精品解析：辽宁省铁岭市昌图县第一高级中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试卷

2024—2025学年度高二上学期12月份考试 物理学科试卷 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，本试卷满分100分，考试时间75分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（共7小题，每题4分，共28分） 1. 关于电磁感应现象，下列叙述正确的有( ) A. 奥斯特发现了电磁感应现象，并利用电磁感应的原理制成了人类历史上的第一台发电机 B. 真空冶炼炉是利用涡流工作的 C. 麦克斯韦在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律 D. 楞次发现了电流的磁效应，并提出了楞次定律 2. 如图1所示，绝缘水平面上导体环甲，乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势 B. 甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势 C. 丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势 D. 丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势 3. 将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池的正极上（线框上端的弯折位置与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　） A. 线框会转动起来是因为线框中产生的感应电流受到了安培力的作用 B. 如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向不会改变 C. 电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率 D. 线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变 4. 特高压直流输电是国家重点工程。如图所示，高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线、、、其目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，图中导线、、、水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上，abcd的几何中心为O点，O点到导线的距离远小于导线的长度，忽略地磁场，当四根长直导线通有等大、同向的电流时，则（　　） A. O点的磁感应强度不为零 B. O点的磁感应强度沿bd连线方向 C. 对的安培力比对的安培力小 D. 所受安培力的方向为从指向 5. 如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（）的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 B. 该过程中，洛伦兹力做正功 C. 该过程中，滑块的机械能增大 D. 滑块在b点受到的洛伦兹力大小为 6. 如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙是宽为，长为，高为的半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，图丁是回旋加速器的原理示意图，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中将一束等离子体喷入磁场，、板间产生电势差，板电势高 B. 图乙中、、三种粒子经加速电场射入磁场，在磁场中的偏转半径最大 C. 图丙中前、后表面间的电压与成反比，前表面电势高 D. 图丁中粒子在回旋加速器中增加的动能来源于磁场能，与加速电压的大小无关 7. 如图所示，在方向竖直向下的匀强磁场中，水平地面上放置一长方体粒子收集装置，其中，，该装置六个面均为荧光屏，吸收击中荧光屏的粒子时可显示粒子位置。在长方体中心P处的粒子放射源，可在水平面内沿各个方向均匀发射速率为的带正电粒子，发现在一段时间内，粒子源发射出粒子总数中有被荧光屏所吸收。已知这些粒子的比荷均为，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 荧光屏上亮线的长度为 D. 荧光屏上亮线的长度为 二、多项选择题（共3小题，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的或不答得0分，共18分。） 8. 带有异种电荷的甲乙两个粒子以大小相同的速度从圆形磁场的直径AB两端点沿半径方向进入匀强磁场，都从C点离开磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，，，则下列说法中正确的是（  ） A. 甲粒子带负电 B. 甲、乙的半径之比为 C. 甲、乙的比荷之比为 D. 甲、乙运动时间比为 9. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，两水平虚线1、2之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导线框由虚线1上方无初速地释放，释放瞬间ab边与虚线平行且与虚线1的间距为h，导线框的质量为m、总电阻为r，重力加速度为g。已知cd边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导线框在整个下落过程中不会发生转动。则下列说法正确的是（　　） A. 导线框的ab边与虚线1重合时，克服安培力做功的功率大小为 B. 两虚线之间的距离为 C. 导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为 D. 导线框完全进入磁场后，做匀加速直线运动 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2小题，每空2分，共20分） 11. 某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率，金属丝的长度已知。 （1）用螺旋测微器量金属丝的直径，示数如图甲所示，其直径为__________mm。 （2）用多用电表粗测金属丝的阻值．当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________。 （3）为了精确地测量金属丝的电阻，实验室提供了下列器材： A．电流表（量程，内阻） B．电流表（量程，内阻约） C．滑动变阻器（，额定电流） D．滑动变阻器（，额定电流） E．电阻箱R（阻值范围为） F．电源（电动势，内阻约） G．开关S、导线若干 ①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表串联电阻箱改为量程为的电压表，则电阻箱的阻值调为__________。滑动变阻器应选择__________（选填“”或“”）。 ②正确连接电路后，闭合开关，在方格纸上作出图像，求出金属丝的电阻率。 12. 自住建部发布了新版《生活垃圾分类标准》以来，人们开始注重对废旧产品的回收利用，某校物理社团成员把废旧电子产品收集起来，在防止对环境造成污染的同时也可为小家电维修和DIY制作提供一些电子元件。他们收集了一个废手机的旧电池（电动势E标称值为3.7V，最大放电电流为100mA），他们想测量一下该电池的电动势和内阻，并检测该电池最大放电电流能否达到100mA，于是又在实验室找到下列器材： A．电流表A1（量程为0~10mA，内阻R1模糊无法辨认） B．电流表A2（量程为0~20mA，内阻R2=90Ω） C．电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω） D．定值电阻R0（阻值为22.5Ω） E．定值电阻R0ʹ（阻值为180Ω） F．开关S、导线若干 （1）请选择合适的器材并在图甲中补全实验电路图_______________。 （2）其中一组实验中电流表的读数如图乙所示，读数为_________mA。 （3）该实验小组通过多次调节电阻箱，记下每次电阻箱的阻值R及其对应的电流表示数I，并得到电流I的倒数，分别用E和r表示电池的电动势和内阻，则与R的关系式为________________（用题中所给字母表示）。 （4）然后以为纵坐标，R为横坐标，把实验数据描绘在的图像中，如图丙所示。 （5）根据图像求得电池电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。 （6）用此电路测量电池的内阻，测量值_________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 四、解答题（共3小题，共34分。解答时要有必要的文字说明，方程式和重要的解题步骤，只写出最后答案的不能得分。） 13. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。长方形硬质金属框ABCD放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=2Ω，AB边长a=0.5m，BC边长b=0.4m，求 （1）在t=0到t=0.1s时间内，金属框中的感应电动势E； （2）t=0.05s时，金属框AB边受到的安培力F的大小和方向； （3）在t=0到t=0.1s时间内，流过AB边的电荷量q。 14. 如图，第四象限有正交的匀强电场与匀强磁场，电场强度E=5×10²V/m，磁感应强度B1=0.5T，方向垂直纸面向里；第一象限的某个圆形区域内（图中未画出），有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的边界与x轴相切于P点。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以方向与y轴正方向成60°角的某一速度v从M点沿直线运动，经P点进入第一象限的磁场区域，其磁感应强度大小为B2。一段时间后，微粒经过y轴上的N点并沿与y轴正方向成60°角的方向飞出，M点的坐标为（0，-10cm），N点的坐标为（0，30cm）。微粒重力忽略不计。求： (1)微粒运动速度v的大小? (2)B2的大小? (3)第一象限磁场区域的最小面积? 15. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为．现将质量均为的金属棒垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。 （1）先保持棒静止，将棒由静止释放，求棒匀速运动时的速度大小； （2）在（1）问中，当棒匀速运动时，再将棒由静止释放，求释放瞬间棒的加速度大小； （3）在（2）问中，从棒释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，求速度的大小，以及时间内棒相对于棒运动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度高二上学期12月份考试 物理学科试卷 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，本试卷满分100分，考试时间75分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（共7小题，每题4分，共28分） 1. 关于电磁感应现象，下列叙述正确的有( ) A. 奥斯特发现了电磁感应现象，并利用电磁感应的原理制成了人类历史上的第一台发电机 B. 真空冶炼炉是利用涡流工作的 C. 麦克斯韦在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律 D. 楞次发现了电流的磁效应，并提出了楞次定律 【答案】B 【解析】 【详解】法拉第发现了电磁感应现象，并利用电磁感应的原理制成了人类历史上的第一台发电机，选项A错误；真空冶炼炉是利用涡流工作的，选项B正确；法拉第发现了电磁感应现象后，纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格分析后，发现了法拉第电磁感应定律，故C错误；奥斯特发现了电流的磁效应，楞次提出了楞次定律，故D错误．故选B． 2. 如图1所示，绝缘水平面上导体环甲，乙同心放置，导体环丙位于乙的右侧，乙中通有逆时针方向的电流且电流值按如图2所示的规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 甲中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势 B. 甲中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势 C. 丙中感应电流方向为顺时针，有收缩趋势 D. 丙中感应电流方向为逆时针，有扩张趋势 【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据安培定则，穿过环甲的磁场方向垂直纸面向外，由于电流增大，则磁场变强，磁通量变大，根据楞次定律，甲中感应电流方向为顺时针。根据“增缩减扩”，有收缩趋势，A正确，B错误； CD．导体环乙在环丙位置的磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度不断增大，根据楞次定律可知丙中感应电流方向为逆时针，有收缩趋势，CD错误。 故选A。 3. 将一段裸铜导线弯成如图甲所示形状的线框，将它置于一节5号干电池的正极上（线框上端的弯折位置与正极良好接触），一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，使铜导线框下面的两端P、Q与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该“简易电动机”，下列说法中正确的是（　　） A. 线框会转动起来是因为线框中产生的感应电流受到了安培力的作用 B. 如果磁铁吸附在电池负极的磁极调换一下，线框转动的方向不会改变 C. 电池的输出功率一定大于线圈转动的机械功率 D. 线框由静止开始转动的过程中，通过线框中的电流大小始终不变 【答案】C 【解析】 【详解】AB．假设磁铁下端为N极，上端为S极，则线框周围的磁感线向上，一定会有垂直导线向上的分量，由于线框的下端靠近磁极，所以受力起主要作用，根据电池正负极画出电流的方向如图，根据左手定则判断安培力的方向如图，说明线框从上向下看，逆时针转动。 改变磁场的方向，根据上述原理可知线框转动的方向改变，AB错误； C．电池的输出功率等于线圈转动的机械功率与电阻的热功率之和，C正确； D．线框从静止开始旋转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势，电流会减小，D错误。 故选C。 4. 特高压直流输电是国家重点工程。如图所示，高压输电线上使用“abcd正方形间隔棒”支撑导线、、、其目的是固定各导线间距，防止导线互相碰撞，图中导线、、、水平且恰好处在正四棱柱的四条棱上，abcd的几何中心为O点，O点到导线的距离远小于导线的长度，忽略地磁场，当四根长直导线通有等大、同向的电流时，则（　　） A. O点的磁感应强度不为零 B. O点的磁感应强度沿bd连线方向 C. 对的安培力比对的安培力小 D. 所受安培力的方向为从指向 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据安培定则以及对称性，L1和L3在O点处的磁感应强度为零，L2和L4在O点处的磁感应强度为零，所以O点处的磁感应强度为零，故A B错误； C．越靠近通电直导线，磁感应强度越强，所以L1导线在L2处产生的磁感应强度大于在L3处的磁感应强度，所以L1对L2的安培力大于L1对L3的安培力，故C错误； D．因“同向电流相互吸引”，则当四根长直导线通有等大、同向的电流时，则L1均受到L2、L3、L4的吸引力，且L2、L4对L1的吸引力的合力也从指向，则L1受到的安培力的方向从L1指向L3，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一带电量为q（）的滑块自a点由静止沿光滑绝缘轨道滑下，下降竖直高度为h时到达b点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. 滑块在a点受重力、支持力和洛伦兹力作用 B. 该过程中，洛伦兹力做正功 C. 该过程中，滑块的机械能增大 D. 滑块在b点受到的洛伦兹力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑块自a点由静止沿斜面滑下，在a点不受洛伦兹力作用，故A错误； BCD．滑块自a点运动到b点的过程中，洛伦兹力不做功，支持力不做功，只有重力做功，所以滑块机械能守恒 解得 故滑块在b点受到的洛伦兹力为 故BC错误，D正确。 故选D。 6. 如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙是宽为，长为，高为的半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，图丁是回旋加速器的原理示意图，不计粒子的重力，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中将一束等离子体喷入磁场，、板间产生电势差，板电势高 B. 图乙中、、三种粒子经加速电场射入磁场，在磁场中的偏转半径最大 C. 图丙中前、后表面间的电压与成反比，前表面电势高 D. 图丁中粒子在回旋加速器中增加的动能来源于磁场能，与加速电压的大小无关 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲中，将一束等离子体喷入磁场，根据左手定则判断可知，带正电的离子向B板偏转，则B板电势高，故A错误； B．图乙中，、、三种粒子经加速电场射入磁场，设加速电场的电压为U，则有 在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有 可得，粒子在磁场中的偏转半径为 粒子的比荷最小，则在磁场中的偏转半径最大，故B正确； C．图丙是霍尔元件，由图可知电子向左移动，根据左手定则、结合图丙判断可知，电子在后表面集聚，所以后表面电势低，前表面电势高，则根据洛伦兹力等于电场力有 霍尔元件的厚度为，则通过的电流为 联立可得，后表面与前表面的电势差为 即前、后表面间的电压U与h成反比，故C正确； D．粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，粒子在电场中被加速，动能增大，所以粒子在回旋加速器中增加的动能来源于电场能，故D错误。 故选BC。 7. 如图所示，在方向竖直向下的匀强磁场中，水平地面上放置一长方体粒子收集装置，其中，，该装置六个面均为荧光屏，吸收击中荧光屏的粒子时可显示粒子位置。在长方体中心P处的粒子放射源，可在水平面内沿各个方向均匀发射速率为的带正电粒子，发现在一段时间内，粒子源发射出粒子总数中有被荧光屏所吸收。已知这些粒子的比荷均为，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度大小为 B. 匀强磁场的磁感应强度大小为 C. 荧光屏上亮线的长度为 D. 荧光屏上亮线的长度为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．沿磁场方向看去，粒子总数中有被荧光屏所吸收，粒子的运动轨迹如图所示。 轨迹1、3为粒子被吸收的临界轨迹，根据几何知识可得 由洛伦兹力提供向心力得 解得 故AB错误； CD．根据几何知识可得 轨迹2为击中最右侧的轨迹，由几何知识可得 轨迹3为击中最左侧的轨迹，由几何知识可得 因此，荧光屏上亮线的长度为 同理可得，荧光屏上亮线的长度为，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题（共3小题，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的或不答得0分，共18分。） 8. 带有异种电荷的甲乙两个粒子以大小相同的速度从圆形磁场的直径AB两端点沿半径方向进入匀强磁场，都从C点离开磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，，，则下列说法中正确的是（  ） A. 甲粒子带负电 B. 甲、乙的半径之比为 C. 甲、乙的比荷之比为 D. 甲、乙运动时间比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．甲粒子向下偏转，根据左手定则，可以判断甲粒子带负电，A正确； B．做出甲乙两带电粒子的轨迹图如下图所示，根据几何关系可得 ， 由此可知甲、乙两粒子的半径之比为，B错误； C．两带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供做圆周运动的向心力，可得 ，， 解得 可知甲、乙的比荷之比为，C正确； D．由几何关系可知，甲粒子的圆心角为，乙粒子的圆心角为，故甲粒子在磁场中运动的时长为 ， 解得 D错误。 故选AC。 9. 如图，两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中，一根导轨位于轴上，另一根由、、三段直导轨组成，其中段与轴平行，导轨左端接入一电阻。导轨上一金属棒沿轴正向以速度保持匀速运动，时刻通过坐标原点，金属棒始终与轴垂直。设运动过程中通过电阻的电流强度为，金属棒受到安培力的大小为，金属棒克服安培力做功的功率为，电阻两端的电压为，导轨与金属棒接触良好，忽略导轨与金属棒的电阻。下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】当导体棒从O点向右运动L时，即在时间内，在某时刻导体棒切割磁感线的长度 （θ为ab与ad的夹角）则根据 E=BLv0 可知回路电流均匀增加；安培力 则F-t关系为抛物线，但是不过原点；安培力做功的功率 则P-t关系为抛物线，但是不过原点；电阻两端的电压等于导体棒产生的感应电动势，即 即图像是不过原点的直线；根据以上分析，可大致排除BD选项； 当在时间内，导体棒切割磁感线的长度不变，感应电动势E不变，感应电流I不变，安培力F大小不变，安培力的功率P不变，电阻两端电压U保持不变； 同理可判断，在时间内，导体棒切割磁感线长度逐渐减小，导体棒切割磁感线的感应电动势E均匀减小，感应电流I均匀减小，安培力F大小按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，安培力的功率P按照二次函数关系减小，但是不能减小到零，与内是对称的关系，电阻两端电压U按线性均匀减小；综上所述选项AC正确，BD错误。 故选AC。 10. 如图所示，两水平虚线1、2之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边长为h的正方形导线框由虚线1上方无初速地释放，释放瞬间ab边与虚线平行且与虚线1的间距为h，导线框的质量为m、总电阻为r，重力加速度为g。已知cd边与两虚线重合时的速度大小均为，忽略空气阻力，导线框在整个下落过程中不会发生转动。则下列说法正确的是（　　） A. 导线框的ab边与虚线1重合时，克服安培力做功的功率大小为 B. 两虚线之间的距离为 C. 导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为 D. 导线框完全进入磁场后，做匀加速直线运动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设当导线框的边与虚线1重合时，速度为v1，根据动能定理可得 解得 所以安培力为 克服安培力做功的功率为 故A错误； B．导线框刚全部进入磁场的过程中即cd边与虚线1重合时，由动能定理得 所以克服安培力做的功为 设两虚线间的距离为hʹ，由题意可得当导线框的ab边与虚线2重合时，速度也为v1，由动能定理可得 解得 故B错误； C．导线框在穿过磁场的过程中，产生的焦耳热为 故C正确； D．导线框完全进入磁场后，因无感应电流产生，导线框做匀加速直线运动，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2小题，每空2分，共20分） 11. 某实验小组测量一新材料制成的粗细均匀金属丝的电阻率，金属丝的长度已知。 （1）用螺旋测微器量金属丝的直径，示数如图甲所示，其直径为__________mm。 （2）用多用电表粗测金属丝的阻值．当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图乙所示，其读数为__________。 （3）为了精确地测量金属丝的电阻，实验室提供了下列器材： A．电流表（量程，内阻） B．电流表（量程，内阻约） C．滑动变阻器（，额定电流） D．滑动变阻器（，额定电流） E．电阻箱R（阻值范围为） F．电源（电动势，内阻约） G．开关S、导线若干 ①实验小组设计的实验电路图如图丙所示。由于没有电压表，需要把电流表串联电阻箱改为量程为的电压表，则电阻箱的阻值调为__________。滑动变阻器应选择__________（选填“”或“”）。 ②正确连接电路后，闭合开关，在方格纸上作出图像，求出金属丝的电阻率。 【答案】 ①. 1.700##1.699##1.701 ②. 6 ③. 5000.0 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]螺旋测微器的精确值为，由图甲可知金属丝的直径为 （2）[2]用多用电表粗测金属丝的阻值．当用电阻“×10”挡时，发现指针偏转角度过大，说明待测电阻较小，由图乙可知读数为。 （3）①[3]把电流表串联电阻箱改为量程为的电压表，则有 解得 [4]由于滑动变阻器采用分压接法，且两个滑动变阻器的额定电流均为，电源电动势为，电源内阻大约，为了保证滑动变阻器的安全，滑动变阻器应选择阻值较大一些的。 12. 自住建部发布了新版《生活垃圾分类标准》以来，人们开始注重对废旧产品的回收利用，某校物理社团成员把废旧电子产品收集起来，在防止对环境造成污染的同时也可为小家电维修和DIY制作提供一些电子元件。他们收集了一个废手机的旧电池（电动势E标称值为3.7V，最大放电电流为100mA），他们想测量一下该电池的电动势和内阻，并检测该电池最大放电电流能否达到100mA，于是又在实验室找到下列器材： A．电流表A1（量程为0~10mA，内阻R1模糊无法辨认） B．电流表A2（量程为0~20mA，内阻R2=90Ω） C．电阻箱R（阻值范围为0~999.9Ω） D．定值电阻R0（阻值为22.5Ω） E．定值电阻R0ʹ（阻值为180Ω） F．开关S、导线若干 （1）请选择合适的器材并在图甲中补全实验电路图_______________。 （2）其中一组实验中电流表的读数如图乙所示，读数为_________mA。 （3）该实验小组通过多次调节电阻箱，记下每次电阻箱的阻值R及其对应的电流表示数I，并得到电流I的倒数，分别用E和r表示电池的电动势和内阻，则与R的关系式为________________（用题中所给字母表示）。 （4）然后以为纵坐标，R为横坐标，把实验数据描绘在的图像中，如图丙所示。 （5）根据图像求得电池电动势E=_________V，内阻r=_________Ω。 （6）用此电路测量电池的内阻，测量值_________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。 【答案】 ①. ②. 14.5 ③. ④. 3.5 ⑤. 3 ⑥. 等于 【解析】 【详解】（1）[1]为了完成实验，根据提供的器材可知，可以选择安阻法测量电池的电动势和内阻，本着实验的精准性的原则，因为电流表的量程都不够大，所以要先扩大电流表的量程，而内阻未知，所以电流表选择；因为电池的最大放电电流为，改装后电流表的量程应为改装前电流表量程的5倍，故应该给电流表并联一个电阻，阻值为 即定值电阻选择，实验电路如图所示 （2）[2]图中电流表的最小刻度为0.5mA，读数精确到0.1mA，则图中电流表读数为。 （3）[3]根据闭合电路欧姆定律可得 整理得与的关系式为 （5）[4][5]由图丙和与的关系式可知，图像的斜率为 可得 图像的纵截距为 解得 （6）[6]用此电路测量电池的内阻没有系统误差，所以测量值与真实值相等。 四、解答题（共3小题，共34分。解答时要有必要的文字说明，方程式和重要的解题步骤，只写出最后答案的不能得分。） 13. 如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。长方形硬质金属框ABCD放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=2Ω，AB边长a=0.5m，BC边长b=0.4m，求 （1）在t=0到t=0.1s时间内，金属框中的感应电动势E； （2）t=0.05s时，金属框AB边受到的安培力F的大小和方向； （3）在t=0到t=0.1s时间内，流过AB边的电荷量q。 【答案】（1）0.4V；（2）0.01N，方向垂直AB向左；（3）0.02C 【解析】 【详解】（1）在0至0.1s的时间内，磁感应强度的变化量为 则穿过金属框的磁通量变化量为 所以 故金属框中的感应电动势为0.4V。 （2）设金属框内电流为I，则有 由图可知，当0.05s时，B为0.1T，此时金属框AB边受到的安培力的大小为 根据楞次定律和左手定则，可分析出安培力的方向为垂直AB向左。 （3）在0至0.1s的时间内，流过AB边的电荷量为 故流过AB边的电荷量为0.02C。 14. 如图，第四象限有正交的匀强电场与匀强磁场，电场强度E=5×10²V/m，磁感应强度B1=0.5T，方向垂直纸面向里；第一象限的某个圆形区域内（图中未画出），有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的边界与x轴相切于P点。一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以方向与y轴正方向成60°角的某一速度v从M点沿直线运动，经P点进入第一象限的磁场区域，其磁感应强度大小为B2。一段时间后，微粒经过y轴上的N点并沿与y轴正方向成60°角的方向飞出，M点的坐标为（0，-10cm），N点的坐标为（0，30cm）。微粒重力忽略不计。求： (1)微粒运动速度v的大小? (2)B2的大小? (3)第一象限磁场区域的最小面积? 【答案】(1)1000m/s；(2)T；(3)m2 【解析】 【分析】 【详解】(1)微粒重力忽略不计，微粒在第四象限内仅受电场力和洛伦兹力，且微粒做直线运动，可知电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，由左手定则可知，微粒所受的洛伦兹力方向与微粒运动的方向垂直斜向上，即与y轴正方向成角斜向左上方，则电场的方向与 y 轴负方向成角斜向右下方由力的平衡条件得 解得 (2) 作出微粒的运动轨迹如图所示 由几何关系知2Rsin60°=ON-OM，微粒在第一象限做圆周运动的半径为 微粒在第一象限做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二定律得 解得 (3)由图可知，第一象限匀强磁场的最小区域是以圆心为、PD为直径的圆 由几何关系得该圆的半径为 所以第一象限磁场区域的最小面积为 解得 15. 如图，两根足够长的光滑金属直导轨平行放置，导轨间距为，两导轨及其所构成的平面均与水平面成角，整个装置处于垂直于导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为．现将质量均为的金属棒垂直导轨放置，每根金属棒接入导轨之间的电阻均为。运动过程中金属棒与导轨始终垂直且接触良好，金属棒始终未滑出导轨，导轨电阻忽略不计，重力加速度为。 （1）先保持棒静止，将棒由静止释放，求棒匀速运动时的速度大小； （2）在（1）问中，当棒匀速运动时，再将棒由静止释放，求释放瞬间棒的加速度大小； （3）在（2）问中，从棒释放瞬间开始计时，经过时间，两棒恰好达到相同的速度，求速度的大小，以及时间内棒相对于棒运动的距离。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）a导体棒在运动过程中重力沿斜面的分力和a棒的安培力相等时做匀速运动，由法拉第电磁感应定律可得 有闭合电路欧姆定律及安培力公式可得 ， a棒受力平衡可得 联立记得 （2）由右手定则可知导体棒b中电流向里，b棒 沿斜面向下的安培力，此时电路中电流不变，则b棒牛顿第二定律可得 解得 （3）释放b棒后a棒受到沿斜面向上的安培力，在到达共速时对a棒动量定理 b棒受到向下的安培力，对b棒动量定理 联立解得 此过程流过b棒的电荷量为q，则有 由法拉第电磁感应定律可得 联立b棒动量定理可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $