精品解析：四川省巴中市南江县实验中学2024-2025学年高二下学期入学考试物理试题

2025年春学期寒假高二物理大专题训练 满分：100分 一、单选题（共28分，每题4分） 1. 如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点。一带负电的试探电荷在E点由静止释放后，仅在静电力作用下，恰好运动至F点。若两个点电荷的电荷量均变为原来的两倍，则（　　） A. E点的电场强度变为原来的4倍 B. E点和O点电势差变为原来的倍 C. 试探电荷运动到O点的动能变为原来的4倍 D. 试探电荷运动到F点的时间变为原来的倍 2. 在如图所示的电场中，一个试探电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点。已知AB间电势差为U，AB间距离为d。下列说法正确的是（　　） A. 该试探电荷带正电 B. 该试探电荷在运动过程中做匀加速直线运动 C. A点电场强度大小为 D. 运动过程中，该试探电荷的电势能增加 3. 如图所示，一平行板电容器与电源保持连接，其负极板接地并固定。如图所示，一带电小液滴恰好静止于P点。下列说法正确的是（　　） A. 小液滴带正电 B. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴依然保持静止 C. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴将向下运动 D. 若仅将上极板向下移动一小段距离，P点电势降低 4. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度，使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为 B. 细线断裂后，小球动能的最小值为 C. 从细线断裂到小球动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 5. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间会产生电压，且A板电势高 C. 图丙是速度选择器的结构示意图，速度的带电粒子（不计重力）能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器 D. 图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 6. 如图所示的空间，匀强电场的方向竖直向下，场强为E，匀强磁场的方向水平向外，磁感应强度为B，有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动（两小球间的库仑力可忽略），运动轨迹如图中所示，已知两个带电小球A和B的质量关系为mA=3mB，轨道半径为RA=3RB．则下列说法正确的是（ ） A 小球A带正电、B带负电 B. 小球A带负电、B带正电 C. 小球A、B的速度比为3：1 D. 小球A、B的速度比为1：3 7. 如图所示的电路中，电源电动势E=2V，内阻r=0.8，电阻R1=R2=2，电流表A为理想电表，滑动变阻器的最大阻值为1，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表示数先减小后增大 B. 电流表的示数一直减小 C. 电源的最大输出功率为1.2W D. 电源的最大输出功率为1.25W 二、多选题（共18分，每题6分） 8. 在x轴上有两个电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A. q1和q2带有异种电荷 B. x1处的电场强度为零 C. 负电荷从x1移到x2，电势能不断增大 D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力不断减小 9. 如图所示，真空中A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点固定有电荷量均为q的正点电荷。O是对角线的中点，P、Q是对角线上上的两点，且，下列说法正确的是（　　） A. 对角线为电场中的一条等势线 B. P、Q两点电势相同，且高于O点电势 C. 电子从D点运动到B点过程中，电势能先减小后增大 D. B、D两点处的场强相同 10. 如图所示，光滑的弧形碗中间部位矩形虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，金属环在点由静止释放，向右滚动至最高点，则下列描述正确的是（　　） A. 点高于点 B. 、两点在同一水平线上 C. 点低于点 D. 金属环最终将在虚线框内做往复运动 三、实验题（共16分，11题每空1分，12题每空2分） 11. 如下图所示，在探究影响平行板电容器电容的因素的实验中，使电容器带电后与电源断开，电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。现请回答下列问题： （1）此时静电计直接测量的是__________。 A. 电容 B. 电荷量 C. 两板间场强 D. 两板间的电势差 （2）实验开始时给电容器充电过程中其电荷量、电势差、电容之间相互关系的图像如下图所示，其中描述正确的是___________。 A. B. C. D. （3）改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板上下移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是________； A. B. C. D. （4）该同学在同一电压下分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如下图中①②所示，其中对应电容为的电容器充电过程的图像是________（选填①或②） 12. 某小组完成“金属丝电阻率的测量”实验。 （1）如图1所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为____mm （2）用多用电表欧姆挡粗测金属丝的阻值，将选择开关旋转到电阻“×10”位置时，正确操作后发现指针的偏转角过大，接下来的正确操作步骤依次为： ①将选择开关旋转到电阻“____”（选填“×1”或“×100”）位置； ②将红黑表笔短接并____；（补充相应的操作内容） ③将红黑表笔分别接触待测金属丝的两端，指针静止时如图2所示，则金属丝的阻值约为____Ω； ④将选择开关旋转到OFF挡。 （3）为得到待测金属丝更精确的阻值，该小组采用图3所示的电路进行测量，可供选择的仪器：电流表A（量程200mA，内阻约为4Ω）、电压表V（量程3V、内阻约为3kΩ）、滑动变阻器、滑动变阻器、电源（电动势1.5V，内阻约为0.5Ω）、开关S及导线若干。 ①为调节方便，滑动变阻器应选择____（选填“”或“”）。 ②已知实验中所有器材均完好。闭合开关后，实验中将滑动变阻器触头从一端滑向另一端的过程中，两电表示数也随之变化但始终不为零，由此推断电路出现的故障是__________。 四、解答题（共38分，13题10分，14题10分，15题18分） 13. 如图所示，地面上方存在范围足够大、方向水平向右的匀强电场，长为L的绝缘轻绳一端固定在离地高度为3L的O点，另一端连接一个质量为m、电荷量为q（q>0）的带电小球（可视为点电荷），小球静止时绳与竖直方向夹角θ=45°，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）将小球拉到与O点等高的B点，给小球一竖直向下的初速度，求小球运动到O点正下方C点时的速度大小v； （3）在（2）问情况下，小球运动到C点时细绳突然断裂，求从细绳断裂到小球落到地面所需时间t及落地点与O点的水平距离x。 14. 一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗电功率66W。求： （1）电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流强度； （2）电风扇工作时，电动机的效率。（结果保留3位有效数字） （3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？ 15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距L = 0.5 m，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条半径r = 0.45 m的竖直圆弧固定导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B = 1 T、方向竖直向下的匀强磁场。长L = 0.5 m、质量m = 1 kg、电阻R = 2 Ω的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量m′ = 4 kg、电阻R′ = 12 Ω的均匀金属丝制成一个金属长方形HIJK，其长为1 m，宽为0.5 m，水平放置在两直导轨上，金属长方形的中心到两直导轨的距离相等，且HI与导轨半行。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属长方形的可能形变，金属棒、金属长方形均与导轨始终接触良好，取重力加速度g = 10 m/s2。现将金属棒ab由静止释放，运动过程中金属棒始终不与金属长方形接触，求： （1）金属棒刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属长方形刚开始运动时的加速度大小； （3）开始到稳定过程中金属长方形产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年春学期寒假高二物理大专题训练 满分：100分 一、单选题（共28分，每题4分） 1. 如图所示，两个带等量正电的点电荷位于M、N两点，E、F是MN连线中垂线上的两点，O为EF、MN的交点。一带负电的试探电荷在E点由静止释放后，仅在静电力作用下，恰好运动至F点。若两个点电荷的电荷量均变为原来的两倍，则（　　） A. E点的电场强度变为原来的4倍 B. E点和O点的电势差变为原来的倍 C. 试探电荷运动到O点的动能变为原来的4倍 D. 试探电荷运动到F点的时间变为原来的倍 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．根据电场公式 ， 若两个点电荷的电荷量均变为原来的两倍，根据等量正点电荷连线中垂线上电场强度分布可知，每点电场强度都将变为原来两倍，对应相同试探电荷在每点受到电场力变为原来两倍，移动相同距离电场力做功变为原来两倍；E点和O点的电势差变为原来的2倍，试探电荷运动到O点的动能变为原来的2倍，故ABC错误； D．由以上分析得加速度变为原来2倍，位移不变，由公式 时间变为原来的倍，故D正确。 故选D。 2. 在如图所示的电场中，一个试探电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点。已知AB间电势差为U，AB间距离为d。下列说法正确的是（　　） A. 该试探电荷带正电 B. 该试探电荷在运动过程中做匀加速直线运动 C. A点电场强度大小为 D. 运动过程中，该试探电荷电势能增加 【答案】A 【解析】 【详解】A．因为该试探电荷从A点由静止释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，所以其所受电场力的方向由A指向B，与电场强度方向相同，则该试探电荷带正电，故A正确； B．同一电场中，电场线越密集的地方，电场强度越大，则试探电荷所受电场力越大，试探电荷的加速度越大；由图可知，由A到B电场线越来越稀疏，则该试探电荷在运动过程中的加速度越来越小，故B错误； C．若AB间的电场为匀强电场，则根据匀强电场中电势差与电场强度的关系可得，A点电场强度大小为 但是AB间的电场不是匀强电场，且电场强度越来越小，所以根据匀强电场中电势差与电场强度的关系定性分析可知，A点电场强度大于，故C错误； D．结合前面分析可知，运动过程中，电场力对该试探电荷做正功，则该试探电荷的电势能减小，故D错误； 故选A。 【点睛】本题主要考查匀强电场中电势差与电场强度的关系，解题时需注意，公式中，d是沿场强方向的两点间的距离，或两等势面间的距离，而U是这两点间的电势差，这一定量关系只适用于匀强电场；用这个公式变形后，可求匀强电场的场强，也可定性分析非匀强电场。 3. 如图所示，一平行板电容器与电源保持连接，其负极板接地并固定。如图所示，一带电小液滴恰好静止于P点。下列说法正确的是（　　） A. 小液滴带正电 B. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴依然保持静止 C. 若仅将上极板向上移动一小段距离，小液滴将向下运动 D. 若仅将上极板向下移动一小段距离，P点电势降低 【答案】C 【解析】 【详解】A．一带电小液滴恰好静止于P点，小液滴受到竖直向上的电场力，与电场强度的方向相反，即小液滴带负电，故A错误； BC．平行板电容器与电源保持连接，U不变，仅将上极板向上移动一小段距离，根据 可知电场强度减小，小液滴受到电场力减小将向下运动，故B错误，C正确； D．仅将上极板向下移动一小段距离，根据 可知电场强度增大，设P距下极板距离为x， 根据 可知 P点的电势升高，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，在水平向左且足够大的匀强电场中，一长为L的绝缘细线一端固定于O点，另一端系着一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，小球静止在M点。现给小球一垂直于OM的初速度，使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。已知匀强电场的场强大小为，重力加速度为g。当小球第二次运动到B点时细线突然断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为 B. 细线断裂后，小球动能的最小值为 C. 从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等的过程中，电势能增加了 D. 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的过程中，重力势能减少了 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球静止在M点，该点就是小球的等效最低点，等效最高点在OM连线的反向延长线与圆周的交点上，设为点。等效重力为 等效重力加速度为 设，等效重力加速度与竖直方向夹角的正切值为 可知 恰好做完整的圆周运动，等效最高点点动能最小，且满足 小球做完整的圆周运动时，动能的最小值为 故A错误； B．点到B点，由能量守恒得 解得 细线断裂后小球做类斜上抛运动，速度的最小值 最小动能为 故B错误； C．从细线断裂后，将小球的运动沿合力方向和垂直合力方向做运动的分解。沿合力方向做匀变速直线运动（类竖直上抛），设从细线断裂到小球的动能与在B点时的动能相等所经历的时间为t，则 垂直合力方向做匀速直线运动，时间t内走过位移 电场力做功 根据功能关系可知，电势能增加了，故C错误； D．小球的电势能与在B点时的电势能相等时，小球到达B点所在等势线（AB所在的直线）。小球的运动可分解为水平分运动和竖直分运动，小球水平方向只受电场力，可得 水平方向做匀变速直线运动（类竖直上抛），到达与B点等电势能位置时，速度等大反向，水平方向运动时间为 竖直方向只受重力，做自由落体运动，可得 从细线断裂到小球的电势能与在B点时的电势能相等的时候，竖直方向分位移为 重力做功为 根据重力做功与重力势能的关系，可知重力势能减少了，故D正确。 故选D。 5. 关于下列四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，将一束等离子体喷入磁场，A、B两板间会产生电压，且A板电势高 C. 图丙是速度选择器的结构示意图，速度的带电粒子（不计重力）能够沿直线从右侧进入并匀速通过速度选择器 D. 图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3说明粒子的比荷越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中，粒子磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 可知 粒子获得的最大动能为 所以要想粒子获得的最大动能增大，可增加D形盒的半径R和增大磁感应强度B，增加电压U不能增大最大初动能，故A错误； B．乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，所以极板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，低于B板电势，故B错误； C．丙图中，假如带正电的粒子从右向左运动通过复合场时，电场力竖直向下，根据左手定则，洛伦兹力方向也向下，所以不可能沿直线通过复合场，故C错误； D．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由 可得 粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3，则R越小，说明比荷越大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示的空间，匀强电场的方向竖直向下，场强为E，匀强磁场的方向水平向外，磁感应强度为B，有两个带电小球A和B都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动（两小球间的库仑力可忽略），运动轨迹如图中所示，已知两个带电小球A和B的质量关系为mA=3mB，轨道半径为RA=3RB．则下列说法正确的是（ ） A. 小球A带正电、B带负电 B. 小球A带负电、B带正电 C. 小球A、B的速度比为3：1 D. 小球A、B的速度比为1：3 【答案】C 【解析】 【详解】因为两带电小球都在复合场中做匀速圆周运动，故必有 qE=mg 由电场方向可知，两小球都带负电荷； mAg=qAE mBg=qBE 由题意 mA=3mB 所以 由 qvB=m 得 v= 由题意 RA=3RB 则得 故C正确，ABD错误． 故选C。 【点睛】考查电场力与重力相平衡从而确定电量与电性，掌握洛伦兹力提供向心力，推导出半径表达式． 7. 如图所示的电路中，电源电动势E=2V，内阻r=0.8，电阻R1=R2=2，电流表A为理想电表，滑动变阻器的最大阻值为1，在滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数先减小后增大 B. 电流表的示数一直减小 C. 电源的最大输出功率为1.2W D. 电源的最大输出功率为1.25W 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据电路结构，由数学知识分析知，当滑片处于滑动变阻器中点位置时，并联电路的总电阻最大，该电路的总电阻最大。当滑片从a端滑到中点位置时，干路电流减小，路端电压增大，可知R2所在支路的电压增大、电阻减小，故通过R2的电流增大，则电流表的示数减小；当滑片从中点滑到b端过程，电路总电阻减小，干路电路增大，路端电压减小，则电流表所在支路的电压减小、电阻增大，故电流表示数减小，故A错误B正确； CD．外电路最大电阻 最小电阻 均大于电源内阻，可知当外电路取，电源的输出功率最大，最大值为 故C正确D错误。 故选BC。 二、多选题（共18分，每题6分） 8. 在x轴上有两个电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有（　　） A. q1和q2带有异种电荷 B. x1处的电场强度为零 C. 负电荷从x1移到x2，电势能不断增大 D. 负电荷从x1移到x2，受到的电场力不断减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．无穷远处电势为零，又有电势为正的地方，故存在正电荷；又有电势为负的地方，故也存在负电荷，所以，q1和q2带有异种电荷，故A正确； B．根据 可知图像的切线斜率表示电场强度，故x1处场强不为零，故B错误； C．负电荷从x1移到x2，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能不断减小，故C错误； D．根据图像的切线斜率表示电场强度，由题图可知，负电荷从x1移到x2，电场强度不断减小，故电荷受到的电场力不断减小，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，真空中A、B、C、D是正方形四个顶点，在A点和C点固定有电荷量均为q的正点电荷。O是对角线的中点，P、Q是对角线上上的两点，且，下列说法正确的是（　　） A. 对角线为电场中的一条等势线 B. P、Q两点电势相同，且高于O点电势 C. 电子从D点运动到B点过程中，电势能先减小后增大 D. B、D两点处的场强相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．B，D是等量同种电荷中垂线上的两点，由B到D电势先升高后降低，因此BD不是等势线，故A错误； B．根据对称性可知，P、Q两点电势相同，等量正电荷周围电场线分布结合沿电场线方向电势降低可知，P、Q两点电势高于O点电势，故B正确； C．一静止的电子从D点运动到B点过程中，电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，故C正确； D．根据等量正电荷周围电场线分布可知，B、D两点处的场强大小相同，方向不同，故D错误。 故选BC。 10. 如图所示，光滑的弧形碗中间部位矩形虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，金属环在点由静止释放，向右滚动至最高点，则下列描述正确的是（　　） A. 点高于点 B. 、两点在同一水平线上 C. 点低于点 D. 金属环最终将在虚线框内做往复运动 【答案】AD 【解析】 【详解】金属环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能，所以M点高于N点。金属环的摆动幅度会越来越小，最终出不了磁场，而做等幅摆动。 故选AD。 三、实验题（共16分，11题每空1分，12题每空2分） 11. 如下图所示，在探究影响平行板电容器电容的因素的实验中，使电容器带电后与电源断开，电容器左侧极板A和静电计外壳接地，电容器右极板B与静电计金属球相连。现请回答下列问题： （1）此时静电计直接测量的是__________。 A. 电容 B. 电荷量 C. 两板间场强 D. 两板间的电势差 （2）实验开始时给电容器充电过程中其电荷量、电势差、电容之间相互关系的图像如下图所示，其中描述正确的是___________。 A. B. C. D. （3）改变相关因素使电容器电容发生变化，从而可以测量某些物理量，因此可制作电容式传感器。保持B板不动，将A板上下移动会使静电计指针的偏角变化。下列传感器电容变化和此原理相同的是________； A. B. C. D. （4）该同学在同一电压下分别给两个不同电容器充电，电容器的电容，充电时通过传感器的电流随时间变化的图像如下图中①②所示，其中对应电容为的电容器充电过程的图像是________（选填①或②） 【答案】（1）D （2）BD （3）BC （4）① 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由图可知，此时静电计直接测量的是两板间的电势差U。 故选D。 【小问2详解】 ABC．电容器的电容是由电容器本身决定的，与电容器所带电荷量Q的大小和两极板间的电势差U的大小无关，不能认为C与Q成正比，与U成反比，故AC错误，B正确； D．由可知，电容器所带电荷量与极板间的电势差成正比，即图像为一条过原点的倾斜直线，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 保持B板不动，将A板上下移动，目的是改变两极板的正对面积。BC图是通过改变两极板的正对面积来改变电容的大小，而A图是通过改变介电常数来改变电容的大小，D图是通过改变两极板间距来改变电容的大小。 故选BC。 【小问4详解】 用同一电路分别给两个不同的电容器充电，电容器的电容，则充电完成后，两电容器两端电压相同，根据可知，电容器的电容小则其带电量小，而图像面积代表带电量，所以对应电容为的电容器充电过程图像的是①。 12. 某小组完成“金属丝电阻率的测量”实验。 （1）如图1所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径为____mm （2）用多用电表欧姆挡粗测金属丝的阻值，将选择开关旋转到电阻“×10”位置时，正确操作后发现指针的偏转角过大，接下来的正确操作步骤依次为： ①将选择开关旋转到电阻“____”（选填“×1”或“×100”）位置； ②将红黑表笔短接并____；（补充相应的操作内容） ③将红黑表笔分别接触待测金属丝的两端，指针静止时如图2所示，则金属丝的阻值约为____Ω； ④将选择开关旋转到OFF挡。 （3）为得到待测金属丝更精确的阻值，该小组采用图3所示的电路进行测量，可供选择的仪器：电流表A（量程200mA，内阻约为4Ω）、电压表V（量程3V、内阻约为3kΩ）、滑动变阻器、滑动变阻器、电源（电动势1.5V，内阻约为0.5Ω）、开关S及导线若干。 ①为调节方便，滑动变阻器应选择____（选填“”或“”）。 ②已知实验中所有器材均完好。闭合开关后，实验中将滑动变阻器触头从一端滑向另一端的过程中，两电表示数也随之变化但始终不为零，由此推断电路出现的故障是__________。 【答案】（1）6.125 （2） ①. ②. 调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点 ③. 10 （3） ①. ②. 滑动变阻器左侧接线柱导线发生断路 【解析】 小问1详解】 螺旋测微器测得金属丝的直径为6mm+0.01mm×12.5=6.125mm 【小问2详解】 将选择开关旋转到电阻“”位置时，正确操作后发现指针的偏转角过大，说明倍率挡选择的过大，则 ①[1]将选择开关旋转到电阻×1位置； ②[2]将红黑表笔短接并调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点； ③[3]金属丝的阻值约为 【小问3详解】 ①[1]为调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的； ②[2]实验中将滑动变阻器触头从一端滑向另一端的过程中，两电表示数也随之变化但始终不为零，可能是滑动变阻器接成了限流电路，可推断电路出现的故障是滑动变阻器左侧接线柱导线发生断路。 四、解答题（共38分，13题10分，14题10分，15题18分） 13. 如图所示，地面上方存在范围足够大、方向水平向右的匀强电场，长为L的绝缘轻绳一端固定在离地高度为3L的O点，另一端连接一个质量为m、电荷量为q（q>0）的带电小球（可视为点电荷），小球静止时绳与竖直方向夹角θ=45°，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）将小球拉到与O点等高的B点，给小球一竖直向下的初速度，求小球运动到O点正下方C点时的速度大小v； （3）在（2）问情况下，小球运动到C点时细绳突然断裂，求从细绳断裂到小球落到地面所需的时间t及落地点与O点的水平距离x。 【答案】（1） （2） （3）2， 2（1）L 【解析】 【小问1详解】 小球静止时，对小球分析受力可知小球带正电，如图所示 由平衡条件得 解得 【小问2详解】 小球从B点到C点，根据动能定理得 解得 【小问3详解】 细绳突然断裂后，小球在重力和电场力的作用下做匀变速曲线运动，竖直方向做自由落体运动，则有 解得 小球水平方向加速度大小为 下落过程，小球水平方向的位移为 解得落地点与O点的水平距离 14. 一台电风扇，内阻为20Ω，接上220V电压后，消耗电功率66W。求： （1）电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流强度； （2）电风扇工作时，电动机的效率。（结果保留3位有效数字） （3）若接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，则此时电动机消耗的电功率和发热功率各是多大？ 【答案】（1）0.3A （2）97.3% （3）2420W，2420W 【解析】 【小问1详解】 根据 可得电风扇正常工作时通过风扇电动机的电流为 【小问2详解】 电风扇正常工作时转化为内能的功率为 电风扇正常工作时转化为机械能的功率为 电风扇正常工作时的效率为 【小问3详解】 电风扇风叶被卡住后通过电风扇的电流为 电动机消耗的电功率为 电动机发热功率为 15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距L = 0.5 m，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条半径r = 0.45 m的竖直圆弧固定导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B = 1 T、方向竖直向下的匀强磁场。长L = 0.5 m、质量m = 1 kg、电阻R = 2 Ω的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量m′ = 4 kg、电阻R′ = 12 Ω的均匀金属丝制成一个金属长方形HIJK，其长为1 m，宽为0.5 m，水平放置在两直导轨上，金属长方形的中心到两直导轨的距离相等，且HI与导轨半行。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属长方形的可能形变，金属棒、金属长方形均与导轨始终接触良好，取重力加速度g = 10 m/s2。现将金属棒ab由静止释放，运动过程中金属棒始终不与金属长方形接触，求： （1）金属棒刚越过MP时产生的感应电动势大小； （2）金属长方形刚开始运动时的加速度大小； （3）开始到稳定过程中金属长方形产生的焦耳热。 【答案】（1）1.5 V （2）0.0625 m/s2 （3）1.2 J 【解析】 【小问1详解】 金属棒由静止释放到刚越过MP过程中，由动能定理有 解得 金属棒刚越过MP时产生的感应电动势大小为 解得 【小问2详解】 根据题意可知，金属长方形在导轨间两段金属丝并联接入电路中，轨道外侧的金属丝被短路，由几何关系可得每段接入电路的金属丝阻值 整个回路的总电阻 金属棒刚越过MP时，通过金属棒的感应电流 对金属长方形，由牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 根据题意，结合上述分析可知，金属长方形和金属棒所受的安培力等大反向，由动量守恒定律有 由能量守恒可知回路中产生的总焦耳热 由串并联知识得金属长方形产生的焦耳热 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $