精品解析：上海市嘉定区第一中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试题（等级考）

2025学年第一学期期末试卷 高二物理等级考试卷 （考试时间60分钟，满分100分） 特别提示： 1.本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选得部分分数，错选不得分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 2.在列式计算、论证以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 静电的利用与防护 闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。建筑物表面越尖锐，越容易聚集电荷引起放电现象发生。因此，避雷针有效地保护了地面的建筑物。 1. 关于带电体，下列说法正确的是（　　） A. 电荷量是反映物体所带电量多少的物理量 B. 物体所带的电量可以是任意值 C. 摩擦起电实质是带电体产生了电荷 D. 验电器可以精确测量带电体所带的电荷量 2. 下列措施中，不属于静电利用的是（　　） A. 静电喷雾 B. 静电复印 C. 安装避雷针 D. 静电除尘 3. 产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会有避雷针，图中虚线为避雷针周围的等差等势线，a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则下列判断正确的是（　　） A. φa>φb B. Ea>Eb C. 避雷针的顶端带正电 D. 一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做负功 4. 雷雨天，在避雷针附近产生电场，其等势面的分布及对应电势如图所示。B、C两点的电势差UBC=______kV；一带电量为+2×10-7C的点电荷q由B运动到C，电场力做功WBC=______J。 5. 如图，真空中某水平面内有一等边三角形ABC，边长d=0.3m。在A点固定一电量q1=+3×10-6C的点电荷，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 （1）求点电荷q1产生的电场在C点的电场强度E1的大小为______N/C； （2）在B点固定另一个q1=-3×10-6C的点电荷，求此时C点的合电场强度E的大小为______N/C，方向为______。 地磁场和磁场力 地球可以看作一个天然的大磁体。这个特殊磁场的存在对地球上的生命起到了保护作用。人类利用这个特殊磁场发明了指南针，为人类定位和航海事业提供了有力保障。磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力。 6. 磁感应强度B的单位T等价于（　　） A. B. C. D. 7. 地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（　　） A. 地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方 B. 地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方 C. 地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方 D. 地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方 8. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B. 乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C. 丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实 D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实 9. 某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下： （1）如图所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向______（选填“相同”或“相反”）。 （2）改变电流大小，小磁针指向将______（选填“变化”或“不变”）； 10. 据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为。某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图所示，开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的轴正方向。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与轴正方向的夹角为。该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为（　　） A. ，方向沿轴正方向 B. ，方向沿轴正方向 C. ，方向沿轴正方向 D. ，方向沿轴正方向 11. 