精品解析：北京市东城区2025-2026学年高二上学期期末考试物理样卷

2025—2026学年第一学期期末样卷 高二物理 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 某电场的电场线如图所示，一带正电粒子只在电场力作用下沿虚线所示路径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是（　　） A. M、N点的场强 B. M、N点的电势 C. 粒子在M、N点的加速度 D. 粒子在M、N点的速度 2. 有一根长为L的均质金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，在金属棒两端加上恒定的电压U，棒内随即产生恒定的电流，已知电子的带电荷量为e，则金属棒内自由电子定向移动的平均速率为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示为内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表的刻度盘。下列说法正确的是（　　） A. 此电流表允许通过的最大电流为0.03A B. 此电流表允许加的最大电压为3V C. 要把它改装为0~0.6A的安培表，需并联一个阻值约为0.5Ω的电阻 D. 要把它改装为0~15V的伏特表，需串联一个阻值为6kΩ的电阻 4. 如图，金属棒用两根绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面向里的匀强磁场中。棒中通有从M流向N的电流，静止时两细线对棒的拉力相等。改变下列哪些条件，可以使金属棒静止时细线的拉力变小（　　） A. 仅使电流的方向反向 B. 仅使磁场的方向反向 C. 同时将电流和磁场的方向反向 D. 仅增加棒中电流的大小 5. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m、带电荷量为的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。在其他条件不变的情况下，如果将B板向下移动一小段距离，则该过程中（　　） A. 油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a B. 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C. 油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a D. 油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b 6. 如图所示为汽车启动电路的简化电路图，其中电源的电动势为E，内阻为r。车灯接通而电动机未启动（只闭合S1）时，电流表示数为I1，电动机启动的瞬间（S2也闭合），电流表示数为I2。不考虑启动过程中车灯电阻的变化，不计电流表的内阻，下列说法正确的是（　　） A. 车灯的电阻 B. 电动机启动瞬间车灯两端的电压 C. 电动机启动瞬间电动机的电功率 D. 电动机启动瞬间电源的输出功率 7. 如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从PQ边的中点以相同的初速度垂直于PQ边射入磁场，它们在磁场中的运动轨迹分别如图中三条弧线所示。不计粒子所受重力，则（　　） A. 粒子a带负电，粒子b带正电 B. 粒子b的比荷（荷质比）比粒子c的小 C. 粒子b在磁场中的加速度最大 D. 粒子c在磁场中运动的时间最长 8. 一群不同种类的带正电粒子从如图所示的小孔S处无初速度地飘入水平向右，电压恒定的加速电场，被加速后沿中心轴线进入竖直向下、电压恒定的偏转电场，最终打在屏上。已知这几种粒子电荷量相同但质量不同，整个装置处于真空中，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 加速电场对这几种粒子做的功不同 B. 这几种粒子进入偏转电场的速度相同 C. 这几种粒子运动到屏上所用的时间相同 D. 这几种粒子打在屏上的位置相同 9. 一条形磁铁静止于水平面上，a为其轴线上一点，通有恒定电流的金属圆环固定于条形磁铁附近，其圆心位于条形磁铁的轴线上，环面与轴线垂直，电流方向如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a点处磁感应强度方向一定向右 B. 条形磁铁与圆环之间一定互相吸引 C. 圆环各处所受磁场力在圆环平面内的分量都是沿半径向内的 D. 磁体所受沿轴线的磁场力一定是向右的 10. 电子只在电场力作用下从静止开始，由电场中的A点运动到B点，其速度大小v随时间t变化的v-t图像如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 电场线方向由A指向B B. 该电场可能是正点电荷产生的电场 C. 电子在B处的电势能比在A处的电势能大 D. 电子的动量随时间变化得越来越慢 11. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，线圈M中的磁场方向向左 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C. 断开开关瞬间，感应电流从电流表的右接线柱流入 D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流在铁芯中的磁场方向向左 12. 如图所示，正电荷Q1和负电荷Q2分别位于x轴上的x=0和x=6cm处，已知Q1=4Q2，选无穷远处为电势零点，下列说法正确的是（　　） A. x轴上场强为0的位置有两处 B. 将试探电荷置于x=8cm处，点电荷受电场力为0 C. 在x>0的区域沿x轴正方向电势一直降低 D. 将仅受电场力的正试探电荷从处由静止释放，其电势能一直减小 13. 如图所示，阻值为R的电阻用导线与一个横截面积为S、电阻为r的n匝线圈相连，在线圈中加以竖直方向的磁场B（磁场方向与线圈轴线平行）。已知磁感应强度大小随时间的变化率为k，则下列说法正确的是（　　） A. 若B竖直向上且正在增强，则电流方向从b经过R到a B. 若B竖直向上且正在增强，则线圈中感应电动势的大小为nk C. 若B竖直向下且正在减弱，则a、b两点间的电势差 D. 若B竖直向下且正在减弱，则a、b两点间的电势差 14. 光滑绝缘斜面足够长，斜面上B点正上方P处固定一带正电的点电荷Q，C是斜面上离P最近的点，一带负电的小球q从斜面上A点由静止开始上滑，运动过程一直未离开斜面，能够到达的最远点为斜面上的D点（未画出）。下列说法正确的是（　　） A. AC长度小于CD B. 小球在AB之间某一点速度达到最大值 C. 小球在B点的加速度大于在C点的加速度 D. A点的电势与D点的电势相等 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 如图1所示为实验“研究电容器的充、放电现象”的实验原理图。 （1）把开关S与1相连，电容器处于___________（选填“充电”或“放电”）状态，此过程电压传感器示数___________（选填“增大”“不变”或“减小”），电流传感器示数___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 （2）用可调电压的电源给电容值为C的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差u和电容器所带的电荷量q，得到的u-q图像如图2所示，则当两极板间电压为U时，电容器所带电荷量为Q，电容器所储存的电势能为 。（选填正确选项前的字母） A. QU B. C. CU2 D. 16. 某实验小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量一节干电池的电动势ε和内电阻r。 A.电流表：0~0.6A，内阻为0.20Ω B.电压表：0~3V，内阻约为3kΩ C.滑动变阻器R1：0~20Ω，允许通过的最大电流为1A D.开关与导线若干 E.待测干电池一节 （1）根据实验原理 ，若选择电路图1进行实验，___________（选填“电压表”或“电流表”）的测量值是有系统误差的，且该表的测量值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）考虑到器材中电流表的已知内阻值对本实验来说是足够精确的，同学们选择电路图2进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到如图3所示的U-I图像，则干电池的电动势 ___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）同学们用铜片、铝片和可乐做成了一个可乐电池，如图4所示。已知可乐电池的电动势大约在0.5~0.6V之间，内阻在几千欧左右，同学们用图5所示电路测量其电动势和内电阻，改变电阻箱的阻值R、记录安培表的数据I进行多次实验，根据实验数据作出___________图像即可通过图线的斜率求该可乐电池的电动势。 17. 如图所示，足够大的匀强磁场的左边界如虚线所示，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度v沿垂直磁场左边界的方向射入，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力。 （1）求粒子做匀速圆周运动的半径R。 （2）求粒子在磁场中运动的时间t。 （3）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个匀强电场，求电场强度E的大小并说明电场的方向。 18. 如图所示，水平放置的平行金属板，A板带正电，B板带负电，两极板间的电势差为U，极板长度为2L，极板间距为d。荧光屏距离极板右侧的水平距离为L。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度v0沿两板的中心轴线O1O2水平射入，出偏转电场后打在荧光屏上的P点（不计粒子的重力）。求： （1）粒子射出极板时的侧移量y； （2）粒子射出极板时的动能Ek； （3）O2P之间的距离Y。 19. 在竖直平面内有一半径为r的光滑绝缘圆形导轨，圆心为O，D、B分别为圆形导轨的最高点、最低点，A、C连线垂直于DB，质量为m，电荷量为q的带正电小球可以沿圆形轨道的内壁或外壁运动，重力加速度为g，小球可视为质点。 （1）已知圆形导轨所在空间存在水平向右的匀强电场，场强大小，小球从A点以大小为v0的初速度开始沿轨道内壁做完整的圆周运动，如图1所示。 a、求小球经过B点时的速度大小vB； b、说明小球在何处机械能最大； c、请分析并说明，要使小球能够做完整的圆周运动，v0需要满足的条件是什么？ （2）如图2所示，若小球在导轨外壁上的D点以大小为v、方向水平向右的初速度开始运动，到达外壁上的E点（OE与OC夹角为30°）时速度大小仍为v，方向垂直于OE斜向下，为满足上述要求可在空间加一匀强电场，求满足要求的电场强度的最小值Emin，并说明小球做何种运动。 20. 如图所示，间距为d的水平光滑导轨一端连接阻值为R的电阻，另一端与半径为l的半圆形光滑竖直导轨MO'N相连，M、N分别表示半圆形导轨的最高点、最低点，O'为半圆形导轨的中点，与圆心O等高，导轨间距也为d。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现有一质量为m的金属棒从水平导轨上P点（P、N间距离为s）开始以大小为v0的初速度沿导轨运动，金属棒能够通过半圆形导轨的最高点M且速度大小为v，运动过程中始终与轨道接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，重力加速度为g，对金属棒从P到M的运动过程： （1）求金属棒克服安培力做的功W克安。 （2）a、请描述电阻R中电流方向的变化情况（用“a”、“b”表示）； b、根据（2）a中的描述，分别求出沿不同方向通过电阻R的电荷量。 （3）假设金属棒质量很小而磁场很强，可以不考虑金属棒的重力，在此种情况下分析从P到M的过程中导轨给金属棒弹力的冲量，说明其方向并求出其大小IN。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年第一学期期末样卷 高二物理 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 某电场的电场线如图所示，一带正电粒子只在电场力作用下沿虚线所示路径运动，先后通过M点和N点，以下说法正确的是（　　） A. M、N点的场强 B. M、N点的电势 C. 粒子在M、N点的加速度 D. 粒子在M、N点的速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示场强的大小关系，N点电场线密集，电场强大，故A错误； B．根据“顺着电场线的方向电势降落”可知，故B正确； C．粒子只受电场力，根据牛顿第二定律得 可知在M、N点的加速度，故C错误； D．带正电粒子从M点和N点，受电场力的方向大致斜向右上方，与速度方向（轨迹切线方向）成锐角，电场力做正功，动能增大，速度增大，则，故D错误。 故选B。 2. 有一根长为L的均质金属棒，其材料的电阻率为ρ，棒内单位体积内自由电子数为n，在金属棒两端加上恒定的电压U，棒内随即产生恒定的电流，已知电子的带电荷量为e，则金属棒内自由电子定向移动的平均速率为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】金属棒电阻为 ，根据欧姆定律，电流 电流的微观表达式为 ，联立两式得 约去横截面积，得 故选B。 3. 如图所示为内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表的刻度盘。下列说法正确的是（　　） A. 此电流表允许通过的最大电流为0.03A B. 此电流表允许加的最大电压为3V C. 要把它改装为0~0.6A的安培表，需并联一个阻值约为0.5Ω的电阻 D. 要把它改装为0~15V的伏特表，需串联一个阻值为6kΩ的电阻 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于满偏电流为3mA，电流表允许的最大电流为3mA，故A错误； B．电流表允许的最大电压为，故B错误； C．若要把它改装为0~0.6A的电流表，需并联一个电阻，根据电流表改装原理有 解得，故C正确； D．若要把它改装为0~15V的电压表，需串联一个电阻，根据电压表改装原理有 解得，故D错误。 故选C。 4. 如图，金属棒用两根绝缘细线水平悬挂，处于垂直纸面向里的匀强磁场中。棒中通有从M流向N的电流，静止时两细线对棒的拉力相等。改变下列哪些条件，可以使金属棒静止时细线的拉力变小（　　） A. 仅使电流的方向反向 B. 仅使磁场的方向反向 C. 同时将电流和磁场的方向反向 D. 仅增加棒中电流的大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流反向，磁场不变，根据左手定则可知，安培力向下，绳子上的拉力增大，故A错误； B．磁场方向反向，由左手定则可知，安培力向下，绳子上的拉力增大，故B错误； C．同时将电流和磁场的方向反向，根据左手定则可知安培力大小方向不变，细线的拉力不变，故C错误； D．电流方向不变，磁场方向不变，安培力的方向向上，当增大电流时，安培力增大，可使悬线拉力减小，故D正确。 故选D。 5. 两个较大的平行金属板A、B相距为d，分别接在电压为U的电源正、负极上，这时质量为m、带电荷量为的油滴恰好静止在两板之间，如图所示。在其他条件不变的情况下，如果将B板向下移动一小段距离，则该过程中（　　） A. 油滴将向上加速运动，电流计中的电流从b流向a B. 油滴将向下加速运动，电流计中的电流从a流向b C. 油滴静止不动，电流计中的电流从b流向a D. 油滴静止不动，电流计中的电流从a流向b 【答案】B 【解析】 【详解】B板下移，两极板间距变大，根据平行板电容器的决定式易知，电容器的电容减小。又因为电容器与电源相连，所以极板间电压保持不变。由公式可知极板上电荷量减少，电流从A板流向电源正极，所以电流计中的电流从a流向b；又可知极板间场强减小，油滴所受电场力减小，将从静止状态向下加速运动。 故选B。 6. 如图所示为汽车启动电路的简化电路图，其中电源的电动势为E，内阻为r。车灯接通而电动机未启动（只闭合S1）时，电流表示数为I1，电动机启动的瞬间（S2也闭合），电流表示数为I2。不考虑启动过程中车灯电阻的变化，不计电流表的内阻，下列说法正确的是（　　） A. 车灯的电阻 B. 电动机启动瞬间车灯两端的电压 C. 电动机启动瞬间电动机的电功率 D. 电动机启动瞬间电源的输出功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律 解得车灯的电阻，故A错误； B．根据闭合电路欧姆定律 电动机启动瞬间车灯两端的电压，故B错误； C．电动机启动瞬间，车灯的电流 电动机的电功率 解得，故C错误； D．电动机启动瞬间电源的输出功率，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，虚线框MNPQ内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。a、b、c三个带电粒子，它们在纸面内从PQ边的中点以相同的初速度垂直于PQ边射入磁场，它们在磁场中的运动轨迹分别如图中三条弧线所示。不计粒子所受重力，则（　　） A. 粒子a带负电，粒子b带正电 B. 粒子b的比荷（荷质比）比粒子c的小 C. 粒子b在磁场中的加速度最大 D. 粒子c在磁场中运动的时间最长 【答案】B 【解析】 【详解】A．由左手定则可知a带正电，b带负电，故A错误； B．粒子在磁场中的运动时洛伦兹力提供向心力 解得 由图可知，同时它们的速率相同，则，故B正确； C．由于，同时它们的速率相同，根据向心加速度公式可知，粒子c在磁场中的加速度最大，故C错误； D．粒子在磁场中运动时间等于弧长除以速率，即 设PQ=4d由图可知， 虽然b的时间无法确定，但可以确定粒子c在磁场中运动的时间不是最长的，故D错误。 故选B。 8. 一群不同种类的带正电粒子从如图所示的小孔S处无初速度地飘入水平向右，电压恒定的加速电场，被加速后沿中心轴线进入竖直向下、电压恒定的偏转电场，最终打在屏上。已知这几种粒子电荷量相同但质量不同，整个装置处于真空中，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 加速电场对这几种粒子做的功不同 B. 这几种粒子进入偏转电场的速度相同 C. 这几种粒子运动到屏上所用的时间相同 D. 这几种粒子打在屏上的位置相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．设加速电场的电压为，则加速电场对粒子做功 由于这几种粒子电荷量相同，所以加速电场对粒子做功相同。故A错误； B．在加速电场，由动能定理得 解得 由于粒子质量不同，则这几种粒子进入偏转电场的速度不相同。故B错误； C．设加速电场极板间距离为s，则粒子在电场中的运动时间 由于这几种粒子进入偏转电场的速度不相同，粒子在电场中的运动时间不同。故C错误； D．设偏转电场电压为，极板长度为，间距为。则极板间电场强度为 由牛顿第二定律得 粒子竖直方向上偏转位移 联立解得 显然这几种粒子打在屏上的位置一定相同，故D正确； 故选D。 9. 一条形磁铁静止于水平面上，a为其轴线上一点，通有恒定电流的金属圆环固定于条形磁铁附近，其圆心位于条形磁铁的轴线上，环面与轴线垂直，电流方向如图所示。下列说法正确的是（　　） A. a点处磁感应强度方向一定向右 B. 条形磁铁与圆环之间一定互相吸引 C. 圆环各处所受磁场力在圆环平面内的分量都是沿半径向内的 D. 磁体所受沿轴线的磁场力一定是向右的 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，条形磁体在a点磁场方向向右；由安培定则可知，通电线圈在a点磁场方向向左，由于无法确定它们在a点处磁感应强度的大小关系，所以无法确定a点处磁感应强度方向，故A错误； BD．通电线圈等效小磁针，由于线圈在a点磁场方向向左，即线圈左边为N极，所以条形磁铁与圆环之间一定互相排斥。磁体所受沿轴线的磁场力一定是向左的，故BD错误； C．由左手定则结合力的分解可知，圆环各处所受磁场力在圆环平面内的分量都是沿半径向内的，故C正确。 故选C。 10. 电子只在电场力作用下从静止开始，由电场中的A点运动到B点，其速度大小v随时间t变化的v-t图像如图所示，以下说法正确的是（　　） A. 电场线方向由A指向B B. 该电场可能是正点电荷产生的电场 C. 电子在B处的电势能比在A处的电势能大 D. 电子的动量随时间变化得越来越慢 【答案】D 【解析】 【详解】A．电子由电场中的A点运动到B点，动能增大，电势能转换为动能，电势能减小，由于电子带负电，电势增大，沿电场线方向电势降低，因此电场线方向由B指向A，故A错误； B．由 图可知斜率减小，运动过程中加速度减小，电场力减小，又电场线方向由B指向A，沿电场线方向电场力增大，因此该电场可能是负点电荷产生的电场，故B错误； C．电子由电场中的A点运动到B点，动能增大，电势能转换为动能，电势能减小，电子在B处的电势能比在A处的电势能小，故C错误； D．由 图可知斜率减小，运动过程中加速度减小，速度变化越来越慢，因此电子的动量随时间变化得越来越慢，故D正确。 故选D。 11. 如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关瞬间，线圈M中的磁场方向向左 B. 闭合开关，达到稳定后，电流表的示数最大 C. 断开开关瞬间，感应电流从电流表的右接线柱流入 D. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流在铁芯中的磁场方向向左 【答案】C 【解析】 【详解】A．闭合开关瞬间，线圈M中的电流从左端流入、右端流出，根据安培定则（右手螺旋定则）可知，产生的磁场方向向右，故A错误； B．闭合开关达到稳定后，线圈M中的电流恒定，穿过线圈P的磁通量不再变化，线圈P中无感应电流，电流表示数为零，故B错误； CD．断开开关瞬间，线圈M产生的向右磁场减弱，根据楞次定律，线圈P中感应电流产生的磁场方向向右；再由安培定则可知，线圈P中感应电流从右接线柱流入电流表，故C正确，故D错误。 故选C。 12. 如图所示，正电荷Q1和负电荷Q2分别位于x轴上的x=0和x=6cm处，已知Q1=4Q2，选无穷远处为电势零点，下列说法正确的是（　　） A. x轴上场强为0的位置有两处 B. 将试探电荷置于x=8cm处，点电荷受电场力为0 C. 在x>0的区域沿x轴正方向电势一直降低 D. 将仅受电场力的正试探电荷从处由静止释放，其电势能一直减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由分析可知，x轴上场强为0的位置应在的右侧，设其位置坐标为 ，则有 解得 即x轴上只有处的场强为0，故A错误； B．点电荷所受电场力为零的条件是该处的场强为零，由A选项分析可知，x=8cm处的场强不为零，所以点电荷所受电场力也不为零，故B错误； C．由点电荷周围的电势分布特点以及电势的叠加原理可知，在x>0的区域，当时，沿x轴正方向电势降低；当时，沿x轴正方向电势升高；当时，沿x轴正方向电势降低，故C错误； D．当时，其场强方向沿 轴的负方向，故将仅受电场力的正试探电荷从处由静止释放时，正试探电荷在电场力的作用下向 轴的负方向运动，电场力对其做正功，所以其电势能一直减小，故D正确。 故选D。 13. 如图所示，阻值为R的电阻用导线与一个横截面积为S、电阻为r的n匝线圈相连，在线圈中加以竖直方向的磁场B（磁场方向与线圈轴线平行）。已知磁感应强度大小随时间的变化率为k，则下列说法正确的是（　　） A. 若B竖直向上且正在增强，则电流方向从b经过R到a B. 若B竖直向上且正在增强，则线圈中感应电动势的大小为nk C. 若B竖直向下且正在减弱，则a、b两点间的电势差 D. 若B竖直向下且正在减弱，则a、b两点间的电势差 【答案】D 【解析】 【详解】A．若B竖直向上且正在增强，根据楞次定律得感应电流的磁场方向竖直向下，由安培定则得电流方向从a经过R到b。故A错误； B．由法拉第电磁感应定律得 故B错误； CD．若B竖直向下且正在减弱，根据楞次定律得感应电流的磁场方向竖直向下，由安培定则得电流方向从a经过R到b。则 由法拉第电磁感应定律得 导线中的电流 a、b两点间的电势差 故C错误，D正确。 故选D。 14. 光滑绝缘斜面足够长，斜面上B点正上方P处固定一带正电的点电荷Q，C是斜面上离P最近的点，一带负电的小球q从斜面上A点由静止开始上滑，运动过程一直未离开斜面，能够到达的最远点为斜面上的D点（未画出）。下列说法正确的是（　　） A. AC长度小于CD B. 小球在AB之间某一点速度达到最大值 C. 小球在B点的加速度大于在C点的加速度 D. A点的电势与D点的电势相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球q从斜面上A点由静止开始上滑，能够到达的最远点为斜面上的D点，故此过程重力做负功，则电场力必然做正功 则意味着D点距离正电荷更近，故AC长度大于CD，故A错误； B．根据小球运动一直未离开斜面，到B点小球的加速度沿斜面向下，故小球沿着斜面在从A点至B点在做速度先增大后减小的运动，故在此过程存在最大速度，故B正确； C．因小球受电场力作用使之沿斜面向上运动，小球在B点受竖直向下的重力与竖直向上的引力，引力小于重力，小球在C点受垂直于斜面向上的引力与竖直向下的重力，所以在B点的加速度小于在C点的加速度，故C错误； D．由A选项可知，，故D错误。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 如图1所示为实验“研究电容器的充、放电现象”的实验原理图。 （1）把开关S与1相连，电容器处于___________（选填“充电”或“放电”）状态，此过程电压传感器示数___________（选填“增大”“不变”或“减小”），电流传感器示数___________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 （2）用可调电压的电源给电容值为C的电容器在不同电压下进行充电，分别记录电容器两极板间的电势差u和电容器所带的电荷量q，得到的u-q图像如图2所示，则当两极板间电压为U时，电容器所带电荷量为Q，电容器所储存的电势能为 。（选填正确选项前的字母） A. QU B. C. CU2 D. 【答案】（1） ①. 充电 ②. 增大 ③. 减小 （2）BD 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3]把开关S与1相连，此时与电源相连，电容器处于充电状态，根据，充电过程中电荷增多，电容器两端电势差增大，故此过程电压传感器示数增大；随着电容器充电越来越接近饱和，电路中电流越来越小，电流传感器示数减小。 【小问2详解】 图像与坐标轴围成的面积代表电势能，则有 根据 代入可得 故选BD。 16. 某实验小组计划用实验室提供的下列器材较准确地测量一节干电池的电动势ε和内电阻r。 A.电流表：0~0.6A，内阻为0.20Ω B.电压表：0~3V，内阻约为3kΩ C.滑动变阻器R1：0~20Ω，允许通过的最大电流为1A D.开关与导线若干 E.待测干电池一节 （1）根据实验原理 ，若选择电路图1进行实验，___________（选填“电压表”或“电流表”）的测量值是有系统误差的，且该表的测量值___________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）考虑到器材中电流表的已知内阻值对本实验来说是足够精确的，同学们选择电路图2进行实验，根据实验中电流表和电压表的示数得到如图3所示的U-I图像，则干电池的电动势 ___________V，内阻r=___________Ω。（结果均保留两位有效数字） （3）同学们用铜片、铝片和可乐做成了一个可乐电池，如图4所示。已知可乐电池的电动势大约在0.5~0.6V之间，内阻在几千欧左右，同学们用图5所示电路测量其电动势和内电阻，改变电阻箱的阻值R、记录安培表的数据I进行多次实验，根据实验数据作出___________图像即可通过图线的斜率求该可乐电池的电动势。 【答案】（1） ①. 电压表 ②. 偏小 （2） ①. 1.5 ②. 1.3 （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由图可知，由于电压表分流，所以电流表的测量值是有系统误差的，且该表的测量值偏小。 【小问2详解】 根据闭合电路欧姆定律 可知 图像可得电源电动势 图像斜率的绝对值 解得 【小问3详解】 根据 可得 可以通过作出或 图像即可通过图线的斜率求该可乐电池的电动势。 17. 如图所示，足够大的匀强磁场的左边界如虚线所示，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度v沿垂直磁场左边界的方向射入，在磁场中做匀速圆周运动，不计带电粒子所受重力。 （1）求粒子做匀速圆周运动的半径R。 （2）求粒子在磁场中运动的时间t。 （3）为使该粒子做匀速直线运动，还需要同时存在一个匀强电场，求电场强度E的大小并说明电场的方向。 【答案】（1） （2） （3），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 根据洛伦兹力提供向心力 可得 【小问2详解】 根据单边界进出磁场的对称性可知，圆心角 粒子在磁场中运动周期 粒子在磁场中运动的时间 联立解得 【小问3详解】 根据平衡可知 解得 由于粒子带正电，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力方向向上，为使该粒子做匀速直线运动，则匀强电场方向竖直向下。 18. 如图所示，水平放置的平行金属板，A板带正电，B板带负电，两极板间的电势差为U，极板长度为2L，极板间距为d。荧光屏距离极板右侧的水平距离为L。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度v0沿两板的中心轴线O1O2水平射入，出偏转电场后打在荧光屏上的P点（不计粒子的重力）。求： （1）粒子射出极板时的侧移量y； （2）粒子射出极板时的动能Ek； （3）O2P之间的距离Y。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在偏转电场中做类平抛运动，则竖直方向偏移量 水平方向 根据牛顿第二定律可得 根据匀强电场公式 联立解得 【小问2详解】 根据动能定理 解得粒子射出极板时的动能 【小问3详解】 根据带电粒子离开偏转电场速度的反向延长线过偏转电场的中点，由相似三角形得 可得 19. 在竖直平面内有一半径为r的光滑绝缘圆形导轨，圆心为O，D、B分别为圆形导轨的最高点、最低点，A、C连线垂直于DB，质量为m，电荷量为q的带正电小球可以沿圆形轨道的内壁或外壁运动，重力加速度为g，小球可视为质点。 （1）已知圆形导轨所在空间存在水平向右的匀强电场，场强大小，小球从A点以大小为v0的初速度开始沿轨道内壁做完整的圆周运动，如图1所示。 a、求小球经过B点时的速度大小vB； b、说明小球在何处机械能最大； c、请分析并说明，要使小球能够做完整的圆周运动，v0需要满足的条件是什么？ （2）如图2所示，若小球在导轨外壁上的D点以大小为v、方向水平向右的初速度开始运动，到达外壁上的E点（OE与OC夹角为30°）时速度大小仍为v，方向垂直于OE斜向下，为满足上述要求可在空间加一匀强电场，求满足要求的电场强度的最小值Emin，并说明小球做何种运动。 【答案】（1），小球在C点机械能最大， （2），小球做类斜上抛运动 【解析】 【小问1详解】 a. 带正电小球从A点到B点由动能定理有 解得 b. 小球运动过程中受重力、电场力、轨道的弹力三个力，其中轨道弹力沿半径方向与速度方向垂直不做功，机械能的增加量等于电场力做的功，小球从A点到C点电场力做功最多，故小球在C点机械能最大。 c. 对小球受力分析知重力与电场力合力为等效重力，方向与竖直方向的夹角为 ，故点M、N 分别为圆周运动的等效最高点和最低点，要使小球能够做完整的圆周运动就要恰能通过M点，在M点有 从D点到M点由动能定理有 解得 【小问2详解】 过点E做出从D点到E点速度变化的矢量三角形，易知从D点到E点速度的偏转角为 ，速度的变化量大小， 的方向就是加速度或者合力的方向，小球做类斜上抛运动，过重力的箭头作 的垂线段就表示电场力的最小值，即 解得 20. 如图所示，间距为d的水平光滑导轨一端连接阻值为R的电阻，另一端与半径为l的半圆形光滑竖直导轨MO'N相连，M、N分别表示半圆形导轨的最高点、最低点，O'为半圆形导轨的中点，与圆心O等高，导轨间距也为d。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现有一质量为m的金属棒从水平导轨上P点（P、N间距离为s）开始以大小为v0的初速度沿导轨运动，金属棒能够通过半圆形导轨的最高点M且速度大小为v，运动过程中始终与轨道接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，重力加速度为g，对金属棒从P到M的运动过程： （1）求金属棒克服安培力做的功W克安。 （2）a、请描述电阻R中电流方向的变化情况（用“a”、“b”表示）； b、根据（2）a中的描述，分别求出沿不同方向通过电阻R的电荷量。 （3）假设金属棒质量很小而磁场很强，可以不考虑金属棒的重力，在此种情况下分析从P到M的过程中导轨给金属棒弹力的冲量，说明其方向并求出其大小IN。 【答案】（1） （2）[1]先从a至b 后从b至a [2] （3），方向水平向左 【解析】 【小问1详解】 金属棒从P到M的运动过程，由动能定理可得 解得 【小问2详解】 [1] 金属棒从P运动至过程中，金属棒有水平向右的速度分量，依据右手定则可得，电阻R中电流流向为从a至b；金属棒从运动至M过程中，金属棒有水平向左的速度分量，依据右手定则可得，电阻R中电流流向为从b至a。 [2] 金属棒从P运动至过程中 金属棒从运动至M过程中 【小问3详解】 从P到M的过程中,通过电阻R的电荷量 对导体棒列动量定理，取水平向左为正方向 其中 解得 方向水平向左。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $