精品解析:辽宁省沈阳市第一二0中学2025-2026学年高二上学期第一次质量监测物理试题
2025-10-21
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内容正文:
沈阳市第120中学2025-2026学年度上学期
高二年级第一次质量监测
物理试题
满分:100分 时间:75分钟 命题人:于长虹 海丹 校对人:徐艳艳
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说, 电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图为一分子电流模型,电量为e的电子以角速度ω绕原子核沿顺时针方向在水平面内做匀速圆周运动,则该环形电流的大小和磁场的方向为 ( )
A. ,竖直向下 B. ,竖直向上
C. ,竖直向下 D. ,竖直向上
【答案】B
【解析】
【详解】电子圆周运动的周期
根据电流的定义可得环形电流的大小为
由于电子绕核顺时针运动,故电流方向为逆时针方向,根据安培定则可知,磁场方向竖直向上。
故选B。
2. 用两个完全相同的表头分别改装成量程为0~3V和0~15V的甲、乙两个电压表,改装后两表的刻度已对应修改,将两个电压表接在如图所示的电路中,图中R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两电压表指针的偏角相同,示数之比为1:5
B. 甲、乙两电压表指针的偏角相同,示数之比为5:1
C. 甲、乙两电压表的示数相同,指针的偏角之比为1:5
D. 甲、乙两电压表的示数相同,指针的偏角之比为5:1
【答案】D
【解析】
【详解】AB.两个改装后的电压表测同一电阻两端的电压,所以电压表的示数相同,AB错误;
CD.设改装后电压表的内阻为,则有
即
测量电阻两端的电压时,设流经电流表表头的电流为,则
即
则指针的偏角之比应为5:1,C错误,D正确。
故选D。
3. 扫地机器人是智能家电的一种,借助人工智能技术,可以自动在房间内完成地板的吸尘清扫工作。如图所示为某品牌扫地机器人,由主机和充电座两部分组成,使用说明书上关于主机的一些信息如表所示。当电池剩余电荷量为额定容量的20%时,主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是( )
主机
电池
14.4V/2400mAh(额定容量)
产品质量
约4.7kg
无线连接
Wi-Fi
额定电压
14.4V
额定功率
40W
A. 将额定功率和额定电压代入公式可以计算出主机工作时的电阻
B. 主机正常工作时,每秒钟可以将40J电能全部转化为机械能
C. 电池充满电后,储存的总电荷量为8640C
D. 主机从满电量开始工作,至其自动返回前清扫时间为0.864h
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于扫地机器人工作时不是纯电阻电路,所以不能将额定功率和额定电压代入公式计算主机工作时的电阻,故A错误;
B.由公式可知,主机正常工作时,每秒钟可以将40J电能转化为机械能和内能,故B错误;
C.电池充满电后,储存的总电荷量为
故C正确;
D.主机工作时的电流为
主机从满电量开始工作,至其自动返回前清扫时间为
故D错误。
故选C。
4. 如图所示的电路中,R0是定值电阻,滑动变阻器的最大电阻。电压表和电流表均为理想电表,C为电容器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数减小
C. 电容器所带电荷量增多 D. 滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.分析电路图可知,电阻R0和滑动变阻器R属于串联关系,滑片P由a滑到b的过程中,电路总电阻减小,由闭合电路欧姆定律知干路电流I增大,电流表示数增大,故A错误;
B.电压表所测电压
增大,故B错误;
C.电容器两端电压
减小,电容器所带电荷量
减小,故C错误;
D.将R0看作电源内阻,由于
当滑动变阻器电阻值等于时,其功率最大,因此滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中,滑动变阻器消耗的功率先增大后减小,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,在条形磁铁的中垂线上某位置放置一根直导线,平行于斜面的非弹性轻绳一端拴着磁铁,另一端拴在斜面顶端的固定挡板上,磁铁静止于粗糙的斜面上。当电流为零时,轻绳处于伸直且恰好无拉力状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,磁铁一直未离开斜面,则( )
A. 当电流方向垂直于纸面向外时,通电直导线对磁铁的作用力垂直于斜面向下
B. 当电流方向垂直于纸面向外增大时,磁铁受到轻绳对它的拉力大小一定变化
C. 当电流方向垂直于纸面向外增大时,则磁铁与斜面间的最大静摩擦力增大
D. 当电流方向垂直纸面向里时,剪断细绳,则磁铁仍保持静止
【答案】D
【解析】
【详解】A.当电流方向垂直于纸面向外时,由左手定则可知,磁铁对通电直导线的作用力垂直于斜面向下,则通电直导线对磁铁的作用力垂直于斜面向上,故A错误;
BC.当电流方向垂直于纸面向外增大时,由于通电直导线对磁铁的作用力垂直于斜面向上,磁铁对斜面的压力减小,磁铁与斜面间的最大静摩擦力减小;若静摩擦力仍能与磁铁重力沿斜面向下的分力平衡,则轻绳拉力仍为0,故BC错误;
D.当电流方向垂直纸面向里时,由左手定则可知,磁铁对通电直导线的作用力垂直于斜面向上,则通电直导线对磁铁的作用力垂直于斜面向下,磁铁对斜面的压力增大,磁铁与斜面间的最大静摩擦力增大,则剪断细绳,静摩擦力仍能与磁铁重力沿斜面向下的分力平衡,磁铁仍保持静止,故D正确。
故选D。
6. 图甲所示的电路中,定值电阻。白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。电源电动势,内阻不计。开关闭合后,灯泡消耗的实际功率约为( )
A. 20W B. 15W C. 12W D. 9W
【答案】C
【解析】
【详解】开关闭合后,白炽灯泡L和并联,再和串联,设灯泡的电压为,灯泡的电流为,根据闭合电路欧姆定律有
整理可得
图像与白炽灯泡的伏安特性曲线交点即为灯泡的实际电压、电流,分别为,
则灯泡消耗的实际功率为
故选C。
7. 利用图甲的电路测试某一电动机和电源。通过移动滑动变阻器滑片位置得到多组电压和电流数据,并用电压和电流乘积计算出功率P,并作出如图乙的图像。已知是最大功率,对应电流为,当电流大于时电动机才能转动,对应功率为。设电压表和电流表都为理想电表,电源电动势为E,内阻为r,电动机内阻为。下列说法正确的是( )
A. 电源电动势为
B. 电源内阻为
C. 当电流为时,滑动变阻器接入电阻
D. 当电流为时,滑动变阻器接入电阻
【答案】B
【解析】
【详解】AB.由
可知当电源输出功率最大时,内阻等于外阻,此时
,
解得
,
故A错误;B正确;
C.当电流为时,电动机转动,闭合电路是非纯电阻电路,此时外电阻不等于内阻r。故C错误;
D.当电流为时,电动机没有转动,外电路是纯电阻电路,此时
解得
故D错误。
故选B。
二、多选题(每小题6分,共18分。漏选得3分,错选和多选不得分)
8. 如图所示,和是两条相互平行的导电轨道,相距为L,轨道平面与水平面的夹角为,处于方向水平向右的匀强磁场中,一根质量为的金属棒放在导轨上,它与导轨间的摩擦可以忽略不计。则( )
A. 当金属棒中的电流为时,金属棒在导轨上保持静止,磁场的磁感应强度为
B. 当金属棒中的电流为时,金属棒在导轨上保持静止,磁场的磁感应强度为
C. 若金属棒中的电流不变,要保持它在导轨上静止不动,并且使所加的磁场的磁感应强度最小,磁场方向应调整为垂直斜面向上,其大小为
D. 若金属棒中的电流不变,要保持它在导轨上静止不动,并且使所加的磁场的磁感应强度最小,磁场方向应调整为竖直向上,其大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由题意可知,磁场方向水平向右,由左手定则可知,安培力的方向竖直向上,当金属棒在导轨上保持静止时,有
解得
故A正确,B错误;
CD.把重力沿斜面方向及垂直斜面方向分解,如图所示
其中
斜面的支持力与平衡,安培力F只要与平衡即可。利用左手定则可以判定,磁场方向垂直斜面向上,有
解得
故C正确,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,真空中有三根平行长直细通电导线垂直纸面放置,①、②两根导线固定、间距为,①导线通有大小为、方向垂直纸面向里的恒定电流,③导线受到①、②导线的合力恰好与重力等大反向,,③导线的长度为、重力为。已知通电长直导线在周围某位置产生的磁场的磁感应强度(为常数、为该位置与导线的距离、为导线中的电流大小)。下列说法正确的是( )
A. ②导线中的电流与①导线中的电流相同
B. ①导线在③导线处产生的磁场方向竖直向上
C. ③导线中的电流大小为、方向垂直纸面向外
D. 若将③导线移至图示位置上方,则③导线受到的安培力一定减小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由题意可知③导线恰好悬停,则①②导线给③导线的安培力的合力竖直向上,由安培定则、左手定则和对称性可知,②导线中的电流与①导线中的电流等大同向,③导线中的电流方向垂直纸面向外,故A正确;
B.由安培定则可知①导线在③导线处产生的磁场方向垂直于①、③导线的连线方向斜向右下,故B错误;
C.如图所示为①导线在③导线处产生的磁场以及力,
又的竖直分力为③导线重力的一半,
解得,故C正确;
D.①、②导线叠加的磁感应强度,在时磁感应强度最大,所以若将③导线移至图示位置上方,其所受安培力不一定减小,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置、带电荷量的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小的恒力,取,则( )
A. 滑块先做匀加速直线运动再做加速度减小的变加速直线运动
B. 滑块匀加速运动的时间
C. 滑块匀加速结束时的速度
D. 滑块最终的速度
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.F刚作用在木板上时,假设滑块与木板间不相对滑动,则整体的加速度大小为
滑块与木板间的摩擦力大小为
假设成立,故刚开始时,滑块随木板一起向左匀加速直线运动,随着速度增大,滑块所受向上的洛伦兹力越来越大,滑块对木板的压力越来越小,滑块与木板间的最大静摩擦力越来越小,当滑块与木板间的最大静摩擦力减小到时,滑块与木板间开始出现相对滑动,此后随着滑块继续向左加速,所受洛伦兹力继续增大,滑块对木板的压力继续减小,滑块所受摩擦力继续减小,滑块的加速度也继续减小,当滑块所受洛伦兹力等于滑块重力时,滑块对木板压力为零,此时滑块的速度达到最大,故A正确;
C.滑块匀加速结束时对滑块有
解得,故C错误;
B.滑块匀加速运动的时间,故B正确;
D.滑块最终的速度满足
解得,故D正确。
故选ABD。
三、实验题(2小题,共14分。)
11. 现有一段由某种金属材料制成的圆柱体形状的电阻丝,小明同学想在实验室测量其电阻并尝试计算其电阻率,实验室提供的主要器材有:
A.电流表(量程0.6 A和3 A)
B.电压表(量程3 V和15 V)
C.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
D.铅蓄电池(6 V,0.05 Ω)
E.一个开关和导线若干
F.一个多用电表和游标卡尺、螺旋测微器
(1)小明同学先用欧姆表粗测其电阻值,将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时,正确操作后测量出的结果如图所示,为使测量结果更为准确,对于下列操作步骤:①进行机械调零;②进行欧姆调零;③换“×1”挡;④换“×100”挡;⑤测量、读数且乘上相应倍率。必须操作且操作顺序正确的是( )
A. ①④②⑤ B. ①③⑤ C. ③②⑤ D. ④②⑤
(2)为了较为准确的测量该金属丝的电阻,根据提供的器材,小明同学设计了如图所示的测量电路,则用该电路测得的电阻值R将________(填“大于”或“小于”)真实值;这种误差________(填“能”或“不能”)通过多次测量取平均值来减少。
(3)小明同学进一步利用游标为20分度的游标卡尺测量该金属丝长度,由图甲可知其长度为L=_________cm;用螺旋测微器测其直径d,如图乙所示,则d=__________mm。
(4)请写出该金属丝的电阻率的表达式ρ=___________________(用R、d、L表示)。
【答案】(1)C (2) ①. 小于 ②. 不能
(3) ①. 6.170 ②. 1.600
(4)
【解析】
【小问1详解】
小明同学先用欧姆表粗测其电阻值,将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时,发现指针偏转角度过大,则说明倍率选择过大,应换换“×1”挡,再重新欧姆调零,再测量、读数且乘上相应倍率。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]如图电路图可知,电流表采用外接法,由于电压表的分流作用,电流测量值大于真实值,由欧姆定律可知,电阻测量值小于真实值;此误差是因为电表内阻引起的,是系统误差,所以不能通过多次测量取平均值来减少。
【小问3详解】
[1]20分度的游标卡尺分度值为0.05mm,则该金属丝的长度为
[2]用螺旋测微器测其直径为
【小问4详解】
由电阻定律可知
其中
可得该金属丝的电阻率的表达式为
12. 某实验小组用图1电路测量电池组的电动势和内电阻,其中为单刀单掷开关,为单刀双掷开关。
(1)根据图1,图2中应连接________(选填“”、“”或“”),应连接________(选填“”、“”或“”);
(2)电压表示数如图3所示,________V;
(3)实验时先将开关打到1,当滑动变阻器调节至阻值为时,电表读数分别为和;再将打到2,当滑动变阻器调节至阻值为时,电表读数分别为和。若,,则与的阻值________(选填“一定相同”、 “一定不相同”或“可能相同可能不相同”)。进一步测得电压表和电流表的内阻分别为和,则电池组的内电阻_________(用、、、表示)。
【答案】(1) ①. D ②. C
(2)1.80##1.79##1.81
(3) ①. 一定不相同 ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据图1实物图可知,图2中应连接;应连接。
【小问2详解】
根据图1实物图可知,电压表选择量程,由图3可知电压表示数为
【小问3详解】
[1]先将开关打到1,此时电流表相对电源采用内接法,根据欧姆定律可得
再将打到2,此时电流表相对电源采用外接法,根据欧姆定律可得
由于,,则有,即与的阻值一定不相同;
[2]根据闭合电路欧姆定律可得,
由于,,联立解得电池组的内电阻为
四、计算题(3小题,共40分)
13. 我国电磁炮发射技术世界领先,图为一款小型电磁炮的原理图,已知水平轨道宽,长,通以恒定电流,轨道间匀强磁场的磁感应强度大小,炮弹的质量,不计电磁感应带来的影响。
(1)若不计轨道摩擦和空气阻力,求电磁炮弹离开轨道时的速度大小;
(2)实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力,若其受到的阻力与速度的关系为,其中k为阻力系数,炮弹离开轨道前做匀速运动,炮弹离开轨道时的速度大小为,求阻力系数k的大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由题意可知,炮弹受到的合力等于安培力,则根据牛顿第二定律可得
由运动学公式可得
解得
(2)炮弹离开轨道前做匀速运动,则
解得
14. 如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,平行板电容器MN的电容,调节滑动变阻器R,使得沿电容器MN的中心线射入的初速度的带正电小球恰好沿直线运动,然后从CD板中点处的小孔O进入平行板电容器AB、CD之间。已知小球的质量、电荷量,平行板电容器MN上下两极板的间距为,平行板电容器AB、CD左右极板间距为,极板AB、CD长均为,极板MN的右端与极板CD的距离忽略不计。当AB、CD极板间电压为时,小球恰好从CD极板下端D点离开。忽略电容器的边缘效应,重力加速度g取。求:
(1)平行板电容器MN的电压和其所带的电荷量;
(2)滑动变阻器R接入电路的阻值;
(3)AB、CD极板间电压。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球沿电容器MN的中心线做直线运动,一定是匀速直线运动,对小球
其中
联立得电容器MN的电压
电容器所带的电荷量为
解得
(2)由闭合电路欧姆定律可知:电阻和电源内阻的总电压为
由欧姆定律可知,流过滑动变阻器的电流为
解得
则滑动变阻器接入电路的阻值为
(3)小球在平行板电容器AB、CD间同时受到重力和电场力,其运动轨迹如图所示:
将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解,在竖直方向上
得
在水平方向上,小球做往复运动,往返的时间一样,小球向右的最大位移为:
得
说明小球不会碰到AB极板,水平方向的加速度为
15. 如图所示,一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度大小为,磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电小圆环套在杆上,环与杆间的动摩擦因数为;现使圆环以初速度向下运动,经时间圆环开始做匀速直线运动,最后圆环回到出发点。不计空气阻力,重力加速度为。求:
(1)环的最大加速度;
(2)环从开始运动到回到出发点的过程中损失的机械能;
(3)环在刚要开始匀速运动时与出发点的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
圆环受到的电场力,方向竖直向上
则圆环受到的电场力与重力的合力,方向竖直向上
圆环受到的洛伦兹力
圆环受到的滑动摩擦力
圆环先向下运动时
圆环先向上运动时
圆环以初速度向下运动,经时间,圆环回到出发点,所以圆环在运动过程中,向下运动时的加速度大于向上运动的加速度,而向下运动时速度减小,则受摩擦力越小,则加速度越小,向上运动时,速度逐渐增大,则摩擦力变大,加速度减小,则圆环先向下做加速度减小的减速运动,后向上做加速度减小的加速度运动。
因此圆环刚开始运动时加速度最大,根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
圆环从出发点到回到出发点的过程中,重力势能、电势能变化为零,那么机械能的损失即为动能的减小量,则有
圆环做匀速直线运动时,根据平衡条件有
解得
因此环在时间内损失的机械能
【小问3详解】
设圆环从出发点运动到最低点过程,所用时间为t1,运动距离为x1,根据动量定理有,其中
圆环从最低点到刚要开始匀速运动时的过程,所用时间为,运动距离为x2,根据动量定理有,其中,
则环在刚要开始匀速运动时与出发点的距离
解得
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沈阳市第120中学2025-2026学年度上学期
高二年级第一次质量监测
物理试题
满分:100分 时间:75分钟 命题人:于长虹 海丹 校对人:徐艳艳
一、单选题(每小题4分,共28分)
1. 安培提出了著名的分子电流假说,根据这一假说, 电子绕原子核运动可等效为一环形电流。如图为一分子电流模型,电量为e的电子以角速度ω绕原子核沿顺时针方向在水平面内做匀速圆周运动,则该环形电流的大小和磁场的方向为 ( )
A. ,竖直向下 B. ,竖直向上
C. ,竖直向下 D. ,竖直向上
2. 用两个完全相同的表头分别改装成量程为0~3V和0~15V的甲、乙两个电压表,改装后两表的刻度已对应修改,将两个电压表接在如图所示的电路中,图中R为定值电阻。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两电压表指针的偏角相同,示数之比为1:5
B. 甲、乙两电压表指针的偏角相同,示数之比为5:1
C. 甲、乙两电压表的示数相同,指针的偏角之比为1:5
D. 甲、乙两电压表的示数相同,指针的偏角之比为5:1
3. 扫地机器人是智能家电的一种,借助人工智能技术,可以自动在房间内完成地板的吸尘清扫工作。如图所示为某品牌扫地机器人,由主机和充电座两部分组成,使用说明书上关于主机的一些信息如表所示。当电池剩余电荷量为额定容量的20%时,主机会自动返回充电座充电。下列说法正确的是( )
主机
电池
14.4V/2400mAh(额定容量)
产品质量
约4.7kg
无线连接
Wi-Fi
额定电压
14.4V
额定功率
40W
A. 将额定功率和额定电压代入公式可以计算出主机工作时的电阻
B. 主机正常工作时,每秒钟可以将40J电能全部转化为机械能
C. 电池充满电后,储存的总电荷量为8640C
D. 主机从满电量开始工作,至其自动返回前清扫时间为0.864h
4. 如图所示的电路中,R0是定值电阻,滑动变阻器的最大电阻。电压表和电流表均为理想电表,C为电容器。闭合开关S,将滑动变阻器滑片由a滑到b的过程中( )
A. 电流表示数减小 B. 电压表示数减小
C. 电容器所带电荷量增多 D. 滑动变阻器消耗的功率先增大后减小
5. 如图所示,在条形磁铁的中垂线上某位置放置一根直导线,平行于斜面的非弹性轻绳一端拴着磁铁,另一端拴在斜面顶端的固定挡板上,磁铁静止于粗糙的斜面上。当电流为零时,轻绳处于伸直且恰好无拉力状态。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,磁铁一直未离开斜面,则( )
A. 当电流方向垂直于纸面向外时,通电直导线对磁铁的作用力垂直于斜面向下
B. 当电流方向垂直于纸面向外增大时,磁铁受到轻绳对它的拉力大小一定变化
C. 当电流方向垂直于纸面向外增大时,则磁铁与斜面间的最大静摩擦力增大
D. 当电流方向垂直纸面向里时,剪断细绳,则磁铁仍保持静止
6. 图甲所示的电路中,定值电阻。白炽灯泡L的伏安特性曲线如图乙所示。电源电动势,内阻不计。开关闭合后,灯泡消耗的实际功率约为( )
A. 20W B. 15W C. 12W D. 9W
7. 利用图甲的电路测试某一电动机和电源。通过移动滑动变阻器滑片位置得到多组电压和电流数据,并用电压和电流乘积计算出功率P,并作出如图乙的图像。已知是最大功率,对应电流为,当电流大于时电动机才能转动,对应功率为。设电压表和电流表都为理想电表,电源电动势为E,内阻为r,电动机内阻为。下列说法正确的是( )
A. 电源电动势为
B. 电源内阻为
C. 当电流为时,滑动变阻器接入电阻
D. 当电流为时,滑动变阻器接入电阻
二、多选题(每小题6分,共18分。漏选得3分,错选和多选不得分)
8. 如图所示,和是两条相互平行的导电轨道,相距为L,轨道平面与水平面的夹角为,处于方向水平向右的匀强磁场中,一根质量为的金属棒放在导轨上,它与导轨间的摩擦可以忽略不计。则( )
A. 当金属棒中的电流为时,金属棒在导轨上保持静止,磁场的磁感应强度为
B. 当金属棒中的电流为时,金属棒在导轨上保持静止,磁场的磁感应强度为
C. 若金属棒中的电流不变,要保持它在导轨上静止不动,并且使所加的磁场的磁感应强度最小,磁场方向应调整为垂直斜面向上,其大小为
D. 若金属棒中的电流不变,要保持它在导轨上静止不动,并且使所加的磁场的磁感应强度最小,磁场方向应调整为竖直向上,其大小为
9. 如图所示,真空中有三根平行长直细通电导线垂直纸面放置,①、②两根导线固定、间距为,①导线通有大小为、方向垂直纸面向里的恒定电流,③导线受到①、②导线的合力恰好与重力等大反向,,③导线的长度为、重力为。已知通电长直导线在周围某位置产生的磁场的磁感应强度(为常数、为该位置与导线的距离、为导线中的电流大小)。下列说法正确的是( )
A. ②导线中的电流与①导线中的电流相同
B. ①导线在③导线处产生的磁场方向竖直向上
C. ③导线中的电流大小为、方向垂直纸面向外
D. 若将③导线移至图示位置上方,则③导线受到的安培力一定减小
10. 如图所示,空间有一垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端放置、带电荷量的滑块,滑块与绝缘木板之间的动摩擦因数,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小的恒力,取,则( )
A. 滑块先做匀加速直线运动再做加速度减小的变加速直线运动
B. 滑块匀加速运动的时间
C. 滑块匀加速结束时的速度
D. 滑块最终的速度
三、实验题(2小题,共14分。)
11. 现有一段由某种金属材料制成的圆柱体形状的电阻丝,小明同学想在实验室测量其电阻并尝试计算其电阻率,实验室提供的主要器材有:
A.电流表(量程0.6 A和3 A)
B.电压表(量程3 V和15 V)
C.滑动变阻器(10 Ω,2 A)
D.铅蓄电池(6 V,0.05 Ω)
E.一个开关和导线若干
F.一个多用电表和游标卡尺、螺旋测微器
(1)小明同学先用欧姆表粗测其电阻值,将欧姆表“选择开关”置于“×10”挡时,正确操作后测量出的结果如图所示,为使测量结果更为准确,对于下列操作步骤:①进行机械调零;②进行欧姆调零;③换“×1”挡;④换“×100”挡;⑤测量、读数且乘上相应倍率。必须操作且操作顺序正确的是( )
A. ①④②⑤ B. ①③⑤ C. ③②⑤ D. ④②⑤
(2)为了较为准确的测量该金属丝的电阻,根据提供的器材,小明同学设计了如图所示的测量电路,则用该电路测得的电阻值R将________(填“大于”或“小于”)真实值;这种误差________(填“能”或“不能”)通过多次测量取平均值来减少。
(3)小明同学进一步利用游标为20分度的游标卡尺测量该金属丝长度,由图甲可知其长度为L=_________cm;用螺旋测微器测其直径d,如图乙所示,则d=__________mm。
(4)请写出该金属丝的电阻率的表达式ρ=___________________(用R、d、L表示)。
12. 某实验小组用图1电路测量电池组的电动势和内电阻,其中为单刀单掷开关,为单刀双掷开关。
(1)根据图1,图2中应连接________(选填“”、“”或“”),应连接________(选填“”、“”或“”);
(2)电压表示数如图3所示,________V;
(3)实验时先将开关打到1,当滑动变阻器调节至阻值为时,电表读数分别为和;再将打到2,当滑动变阻器调节至阻值为时,电表读数分别为和。若,,则与的阻值________(选填“一定相同”、 “一定不相同”或“可能相同可能不相同”)。进一步测得电压表和电流表的内阻分别为和,则电池组的内电阻_________(用、、、表示)。
四、计算题(3小题,共40分)
13. 我国电磁炮发射技术世界领先,图为一款小型电磁炮的原理图,已知水平轨道宽,长,通以恒定电流,轨道间匀强磁场的磁感应强度大小,炮弹的质量,不计电磁感应带来的影响。
(1)若不计轨道摩擦和空气阻力,求电磁炮弹离开轨道时的速度大小;
(2)实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力,若其受到的阻力与速度的关系为,其中k为阻力系数,炮弹离开轨道前做匀速运动,炮弹离开轨道时的速度大小为,求阻力系数k的大小。
14. 如图所示电路中,电源电动势,内阻,定值电阻,平行板电容器MN的电容,调节滑动变阻器R,使得沿电容器MN的中心线射入的初速度的带正电小球恰好沿直线运动,然后从CD板中点处的小孔O进入平行板电容器AB、CD之间。已知小球的质量、电荷量,平行板电容器MN上下两极板的间距为,平行板电容器AB、CD左右极板间距为,极板AB、CD长均为,极板MN的右端与极板CD的距离忽略不计。当AB、CD极板间电压为时,小球恰好从CD极板下端D点离开。忽略电容器的边缘效应,重力加速度g取。求:
(1)平行板电容器MN的电压和其所带的电荷量;
(2)滑动变阻器R接入电路的阻值;
(3)AB、CD极板间电压。
15. 如图所示,一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度大小为,磁感应强度大小为。一质量为、电荷量为的带正电小圆环套在杆上,环与杆间的动摩擦因数为;现使圆环以初速度向下运动,经时间圆环开始做匀速直线运动,最后圆环回到出发点。不计空气阻力,重力加速度为。求:
(1)环的最大加速度;
(2)环从开始运动到回到出发点的过程中损失的机械能;
(3)环在刚要开始匀速运动时与出发点的距离。
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