2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（四）（高二）

2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（四） （高二） 一、单选题（每题3分） 1．空间直角坐标系中，六个完全相同、均匀带电的正方形绝缘平板构成一个正方体，其中心O位于坐标原点，各棱方向与坐标轴平行。记与z轴平行的棱中点为A，正方体与x轴的交点为B，则A、B、O三点的电场（　　） A．全部为0 B．全部不为0 C．有两个满足至少在两个方向上的分量不为0 D．有一个满足恰在一个方向上的分量不为0 2．如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端的瞬时电压为220sin50πt（V），电阻R1=200Ω，R2=300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2000μF，则下列说法中正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/s B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低 C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压减小 D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为3︰2 3．一个中间有铁芯的密绕螺线管接通电流后，在内部形成磁场，设中间的能量密度为。若小狼把铁芯从中间断成两截，中间有一个很小的空隙，则空隙中的能量密度和周围铁芯中的能量密度分别为和，则为（　　）（注意，此题不要求严格的定量计算，下列选项中的） A． B． C． D． 4．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　) A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 5．如图所示，在水平地面上，有一横截面为的圆弧形直角弯管，圆弧半径为。管中有流速为、密度为的水通过。由于水的流动，弯管所受力的大小为（　　） A． B． C． D． E． 6．如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B，在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则P做简谐运动的表达式为（　　） A． B． C． D． 7．如下图所示。甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0 时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P 的振动图像，则下列判断正确的是（       ） A．该波的传播速率为4 cm/s B．该波的传播方向沿x 轴正方向 C．经过0.5 s 时间，质点P 运动的路程为0.4m D．平衡位置x=1.5 m 处的质点在t=0s到t=2.25s 时间内的路程为 二、多选题（每题3分） 8．在如图所示的竖直平面内有以O为圆心、R为半径的圆形区域，在该区域内有一方向垂直平面向里、大小B以(为常量）速率增大的匀强磁场。在磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在竖直面内为以O 为圆心的一系列同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等（　　） A．位于直径上的的导线DE，其电动势为零 B．单位正电荷沿半径为r的路径运动一周电场力做功为零 C．两端恰好位于圆周上、的导体棒的电动势大小为 D．竖直平面内位于圆形区域外一无限长直导线的电动势大小为 E．在区域，感生电场强度为 F．在区域，感生电场强度为 9．A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示．已知闪光的时间间隔为，而闪光本身持续时间极短。在这次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过处，滑块B恰好通过处，则（    ） A．碰撞一定发生在处 B．碰撞发生后第一次闪光时间为时刻 C．两滑块的质量之比等于2∶1 D．两滑块的质量之比等于2∶3 10．在光滑的水平面上，有一个物块A连在弹簧上作简谐振动，某时刻从高度h处释放另一物块B，恰好落在物块A上，与物块A发生粘连，则（    ） A．振动能量与振幅均减小 B．振动能量可能不变，振幅可能不变 C．振动能量可能减弱，振幅可能减小 D．振动能量与振幅均不变 三、填空题（每题4分） 11．（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度T变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时的导电能力 （选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻受温度变化的响应更 （选填“敏感”或“不敏感”）。 （2）把这段金属热电阻与电池、电流表串联起来，如图2所示，用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计，温度刻度线是 （选填“左大右小”或“左小右大”），温度刻度线是 （选填“均匀的”、“左疏右密”或“左密右疏”）。 12．空间中有一个带正电的导体。用检验电荷去测量空间中的电场的时候测得电场会与实际电场有误差。用正检验电荷测量时，测得的电场比实际电场 （填大或小），用负检验电荷测量时，测得的电场比实际电场 （填大或小）。 13．两个质量为m的小球分别带电，相距为L．现用一个轻质绝缘且长为L的细绳连接两球，在绳子的中点施加力使其以速度v匀速向前运动．在之后的运动过程中，两小球之间的最短距离为 ，此时两球相对地面的速度同为 （提示：库仑电势能为，以绳中点为惯性系则两小球为的速度）。 14．在如图所示的电路中，电源电动势为5V，内阻不计，R1=2Ω，R2=8Ω，R3=4Ω，R4=6Ω，电容器的电容C=10μF。先将开关S闭合，待电路稳定后断开S，则断开S后流经R4的电荷量为 。 15．已知普朗克常量为，电子的质量为，其中为真空光速，，则动能为1.0eV的自由电子的物质波长为 m．具有如上波长的光子的能量为 eV．（所填答案均保留一位有效数字） 四、实验题（每题5分） 16．某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。 （1）将实验仪器按要求安装在光具座上，在题图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是 。 A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 （2）已知双缝间距离，双缝到毛玻璃屏间的距离为，如图乙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如题图丁所示，读数为 ，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，如图丙所示，此时游标卡尺示数如图戊所示，则游标卡尺上的读数 。由以上已知数据和测量数据，可测得该单色光的波长是 。（计算结果保留两位有效数字） 17．小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组（电动势E不大于4.5 V、内阻r未知）、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻（用作保护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下： 第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。 第二步∶取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。 第三步∶取下定值电阻R0，将n个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。 请完成如下计算和判断∶ （1）根据上述第二步，与R0、R1、E、r的关系式是= 。 （2）定义，则Y与n、R、R0、E的关系式是Y= 。 （3）已知R0=12.0Ω，实验测得I0=0.182 A，得到数据如下表∶ n 1 2 3 4 5 In/A 0.334 0.286 0.250 0.224 0.200 Y/A-1 2.500 1.998 1.495 1.030 0.495 根据上述数据作出图像，如图（b）所示，可得R= Ω（保留2位有效数字），同时可得E= V（保留2位有效数字）。 （4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值 影响（选填“有"或“无"）。 18．热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势，内阻r约为）； 电阻箱R（阻值范围）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 微安表（量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路 。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为 （结果保留到个位），该测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐 （填“增大”或“减小”）。 19．在某次利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）。 （2）现有开关和导线若干，以及以下器材： A．电压表（0~15V）            B．电压表（0~3V） C．电流表（0~3A）            D．电流表（0~0.6A） E.滑动变阻器（0~10Ω）        F.滑动变阻器（0~50Ω） 实验中应选用 （选填相应器材前的字母）。 （3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出图线。( ) 序号 1 2 3 4 5 6 电压 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 （4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势 V，内电阻 Ω。（结果保留两位小数） （5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电流表示数I、电压表示数U及干电池的总功率P、输出功率都会发生变化，不考虑电表的内阻影响。下列描述中，正确的有( ) A． B． C． D． 五、解答题（每题10分） 20．如图所示为一个直线上电场E和电势曲线，该直线上有两个点电荷A（带正电）和B。已知电场满足积分关系式。 (1)求点电荷B的带电量和具体位置； (2)有一电量q、质量m的质点从无穷远处向左运动时的速度大小。不计质点的重力。不用表示。 21．如图，在真空中两个宽度为d、长度为L的区域内存在大小相等、方向相反的磁场。一带电粒子质量为m，带电荷量q，从中轴线左端发射（图中已知）。 （1）若电子恰从Q点射出，求磁感应强度大小。（用含形式表达结果） （2）若电子恰从P点射出，求可能的最小磁感应强度大小。 22．如图所示，两条电阻可以忽略不计的金属长导轨固定在一个水平面上，互相平行，相距l。另外两根长度都是l、质量都是m、电阻都是R的导体棒，可以在长导轨上无摩擦地左右滑动在讨论的空间范围内，存在竖直向下（在图中垂直纸面向里）的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，右侧的导体棒具有朝右的初速度，左侧的导体棒具有朝左的初速度。 （1）计算开始时流过两根导体棒的电流强度，以及各自所受安培力的大小和方向； （2）当两根导体棒中有一根先停止运动时，再计算此时各棒所受的安培力的大小和方向。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年物理竞赛考试模拟试卷（四） （高二） 一、单选题（每题3分） 1．空间直角坐标系中，六个完全相同、均匀带电的正方形绝缘平板构成一个正方体，其中心O位于坐标原点，各棱方向与坐标轴平行。记与z轴平行的棱中点为A，正方体与x轴的交点为B，则A、B、O三点的电场（　　） A．全部为0 B．全部不为0 C．有两个满足至少在两个方向上的分量不为0 D．有一个满足恰在一个方向上的分量不为0 【答案】D 【详解】根据对称性可知，O点场强为零，B点场强在y轴和z轴方向分量为0，在x轴方向分量不为0，A点场强在z轴方向的分量为0 ，在x轴和y轴方向的分量不为零0。故选D。 2．如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端的瞬时电压为220sin50πt（V），电阻R1=200Ω，R2=300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2000μF，则下列说法中正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/s B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低 C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压减小 D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为3︰2 【答案】D 【详解】A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为 故A错误；B．滑动端P从b向a滑动的过程中，二极管不导通，电容器没有放电的通路，所带电荷量不变，电容器两端的电压不变，故B错误；C．滑动端P从a向b滑动的过程中，原、副线圈匝数比变大，副线圈两端电压升高，故C错误；D．R1、R2中电流相等，由 可得R2的电功率与R1的电功率之比为故D正确。故选D。 3．一个中间有铁芯的密绕螺线管接通电流后，在内部形成磁场，设中间的能量密度为。若小狼把铁芯从中间断成两截，中间有一个很小的空隙，则空隙中的能量密度和周围铁芯中的能量密度分别为和，则为（　　）（注意，此题不要求严格的定量计算，下列选项中的） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】密绕螺线管中的磁感应强度表达式为加入铁芯后，铁芯的相对磁导率较大若视为无限长螺线管，小空隙并不影响铁芯中磁感应强度大小。