高二上期末模拟卷-2024-2025学年高二物理上学期期末考点大串讲（沪科版2020）

2024-2025学年度高二上学期期末物理模拟卷 （考试时间：90分钟：满分：100分） 一、单选题（共12小题，每题只有一个选项正确，每题2分，共24分） 1．电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板A为可动电极，下极板B为固定电极。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，使A、B两板间距离减小，形变过程中，电流表G中有从a到b的电流，则（　　） A．直流电源的c端为电源正极 B．上极板A带负电 C．形变过程中，电容器放电 D．形变过程中，两板间的电压不断增大 2．沿空间某直线建立轴，该直线上的静电场方向沿轴，某点电势的随位置变化的图像如图所示，一电荷量为带负电的试探电荷，经过点时动能为1.5eV，速度沿轴正方向，若该电荷仅受电场力，则其将（　　） A．在处，电场强度达到最大值 B．经过点时动能为2.5eV C．能通过点 D．能通过点 3．如图所示，直线oac为某一直流电源的总功率随电流变化的图线，虚线obc为这个电源内部热功率随电流变化的图线，当电路中电流为2A时（　　） A．外电路电阻等于电源内阻 B．电源内部热功率为2W C．电源输出功率为2W D．路端电压为3V 4．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，电阻，电容器电容为C，当开关S由接a换到接b且电路达到稳定的过程中，通过R3的电荷量是（　　） A．0 B． C． D． 5．如图电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，；滑动变阻器的取值范围为0~15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（　　） A．时，定值电阻消耗的功率最大，为2W B．时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W C．时，消耗的功率最大 D．时，电源的效率最低 6．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，有一根通电导线ef在ab的正上方且平行于ab，当ef向上平移时（始终在ab的正上方），穿过圆面积的磁通量将（    ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．始终为零 D．不为零，但始终保持不变 7．已知通电长直导线周围某点产生的磁感应强度B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。即：。如图所示，两根平行长直导线相距R，通以大小、方向均相同的电流。取垂直纸面向里为正，在O—R区间内B随r变化的图线可能是（ ） A. B. C. D. 8．和一起放入回旋加速器中，忽略在电场中加速时间，加速完成3次时，和动能之比为（　　） A．1：9 B．1：3 C．1：1 D．3：1 9．如图所示，一个宽的“U”型绝缘导轨与水平面成37°倾角固定放置。导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。一根质量为0.10kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有的电流。金属棒静止，棒与导轨之间的最大静摩擦力为2.0N，，则（    ） A．若增大电流，导轨对金属棒的支持力也增大 B．此时导轨对金属棒的支持力大小为0.8N C．若增大磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小后变大 D．此时导轨对金属棒的摩擦力大小为1.4N 10．如图所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈和共轴，中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图所示，所受的重力为，桌面对的支持力为，则（　　）。 A．时刻 B．时刻 C．时刻 D．时刻 11．如图所示，边长为h的矩形线框从初始位置由静止开始下落，进入一水平向里的匀强磁场，且磁场方向与线框平面垂直，磁场宽度，已知线框刚进入磁场时恰好是匀速下落，则线框下边出磁场的过程中的运动形式是（　　）    A．向上运动 B．向下匀速运动 C．向下加速运动 D．向下减速运动 12．如图所示，有一光滑导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力变化如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（   ）    A． B． C． D．   