时，分子力表现为引力；结合分子力做功与分子势能变化的关系分析答题。
9．（2025高二下·连云期中）街头变压器通过降压给用户供电的示意图如图所示。变压器的输入电压恒定，输出电压通过电阻为的输电线输送给用户，变阻器R代表用户用电器的总电阻，忽略变压器上的能量损耗。当用户用电器增加，变阻器R减小时（　　）
A．示数增大，示数减小 B．示数增大，示数增大
C．示数减小，示数减小 D．示数减小，示数增大
【答案】A
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】变压器的输入电压不变，所以V1、V2的读数都不变， 用户用电器增加， 用户用电器的总电阻R减小，则副线圈的电流增大，故原线圈中的电流增大，所以电流表A1、A2读数都变大，由于I2增大，根据欧姆定律可知输电线R0损失的电压增大，故V3的读数减小，故A正确，BCD错误。故选：A。
【分析】用户间是并联连接的，当用户的用电器增加时，负载电阻变小；根据题意可知，V1和V2的示数均保持不变，而负载电阻变小，结合电路构造完成分析即可。
10．（2025高二下·连云期中）如图所示，在两块磁感应强度相同、同极相对放置，霍尔元件处于磁体缝隙中间位置，移动霍尔元件，可以实现微小位移的测量。则（　　）
A．元件中通z方向的电流，可测y方向的位移
B．元件中通z方向的电流，可测x方向的位移
C．元件中通y方向的电流，可测z方向的位移
D．元件中通x方向的电流，可测z方向的位移
【答案】B
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】A．若沿y方向移动，元件中通z方向的电流，则元件所处位置磁场仍为零不变，则不会产生霍尔电压，则故A错误；B．若沿x方向移动，元件中通z方向的电流，则元件所处位置磁场变得不为零，则在元件中会产生霍尔电压，则可以实现微小位移的测量，故B错误；
CD．若沿z方向移动，无论元件中通y方向的电流还是通x方向的电流，元件所处位置的磁场均为零，则在元件中不会产生霍尔电压，故CD错误。
故选：B。
【分析】如果元件所处位置磁场变得不为零，则在元件中会产生霍尔电压，则可以实现微小位移的测量。
11．（2025高二下·连云期中）如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。t=0时刻，金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场。则金属框进入磁场过程中，拉力F、金属框中电量q随时间t、位移x的变化关系可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】对于电磁感应现象中的图像问题，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式以及运动学公式推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路。A．因t时刻的速度v=at
则感应电动势E=BLat
感应电流
安培力
由牛顿第二定律
可得
可知F-t图像为直线，选项A错误；
BD．金属框中电量
可知q-x图像为过原点的直线；q-t图像为过原点开口向上的抛物线，选项BD错误；
C．因经过x的速度
则感应电流
安培力
由牛顿第二定律
可得
可知F-x图像为不过原点的曲线，选项C正确。
故选C。
【分析】金属框以恒定加速度进入磁场，根据运动学公式、法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式和牛顿第二定律得到F与t的关系式，再分析F-t图像的形状；根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电量与电流的关系得到q与x、t的关系式，再分析q-x图像和q-t图像的形状；根据安培力公式、牛顿第二定律得到F与x的关系式，再分析F-x图像的形状。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12．（2025高二下·连云期中）在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：
①将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加。
②往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定。
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
④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。
⑤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。
（1）在上述步骤　 　后（请填写步骤前面的数字），完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2）该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积　 　；
（3）某次实验时，滴下油酸溶液后，爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是　 　；
（4）某次实验时，油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为N格（已知坐标纸正方形小方格边长为L），则可估算出油酸分子的直径约为　 　；（用符号“、N、L”表示）
（5）某次实验时，小组计算出的油酸分子直径偏大，导致这一结果的原因可能是______。
A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
【答案】（1）②
（2）4.0×10-6
（3）爽身粉撒得过多，厚度不均匀
（4）
（5）A
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）在上述步骤②后，完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2） 将4mL的油酸溶于酒精中制成104ml的油酸酒精溶液，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL，该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
（3）出现该图样的可能原因是爽身粉撒得过多，厚度不均匀；
（4） 数得油膜所占格数约为N格，结合每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积，估算出油酸分子的直径约为
（5）A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，油酸酒精溶液浓度偏小，则油膜面积偏小，根据可知直径测量值偏大，选项A正确；
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的量偏大，形成的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项B错误；
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项D错误；
故选A。
【分析】（1）根据实验原理和步骤分析判断；
（2） 将的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液， 根据浓度公式计算；
（3）分析爽身粉撒得过多对实验的影响；
（4）直径等于体积除以油膜面积，根据体积公式计算；
（5）根据体积公式结合实验原理分析判断。
（1）在上述步骤②后，完成“均匀地撒上爽身粉”操作；
（2）该实验中每一滴油酸酒精溶液中油酸的体积
（3）爽身粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案，出现该图样的可能原因是爽身粉撒得过多，厚度不均匀；
（4）估算出油酸分子的直径约为
（5）A．在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，油酸酒精溶液浓度偏小，则油膜面积偏小，根据可知直径测量值偏大，选项A正确；
B．将一溶液滴在水面上时，用的注射器针管比原来的粗，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的量偏大，形成的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项B错误；
C．计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则计算的油膜面积偏大，根据可知直径测量值偏小，选项D错误；
故选A。
13．（2025高二下·连云期中）水是生命之源，已知水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的密度为，阿伏加德罗常数为。
（1）求质量为m的水中的水分子的数目N；
（2）求标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离d。
【答案】（1）解：质量为m的水物质的量为n，则
水分子数
解得
（2）解：水蒸气体分子所占有空间视为立方体
解得
【知识点】与阿伏加德罗常数有关的计算
【解析】【分析】（1）先求出水物质的量，再根据水物质的量求水分子数；
（2）根据摩尔质量除以密度求解摩尔体积，再根据立方体体积计算公式求解设标准状况下水蒸气中相邻两个水分子之间的平均距离。
（1）质量为m的水物质的量为n，则
水分子数
解得
（2）水蒸气体分子所占有空间视为立方体
解得
14．（2025高二下·连云期中）如图1所示，一个圆形的单匝线圈，线圈面积，线圈的电阻，线圈外接一个阻值的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，求：
（1）0.2s时流过电阻R的电流大小I和方向；
（2）0~0.6s内流过电阻R的电荷量q。
【答案】（1）解： 由图2可知，0~0.4s内磁场均匀增大
由知
电路中有恒定电动势
由闭合电路欧姆定律
解得I=0.4A
由楞次定律可知电流方向b→a
（2）解： 由图2可知，0.4s~0.6s内磁场均匀减小，有恒定电流，方向与I相反
同理解得
由得
0~0.4s内
0.4s~0.6s内
因为电荷量为标量，故解得
【知识点】电流、电源的概念；闭合电路的欧姆定律；楞次定律；感应电动势及其产生条件
【解析】【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律，结合磁感应强度的变化率求出0～0.4s内线圈产生的感应电动势大小。根据闭合电路欧姆定律求出流过电阻R的电流大小，由楞次定律判断感应电流的方向；
（2）采用同样的方法求出0.4～0.6s内电路中的电流，再根据q=It求流过电阻R的电荷量q。
（1）由图2可知，0~0.4s内磁场均匀增大
由知
电路中有恒定电动势
由闭合电路欧姆定律
解得I=0.4A
由楞次定律可知电流方向b→a
（2）由图2可知，0.4s~0.6s内磁场均匀减小，有恒定电流，方向与I相反
同理解得
由得
0~0.4s内
0.4s~0.6s内
因为电荷量为标量，故解得
15．（2025高二下·连云期中）如图所示，交流发电机的线圈匝数N=10匝，面积，处于磁感应强度的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，角速度，通过理想变压器连接的电阻，变压器的原、副线圈匝数比，电流表为理想电流表。
（1）图示位置开始计时，求感应电动势瞬时值的表达式；
（2）若发电机线圈电阻忽略不计，求电流表的示数；
（3）若发电线线圈电阻，求电阻R消耗的功率P。
【答案】（1）解： 线框转动，电动势最大值
电动势瞬时值
代入数值有
（2）解： 变压器原线圈输入电压U1，副线圈输出电压U2，电阻中的电流I2
可得U2=40V
次级电流
解得
（3）解： 发电机有内阻，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，电阻中的电流，则
根据；；
则
解得
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）根据Em=NBSω求解感应电动势瞬时值的表达式；
（2）根据正弦式交变电流规律求解电动势的有效值，再根据电压比与匝数比关系、欧姆定律公式以及电流之比等于匝数反比关系求解电流表的示数；
（3）根据电压比与匝数比关系、电流之比等于匝数反比、欧姆定律公式以及结合功率公式列式求解即可。
（1）线框转动，电动势最大值
电动势瞬时值
代入数值有
（2）变压器原线圈输入电压U1，副线圈输出电压U2，电阻中的电流I2
可得U2=40V
次级电流
解得
（3）发电机有内阻，变压器原线圈输入电压，副线圈输出电压，电阻中的电流，则
根据；；
则
解得
16．（2025高二下·连云期中）如图所示，CD、EF是两条水平放置、阻值可忽略且间距为L的足够长平行金属导轨，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接，弯曲轨道上端接有一阻值为R的电阻，水平导轨所在空间存在磁感应强度大小为B。方向垂直导轨平面向上的匀强磁场。将一阻值为2R、质量为m的导体棒从弯曲轨道上高为h处由静止释放，导体棒在水平导轨上运动距离d停止。已知导体棒与水平导轨接触良好，它们之间动摩擦因数为，重力加速度为g。当导体棒从释放到最终停止过程中，求：
（1）通过电阻R的最大电流I；
（2）电阻R中产生的焦耳热；
（3）导体棒在水平导轨上运动的时间t。
【答案】（1）解： 导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为v，机械能守恒
速度最大时有最大电流
解得
（2）解： 导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为Q，由能量守恒
解得
（3）解： 导体棒在水平轨道上运动时，由动量定理
导体棒在水平方向的距离为d，则
可得
解得
【知识点】电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）导体棒在弯曲轨道上运动过程机械能守恒，应用机械能守恒定律求出导体棒运动到水平轨道时的速度，导体棒刚进入磁场时感应电流最大，由E=BLv求出感应电动势，由闭合电路的欧姆定律求出最大电流；
（2）应用能量守恒定律求出产生的焦耳热，然后由焦耳定律求出R产生的焦耳热；
（3）应用法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，应用欧姆定律求出平均感应电流、由电流定义式等再根据动量定理求出时间。
（1）导体棒沿着光滑圆弧轨道下滑，最低端速度为v，机械能守恒
速度最大时有最大电流
解得
（2）导体棒滑行至停止时，回路中产生的总热量为Q，由能量守恒
解得
（3）导体棒在水平轨道上运动时，由动量定理
导体棒在水平方向的距离为d，则
可得
解得
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