内容正文:
绝密★考试结束前
浙东北联盟(ZDB)2025/2026学年第一学期期中联考
高二年级物理学科试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量在国际单位制中是基本物理量的是( )
A. 电流 B. 电荷量 C. 磁感应强度 D. 磁通量
2. 以下属于比值定义法的是( )
A. B. C. D.
3. 一闭合线圈置于磁场中,若磁感应强度B随时间变化的规律如图所示,则下图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
4. 将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,闭合线圈水平放置且固定,一条形磁铁竖直加速下落,分别经过A、B、C位置(设磁铁始终保持水平),在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离相等,且都比较小。下列说法正确的是( )
A. 磁铁在位置A时线框感应电流的方向为逆时针(俯视)
B. 磁铁在位置B时线框中的磁通量最大
C. 磁铁在位置A时的加速度比位置C时的加速度大
D. 磁铁在位置C时线框中的电功率比在位置A时的小
6. 如图所示为两电阻和的伏安特性曲线,由图线可知下列说法正确的是( )
A. 两电阻的电阻值的关系是
B. 若把、串联在电路中,则消耗的功率大
C. 若把、分别和同一个内阻不能忽略的电源连接,则消耗的功率一定小于消耗的功率
D. 若把、分别和同一个内阻不能忽略的电源连接,则和连接时电源效率低
7. 中国空军八一飞行表演队应邀参加于2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演.中国歼﹣10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行.该飞机翼展10m,表演地点位于北半球,该处磁场的竖直分量为5.0×10﹣5T,该机飞行时速度约为300m/s,下列说法正确的是( )
A. 该机两翼尖端电势差大小约为0.15V
B. 该机两翼尖端无电势差
C. 右端机翼电势较高
D. 若飞机转向为自东向西飞行,机翼右端电势较高
8. 某同学设计了测定磁场的磁感应强度B大小的实验,他用两根不可伸长的绝缘细线将质量为m、长为L的导体棒水平悬挂在方向竖直向下的匀强磁场中。当突然给导体棒通入大小为I的恒定电流,棒沿弧线“弹起”到最高点时,悬线与竖直方向的夹角刚好为,整个过程导体棒一直处于水平状态,其侧视图如图所示,已知重力加速度为g,,,则( )
A. ,电流方向为侧视图中垂直纸面向外
B. 若磁感应强度加倍,则导体棒摆到最高点的高度也会加倍
C. 若摆到最高点时将磁场大小不变,方向改为水平向左,导体棒再次回到最低点时,两根绳子总的拉力大小为
D. 若摆到最高点时将磁场大小不变,方向改为水平向右,导体棒再次回到最低点时,两根绳子总的拉力大小为
9. 如图所示为小明同学家里购买的一款扫地机器人,工作过程遇电量不足20%时,会自动返回基座充电。小明同学仔细翻阅了这款扫地机器人的说明书,发现其工作参数如下表所示,则该扫地机器人( )
机器人吸尘器
电池
锂离子电池
产品重量
约
无线连接
智能快连
充电电压、额定工作电压
、
额定工作功率
充电时间
小时
A. 电阻一定为
B. 充满电后,以额定功率工作,最多能工作
C. 充电过程最多需要消耗约的电能
D. 工作时每分钟消耗电能一定为
10. 回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两盒间狭缝的宽度为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。被加速的粒子质量为m,电荷量为,加在狭缝间的电压的变化规律如图乙所示,电压为,周期。一束该种粒了在时间内从A处飘入狭缝,其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做匀加速运动,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 回旋加速器加速的次数越多,粒子获得的最大动能越大
B. 粒子在电场中加速的总次数为
C. 经过第一次加速和第二次加速后在磁场中运动的半径之比为
D. 粒子在电磁场中运动的总时间为
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列说法正确的是( )
A. 欧姆定律对金属导体、电解质溶液、气态导体、以及半导体都适用
B. 金属的电阻随温度升高而显著增大,常用来制作标准电阻
C. 奥斯特发现了电流磁效应,首次揭示了电与磁的联系
D. 只要穿过某一导体闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就一定能产生感应电流
12. 常用的多用电表是由小量程的电流表(表头)改装而成的。用内阻为、满偏电流为的表头改装成量程为和的双量程电流表,某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。则:( )
A. B. C. D.
13. 如图所示,空间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其中磁场方向垂直纸面向外(匀强电场方向未标出),磁感应强度大小为。有一长的光滑绝缘空心细玻璃管竖直放置,细管开口向上,底部有一个质量为、电荷量为的带负电小球,玻璃管上端处在纸面内的直线上,和水平方向成角。现保持玻璃管竖直,使其沿着方向从图示位置以大小为的速度匀速运动,当小球离开管后恰好做匀速圆周运动。已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小为,方向竖直向下
B. 小球离开玻璃管所需要的时间为
C. 小球离开玻璃管时速度大小为,方向与的夹角为
D. 离开管口后,经过时小球离最远
非选择题部分(共58分)
三、实验题(共14分)
14. 在“探究产生感应电流条件”的实验中,某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路,如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流表的指针__________(选填“偏转”或“不偏转”);当条形磁铁静止在螺线管中时,观察到电流表的指针__________(选填“偏转”或“不偏转”)。
15. 在“练习使用多用电表”的实验中,
(1)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,下列说法正确的是______;
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏转角度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量
C.如果不能估计未知电阻的大小,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测
(2)选用多用电表欧姆挡的“×100”挡,按正确的操作步骤测量某电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值为______Ω。
16. 酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具。现有一个酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”,即气敏电阻,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,下表显示了某气敏电阻的阻值随酒精气体浓度变化的情况。
酒精气体浓度
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
阻值
100
70
55
45
39
35
33
31
30
为了较准确的测量酒精气体浓度为时气敏电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.电流表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器R(阻值范围,允许的最大电流)
F.待测气敏电阻
G.电源E(电动势,内阻r约)
H.开关和导线若干
(1)为了获得更多的数据使测量结果更准确,采用下列实验电路进行实验,较合理的是____________。实验时电压表应选____________,电流表应选____________。(填器材前面的序号)
A. B. C. D.
(2)甲图是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(1)问中所选的电路图,补充完成甲图中实物间的连线____________。
(3)小明同学设计了一个测定气体酒精浓度的电路用来检测是否酒驾,如图乙,若电源电动势,内阻,调节使其阻值为时,电压表的示数为,根据表格中的数据可知,此时的酒精浓度为____________。
四、计算题(共44分,第17题10分,第18题11分,第19题10分,第20题13分)
17. 如图所示,水平导轨间距为,导轨电阻忽略不计,导体棒的质量,电阻,与导轨接触良好,电源电动势,内阻,电阻,外加匀强磁场的方向垂直于,与导轨平面的夹角,与导轨间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计。重物G的质量,通过细线对的拉力沿水平方向,重力加速度,处于静止状态。已知,。求:
(1)通过的电流大小
(2)两端的电压大小
(3)为了使导体棒处于静止状态,求磁感应强度B的取值范围
18. 如图所示,倾角为,间距为的两根足够长的平行金属导轨、固定在绝缘斜面上,上端接有一阻值的定值电阻。整个斜而有垂直斜面向上,磁感应强度的匀强磁场。有一质量,电阻的金属棒,从导轨上某点静止开始下滑。电路中其余电阻不计。不计其他一切阻力的影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数,求:(取)
(1)当金属棒沿导轨向下运动的速度时,的加速度大小;
(2)金属棒沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率;
(3)若从金属棒开始下滑至达到最大速度过程中,流经电阻R上的电量为,求此过程中电阻R上产生的焦耳热。
19. 某地区常年有风,风速基本保持在,该地区有一风力发电机,其叶片转动可形成半径为的圆面,若保持风垂直吹向叶片,空气密度为,风的动能转化为电能的效率为10%,取,。求:
(1)每秒有多少质量的空气吹向叶片;
(2)该风力发电机的发电功率;
(3)现有30台同样的该风力发电机,平均每天发电10小时,所发电能通过充电桩给32辆相同的新能源汽车充电,充电效率为80%。车辆行驶时电源把电能转化为机械能的效率为80%。已知汽车的质量为3.6吨,行驶过程所受到的平均阻力为车重的0.1倍。求每辆车一天内平均续航的里程为多少?
20. 如图所示,在水平光滑绝缘的桌面上,有两平行金属板之间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场(如图为俯视图),电场强度大小,磁感应强度大小,其下方有一边长的正方形区域,区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度,a、c、d、f四点分别是正方形四条边的中点,c所在边界放置一荧光屏。沿方向上的g点固定一足够长的挡板,挡板与的夹角为,粒子打到挡板上会被吸收。在正方形之外、连线下方有一竖直向下的匀强电场,电场强度大小。现有一群质量的相同的带电粒子,以相同的速度从平行金属板中线射入,刚好沿直线从a点射入正方形磁场区域,并从f点水平向右射出,之后恰好没有打在挡板上,如图实线为其运动轨迹。不计粒子的重力和相互作用力。求:
(1)粒子的电性(回答正电或负电)以及电荷量q;
(2)之间的距离d;
(3)将连线下方空间的电场换为方向垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度大小。当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏会发光,求荧光屏上可能发光区域的长度(,结果可以保留根式)。
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绝密★考试结束前
浙东北联盟(ZDB)2025/2026学年第一学期期中联考
高二年级物理学科试题
考生须知:
1.本卷共8页满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量在国际单位制中是基本物理量的是( )
A. 电流 B. 电荷量 C. 磁感应强度 D. 磁通量
【答案】A
【解析】
【详解】国际单位制中的7个基本物理量分别是:长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度和物质的量。
故选A。
2. 以下属于比值定义法的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.公式 中,磁感应强度 由安培力 、电流 和导线长度 的比值定义,属于比值定义法,故A正确;
B.公式 是匀强电场中电场强度与电势差 和距离 的关系式,属于导出式。电场强度的比值定义式为 ,故B错误;
C.公式 是电阻的决定式,表明电阻由材料()、长度 和横截面积 共同决定,而非比值定义。电阻的比值定义式为 ,故C错误;
D.公式 是磁通量的定义式,通过乘积( 与 )定义,而非比值,故D错误。
故选A。
3. 一闭合线圈置于磁场中,若磁感应强度B随时间变化的规律如图所示,则下图中能正确反映线圈中感应电动势E随时间t变化的图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设感应电动势沿顺时针方向为正,磁感应强度方向向上为正。在前半周内,磁感应强度均匀增大,一定,感应电动势
则E一定,根据楞次定律分析得到:感应电动势方向为负;同理,在后半周内,感应电动势E一定,方向为正,故D正确,ABC错误。
4. 将横截面相同、材料不同的两段导体、无缝连接成一段导体,总长度为,接入图甲电路。闭合开关S,滑片P从M端滑到N端,理想电压表读数U随滑片P的滑动距离x的变化关系如图乙,则导体、的电阻率之比约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电阻定律
根据欧姆定律
整理可得
结合题图可知导体L1、L2的电阻率之比,故选A。
5. 如图所示,闭合线圈水平放置且固定,一条形磁铁竖直加速下落,分别经过A、B、C位置(设磁铁始终保持水平),在位置B时N极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离相等,且都比较小。下列说法正确的是( )
A. 磁铁在位置A时线框感应电流的方向为逆时针(俯视)
B. 磁铁在位置B时线框中的磁通量最大
C. 磁铁在位置A时的加速度比位置C时的加速度大
D. 磁铁在位置C时线框中的电功率比在位置A时的小
【答案】C
【解析】
【详解】A.磁铁在位置时,通过线圈的磁场斜向下方,磁铁向下运动,通过线圈的磁通量减小,根据楞次定律,感应电流的方向为顺时针(俯视),A错误;
B.磁铁在位置时,线框内磁通量为零,故B错误;
D.、之间和、之间的距离相等,但线圈在位置时的运动速度较大,磁通量变化较快,故线圈中的感应电流
线框中的电功率,
所以,D错误;
C.、两位置关于线圈对称,当磁铁在、两位置时线圈处的磁感应强度大小相同,故线圈受到的安培力
根据牛顿第二定律有,
所以,C正确。
故选C。
6. 如图所示为两电阻和的伏安特性曲线,由图线可知下列说法正确的是( )
A. 两电阻的电阻值的关系是
B. 若把、串联在电路中,则消耗的功率大
C. 若把、分别和同一个内阻不能忽略的电源连接,则消耗的功率一定小于消耗的功率
D. 若把、分别和同一个内阻不能忽略的电源连接,则和连接时电源效率低
【答案】D
【解析】
【详解】A.电阻,图像中的斜率代表电阻的倒数,所以R1<R2,A错误;
B.串联电路中电流I相同,功率P=I2R,因R1<R2,故R1消耗的功率更小,B 错误;
C.电源(内阻r)与电阻R连接时,电阻的功率 。该函数在R=r时功率最大,若R1、R2与r的关系不确定,R1的功率可能更大,因此 “一定小于” 不成立,C 错误;
D.电源效率 ,R越小,效率越低。因R1<R2,故和R1连接时电源效率低,D正确。
故选D 。
7. 中国空军八一飞行表演队应邀参加于2019年3月举行的巴基斯坦国庆日飞行表演.中国歼﹣10战斗机在广场上方沿水平方向自西向东飞行.该飞机翼展10m,表演地点位于北半球,该处磁场的竖直分量为5.0×10﹣5T,该机飞行时速度约为300m/s,下列说法正确的是( )
A. 该机两翼尖端电势差大小约为0.15V
B. 该机两翼尖端无电势差
C. 右端机翼电势较高
D. 若飞机转向为自东向西飞行,机翼右端电势较高
【答案】A
【解析】
【详解】该机两翼尖端电势差大小约为U=BLv=0.15V,故A正确;我国的地磁场方向斜向下,在竖直方向的分量向下,根据右手定则可得,无论飞机沿水平方向自西向东飞行或是自东向西飞行,相对于飞行员来说机翼的左端电势高,故BCD错误.
8. 某同学设计了测定磁场的磁感应强度B大小的实验,他用两根不可伸长的绝缘细线将质量为m、长为L的导体棒水平悬挂在方向竖直向下的匀强磁场中。当突然给导体棒通入大小为I的恒定电流,棒沿弧线“弹起”到最高点时,悬线与竖直方向的夹角刚好为,整个过程导体棒一直处于水平状态,其侧视图如图所示,已知重力加速度为g,,,则( )
A. ,电流方向为侧视图中垂直纸面向外
B. 若磁感应强度加倍,则导体棒摆到最高点的高度也会加倍
C. 若摆到最高点时将磁场大小不变,方向改为水平向左,导体棒再次回到最低点时,两根绳子总的拉力大小为
D. 若摆到最高点时将磁场大小不变,方向改为水平向右,导体棒再次回到最低点时,两根绳子总的拉力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.安培力向右,根据左手定则可知,电流方向为侧视图中垂直纸面向外,设悬线长度为d,根据动能定理
解得,A错误;
B.设导体棒上升的高度为h,则根据动能定理
解得
可知若磁感应强度加倍,则导体棒摆到最高点的高度不会加倍,B错误;
C.若摆到最高点时将磁场大小不变,方向改为水平向左,安培力的方向变为向下,则导体棒再次回到最低点时,由动能定理
由牛顿第二定律
两根绳子总的拉力大小为,C错误;
D.若摆到最高点时将磁场大小不变,方向改为水平向右,安培力的方向变为向上,则导体棒再次回到最低点时,由动能定理
由牛顿第二定律
两根绳子总的拉力大小为,D正确;
故选D。
9. 如图所示为小明同学家里购买的一款扫地机器人,工作过程遇电量不足20%时,会自动返回基座充电。小明同学仔细翻阅了这款扫地机器人的说明书,发现其工作参数如下表所示,则该扫地机器人( )
机器人吸尘器
电池
锂离子电池
产品重量
约
无线连接
智能快连
充电电压、额定工作电压
、
额定工作功率
充电时间
小时
A. 电阻一定为
B. 充满电后,以额定功率工作,最多能工作
C. 充电过程最多需要消耗约的电能
D. 工作时每分钟消耗电能一定为
【答案】C
【解析】
【详解】A.机器人不是纯电阻用电器,所以其电阻,故A错误;
B.扫地机器人工作的额定电流强度
电池容量,故充满电所需的电荷量
机器人工作过程中电量不足20%时,会自动返回基座充电,所以充满电后扫地机器人能正常工作的时间,故B错误;
C.充电过程最多需要消耗的电能,故C正确;
D.以额定功率工作时每分钟消耗电能
刚充满电时,机器人以额定功率工作,每分钟消耗电能为3600J,随着工作时间增长机器人的功率逐渐减小,每分钟消耗电能小于3600J,故D错误。
故选C。
10. 回旋加速器的工作原理如图甲所示,置于真空中的D形金属盒的半径为R,两盒间狭缝的宽度为d,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。被加速的粒子质量为m,电荷量为,加在狭缝间的电压的变化规律如图乙所示,电压为,周期。一束该种粒了在时间内从A处飘入狭缝,其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间,假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做匀加速运动,不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 回旋加速器加速的次数越多,粒子获得的最大动能越大
B. 粒子在电场中加速的总次数为
C. 经过第一次加速和第二次加速后在磁场中运动的半径之比为
D. 粒子在电磁场中运动的总时间为
【答案】B
【解析】
【详解】BD.粒子飞出最大半径为R对应的速度与动能均最大,根据洛伦兹力提供圆周运动的向心力有
设粒子被加速n次动能达到,根据动能定理得
最大动能为
解得
解得
粒子在狭缝中做匀加速运动,设经过狭缝n次的总时间为Δt,加速度为
对匀加速运动过程,有
总时间为
解得,故D错误,B正确;
A.根据上述解得
可知,粒子被加速后的最大速度与次数无关,与D形金属盒半径R、B均有关,故A错误;
C.粒子第n次被加速前、后,根据动能定理有,
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有,
解得
故经过第一次加速和第二次加速后在磁场中运动的半径之比为,故C错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12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4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列说法正确的是( )
A. 欧姆定律对金属导体、电解质溶液、气态导体、以及半导体都适用
B. 金属的电阻随温度升高而显著增大,常用来制作标准电阻
C. 奥斯特发现了电流磁效应,首次揭示了电与磁的联系
D. 只要穿过某一导体闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就一定能产生感应电流
【答案】CD
【解析】
【详解】A.欧姆定律是个实验定律,适用于金属导体和电解质溶液,对气体导电、半导体导电不适用。故A错误。
B.金属的电阻随温度升高而显著增大,所以不能来制作标准电阻,B错误;
C.奥斯特发现了电流磁效应,首次揭示了电与磁的联系,C正确;
D.根据产生感应电流的条件可知,只要穿过某一导体闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就一定能产生感应电流,D正确。
故选CD。
12. 常用的多用电表是由小量程的电流表(表头)改装而成的。用内阻为、满偏电流为的表头改装成量程为和的双量程电流表,某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。则:( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.量程I1=0.6A时,分流电阻R1的电流,则
由并联电压相等,则
可得,A错误;
B.量程时,分流电阻R2的电流,则
同理
可得,B 正确;
CD.量程I1=0.6A时,由欧姆定律
量程时,由欧姆定律
联立解得,,C正确,D错误。
故选 BC。
13. 如图所示,空间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,其中磁场方向垂直纸面向外(匀强电场方向未标出),磁感应强度大小为。有一长的光滑绝缘空心细玻璃管竖直放置,细管开口向上,底部有一个质量为、电荷量为的带负电小球,玻璃管上端处在纸面内的直线上,和水平方向成角。现保持玻璃管竖直,使其沿着方向从图示位置以大小为的速度匀速运动,当小球离开管后恰好做匀速圆周运动。已知重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 电场强度大小为,方向竖直向下
B. 小球离开玻璃管所需要的时间为
C. 小球离开玻璃管时速度大小为,方向与的夹角为
D. 离开管口后,经过时小球离最远
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由 ,得,小球带负电,电场力需向上平衡重力,故电场方向竖直向下,A 正确;
B.玻璃管沿 PQ 匀速运动,小球在管内受洛伦兹力大小 ,沿管方向的分量为 (),加速度
小球在管内相对于管做初速度为 0 的匀加速直线运动,由 ,可得,B错误;
C.小球离开管时的速度竖直方向 ,水平方向
小球速度 ,小球速度与水平方向夹角,可得, 速度方向与PQ成,C 正确;
D.当小球离开管后恰好做匀速圆周运动,周期 ,小球离开管口后,转过时,速度方向与PQ平行,小球离最远
经历的时间,D正确。
故选ACD。
非选择题部分(共58分)
三、实验题(共14分)
14. 在“探究产生感应电流条件”的实验中,某同学将螺线管和电流表用导线连接成闭合电路,如图所示。当把条形磁铁插入螺线管的过程中,观察到电流表的指针__________(选填“偏转”或“不偏转”);当条形磁铁静止在螺线管中时,观察到电流表的指针__________(选填“偏转”或“不偏转”)。
【答案】 ①. 偏转 ②. 不偏转
【解析】
【详解】[1][2]根据法拉第电磁感应定律可知,闭合电路中的磁通量发生改变时,会产生感应电流,故在条形磁铁插入螺线管的过程中,螺线管内的磁通量发生改变,会产生感应电流,电流表的指针发生偏转,当条形磁铁静止在螺线管中时,螺线管内的磁通量没改变,不能产生感应电流,电流表的指针不发生偏转。
15. 在“练习使用多用电表”的实验中,
(1)在使用多用电表的欧姆挡测量电阻时,下列说法正确的是______;
A.双手捏住两表笔金属杆,测量值将偏大
B.测量时发现指针偏转角度过大,则必需减小倍率,重新调零后再进行测量
C.如果不能估计未知电阻的大小,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测
(2)选用多用电表欧姆挡的“×100”挡,按正确的操作步骤测量某电阻,表盘的示数如图所示,则该电阻的阻值为______Ω。
【答案】 ①. BC ②. 2200
【解析】
【详解】(1)[1]A.人是导体,若双手捏住两表笔金属杆,待测电阻与人体并联,测量值偏小,故A错误;
B.测量时发现指针偏转角度过大,则说明所选倍率过大,则需减小倍率,重新调零后再进行测量,故B正确;
C.如果不能估计未知电阻的大小,可以先用中等倍率的某个欧姆挡试测,若指针偏角小,则换更大倍率挡位,若指针偏角大,则换较小倍率挡位,故C正确;
故选BC;
(2)[2]欧姆表的读数为
16. 酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具。现有一个酒精检测仪的主要元件“酒精气体传感器”,即气敏电阻,气敏电阻的阻值随酒精气体浓度的变化而变化,下表显示了某气敏电阻的阻值随酒精气体浓度变化的情况。
酒精气体浓度
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
阻值
100
70
55
45
39
35
33
31
30
为了较准确的测量酒精气体浓度为时气敏电阻的阻值,实验室提供了如下器材:
A.电流表(量程,内阻约)
B.电流表(量程,内阻约)
C.电压表(量程,内阻约)
D.电压表(量程,内阻约)
E.滑动变阻器R(阻值范围,允许的最大电流)
F.待测气敏电阻
G.电源E(电动势,内阻r约)
H.开关和导线若干
(1)为了获得更多的数据使测量结果更准确,采用下列实验电路进行实验,较合理的是____________。实验时电压表应选____________,电流表应选____________。(填器材前面的序号)
A. B. C. D.
(2)甲图是测量的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。请根据(1)问中所选的电路图,补充完成甲图中实物间的连线____________。
(3)小明同学设计了一个测定气体酒精浓度的电路用来检测是否酒驾,如图乙,若电源电动势,内阻,调节使其阻值为时,电压表的示数为,根据表格中的数据可知,此时的酒精浓度为____________。
【答案】(1) ①. A ②. C ③. A
(2) (3)0.3
【解析】
【小问1详解】
① 被测电阻值大约为34左右,结合题中所给的电压表内阻,电流表内阻,综合判断,被测电阻为小电阻,应用电流表外接电路进行测量,题中明确要求要获得更多的数据,滑动变阻器应使用分压式连接,所以选用A电路测量。故选A。
② 电源电动势为3V,所以电压表选用量程为3V,故选C。
③电路的最大电流不超过0.1A,电流表选用量程为100mA,故选A。
【小问2详解】
【小问3详解】
根据闭合电路欧姆定律
【小问4详解】
代入数据可得
查表中对应关系 酒精浓度为 0.3。
四、计算题(共44分,第17题10分,第18题11分,第19题10分,第20题13分)
17. 如图所示,水平导轨间距为,导轨电阻忽略不计,导体棒的质量,电阻,与导轨接触良好,电源电动势,内阻,电阻,外加匀强磁场的方向垂直于,与导轨平面的夹角,与导轨间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计。重物G的质量,通过细线对的拉力沿水平方向,重力加速度,处于静止状态。已知,。求:
(1)通过的电流大小
(2)两端的电压大小
(3)为了使导体棒处于静止状态,求磁感应强度B的取值范围
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据闭合电路的欧姆定律可知,通过的电流大小
【小问2详解】
两端的电压大小
【小问3详解】
若摩擦力f水平向左,且刚好为最大静摩擦力,此时
又因为,
得
根据
可得
若摩擦力f水平向右,且刚好为最大静摩擦力,此时
解得
由于
解得
则磁感应强度B的取值范围为。
18. 如图所示,倾角为,间距为的两根足够长的平行金属导轨、固定在绝缘斜面上,上端接有一阻值的定值电阻。整个斜而有垂直斜面向上,磁感应强度的匀强磁场。有一质量,电阻的金属棒,从导轨上某点静止开始下滑。电路中其余电阻不计。不计其他一切阻力的影响。已知金属棒与导轨间动摩擦因数,求:(取)
(1)当金属棒沿导轨向下运动的速度时,的加速度大小;
(2)金属棒沿导轨向下运动过程中,电阻R上的最大电功率;
(3)若从金属棒开始下滑至达到最大速度过程中,流经电阻R上的电量为,求此过程中电阻R上产生的焦耳热。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对金属棒进行受力分析,沿斜面方向安培力
根据牛顿第二定律有
代入数据得
【小问2详解】
当金属棒的加速度为零时,速度达到最大,则有
解得
可知当速度最大时,电流最大,则有
根据
可知此时电功率最大,则有
【小问3详解】
流经电阻的电量,,,
联立得
代入数据求得金属棒下滑的距离
根据能量守恒有
解得
故电阻R上产生的焦耳热
解得
19. 某地区常年有风,风速基本保持在,该地区有一风力发电机,其叶片转动可形成半径为的圆面,若保持风垂直吹向叶片,空气密度为,风的动能转化为电能的效率为10%,取,。求:
(1)每秒有多少质量的空气吹向叶片;
(2)该风力发电机的发电功率;
(3)现有30台同样的该风力发电机,平均每天发电10小时,所发电能通过充电桩给32辆相同的新能源汽车充电,充电效率为80%。车辆行驶时电源把电能转化为机械能的效率为80%。已知汽车的质量为3.6吨,行驶过程所受到的平均阻力为车重的0.1倍。求每辆车一天内平均续航的里程为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
每秒吹向叶片的空气质量
叶片形成的圆面面积
整理得
当时解得
【小问2详解】
每秒风的动能
电能转化效率
则发电功率
【小问3详解】
三十台发电机一天的电量
汽车的机械能
每辆车获得的机械能
由能量守恒有
其中,联立解得续航里程
20. 如图所示,在水平光滑绝缘的桌面上,有两平行金属板之间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场(如图为俯视图),电场强度大小,磁感应强度大小,其下方有一边长的正方形区域,区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度,a、c、d、f四点分别是正方形四条边的中点,c所在边界放置一荧光屏。沿方向上的g点固定一足够长的挡板,挡板与的夹角为,粒子打到挡板上会被吸收。在正方形之外、连线下方有一竖直向下的匀强电场,电场强度大小。现有一群质量的相同的带电粒子,以相同的速度从平行金属板中线射入,刚好沿直线从a点射入正方形磁场区域,并从f点水平向右射出,之后恰好没有打在挡板上,如图实线为其运动轨迹。不计粒子的重力和相互作用力。求:
(1)粒子的电性(回答正电或负电)以及电荷量q;
(2)之间的距离d;
(3)将连线下方空间的电场换为方向垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度大小。当带电粒子打到荧光屏上时,荧光屏会发光,求荧光屏上可能发光区域的长度(,结果可以保留根式)。
【答案】(1)带正电,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由于粒子沿直线经过两金属板,粒子在两金属板之间受到的电场力与洛伦兹力大小相等,结合题图以及左手定则可知,粒子带正电。有
粒子在正方形区域内运动时,洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力,由几何关系可知,运动的半径
又因为
解得
【小问2详解】
当粒子恰好没有打在挡板上时,设速度方向与水平方向的夹角为,如图所示
由几何关系有
在电场中,沿电场线方向有,
由几何关系有
解得
【小问3详解】
当时,,此时粒子刚好打到c点,ca间的距离,如图所示
当粒子恰好与挡板相切时,如图所示
由几何关系及数学知识有
解得
oa之间的距离
pa之间的距离为
荧光屏上发光长度
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