二、填空题（共5小题，每小题4分，共20分） 13．如图所示，空间存在一匀强电场，电场强度方向平行于纸面，纸面内有一半径为的圆，圆心为O，为圆的直径，P为圆上的一点，已知A点电势为，B点电势为，P点电势为，则O点的电势为 V，匀强电场的场强最小值为 。 14．某同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“，”字样，它的线圈内阻为，电热丝，当把该电吹风接入家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则电热丝的热功率为 W，电动机M正常工作时的输出功率为 W。 15．如图（a）所示，阻值为2Ω、匝数为100的圆形金属线圈与一个阻值为3Ω的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为10cm，在线圈中有一个边长为10cm的正方形匀强磁场区域，该磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度B（向里为正）随时间t变化的关系如图（b）所示，导线电阻不计。则10s时通过电阻的电流方向为 （选填“ab”或“ba”），其大小为 A。 16．等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，置于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则另一支路受到的安培力的大小为 ，整个回路受到的安培力大小为 17．一个带负电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，飞行过程中小球的水平位移始终增大，设飞行时间为，着地速度大小为。撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为，着地速度大小为，则 ， （均选填“>”、“<”或“=”）。    三、实验题（本题共1小题，共12分） 18．甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻不计。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 (1)由图2可知，甲同学绘制的是图线 （填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为 V，内阻为 Ω。 (2)丙同学打算以纵坐标，以R作横坐标，请根据（1）中计算的结果将丙所作图线在图3中画出 。 (3)分析可知，在图1所示电路中，当电阻箱的阻值 时，电阻箱消耗的最大电功率是 。 四、综合题（本题共3大题，12分+16分+16分，共44分） 情景一：静电场 静电场是一种非常重要的物理场，可以在例如工业生产、科学研究和医疗设备等领域中出现。 19．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏等组成，如图甲所示.示波器的和两对电极均不加电压时，亮斑出现在荧光屏中心。若在电极和分别加上如图乙、丙所示的电压，则荧光屏上出现的图形为（　　） A． B．C． D． 20．在生产纸张、纺织品等绝缘材料的过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置了如图所示的传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时，某过程灵敏电流计G中有a流向b的电流，则此过程（　　） A．板间的纸张厚度减小 B．板间的纸张厚度增大 C．板间的电场强度减小 D．极板所带的电荷量增大 21．某空间存在静电场，静电场中x轴上的电势随x变化的规律如图所示，则x轴附近电场线的分布可能是（　　） A．B． C．D． 22．如图所示，是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径方向建立x轴，竖直直径方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）小球落回到A点时的速率； （2）电场强度的大小； （3）小球第一次从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。 情景二：质谱仪 质谱仪是用来测量带电粒子质量的一种仪器，其结构如图a所示，它分别由加速器Ⅰ、速度选择器Ⅱ、质量分离器Ⅲ三部分组成，若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的正离子，经过加速器得到加速，进入速度选择器，速度符合一定大小的离子能够通过S3缝射入质量分离器中，整个过程中可以不考虑离子重力的影响。 23．加速器Ⅰ由S1S2两块带电平行金属板组成，为了使正离子得到加速，则应让金属板S1带 电（选填“正”、“负”）。在下降过程中，离子的电势能 （选填“减少”、“增大”、“不变”）。如果离子从速度v0开始经加速后速度达到v1，则加速器两极板间电压U1 = 。 24．离子以速度v1进入速度选择器Ⅱ中，两板间电压为U2，两板长度l，相距d。离子在穿过电场过程中，为了不让离子发生偏转，需要在该区域加一个垂直于电场和速度平面的磁场。 （1）则所加磁场的磁感强度B = ； （2）离开分离器时离子的速度v = 。 25．若离子以速度v垂直于磁场方向进入质量分离器Ⅲ，图c所示。其磁感应强度大小为B0。离子在磁场力作用下做半圆周运动 （1）圆周运动的直径X = 。 （2）带电粒子的电量和质量之比称为粒子的荷质比，设，如果在质谱仪底片上得到了1、2两条谱线，可以比较其对应的两个电荷的荷质比大小( ) A．K1 > K2    B．K1 = K2     C．K1 < K2     D．无法比较 26．上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为m，电荷量大小为e，最大回旋半径为R，普朗克常量为h。则 （1）电子加速后获得的最大速度vm = ； （2）（计算）已知两D形盒间加速电场的电势差大小恒为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，求电子在电场中加速所用的总时间t。 情景三：电磁阻拦 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1T，不计摩擦。 27．若v0=4m/s，则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 m/s2。 28．若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向 ； A．均为abcda　　 B．均为adcba C．先abcda再adcba　　 D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像 ； （3）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q ； （4）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点 。 29．该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 ：感应电动势的大小与 有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出 A．图像     B．E-Δφ图像 C． 图像     D． E-图像 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故A错误； B. 当电路中电流为2A时，电源内部热功率 Pr=I2r=22×1W=4W 故B错误； C. 当电路中电流为2A时，电源输出功率为 P=I2R=22×0.5W=2W 故C正确； D. 当电路中电流为2A时，路端电压为 U=IR=2×0.5V=1V 故D错误； 故选C。 4．如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，电阻，电容器电容为C，当开关S由接a换到接b且电路达到稳定的过程中，通过R3的电荷量是（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】当开关S接a时，电容器与电阻R1并联，电容器两极板电压为 此时电容器所带电荷量为 下极板带正电，上极板带负电； 当开关S接b时，电容器与电阻R2并联，电容器两极板电压为 此时电容器所带电荷量为 上极板带正电，下极板带负电，所以通过R3的电荷量为 故选C。 5．如图电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，，；滑动变阻器的取值范围为0~15Ω。闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片，使取不同的阻值接入电路，则下列说法正确的是（　　） A．时，定值电阻消耗的功率最大，为2W B．时，电源内阻消耗的功率最小，为0.5W C．时，消耗的功率最大 D．时，电源的效率最低 【答案】C 【详解】A．时，外电阻最小，总电流最大，则定值电阻消耗的功率最大， 此时并联部分的总阻值为 由闭合电路欧姆定律得干路电流为 则定值电阻消耗的功率为 故A错误； B．当电源内阻消耗的功率最小时，由 知此时电路中的总电流最小，对应的外电阻最大，故当时，总的外电阻并未达最大值，故B错误； C．为求滑动变阻器消耗的最大功率，可对原电路进行如下图所示的等效变换 易知，等效电源的等效电动势，等效内阻，故当时，消耗的功率最大，故C正确； D．当时，总的外电阻最大。由于电源效率为 显然，当总的外电阻R最大时，取最大值，当时，总的外电阻为 此时最大，故D错误。 故选C。 6．如图所示，ab是水平面上一个圆的直径，有一根通电导线ef在ab的正上方且平行于ab，当ef向上平移时（始终在ab的正上方），穿过圆面积的磁通量将（    ） A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．始终为零 D．不为零，但始终保持不变 【答案】C 【详解】由直导线周围的磁感线分布可知，穿过线圈的磁感线从一半中穿过，再从另一半中穿回，则穿过线圈的磁通量为零；当ef向上平移时（始终在ab的正上方），穿过圆面积的磁通量将不变，仍为零。 故选C。 7．已知通电长直导线周围某点产生的磁感应强度B与导线中的电流I成正比，与该点到导线的距离r成反比。即：。如图所示，两根平行长直导线相距R，通以大小、方向均相同的电流。取垂直纸面向里为正，在O—R区间内B随r变化的图线可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【详解】由安培定则和磁场矢量叠加知O—R区间的中点处，磁感应强度为零，且O到0.5R之间的合磁感应强度方向向外，因取垂直纸面向里为正，故O到0.5R之间的合磁感应强度为负，且逐渐减小；同理可知0.5R到R之间的合磁感应强度方向向里，即为正，且逐渐增大。 故选D。 8．和一起放入回旋加速器中，忽略在电场中加速时间，加速完成3次时，和动能之比为（　　） A．1：9 B．1：3 C．1：1 D．3：1 【答案】E 【详解】由，可知的周期是的3倍，加速完成3次时，完成加速1次，每次加速获取的动能Ek=qU相同，加速完成3次时，和动能之比为3：1。 故选D。 9．如图所示，一个宽的“U”型绝缘导轨与水平面成37°倾角固定放置。导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。一根质量为0.10kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有的电流。金属棒静止，棒与导轨之间的最大静摩擦力为2.0N，，则（    ） A．若增大电流，导轨对金属棒的支持力也增大 B．此时导轨对金属棒的支持力大小为0.8N C．若增大磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小后变大 D．此时导轨对金属棒的摩擦力大小为1.4N 【答案】D 【详解】AB．对金属棒受力分析，如图所示，根据左手定则可知其所受安培力水平向右，大小为 导轨对金属棒的支持力大小为 若增大电流，则安培力增大，支持力减小，故AB错误； CD．根据平衡条件可得导轨对金属棒的摩擦力大小为 <2.0N 若增大磁感应强度，则安培力增大，导轨对金属棒的摩擦力会变大，故C错误，D正确； 故选D。 10．如图所示，圆形线圈静止在水平桌面上，其正上方悬挂一相同线圈和共轴，中通有变化电流，电流随时间变化的规律如图所示，所受的重力为，桌面对的支持力为，则（　　）。 A．时刻 B．时刻 C．时刻 D．时刻 【答案】C 【详解】A．时刻，Q中电流均匀增加，则穿过P的磁通量增加，根据楞次定律可知，P有向下运动的趋势，则，A错误； B．时刻，Q中电流不变，则在P中不会产生感应电流，则Q不会对P产生安培力，，B错误； C．时刻，Q中电流为零，则Q不会对P产生安培力，，C正确； D．时刻，Q中电流不变，则在P中不会产生感应电流，则Q不会对P产生安培力，，D错误。 故选C。 11．如图所示，边长为h的矩形线框从初始位置由静止开始下落，进入一水平向里的匀强磁场，且磁场方向与线框平面垂直，磁场宽度，已知线框刚进入磁场时恰好是匀速下落，则线框下边出磁场的过程中的运动形式是（　　）    A．向上运动 B．向下匀速运动 C．向下加速运动 D．向下减速运动 【答案】D 【详解】线框刚进入磁场时恰好是匀速下落，因为 H > h ，线圈全部进入后加速，出去时，电动势比进入时要大，产生的电流也要大。此时安培力大于重力，所以向下减速运动。 故选D。 12．如图所示，有一光滑导轨处于匀强磁场中，一金属棒垂直置于导轨上，对其施加外力，安培力变化如图所示，取向右为正方向，则外力随时间变化图像为（   ）    A． B． C． D．   【答案】C 【详解】由于 E = BLv，E = IR，FA = BIL 联立得： 再结合楞次定律，可知金属棒刚开始向右做匀减速直线运动，后向左做匀加速直线运动， 且加速度一直为： ，方向向左 综上当v = 0时，即t = t0时：F ≠ 0，且向左 故选C。 二、填空题（共5小题，每小题4分，共20分） 13．如图所示，空间存在一匀强电场，电场强度方向平行于纸面，纸面内有一半径为的圆，圆心为O，为圆的直径，P为圆上的一点，已知A点电势为，B点电势为，P点电势为，则O点的电势为 V，匀强电场的场强最小值为 。 【答案】 13 400 【详解】[1]由题意可知点为连线的中点，所以 [2]根据题意可得 延长AB到Q点，使，如图所示 根据匀强电场中电势差性质可得 解得 又因为 解得 则PQ为等势面，电场强度的方向与PQ垂直，从A点向PQ作垂线，垂足为C，电场强度大小为 当AC最长时电场强度E最小，根据几何关系可得当∠AQC最大时AC最长，所以当PQ与圆相切时∠AQC最大，如图所示 此时AC最长，根据几何关系可得 解得最大值 代入解得最小电场强度为 14．某同学在实验室设计了如图所示的简易电吹风，主要器材有定值电阻、、电动机M和电热丝R，已知电动机M标有“，”字样，它的线圈内阻为，电热丝，当把该电吹风接入家庭电路中，电动机M恰好可以正常工作，则电热丝的热功率为 W，电动机M正常工作时的输出功率为 W。 【答案】 1100 49 【详解】[1]电热丝R产生的热功率 [2]电动机M恰好可以正常工作，则 电动机M正常工作时的输出功率 15．如图（a）所示，阻值为2Ω、匝数为100的圆形金属线圈与一个阻值为3Ω的电阻连接成闭合电路。线圈的半径为10cm，在线圈中有一个边长为10cm的正方形匀强磁场区域，该磁场方向垂直于线圈平面。磁感应强度B（向里为正）随时间t变化的关系如图（b）所示，导线电阻不计。则10s时通过电阻的电流方向为 （选填“ab”或“ba”），其大小为 A。 【答案】 ba 0.04 【详解】[1]由图b可知，在0~10s时间内，通过电阻的电流方向为ba，在10s以后，通过电阻的电流方向仍为ba，因此10s时，通过电阻的电流电流方向为ba。 [2]由法拉第电磁感应定律可知 ， 其中 根据闭合电路欧姆定律，有 联立，解得 16．等边三角形线框由三根相同的导体棒连接而成，置于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向垂直，线框顶点M、N与电源两端相接。已知导体棒MN受到的安培力大小为F，则另一支路受到的安培力的大小为 ，整个回路受到的安培力大小为 【答案】 【详解】[1]设MN边的电流为I，则MLN的电流为0.5I，根据 则另一支路受到的安培力的大小为 [2]整个回路受到的安培力大小为 17．一个带负电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，飞行过程中小球的水平位移始终增大，设飞行时间为，着地速度大小为。撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为，着地速度大小为，则 ， （均选填“>”、“<”或“=”）。    【答案】 < = 【详解】有磁场时，小球下落过程中要受重力和洛伦兹力共同作用，重力方向竖直向下，大小方向都不变；洛伦兹力的大小和方向都随速度的变化而变化，但在能落到地面的前提下洛伦兹力的方向跟速度方向垂直，总是指向左下方某个方向，其水平分力fx水平向左，竖直分力fy竖直向下。竖直方向的加速度仍向下，但大于重力加速度g，从而使运动时间比撤去磁场后要短，即 t1<t2 在有磁场，重力和洛伦兹力共同作用时，其洛伦兹力的方向每时每刻都跟速度方向垂直，不对粒子做功，不改变粒子的动能，有磁场和无磁场都只有重力做功，动能的增加是相同的。有磁场和无磁场，小球落地时速度方向并不相同，但速度的大小是相等的，即 = 三、实验题（本题共1小题，共12分） 18．甲、乙、丙三位同学协作测定某电池的电动势和内阻。他们设计的电路原理如图1，其中R为电阻箱，为保护电阻，阻值，电流表A的内阻不计。他们改变R的阻值，记下多组R和电流表示数I。甲同学以IR作纵坐标，以I作横坐标作图处理数据；乙同学以为纵坐标，以I为横坐标处理数据，他们在同一张坐标纸上画出的图如图2所示。 (1)由图2可知，甲同学绘制的是图线 （填“a”或“b”），由该图线得到的电源电动势为 V，内阻为 Ω。 (2)丙同学打算以纵坐标，以R作横坐标，请根据（1）中计算的结果将丙所作图线在图3中画出 。 (3)分析可知，在图1所示电路中，当电阻箱的阻值 时，电阻箱消耗的最大电功率是 。 【答案】(1) a 1.5 10 (2) (3) 15 0.0375W 【详解】（1）[1][2][3]甲同学以IR作纵坐标，根据闭合电路欧姆定律得： 乙同学以I（R+R0）为纵坐标，根据闭合电路欧姆定律得 可得甲同学的图线的斜率的绝对值更大，所以甲同学绘制的是图线a。该图线的截距表示电动势，斜率绝对值表示r+R0，所以有 （2）丙同学以为纵坐标，以R作横坐标，根据闭合电路欧姆定律得 整理得 则该图线的斜率、截距分别为 则可画出图线为下图 （3）[1]电阻箱的阻值R消耗的电功率为 由数学知识可得，当时，电阻箱消耗的电功率最大； [2]最大功率为 四、综合题（本题共3大题，12分+16分+16分，共44分） 情景一：静电场 静电场是一种非常重要的物理场，可以在例如工业生产、科学研究和医疗设备等领域中出现。 19．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏等组成，如图甲所示.示波器的和两对电极均不加电压时，亮斑出现在荧光屏中心。若在电极和分别加上如图乙、丙所示的电压，则荧光屏上出现的图形为（　　） A． B．C． D． 20．在生产纸张、纺织品等绝缘材料的过程中，为了实时监控材料的厚度，生产流水线上设置了如图所示的传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个固定极板，分别接在恒压直流电源的两极上。当纸张从平行极板间穿过时，某过程灵敏电流计G中有a流向b的电流，则此过程（　　） A．板间的纸张厚度减小 B．板间的纸张厚度增大 C．板间的电场强度减小 D．极板所带的电荷量增大 21．某空间存在静电场，静电场中x轴上的电势随x变化的规律如图所示，则x轴附近电场线的分布可能是（　　） A．B． C．D． 22．如图所示，是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径方向建立x轴，竖直直径方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g，求： （1）小球落回到A点时的速率； （2）电场强度的大小； （3）小球第一次从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。 【答案】19．B 20．A 21．D 22．（1）；（2）；（3） 【解析】19．电极接入如图乙所示电压，且电压大小不变，则电子向X方向偏转，且位置不变，电极接入如图丙所示电压，且电压大小不变，则电子向方向偏转，且位置不变，根据运动的合成，所以在荧光屏上得到的信号在一个周期内的稳定图像，如图B所示。 故选B。 20．D．由于电容器与直流电源连接，故电压不变，灵敏电流计G中有a流向b的电流，说明电容器放电，则电容器电荷量Q减小，根据 则电容器的电容减小，故D错误； AB．根据 电容器的电容减小，说明相对介电常数减小，则板间的纸张厚度减小，故A正确B错误； C．电压不变，且极板间距不变，则电场强度 不变，故C错误； 故选A。 21．根据电势分布可知，沿x轴方向的电势逐渐降低且变化越来越小，图像的斜率反映场强大小，可知电场强度越来越小，电场线越来越稀疏，因此电场线的分布可能是D项。 故选D。 22．（1）设小球离开D点时的速率为，由D落回到A的时间为t， 则由平抛运动规律有 ， ，解得： 小球落回到A时的速率为，根据动能定理有 ， 解得： （2）小球从A到D的过程中，根据动能定理有 解得 （3）小球通过轨道最低点B处时的速率为，轨道对小球的支持力为F，则有 根据合力提供向心力有 ，解得： 由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力 情景二：质谱仪 质谱仪是用来测量带电粒子质量的一种仪器，其结构如图a所示，它分别由加速器Ⅰ、速度选择器Ⅱ、质量分离器Ⅲ三部分组成，若从粒子源P点发出一个电量q、质量为m的正离子，经过加速器得到加速，进入速度选择器，速度符合一定大小的离子能够通过S3缝射入质量分离器中，整个过程中可以不考虑离子重力的影响。 23．加速器Ⅰ由S1S2两块带电平行金属板组成，为了使正离子得到加速，则应让金属板S1带 电（选填“正”、“负”）。在下降过程中，离子的电势能 （选填“减少”、“增大”、“不变”）。如果离子从速度v0开始经加速后速度达到v1，则加速器两极板间电压U1 = 。 24．离子以速度v1进入速度选择器Ⅱ中，两板间电压为U2，两板长度l，相距d。离子在穿过电场过程中，为了不让离子发生偏转，需要在该区域加一个垂直于电场和速度平面的磁场。 （1）则所加磁场的磁感强度B = ； （2）离开分离器时离子的速度v = 。 25．若离子以速度v垂直于磁场方向进入质量分离器Ⅲ，图c所示。其磁感应强度大小为B0。离子在磁场力作用下做半圆周运动 （1）圆周运动的直径X = 。 （2）带电粒子的电量和质量之比称为粒子的荷质比，设，如果在质谱仪底片上得到了1、2两条谱线，可以比较其对应的两个电荷的荷质比大小( ) A．K1 > K2    B．K1 = K2     C．K1 < K2     D．无法比较 26．上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个D形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为m，电荷量大小为e，最大回旋半径为R，普朗克常量为h。则 （1）电子加速后获得的最大速度vm = ； （2）（计算）已知两D形盒间加速电场的电势差大小恒为U，盒间窄缝的距离为d，其电场均匀，求电子在电场中加速所用的总时间t。 【答案】23．正 减少 24． v1 25． C 26．， 【解析】23．[1][2][3]正离子所受电场力应向下，则S1带正电。电场力做正功，则离子的电势能减少。 根据动能定理 得： 24．（1）[1]由题意 得 （2）[2]离子在分离器中做匀速圆周运动。则离开分离器的速度为 25．（1）[1]根据 又 ，得： （2）[2]由（1）得，直径大则比荷小。故 故选C。 26．（1）D型盒最大回旋半径为R，则电子做圆周运动的最大半径为R，则 电子加速后获得的最大速度 （2）电子在电场中加速度大小不变，尽管电子在电场中往返运动，但可以看做电子做初速度为零的匀加速运动，所以电子在电场中运动的时间为 解得 情景三：电磁阻拦 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度v0向右通过竖直向下的有界匀强磁场。已知小车总质量m=0.2kg，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻R=2Ω，磁场宽度D=0.4m，磁感应强度B=1T，不计摩擦。 27．若v0=4m/s，则ab边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为 A；小车的加速度大小为 m/s2。 28．若cd边刚离开磁场边界MN时，小车速度恰好为零。 （1）线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向 ； A．均为abcda　　 B．均为adcba C．先abcda再adcba　　 D．先adcba再abcda （2）定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像 ； （3）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q ； （4）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点 。 29．该小组利用如图（a）所示装置验证感应电动势大小与磁通量变化率之间的关系。线圈匝数和面积均不变，通过调节智能电源在线圈a中产生可控的变化的磁场，用磁传感器测量线圈b内的磁感应强度B，用电压传感器测量线圈b内的感应电动势E。某次实验中 （1）观察图（b）图像，可得：在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是 ：感应电动势的大小与 有关。 （2）为了进一步确定定量关系，可利用图（b）中的信息，做出 A．图像     B．E-Δφ图像 C． 图像     D． E-图像 【答案】27．0.2 0.1 28．D 0.01C 见解析 29． 磁感应强度B随时间均匀变化 磁感应强度B的变化率 C 【解析】27．[1]由 可得： [2]小车受到的安培力为 由牛顿第二定律 ，解得 28．[1]由楞次定律，进入过程电流方向adcba，穿出过程电流方向为abcda。 故选D。 [2]由上述分析可知，小车在进入磁场、穿出磁场时的加速度为 ab边进入磁场后，受到向左的安培力，且安培力逐渐减小，线框做加速度减小的减速运动，线框全部进入磁场后，线框中没有感应电流，不受安培力作用，线框做匀速直线运动，ab边出磁场后，cd边切割磁感线，线框中有感应电流，cd边受到向左的安培力，线框又做加速度减小的减速运动，因此定性画出小车运动的速度v随时间t变化的关系图像如图所示。 [3]由 ，， 可得 [4]由 F安==ma 可知，进磁场过程中的平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由W=Fs可知，进磁场过程中克服安培力做功多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 29．[1]由图（b）图像可知，在线圈b中产生恒定感应电动势的条件是：线圈b内的磁感应强度B随时间t均匀变化。 [2]感应电动势的大小与线圈b内的磁感应强度B随时间的变化有关，即与磁感应强度B的变化率有关。 [3]由产生恒定感应电动势的条件可知，线圈面积不变，应作出感应电动势E与磁感应强度变化率的图像。 故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第20页，共21页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 试卷第21页，共21页 学科网（北京）股份有限公司 $$