精品解析：广东省广州市（广大附、铁一、广外）三校联考2024-2025学年高二上期末物理试题

2024-2025学年第一学期期末三校联考 高二物理问卷 本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。 第Ⅰ卷 选择题（46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 根据可知，电容大小与Q成正比，与U成反比 B. 根据可知，在两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多，说明电势差越大 C. 根据可知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同 D. 根据可知，通电导线在某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大 2. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（　　） A. 线框中磁通量变化率为 B. 线框中产生顺时针方向感应电流 C. AB边所受安培力方向向右 D. 线框中感应电动势大小为 3. 一半径为R的圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框中通有abcda顺时针方向的恒定电流I，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于圆形线框所在平面向里。整个线圈都处在磁场中平衡时弹簧测力计读数为F；若将线圈缓慢上提，在线框正好有一半露出磁场时，弹簧测力计的读数为5F。则磁场的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节、，关于F的大小判断正确的是 A. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 B. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 C. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 D. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 5. 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置示意图如图所示，两块面积均为的矩形平行金属板正对地浸在河水中，金属板间距为。水流速度处处相同大小为，方向水平向左，金属板面与水流方向平行。地磁场磁感应强度竖直向下的分量为，水的电阻率为，水面上方有一阻值为的电阻通过绝缘导线和开关连接到两金属板上。忽略边缘效应，则下列说法正确的是（　　） A. 电阻上电流方向从里向外 B. 河水流速减小，两金属板间的电压增大 C. 该发电装置电动势大小为 D. 流过电阻的电流大小为 6. 如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力力、加速度a与机械能等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 如图，在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线。为探测该导线的走向，现用一个与灵敏电流计（图中未画出）串联的感应线圈进行探测，结果如下表。忽略地磁场的影响，则该导线可能的走向是（　　） 探测 灵敏电流计有无示数 线圈平面平行于地面Oabc 沿Oa方向平移 无 沿Oc方向平移 无 线圈平面平行于墙面Oade 沿Oa方向平移 有 沿Oe方向平移 无 A. Oa方向 B. Ob方向 C. Oc方向 D. Oe方向 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置，轨道半径为R。一质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 金属球会运动到半圆轨道的另一端 B. 由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流 C. 金属球受到的安培力做负功 D. 系统产生的总热量为mgR 9. 如图所示，两平行、光滑金属导轨水平放置相距为，空间中存在竖直向上的匀强磁场， 磁感应强度大小为。 质量均为、电阻均为的两导体棒和静止置于金属导轨上，它们之间的距离也为，现给导体棒一向右的初速度，金属导轨足够长，在它们之后的运动过程中， 以下说法正确的是（　　） A. 导体棒和在运动过程中系统动量不守恒 B. 导体棒获得的最大速度为 C. 导体棒上产生的焦耳热为 D. 最终导体棒和之间的距离为 10. 三个相同的带电粒子（不计重力） 从同一位置沿同一方向垂直于电场线飞入偏转电场，出现了如图所示的三条轨迹，由此可判断（　　） A. 粒子c的速度变化量比粒子a的小 B. 进入电场时，粒子c的速度最大 C. 粒子c的动能增加量最大 D. 在粒子b飞离电场同时，粒子a刚好打在下极板上 第Ⅱ卷 非选择题（54 分） 三、实验题：本大题 2 小题，共 16 分。 11. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的小型电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将该电池内其中一块电芯拆解出来，用游标卡尺准确测量其厚度，结果如图甲所示。然后测量其电动势E和内阻r。某同学利用图乙所示的电路图进行测量： （1）一块刀片电芯厚度为______mm。 （2）根据实验室中的实验器材和老师的建议，最终确定了如图（a）所示的实验电路，其中电压表量程为3V，电流表量程为0.6A，R0为保护定值电阻。某次测量时电流表和电压表的示数如图（b）所示，则电流I=______A，电压U=______V。 （3）实验小组的同学闭合开关S，多次调节滑动变阻器，读出多组电流表示数I和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图所示的U—I图线，则电源的电动势E=______，内阻r=______（结果用a、b和R0表示）。 （4）在上述实验中存在系统误差。在下列所绘图像中，虚线代表没有误差情况下电压真实值与电流真实值关系的图像，则下图中能正确表示二者关系的是（　　） A. B. C. D. 12. 为判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求，一实验小组设计了如下实验进行测量，实验器材：盛水容器（容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板，其余侧面绝缘），电源E（电动势恒定，内阻可忽略），电阻R1、R2和R3（阻值分别为20000、2000和1400），多用电表，开关S1和S2，导线若干，请完成下列内容。 （1）测量盛水容器_________（选填“内部”“外部”）器壁的长、宽、高。记录长a40.00cm，宽b20.00cm，高c9.00cm。 （2）用多用电表粗测废水的电阻值：将水样注满盛水容器，多用电表选择开关旋至“×100”挡，并进行欧姆调零，将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱上，多用电表指针位置如图甲所示，此时读数为___________。 （3）精确测量容器中废水的电阻值：将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路若用多用电表测量R3两端的电压，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。___________ ①将多用电表选择开关转到直流电压2.5V挡，闭合S2后，再闭合S1，记录此时。多用电表的读数为2.10V，计算得到此时流过盛水容器的电流I11.50mA； ②在S1闭合的状态下，断开S2，记录此时多用电表的读数为1.68V，计算得到此时流过盛水容器的电流I2___________mA； ③断开S1，根据上述数据，求得容器内废水的电阻值R1600。 （4）由电阻定律，计算该废水样品的电阻率__________·m（结果保留2位有效数字），则该废水____________（选填“达标”“不达标”） 四、计算题： 本大题 3 小题，共 38 分。 13. 如图所示，带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有匀强电场，电场强度方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。已知一个电子从C点移动到D点的过程中，受到的电场力F大小为。（已知电子电荷量大小） （1）求电场强度E的大小； （2）求C、D两点间电势差UCD； （3）若将平行板B接地，求电子在D点的电势能EpD。 14. 如图所示，M、N板间存在电压为U0的加速电场，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，光屏放置于圆形磁场区域右侧，光屏中心P到圆形磁场区域圆心O的距离为2R。带电粒子从S点由静止飘入M、N板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到P点的距离，便能推算出带电粒子的比荷，不计带电粒子的重力。 （1）若带电粒子为电子，已知电子的电荷量为e，质量为m0，求电子经过电场加速后的速度大小v及电子在磁场中运动的轨迹半径r； （2）若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的Q点，已知P点到Q点的距离为2R，求该带电粒子的比荷。 15. 如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒ab可绕着圆心O匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为30°，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒cd垂直导轨轻轻放上，金属棒处于静止状态。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为B = 1T，圆环半径和金属棒ab长均为d = 1m，导轨宽度和金属棒cd长度均为L = 2m，金属棒cd质量为m = 1kg，与导轨之间的动摩擦因数为，ab棒电阻为r = 2Ω，cd棒电阻为R = 4Ω，其余电阻不计，，，重力加速度g取10m/s2。求： （1）若ab棒以ω0= 12rad/s逆时针匀速转动，cd棒保持静止，则流过ab棒的电流方向和ab棒两端的电压； （2）要使cd棒与导轨保持相对静止，则ab棒转动的角速度应满足什么条件？ （3）若ab棒以ω3= 31rad/s顺时针匀速转动，当cd棒恰好匀速时，cd棒的位移为x = 16m，求：从静止到恰好匀速过程中，安培力对cd棒做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年第一学期期末三校联考 高二物理问卷 本试卷共6页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。 第Ⅰ卷 选择题（46分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 下列说法正确的是（　　） A. 根据可知，电容大小与Q成正比，与U成反比 B. 根据可知，在两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多，说明电势差越大 C. 根据可知，在以点电荷Q为球心，以r为半径的球面上，各处场强均相同 D. 根据可知，通电导线在某处受到的安培力越大，说明该处磁感应强度越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电容器的电容大小是由电容器的本身结构所决定的，是电容器的固有属性，与Q和U无关，故A不符合题意； B．由 可知，在两点之间移动同一点电荷，电场力做功越多，说明电势差越大，故B符合题意； C．场强是矢量，以Q为球心，以x为半径的球面上，各处场强大小相等，方向不同，故C不符合题意； D．公式 是磁感应强度的定义式，B的大小与F无关， 由磁场本身决定， 故D不符合题意。 故选B。 2. 如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路，当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作，已知线圈面积为S，共n匝，某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0均匀增大到，此过程中（　　） A. 线框中磁通量变化率为 B. 线框中产生顺时针方向的感应电流 C. AB边所受安培力方向向右 D. 线框中感应电动势大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意可知线框中磁通量变化率为 与线圈匝数无关，故A错误； B．设电路中总电阻为R，根据楞次定律可知磁感应强度向外均匀增大，由楞次定律可得感应电流产生的磁场垂直线圈平面向里，根据安培定则可知感应电流为顺时针方向，故B正确； D．电动势大小为 故D错误； C．当感应电流方向为顺时针时，电流由A→B，根据左手定则判断可知，AB边所受安培力方向向左，故C错误。 故B。 3. 一半径为R的圆形线框悬挂在弹簧测力计下端，线框中通有abcda顺时针方向的恒定电流I，直线MN是匀强磁场的边界线，磁场方向垂直于圆形线框所在平面向里。整个线圈都处在磁场中平衡时弹簧测力计读数为F；若将线圈缓慢上提，在线框正好有一半露出磁场时，弹簧测力计的读数为5F。则磁场的磁感应强度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】圆形线框全部在磁场中时，受到安培力作用的有效长度为零，则满足关系 圆形线框正好有一半露出磁场，有效长度为2R，受到竖直向下的安培力，大小为 由平衡条件得 解得 故选B。 4. 如图所示，M、N是平行板电容器的两个极板，为定值电阻，、为可调电阻，用绝缘细线将质量为、带正电的小球悬于电容器内部．闭合电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F．调节、，关于F的大小判断正确的是 A. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 B. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 C. 保持不变，缓慢增大时，F将变大 D. 保持不变，缓慢增大时，F将变小 【答案】B 【解析】 【详解】保持不变，缓慢增大时，电路的总电阻增大，电流减小，因此两端电压减小，因此可知电场强度减小，则小球收到的电场力减小，绳拉力等于电场力和重力的合力，因此拉力F减小，故A错B正确；保持不变，没有接到电路，其变化不影响电路的变化，因此电容器的电压不变，拉力F不变，CD错误 5. 法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置示意图如图所示，两块面积均为的矩形平行金属板正对地浸在河水中，金属板间距为。水流速度处处相同大小为，方向水平向左，金属板面与水流方向平行。地磁场磁感应强度竖直向下的分量为，水的电阻率为，水面上方有一阻值为的电阻通过绝缘导线和开关连接到两金属板上。忽略边缘效应，则下列说法正确的是（　　） A. 电阻上的电流方向从里向外 B. 河水流速减小，两金属板间的电压增大 C. 该发电装置的电动势大小为 D. 流过电阻的电流大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由左手定则可知，河水中的正离子向外面金属板偏转，外金属板为正极，负离子向里面金属板偏转，里金属板为负极，则电阻上的电流方向从外向里，故A错误； C．设稳定时产生的感应电动势为，两板间有一带电荷量为的离子匀速运动受力平衡，根据平衡条件可得 解得 故C正确； B．设极板间等效电阻为，由闭合回路欧姆定律可得，两金属板间电压为 可知，河水流速减小，两金属板间的电压减小，故B错误； D．根据题意，由电阻定律可得，极板间等效电阻为 由闭合回路欧姆定律可得，流过电阻的电流大小为 故D错误。 故选C。 6. 如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面，下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力力、加速度a与机械能等物理量的大小随时间变化的图线可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AC．滑块下滑过程中始终没有离开斜面，滑块沿斜面受到的重力分力和电场力分力均保持不变，滑块做匀加速直线运动，则图像为一条与横轴平行的直线；根据图像的斜率表示速度，可知图像的斜率逐渐增大，故AC错误； B．由于滑块由静止做匀加速直线运动，则有 可知图像为过原点的倾斜直线，故B正确； D．除重力做功外，还有电场力做功，则滑块的机械能不守恒，故D错误。 故选B。 7. 如图，在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线。为探测该导线的走向，现用一个与灵敏电流计（图中未画出）串联的感应线圈进行探测，结果如下表。忽略地磁场的影响，则该导线可能的走向是（　　） 探测 灵敏电流计有无示数 线圈平面平行于地面Oabc 沿Oa方向平移 无 沿Oc方向平移 无 线圈平面平行于墙面Oade 沿Oa方向平移 有 沿Oe方向平移 无 A. Oa方向 B. Ob方向 C. Oc方向 D. Oe方向 【答案】D 【解析】 【详解】通电直导线周围的磁场的是以导线为圆心的一个个同心圆，当线圈平面平行于地面Oabc移动时，线圈中无感应电流产生，则穿过线圈的磁通量不变，说明线圈平面与磁场所在平面平行，即通电导线应垂直于Oabc平面，当线圈平面平行于墙面Oade移动时，沿Oa方向平移有电流，磁通量变化，沿Oe方向平移无电流，磁通量不变，说明导线应该沿Oe方向。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置，轨道半径为R。一质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 金属球会运动到半圆轨道的另一端 B. 由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流 C. 金属球受到的安培力做负功 D. 系统产生的总热量为mgR 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．金属球在运动过程中，穿过金属球磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，C正确，A、B错误； D．根据能量守恒定律得系统产生的总热量为mgR，D正确。 故选CD。 9. 如图所示，两平行、光滑金属导轨水平放置相距为，空间中存在竖直向上的匀强磁场， 磁感应强度大小为。 质量均为、电阻均为的两导体棒和静止置于金属导轨上，它们之间的距离也为，现给导体棒一向右的初速度，金属导轨足够长，在它们之后的运动过程中， 以下说法正确的是（　　） A. 导体棒和在运动过程中系统动量不守恒 B. 导体棒获得的最大速度为 C. 导体棒上产生的焦耳热为 D. 最终导体棒和之间的距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．导体棒 和 作为一个系统，系统所受合力为零，故系统动量守恒，故A错误； B．棒ab和cd在运动过程中始终受到等大反向的安培力，系统动量守恒，以向右的方向为正方向，当两者共速时，导体棒获得的最大速度，则有 解得 故B正确； C．导体棒达到最大速度的过程中，由能量守恒可得 解得回路产生的焦耳热为 导体棒ab杆上产生的焦耳热为 故C正确； D．整个过程中对ab棒，由动量定理得 流过导体棒的电荷量为 又 联立可得 最终导体棒和之间的距离为 故D错误。 故选BC。 10. 三个相同的带电粒子（不计重力） 从同一位置沿同一方向垂直于电场线飞入偏转电场，出现了如图所示的三条轨迹，由此可判断（　　） A. 粒子c的速度变化量比粒子a的小 B. 进入电场时，粒子c的速度最大 C. 粒子c的动能增加量最大 D. 在粒子b飞离电场的同时，粒子a刚好打在下极板上 【答案】ABD 【解析】 【详解】AD．由于三个粒子相同，故进入电场后，受到电场力相等，即加速度相等，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量 所以 故在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上；由于不计重力，三个粒子仅受电场力，受到的电场力相等，即竖直方向的加速度大小相等，根据 可知 所以，粒子c的速度变化量比粒子a的小，故AD正确； B．粒子进入电场后，在水平方向做匀速直线运动，速度大小为 又 ， 所以 故B正确； C．根据动能定理 因为，三个粒子仅受电场力，受到的电场力相等，粒子c的偏移量最小，所以粒子c的动能增加量最小，故C错误。 故选ABD。 第Ⅱ卷 非选择题（54 分） 三、实验题：本大题 2 小题，共 16 分。 11. 新能源汽车已经普遍走进了我们的生活，某校学生实验小组通过网络查找了某种知名的小型电池铭牌，电池采用的是“刀片电池”技术。现将该电池内其中一块电芯拆解出来，用游标卡尺准确测量其厚度，结果如图甲所示。然后测量其电动势E和内阻r。某同学利用图乙所示的电路图进行测量： （1）一块刀片电芯厚度为______mm。 （2）根据实验室中的实验器材和老师的建议，最终确定了如图（a）所示的实验电路，其中电压表量程为3V，电流表量程为0.6A，R0为保护定值电阻。某次测量时电流表和电压表的示数如图（b）所示，则电流I=______A，电压U=______V。 （3）实验小组的同学闭合开关S，多次调节滑动变阻器，读出多组电流表示数I和对应的电压表示数U，由测得的数据绘出了如图所示的U—I图线，则电源的电动势E=______，内阻r=______（结果用a、b和R0表示）。 （4）在上述实验中存在系统误差。在下列所绘图像中，虚线代表没有误差情况下电压真实值与电流真实值关系的图像，则下图中能正确表示二者关系的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）13.50 （2） ①. 0.40 ②. 1.30 （3） ①. a ②. （4）A 【解析】 【小问1详解】 根据游标卡尺的读数规律，该读数为 【小问2详解】 [1]由于电流表量程为0.6A，一小格为0.02A，所以电流为0.40A； [2]电压表量程为3V，一小格为0.1V，所以电压为1.30V。 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律可得 结合图像可得 ， 解得 【小问4详解】 本实验方案的系统误差是由于电压表分流，则有 由此可知，随着电压U增大，I测与I真偏差增大，则真实图线纵截距更大，当U等于零时，I测与I真相等，即两图线的横截距相等。 故选A。 12. 为判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求，一实验小组设计了如下实验进行测量，实验器材：盛水容器（容器左、右两侧面为带有接线柱且电阻可忽略的金属薄板，其余侧面绝缘），电源E（电动势恒定，内阻可忽略），电阻R1、R2和R3（阻值分别为20000、2000和1400），多用电表，开关S1和S2，导线若干，请完成下列内容。 （1）测量盛水容器_________（选填“内部”“外部”）器壁的长、宽、高。记录长a40.00cm，宽b20.00cm，高c9.00cm。 （2）用多用电表粗测废水的电阻值：将水样注满盛水容器，多用电表选择开关旋至“×100”挡，并进行欧姆调零，将红、黑表笔连接到盛水容器左右两侧的接线柱上，多用电表指针位置如图甲所示，此时读数为___________。 （3）精确测量容器中废水的电阻值：将注满水样的盛水容器接入图乙所示的电路若用多用电表测量R3两端的电压，请用笔画线代替导线在图乙中完成实物连接。___________ ①将多用电表选择开关转到直流电压2.5V挡，闭合S2后，再闭合S1，记录此时。多用电表的读数为2.10V，计算得到此时流过盛水容器的电流I11.50mA； ②在S1闭合的状态下，断开S2，记录此时多用电表的读数为1.68V，计算得到此时流过盛水容器的电流I2___________mA； ③断开S1，根据上述数据，求得容器内废水的电阻值R1600。 （4）由电阻定律，计算该废水样品的电阻率__________·m（结果保留2位有效数字），则该废水____________（选填“达标”“不达标”） 【答案】（1）内部 （2）1500## （3） ①. ②. 1.20 （4） ① 72 ②. 不达标 【解析】 【小问1详解】 实验要求判断某工业废水是否满足电阻率≥200·m的达标要求，故应测量盛水容器内部器壁的长、宽、高。 【小问2详解】 多用电表选择 “×100”挡，故多用电表指针位置如图甲所示，此时读数为 【小问3详解】 [1]用多用电表测量R3两端的电压，实物连接图如下 [2]根据题意 根据电路原理 解得 【小问4详解】 [1][2]废水的电阻值 根据电阻定律 代入数据得 小于，故不达标。 四、计算题： 本大题 3 小题，共 38 分。 13. 如图所示，带有等量异种电荷、相距10cm的平行板A和B之间有匀强电场，电场强度方向向下。电场中C点距B板3cm，D点距A板2cm。已知一个电子从C点移动到D点的过程中，受到的电场力F大小为。（已知电子电荷量大小） （1）求电场强度E的大小； （2）求C、D两点间的电势差UCD； （3）若将平行板B接地，求电子在D点的电势能EpD。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据 解得 【小问2详解】 由题意可知 由 解得 C、D两点间的电势差为 【小问3详解】 由 可得 由 解得 14. 如图所示，M、N板间存在电压为U0的加速电场，半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，光屏放置于圆形磁场区域右侧，光屏中心P到圆形磁场区域圆心O的距离为2R。带电粒子从S点由静止飘入M、N板间，经电场加速后进入圆形磁场区域，在磁场力作用下轨迹发生偏转，最终打在光屏上的某点，测量该点到P点的距离，便能推算出带电粒子的比荷，不计带电粒子的重力。 （1）若带电粒子为电子，已知电子的电荷量为e，质量为m0，求电子经过电场加速后的速度大小v及电子在磁场中运动的轨迹半径r； （2）若某种带电粒子通过电场加速和磁场偏转后，打在光屏上的Q点，已知P点到Q点的距离为2R，求该带电粒子的比荷。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 电子在电场中加速，根据动能定理，有 解得 电子在磁场中做匀速圆周运动由 解得 【小问2详解】 带电粒子从S点到达Q点的运动轨迹如图所示 由几何关系可得 θ＝60° 则 因 类比有 解得 15. 如图所示，固定金属圆环内存在匀强磁场，方向垂直圆环向下，在外力作用下金属棒ab可绕着圆心O匀速转动。从圆心和圆环边缘用细导线连接足够长的两平行金属导轨，导轨与水平面夹角为30°，空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场。将金属棒cd垂直导轨轻轻放上，金属棒处于静止状态。已知圆环内和导轨平面的磁场大小均为B = 1T，圆环半径和金属棒ab长均为d = 1m，导轨宽度和金属棒cd长度均为L = 2m，金属棒cd质量为m = 1kg，与导轨之间的动摩擦因数为，ab棒电阻为r = 2Ω，cd棒电阻为R = 4Ω，其余电阻不计，，，重力加速度g取10m/s2。求： （1）若ab棒以ω0= 12rad/s逆时针匀速转动，cd棒保持静止，则流过ab棒的电流方向和ab棒两端的电压； （2）要使cd棒与导轨保持相对静止，则ab棒转动角速度应满足什么条件？ （3）若ab棒以ω3= 31rad/s顺时针匀速转动，当cd棒恰好匀速时，cd棒的位移为x = 16m，求：从静止到恰好匀速过程中，安培力对cd棒做的功。 【答案】（1）电流方向由b流向a，4V；（2）顺时针转动时，ω ≤ 15rad/s，逆时针转动时，ω ≤ 75rad/s；（3）W = 48J 【解析】 【详解】（1）假设cd棒静止，对ab棒，由法拉第电磁感应定律，有 根据闭合电路欧姆定律，有 E = I(R＋r) 解得 I = 1A 对cd棒，因为 mgsin30°－BIL = 3N < μmgcos30° 故假设成立 ab棒两端的电压为 Uab = IR 联立解得 Uab = 4V 由楞次定律，可知电流方向由b流向a。 （2）若ab棒以ω1逆时针转动，且cd刚好没滑动时，有 BI1L = mgsin30°＋μmgcos30° 且 代入数据得 ω1= 75rad/s 若ab棒以ω2顺时针转动，且cd刚好没滑动时，有 μmgcos30° = BI2L＋mgsin30° 且 代入数据得 ω2= 15rad/s 故要使棒保持静止，角速度应满足，顺时针转动时 ω2 ≤ 15rad/s 逆时针转动时 ω ≤ 75rad/s （3）设cd棒匀速的速度为v，则有 BI3L＋mgsin30° = μmgcos30° 回路的电动势为 由闭合电路欧姆定律得 E3= I3(R＋r) 解得 v = 4m/s 对cd棒，由动能定理，得 代入数据得 W = 48J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$