由磁感应强度在的连续性，空隙中的磁感应强度也为考虑到磁场能量密度满足 铁芯部分的，空隙中空气相对磁导率约为1，故铁芯磁场能量密度小于空隙间的磁场能量密度。同时断裂前后的铁芯中磁感应强度基本没有变化，所以能量密度也不发生变化。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 4．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时(　　) A．RM变大，且R越大，U增大越明显 B．RM变大，且R越小，U增大越明显 C．RM变小，且R越大，U增大越明显 D．RM变小，且R越小，U增大越明显 【答案】C 【详解】试题分析：S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液，RM变小；当R＞RM时，R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显；故选C．考点：本题考查了闭合电路的欧姆定律． 5．如图所示，在水平地面上，有一横截面为的圆弧形直角弯管，圆弧半径为。管中有流速为、密度为的水通过。由于水的流动，弯管所受力的大小为（　　） A． B． C． D． E． 【答案】B 【详解】取垂直弧形直角弯管向下的方向为正方向，对水根据动量定理得 解得根据牛顿第三定律可知，水对弯管压力的大小为。故选B。 6．如图所示，半径为R的圆盘边缘有一钉子B，在水平光线下，圆盘的转轴A和钉子B在右侧墙壁上形成影子O和P，以O为原点在竖直方向上建立x坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则P做简谐运动的表达式为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由图可知，影子P做简谐运动的振幅为，以向上为正方向，设P的振动方程为由图可知，当时，P的位移为，代入振动方程解得则P做简谐运动的表达式为故B正确，ACD错误。故选B。 7．如下图所示。甲为沿x 轴传播的一列简谐横波在t=0 时刻的波动图像，乙图为参与波动质点P 的振动图像，则下列判断正确的是（       ） A．该波的传播速率为4 cm/s B．该波的传播方向沿x 轴正方向 C．经过0.5 s 时间，质点P 运动的路程为0.4m D．平衡位置x=1.5 m 处的质点在t=0s到t=2.25s 时间内的路程为 【答案】C 【详解】A．该波的传播速率为选项A错误； B．因t=0时刻质点P向下振动，可知该波的传播方向沿x 轴负方向，选项B错误；C．经过0.5 s 时间即半个周期，质点P 运动的路程为2A=0.4m，选项 C正确；D．t=2.25s=2T，则平衡位置x=1.5 m 处的质点在t=0s 到t=2.25s 时间内的路程为通过的路程为选项D错误；故选C。 二、多选题（每题3分） 8．在如图所示的竖直平面内有以O为圆心、R为半径的圆形区域，在该区域内有一方向垂直平面向里、大小B以(为常量）速率增大的匀强磁场。在磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在竖直面内为以O 为圆心的一系列同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等（　　） A．位于直径上的的导线DE，其电动势为零 B．单位正电荷沿半径为r的路径运动一周电场力做功为零 C．两端恰好位于圆周上、的导体棒的电动势大小为 D．竖直平面内位于圆形区域外一无限长直导线的电动势大小为 E．在区域，感生电场强度为 F．在区域，感生电场强度为 【答案】ACD 【详解】A．根据电动势公式其中面积S是导体棒与圆心O所围成的三角形的面积。因为导体棒DE在直径上，所以面积S为0，所以该导体棒的电动势为零。故A正确；B．根据楞次定律可以判定感应电场的方向为逆时针，在半径为r处的电场不为0，沿半径为r路径运动一周，其电场力做功为所以电场力做功不为0，故B错误；C．根据电动势公式其中面积S是导体棒与圆心O所围成的三角形的面积带入解得故C正确；D．根据电动势公式圆形区域外，无限长直导线与圆心O所围成的三角形的面积S为圆面积的一半带入解得故D正确；EF．根据电荷运动一周，电场力做功公式电场力做功公式还可以用求得电场强度其中电压U为带入解得当时，其中U的公式中，仍取半径为r的圆形区域当时，其中U的公式中，应取半径为R的圆形区域故EF错误。故选ACD。 9．A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运动发生碰撞（碰撞时间极短）。用闪光照相，闪光4次摄得的闪光照片如图所示．已知闪光的时间间隔为，而闪光本身持续时间极短。在这次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0~80cm刻度范围内，且第一次闪光时，滑块A恰好通过处，滑块B恰好通过处，则（    ） A．碰撞一定发生在处 B．碰撞发生后第一次闪光时间为时刻 C．两滑块的质量之比等于2∶1 D．两滑块的质量之比等于2∶3 【答案】ABD 【详解】A．依据题意分析知：碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间。由于多次闪光时B位置不再改变，因此碰后B静止，故碰撞发生在x= 60cm处。A正确；B．碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为，则从发生碰撞后到第二次闪光时A向左运动10cm，设时间为，则联立可得B正确；CD．碰前A的速度为 B的速度为碰后A的速度为碰后B的速度为0，规定向左为正方向，由动量守恒解得C错误，D正确。故选ABD。 10．在光滑的水平面上，有一个物块A连在弹簧上作简谐振动，某时刻从高度h处释放另一物块B，恰好落在物块A上，与物块A发生粘连，则（    ） A．振动能量与振幅均减小 B．振动能量可能不变，振幅可能不变 C．振动能量可能减弱，振幅可能减小 D．振动能量与振幅均不变 【答案】BC 【详解】若A恰好运动到最大位移处，此时振动的能量为弹簧的弹性势能，物块A的速度为零，B与A粘连后瞬间，速度也为零，该过程中振动的能量不变，振幅也不变；若在其他位置，物体A的速度不为零，B与A粘后，水平方向动量守恒，相当于发生完全非弹性碰撞，动能减小，总能量减少，当运动到最大位移处时，弹性势能减小，从而振幅减小。 故选BC。 三、填空题（每题4分） 11．（1）热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中。图1为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度T变化的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时的导电能力 （选填“增强”或“减弱”）；相对金属热电阻而言，热敏电阻受温度变化的响应更 （选填“敏感”或“不敏感”）。 （2）把这段金属热电阻与电池、电流表串联起来，如图2所示，用这段金属丝做测温探头，把电流表的刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简易温度计，温度刻度线是 （选填“左大右小”或“左小右大”），温度刻度线是 （选填“均匀的”、“左疏右密”或“左密右疏”）。 【答案】 增强 敏感 左大右小 左密右疏 【详解】（1）[1][2]由图可知，这种热敏电阻在温度上升时电阻减小，其导电能力增强；相对金属热电阻而言，热敏电阻受温度变化的响应更敏感。（2）[3][4]根据闭合电路的欧姆定律可知解得则T-I关系是非线性关系，即温度越高，电流越小，电流表的指针越偏左，即温度刻度线是左大右小；温度变化相同时，温度越高，电流变化越小，即温度刻度线是左密右疏。 12．空间中有一个带正电的导体。用检验电荷去测量空间中的电场的时候测得电场会与实际电场有误差。用正检验电荷测量时，测得的电场比实际电场 （填大或小），用负检验电荷测量时，测得的电场比实际电场 （填大或小）。 【答案】 小 大 【详解】[1][2]同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，当正检验电荷靠近带正电的导体时，导体上的正电荷远离检验电荷，从而使测得的电场比实际电场小；同理当负检验电荷靠近带正电的导体时，导体上的正电荷靠近检验电荷，从而使测得的电场比实际电场大。 13．两个质量为m的小球分别带电，相距为L．现用一个轻质绝缘且长为L的细绳连接两球，在绳子的中点施加力使其以速度v匀速向前运动．在之后的运动过程中，两小球之间的最短距离为 ，此时两球相对地面的速度同为 （提示：库仑电势能为，以绳中点为惯性系则两小球为的速度）。 【答案】 v 【详解】[1]以绳的中点为参考系，两个小球的速度为-v，做圆周运动，距离最近时，速度为零，根据能量守恒解得[2]相距最近时，相对参考系的速度为零，相对地面的速度为v。 14．在如图所示的电路中，电源电动势为5V，内阻不计，R1=2Ω，R2=8Ω，R3=4Ω，R4=6Ω，电容器的电容C=10μF。先将开关S闭合，待电路稳定后断开S，则断开S后流经R4的电荷量为 。 【答案】 【详解】开关S闭合时R1与R2串联，R3与R4串联，然后组成并联电路，则R1两端电压R3两端电压可知电容器两端电压则待电路稳定后电容器带电量断开S后，电容器放电，R1与R3串联，R2与R4串联，然后再并联，则， 根据并联分流原理可得断开S后流经R4的电荷量为 15．已知普朗克常量为，电子的质量为，其中为真空光速，，则动能为1.0eV的自由电子的物质波长为 m．具有如上波长的光子的能量为 eV．（所填答案均保留一位有效数字） 【答案】 【详解】[1]动能为1.0eV的自由电子的物质波长为 [2]具有如上波长的光子的能量为 四、实验题（每题5分） 16．某实验小组用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。 （1）将实验仪器按要求安装在光具座上，在题图甲中A、B处分别应该安装的器材和滤光片的位置依次是 。 A．A处为双缝、B处为单缝，滤光片在光源和凸透镜之间 B．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间 C．A处为双缝，B处为单缝、滤光片在遮光筒内 D．A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间 （2）已知双缝间距离，双缝到毛玻璃屏间的距离为，如图乙所示，实验时先转动测量头上的手轮，使与游标卡尺相连的分划线对准图丙所示的第1条明条纹中心，此时游标卡尺示数如题图丁所示，读数为 ，然后再转动手轮，使与游标卡尺相连的分划线向右边移动，直到对准第5条明条纹中心，如图丙所示，此时游标卡尺示数如图戊所示，则游标卡尺上的读数 。由以上已知数据和测量数据，可测得该单色光的波长是 。（计算结果保留两位有效数字） 【答案】 D 0.3 9.6 6.2×10-7 【详解】（1）[1]从左向右的实验装置是光源、凸透镜、滤光片、单缝、双缝、双屏。 故选D。（2）[2]由图丁可知，游标卡尺读数为[3]由图戊可知，游标卡尺读数为[4]相连条纹的间距为根据 17．小明同学打算估测5个相同规格电阻的阻值。现有一个量程为0.6 A的电流表、一个电池组（电动势E不大于4.5 V、内阻r未知）、一个阻值为R0的定值电阻、一个阻值为R1的定值电阻（用作保护电阻），开关S和导线若干。他设计了如图（a）所示的电路，实验步骤如下： 第一步∶把5个待测电阻分别单独接入A、B之间，发现电流表的示数基本一致，据此他认为5个电阻的阻值相等，均设为R。 第二步∶取下待测电阻，在A、B之间接入定值电阻R0，记下电流表的示数I0。 第三步∶取下定值电阻R0，将n个（n=1，2，3，4，5）待测电阻串联后接入A、B之间，记下串联待测电阻的个数n与电流表对应示数In。 请完成如下计算和判断∶ （1）根据上述第二步，与R0、R1、E、r的关系式是= 。 （2）定义，则Y与n、R、R0、E的关系式是Y= 。 （3）已知R0=12.0Ω，实验测得I0=0.182 A，得到数据如下表∶ n 1 2 3 4 5 In/A 0.334 0.286 0.250 0.224 0.200 Y/A-1 2.500 1.998 1.495 1.030 0.495 根据上述数据作出图像，如图（b）所示，可得R= Ω（保留2位有效数字），同时可得E= V（保留2位有效数字）。 （4）本实验中电流表的内阻对表中Y的测量值 影响（选填“有"或“无"）。 【答案】 2.0 4.0 无 【分析】本题考 查测定电源电动势以及电阻测量的实验，意在考查考生处理实验数据的能力。第（1）问通过闭合电路欧姆定律写出关系式，变形即可得到的表达式；第（2）问结合题中的信息以及闭合电路欧姆定律整理出Y的表达式；第（3）问利用数形结合法解读出图像的斜率以及截距的物理意义，求出电源的电动势和定值电阻的阻值；第（4）问把电流表的内阻考虑进内之后列出关系式直接分析出电流表的内阻对Y测量值的影响即可。 【详解】（1）[1]由闭合电路欧姆定律得整理得（2）[2]A、B间接入n个待测电阻后，由闭合电路欧姆定律得又由以上整理得（3）[3][4]由变形得结合图（b）得又解得（4）[5]如果考虑电流表的内阻，则有 整理得显然电流表的内阻对Y的测量值没有影响。 18．热敏电阻是传感器中经常使用的元件，某学习小组要探究一热敏电阻的阻值随温度变化的规律。可供选择的器材有： 待测热敏电阻（实验温度范围内，阻值约几百欧到几千欧）； 电源E（电动势，内阻r约为）； 电阻箱R（阻值范围）； 滑动变阻器（最大阻值）； 滑动变阻器（最大阻值）； 微安表（量程，内阻等于）； 开关两个，温控装置一套，导线若干。 同学们设计了如图甲所示的测量电路，主要实验步骤如下： ①按图示连接电路； ②闭合、，调节滑动变阻器滑片P的位置，使微安表指针满偏； ③保持滑动变阻器滑片P的位置不变，断开，调节电阻箱，使微安表指针半偏； ④记录此时的温度和电阻箱的阻值。 回答下列问题： （1）为了更准确地测量热敏电阻的阻值，滑动变阻器应选用 （填“”或“”）。 （2）请用笔画线代替导线，将实物图（不含温控装置）连接成完整电路 。 （3）某温度下微安表半偏时，电阻箱的读数为，该温度下热敏电阻的测量值为 （结果保留到个位），该测量值 （填“大于”或“小于”）真实值。 （4）多次实验后，学习小组绘制了如图乙所示的图像。由图像可知。该热敏电阻的阻值随温度的升高逐渐 （填“增大”或“减小”）。 【答案】 3500 大于 减小 【详解】（1）[1]用半偏法测量热敏电阻的阻值，尽可能让该电路的电压在S2闭合前、后保持不变，由于该支路与滑动变阻器左侧部分电阻并联，滑动变阻器的阻值越小，S2闭合前、后并联部分电阻变化越小，从而并联部分的电压值变化越小，故滑动变阻器应选R1。 （2）[2]电路连接图如图所示 （3）[3]微安表半偏时，该支路的总电阻为原来的2倍，即 可得[4]当断开S2，微安表半偏时，由于该支路的电阻增加，电压略有升高，根据欧姆定律，总电阻比原来2倍略大，也就是电阻箱的阻值略大于热敏电阻与微安表的总电阻，而我们用电阻箱的阻值等于热敏电阻与微安表的总电阻来计算，因此热敏电阻的测量值比真实值偏大。（4）[5]由于是图像，当温度T升高时，减小，从图中可以看出减小，从而减小，因此热敏电阻随温度的升高逐渐减小。 19．在某次利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，要求尽量减小实验误差。 （1）应该选择的实验电路是图1中的 （选填“甲”或“乙”）。 （2）现有开关和导线若干，以及以下器材： A．电压表（0~15V）            B．电压表（0~3V） C．电流表（0~3A）            D．电流表（0~0.6A） E.滑动变阻器（0~10Ω）        F.滑动变阻器（0~50Ω） 实验中应选用 （选填相应器材前的字母）。 （3）某位同学记录的6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上，请标出余下一组数据的对应点，并画出图线。( ) 序号 1 2 3 4 5 6 电压 1.45 1.40 1.30 1.25 1.20 1.10 电流 0.060 0.120 0.240 0.260 0.360 0.480 （4）根据（3）中所画图线可得出干电池的电动势 V，内电阻 Ω。（结果保留两位小数） （5）实验中，随着滑动变阻器滑片的移动，电流表示数I、电压表示数U及干电池的总功率P、输出功率都会发生变化，不考虑电表的内阻影响。下列描述中，正确的有( ) A． B． C． D． 【答案】 甲 B、D、E 1.50（1.49~1.51） 0.83（0.81~0.85） AD 【详解】(1)[1]干电池内阻较小，为减小实验误差，电流表应采用相对电源的外接法，应选图甲所示电路图。(2)[2]一节干电池电动势约为1.5V，则电压表应选B；电路中电流较小，为了测量较为准确，电流表应选D；干电池内电阻较小，如果选择大电阻则难以控制，故为方便实验操作，滑动变阻器应选E。(3)[3]根据图中点迹，画出图线 (4)[4]由图示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.50，由 得电源电动势[5]电源内阻(5)[6]AB．电压表测量路端电压，其示数随滑动变阻器的阻值增大而增大；而当内阻和外阻相等时，输出功率最大；此时输出电压为电动势的一半。外电路断开时，路端电压等于电源的电动势，此时输出功率为零；故A正确，B错误；CD．干电池的总功率故D正确，C错误。 故选AD。 五、解答题（每题10分） 20．如图所示为一个直线上电场E和电势曲线，该直线上有两个点电荷A（带正电）和B。已知电场满足积分关系式。 (1)求点电荷B的带电量和具体位置； (2)有一电量q、质量m的质点从无穷远处向左运动时的速度大小。不计质点的重力。不用表示。 【答案】(1)，处 (2) 【详解】（1）正点电荷一定在坐标原点，假设负点电荷B位于处，由图可知处电场强度为零，则 由图可知处电势为零，则 解得 ， 所以点电荷B的带电量是，位置在处。 （2）在处，电势为 在处，电势为 解得 由动能定理得 解得 21．如图，在真空中两个宽度为d、长度为L的区域内存在大小相等、方向相反的磁场。一带电粒子质量为m，带电荷量q，从中轴线左端发射（图中已知）。 （1）若电子恰从Q点射出，求磁感应强度大小。（用含形式表达结果） （2）若电子恰从P点射出，求可能的最小磁感应强度大小。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）由于两个磁场的磁感强度相同，粒子在两个磁场中的轨道半径相同，由于对称性，可知粒子运动轨迹恰好与磁场的外边界相切，由几何关系可知 又 可知磁场的磁感强度 （2）磁感强度小时，粒子的轨道半径最大，此时粒子在上下磁场中各运动了一次，如图所示 根据几何关系 又 可解 22．如图所示，两条电阻可以忽略不计的金属长导轨固定在一个水平面上，互相平行，相距l。另外两根长度都是l、质量都是m、电阻都是R的导体棒，可以在长导轨上无摩擦地左右滑动在讨论的空间范围内，存在竖直向下（在图中垂直纸面向里）的匀强磁场，磁感应强度大小为B。开始时，右侧的导体棒具有朝右的初速度，左侧的导体棒具有朝左的初速度。 （1）计算开始时流过两根导体棒的电流强度，以及各自所受安培力的大小和方向； （2）当两根导体棒中有一根先停止运动时，再计算此时各棒所受的安培力的大小和方向。 【答案】（1），，a棒受力向右，b棒受力向左；（2），，a棒受力向右，b棒受力向左 【详解】（1）回路中总的感应电动势 回路中的电流 两棒所受安培力的大小 整理得 根据左手定则可知a棒受力向右，b棒受力向左 （2）整个系统在水平方向所受安培力的合力为零，满足动量守恒， 显然a棒的速度首先减小到零，此时b棒的速度减小到v0，此时回路中的电动势 回路中的电流 两棒所受安培力的大小 根据左手定则可知a棒受力向右，b棒受力向左 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $$