精品解析：北京市通州区2025-2026学年高三上学期摸底考试物理试卷

通州区2025—2026学年高三年级摸底考试 物理试卷 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，请将答题卡交回。 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. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（  ） A. a点场强小于b点场强 B. a点电势大于b点电势 C. 带电粒子从a到b动能减小 D. 带电粒子从a到b电势能减小 2. 随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接收来自基站的电磁波（甲波），再使用电磁波（乙波）与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 甲波和乙波均为纵波 B. 甲波是横波，乙波是纵波 C. 甲波和乙波都具有能量 D. 在真空中，甲波比乙波传播得慢 3. 如图所示，在真空中，将一个与外界绝缘的导体缓慢移近带正电的小球P（但不接触），其中M、N为导体内部的两点。下列说法正确的是（　　） A. 导体的右端带正电荷，左端带负电荷 B. 导体右端的感应电荷量逐渐减少 C. 导体内部的电场强度逐渐增大 D. 感应电荷在M点产生电场强度大于在N点产生的电场强度 4. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向左移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 金属圆环对桌面的压力大于其自身重力 C. 金属圆环有相对桌面向左的运动趋势 D. 金属圆环受到水平向左的摩擦力 5. 如图所示为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹，a和b是轨迹上的两点。云室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直。关于粒子的电性及运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电，由a点运动到b点 B. 粒子带负电，由a点运动到b点 C. 粒子带正电，由b点运动到a点 D. 粒子带负电，由b点运动到a点 6. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交流电。下列说法正确的是（　　） A. 保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 B. 保持Q位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器R消耗的功率变大 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输入功率变小 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输出电压变小 7. 某同学自制的手摇交流发电机结构如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，其阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值也为R的灯泡。假设发电机工作时灯泡能发光，且两端电压不超过额定电压。除线圈和灯泡外其他电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动的角速度大小为 B. 灯泡两端电压有效值为 C. 若小轮半径增大为原来的两倍，则灯泡将变得更亮 D. 若使用总长为原来两倍的同规格漆包线，绕制成边长不变、匝数为2n的正方形线圈，则灯泡两端电压有效值变为原来的两倍 8. 如图所示，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的定值电阻构成的电路。用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为。如果把1和2接线柱用导线连接起来，则1和3接线柱之间的电阻为（　　） A. 2Ω B. 3Ω C. 4Ω D. 6Ω 9. 在如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，电路中电阻为，小型直流电动机M的内阻为。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为。下列说法正确的是（　　） A. 电源两端的电压为 B. 电源输出的电功率为 C. 电动机两端的电压为 D. 电动机的输出功率为 10. 2025年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场简化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图所示）。已知电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若一带电量为q的正离子在该电场和磁场中运动时，其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，不计离子重力。下列说法正确的是（　　） A. 该离子所受电场力的瞬时功率为 B. 该离子所受洛伦兹力的大小为 C. 该离子的加速度不断变大 D. 该离子的速度不断增大 11. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示：电容器两极板M和N中，M极板固定在手机上，N极板通过两根轻弹簧与手机相连，使得N极板只能在图中标识的前后方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 手机向前匀速运动时，电阻R将以恒定功率发热 B. 手机突然向前减速时，电容器两极板间电压增大 C. 手机突然向前减速时，电流由a向b流过电流表 D. 手机向前匀加速运动时，M、N间的电场强度逐渐减小 12. 一种新型环保电源的输出电压与输出电流的关系如图所示。该电源的电动势恒定不变，但内阻随电流变化。现将该电源与一个阻值可连续调节（调节范围足够大）的电阻串联，构成闭合电路。下列说法正确的是（　　） A. 在任意电流时，电源内阻值等于该点图线切线斜率的绝对值 B. 当回路电流从零逐渐增大时，电源内阻随之减小 C. 当回路电流从零逐渐增大时，所串联的可调电阻的阻值增大 D. 当回路电流从零逐渐增大时，电源的输出功率先增大后减小 13. 如图所示，一质量为m、边长为L的U形金属杆，其下端浸没在导电液体中，深度为h。导电液体与电源相连，金属杆所在空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。闭合开关后，金属杆向上飞起，其下端离液面最大高度为H，已知从闭合开关到金属杆下端离开液面的通电时间为t。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关后，回路中的电流为逆时针方向 B. 金属杆离开液面时的速度为 C. 飞起至最大高度的过程中，金属杆所受安培力做功为mgH D. 飞起至最大高度的过程中，通过金属杆的电荷量为 14. 库仑在18世纪通过扭秤和电摆实验，为电荷相互作用规律的定量研究奠定了基础。如图所示为电摆实验装置，其中G为绝缘支架上的金属球。一根左端贴有金箔的绝缘轻杆C，通过丝线S悬挂，并保持水平。实验时使G与金箔带异种电荷，金箔在G的静电力作用下可在水平面内做简谐运动。通过测量G球心到金箔的不同距离r下金箔摆动的周期T，即可探究T与r的关系。库仑设想，若异种电荷之间的静电力与万有引力类似，满足平方反比规律，则T与r的关系，应和不同海拔高度处的单摆周期与单摆到地心的距离之间具有相同的规律。实验结果证实了这一猜想。据此，关于库仑的实验结论，下列说法正确的是（　　） A. T应与成正比 B. T应与r成正比 C. T应与成正比 D. T应与成正比 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 采用多用电表欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是_________ A. 测量前，无需将待测电阻与电源及其他元件都断开 B. 用多用电表测电阻前应先进行机械调零 C. 每次换挡后都要重新进行欧姆调零 D. 测量时，为保证接触良好，需用双手将表笔金属头紧紧捏在电阻两端 16. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，将条形磁体的N极朝下，并将其向下插入螺线管时（如图所示），观察到电流表指针向左偏转。下列说法正确的是________。（填选项前的字母） A. 磁体插入的速度越大，电流表指针偏转幅度越大 B. 磁体插入的速度越大，电流表指针偏转幅度越小 C. 将磁体的S极朝下，并将其向上抽出螺线管，电流表指针向右偏转 D. 将磁体的S极朝下，并将其向下插入螺线管，电流表指针向右偏转 17. 利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图1所示。先将开关S接1端，待电路稳定后再将开关S掷向2端，电容器通过定值电阻R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图2所示。 a.根据图像估算出图线与坐标轴围成的面积共45小格，则电容器全部放电过程中的电荷量约为________C；（结果保留2位有效数字） b.若仅将定值电阻R更换为阻值更大的电阻进行实验，则电容器放电所需的时间会________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 18. 某同学为测量平时使用的铅笔芯的电阻率，可用的实验器材有： A.待测铅笔芯：总长度10cm左右 B.直流电源：电动势15V，内阻不计 C.电压表：量程0∼15V，内阻未知 D.电流表：量程0∼0.6A，内阻未知 E.滑动变阻器：最大阻值10Ω F.滑动变阻器：最大阻值200Ω G.毫米刻度尺 H螺旋测微器 I开关，导线（带鳄鱼夹） J.坐标纸 其所设计的实验步骤如下： （1）用螺旋测微器测量铅笔芯的横截面直径d。 （2）按图1连接电路，其中滑动变阻器选用________（选填“”或“”）。 （3）闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到________（选填“c端”“d端”或“中间”），用鳄鱼夹a夹住铅笔芯的一侧端点，另一个鳄鱼夹b夹在铅笔芯某个位置。闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1和2端，观察到电流表示数变化比电压表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（选填“1”或“2”）端。 （4）正确接线后，闭合开关，记录电压表示数U、电流表示数I以及对应两夹子之间的铅笔芯长度x。通过改变鳄鱼夹b的位置，记录多组U、I、x的值。 （5）在坐标纸上描点，画出图像如图2所示，其斜率为k，纵轴上的截距为b，则该铅笔芯的电阻率为________（用测得量和已知量的符号表示）。进一步分析该图线不通过坐标原点的原因是________。 19. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，一质量为m、带电量为的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。小球静止时，细线与竖直方向的夹角，位于图中的P点。已知重力加速度为g，，。 （1）求该匀强电场的电场强度E的大小和方向； （2）若规定虚线位置电势为零，求P点电势的大小； （3）若带电小球从最低位置由静止释放，求小球再次到达P点时的速度v的大小。 20. 质谱仪的构造原理如图所示。粒子源S产生的带正电粒子首先经M、N两带电金属板间的加速电场加速，然后沿直线从缝隙O垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中经过半个圆周打在感光区域的P点。已知M、N两板间电压为U，粒子的质量为m、电荷量为q。若粒子进入电场时的初速度、所受重力及粒子间的相互作用力均可忽略。 （1）求粒子离开加速电场时速度v的大小； （2）求O、P两点间的距离L； （3）实际上，M、N两板间的电势差是不稳定的，会在区间内浮动，导致感光区域有一定的宽度，求该感光宽度d的大小。 21. “通量”是物理学中的重要概念，在研究磁场时我们引入了“磁通量”。与之类似，在静电场中，“电通量”也是一种常见“通量”。在定义“电通量”时只需要把“磁通量”中的磁感应强度B替换为电场强度E即可。已知静电力常量为k，半径为的球体表面积公式为。 （1）a.根据电场强度的定义和库仑定律，推导点电荷在距其为x处的电场强度E的大小表达式； b.求通过真空中以点电荷为球心，以R为半径的球面的电通量。 （2）磁单极子是被预言可独立存在的单一磁极粒子（仅带N极或S极），其磁感线分布类似于点电荷的电场线。如图1所示，包围某N极磁单极子的闭合球面的磁通量为。若该磁单极子以恒定速度v沿轴线穿过一个半径为r的金属圆环（如图2所示），圆环的环横截面半径远小于圆环半径。求当磁单极子运动至圆环中心O时，圆环中的感应电动势的大小。 22. 我国在航母舰载机电磁弹射领域已达到世界先进水平。如图1为电磁弹射系统简化等效电路（俯视图），两根固定于水平面内的足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计。导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）。舰载机（含滑架）可等效为一质量为m、电阻不计的金属棒MN，垂直放在两导轨间。导轨左端连接电路，其直流电源电动势为E，超级电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。先闭合开关K，将开关S接1，使电容器完全充电，然后断开开关K，将S接至2，MN由静止开始向右加速运动。设MN始终垂直两导轨并与导轨良好接触，忽略一切摩擦阻力及电磁辐射的能量。 （1）求MN由静止开始运动时的加速度a的大小； （2）将开关S接至1到电路达到稳定的过程中，在图2中定性画出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像，并结合该图像论证电路稳定时电容器储存的能量； （3）电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能，将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时，电容器的电荷量减小到充电结束时的，求这次发射过程中的能量转化效率。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 通州区2025—2026学年高三年级摸底考试 物理试卷 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，请将答题卡交回。 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. 如图所示，实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带正电的粒子仅在电场力作用下通过电场，图中虚线为粒子的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是（  ） A a点场强小于b点场强 B. a点电势大于b点电势 C. 带电粒子从a到b动能减小 D. 带电粒子从a到b电势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场线的疏密表示电场强度的强弱，可知a点场强大于b点场强，A错误； B．根据顺着电场线方向，电势降低，可知a点电势小于b点电势，B错误； CD．粒子的运动轨迹向左弯曲，粒子受到的电场力沿电场线向左，若粒子从a到b，电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，D错误，C正确。 故选C。 2. 随着科技的发展，越来越多的人选择使用蓝牙耳机进行通话。如图所示，手机先接收来自基站的电磁波（甲波），再使用电磁波（乙波）与蓝牙耳机进行通信。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 甲波和乙波均为纵波 B. 甲波是横波，乙波是纵波 C. 甲波和乙波都具有能量 D. 在真空中，甲波比乙波传播得慢 【答案】C 【解析】 【详解】AB．手机与基站、手机与蓝牙耳机之间的通信都是通过电磁波进行的。电磁波是横波，因此甲波和乙波均为横波，不是纵波，故AB错误； C．波是传递能量的一种形式。电磁波在传播过程中会传递能量，手机和蓝牙耳机正是通过接收电磁波携带的能量和信息来工作的。因此，甲波和乙波都具有能量，故C正确； D．甲波和乙波都是电磁波，在真空中的传播速度都等于光速，传播速度是相同的，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，在真空中，将一个与外界绝缘的导体缓慢移近带正电的小球P（但不接触），其中M、N为导体内部的两点。下列说法正确的是（　　） A. 导体右端带正电荷，左端带负电荷 B. 导体右端的感应电荷量逐渐减少 C. 导体内部的电场强度逐渐增大 D. 感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体在正电荷P的电场中发生静电感应，由于同种电荷相斥，异种电荷相吸，导体中的自由电子会向右端移动，聚集在右端，使右端带负电荷；左端因失去电子而带上等量的正电荷，故A错误； B．当导体缓慢移近带正电的小球P时，导体所处的电场越来越强，静电感应现象越来越显著，导体两端的感应电荷量会逐渐增多，故B错误； C．处于静电平衡状态的导体，其内部的合电场强度处处为零。无论导体如何移动，只要达到静电平衡，其内部场强就为零，不会增大，故C错误； D．导体内部任意一点（如M、N）的合电场强度为零。这说明感应电荷产生的电场（附加电场）与带正电小球P产生的电场（原电场）大小相等、方向相反。根据 可知，P在M、N两点产生的场强 感应电荷在M、N两点产生的场强分别为E感M和E感N。根据场强叠加原理，有EPM = E感M，EPN = E感N 所以感应电荷在M点产生的电场强度也大于在N点产生的电场强度，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，在圆心的正上方一定高度处有一个竖直的条形磁体。把条形磁体水平向左移动时，金属圆环始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 从上往下看，金属圆环中产生逆时针方向的感应电流 B. 金属圆环对桌面的压力大于其自身重力 C. 金属圆环有相对桌面向左的运动趋势 D. 金属圆环受到水平向左的摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】A．穿过金属环的磁感线向下，条形磁铁向左移动时，金属环的磁通量减少，根据楞次定律，从上往下看，金属圆环中产生顺时针方向的感应电流，故A错误； BCD．根据“来拒去留”规律，把条形磁体水平向左移动时，条形磁铁远离金属环，二者相互吸引，金属环受到向左上方的引力作用，所以金属圆环对桌面的压力小于其自身重力，金属圆环相对桌面有向左的运动趋势，金属圆环受到水平向右的摩擦力，故C正确，BD错误。 故选C。 5. 如图所示为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹，a和b是轨迹上的两点。云室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直。关于粒子的电性及运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 粒子带正电，由a点运动到b点 B. 粒子带负电，由a点运动到b点 C. 粒子带正电，由b点运动到a点 D. 粒子带负电，由b点运动到a点 【答案】C 【解析】 【详解】粒子运动过程中，由洛伦兹力提供向心力 解得 穿过铅板后，粒子的速度变小，粒子做圆周运动的半径也变小，所以粒子由铅板的下方进入铅板的上方，故由b点运动到a点，由左手定则可知，粒子带正电。 故选C。 6. 如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交流电。下列说法正确的是（　　） A. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小 B. 保持Q的位置不动，将P向上滑动时，滑动变阻器R消耗的功率变大 C. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输入功率变小 D. 保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器的输出电压变小 【答案】A 【解析】 【详解】A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，变压器输出电压不变，R增大，副线圈电流减小，匝数比不变，则电流表读数变小，故A正确； B．滑动变阻器R消耗的功率为 由于R与大小关系未知，则滑动变阻器R消耗的功率不一定变大，故B错误； CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，根据可知，变压器输出电压增大，则两端电压变大，变压器输出功率变大，则变压器输入功率变大，故CD错误。 故选A。 7. 某同学自制的手摇交流发电机结构如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形，共n匝，其阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值也为R的灯泡。假设发电机工作时灯泡能发光，且两端电压不超过额定电压。除线圈和灯泡外其他电阻忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动的角速度大小为 B. 灯泡两端电压有效值 C. 若小轮半径增大为原来的两倍，则灯泡将变得更亮 D. 若使用总长为原来两倍的同规格漆包线，绕制成边长不变、匝数为2n的正方形线圈，则灯泡两端电压有效值变为原来的两倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．大轮与小轮线速度相同，有 线圈与小轮同轴转动，角速度相同，为，故A错误； B．线圈转动产生正弦式交流电，电动势最大值为 电动势有效值 线圈与灯泡电阻均为，各分一半电压，因此灯泡两端电压有效值为，故B正确； C．若小轮半径增大为原来的两倍，则线圈角速度 线圈产生的电动势最大值为 灯泡两端电压有效值为，因此转速变化前后小灯泡电压有效值减小，灯泡将变暗，故C错误； D．使用总长为原来两倍的同规格漆包线，绕制成边长不变、匝数为的正方形线圈，线圈产生的电动势最大值为 线圈电阻变为，电路总电阻为，根据电阻分压原理可知灯泡两端电压有效值为，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3，黑箱内有一个由三个阻值相同的定值电阻构成的电路。用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为。如果把1和2接线柱用导线连接起来，则1和3接线柱之间的电阻为（　　） A 2Ω B. 3Ω C. 4Ω D. 6Ω 【答案】B 【解析】 【详解】黑箱内为三个阻值相等的电阻，用欧姆表测得任意两个接线柱之间的电阻均为，所以内部电路如图1或图2所示 图1中每个电阻阻值为，当把1、2接线柱连接，两个电阻并联后与另一个电阻串联，阻值为； 图2中有 解得每个电阻阻值为 当把1、2接线柱连起来，1、3接线柱之间阻值为。 故选B。 9. 在如图所示电路中，电源电动势为，内阻为，电路中电阻为，小型直流电动机M的内阻为。闭合开关S后，电动机转动，电流表的示数为。下列说法正确的是（　　） A. 电源两端的电压为 B. 电源输出的电功率为 C. 电动机两端的电压为 D. 电动机的输出功率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可得，故A错误； B．电源输出的电功率为，故B正确； C．电动机两端的电压为，故C错误； D．电动机的输出功率为，故D错误。 故选B。 10. 2025年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场简化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图所示）。已知电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若一带电量为q的正离子在该电场和磁场中运动时，其速度平行于磁场方向的分量大小为，垂直于磁场方向的分量大小为，不计离子重力。下列说法正确的是（　　） A. 该离子所受电场力的瞬时功率为 B. 该离子所受洛伦兹力的大小为 C. 该离子的加速度不断变大 D. 该离子的速度不断增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．瞬时功率的计算公式为 因此该离子所受电场力的瞬时功率，故A错误； B．由于该离子速度垂直于磁场的分量只有，因此离子所受洛伦兹力大小为，故B错误； C．沿电场和磁场方向的加速度为 垂直于电场和磁场方向的加速度为 因此该离子的加速度为 加速度的表达式中所涉及的物理量均不变化，因此该离子的加速度大小不变，故C错误； D．平行于电场和磁场方向，该离子所受的电场力与速度同向，不断增大；垂直于电场和磁场方向，磁场对粒子不做功，不变，因此合速度不断增大，故D正确。 故选D。 11. 微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其原理如图所示：电容器两极板M和N中，M极板固定在手机上，N极板通过两根轻弹簧与手机相连，使得N极板只能在图中标识的前后方向运动。下列说法正确的是（　　） A. 手机向前匀速运动时，电阻R将以恒定功率发热 B. 手机突然向前减速时，电容器两极板间电压增大 C. 手机突然向前减速时，电流由a向b流过电流表 D. 手机向前匀加速运动时，M、N间的电场强度逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀速运动时，N板不动，电容器的电容不变，则电荷量不变，所以回路无电流，电阻R没有热功率，故A错误； B．手机突然向前减速时，电容器两极板间电压依然等于电源电压，电压不变，故B错误； C．手机突然减速时，N板向前运动，则板间距变小，根据可知，电容器的电容增大，根据可知，电容器带电量增大，则电容器充电，电流由a向b流过电流表，故C正确； D．手机向前匀加速运动时，加速度a不变，d不变，故M、N间的电场强度不变，故D错误。 故选C。 12. 一种新型环保电源的输出电压与输出电流的关系如图所示。该电源的电动势恒定不变，但内阻随电流变化。现将该电源与一个阻值可连续调节（调节范围足够大）的电阻串联，构成闭合电路。下列说法正确的是（　　） A. 在任意电流时，电源内阻值等于该点图线切线斜率的绝对值 B. 当回路电流从零逐渐增大时，电源内阻随之减小 C. 当回路电流从零逐渐增大时，所串联的可调电阻的阻值增大 D. 当回路电流从零逐渐增大时，电源的输出功率先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律有 在任意电流时，电源内阻值等于该点与y轴上的点（0，E）连线的斜率的绝对值，从图像可以看出，当电流I从零逐渐增大时，该连线的倾斜程度越来越大，即斜率的绝对值越来越大，所以电源的内阻随之增大，故AB错误； C．所串联的可调电阻为外电路电阻，其阻值 其大小等于图像上的点与坐标原点连线的斜率。从图像可以看出，当电流I从零逐渐增大时，该连线的斜率是逐渐减小的。因此，所串联的可调电阻的阻值减小，故C错误； D．电源的输出功率。从图像可知，当电流为0时，输出功率为0；当电流最大时，输出电压为0，输出功率为0。在中间过程中，电流和电压均不为零。因此，当回路电流从零逐渐增大时，电源的输出功率必然经历一个从0开始增大，达到一个最大值，然后再减小的过程。故D正确。 故选D。 13. 如图所示，一质量为m、边长为L的U形金属杆，其下端浸没在导电液体中，深度为h。导电液体与电源相连，金属杆所在空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。闭合开关后，金属杆向上飞起，其下端离液面最大高度为H，已知从闭合开关到金属杆下端离开液面的通电时间为t。下列说法正确的是（　　） A. 闭合开关后，回路中的电流为逆时针方向 B. 金属杆离开液面时的速度为 C. 飞起至最大高度的过程中，金属杆所受安培力做功为mgH D. 飞起至最大高度的过程中，通过金属杆的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合开关后，金属杆向上飞起，金属杆受到的安培力方向向上，磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则可知，通过回路中的电流为顺时针方向，A错误； B．设金属杆离开液面时的速度为，从液面处到最高点过程中为竖直上抛运动 可得，B错误； C．对金属杆从开始运动到上升至最大高度的整个过程，设安培力做功为，应用动能定理 可得，C错误； D．对金属杆在液体中加速上升的过程（时间为t），应用动量定理 其中 解得，D正确。 故选D 14. 库仑在18世纪通过扭秤和电摆实验，为电荷相互作用规律的定量研究奠定了基础。如图所示为电摆实验装置，其中G为绝缘支架上的金属球。一根左端贴有金箔的绝缘轻杆C，通过丝线S悬挂，并保持水平。实验时使G与金箔带异种电荷，金箔在G的静电力作用下可在水平面内做简谐运动。通过测量G球心到金箔的不同距离r下金箔摆动的周期T，即可探究T与r的关系。库仑设想，若异种电荷之间的静电力与万有引力类似，满足平方反比规律，则T与r的关系，应和不同海拔高度处的单摆周期与单摆到地心的距离之间具有相同的规律。实验结果证实了这一猜想。据此，关于库仑的实验结论，下列说法正确的是（　　） A. T应与成正比 B. T应与r成正比 C. T应与成正比 D. T应与成正比 【答案】B 【解析】 【详解】由单摆的周期为和重力加速度为，联立可得 即T应与r成正比。 故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 采用多用电表欧姆挡测量电阻时，下列说法正确的是_________ A. 测量前，无需将待测电阻与电源及其他元件都断开 B. 用多用电表测电阻前应先进行机械调零 C. 每次换挡后都要重新进行欧姆调零 D. 测量时，为保证接触良好，需用双手将表笔金属头紧紧捏在电阻两端 【答案】BC 【解析】 【详解】A. 测量电阻时，必须将待测电阻与电源及其他元件断开，否则可能损坏电表或导致读数错误，故A错误； B. 用多用电表进行测量前，应先观察指针是否对准左侧的零刻度线，若不重合，应进行机械调零，故B正确； C. 用多用电表欧姆挡测电阻时测量前必须欧姆调零，并且每次换挡都要重新欧姆调零，故C正确； D. 人是导体，人与导体接触时，人与导体并联，并联阻值小于导体电阻值，为了使测量值比较准确，不能用两手将两表笔与待测电阻两端紧紧捏在一起，故D错误。 故选BC。 16. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，将条形磁体的N极朝下，并将其向下插入螺线管时（如图所示），观察到电流表指针向左偏转。下列说法正确的是________。（填选项前的字母） A. 磁体插入的速度越大，电流表指针偏转幅度越大 B. 磁体插入的速度越大，电流表指针偏转幅度越小 C. 将磁体的S极朝下，并将其向上抽出螺线管，电流表指针向右偏转 D. 将磁体的S极朝下，并将其向下插入螺线管，电流表指针向右偏转 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．将磁体插入的速度越大，磁通量变化率越大，感应电动势越大，则感应电流越大，电流表指针偏转幅度越大，故A正确，B错误； CD．将条形磁体的N极朝下，并将其向下插入螺线管时（如图所示），磁通量向下增大，观察到电流表指针向左偏转，则将磁体的S极朝下，并将其向上抽出螺线管，磁通量向上减小，根据楞次定律可知，电流表指针向左偏转；将磁体的S极朝下，并将其向下插入螺线管，磁通量向上增大，根据楞次定律可知，电流表指针向右偏转，故C错误，D正确。 故选AD。 17. 利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图1所示。先将开关S接1端，待电路稳定后再将开关S掷向2端，电容器通过定值电阻R放电。传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图2所示。 a.根据图像估算出图线与坐标轴围成的面积共45小格，则电容器全部放电过程中的电荷量约为________C；（结果保留2位有效数字） b.若仅将定值电阻R更换为阻值更大的电阻进行实验，则电容器放电所需的时间会________（选填“变长”“变短”或“不变”）。 【答案】 ①. ②. 变长 【解析】 【详解】a.[1]根据可知I-t图线与坐标轴围成的面积表示电容器放电的电荷量，则 b. [2]电容器放出的电荷量一定，若仅将定值电阻R换用阻值更大的电阻，开始时电路中的电流减小，因此电容器放电的时间会变长。 18. 某同学为测量平时使用的铅笔芯的电阻率，可用的实验器材有： A.待测铅笔芯：总长度10cm左右 B.直流电源：电动势15V，内阻不计 C.电压表：量程0∼15V，内阻未知 D.电流表：量程0∼0.6A，内阻未知 E.滑动变阻器：最大阻值10Ω F.滑动变阻器：最大阻值200Ω G.毫米刻度尺 H.螺旋测微器 I.开关，导线（带鳄鱼夹） J.坐标纸 其所设计的实验步骤如下： （1）用螺旋测微器测量铅笔芯的横截面直径d。 （2）按图1连接电路，其中滑动变阻器选用________（选填“”或“”）。 （3）闭合开关S前，将滑动变阻器的滑片滑到________（选填“c端”“d端”或“中间”），用鳄鱼夹a夹住铅笔芯的一侧端点，另一个鳄鱼夹b夹在铅笔芯某个位置。闭合开关S后，将滑动变阻器滑片调节到合适位置，将单刀双掷开关K分别掷到1和2端，观察到电流表示数变化比电压表示数变化更明显，则测量铅笔芯电阻时应将K掷到________（选填“1”或“2”）端。 （4）正确接线后，闭合开关，记录电压表示数U、电流表示数I以及对应两夹子之间的铅笔芯长度x。通过改变鳄鱼夹b的位置，记录多组U、I、x的值。 （5）在坐标纸上描点，画出图像如图2所示，其斜率为k，纵轴上的截距为b，则该铅笔芯的电阻率为________（用测得量和已知量的符号表示）。进一步分析该图线不通过坐标原点的原因是________。 【答案】 ①. ②. d ③. 2 ④. ⑤. 见解析 【解析】 【详解】[1]滑动变阻器采用分压式接法，故选内阻小的滑动变阻器，故选； [2]闭合开关前，要使待测电阻两端电压最小，则将滑动变阻器的滑片滑到d端； [3] 由于电流表示数变化比电压表示数变化更明显，说明电压表分流较多，因此电流表应采用内接法，即测量铅笔芯电阻时应将K掷到2端； [4][5]根据闭合电路欧姆定律可知 整理可得 其中， 解得 该图线不通过坐标原点的原因是电压表数值与电流表数值比值为铅笔芯阻值和电流表阻值之和，故纵截距为电流表示数。 19. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，一质量为m、带电量为的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点。小球静止时，细线与竖直方向的夹角，位于图中的P点。已知重力加速度为g，，。 （1）求该匀强电场的电场强度E的大小和方向； （2）若规定虚线位置电势为零，求P点电势的大小； （3）若带电小球从最低位置由静止释放，求小球再次到达P点时的速度v的大小。 【答案】（1），方向向左 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球静止时，受力分析如图所示 根据平衡条件有 解得 小球带正电，则电场与电场力方向相同，电场方向向左。 【小问2详解】 沿电场线方向电势逐渐降低，规定虚线位置电势为零，求P点电势的大小为 【小问3详解】 根据动能定理有 解得 20. 质谱仪的构造原理如图所示。粒子源S产生的带正电粒子首先经M、N两带电金属板间的加速电场加速，然后沿直线从缝隙O垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，在磁场中经过半个圆周打在感光区域的P点。已知M、N两板间电压为U，粒子的质量为m、电荷量为q。若粒子进入电场时的初速度、所受重力及粒子间的相互作用力均可忽略。 （1）求粒子离开加速电场时速度v的大小； （2）求O、P两点间的距离L； （3）实际上，M、N两板间的电势差是不稳定的，会在区间内浮动，导致感光区域有一定的宽度，求该感光宽度d的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在电场中加速，根据动能定理 解得 【小问2详解】 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，设其轨道半径为r。根据牛顿第二定律 O、P两点间的距离 解得 【小问3详解】 由（2）分析可知电压越大，偏转半径越大，则该感光宽度d的大小为 21. “通量”是物理学中的重要概念，在研究磁场时我们引入了“磁通量”。与之类似，在静电场中，“电通量”也是一种常见“通量”。在定义“电通量”时只需要把“磁通量”中的磁感应强度B替换为电场强度E即可。已知静电力常量为k，半径为的球体表面积公式为。 （1）a.根据电场强度的定义和库仑定律，推导点电荷在距其为x处的电场强度E的大小表达式； b.求通过真空中以点电荷为球心，以R为半径的球面的电通量。 （2）磁单极子是被预言可独立存在的单一磁极粒子（仅带N极或S极），其磁感线分布类似于点电荷的电场线。如图1所示，包围某N极磁单极子的闭合球面的磁通量为。若该磁单极子以恒定速度v沿轴线穿过一个半径为r的金属圆环（如图2所示），圆环的环横截面半径远小于圆环半径。求当磁单极子运动至圆环中心O时，圆环中的感应电动势的大小。 【答案】（1）a.见解析；b. （2） 【解析】 【小问1详解】 a. 电场强度的定义为 库仑定律为 联立解得 b. 由于球面上各处电场强度方向都与球面垂直，故通过球面的电通量为 【小问2详解】 设距磁单极子距离为r处的磁感应强度为B，则有 磁单极子到达圆环中心时，相当于圆环切割磁感线，产生感应电动势为 代入数据解得 22. 我国在航母舰载机电磁弹射领域已达到世界先进水平。如图1为电磁弹射系统简化等效电路（俯视图），两根固定于水平面内的足够长的光滑平行金属导轨，间距为L，电阻忽略不计。导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）。舰载机（含滑架）可等效为一质量为m、电阻不计的金属棒MN，垂直放在两导轨间。导轨左端连接电路，其直流电源电动势为E，超级电容器的电容为C，定值电阻的阻值为R。先闭合开关K，将开关S接1，使电容器完全充电，然后断开开关K，将S接至2，MN由静止开始向右加速运动。设MN始终垂直两导轨并与导轨良好接触，忽略一切摩擦阻力及电磁辐射的能量。 （1）求MN由静止开始运动时的加速度a的大小； （2）将开关S接至1到电路达到稳定的过程中，在图2中定性画出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像，并结合该图像论证电路稳定时电容器储存的能量； （3）电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能，将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时，电容器的电荷量减小到充电结束时的，求这次发射过程中的能量转化效率。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 开关S接至2瞬间，电路中的电动势大小为E，根据欧姆定律得电路中的电流 金属棒MN所受安培力 又由牛顿第二定律得MN由静止开始运动时的加速度大小 【小问2详解】 由电容的定义式可得 即电容器的极板电压u与电量q成正比，当极板电压时，两极板电量 设在极短时间内，电容器的电压为，电荷量的变化量为，则由电流的定义可得电流为 电功率为 储存的电能等于电场力做的功 充电结束时，电容器储存的总电能，也是图像与轴所围的面积 【小问3详解】 设从电容器开始放电到导体棒离开轨道的时间为t，放电的电荷量为∆Q，平均电流为，导体棒离开轨道时的速度为v，根据动量定理有， 由题意可知 联立解得 导体棒离开轨道时的动能为 电容器释放的能量为 这次发射过程中的能量转化效率η为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $