精品解析：天津市第四十七中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试题

天津市第四十七中学2024-2025第一学期高二年级 第二次阶段性测试物理试卷 一．单项选择题 1. 关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A. 磁感应强度的方向就是置于该点的小磁针极的受力方向 B. 根据磁感应强度的定义式可知，磁感应强度与成正比，与成反比 C. 一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 D. 一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零 2. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转60°；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转90°。不计重力，则为（　　） A. 2 B. C. D. 3. 下列说法正确的是（　　） A. 线圈面积大，穿过线圈的磁通量不一定大 B. 磁感应强度大，穿过线圈的磁通量一定大 C. 穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度一定为零 D. 磁通量的变化一定是由于磁感应强度的变化产生的 4. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量及速度方向无关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势 C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 D. 图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势 5. 如图所示，是一种由加速电场，静电分析器，磁分析器构成的质谱仪的原理图。静电分析器通道内有均匀的、大小方向可调节的辐向电场，通道圆弧中心线半径为R，中心线处的电场强度大小都为E；半圆形磁分析器中分布着方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。要让质量为m、电荷量为的带正电粒子（不计重力），由静止开始从M板经加速电场加速后，沿圆弧中心线通过静电分析器，再由P点垂直磁场边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，则（　　） A. 磁分析器中磁场方向垂直于纸面向里 B. 在静电分析器中粒子受辐向电场的电场力为零 C. 加速电场的电压 D. P点与Q点间距离 6. 在静电场中，把电荷量的点电荷从A点移动到B点，电场力做功，把这个点电荷从B点移动到C点，电场力做功，若设电荷在B点时的电势能等于零，则该电荷在A点的电势能和C点电势为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 如图所示，燃烧室在3 000 K的高温下将气体全部电离为正离子与负离子，即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以1 000 m/s的速度进入矩形发电通道。发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为6 T，等离子体发生偏转，在两极间形成电势差。已知发电通道长a=50 cm，宽b=20 cm，高d=20 cm，等离子体的电阻率ρ=2 Ω·m，下列说法正确的是（　　） A. 发电机的电动势为1 200 V B. 开关S断开时，高温等离子体不能匀速通过发电通道 C. 发电通道下板相当于电源正极 D. 当外接电阻为6 Ω时，发电机输出功率最大 8. 如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，与平面的交点形成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出，已知无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比。下列说法正确的是（　　） A. 轴正半轴的磁感应强度方向沿轴正方向 B. 直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零 C. 在点的磁感应强度方向沿轴正方向 D. 直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 二．不定项选择题 9. 下列有关电压与电动势的说法中，正确的是（  ） A. 电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 B. 电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 C. 电动势公式中W与电势差公式中的W是一样的，都是静电力做的功 D. 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 10. 如图甲和乙所示，分别为示波管和显像管的结构图。正常工作时由二者的电子枪发射的电子束，经偏转电极（电场）和偏转线圈（磁场），电子束打在荧光屏上使荧光屏发光，不计电子的重力。下列说法正确的是 A. 若图甲的荧光屏上只有竖直亮线，则只有YY′间加有电压 B. 若图乙的荧光屏上只有竖直亮线，则偏转线圈只有竖直方向的磁场 C. 电子经过甲图中的偏转电极，速度方向改变，大小不变 D. 电子经过乙图中的偏转线圈，速度方向改变，大小不变 11. 如图所示，通入电流为的导体块放在磁感应强度为的匀强磁场中，电流与磁场方向垂直时，导体块上、下面、间产生大小为的电势差，这种现象称为霍尔效应。导体块中自由电子电荷量大小为，导体块的宽度为，厚度为，下列说法正确的是（　　） A 面电势比面电势高 B. 仅改变，与成正比 C. 仅改变，与成反比 D. 电势差稳定后，电子受到的洛伦兹力大小为 12. 如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻为，平行板电容器的两金属板水平放置，和为定值电阻，为滑动变阻器的滑动触头，为灵敏电流计，为理想电流表．开关闭合后，的两板间恰好有一质量为、电荷量为的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是（　　） A. 在向上移动的过程中，表的示数变小，油滴向上加速运动，中有方向由至的电流 B. 在向上移动的过程中，表的示数变大，油滴向上加速运动，中有方向由至的电流 C. 在向下移动的过程中，表的示数变大，油滴向下加速运动，中有方向由至的电流 D. 在向下移动的过程中，表的示数变小，油滴向下加速运动，中有方向由至的电流 三、实验题 13. 某高中生学习小组设计了一个测量金属棒电阻率的实验方案： （1）利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度，测量结果分别如图（a）和（b）所示，则该金属棒的直径__________，金属棒的长度为__________。 （2）先用多用电表直接测量其电阻，先把选择开关调至欧姆“”挡，经过正确操作后，发现指针偏转角度过大，根据下面有关操作，请选择合理实验步骤并按操作顺序写出：__________，最终测量结果如图1所示，则待测电阻为__________。 A．将红黑表笔短接，进行欧姆调零； B．将两表笔分别与待测电阻两端接触，并读数； C．将选择开关置于档： D．将选择开关置于档； （3）该同学想更准确地测出其电阻，他从实验室找到如下器材： a．待测电阻 b．电压表（量程、内阻） c．电流表（量程、内阻） d．电流表（量程、内阻） e．滑动变阻器（） f．滑动变阻器（） g．电阻箱（） h．电源（电动势、内阻不计）、开关，导线若干 （a）该同学分析实验器材、发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成量程的电压表，应__________（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为__________； （b）实验时，为了减小实验误差，则电流表应选择__________（填“”或“”）；滑动变阻器应选择__________（填“”或“”）；将改装后的伏特表接入电路，且要求电表的示数从零开始调节，实验电路应采用下列电路方案__________（选填“甲”，“乙”“丙””）更合理。 （c）忽略偶然误差对结果的影响，由此测得的阻值__________真实阻值（填“>”、“=”、“<”）。 （4）利用括号中所给字母表示金属棒电阻率的表达式：__________（用字母，，，表示）。 四、解答题 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50Ω的直流电源，另一端接有电阻R=5.0 Ω。现把一个质量为m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求： （1）导体所受的安培力大小； （2）导体所受摩擦力的大小和方向。 15. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，C为水平放置的平行板电容器，两极板间距，极板长为，其电容，则： （1）若开关闭合、断开稳定时，求电容器两端的电压及电容器所带电荷量Q； （2）若开关从断开状态到闭合状态达到稳定时，求流过的总电荷量； （3）若开关闭合，现有一个带正电粒子从极板左侧中央位置以速度平行于极板进入，恰好能从下极板边缘飞出电场，已知粒子带电量、质量。求带电粒子进入极板时的初速度。（不计任何阻力和粒子重力） 16. 如图所示，在第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，在第二、三、四象限内存在垂直平面向外的匀强磁场，且第二象限内磁场大小为B1；第三、四象限内磁场大小为B2，一带正电粒子从轴上的点以速度沿与轴正方向成60°角斜射入磁场B1，正好垂直于轴从点进入匀强电场，然后从轴上的点沿与轴负方向成角进入匀强磁场B2，且点速度。已知两个磁场的范围在对应象限内均足够大，，粒子的比荷为，不计重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B1的大小； （2）匀强电场电场强度的大小； （3）若粒子从点进入磁场后再次到达轴的位置刚好点，求点运行至点所用时间是多少？（计算结果保留根号） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 天津市第四十七中学2024-2025第一学期高二年级 第二次阶段性测试物理试卷 一．单项选择题 1. 关于磁感应强度，下列说法正确的是（　　） A. 磁感应强度的方向就是置于该点的小磁针极的受力方向 B. 根据磁感应强度的定义式可知，磁感应强度与成正比，与成反比 C. 一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零 D. 一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁感应强度的方向与置于该点的小磁针N极的受力方向相同，故A错误； B．磁感应强度的定义式，是比值定义式，磁感应强度只由磁场本身决定，与无关，故B错误； C．一小段通电导线在某处不受磁场力的作用，该处的磁感应强度不一定为零，可能磁场与导线平行，故C错误； D．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受的磁场力一定为零，故D正确。 故选D。 2. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转60°；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转90°。不计重力，则为（　　） A. 2 B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设圆形磁场半径为R，若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转60°，由几何关系可知粒子运动的半径为 若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转90°，由几何关系可知粒子运动的半径为 根据 可得 故选B。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 线圈面积大，穿过线圈的磁通量不一定大 B. 磁感应强度大，穿过线圈的磁通量一定大 C. 穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度一定为零 D. 磁通量的变化一定是由于磁感应强度的变化产生的 【答案】A 【解析】 【详解】A．线圈的面积越大，由可知，若磁感应强度较小，或线圈与磁场放置角度，都会导致穿过线圈的磁通量不一定大，故A正确； B．磁感应强度大，若线圈面积小，或者线圈与磁场放置角度因素，都会导致穿过线圈的磁通量不一定大，如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，故B错误； C．穿过线圈的磁通量为零时，磁感应强度不一定为零，比如线圈与磁场平行时磁通量一定为零，而磁感应强度却可不为零，故C错误； D．磁通量的变化，不一定由于磁场的变化产生的，也可能是由于线圈在垂直于磁场方向的投影面积的变化引起的，故D错误。 故选A。 4. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量及速度方向无关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势 C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小 D. 图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场的方向与B的方向垂直，带电粒子从左端进入复合场，受电场力和洛伦兹力，且二力是平衡力，即 解得 可知不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以与粒子的带电性质及带电量无关，当带电粒子从右端进入时，所受电场力与洛伦兹力方向均相同，不能匀速直线通过。可见与速度方向有关。故A错误； B．由左手定则知正离子向上偏转，负离子会向下偏转，所以P板是电源正极，Q板是电源负极，正常工作时电流方向为，但电路工作时等离子体也有电阻，故电阻R两端的电势差等于发电机的路端电压，小于电动势。故B错误； C．粒子先经过加速电场，然后进入速度选择器，从S3射入磁场时速度相同，进入磁场后根据公式 得 故粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，则r越小，荷质比越大。故C错误； D．若载流子带负电，由左手定则可知，负粒子向左端偏转，所以稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势。故D正确。 故选D。 5. 如图所示，是一种由加速电场，静电分析器，磁分析器构成的质谱仪的原理图。静电分析器通道内有均匀的、大小方向可调节的辐向电场，通道圆弧中心线半径为R，中心线处的电场强度大小都为E；半圆形磁分析器中分布着方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场。要让质量为m、电荷量为的带正电粒子（不计重力），由静止开始从M板经加速电场加速后，沿圆弧中心线通过静电分析器，再由P点垂直磁场边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点，则（　　） A 磁分析器中磁场方向垂直于纸面向里 B. 在静电分析器中粒子受辐向电场的电场力为零 C. 加速电场的电压 D. P点与Q点间距离 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子带正电，在磁分析器中由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动且打在Q点，由左手定则可知，磁分析器中磁场方向垂直于纸面向外，A错误； B．带电粒子在静电分析器中做匀速圆周运动，由粒子受辐向电场的电场力提供向心力，因此在静电分析器中粒子受辐向电场的电场力不是零，B错误； C．设粒子在静电分析器中的速度大小为，由粒子受辐向电场的电场力提供向心力，由牛顿第二定律可得 解得 粒子在加速电场中，设加速电压为，由动能定理可得 解得 C错误； D．粒子在磁分析器中，由洛伦兹力提供向心力，设运动的半径为，可得 解得 可知P点与Q点间距离 D正确。 故选D。 6. 在静电场中，把电荷量的点电荷从A点移动到B点，电场力做功，把这个点电荷从B点移动到C点，电场力做功，若设电荷在B点时的电势能等于零，则该电荷在A点的电势能和C点电势为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】把电荷量的点电荷从A点移动到B点，电场力做功，电势能减小，电荷在B点时的电势能等于零，则该电荷在A点的电势能为 把该电荷从B点移动到C点，电场力做功，电势能减小，则该电荷在C点的电势能为 C点电势为 故选A。 7. 如图所示，燃烧室在3 000 K的高温下将气体全部电离为正离子与负离子，即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以1 000 m/s的速度进入矩形发电通道。发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为6 T，等离子体发生偏转，在两极间形成电势差。已知发电通道长a=50 cm，宽b=20 cm，高d=20 cm，等离子体的电阻率ρ=2 Ω·m，下列说法正确的是（　　） A. 发电机的电动势为1 200 V B. 开关S断开时，高温等离子体不能匀速通过发电通道 C. 发电通道下板相当于电源正极 D. 当外接电阻为6 Ω时，发电机输出功率最大 【答案】A 【解析】 【详解】A．离子在复合场运动中由 得电源电动势 故A正确； B．开关断开时，高温等离子体在磁场力作用下发生偏转，导致极板间存在电压，当电场力与磁场力平衡时，高温等离子体可以匀速通过发电通道，故B错误； C．带正电的离子向上偏，带负电的离子向下偏，发电通道下板相当于电源负极，故C错误；D．由电阻定律有 根据电源输出功率和外电阻关系图像可知，当外电路总电阻等于内阻时，即 输出功率最大，D错误。 故选A。 8. 如图所示，四根通有大小相等且为恒定电流的长直导线垂直穿过平面，与平面的交点形成边长为的正方形且关于轴和轴对称，各导线中电流方向已标出，已知无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比。下列说法正确的是（　　） A. 轴正半轴的磁感应强度方向沿轴正方向 B. 直导线1、2、3对导线4的作用力的合力为零 C. 在点的磁感应强度方向沿轴正方向 D. 直导线1、3之间的相互作用力为排斥力 【答案】A 【解析】 【详解】AC．根据安培定则判断四根导线在O点产生的磁感应强度的方向分别为：1导线产生的磁感应强度方向为O4方向；3导线产生的磁感应强度方向为O2方向；同理，2导线产生的方向为O3方向，4导线产生的方向为O1方向；则根据平行四边形定则进行合成可知，四根导线同时存在时O点的磁感应强度大小为0。同理，可判断知在Ox轴正方向上，1、4导线的合磁场方向沿x轴负方向，2、3导线的合磁场方向沿x轴正方向，且磁感应强度大小大于1、4导线的合磁感应强度大小（无穷远点出除外），所以，可得四根导线在x轴正方向上的合磁感应强度方向沿x轴正方向，故A正确，C错误。 D．利用安培定则确定通电直导线电流产生的磁场方向，利用左手定则确定安培力的方向，可知当平行放置的长直导线中通有反向电流时，电流之间的作用力表现为排斥力，当平行放置的长直导线中通有同向电流时，电流之间的作用力表现为吸引力，即“同向相吸，异向相斥”的规律，所以直导线1、3之间的相互作用力应为吸引力，故D错误； B．根据通电导线之间的作用规律“同向相吸，异向相斥”，可知1、3导线对4的作用力均为斥力，且沿它们的连线向外，2导线对4的作用力为引力，且沿它们的连线向内。设1、3导线对4的作用力大小为，则它们的合力大小为，方向2→4。由于无限长通电直导线在某点产生的磁感应强度大小与该点到直导线的距离成反比，可得2导线对4的作用力大小为，方向4→2，则直导线1、2、3对导线4的作用力的合力大小为，故B错误； 故选 A。 二．不定项选择题 9. 下列有关电压与电动势的说法中，正确的是（  ） A. 电动势E是由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关 B. 电压与电动势的单位都是伏特，所以电动势与电压是同一物理量的不同叫法 C. 电动势公式中的W与电势差公式中的W是一样的，都是静电力做的功 D. 电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领强弱的物理量 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，由电源本身决定的，跟电源的体积和外电路均无关，故AD正确； BC．电压与电动势是两个不同的概念，电动势是反映电源把其他形式的能转化为电能本领大小的物理量，电动势定义式公式中 E＝ W是非静电力做功，电压定义的公式 U＝ W是静电力做功，电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，故BC错误。 故选AD。 10. 如图甲和乙所示，分别为示波管和显像管的结构图。正常工作时由二者的电子枪发射的电子束，经偏转电极（电场）和偏转线圈（磁场），电子束打在荧光屏上使荧光屏发光，不计电子的重力。下列说法正确的是 A. 若图甲的荧光屏上只有竖直亮线，则只有YY′间加有电压 B. 若图乙的荧光屏上只有竖直亮线，则偏转线圈只有竖直方向的磁场 C. 电子经过甲图中的偏转电极，速度方向改变，大小不变 D. 电子经过乙图中的偏转线圈，速度方向改变，大小不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A.荧光屏上只有竖直亮线，说明水平方向没有偏转，故只有YY′间加有电压，A正确； B.图乙的荧光屏上只有竖直亮线，由左手定则可知，只有水平方向的磁场，B错误； C.电子经过甲图中的偏转电极，电场力做了正功，故速度大小和方向都发生变化，C错误； D.电子经过乙图中的偏转线圈，洛伦兹力不做功，故电子的速度大小不变，方向变化，D正确； 故选AD。 11. 如图所示，通入电流为的导体块放在磁感应强度为的匀强磁场中，电流与磁场方向垂直时，导体块上、下面、间产生大小为的电势差，这种现象称为霍尔效应。导体块中自由电子电荷量大小为，导体块的宽度为，厚度为，下列说法正确的是（　　） A 面电势比面电势高 B. 仅改变，与成正比 C. 仅改变，与成反比 D. 电势差稳定后，电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题图可知，电流方向向右，由左手定则可知，电子受洛伦兹力方向向上，则导体板上表面带负电，下表面带正电，因此面电势比面电势低，故A错误； BC．电势差稳定后，电子受到的电场力与洛伦兹力平衡，可得 由电流微观表达式 可得 由上式分析可知，与无关，与成反比，故B错误，C正确； D．由洛伦兹力表达式 故D正确。 故选CD。 12. 如图所示的电路中，电源电动势为，内电阻为，平行板电容器的两金属板水平放置，和为定值电阻，为滑动变阻器的滑动触头，为灵敏电流计，为理想电流表．开关闭合后，的两板间恰好有一质量为、电荷量为的油滴处于静止状态，则以下说法正确的是（　　） A. 在向上移动的过程中，表的示数变小，油滴向上加速运动，中有方向由至的电流 B. 在向上移动的过程中，表的示数变大，油滴向上加速运动，中有方向由至的电流 C. 在向下移动的过程中，表的示数变大，油滴向下加速运动，中有方向由至的电流 D. 在向下移动的过程中，表的示数变小，油滴向下加速运动，中有方向由至的电流 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．粒子原来处于平衡状态，重力和静电力平衡；电容器与滑动变阻器R、电阻R2相并联后与R1串联，滑片向上移动，滑动变阻器阻值R变大，电路总电阻变大，电流变小，A表的示数变小，电容器两端电压为 故电容器两端电压变大，带电量变大，电场力变大，粒子向上加速，电容器充电，故电流从b到a，故A正确，B错误； CD．在将滑动变阻器滑片P向下移动的过程，滑动变阻器阻值R变小，电路总电阻变小，电流变大，A表的示数变大，电容器两端电压为 故电容器两端电压变小，带电量变小，电场力变小，粒子向下加速，电容器放电，故电流从a到b，故C正确，D错误 故选AC。 三、实验题 13. 某高中生学习小组设计了一个测量金属棒电阻率的实验方案： （1）利用螺旋测微器和游标卡尺分别测量金属棒的直径和长度，测量结果分别如图（a）和（b）所示，则该金属棒的直径__________，金属棒的长度为__________。 （2）先用多用电表直接测量其电阻，先把选择开关调至欧姆“”挡，经过正确的操作后，发现指针偏转角度过大，根据下面有关操作，请选择合理实验步骤并按操作顺序写出：__________，最终测量结果如图1所示，则待测电阻为__________。 A．将红黑表笔短接，进行欧姆调零； B．将两表笔分别与待测电阻两端接触，并读数； C．将选择开关置于档： D．将选择开关置于档； （3）该同学想更准确地测出其电阻，他从实验室找到如下器材： a．待测电阻 b．电压表（量程、内阻） c．电流表（量程、内阻） d．电流表（量程、内阻） e．滑动变阻器（） f．滑动变阻器（） g．电阻箱（） h．电源（电动势、内阻不计）、开关，导线若干 （a）该同学分析实验器材、发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成量程的电压表，应__________（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为__________； （b）实验时，为了减小实验误差，则电流表应选择__________（填“”或“”）；滑动变阻器应选择__________（填“”或“”）；将改装后的伏特表接入电路，且要求电表的示数从零开始调节，实验电路应采用下列电路方案__________（选填“甲”，“乙”“丙””）更合理。 （c）忽略偶然误差对结果的影响，由此测得的阻值__________真实阻值（填“>”、“=”、“<”）。 （4）利用括号中所给字母表示金属棒电阻率的表达式：__________（用字母，，，表示）。 【答案】（1） ①. 1.848##1.847##1.849 ②. 5.015 （2） ①. CAB ②. 150 （3） ①. 串联 ②. 600 ③. A2 ④. R1 ⑤. 丁 ⑥. = （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]根据螺旋测微器的读数规律，该读数为 [2]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 【小问2详解】 [1]选择开关调至欧姆“×100”挡，经过正确的操作后，发现指针偏转角度过大，可知挡位过大，应将选择开关置于×10档；再将红黑表笔短接，进行欧姆调零；最后将两表笔分别与待测电阻两端接触，并读数。 故正确顺序为CAB。 [2]最终测量结果如图1所示，则待测电阻为 【小问3详解】 （a）[1][2]根据电表改装原理可知应串联电阻，串联的阻值为 [3][4][5]电路中的最大电流约为 故电流表应选择，由于电压表内阻已知，则电流表外接，另外，要求电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，即实验电路应采用丁，且为了调节方便，滑动变阻器应选择总阻值小的，即选。 [6]电压表内阻已知，可以计算消去系统误差，则测得的阻值等于真实阻值。 【小问4详解】 根据 其中 解得 四、解答题 14. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5 V、内阻r=0.50Ω的直流电源，另一端接有电阻R=5.0 Ω。现把一个质量为m=0.040 kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，与金属导轨接触的两点间的导体棒的电阻R0=5.0Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2。已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求： （1）导体所受的安培力大小； （2）导体所受的摩擦力的大小和方向。 【答案】（1）0.15N；（2）0.09N，方向沿斜面向上 【解析】 【详解】（1）因R=R0=5.0Ω，电阻与导体棒并联，则总电阻为 由闭合电路的欧姆定律得总电流为 联立可得 I=1.5A 导体棒中电流为 I1= I= ×1.5 A=0.75A 导体棒受到的安培力大小为 F=BI1L=0.50×0.75×0.40N=0.15N （2）根据左手定则，可知导体棒受到的安培力沿导轨向上，对导体棒受力分析，如图所示 其中安培力的大小为F=0.15 N，导体棒的重力沿斜面向下的分量为 G1=mg sin θ=0.040×10×sin 37°N=0.24N 因导体棒处于静止状态，所以沿导轨方向上合力为零，有 f=G1－F=0.24N－0.15N=0.09N 方向沿斜面向上。 15. 如图所示，电源电动势，内阻，电阻，，C为水平放置的平行板电容器，两极板间距，极板长为，其电容，则： （1）若开关闭合、断开稳定时，求电容器两端的电压及电容器所带电荷量Q； （2）若开关从断开状态到闭合状态达到稳定时，求流过的总电荷量； （3）若开关闭合，现有一个带正电粒子从极板左侧中央位置以速度平行于极板进入，恰好能从下极板边缘飞出电场，已知粒子带电量、质量。求带电粒子进入极板时的初速度。（不计任何阻力和粒子重力） 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当开关闭合、断开稳定时，由闭合电路欧姆定律得 电容器两端的电压即为电阻两端电压，则 电容器所带电荷量为 （2）开关从断开状态到闭合状态达到稳定时，电阻和并联，其总阻值为 由闭合电路欧姆定律得 此时电容器两端电压即为路端电压，则有 电容器所带电荷量为 则流过的总电荷量 （3）开关闭合，两极板间电场强度为 由运动学公式可得 ， 解得 16. 如图所示，在第一象限内存在沿轴负方向的匀强电场，在第二、三、四象限内存在垂直平面向外的匀强磁场，且第二象限内磁场大小为B1；第三、四象限内磁场大小为B2，一带正电粒子从轴上的点以速度沿与轴正方向成60°角斜射入磁场B1，正好垂直于轴从点进入匀强电场，然后从轴上的点沿与轴负方向成角进入匀强磁场B2，且点速度。已知两个磁场的范围在对应象限内均足够大，，粒子的比荷为，不计重力。求： （1）匀强磁场的磁感应强度B1的大小； （2）匀强电场的电场强度的大小； （3）若粒子从点进入磁场后再次到达轴的位置刚好点，求点运行至点所用时间是多少？（计算结果保留根号） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子从M点做圆周运动到N点，圆的半径为，根据洛伦兹力提供向心力 画出粒子的运动轨迹，如图所示 由几何关系 解得 【小问2详解】 粒子从N点运动到P点，做类平抛运动，运动轨迹如图所示 根据几何关系 粒子在电场中运动 可得 根据动能定理 解得 【小问3详解】 设粒子从P点进入磁场时速度与x轴正方向夹角为θ，则有 则 由类平抛规律可得 由几何关系可得 解得 点运行至点所用时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$