如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则： （1）AB棒所受安培力的方向为______（选填“向上”或“向下”）； （2）电流的方向为______（选填“从A到B”或“从B到A”）。 12. 电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量m=0.2kg的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到v=2km/s。已知轨道宽l=2m、长s=100m，通过的电流为I=10A，则弹体获得的加速度大小为______m/s2，轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=______T（轨道摩擦不计）。 A. ；200 B. ；200 C. ；4 D. ；4 光 现代光学技术在生活生产中有很多的应用。 13. 观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，两个眼镜片的偏振方向________（选填“平行”或“垂直”） 14. 光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率________（选填“小于”或“大于”）外套的折射率。 15. DNA的双螺旋结构是通过X射线的________现象建立起来的模型（如下图）。 16. 工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A. 图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B. a光的频率小于b光的频率 C. 若将图1中的标准样板竖直向上平移，图2中条纹间距变宽 D. 照射同一单缝时，a光能够发生衍射现象，b光不能发生衍射现象 智能手机 智能手机的发展趋势是充分加入了人工智能、5G等多项专利技术，使智能手机成为了用途最为广泛的专利产品。 17. 如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且。两个线圈中所接电阻的阻值均为，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，受电线圈cd两端的输出电压______（A大于、B等于、C小于）22V，充电时，两线圈上所接电阻的阻值______。 18. 智能手机的指纹解锁功能对大多数人也已不再陌生，其中一种用的是电容式指纹解锁。如图有一平行板电容器，极板间距为，正对面积为S，闭合开关K，两极板间有一静止带电液滴，下列说法正确的是（　　） A. 液滴带负电 B. 保持开关K闭合，增大极板间距，液滴向上移动 C. 断开开关K，减小正对面积S，液滴向下移动 D. 保持开关K闭合，A板下移，液滴电势能减小 19. 某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图1所示为实验原理图，已知电池组的电动势约3V，内阻约。 （1）改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的读数，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为____________，内阻为____________（用字母表示）。 （2）若实验选用电阻箱，为，调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大），电源的效率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大） 世界上第一台发电机 图1为世界上第一台发电机：法拉第圆盘发电机。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；紫铜圆盘放置在蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄，使紫铜圆盘旋转起来时，电流表的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流。 20. 依据法拉第电磁感应定律，当穿过单匝线圈回路的磁通量发生变化时，产生的感应电动势大小与______成正比，请依据该定律，写出图2中导体棒ab以速度向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式的推导过程：______（已知导轨间距为，磁感应强度为，方向与导轨平面垂直）； 21. 图1的圆盘发电机正常发电时，黄铜电刷的电势比黄铜电刷的电势______（选填“高”或“低”）；若已知圆盘半径为，圆盘转动的角速度为，圆盘所在处的磁场可看成磁感应强度为的匀强磁场，电阻器的阻值为，其它电阻均忽略不计，则电流表的示数为______。 22. 如图所示，在铁芯上绕着两个线圈甲和乙，如果线圈甲中电流与时间的关系如图A、B、C、D所示，图D为正弦曲线。则在这段时间内能使线圈乙中的电流计G有向右的恒定电流的是图（　　） A. B. C. D. 23. （多选）如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应（　　） A. 向右做减速运动 B. 向左做减速运动 C. 向右做匀速运动 D. 向左做加速运动 24. 打印机 打印机是常用办公用品。打印机工作时，送纸机构能将纸张逐页送入打印。不管是喷墨打印还是激光打印，静电在其中都发挥着重要作用。 （1）硒鼓是激光打印机的核心部件，感光鼓充电后可认为电荷量均为+q的点电荷，对称均匀地分布在半径为R的圆周上，如图所示。若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电量突变为+3q，则圆心O点处的电场强度大小为_______，方向_______。（静电力常量为k） （2）喷墨打印机的简化结构如图所示，墨盒发出质量为m，电量为−q的微小墨滴，经带电室后所带电荷量由输入信号控制。随后以一定的初速度v0进入长为L、间距为d、电压为U的带电平行金属板，金属板右端与纸的距离为L1。忽略空气阻力、墨滴所受重力和偏转电场的边缘效应。 ①如图，某同学画出了墨滴的运动轨迹，请判断是否正确并说明原因。__________，______________________________________________________；墨滴运动到电场边缘时偏离入射方向的距离为______________。 ②某同学为了研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在泼墨打印机结构的基础上，增加了磁场区域，如图所示。已知两金属板相距为d=0.05m，电压为U=10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R=0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ=60°，不计离子重力。求： 离子速度v的大小____； 离子的比荷____； 离子在圆形磁场区域中运动时间t____。‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期期末试卷 高二物理等级考试卷 （考试时间60分钟，满分100分） 特别提示： 1.本试卷标注“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，漏选得部分分数，错选不得分；未特别标注的选择类试题，每小题只有1个正确选项。 2.在列式计算、论证以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 静电的利用与防护 闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。建筑物表面越尖锐，越容易聚集电荷引起放电现象发生。因此，避雷针有效地保护了地面的建筑物。 1. 关于带电体，下列说法正确的是（　　） A. 电荷量是反映物体所带电量多少的物理量 B. 物体所带的电量可以是任意值 C. 摩擦起电实质是带电体产生了电荷 D. 验电器可以精确测量带电体所带的电荷量 2. 下列措施中，不属于静电利用的是（　　） A. 静电喷雾 B. 静电复印 C. 安装避雷针 D. 静电除尘 3. 产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会有避雷针，图中虚线为避雷针周围的等差等势线，a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点的电势分别为φa、φb，则下列判断正确的是（　　） A. φa>φb B. Ea>Eb C. 避雷针的顶端带正电 D. 一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做负功 4. 雷雨天，在避雷针附近产生电场，其等势面的分布及对应电势如图所示。B、C两点的电势差UBC=______kV；一带电量为+2×10-7C的点电荷q由B运动到C，电场力做功WBC=______J。 5. 如图，真空中某水平面内有一等边三角形ABC，边长d=0.3m。在A点固定一电量q1=+3×10-6C的点电荷，静电力常量k=9.0×109N·m2/C2。 （1）求点电荷q1产生的电场在C点的电场强度E1的大小为______N/C； （2）在B点固定另一个q1=-3×10-6C的点电荷，求此时C点的合电场强度E的大小为______N/C，方向为______。 【答案】1. A 2. C 3. C 4. ①. -2 ②. -4×10-4J 5. ①. 3×105 ②. 3×105 ③. 水平向左 【解析】 【1题详解】 AB．电荷量是反映物体所带电量多少的物理量，物体所带的电量是元电荷的整数倍，不能取任意值，故A正确，B错误； C．摩擦起电实质不是带电体产生了电荷，而是电子的转移，故C错误； D．验电器可以确定带电体所带的电性，但不能精确测量带电体所带的电荷量，故D错误。 故选A。 【2题详解】 静电喷雾、静电复印、静电除尘均是利用静电原理，而安装避雷针属于尖端放电。 故选C。 【3题详解】 AC．闪电的积雨云底层带负电，根据静电感应原理可知，避雷针的顶端感应产生正电荷，避雷针顶端带正电，则电场线由避雷针指向云层，由于沿电场方向电势降低，所以，故A错误，C正确； B．电场线较密的地方等差等势面较密，电场强度较大，则，故B错误； D．一带负电的雨滴从a下落至b，电势升高，电势能减小，电场力做正功，故D错误。 故选C。 【4题详解】 [1]B、C两点的电势差为 [2]电场力做功为 【5题详解】 [1]点电荷q1产生的电场在C点的电场强度大小为 [2][3]B点固定的点电荷在C点的场强与A点固定的点电荷在C点产生的电场强度大小相等，则C点的合电场强度E的大小为 方向水平向左。 地磁场和磁场力 地球可以看作一个天然的大磁体。这个特殊磁场的存在对地球上的生命起到了保护作用。人类利用这个特殊磁场发明了指南针，为人类定位和航海事业提供了有力保障。磁场力包括磁场对其中的磁体、运动电荷和电流的作用力。 6. 磁感应强度B的单位T等价于（　　） A. B. C. D. 7. 地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，相关解释正确的是（　　） A. 地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向北方 B. 地球表面磁场方向由南向北，指南针静止时N极指向南方 C. 地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向北方 D. 地球表面磁场方向由北向南，指南针静止时S极指向南方 8. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是（　　） A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实 B. 乙图表明条形磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止 C. 丙图中导线通电后，其产生磁场的磁感应强度的方向符合物理事实 D. 丁图中环形导线通电后，其轴心位置小磁针N极向纸面内旋转符合物理事实 9. 某同学受奥斯特和安培实验的启发，产生了探究通电长直导线周围磁场的兴趣。探究过程如下： （1）如图所示，让竖直的通电长直导线垂直穿过一张硬纸板，以导线为中心在纸板上任意作直线ab、cd，在直线上不同位置放上能够自由转动的小磁针。发现当小磁针静止时，直线上关于导线对称的两处小磁针N极指向______（选填“相同”或“相反”）。 （2）改变电流大小，小磁针指向将______（选填“变化”或“不变”）； 10. 据测量，地球表面某处地磁场的磁感应强度水平分量为。某校物理兴趣小组估测磁体附近磁感应强度。他们将一小磁针放在一个水平放置的螺线管的轴线上。如图所示，开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的轴正方向。闭合开关后，发现小磁针N极的指向与轴正方向的夹角为。该通电螺线管在小磁针处产生的磁感应强度的大小为（　　） A. ，方向沿轴正方向 B. ，方向沿轴正方向 C. ，方向沿轴正方向 D. ，方向沿轴正方向 11. 如图所示，一块蹄形磁铁放在水平台秤上，金属棒AB固定在两个磁极之间。当AB中通入电流时，台秤示数减小。则： （1）AB棒所受安培力的方向为______（选填“向上”或“向下”）； （2）电流的方向为______（选填“从A到B”或“从B到A”）。 12. 电磁炮的主要结构原理如图所示。假设某电磁炮能把质量m=0.2kg的弹体（包括金属杆CD的质量）由静止匀加速到v=2km/s。已知轨道宽l=2m、长s=100m，通过的电流为I=10A，则弹体获得的加速度大小为______m/s2，轨道间所加的匀强磁场的磁感应强度B=______T（轨道摩擦不计）。 A. ；200 B. ；200 C. ；4 D. ；4 【答案】6. D 7. A 8. A 9. ①. 相反 ②. 不变 10. A 11. ①. 向下 ②. 从B到A 12. A 【解析】 【6题详解】 根据磁感应强度的定义式，可知 所以单位T等价于N/(A∙m)。 故选D。 【7题详解】 地球表面上水平放置的指南针可以“指南”，是由于地球也是一个巨大的磁体，地理的南极对应地磁的N极，地理的北极对应地磁的S极，所以地球表面磁场方向由南向北，且指南针静止时N极指向磁场方向，即N极指向北方。 故选A。 【8题详解】 A．图中通电导线通入反向电流，彼此间为斥力，所以导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实，故A正确； B．条形磁铁外部的磁感线总是从N极出发，指向S极，内部磁感线从S极指向N极，故B错误； C．导线通电后，根据右手螺旋定则可知，其产生磁场的磁感应强度的方向应向右，不符合物理事实，故C错误； D．环形导线通电后，根据右手螺旋定则可知，环形导线内部的磁场方向垂直纸面向外，所以其轴心位置小磁针N极向纸面外旋转，故D错误。 故选A。 【9题详解】 [1]根据右手螺旋定则可知，通电直导线周围的磁场的磁感线应以直导线为圆心的同心圆，所以关于导线对称的两处小磁针N极指向为所在处磁场方向，二者相反； [2]改变电流大小，磁场强弱发生变化，但各处的磁场方向不变，所以小磁针指向将不变。 【10题详解】 开关断开，小磁针静止时N极指向处于水平面内xOy坐标系中的y轴正方向，即地磁场的磁感应强度水平分量沿y轴正方向，闭合开关后，发现小磁针N极的指向与y轴正方向的夹角为45°，即合磁场方向指向45°，所以通电螺线管产生的磁场方向沿x轴正方向，大小为 故选A。 【11题详解】 [1]当AB中通入电流时，台秤示数减小，即磁铁所受金属棒的作用力向上，根据牛顿第三定律可知，AB棒所受安培力的方向为向下； [2]根据左手定则可知，金属棒上的电流方向从B到A。 【12题详解】 根据速度位移关系 代入数据解得 根据牛顿第二定律 故选A。 光 现代光学技术在生活生产中有很多的应用。 13. 观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，两个眼镜片的偏振方向________（选填“平行”或“垂直”） 14. 光信号在光导纤维中发生全反射，内芯的折射率________（选填“小于”或“大于”）外套的折射率。 15. DNA的双螺旋结构是通过X射线的________现象建立起来的模型（如下图）。 16. 工厂技术人员用下图1所示空气薄膜干涉装置来检查玻璃平面的平整程度。分别用a、b两种单色光从标准样板上方入射后，从上往下看到的部分明暗相间的条纹如图2中的甲、乙（同一视野区域）所示。下列判断正确的是（　　） A. 图2中条纹弯曲处对应着被检查平面处凸起 B. a光的频率小于b光的频率 C. 若将图1中的标准样板竖直向上平移，图2中条纹间距变宽 D. 照射同一单缝时，a光能够发生衍射现象，b光不能发生衍射现象 【答案】13. 垂直 14. 大于 15. 衍射 16. AB 【解析】 【13题详解】 3D电影播放的是两个偏振方向垂直的画面，眼镜的两个镜片分别只允许对应偏振方向的光通过，让左右眼接收不同画面，大脑合成立体效果。 【14题详解】 全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，内芯是光密介质（折射率大），外套是光疏介质（折射率小），才能让光在内芯与外套的界面发生全反射并传播。 【15题详解】 图中是DNA的X射线衍射图谱，所以DNA的双螺旋结构是通过X射线的衍射现象建立起来的模型。 【16题详解】 A．根据薄膜干涉的规律可知，同一条纹对应的空气薄膜的厚度相同，当条纹向薄片一侧弯曲，可知弯曲处对应着被检查平面处凸起，故A正确； B．图2中a的条纹间距宽，说明a光的波长大于b光的波长，根据可知，a光的频率小于b光的频率，故B正确； C．将图1中的标准样板竖直向上平移，没有改变光的波长和劈尖的角度，所以条纹间距不变，故C错误； D．衍射现象总是存在的，只有明显与不明显的差异，故照射同一单缝时a、b光均能发生衍射现象，故D错误。 故选AB。 智能手机 智能手机的发展趋势是充分加入了人工智能、5G等多项专利技术，使智能手机成为了用途最为广泛的专利产品。 17. 如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈的匝数为，且。两个线圈中所接电阻的阻值均为，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，受电线圈cd两端的输出电压______（A大于、B等于、C小于）22V，充电时，两线圈上所接电阻的阻值______。 18. 智能手机的指纹解锁功能对大多数人也已不再陌生，其中一种用的是电容式指纹解锁。如图有一平行板电容器，极板间距为，正对面积为S，闭合开关K，两极板间有一静止带电液滴，下列说法正确的是（　　） A. 液滴带负电 B. 保持开关K闭合，增大极板间距，液滴向上移动 C. 断开开关K，减小正对面积S，液滴向下移动 D. 保持开关K闭合，A板下移，液滴电势能减小 19. 某兴趣小组对研究手机电池产生兴趣，利用手边器材，先从测量电池组的电动势和内阻开始研究。如图1所示为实验原理图，已知电池组的电动势约3V，内阻约。 （1）改变电阻箱的阻值，记录对应电压表的读数，作出的图像如图2所示，图线与横、纵坐标轴的截距分别为、，定值电阻的阻值用表示，则可得该电池组的电动势为____________，内阻为____________（用字母表示）。 （2）若实验选用电阻箱，为，调节电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大），电源的效率如何变化______（A变大、B变小、C先变大后变小、D先变小后变大） 【答案】17. ①. C ②. 20 18. D 19. ①. ②. ③. C ④. A 【解析】 【17题详解】 [1][2]送电线圈回路，有 受电线圈回路，有 又 联立解得， 由于，受电线圈cd两端的输出电压小于22V。 故选C。 【18题详解】 A．由于电容器上极板与电源负极相连，下极板与电源正极相连，所以电容器内部电场强度方向向上，液滴处于静止状态，则液滴受到向下的重力和向上的电场力，电场力方向与电场强度方向相同，则液滴带正电，故A错误； B．由于电容器与电源相连，则U不变，增大极板间距，根据可知，电场强度减小，电场力减小，液滴向下移动，故B错误； C．断开开关，Q不变，减小正对面积，根据电容的决定式可知，电容减小，根据电容的定义式可知，电容器两极板间电压增大，则电场强度增大，液滴向上移动，故C错误； D．保持开关K闭合，A板下移，则d减小，由于U不变，则电场强度增大，所以下极板与Y点间的电势差增大，则Y点电势减小，液滴电势能减小，故D正确。 故选D。 【19题详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可得 变形可得 结合图线可得， 所以， [3]根据等效电源法可知，电阻箱消耗的功率等于等效电源的输出功率，当电阻箱阻值从零开始逐渐变大的过程中，电阻箱的功率应先变大后变小。 故选C。 [4]电源的效率为 由此可知，随外电路电阻增大，电源的效率不断增大。 故选A。 世界上第一台发电机 图1为世界上第一台发电机：法拉第圆盘发电机。圆心处固定一个摇柄，圆盘的边缘和圆心处各与一个黄铜电刷紧贴，用导线把电刷与电流表连接起来；紫铜圆盘放置在蹄形磁铁的磁场中。当法拉第转动摇柄，使紫铜圆盘旋转起来时，电流表的指针偏向一边，这说明电路中产生了持续的电流。 20. 依据法拉第电磁感应定律，当穿过单匝线圈回路的磁通量发生变化时，产生的感应电动势大小与______成正比，请依据该定律，写出图2中导体棒ab以速度向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式的推导过程：______（已知导轨间距为，磁感应强度为，方向与导轨平面垂直）； 21. 图1的圆盘发电机正常发电时，黄铜电刷的电势比黄铜电刷的电势______（选填“高”或“低”）；若已知圆盘半径为，圆盘转动的角速度为，圆盘所在处的磁场可看成磁感应强度为的匀强磁场，电阻器的阻值为，其它电阻均忽略不计，则电流表的示数为______。 22. 如图所示，在铁芯上绕着两个线圈甲和乙，如果线圈甲中电流与时间的关系如图A、B、C、D所示，图D为正弦曲线。则在这段时间内能使线圈乙中的电流计G有向右的恒定电流的是图（　　） A. B. C. D. 23. （多选）如图所示，要使金属环C向线圈A运动，导线ab在金属导轨上应（　　） A. 向右做减速运动 B. 向左做减速运动 C. 向右做匀速运动 D. 向左做加速运动 【答案】20. ①. 磁通量的变化率 ②. 设经过时间，导体棒ab向右运动的距离为 由法拉第电磁感应定律可得，导体棒ab以速度v向右切割磁感线时产生的感应电动势表达式为 21. ①. 低 ②. 22. C 23. AB 【解析】 【20题详解】 [1]由题知线圈是单匝的，根据法拉第电磁感应定律 可知产生的感应电动势大小与磁通量的变化率成正比； [2]略； 【21题详解】 [1]从左向右看，圆盘顺时针转动，根据右手定则，可知在圆盘上电流由C到D，即D点电势高，则黄铜电刷C的电势比黄铜电刷D的电势低； [2]圆盘转动时产生的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律可知电路中电流为 故电流表示数为 【22题详解】 A．如果甲中通以A图电流，则穿过乙回路磁通量不变，没有感应电流，故A错误； B．如果甲中通以B图电流，根据右手螺旋定则可知，穿过乙的磁通量向左增大，根据楞次定律可知，则乙中电流计G中有向左的恒定电流通过，故B错误； C．如果甲中通以C图电流，根据右手螺旋定则可知，穿过乙的磁通量向左减小，根据楞次定律可知，则乙中电流计G中有向右的恒定电流通过，故C正确； D．如果甲中通以D图电流，在时间段内，甲中电流为正且逐渐减小，根据右手螺旋定则可知，穿过乙的磁通量向左减小，则乙中电流计G中电流中有向右的变化电流通过，故D错误。 故选C。 【23题详解】 由楞次定律可知，感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化，由于金属环C向线圈A运动，说明原磁场在减小，由于线圈A中的电流是由导线切割磁场产生的，由于原磁场在减小，只需要导线ab减速运动即可。 故选AB。 24. 打印机 打印机是常用办公用品。打印机工作时，送纸机构能将纸张逐页送入打印。不管是喷墨打印还是激光打印，静电在其中都发挥着重要作用。 （1）硒鼓是激光打印机的核心部件，感光鼓充电后可认为电荷量均为+q的点电荷，对称均匀地分布在半径为R的圆周上，如图所示。若某时刻圆周上P点的一个点电荷的电量突变为+3q，则圆心O点处的电场强度大小为_______，方向_______。（静电力常量为k） （2）喷墨打印机的简化结构如图所示，墨盒发出质量为m，电量为−q的微小墨滴，经带电室后所带电荷量由输入信号控制。随后以一定的初速度v0进入长为L、间距为d、电压为U的带电平行金属板，金属板右端与纸的距离为L1。忽略空气阻力、墨滴所受重力和偏转电场的边缘效应。 ①如图，某同学画出了墨滴的运动轨迹，请判断是否正确并说明原因。__________，______________________________________________________；墨滴运动到电场边缘时偏离入射方向的距离为______________。 ②某同学为了研究带电粒子在电磁场中的运动情况，在泼墨打印机结构的基础上，增加了磁场区域，如图所示。已知两金属板相距为d=0.05m，电压为U=10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R=0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知OF与OD夹角θ=60°，不计离子重力。求： 离子速度v的大小____； 离子的比荷____； 离子在圆形磁场区域中运动时间t____。‍ 【答案】（1） ①. ②. P指向O （2） ①. 不正确 ②. 金属板右端与纸之间区域电荷不受到力的作用，应做匀速直线运动 ③. ④. 2000m/s ⑤. 2.0×104C/kg ⑥. 9.0×10−5s 【解析】 【小问1详解】 [1][2]P点的一个点电荷的电量突变为+3q，可分成一个+q和一个+2q电荷，根据电场对称性，电荷量均为+q的点电荷，在O点的电场强度为0，则剩余的+2q电荷在O点产生的场强为，方向P指向O。 【小问2详解】 ①[1][2]金属板右端与纸之间区域电荷不受到力的作用，应做匀速直线运动，故墨滴的运动轨迹画得不正确。 [3]在平行金属板区域，墨汁微滴做类平抛运动，沿初速度方向，有 垂直于速度方向，有 又， 联立解得运动到电场边缘时偏离入射方向的距离 ②[4]离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力相等，即 又 解得 [5]在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 如图所示，由几何关系有 解得离子的比荷 [6]弧CF对应圆心角为θ=60°，离子在圆形磁场区域中运动时间 又周期 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $