精品解析：黑龙江省大庆市实验中学2024-2025学年高二上学期期末考试物理试卷

大庆实验中学实验一部2023级高二上学期期末考试 物理学科试题 一、单项选择题（本大题共9小题，每小题3分，共27分） 1. 在“探究感应电流产生的条件”的实验中，下列做法中能产生感应电流的是（　　） A. 图甲中，导体AB垂直磁感线运动 B. 图乙中，条形磁铁放在线圈中不动 C. 图丙中，接通开关S，小螺线管A置于大螺线管B中不动 D. 图丁中，闭合线圈沿磁场方向向上运动 2. 如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，圆形金属环B正对电磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，则 A. MN导线无电流，B环无感应电流 B. MN导线有向上电流，B环无感应电流 C. MN导线有向上电流，从左向右看B有顺时针方向电流 D. MN导线有向下电流，从左向右看B有逆时针方向电流 3. 如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L，每条边的电阻均为r，处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连，则线框abcd受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 法拉第发明了世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，原理图如图所示。半径为的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（　　） A. 由到， B. 由到， C. 由到， D. 由到， 5. 一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 6. 回旋加速器的示意图如图所示，两个D形盒半径均为R，两D形盒之间的狭缝中存在周期性变化的加速电场，加速电压大小为U，D形盒所在空间存在垂直于盒面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，回旋加速器中心O处有一粒子源，可无初速度的释放质量为m，电荷量为（）的带电粒子，经过多次加速后在D形盒的边缘被引出。不计粒子之间的相互作用和相对论效应，忽略粒子经过狭缝的时间，则粒子从无初速度释放到离开加速器的过程中所需要的时间为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　） A. B. C. D. 8. 在直角坐标系xoy的第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从y轴正半轴上的A点与y轴正方向夹角为α=45°的速度垂直磁场方向射入磁场，如图所示，已知OA=a，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小为 B. 改变粒子的初速度大小，可以使得粒子刚好从坐标系的原点O离开磁场 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 从x轴射出磁场的粒子中，粒子的速度越大，在磁场中运动的时间就越短 9. 如图所示，竖直放置的半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB与粗糙绝缘水平轨道BC在B处平滑连接，O为圆弧轨道的圆心，直线OB左侧空间分布着电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为的带负电的物块，以一定的初速度从A点沿切线进入圆弧轨道。已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 无论在A点的初速度多大，物块一定能沿圆弧轨道运动到B点 B. 物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑到B点，其在B点的速度最小为0 C. 物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑过B点后，最终可停在距B点的位置 D. 物块沿圆弧轨道滑过B点后，最终停在BC上，因摩擦产生的热量的最小值为 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分，漏选得2分，错选不得分） 10. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　） A. b、d两点的电场强度不相同 B. b、d两点的电势相等 C. 点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，静电力一定做功 D. 将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大 11. 如图所示，两根通有异向电流的长直导线P、Q平行放置，电流大小，a、b两点在导线横截面连线的延长线上，c、d为P、Q连线中垂线上两点，且到P、Q连线的距离相等。已知通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足，式中k是常量，I是导线中的电流大小，r是该点到直导线的距离。则下列说法正确的是（ ） A. a点磁感应强度不可能为零 B. c、d两点磁感应强度方向相同 C. c、d两点磁感应强度大小相等 D. b点磁感应强度的方向垂直于P、Q连线向下 12. 如图所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，在平行金属板MN内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子（重力不计）以水平速度v0射入电场并打在N板的O点。改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，则（　　） A. 该粒子带负电 B. 减少R2，粒子将打在O点左侧 C. 增大R1，粒子在板间运动时间不变 D. 减少R1，粒子将打在O点左侧 13. 如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直．在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内．一质量为m、带电量为＋q的小球套在绝缘杆上．初始时给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，电量保持不变．已知，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，则以下说法正确的是 A. 小球的初速度为 B. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 C. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 D. 若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为 14. 如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，间距为，电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为的两根相同导体棒静置于导轨上，两棒始终与导轨垂直且接触良好。现使棒获得一个大小为、方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（ ） A. 两导体棒组成的系统动量守恒 B. 棒克服安培力做功的功率等于棒的发热功率 C. 两棒最终的速度大小均为，方向相反 D. 通过棒横截面的电荷量为 三、实验题（共14分） 15. 如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；和是固定电阻，R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100挡。 （1）图中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）根据题给条件可得：与直流电流1mA挡对应的开关序号为______。 （3）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）。若此时B端是与“3”连接的，则读数为______。 16. 某研究性课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究，一是电阻（约为），二是手机的锂电池（电动势标称值为，允许最大放电电流为）。在实验室备有如下实验器材： A.电压表（量程，内阻约为） B.电流表（量程，内阻为） C.电流表（量程，内阻约为） D.滑动变阻器（，额定电流） E.电阻箱 F.开关一个、导线若干 (1)为了测定电阻的阻值，小组的一位成员设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用_________（填“”或“”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值________（填“大于”或“小于”）真实值。 (2)小组的另一位成员，设计了如图乙的电路原理图来测量锂电池的电动势和内阻。在实验中，他多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出了图象为一条直线（如图丙），则该图象的函数表达式为______________，由图可知该电池的电动势________。 四、计算题（本大题共3小题，17题9分，18题12分，19题18分，共39分） 17. 如图所示，光滑绝缘粗细均匀的直细杆竖直固定，点固定一个电荷量为、带负电的点电荷，一个质量为的带电小球套在杆上（可自由运动），当小球在点由静止释放，小球恰好能处于静止状态，AO垂直于杆，AO长为L，AB与水平方向的夹角为，、关于点对称，静电力常量为，不计小球的大小，重力加速度为，，，求： （1）处的点电荷在点产生的场强大小； （2）小球所带的电量； （3）若将小球移到点由静止释放，则释放的一瞬间，小球的加速度多大。 18. 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面的夹角θ=37°，下端连接阻值R=1Ω的电阻；质量m=1kg、阻值r=1Ω的匀质金属棒cd放在两导轨上，到导轨最下端的距离L1=1m，棒与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，与导轨间的动摩擦因数μ=0.9，整个装置处于与导轨平面垂直（向上为正）的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知在0~1.0s内，金属棒cd保持静止。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。 （1）求0~1.0s内通过金属棒cd的电荷量； （2）判定t=1.0~1.2s内金属棒cd运动状态，并求出t=1.1s内金属棒cd受到的摩擦力的大小和方向； （3）1.2s后，对金属棒cd施加一沿导轨向上的拉力F，使金属棒cd沿导轨向上做加速度大小为a=2m/s2的匀加速运动，请写出拉力F随时间t'（从施加F时开始计时）变化的关系式。 19. 如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿轴正方向的匀强电场，场强大小为，轴上（，）处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从点进入电场。已知粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用。问： （1）由处最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为多少； （2）由处发射的速度最小的粒子，从发射到第二次经过点的时间； （3）若仅电场强度大小变为，最先发射的粒子从处发射后第2025次经过轴的位置为点，求点坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 大庆实验中学实验一部2023级高二上学期期末考试 物理学科试题 一、单项选择题（本大题共9小题，每小题3分，共27分） 1. 在“探究感应电流产生的条件”的实验中，下列做法中能产生感应电流的是（　　） A. 图甲中，导体AB垂直磁感线运动 B. 图乙中，条形磁铁放在线圈中不动 C. 图丙中，接通开关S，小螺线管A置于大螺线管B中不动 D. 图丁中，闭合线圈沿磁场方向向上运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，导体AB垂直磁感线运动，切割磁感线，会产生感应电流，选项A正确； B．图乙中，条形磁铁放在线圈中不动，磁通量不变，不会产生感应电流，选项B错误； C．图丙中，接通开关S，小螺线管A置于大螺线管B中不动，则穿过B的磁通量不变，不会产生感应电流，选项C错误； D．图丁中，闭合线圈沿磁场方向向上运动，则穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，选项D错误。 故选A。 2. 如图所示，导轨间的磁场方向垂直于纸面向里，圆形金属环B正对电磁铁A，当导线MN在导轨上向右加速滑动时，则 A. MN导线无电流，B环无感应电流 B. MN导线有向上电流，B环无感应电流 C. MN导线有向上电流，从左向右看B有顺时针方向电流 D. MN导线有向下电流，从左向右看B有逆时针方向电流 【答案】C 【解析】 【详解】导线MN向右加速滑动，导线产生的感应电动势E=BLv增大，通过电磁铁A的电流增大；由右手定则判定感应电流方向为N→M；由电磁铁A产生的磁感应强度方向向左，电流增大，则穿过金属环B的磁通量增大，B中产生感应电流，由楞次定律可知，从左向右看B有顺时针方向电流；故ABD错误，C正确；故选C． 【点睛】由判断感应电动势如何变化，判断线圈A中电流产生的磁场如何变化，最后由楞次定律分析受力方向． 3. 如图所示，由均匀电阻丝做成的正方形金属线框abcd的边长为L，每条边的电阻均为r，处于磁感应强度的大小为B的匀强磁场中，磁场方向与线框平面垂直，b、d两个顶点与电动势为E、内阻为r的电源相连，则线框abcd受到的安培力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】线框中的总电流为 据已知条件可得 和所受安培力的等效长度均为，可得 故选B。 4. 法拉第发明了世界上第一台发电机—法拉第圆盘发电机，原理图如图所示。半径为的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中，绕轴以角速度沿逆时针方向匀速转动，则通过电阻的电流的方向和大小是（金属圆盘的电阻不计）（　　） A. 由到， B. 由到， C. 由到， D. 由到， 【答案】A 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律，切割产生的感应电动势为 根据欧姆定律，通过电阻的电流为 由右手定则，圆盘相当于电源，其方向为从边缘指向圆心，所以电阻中的电流方向为从d到c。 故选A。 5. 一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图所示。图中直径MN的两端分别开有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。在该截面内，一带电粒子从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角。当筒转过90°时，该粒子恰好从小孔N飞出圆筒，不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，则带电粒子的比荷为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示 由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的圆弧所对的圆心角为30°，因此粒子在磁场中运动的时间为 粒子在磁场中运动的时间与筒转过90°所用的时间相等，即 解得 故选A。 6. 回旋加速器的示意图如图所示，两个D形盒半径均为R，两D形盒之间的狭缝中存在周期性变化的加速电场，加速电压大小为U，D形盒所在空间存在垂直于盒面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，回旋加速器中心O处有一粒子源，可无初速度的释放质量为m，电荷量为（）的带电粒子，经过多次加速后在D形盒的边缘被引出。不计粒子之间的相互作用和相对论效应，忽略粒子经过狭缝的时间，则粒子从无初速度释放到离开加速器的过程中所需要的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】粒子被引出时，根据洛伦兹力提供圆周运动的向心力有 此时动能达到最大值 令电场中加速了n次，则有 粒子在磁场中圆周运动的周期 电场中加速一次，磁场中运动半周，则有 解得 故选D。 7. 如图所示，空间存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场区域宽度为，以磁场左边界上的一点为坐标原点，建立轴。一边长为的正方形金属线框在外力作用下以速度匀速穿过匀强磁场。从线框的边刚进磁场开始计时，线框中产生的感应电流i、线框的边两端的电压、线框所受的安培力F、穿过线框的磁通量随位移的变化图像正确的是（规定逆时针电流方向为正，安培力方向向左为正）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．线圈向右移动0-L进入磁场时产生的电动势 根据欧姆定律可得，线圈中的电流 方向为逆时针，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时产生的电动势0,电流为0;当线圈向右移动2L-3L出离磁场时产生的电动势 根据欧姆定律可得，线圈中的电流 此时方向为顺时针，大小也不变，A错误； B．同理可知，线圈向右移动0-L进入磁场时，线框的边两端的电压 线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，线框的边两端的电压 当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，线框的边两端的电压 B错误； C．线圈向右移动0-L进入磁场时，安培力 方向向左，大小不变，线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，安培力为零，当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，安培力 方向向左，大小不变，C错误； D．线圈向右移动0-L进入磁场时，磁通量 线圈向右移动L-2L完全进入磁场时，磁通量 当线圈向右移动2L-3L出离磁场时，磁通量 D正确。 故选D。 8. 在直角坐标系xoy的第一象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的带负电粒子从y轴正半轴上的A点与y轴正方向夹角为α=45°的速度垂直磁场方向射入磁场，如图所示，已知OA=a，不计粒子的重力，则下列说法正确的是（　　） A. 若粒子垂直于x轴离开磁场，则粒子进入磁场时的初速度大小为 B. 改变粒子的初速度大小，可以使得粒子刚好从坐标系的原点O离开磁场 C. 粒子在磁场中运动的最长时间为 D. 从x轴射出磁场的粒子中，粒子的速度越大，在磁场中运动的时间就越短 【答案】ACD 【解析】 【详解】试题分析：若粒子垂直于x轴离开磁场，运动轨迹如图所示 根据几何关系可知，粒子的轨道半径，而粒子在磁场中运动时，，因此可知，A正确；由于在x思下方没有磁场，因此不可能从O点射出，B错误；粒大在磁场中运动的圆心角越大，运动时间越长，当从y轴射出时，运动了个圆周，运动时间最长为，C正确；从x轴射出的粒子，运动速度越大，在磁场中运动的圆弧所对圆心角越小，运动时间越短，D正确． 考点：带运动粒子在磁场中运动 【名师点睛】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据可知，粒子在磁场中运动的半径，且带电粒子在磁场中运动的周期，运动的周期与运动速度无关，只与比荷和磁感强度的关．解决带电粒子在磁场中的运动，先确定圆心位置，画出运动轨迹，再根据半径和圆心角解决问题． 9. 如图所示，竖直放置的半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB与粗糙绝缘水平轨道BC在B处平滑连接，O为圆弧轨道的圆心，直线OB左侧空间分布着电场强度大小为E、方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为的带负电的物块，以一定的初速度从A点沿切线进入圆弧轨道。已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 无论在A点的初速度多大，物块一定能沿圆弧轨道运动到B点 B. 物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑到B点，其在B点的速度最小为0 C. 物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑过B点后，最终可停在距B点的位置 D. 物块沿圆弧轨道滑过B点后，最终停在BC上，因摩擦产生的热量的最小值为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．的带负电的物块受到竖直向上的电场力4mg和竖直向下的重力mg，则场力的合力方向竖直向上，大小为3mg，可知，B点为等效物理最高点，若物块恰好达到B点，则在B点若恰好由场力的合力提供向心力，此时物块在B点的速度为最小值，则有 解得 由A点到B点根据动能定理得 解得 所以物块如果能沿圆弧轨道运动到B点，在A点的初速度最小为，B点速度的最小值为，故AB错误； CD．结合上述，若从A点沿圆弧轨道滑过B点，到达B点的最小速度为，在水平轨道上根据动能定理有 解得 所以最小距离为，此时摩擦力做功为 所以摩擦生热最小值为，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共20分，漏选得2分，错选不得分） 10. 如图所示匀强电场E的区域内，在O点处放置一点电荷+Q，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，aecf平面与电场平行，bedf平面与电场垂直，则下列说法中正确的是（　　） A. b、d两点的电场强度不相同 B. b、d两点的电势相等 C. 点电荷+q在球面上任意两点之间移动时，静电力一定做功 D. 将点电荷+q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电势能的变化量一定最大 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．点电荷＋Q在b、d两点的电场强度大小相等，方向相反，可知与匀强电场叠加后，合场强方向不同，故A正确； BC．点电荷＋Q在b、d两点的电势相等，匀强电场在b、d两点的电势相等，电势是标量，可知叠加后，b点的电势等于d点的电势，点电荷＋q沿bedf在球面上b、d两点之间移动时，静电力不做功，故B正确，C错误； D．点电荷＋Q在球面上任意点的电势均相等；匀强电场在球面上的a点的电势最高，在球面上的c点的电势最低；故叠加后球面上的a点的电势最高，c点的电势最低，根据 可知将点电荷＋q在球面上任意两点之间移动，从a点移动到c点电场力做功最大，电势能的变化量最大，故D正确。 故选ABD。 11. 如图所示，两根通有异向电流的长直导线P、Q平行放置，电流大小，a、b两点在导线横截面连线的延长线上，c、d为P、Q连线中垂线上两点，且到P、Q连线的距离相等。已知通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足，式中k是常量，I是导线中的电流大小，r是该点到直导线的距离。则下列说法正确的是（ ） A. a点磁感应强度不可能为零 B. c、d两点磁感应强度方向相同 C. c、d两点磁感应强度大小相等 D. b点磁感应强度的方向垂直于P、Q连线向下 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据题意，由右手螺旋定则可知，导线P在a点产生的磁场竖直向下，设为，导线Q在a点产生的磁场竖直向上，设为，若有，即 则a点磁感应强度为零，可得 由于，，则，可能成立，即a点磁感应强度有可能为零，故A错误； BC．根据题意，由右手螺旋定则和通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足可知，导线在c、d两点产生的磁感应强度如图所示 由磁场的叠加原理可知，c、d两点磁感应强度方向不同，由几何关系可知，c、d两点磁感应强度大小相等，故B错误，C正确； D．根据题意，由右手螺旋定则可知，导线P在b点产生的磁场竖直向上，设为，导线Q在b点产生的磁场为竖直向下的，设为，由通电直导线周围磁场的磁感应强度大小满足可知，则b点磁感应强度的方向垂直于P、Q连线向下，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示电路，电源电动势为E，内电阻为r，在平行金属板MN内部左侧中央P有一质量为m的带电粒子（重力不计）以水平速度v0射入电场并打在N板的O点。改变R1或R2的阻值，粒子仍以v0射入电场，则（　　） A. 该粒子带负电 B. 减少R2，粒子将打在O点左侧 C. 增大R1，粒子在板间运动时间不变 D. 减少R1，粒子将打在O点左侧 【答案】AD 【解析】 【详解】设板间电压为U，粒子的电荷量是q，板间间距为d，则粒子在板间运动时，有 ， A．由电路图知，极板M带负电、极板N带正电，板间场强的方向向上，重力不计的带电粒子向下偏转，则粒子带负电，故A正确； B．由于R2与平行金属板串联，稳定时此支路断路，调节R2对电路无影响，减少R2，平行板两端的电压不变，板内场强不变，粒子运动情况不变，仍打在O点，故B错误； C．增大R1，据串联电路电压分配原理知，平行板两端的电压减小，板内场强减小，粒子在电场中的运动时间变长，故C错误； D．减少R1，据串联电路电压分配原理知，平行板两端的电压增大，板内场强增大，粒子在电场中的运动时间变短，粒子将打在O点左侧，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，空间中存在一水平方向匀强电场和一水平方向匀强磁场，且电场方向和磁场方向相互垂直．在电磁场正交的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60°夹角且处于竖直平面内．一质量为m、带电量为＋q的小球套在绝缘杆上．初始时给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动，电量保持不变．已知，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，则以下说法正确的是 A. 小球的初速度为 B. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 C. 若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止 D. 若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】A：带电小球刚开始受重力、电场力、洛伦兹力、弹力（可能有）、摩擦力（可能有）；电场力，重力与电场力的合力刚好与杆垂直，大小为，如图： 洛伦兹力的方向垂直于杆，要使小球做匀速运动，摩擦力应为0，弹力也应为0，即洛伦兹力与重力、电场力的合力相平衡，；则小球的初速度．故A项正确． B：若小球的初速度为，则洛伦兹力大于，杆对球有弹力且，球会受到摩擦力作用，此摩擦力阻碍小球的运动，小球的速度会减小；当小球的速度减小，杆对球的弹力减小，球受的摩擦力减小，小球做加速度减小的减速运动；当小球的速度减小至，小球做匀速运动．故B项错误． CD：若小球的初速度为，则洛伦兹力小于，杆对球有弹力且，球会受到摩擦力作用，此摩擦力阻碍小球的运动，小球的速度会减小；当小球的速度减小，杆对球的弹力增大，球受的摩擦力增大，小球做加速度增大的减速运动，最终小球停止．此过程中重力、电场力和洛伦兹力的合力总与杆垂直，即此过程中这三力的合力对球做的功为零，摩擦阻力对小球做负功，据动能定理；此过程中，即克服阻力做功．故C项正确，D项错误． 【点睛】本题考查小球在复合场中的运动，解答的关键是明确小球的受力情况，并能够结合受力的情况分析小球的运动情况，要知道小球何时做加速度减小的减速、何时匀速、何时做加速度增大的减速． 14. 如图所示，水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨，间距为，电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为、方向相反的竖直匀强磁场中，虚线为两磁场的分界线。质量均为的两根相同导体棒静置于导轨上，两棒始终与导轨垂直且接触良好。现使棒获得一个大小为、方向水平向左的初速度，则在此后的整个运动过程中（ ） A. 两导体棒组成的系统动量守恒 B. 棒克服安培力做功的功率等于棒的发热功率 C. 两棒最终的速度大小均为，方向相反 D. 通过棒横截面的电荷量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．开始阶段，由右手定则和左手定则知，中感应电流由到，受到的安培力向右，中电流由到，受到的安培力向右，故两导体棒受到的安培力方向相同，系统所受合外力不为零，故两导体棒组成的系统动量不守恒，故A错误； B．根据功能关系可知，棒克服安培力做的功等于系统产生的热量与棒增加的动能之和，故棒克服安培力做功的功率大于棒的发热功率，故B错误； C．向左减速，向右加速，当 即时，回路中感应电流为零，达到稳定状态，从开始运动到达到稳定状态的过程中，两导体棒受到的平均安培力大小相等，对两导体棒由动量定理得 解得 方向相反，故C正确； D．设通过棒横截面的电荷量为，则 对棒由动量定理得 联立解得 故D正确。 故选CD。 三、实验题（共14分） 15. 如图为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池；和是固定电阻，R6是可变电阻。虚线方框内为换挡开关。A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位。5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100挡。 （1）图中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接。 （2）根据题给条件可得：与直流电流1mA挡对应的开关序号为______。 （3）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）。若此时B端是与“3”连接的，则读数为______。 【答案】（1）黑 （2）2 （3）1100 【解析】 【小问1详解】 根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流“红进黑出”，即图（a）中的A端与黑色表笔相连接； 【小问2详解】 直流电流挡是表头并联电阻分流。量程越小，并联的电阻越大。1mA量程比2.5mA量程小，所以对应的并联电阻大。观察电路图，开关接2时，表头并联的电阻相对较大，所以与直流电流1mA挡对应的开关序号为2。 【小问3详解】 当B端与“3” 连接时，多用电表处于欧姆×100挡，根据图（b）可知读数为 16. 某研究性课题小组收集了手机的电池以及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈等电子器件。现从这些材料中选取两个待测元件来进行研究，一是电阻（约为），二是手机的锂电池（电动势标称值为，允许最大放电电流为）。在实验室备有如下实验器材： A.电压表（量程，内阻约为） B.电流表（量程，内阻为） C.电流表（量程，内阻约为） D.滑动变阻器（，额定电流） E.电阻箱 F.开关一个、导线若干 (1)为了测定电阻的阻值，小组的一位成员设计了如图甲所示的电路原理图，电源用待测的锂电池，则电流表应该选用_________（填“”或“”）；他用电压表的读数除以电流表的读数作为的测量值，则测量值________（填“大于”或“小于”）真实值。 (2)小组的另一位成员，设计了如图乙的电路原理图来测量锂电池的电动势和内阻。在实验中，他多次改变电阻箱阻值，取得多组数据，画出了图象为一条直线（如图丙），则该图象的函数表达式为______________，由图可知该电池的电动势________。 【答案】 ①. ②. 大于 ③. ④. 3.3 【解析】 【详解】(1)[1][2]根据所测量的未知电阻的阻值约为2千欧，电压表的量程为，所以电阻中电流最大约为，因此电流表应选；由于电流表的分压，可知被测电压偏大，根据欧姆定律可知，电阻的测量值大于真实值； (2)[3]根据闭合电路欧姆定律，结合实验电路有 得 [4]根据图像可知，斜率表示电动势的倒数，所以电源电动势为 得 四、计算题（本大题共3小题，17题9分，18题12分，19题18分，共39分） 17. 如图所示，光滑绝缘粗细均匀的直细杆竖直固定，点固定一个电荷量为、带负电的点电荷，一个质量为的带电小球套在杆上（可自由运动），当小球在点由静止释放，小球恰好能处于静止状态，AO垂直于杆，AO长为L，AB与水平方向的夹角为，、关于点对称，静电力常量为，不计小球的大小，重力加速度为，，，求： （1）处的点电荷在点产生的场强大小； （2）小球所带的电量； （3）若将小球移到点由静止释放，则释放的一瞬间，小球的加速度多大。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据点电荷电场强度公式可知，处的点电荷在点产生的场强大小为 根据几何关系 解得 【小问2详解】 设小球所带量为，根据力的平衡 解得 【小问3详解】 根据对称性可知，若将小球移到点由静止释放，释放时，根据牛顿第二定律 解得 18. 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面的夹角θ=37°，下端连接阻值R=1Ω的电阻；质量m=1kg、阻值r=1Ω的匀质金属棒cd放在两导轨上，到导轨最下端的距离L1=1m，棒与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，与导轨间的动摩擦因数μ=0.9，整个装置处于与导轨平面垂直（向上为正）的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知在0~1.0s内，金属棒cd保持静止。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。 （1）求0~1.0s内通过金属棒cd的电荷量； （2）判定t=1.0~1.2s内金属棒cd运动状态，并求出t=1.1s内金属棒cd受到的摩擦力的大小和方向； （3）1.2s后，对金属棒cd施加一沿导轨向上的拉力F，使金属棒cd沿导轨向上做加速度大小为a=2m/s2的匀加速运动，请写出拉力F随时间t'（从施加F时开始计时）变化的关系式。 【答案】（1）1C；（2）保持静止，6.2N，方向沿导轨向上；（3） 【解析】 【详解】（1）在0~1.0s内，金属棒cd上产生的感应电动势为 其中有 S=L1L=1×1m2 由闭合电路欧姆定律有 由于在0~1.0s内回路中电流恒定，则0~1.0s内通过金属棒cd的电荷量为 q=It 带入数据解得 q=1C （2）若t=1.0~1.2s内金属棒cd保持静止，则在1.0~1.2s内回路中的电流不变，t=1.2s时，金属棒cd所受安培力 方向沿导轨向下，又有导轨对金属棒cd的最大静摩擦为 由于 可知假设成立，t=1.0~1.2s内金属棒cd仍保持静止，同理可得，可求出当t=1.1s时，金属棒cd所受安培力为0.2N，此时摩擦力为 方向沿导轨向上。 （3）1.2s后金属棒cd上产生的感应电动势为 其中有 金属棒cd所受安培力大小为 其中有 由牛顿第二定律可得 解得 19. 如图所示，在平面直角坐标系内，轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴下方有沿轴正方向的匀强电场，场强大小为，轴上（，）处有一粒子源，在坐标平面内先后向磁场中与轴正方向夹角为范围内发射带正电的粒子，所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从点进入电场。已知粒子的质量为、电荷量为，不计粒子重力及粒子间相互作用。问： （1）由处最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为多少； （2）由处发射的速度最小的粒子，从发射到第二次经过点的时间； （3）若仅电场强度大小变为，最先发射的粒子从处发射后第2025次经过轴的位置为点，求点坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据， 可知粒子在磁场中圆周运动的周期公式为 设粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为，则粒子在磁场中的运动时间为 所以与成正比。由几何知识可知，发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为时，角最小为，粒子发射时间最晚；发射粒子运动方向与x轴正方向夹角为时，角最大为，粒子发射时间最早。所以最先发射的粒子与最后发射的粒子，发射的时间差为 【小问2详解】 粒子在磁场中运动时，有 解得 可知发射速度越小的粒子，其圆周运动半径越小。由几何知识可得，粒子圆周运动半径最小为 则粒子最小速度为 速度最小的粒子在磁场中运动的时间为 粒子在电场中运动时有 粒子在电场中先减速，再反向加速返回O点，在电场中运动的时间为 所以粒子从发射到第二次经过O点的时间为 【小问3详解】 根据几何关系可得，最先发射的粒子在磁场中的轨迹半径为 解得 电场强度大小变为时，最先发射的粒子经过x轴进入电场，然后再返回到x轴的过程中，在y轴方向有， 在x轴方向有 解得， 最先发射的粒子，先在磁场中偏转，然后进入电场做类斜抛运动，并返回到x轴，返回到x轴时，位置会向左移动 此后不断重复相同的运动过程，因为发射后第1次经过x轴时的位置为坐标原点，所以最先发射的粒子从S处发射后第2025次经过x轴时的位置坐标为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $