精品解析：浙江省绍兴市春晖中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题

春晖中学2024学年第一学期高二期中考试 物理试题 一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的） 1. 工程技术人员常把磁感应强度叫做磁通密度。磁通密度的单位若用国际单位制单位的符号来表示，下列正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 法国科学家库仑精心设计了一种测量仪器叫库仑扭秤，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出了库仑定律。库仑扭秤能研究微小的库仑力，它在设计时应用的最主要物理学思想方法为（　　） A. 等效替代法 B. 微小量放大法 C. 微元法 D. 理想模型法 3. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（　　） A. 库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值 B. 富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值 C. 法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场 D. 法拉第归纳得到了法拉第电磁感应定律 4. 下列物理量用比值法定义的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A. R的阻值为3Ω B. 电源电动势为3V，内阻为0.5Ω C. 电源的输出功率为3.0W D. 电源内部消耗功率为1.5W 6. 如图所示是一正电荷周围形成的电场的三个等势面，已知从外往内相邻两个等势面的半径之差相等，它们的电势分别为、和，一带电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线所示。则（　　） A. 该粒子带负电 B. C. 粒子从O到B的过程中，电势能减少 D. 粒子从O到E的过程中，动能先减少再增加 7. 如图所示，电路中开关闭合后，灯泡A和灯泡B均能正常发光，若电阻发生断路，其余元件正常，则（　　） A. 电容器会开始充电 B. 电源内阻产生的热量变大 C. 路端电压会变小 D. 灯泡B会变亮 8. 下列关于磁场的应用，正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压U B. 图乙是磁流体发电机示意图，由此可判断B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极 C. 图丙是速度选择器示意图，速度方向从P到Q，不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁是磁电式电流表内部结构示意图，当有电流流过时，线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转 9. 如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，O为两对角线的交点，a、b、c、d处分别有电流大小相同的长直导线，其中a处的电流方向垂直纸面向外，b、c、d处的电流方向垂直纸面向里，现在O点放置一电流方向垂直纸面向里的长直导线，该导线受到大小为2F的安培力，若将b处导线的电流方向改为垂直纸面向外，则O点处的导线受到的安培力（　　） A. 大小为F，方向沿方向 B. 大小为2F，方向水平向左且垂直边 C. 大小为，方向向下且垂直边 D. 大小为，方向向上且垂直边 10. 如图所示的电路中，电路正常工作时，表V1、V2、A的示数分别为220V、110V、0.2A，突然发现当表V1和V2的示数都是220V而表A示数为0，则电路中出现故障的是（　　） A. L1和L2同时断路 B. 出故障的是L2，且L2短路 C. 出故障的是L2，且L2断路 D. 出故障的是L1，且L1断路 11. 如图所示为振动手电筒的示意图，通过摇晃手电筒使磁铁与线圈发生相对运动来给储电器充电，储电器再给LED灯泡供电。一般来回摇晃手电筒的平均作用力约为2.0N，平均速度约为，机械能的四分之三可以转化成LED灯泡正常发光时的电能。已知LED灯泡正常发光的电压为3.1V，电流为32mA。下列说法正确的是（　　） A. 摇晃过程线圈磁通量保持不变 B. LED灯泡的电阻约为1000 C. 摇晃手电筒的机械功率约0.1W D. 手电筒摇晃1min，灯泡约可正常发光12.8min 12. 如图甲所示，点电荷绕点电荷+Q做半径为r的匀速圆周运动，角速度为；如图乙所示，与甲图中完全相同的点电荷在相距为的两个固定点电荷+Q所在连线的中垂面上，做角速度为的匀速圆周运动，到+Q的距离始终为2r。则为（　　） A. B. C. D. 13. 如图甲所示的平面直角坐标系中，x轴上方有磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，在O点处有一粒子源，沿纸面不断地放出同种粒子，粒子的速率均为v，粒子射入磁场的速度方向与x轴正方向的夹角范围为。粒子的重力及粒子间的相互作用均不计。图乙中的阴影部分表示粒子能经过的区域，其内边界与x轴的交点为E，外边界与x轴的交点为F，与y轴的交点为D（0，a）。下列判断正确的是（　　） A. 粒子所带电荷为正电 B. OF的长度为 C. 粒子源放出的粒子的比荷为 D. 从点E离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为 二、选择题II（本题共2小題，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 为研究电容器在不同状况下的充电特性，某兴趣小组采用如图甲所示电路，分别用不同的电阻与某一电容器串联进行充电实验，实验得到三次充电中电容器的电荷量q与时间t变化的图像分别如乙图中①②③所示，且第一次充电时电容器两端的电压U随电荷量q变化的图像如图像丙所示，用C表示电容器的电容，R表示与电容器串联的电阻阻值，E表示电源的电动势（内阻可忽略），则下列说法正确的是（　　） A. 第二次充电时电容器两端的电压U随电荷量q变化的图线比丙图中图线更陡 B. ①②两条曲线表示最终q不同是由于R不同而引起的 C. ②③两次充电，电源的电动势大小相等 D. ②③两条曲线形状不同因为R不同引起的，R3小于R2 15. 如图为两个质量分别为2m、m，电荷量大小均为的小球A和B置于倾角为的固定光滑绝缘斜面上，其中A球通过一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧与斜面顶端的挡板连接，两小球均处于静止状态。已知静电力常量为k，重力加速度为g，小球间距离远大于小球的半径，则（　　） A. 两小球带同种电荷 B. 相邻两小球间距为 C. B球受到的库仑力大小为 D. 弹簧形变量为 三、非选择题（本题共5题，共55分） 16. （1）在“练习使用多用电表”的实验中，小强用欧姆挡去测量“、”的白炽灯不发光时的灯丝电阻，在拍照的时候未把多用电表的选择挡位旋钮拍进去，如图所示，那么你认为此挡位是____（填“”、“”、“”）。 （2）在“导体电阻率的测量”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究导体电阻率与导体长度、横截面积的关系。 ①从图中读出金属丝的直径为___mm。  ②为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A.电压表0~3 V，内阻约10 kΩ B.电压表0~15 V，内阻约50 kΩ C.电流表0~0.6 A，内阻约0.05Ω D.电流表0~3 A，内阻约0.01Ω E.滑动变阻器，0~10Ω F.滑动变阻器，0~100Ω 要求较准确地测出其阻值，电压表应选___，电流表应选__，滑动变阻器应选____。（填序号） （3）某一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作： ①该小组先用多用电表直流挡粗略测量水果电池组的电动势，如图乙所示，则电表的读数为_______V； ②为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A.待测水果电池组（内阻约为） B.电流表A（0~5mA，内阻为） C.电压表V（0~3V，内阻约为） D.滑动变阻器（） E.开关、导线各若干 应该选择的实验电路是图中的_______（选填“丙”或“丁”）； 确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势________V，内电阻_______。（结果均保留三位有效数字） 17. 如甲所示，半径为带小缺口的刚性金属圆环定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d、圆环所在区域有一变化的磁场垂直于圆环平面其变化规律如图乙所示。在平行金属板A、B之间有一带电液滴处于静止状态。重力加速度为g，金属环半径为r，图中B0、t0为已知量。 （1）判断金属板A、B电势的高低； （2）感应电动势的大小； （3）带电液滴的比荷大小。（答案均用字母表示） 18. 如图所示是一弹射游戏装置，由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点A、C分别与水平轨道和相连）、倾斜长轨道组成。游戏时滑块从点弹出后，经过圆轨道并滑上倾斜长轨道，若滑块从长轨道滑下则反向进入圆轨道，从圆轨道滑出，进入轨道并压缩弹射器的弹簧，随后能再次弹出（无能量损失）算游戏成功。已知圆轨道半径为R，轨道的倾角，滑块质量为m，滑块与轨道之间的动摩擦因数，其余都光滑，各轨道之间平滑连接；滑块可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，忽略空气阻力，，，重力加速度为g。 （1）若滑块第一次进入圆轨道，恰好能过最高点B，求滑块能滑上斜轨道的最大距离； （2）若某次游戏弹射释放的弹性势能为，求滑块在斜轨道上通过的总路程； （3）要使游戏成功（即滑块能返回弹射器、且只能返回一次），并要求滑块始终不脱离轨道，求弹射时弹性势能可能的范围。 19. 如图所示，光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知F=10N。斜面上ef线（ef//gh）的右方有垂直斜面向上的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如B﹣t图像所示，时间t是从线框由静止开始运动时刻起计的。如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=5.1m，取 g=10m/s2。求： (1)线框进入磁场前的加速度大小； (2)线框进入磁场时匀速运动的速度v； (3)线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热。 20. 如图所示，平行于直角坐标系y轴的是用特殊材料制成的，只能让垂直打到界面上的电子通过，且通过时并不影响电子的速度。其左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，其右侧有竖直向上场强为E的匀强电场。现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为e，质量为m，在中，，，D为x轴上的一个点，且。求： （1）当速度方向沿y轴正方向时，能从边出磁场的电子所具有的最大速度是多少； （2）能通过界面的电子所具有的最大速度是多少； （3）在右侧x轴上什么范围内能接收到电子； （4）现把右侧电场撤去，增加一垂直纸面向里、磁感应强度为的矩形匀强磁场，使通过界面的电子汇聚于D点，求该矩形磁场的最小面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 春晖中学2024学年第一学期高二期中考试 物理试题 一、选择题I（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的） 1. 工程技术人员常把磁感应强度叫做磁通密度。磁通密度的单位若用国际单位制单位的符号来表示，下列正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】AB．由可得 此时磁感应强度的单位为，故A正确B错误； CD．由可得 此时磁感应强度的单位为，故CD错误。 故选A。 2. 法国科学家库仑精心设计了一种测量仪器叫库仑扭秤，他用此装置找到了电荷间相互作用的规律，总结出了库仑定律。库仑扭秤能研究微小的库仑力，它在设计时应用的最主要物理学思想方法为（　　） A. 等效替代法 B. 微小量放大法 C. 微元法 D. 理想模型法 【答案】B 【解析】 【详解】A．等效替代法是指研究中很难直接揭示物理本质，而采用与之相似或有共同特征的等效现象来替代的方法，故A错误； B．库仑扭称实验中，两小球之间的库仑力将小球推开，将悬丝上端的悬钮转动，使小球回到原来位置，悬丝的扭力矩等于库仑力对小球的力矩，库仑力的力臂远长于悬钮的力臂，微小的库仑力就被放大，故B正确； C．微元法指处理问题时，从事物的小部分分析，进而解决事物整理目的，C错误； D．理想模型法是通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，忽略一些次要因素，抓住主要因素，D错误； 故选B。 3. 许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，下列说法正确的是（　　） A. 库仑利用扭秤测出了静电力常量k的数值 B. 富兰克林通过油滴实验测定了电荷量e的数值 C. 法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场 D. 法拉第归纳得到了法拉第电磁感应定律 【答案】C 【解析】 【详解】A．库仑利用扭秤实验得出了电荷间的作用力与电荷量的关系，即库仑定律，但静电力常量是后人计算所得的，故A错误； B．密立根通过油滴实验测定了电荷量e的数值，故B错误； C．法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，故C正确； D．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯归纳得到了法拉第电磁感应定律，故D错误。 故选C。 4. 下列物理量用比值法定义的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．电流与电压成正比，与电阻成反比，因此不属于比值定义法。故A错误； B．磁感应强度为磁场的本身属性，与安培力、电流大小及导线长度无关，因此属于比值定义法。故B正确； C．该公式反映的是匀强电场中电场强度与电势差的关系，不是电场强度的定义式。因此不属于比值定义法。故C错误； D．电压与电荷量成正比，与电容成反比，因此不属于比值定义法。故D错误。 故选B。 5. 如图所示的图像中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图像可知（　　） A. R的阻值为3Ω B. 电源电动势为3V，内阻为0.5Ω C. 电源的输出功率为3.0W D. 电源内部消耗功率为1.5W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图Ⅱ可知 故A错误； B．由闭合电路4定律可知路端电压 图Ⅰ可知，电源的电动势为 E=3.0V 内阻 故B错误； C．两图线的交点表示将该电阻接在该电源两端的工作状态，则电源的输出功率为 故C错误； D．电源内部消耗的功率为 故D正确。 故选D。 6. 如图所示是一正电荷周围形成的电场的三个等势面，已知从外往内相邻两个等势面的半径之差相等，它们的电势分别为、和，一带电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线所示。则（　　） A. 该粒子带负电 B. C. 粒子从O到B的过程中，电势能减少 D. 粒子从O到E的过程中，动能先减少再增加 【答案】D 【解析】 【详解】A.该电场是正电荷产生的电场，电场线的方向向外，粒子弯曲的方向向下，说明电场力的方向向下，与电场线的方向相同，粒子带正电；故A错误； B.越靠近正电荷，场强越大。所以OA的平均场强比AB的要小，由 可知 故B错误； C.粒子从O到B的过程中，电场力一直做负功，所以粒子电势能增大，故C错误； D、粒子从O到E的过程中，电场力先做负功再做正功，所以粒子动能先减少再增大，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，电路中开关闭合后，灯泡A和灯泡B均能正常发光，若电阻发生断路，其余元件正常，则（　　） A. 电容器会开始充电 B. 电源内阻产生的热量变大 C. 路端电压会变小 D. 灯泡B会变亮 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电阻发生断路后，电路外电阻变大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律，干路总电流变小，电容器两端的电压变小，所以电容器会放电，相同时间电源内阻产生的热量变小，故A错误，B错误； C．电路路端电压 变大，故C错误； D．灯泡A和B两端电压 变大，故根据欧姆定律，通过灯泡A和B的电流变大，故灯泡B的功率变大，B会变亮，故D正确。 故选D。 8. 下列关于磁场的应用，正确的是（　　） A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器示意图要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电场的电压U B. 图乙是磁流体发电机示意图，由此可判断B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极 C. 图丙是速度选择器示意图，速度方向从P到Q，不考虑重力的带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 D. 图丁是磁电式电流表内部结构示意图，当有电流流过时，线圈在磁极间产生的匀强磁场中偏转 【答案】B 【解析】 【详解】A．设回旋加速器的最大半径为，加速后最大速度为，根据 可得 粒子获得的最大动能为 所以粒子的最大动能与加速电场的电压U无关，A错误； B．根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B板带正电，为发电机的正极，A极板是发动机的负极，B正确； C．速度方向从P到Q，速度选择器不能判断带电粒子的电性，不管是正电，还是负电，只要满足 即 粒子就能匀速通过速度选择器，C错误； D．线圈在磁极间产生的磁场为均匀辐向磁场，该磁场为非匀强磁场，D错误。 故选B。 9. 如图所示，a、b、c、d为正方形的四个顶点，O为两对角线的交点，a、b、c、d处分别有电流大小相同的长直导线，其中a处的电流方向垂直纸面向外，b、c、d处的电流方向垂直纸面向里，现在O点放置一电流方向垂直纸面向里的长直导线，该导线受到大小为2F的安培力，若将b处导线的电流方向改为垂直纸面向外，则O点处的导线受到的安培力（　　） A. 大小为F，方向沿方向 B. 大小为2F，方向水平向左且垂直边 C. 大小为，方向向下且垂直边 D. 大小为，方向向上且垂直边 【答案】D 【解析】 【详解】由安培定则和左手定则可知放在O点的直导线受到a、b、c、d四处的导线的安培力方向分别为、、、，由于a、b、c、d处是电流大小相同的长直导线，所以这四根导线对O点放置的导线的安培力大小相等，可知b、d两处对O点放置的导线的安培力相互抵消，a、c两处的导线对O点放置的导线的安培力大小相等，方向相同，而由题意可知O点放置导线受到的安培力大小为2F，故每根导线对O点放置的导线的安培力为F。若将b处导线的电流方向改为垂直纸面向外，则b处导线对放置在O点的导线的安培力方向反向，为，故a、c处对放置在O点的导线的作用力大小均为F，方向均为，b、d处对放置在O点的导线的作用力大小均为F，方向均为，故O点处的导线受到的安培力大小为 方向向上且垂直cd边。 故选D。 10. 如图所示的电路中，电路正常工作时，表V1、V2、A的示数分别为220V、110V、0.2A，突然发现当表V1和V2的示数都是220V而表A示数为0，则电路中出现故障的是（　　） A. L1和L2同时断路 B. 出故障的是L2，且L2短路 C. 出故障的是L2，且L2断路 D. 出故障的是L1，且L1断路 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由于电压表示数不为0，则从电压表正极到电源的正极部分电路及从电压表负极到电源的负极部分电路都是通路，即这部分电路没有故障，但是电流表没有示数，则电路中有部分电路断路发，所以出故障的是与电压V2并联的L2，且L2断路。 故选C。 11. 如图所示为振动手电筒的示意图，通过摇晃手电筒使磁铁与线圈发生相对运动来给储电器充电，储电器再给LED灯泡供电。一般来回摇晃手电筒的平均作用力约为2.0N，平均速度约为，机械能的四分之三可以转化成LED灯泡正常发光时的电能。已知LED灯泡正常发光的电压为3.1V，电流为32mA。下列说法正确的是（　　） A. 摇晃过程线圈磁通量保持不变 B. LED灯泡的电阻约为1000 C. 摇晃手电筒的机械功率约0.1W D. 手电筒摇晃1min，灯泡约可正常发光12.8min 【答案】D 【解析】 【详解】A．摇晃过程中，磁铁与线圈相对位置发生变化，线圈内磁通量改变，产生感应电流给充电器充电，故A错误； B．LED灯泡的电阻约为 故B错误； C．摇晃手电筒的机械功率约 故C错误； D．灯泡的电功率为 手电筒摇晃1min，灯泡约可正常发光 故D正确。 故选D。 12. 如图甲所示，点电荷绕点电荷+Q做半径为r的匀速圆周运动，角速度为；如图乙所示，与甲图中完全相同的点电荷在相距为的两个固定点电荷+Q所在连线的中垂面上，做角速度为的匀速圆周运动，到+Q的距离始终为2r。则为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】图甲中，点电荷对点电荷的库仑力来提供向心力，做半径为的匀速圆周运动，则有 解得 图乙中，设点电荷与点电荷连线和两个固定点电荷+Q连线的夹角为，则有 可得 两个固定点电荷对的库仑力的合力提供向心力，则有 解得 则 故选D。 13. 如图甲所示的平面直角坐标系中，x轴上方有磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，在O点处有一粒子源，沿纸面不断地放出同种粒子，粒子的速率均为v，粒子射入磁场的速度方向与x轴正方向的夹角范围为。粒子的重力及粒子间的相互作用均不计。图乙中的阴影部分表示粒子能经过的区域，其内边界与x轴的交点为E，外边界与x轴的交点为F，与y轴的交点为D（0，a）。下列判断正确的是（　　） A. 粒子所带电荷为正电 B. OF的长度为 C. 粒子源放出的粒子的比荷为 D. 从点E离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，粒子所带电荷为负电，故A错误； B．由图有 OD=a=R 则OF=2R=2a，故B错误； C．根据 解得，故C正确； D．从点E离开磁场的粒子在磁场中转过的角度可能为120°；也可能是240°，则在磁场中运动的时间可能为 也可能是，故D正确。 故选D。 二、选择题II（本题共2小題，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 14. 为研究电容器在不同状况下的充电特性，某兴趣小组采用如图甲所示电路，分别用不同的电阻与某一电容器串联进行充电实验，实验得到三次充电中电容器的电荷量q与时间t变化的图像分别如乙图中①②③所示，且第一次充电时电容器两端的电压U随电荷量q变化的图像如图像丙所示，用C表示电容器的电容，R表示与电容器串联的电阻阻值，E表示电源的电动势（内阻可忽略），则下列说法正确的是（　　） A. 第二次充电时电容器两端的电压U随电荷量q变化的图线比丙图中图线更陡 B. ①②两条曲线表示最终q不同是由于R不同而引起的 C. ②③两次充电，电源的电动势大小相等 D. ②③两条曲线形状不同因为R不同引起的，R3小于R2 【答案】CD 【解析】 【详解】A．因为三次充电用同一个电容器，所以由电容的定义式可知，同一个电容器所带电荷量与两板间的电势差成正比，故第二次充电时电容器两端的电压U随电荷量q变化的图线斜率与丙图中图线斜率相同，故A错误； B．在电容器充满电荷量时，视为断路，电压为电源电压，所以①②两条曲线表示最终q不同是由于电源电动势不同而引起的，故B错误； C．②③两次充电，电容器最终的带电量相同，可知两次用电源的电动势大小相等，故C正确； D．②③两条曲线形状不同因为R不同引起的，从图中可以看到同一时刻，图线③的斜率大于图线②的斜率，故R3小于R2，故D正确。 故选CD。 15. 如图为两个质量分别为2m、m，电荷量大小均为的小球A和B置于倾角为的固定光滑绝缘斜面上，其中A球通过一根劲度系数为的绝缘轻质弹簧与斜面顶端的挡板连接，两小球均处于静止状态。已知静电力常量为k，重力加速度为g，小球间距离远大于小球的半径，则（　　） A. 两小球带同种电荷 B. 相邻两小球间距为 C. B球受到的库仑力大小为 D. 弹簧形变量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球B处于静止状态，对B进行分析可知，A对B的库仑力为引力效果，则两小球带异种电荷，故A错误； B．对小球B进行分析，根据平衡条件有 解得 故B正确； C．结合上述可知，A、B之间的库仑力大小为，故C错误； D．对小球A进行分析，根据平衡条件有 结合上述解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题（本题共5题，共55分） 16. （1）在“练习使用多用电表”的实验中，小强用欧姆挡去测量“、”的白炽灯不发光时的灯丝电阻，在拍照的时候未把多用电表的选择挡位旋钮拍进去，如图所示，那么你认为此挡位是____（填“”、“”、“”）。 （2）在“导体电阻率的测量”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示，用米尺测出金属丝的长度L，金属丝的电阻大约为5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻R，然后用控制变量法探究导体电阻率与导体长度、横截面积的关系。 ①从图中读出金属丝的直径为___mm。  ②为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材： A.电压表0~3 V，内阻约10 kΩ B.电压表0~15 V，内阻约50 kΩ C.电流表0~0.6 A，内阻约0.05Ω D.电流表0~3 A，内阻约0.01Ω E.滑动变阻器，0~10Ω F.滑动变阻器，0~100Ω 要求较准确地测出其阻值，电压表应选___，电流表应选__，滑动变阻器应选____。（填序号） （3）某一物理兴趣小组制作的水果电池组，为了准确测量该电池组的电动势和内阻，进行了以下操作： ①该小组先用多用电表直流挡粗略测量水果电池组的电动势，如图乙所示，则电表的读数为_______V； ②为了更准确地测量水果电池组的电动势和内阻，实验室提供了以下器材： A.待测水果电池组（内阻约为） B.电流表A（0~5mA，内阻为） C.电压表V（0~3V，内阻约为） D.滑动变阻器（） E.开关、导线各若干 应该选择的实验电路是图中的_______（选填“丙”或“丁”）； 确定好的电路后，调节滑动变阻器滑片位置以得到电压表的示数U与电流表的示数I的多组数据，作出图像如图戊所示，根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势________V，内电阻_______。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）×10 （2） ①. 1.850 ②. A ③. C ④. E （3） ①. 1.50 ②. 丁 ③. 2.00 ④. 975 【解析】 【小问1详解】 该灯泡电阻约为 因为是白炽灯不发光时的灯丝电阻，可知他所用的电阻档位为×10挡； 【小问2详解】 ①金属丝的直径为1.5mm+0.01mm×35.0=1.850mm ② [1][2][3]因电源是两节干电池，电压表应选A，电路中最大电流为 电流表应选C，滑动变阻器应选阻值较小的E。 【小问3详解】 ①[1]用多用电表直流挡粗略测量水果电池组的电动势，最小刻度为0.05V则电压表的读数为1.50V； ②[2]因电流表的内阻已知，则选用丁图； ③[3][4]根据U=E-I(r+RA) 根据图像和题中所给信息可知该水果电池组的电动势 内电阻 17. 如甲所示，半径为带小缺口的刚性金属圆环定在竖直平面内，在圆环的缺口两端用导线分别与两块水平放置的平行金属板A、B连接，两板间距为d、圆环所在区域有一变化的磁场垂直于圆环平面其变化规律如图乙所示。在平行金属板A、B之间有一带电液滴处于静止状态。重力加速度为g，金属环半径为r，图中B0、t0为已知量。 （1）判断金属板A、B电势的高低； （2）感应电动势的大小； （3）带电液滴的比荷大小。（答案均用字母表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，穿过线圈的磁通量垂直纸面向里增加，根据楞次定律可知，感应电动势为逆时针方向，则 【小问2详解】 根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势 【小问3详解】 对油滴分析 其中 解得 18. 如图所示是一弹射游戏装置，由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点A、C分别与水平轨道和相连）、倾斜长轨道组成。游戏时滑块从点弹出后，经过圆轨道并滑上倾斜长轨道，若滑块从长轨道滑下则反向进入圆轨道，从圆轨道滑出，进入轨道并压缩弹射器的弹簧，随后能再次弹出（无能量损失）算游戏成功。已知圆轨道半径为R，轨道的倾角，滑块质量为m，滑块与轨道之间的动摩擦因数，其余都光滑，各轨道之间平滑连接；滑块可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，忽略空气阻力，，，重力加速度为g。 （1）若滑块第一次进入圆轨道，恰好能过最高点B，求滑块能滑上斜轨道的最大距离； （2）若某次游戏弹射释放的弹性势能为，求滑块在斜轨道上通过的总路程； （3）要使游戏成功（即滑块能返回弹射器、且只能返回一次），并要求滑块始终不脱离轨道，求弹射时弹性势能可能的范围。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）恰好好过B点： 得 从B点第一次运动到斜轨道最高点 得： （2）首先，判断滑块能否通过B点，若恰好过B点，滑块的机械能 因，故滑块能过B点，其次，判断滑块第一次在斜轨道往返后，是否会脱离圆轨道，设第一次到斜轨道最高点离D距离为，由能量守恒 得 返回到C处时滑块的机械能 因此，此后滑块恰好不脱离轨道，在圆轨道与斜轨道间往复运动，最终停在D点，全过程应用能量守恒 得 （3）由题意可知，满足题意的弹性势能最小的条件为：滑块恰好第2次顺时针通过B 设第一次到斜轨道最高点离D距离为 得 设第二次到斜轨道最高点离D距离为 得： 两次在斜轨道往返后，滑块在C处具有的机械能 满足题目要求 由题意可知，满足题意的弹性势能最大的条件为：滑块在斜轨道上往返两次后，恰能到达圆轨道上与圆心等高点处，同理得：第一次到斜轨道最高点离D距离为 第二次到斜轨道最高点离D距离为 综上： 解法二：设滑块在D点的速度为，滑上斜轨道的距离为L，滑块返回D点的速度为，则根据动能定理可得： 即： 滑块损失的机械能为： 若要使滑块经过斜长轨道之后，能通过B点，则需满足： 滑块第二次滑上斜长轨道后滑下，不脱离轨道，其机械能最大值为，即 弹性势能的范围为 19. 如图所示，光滑斜面的倾角α=30°，在斜面上放置一矩形线框abcd，ab边的边长l1=1m，bc边的边长l2=0.6m，线框的质量m=1kg，电阻R=0.1Ω，线框受到沿光滑斜面向上的恒力F的作用，已知F=10N。斜面上ef线（ef//gh）的右方有垂直斜面向上的均匀磁场，磁感应强度B随时间t的变化情况如B﹣t图像所示，时间t是从线框由静止开始运动时刻起计的。如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，ef线和gh的距离s=5.1m，取 g=10m/s2。求： (1)线框进入磁场前的加速度大小； (2)线框进入磁场时匀速运动的速度v； (3)线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热。 【答案】(1)5m/s2；(2)2m/s；(3)0.5J 【解析】 【详解】(1)线框进入磁场前，受到重力、细线的拉力F和斜面的支持力作用做匀加速运动，根据牛顿第二定律得 得 (2)线框进入磁场最初一段时间是匀速的，合力为零，由 、、 得安培力为 根据平衡条件得 代入解得 v=2m/s (3)线框abcd进入磁场前做匀加速运动，进磁场的过程中，做匀速运动，进入磁场后到运动到gh线仍做匀加速运动。 进磁场前线框的运动的时间为 进磁场过程中匀速运动的时间为 线框完全进入磁场后线框受力情况与进入磁场前相同，所以该阶段的加速度仍为a=5m/s2。 由 解得，t3=1s 因此线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中有感应电流的时间为 线框中产生的感应电动势为 线框整体进入磁场后，ab边运动到gh线的过程中产生的焦耳热为 20. 如图所示，平行于直角坐标系y轴的是用特殊材料制成的，只能让垂直打到界面上的电子通过，且通过时并不影响电子的速度。其左侧有一直角三角形区域，分布着方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，其右侧有竖直向上场强为E的匀强电场。现有速率不同的电子在纸面上从坐标原点沿不同方向射到三角形区域，不考虑电子间的相互作用。已知电子的电量为e，质量为m，在中，，，D为x轴上的一个点，且。求： （1）当速度方向沿y轴正方向时，能从边出磁场的电子所具有的最大速度是多少； （2）能通过界面的电子所具有的最大速度是多少； （3）在右侧x轴上什么范围内能接收到电子； （4）现把右侧电场撤去，增加一垂直纸面向里、磁感应强度为的矩形匀强磁场，使通过界面的电子汇聚于D点，求该矩形磁场的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【分析】 【详解】解：（1）洛伦兹力提供向心力，有 能从边出磁场的电子，当运动轨迹和相切时半径最大，故半径最大值 所以，能从边出磁场的电子所具有的最大速度 （2）要使电子能通过界面，电子飞出磁场的速度方向必须水平向右，由（1）可知 故R越大v越大，所以，从C点水平飞出的电子，运动半径最大，对应的速度最大故有 所以，。故能通过界面的电子所具有的最大速度 （3）只有垂直打到界面上的电子通过，故电子进入电场的范围为上C到x轴间的范围；当粒子在上的纵坐标为时，粒子在磁场中运动的半径由几何关系可得 所以 那么由洛伦兹力做向心力可得运动速度为 粒子在电场中只受电场力作用，做类平抛运动，故 那么，电子打在x轴上的位置为 所以 （4）增加磁场的磁感应强度为则粒子在增加磁场中的运动半径为原磁场中的一半，若粒子从任一点P进入磁场，则其圆心在其正下方向的x轴上，要会聚于D点，则三角形为等腰直角三角形，即为45°。 对应的磁场区域为如图所示的矩形。 该区域长和宽分别为 ， 故最小面积为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $