精品解析：湖北省武昌实验中学2025-2026学年高二上学期12月阶段性检测物理试题

湖北省武昌实验中学2025-2026学年度12月阶段性检测 高二物理试卷 一、单选题 1. 我国拥有世界上最大单口径射电望远镜，被称为“天眼”。如图所示，“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直、平行的分量分别为B1、B2，则（　　） A. 在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0 B. 穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S C. 在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为B2S D. 磁通量是矢量，方向与磁感应强度方向相同 2. 如图，粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，边长为L。恒流源（电源未画出）的两端与顶点a、d相连，线框通过从a点流入d点流出的恒定电流I。整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。线框以边为轴从图示位置转过的过程中，则（　　） A. 图示位置正方形线框受到安培力为 B. 转过时，线框平行磁场不受安培力作用 C. 转动过程中，线框受到安培力的大小一直减小 D. 转动过程中，线框受到安培力的方向不断变化 3. 在匀强磁场中某处P放一根长度为L=0.2m、通电电流I=0.5A的直导线，测得它受到的磁场力F=1.0N，方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为（　　） A. 零 B. 一定为10 T，方向竖直向上 C. 可能大于10 T，方向竖直向下 D. 可能大于10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向 4. 如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带正电的粒子以初速度v0沿平行于导线的方向射出。若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，虚线上某点所画有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度大小和方向，则如图所示的图景中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 三相共箱气体绝缘输电技术（三相共箱GIL）是将高压输电线路的A、B、C三相导体整合封装于单一金属外壳内，通过注入绝缘气体实现电能高效传输的新型输电方式，核心是解决传统输电线路“空间占用大、容量受限”的痛点。如图甲所示，管道内三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，三根输电线缆A、B、C圆心连线构成正三角形，其中A、B圆心连线水平。A、B中电流方向垂直于纸面向外，大小为I；C中电流方向垂直于纸面向里，大小也为I，三角形中心点的磁感应强度大小为，已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比，不考虑地磁场影响。则（ ） A. 此时刻C所受安培力的合力方向竖直向上 B. 此时刻A、B连线中点处的磁感应强度方向竖直向下 C. 此时刻点磁场方向水平向左 D. 若中电流大小变为，则点磁感应强度大小变为 6. 如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。现有无数个相同的带电粒子，在纸面内沿各个不同方向以相同的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于磁场边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。若将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，相应的弧长将变为原来的一半，则这些带电粒子在前后两种磁场中运动的周期之比等于（　　） A. 2 B. C. 3 D. 7. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直于纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中段是半径为的四分之一圆弧，、的延长线通过圆弧的圆心，长为。一束质量为、电荷量为的粒子，在纸面内以不同的速率从点垂直射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中、是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中错误的是（　　） A. 粒子带正电 B. 从点射入的带电粒子速率的取值范围为 C. 从点射出的粒子在磁场中运动的时间一定小于从点射出的粒子在磁场中运动的时间 D. 粒子在磁场中运动的最短时间为 二、多选题 8. 某质谱仪的原理如图所示。A为粒子加速器，加速电压为，B为速度选择器，两极板分别为，两极板之间电压为，板间场强为；两极板之间磁场与电场正交，磁感应强度大小为，C为偏转分离器，磁场的磁感应强度大小为。现有两种带正电的粒子，带电荷量均为，质量分别为，经A从上极板处由静止加速后进入B和C，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 离开A时的速度之比为 B. 若可沿虚线穿过B，则穿越B时要向板偏转 C. 若可沿虚线穿过B，则其在C中做圆周运动的半径为 D. 若，则在C中做圆周运动的半径之比为 9. 如图所示，绝缘水平桌面上固定两条光滑的、间距为L的、电阻不计的平行金属导轨，导轨左端连接电源，电源电动势为E，内阻为r。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。现将质量为m，电阻为R的导体棒置于导轨上，接通电源，导体棒沿导轨开始运动，运动时始终与导轨垂直且接触良好，棒离开桌面前的瞬间速度为v，此刻通过棒电流为I。则（　　） A. 此过程中通过棒的电荷量为 B. 此过程中导体棒产生的热量为 C. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U= E- Ir D. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U> E- Ir 10. 如图，真空中两个足够大的平行金属板水平固定，间距为板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与的夹角时，粒子恰好垂直穿过M板Q点处的小孔。已知，初始时两板均不带电，粒子碰到金属板后立即被吸收，电荷在金属板上均匀分布，金属板电量可视为连续变化，不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 若间距d增大，则板间所形成的最大电场强度减小 C. 粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为 D. 粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为 三、实验题 11. 某同学用多用电表粗略测金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“ -”插孔中，将选择开关置于“×10”挡位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。试问： （1）为减小实验误差，该同学应将选择开关置于“______”位置；（选填“×1”、“ ×100”） （2）再将红、黑表笔短接，_______ 后继续实验，结果看到指针指在如图所示位置，则金属丝电阻的测量值为______Ω。 12. 测定一节干电池的电动势和内阻。可供使用的实验器材有： A.电流表A（量程0.6 A，内阻约1Ω） B.电压表V1（量程3.0V、内阻约为1kΩ） C.电压表V2（量程15.0V、内阻约为5kΩ） D.滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω、额定电流2A） E.滑动变阻器R2（阻值范围0~100Ω、额定电流0.2A） F.开关S、导线若干 （1）为了提高测量精度电压表选择______；滑动变阻器选择______（填前面的序号） （2）某实验小组采用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻的数据如下表格， 电压（V） 1.30 1.14 1.12 0.98 0.82 0.74 电流（A） 0.10 0.20 0.25 0.30 0.40 0.45 请在图乙U—I坐标系中描点作图______，并通过图像求出此干电池的电动势E=______V，电源内阻r =________；本实验系统误差的原因______。 （3）为了更精确地得到电源的内阻，该实验小组设计了如下的实验测量电流表的内阻 ①断开S2，闭合S1，调节R1使得电流表满偏（R1≫RA）； ②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2使得电流表指在满偏的，读出R2的值为2Ω；则测定的干电池的内阻为______Ω 四、解答题 13. 如图甲，电磁炮是当今世界强国争相研发的一种先进武器，我国电磁炮研究处于世界第一梯队。如图乙为某同学模拟电磁炮的原理图，间距为L=0.5m的两根倾斜导轨平行放置，导轨平面与水平地面的夹角为θ=37°，导轨下端接电动势为E=18V、内阻为r=1Ω的电源。整个装置处于磁感应强度大小为B=0.2T、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。为了研究方便，将待发射的炮弹视为一个比导轨间距略长的导体棒，导体棒的质量为m=0.1kg﹑电阻为R=1Ω，导体棒与导轨接触面间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。现将导体棒无初速度地放在导轨上且与导轨垂直，最终导体棒从导轨上端发射出去，不计其他电阻。求： （1）导体棒刚放在导轨上时所受安培力的大小和方向； （2）导体棒刚放在导轨上时的加速度大小。 14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内、半径为R的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I，磁感应强度为B，边界圆刚好与x轴、y轴相切于M、N两点；y＝－R处放置一与x轴平行的荧光屏，跟x轴形成区域Ⅱ。在第二象限有一个竖直长为2R的线性粒子源，以相同速度沿x轴正方向连续不断射出质量为m、电荷量为的带电正粒子。已知从y轴上M点进入磁场的粒子刚好从x轴上的N点射入第四象限，若在区域Ⅱ存在一沿x轴负方向的匀强电场，则粒子打在荧光屏上时的速度与x轴负方向的夹角为37°。不计粒子重力和相互间作用，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）求匀强电场的强度大小； （2）如果在Ⅱ区域只存在垂直平面向外磁感应强度为匀强磁场，求打在荧光屏上粒子区域的长度。 15. 如图所示，在真空中的区域里分布着沿轴负方向的匀强电场，在的区域里分布着垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带电粒子，从点以初速度沿轴正方向射出，然后从轴上的点进入磁场，恰好能回到点。题中仅和为已知量，且满足。 （1）求点横坐标； （2）求粒子从点出发到第一次回到点所用时间； （3）仅将粒子初速度方向改为沿轴负方向，求粒子从点出发到粒子第3次经过轴所用时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省武昌实验中学2025-2026学年度12月阶段性检测 高二物理试卷 一、单选题 1. 我国拥有世界上最大单口径射电望远镜，被称为“天眼”。如图所示，“天眼”的“眼眶”所围圆面积为S，其所在处地磁场的磁感应强度大小为B，与“眼眶”平面垂直、平行的分量分别为B1、B2，则（　　） A. 在地球自转180°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为0 B. 穿过“眼眶”的磁通量大小为B2S C. 在地球自转90°的过程中，穿过“眼眶”磁通量的变化量为B2S D. 磁通量是矢量，方向与磁感应强度方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】B．在匀强磁场中，眼眶与磁场Bl垂直，眼眶与磁场B2平行，则穿过的磁通量 故B错误； AC．“眼眶”相对地磁场静止，穿过“眼眶”磁通量的变化量始终为0，故A正确，C错误； D．磁通量是标量，故D错误。 故选A。 2. 如图，粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，边长为L。恒流源（电源未画出）的两端与顶点a、d相连，线框通过从a点流入d点流出的恒定电流I。整个装置处于垂直于线框的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。线框以边为轴从图示位置转过的过程中，则（　　） A. 图示位置正方形线框受到安培力为 B. 转过时，线框平行磁场不受安培力作用 C. 转动过程中，线框受到安培力的大小一直减小 D. 转动过程中，线框受到安培力的方向不断变化 【答案】A 【解析】 【详解】A．粗细均匀的正方形线框由相同材质的金属导线连接而成，则有并联电路ad电阻为R，则并联电路abcd电阻为3R，可知两支路电流分别为，根据左手定则，结合对称性可知，ab边与cd边所受安培力等大方向，这两边所受安培力的合力为0，ad边与bc边所受安培力均水平向右，则线框所受安培力为 故A正确； B．转过时，线框平行磁场，ab边与cd边中电流与磁场平行，这两边不受安培力，而ad边与bc边中电流大小不变，方向仍然与磁场垂直，即线框受到的安培力仍然为，故B错误； CD．转动过程中，根据对称性可知，ab边与cd边所受安培力始终等大方向，这两边所受安培力的合力始终为0，而ad边与bc边中电流大小不变，方向始终与磁场垂直，即线框受到的安培力始终为，方向始终水平向右，故CD错误。 故选A。 3. 在匀强磁场中某处P放一根长度为L=0.2m、通电电流I=0.5A的直导线，测得它受到的磁场力F=1.0N，方向竖直向上。现将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度为（　　） A. 零 B. 一定为10 T，方向竖直向上 C. 可能大于10 T，方向竖直向下 D. 可能大于10 T，方向肯定不沿竖直向上的方向 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则可知，安培力与磁场方向垂直，由于通电导线在P处受到的磁场力竖直向上，所以P处的磁感应强度可得不是处于竖直方向；根据，可得磁感应强度大小满足 由于磁感应强度只由磁场自身决定，所以将该通电导线从磁场中撤走，则P处的磁感应强度保持不变。 故选D。 4. 如图所示，在一通有恒定电流的长直导线的右侧，有一带正电的粒子以初速度v0沿平行于导线的方向射出。若粒子所受重力及空气阻力均可忽略不计，现用虚线表示粒子的运动轨迹，虚线上某点所画有向线段的长度和方向表示粒子经过该点时的速度大小和方向，则如图所示的图景中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】根据右手螺旋定则可知，在导线右侧磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则，判断粒子受力的方向向左，因此粒子向左侧偏转，CD错误；由于洛伦兹力不做功，因此运动过程中粒子速度大小不变，B正确，A错误。 故选B。 5. 三相共箱气体绝缘输电技术（三相共箱GIL）是将高压输电线路的A、B、C三相导体整合封装于单一金属外壳内，通过注入绝缘气体实现电能高效传输的新型输电方式，核心是解决传统输电线路“空间占用大、容量受限”的痛点。如图甲所示，管道内三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，三根输电线缆A、B、C圆心连线构成正三角形，其中A、B圆心连线水平。A、B中电流方向垂直于纸面向外，大小为I；C中电流方向垂直于纸面向里，大小也为I，三角形中心点的磁感应强度大小为，已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比，不考虑地磁场影响。则（ ） A. 此时刻C所受安培力的合力方向竖直向上 B. 此时刻A、B连线中点处的磁感应强度方向竖直向下 C. 此时刻点磁场方向水平向左 D. 若中电流大小变为，则点磁感应强度大小变为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于异向电流相互排斥，两力大小相等，如图1所示，此时刻C所受安培力的合力方向竖直向下，故A错误； B．A、B电流在A、B圆心连线中点处的磁感应强度大小相等方向相反，C在该点处产生的磁感应强度水平向右，则合磁感应强度方向水平向右，故B错误； C．根据右手螺旋定则可知点的合磁感应强度方向水平向右，故C错误； D．当三个电流大小都是时，如图2所示，它们在点产生的磁感应强度、、大小相等都等于，当中电流变为时，变为，此时点磁感应强度大小为，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，P为磁场边界上的一点。现有无数个相同的带电粒子，在纸面内沿各个不同方向以相同的速率通过P点进入磁场。这些粒子射出边界的位置均处于磁场边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。若将磁感应强度的大小从原来的B1变为B2，相应的弧长将变为原来的一半，则这些带电粒子在前后两种磁场中运动的周期之比等于（　　） A. 2 B. C. 3 D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】设磁场圆的半径为r，磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点 如图所示 设粒子做圆周运动的半径为R，则 解得 磁感应强度为B2时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹上直径与磁场边界圆的交点 设粒子做圆周运动的半径为R′，则 解得 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由圆周运动公式得 则 选项D正确，ABC错误。 故选D。 7. 如图所示，磁感应强度为的匀强磁场方向垂直于纸面向里，图中虚线为磁场的边界，其中段是半径为的四分之一圆弧，、的延长线通过圆弧的圆心，长为。一束质量为、电荷量为的粒子，在纸面内以不同的速率从点垂直射入磁场，已知所有粒子均从圆弧边界射出，其中、是圆弧边界上的两点，不计粒子间的相互作用和重力。则下列分析中错误的是（　　） A. 粒子带正电 B. 从点射入的带电粒子速率的取值范围为 C. 从点射出的粒子在磁场中运动的时间一定小于从点射出的粒子在磁场中运动的时间 D. 粒子在磁场中运动的最短时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子做逆时针的匀速圆周运动，根据左手定则可知粒子带正电，故A正确，不符合题意； B．由题意可知，粒子运动轨迹与弧交点越靠近点，粒子运动的轨道半径越大，所以运动到点时半径最大，对应的速度也最大，粒子从点射出时的圆心和半径如图所示： 根据几何关系可知 故 设运动轨迹对应的半径为，则有 解得 带电粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力 解得 所以从点射入的粒子速率一定不大于；粒子运动轨迹与弧交点越靠点，则运动的轨道半径越小，所以运动到点时半径最小，对应的速度也最小，运动轨迹如图所示： 根据几何关系 带电粒子在磁场中运动洛伦兹力提供向心力 解得 即从点射入的带电粒子速率的取值范围为 故B正确，不符合题意； CD．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为 设粒子在磁场中运动的时间为，则 粒子运动的周期不变，圆周运动的圆心角越大，运动时间越长，由几何关系可知，弦切角等于圆心角的一半，当弦切角越小时，运动时间越短，故当弦与圆弧边界相切时，弦切角最小，如图所示： 由几何关系可知，此时圆周运动的圆心角为，则最短时间为 、两点具体位置未知，则无法判断从、点射出的粒子在磁场中运动的时间的大小关系，故C错误，D正确， C符合题意，D不符合题意。 故选C。 二、多选题 8. 某质谱仪的原理如图所示。A为粒子加速器，加速电压为，B为速度选择器，两极板分别为，两极板之间电压为，板间场强为；两极板之间磁场与电场正交，磁感应强度大小为，C为偏转分离器，磁场的磁感应强度大小为。现有两种带正电的粒子，带电荷量均为，质量分别为，经A从上极板处由静止加速后进入B和C，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 离开A时的速度之比为 B. 若可沿虚线穿过B，则穿越B时要向板偏转 C. 若可沿虚线穿过B，则其在C中做圆周运动的半径为 D. 若，则在C中做圆周运动的半径之比为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．两粒子经过加速电场过程，根据动能定理可得 联立可得离开A时的速度之比为 故A正确； B．若可沿虚线穿过B，则有 则穿越B时，有 即受到的电场力大于洛伦兹力，可知穿越B时要向板偏转，故B错误； C．若可沿虚线穿过B，则其在C中做圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，有 解得 故C正确； D．若，则在C中做圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力，有 可得 ， 则在中做圆周运动的半径之比为 故D正确。 故选ACD。 9. 如图所示，绝缘水平桌面上固定两条光滑的、间距为L的、电阻不计的平行金属导轨，导轨左端连接电源，电源电动势为E，内阻为r。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B。现将质量为m，电阻为R的导体棒置于导轨上，接通电源，导体棒沿导轨开始运动，运动时始终与导轨垂直且接触良好，棒离开桌面前的瞬间速度为v，此刻通过棒电流为I。则（　　） A. 此过程中通过棒的电荷量为 B. 此过程中导体棒产生的热量为 C. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U= E- Ir D. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U> E- Ir 【答案】AC 【解析】 【详解】A.导体棒运动过程水平只受安培力，由动量定理 和 可得 故A正确； B.根据 可知 解得 故B错误； CD. 离开桌面前的瞬间，根据闭合电路的欧姆定律可得 故D错误，C正确。 故选AC。 10. 如图，真空中两个足够大的平行金属板水平固定，间距为板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与的夹角时，粒子恰好垂直穿过M板Q点处的小孔。已知，初始时两板均不带电，粒子碰到金属板后立即被吸收，电荷在金属板上均匀分布，金属板电量可视为连续变化，不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是（　　） A. 粒子一定带正电 B. 若间距d增大，则板间所形成的最大电场强度减小 C. 粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为 D. 粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则可知粒子带负电，选项A错误； B．随着粒子不断打到N极板上，N极板带电量不断增加，向下的电场强度增加，粒子做减速运动，当粒子恰能到达N极板时满足， 解得 即d越大，板间所形成的最大电场强度越小，选项B正确； C．因粒子发射方向与OP夹角为60°时恰能垂直穿过M板Q点的小孔，则由几何关系 解得r=2L 可得 可得粒子从磁场上方，直接打在打到M板上表面的位置与O点的最大距离为 当N极板吸收一定量的粒子后，粒子再从Q点射入极板，会返回再从在Q点射出，后继续做圆周运动，这时打M板在板上表面的位置 则粒子打在M板上表面的位置的最大距离为，选项C正确； D．因金属板厚度不计，当粒子在磁场中运动轨迹的弦长仍为PQ长度时，粒子仍可从Q点进入两板之间，由几何关系可知此时粒子从P点沿正上方运动，进入两板间时的速度方向与M板夹角为α=30°，则在两板间运动时间 其中 打到M板下表面距离Q点的最小距离 解得 选项D正确。 故选BCD。 三、实验题 11. 某同学用多用电表粗略测金属丝的阻值。他将红黑表笔分别插入“+”、“ -”插孔中，将选择开关置于“×10”挡位置，然后将红、黑表笔短接调零，此后测量阻值时发现指针偏转角度较小。试问： （1）为减小实验误差，该同学应将选择开关置于“______”位置；（选填“×1”、“ ×100”） （2）再将红、黑表笔短接，_______ 后继续实验，结果看到指针指在如图所示位置，则金属丝电阻的测量值为______Ω。 【答案】（1）×100 （2） ①. 欧姆调零 ②. 1200 【解析】 【小问1详解】 多用电表欧姆挡测量电阻时，指针偏转角度偏小，说明测量电阻阻值读数偏大，所以需要选择较大的挡位，即选择“”挡位。 【小问2详解】 [1]欧姆表测量电阻时，首先要将红、黑表笔短接，旋转调零旋钮进行欧姆调零，然后才能继续试验； [2]欧姆表读数为 12. 测定一节干电池的电动势和内阻。可供使用的实验器材有： A.电流表A（量程0.6 A，内阻约1Ω） B.电压表V1（量程3.0V、内阻约为1kΩ） C.电压表V2（量程15.0V、内阻约为5kΩ） D.滑动变阻器R1（阻值范围0~15Ω、额定电流2A） E.滑动变阻器R2（阻值范围0~100Ω、额定电流0.2A） F.开关S、导线若干 （1）为了提高测量精度电压表选择______；滑动变阻器选择______（填前面的序号） （2）某实验小组采用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻的数据如下表格， 电压（V） 1.30 1.14 1.12 0.98 0.82 0.74 电流（A） 0.10 0.20 0.25 0.30 0.40 0.45 请在图乙U—I坐标系中描点作图______，并通过图像求出此干电池的电动势E=______V，电源内阻r =________；本实验系统误差的原因______。 （3）为了更精确地得到电源的内阻，该实验小组设计了如下的实验测量电流表的内阻 ①断开S2，闭合S1，调节R1使得电流表满偏（R1≫RA）； ②保持R1不变，闭合S2，调节电阻箱R2使得电流表指在满偏的，读出R2的值为2Ω；则测定的干电池的内阻为______Ω 【答案】（1） ①. B ②. D （2） ①. ②. 1.46##1.47##1.48 ③. 1.69##1.70##1.71##1.72##1.73##1.74##1.75 ④. 电流表有分压作用 （3）0.69##0.70##0.71##0.72##0.73##0.74##0.75 【解析】 【小问1详解】 [1] 一节干电池电压约为，则电压表挑选小量程，即选B； [2]干电池内阻很小，为便于操作和测量数据更精确，滑动变阻器应选小量程，即选D。 【小问2详解】 [1]将表格中数据进行描点，并用平滑曲线连接如图 [2] 根据 则结合图像可得，纵截距为电源电动势，读数约为； [3]斜率代表内阻，内阻约为 [4]电流表外接在干路，则电流表有分压作用，造成误差。 【小问3详解】 当调节电阻箱使电流表指在满偏的处时，电流表与电流之比为，由于并联电流之比等于电阻的反比，则可得电流表内阻为 根据 图像斜率绝对值表示电源内阻与电流表阻值之和，则电源内阻为 四、解答题 13. 如图甲，电磁炮是当今世界强国争相研发的一种先进武器，我国电磁炮研究处于世界第一梯队。如图乙为某同学模拟电磁炮的原理图，间距为L=0.5m的两根倾斜导轨平行放置，导轨平面与水平地面的夹角为θ=37°，导轨下端接电动势为E=18V、内阻为r=1Ω的电源。整个装置处于磁感应强度大小为B=0.2T、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。为了研究方便，将待发射的炮弹视为一个比导轨间距略长的导体棒，导体棒的质量为m=0.1kg﹑电阻为R=1Ω，导体棒与导轨接触面间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。现将导体棒无初速度地放在导轨上且与导轨垂直，最终导体棒从导轨上端发射出去，不计其他电阻。求： （1）导体棒刚放在导轨上时所受安培力的大小和方向； （2）导体棒刚放在导轨上时的加速度大小。 【答案】（1），沿斜面向上；（2） 【解析】 【详解】（1）导体棒刚放在导轨上时，根据闭合电路欧姆定律有 解得 导体棒刚放在导轨上时所受安培力的大小 解得 F=0.9N 根据左手定则可知，导体棒所受安培力的方向沿斜面向上。 （2）导体棒刚放在导轨上时，对导体棒进行受力分析，根据牛顿第二定律有 其中 解得 14. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内、半径为R的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场I，磁感应强度为B，边界圆刚好与x轴、y轴相切于M、N两点；y＝－R处放置一与x轴平行的荧光屏，跟x轴形成区域Ⅱ。在第二象限有一个竖直长为2R的线性粒子源，以相同速度沿x轴正方向连续不断射出质量为m、电荷量为的带电正粒子。已知从y轴上M点进入磁场的粒子刚好从x轴上的N点射入第四象限，若在区域Ⅱ存在一沿x轴负方向的匀强电场，则粒子打在荧光屏上时的速度与x轴负方向的夹角为37°。不计粒子重力和相互间作用，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 （1）求匀强电场的强度大小； （2）如果在Ⅱ区域只存在垂直平面向外磁感应强度为匀强磁场，求打在荧光屏上粒子区域的长度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）质量为m、电荷量为的带电正粒子，从y轴上M点进入磁场的粒子刚好从x轴上的N点射入第四象限，然后做类平抛运动，轨迹如图所示 由几何关系可知 解得 正粒子在电场中作类平抛运动，有 联立解得 （2）因粒子的轨迹半径等于磁场I的半径，则粒子的运动满足磁聚焦，则从N点进入磁场的粒子沿着180°的方向，具有等大的速度，而，有 解得 粒子的运动规律构成旋转圆心，如图所示 则打在屏上的粒子分别交于C点和相切于D点，有 故打在荧光屏上粒子区域的长度为 15. 如图所示，在真空中的区域里分布着沿轴负方向的匀强电场，在的区域里分布着垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带电粒子，从点以初速度沿轴正方向射出，然后从轴上的点进入磁场，恰好能回到点。题中仅和为已知量，且满足。 （1）求点横坐标； （2）求粒子从点出发到第一次回到点所用时间； （3）仅将粒子初速度方向改为沿轴负方向，求粒子从点出发到粒子第3次经过轴所用时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向，有 竖直方向，有 根据牛顿第二定律，有 联立解得 【小问2详解】 粒子运动轨迹如图所示 粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向，有 又因 联立解得 粒子进入磁场时 由运动的对称性及几何关系可知，粒子在匀强磁场中轨迹的圆心在轴负半轴上，设粒子第一次经过轴时速度与轴正半轴成角，有 合速度大小为 由几何关系，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径 粒子在磁场中运动的时间为 则再次回到点用时 联立解得 【小问3详解】 粒子运动轨迹如图所示 粒子从点运动到点，根据运动学公式，有 速度为 在磁场中，有 第3次经过轴的时刻 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $