精品解析：河南省实验中学2025-2026学年高二上学期期末物理试卷

河南省实验中学2025—2026学年上期期末试卷 高二物理 （时间：75分钟，满分：100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．） 1. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务．该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ） A. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B. 电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C. 电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 2. 某静电除尘装置由带正电的金属圆筒和带负电的线状电极组成，其横截面上的电场线分布如图所示，、、、为同一等势线（图中虚线）上的四点，、、在圆筒的直径上，则（ ） A. 、两点的电场强度相同 B. 金属圆筒上、两点的电势相同 C. 带负电的粉尘从点运动到点，电势能增大 D. 带负电的粉尘从点运动到点，所受电场力增大 3. 为了研究磁场对通电导线的作用，某创客社团的同学做了一个实验，如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象．下列说法正确的是（ ） A. 通电后，可以观察到弹簧不断上下振动 B. 如果改变电流方向，将观察不到现象 C. 如果把水银换成纯净水，观察到现象不变 D. 弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到电场力作用 4. 2025年9月22日，央视首次公开了福建舰的电磁弹射视频，使我国成为全球唯一一个在航空母舰上电磁弹射第五代隐身战斗机的国家．已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（ ） A. 金属环向左运动的瞬间有扩大趋势 B. 若将电池正负极调换后，金属环将向右弹射 C. 若将金属环置于线圈的右侧，则金属环会靠近线圈 D. 闭合S的瞬间，从左侧看环中的感应电流沿逆时针方向 5. 如图，某匀强电场平行于正六边形所在平面（图中未画出），、、、点的电势分别为8V、6V、2V、0V。现有一电荷量大小为的带电粒子（不计重力）从点以初动能12eV沿方向射入电场，恰好经过的中点。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子一定带正电 B. 电场方向从点指向点 C. 该粒子达到点时动能为20eV D. 该粒子达到点时的电势能为8eV 6. 如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的点，下端分别系有带等量异种电荷的小球P、Q．两小球处在某一水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角相等，两小球均视为点电荷，则（ ） A. P可能带负电荷 B. P的质量一定大于Q的质量 C. P的质量一定小于Q的质量 D. 两绳中的张力大小一定相等 7. 人体血管中的血液通常含有大量的正负离子，若血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流速一定时，则下列说法正确的是（　　） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流量不变 C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 若血管上下侧电势差变大，说明血管内径变大 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．） 8. 如图所示，边长为、总电阻为的正方形线框放在光滑水平面上，其右边有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场，磁场宽度为，磁场左边界与线框的边相距为。现给线框一水平向右的恒力，边进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框中的感应电流大小为。下列说法正确的是（ ） A. 线框进入磁场时，感应电流沿逆时针方向 B. 线框进入磁场时的速度大小为 C. 线框通过磁场区域所用的时间为 D. 线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热 9. 2025年12月28日，河南100兆瓦中继风电项目实现全容量并网．某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，已知发电机输出的交变电流如图乙所示，升、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻．用户端接一个定值电阻，其余电阻不计．下列说法正确的是（ ） A. 用户端的电流为10A B. 线圈的转速为 C. 时穿过线圈的磁通量最大 D. 输电线上消耗的功率为200W 10. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图。仅含一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含A、B细胞的液滴分别带上电，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中．不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。下列说法正确的是（ ） A. 含A细胞的液滴带负电 B. 含B细胞的液滴穿过电极板的时间为0.01s C. 含B细胞的液滴离开电场时偏转的距离为 D. A细胞收集管与B细胞收集管之间的距离为0.11m 三、实验题（本题共2小题，共14分．） 11. 某实验小组设计了一个“温度升高自动报警电路”，如图（a）所示，将热敏电阻放置于需要探测温度地方，热敏电阻与报警器串联接入回路，当温度升高时，感温元件热敏电阻的阻值减小，回路中电流随之增大，当增大到一定值时，报警器便开始工作。这就实现了将温度这个热学量转化为电学量，从而控制报警器报警的目的。实验装置有输出电压为6的直流电源、电流超过2.6时报警的报警器、最大阻值为1750的滑动变阻器、单刀双掷开关、最大阻值9999的电阻箱、热敏电阻的电阻温度特性如图（b）所示。完成该实验的如下操作和分析。 （1）开始时滑动变阻器的触头应置于阻值__________（选填“最大”或“最小”）处； （2）若预设的报警温度为40，则该温度下热敏电阻的阻值约为__________Ω（结果保留2位有效数字）； （3）调节电阻箱的阻值为该阻值，打开电源开关，再将单刀双掷开关置于电阻箱端，缓慢改变滑动变阻器阻值，直到报警器恰好响起。将单刀双掷开关置于热敏电阻端，这样就实现了温度升高至预设温度时自动报警的目的；若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则报警温度将__________（选填“升高”、“降低”、或“不变”）。 12. 某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀金属丝的电阻率，已知电源的电动势为E，内阻不可忽略，电流表的内阻很小，可以忽略。具体操作步骤如下： ①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d； ②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路； ③测量AC部分金属丝的长度x； ④闭合开关，记录电流表的示数I； ⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I； ⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测得图像的斜率k和纵截距a。 根据以上操作步骤，回答下列问题： （1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器示数如图乙所示，则该次测量金属丝直径的测量值为______mm。 （2）为了电路安全，开始实验时A夹应在靠近______（填“B”或“C”）端的位置。 （3）该金属丝材料的电阻率ρ＝______（用题中所给字母表示）。 （4）若电流表的内阻不能忽略，则电阻率的测量结果______（填“大于”“小于”或“等于”）真实数。 四、计算题（本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写最后的答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．） 13. 小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“4V 4W”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）电动机的发热功率； （2）如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。（不考虑温度对各电阻的影响） 14. 在前沿科技中、需要对带电粒子的运动进行精确控制，如图所示，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为、经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场、做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域、恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域、已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。 （1）求加速电压； （2）求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）若将粒子源、加速电场和辐射状电场整体沿轴负方向移动，求粒子在匀强磁场中的运动时间。 15. 如图所示的装置由粗糙倾斜金属轨道和光滑水平金属导轨组成，导轨间距均为L；倾斜导轨的倾角为θ＝30°，且存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；水平导轨区域存在着方向竖直向上的磁感应强度大小也为B的匀强磁场。一根足够长的轻质绝缘细线绕过定滑轮，一端系在金属棒ab的中点上，另一端悬挂一质量为m的物块，当金属棒cd静止时，金属棒ab恰好不上滑。现用水平向右的恒定外力F（F大小未知）使金属棒cd由静止开始向右运动，经过时间t0，金属棒cd达到最大速度，此时金属棒ab恰好不下滑，撤去外力直到cd停止运动。已知金属棒ab、cd长均为L，均垂直于导轨且始终与导轨接触良好，二者质量均为m，接入电路的电阻均为R，金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 (1)求外力F的大小； (2)求在金属棒cd的最大速度； (3)设t＝0到t＝t0通过金属棒ab的电荷量为q，求从金属棒cd开始运动到停止过程中，金属棒ab上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河南省实验中学2025—2026学年上期期末试卷 高二物理 （时间：75分钟，满分：100分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分．） 1. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的卫星导航系统，可在全球范围内全天候地为各类用户提供高精度，高可靠性的定位，导航等服务．该系统在传递信息过程中主要依靠电磁波．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（ ） A. 变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场 B. 电磁波在不同介质中的传播速度大小都相同 C. 电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过光缆传输 【答案】A 【解析】 【详解】A．变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，故A正确。 B．电磁波在不同介质中的传播速度取决于介质的折射率，因此在不同介质中速度不同，故B错误。 C．静电场周围不存在磁场，稳恒磁场周围也不存在由其自身产生的电场，故C错误。 D．光是电磁波的一种，而光缆传输的是光信号，因此电磁波可以通过光缆传输，故D错误。 故选A。 2. 某静电除尘装置由带正电的金属圆筒和带负电的线状电极组成，其横截面上的电场线分布如图所示，、、、为同一等势线（图中虚线）上的四点，、、在圆筒的直径上，则（ ） A. 、两点的电场强度相同 B. 金属圆筒上、两点的电势相同 C. 带负电的粉尘从点运动到点，电势能增大 D. 带负电的粉尘从点运动到点，所受电场力增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据电场线的疏密程度可知M点的电场强度与N点的电场强度大小相等。场强的方向为电场线上该点切线方向，由图可知、两点的电场方向不同，因此、两点的电场强度不同。故A错误； B．金属圆筒的表面是一个等势面，各点电势均相同，因此金属圆筒上、两点的电势相同。故B正确； C．沿电场线方向电势降低，由图可知，粉尘带负电，由可知，因此带负电的粉尘从点运动到点，电势能减小。故C错误； D．根据电场线的疏密程度可知，B点的电场强度大于C点的电场强度，由可知带负电的粉尘从点运动到点，所受电场力减小。故D错误。 故选B。 3. 为了研究磁场对通电导线的作用，某创客社团的同学做了一个实验，如图所示，将一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，观察通电后的现象．下列说法正确的是（ ） A. 通电后，可以观察到弹簧不断上下振动 B. 如果改变电流方向，将观察不到现象 C. 如果把水银换成纯净水，观察到的现象不变 D. 弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到电场力作用 【答案】A 【解析】 【详解】A．有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，故A正确； B．如果改变电流方向，接通后弹簧中有电流流过，也将会看到同样的现象，故B错误； C．如果把水银换成纯净水，因为纯净水不导电，接通后弹簧中无电流，观察不到该现象，故C错误； D．弹簧产生该现象的原因是通电后弹簧受到安培力的作用，故D错误。 故选A。 4. 2025年9月22日，央视首次公开了福建舰的电磁弹射视频，使我国成为全球唯一一个在航空母舰上电磁弹射第五代隐身战斗机的国家．已知航母上舰载机起飞所利用的电磁弹射系统原理简化为如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（ ） A. 金属环向左运动的瞬间有扩大趋势 B. 若将电池正负极调换后，金属环将向右弹射 C. 若将金属环置于线圈的右侧，则金属环会靠近线圈 D. 闭合S的瞬间，从左侧看环中的感应电流沿逆时针方向 【答案】D 【解析】 【详解】A．当固定线圈上突然通过直流电流时，穿过金属环的磁通量瞬间增大，根据楞次定律，金属环向左运动过程中将有缩小趋势，故A错误； B．若将电池正、负极调换后，穿过金属环的磁通量仍然会瞬间增大，根据楞次定律，金属环仍能向左弹射，故B错误； C．若将金属环置于线圈的右侧，当固定线圈上突然通过直流电流时，穿过金属环的磁通量瞬间增大，根据楞次定律，金属环有远离线圈的趋势，也会弹出，故C错误； D．闭合开关S的瞬间，根据安培定则，向右穿过金属环的磁通量增大，根据楞次定律，金属环产生向左的感应磁场，根据安培定则从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流，故D正确。 故选D。 5. 如图，某匀强电场平行于正六边形所在平面（图中未画出），、、、点的电势分别为8V、6V、2V、0V。现有一电荷量大小为的带电粒子（不计重力）从点以初动能12eV沿方向射入电场，恰好经过的中点。下列说法正确的是（　　） A. 该粒子一定带正电 B. 电场方向从点指向点 C. 该粒子达到点时的动能为20eV D. 该粒子达到点时的电势能为8eV 【答案】B 【解析】 【详解】B．作出AD的四等分点H、I、J，如图所示 由于匀强电场中平行等间距的两条线段之间的电势差相等，则有 其中，，， 解得，， 可知，BH为一条等势线，根据几何关系可知，AD垂直于BH，由于电场线垂直于等势线，且由高电势点指向低电势点，可知，电场方向从点指向点，故B正确； A．结合上述可知，电场方向从点指向点，由于粒子从点以一定速度沿方向射入电场，恰好经过的中点，表明粒子所受电场力方向与电场方向相反，可知，粒子一定带负电，故A错误； C．根据几何关系可知，GI垂直于AD，则GI为一条等势线，可知 根据动能定理有 其中， 解得，故C错误； D．该粒子达到点时电势能 结合上述解得，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的点，下端分别系有带等量异种电荷的小球P、Q．两小球处在某一水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角相等，两小球均视为点电荷，则（ ） A. P可能带负电荷 B. P的质量一定大于Q的质量 C. P的质量一定小于Q的质量 D. 两绳中的张力大小一定相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．以Q为对象，由于两等量异种电荷间的库仑力为吸引力，根据受力平衡可知，Q受到的电场力水平向左，则Q带负电，P带正电，故A错误； BCD．设小球Q和P之间相互作用的库仑力大小为F，质量分别为m1，m2，绳子的拉力分别为T1，T2，绳子与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有 对于小球P有 联立可得，,故D正确，BC错误； 故选D。 7. 人体血管中的血液通常含有大量的正负离子，若血管内径为d，血流速度v方向水平向右。现将方向与血管横截面平行且垂直纸面向内的匀强磁场施于某段血管，其磁感应强度大小恒为B，当血液的流速一定时，则下列说法正确的是（　　） A. 血管上侧电势低，血管下侧电势高 B. 若血管内径变小，则血液流量不变 C. 血管上下侧电势差与血液流速无关 D. 若血管上下侧电势差变大，说明血管内径变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知正粒子向血管上侧偏转，负离子向血管下侧偏转，则血管上侧电势高，血管下侧电势低，故 A错误； B．血液的流量（单位时间内流过管道横截面的液体体积），若血管内径变小，则血管的横截面积变小，根据可知则血液流量变小，故B错误； CD．稳定时，粒子所受洛伦兹力等于所受的电场力，根据可得，故D正确，C错误。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．） 8. 如图所示，边长为、总电阻为的正方形线框放在光滑水平面上，其右边有一磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外的有界匀强磁场，磁场宽度为，磁场左边界与线框的边相距为。现给线框一水平向右的恒力，边进入磁场时线框恰好做匀速运动，此时线框中的感应电流大小为。下列说法正确的是（ ） A. 线框进入磁场时，感应电流沿逆时针方向 B. 线框进入磁场时的速度大小为 C. 线框通过磁场区域所用的时间为 D. 线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热 【答案】BC 【解析】 【详解】A．线框进入磁场时，根据楞次定律和右手安培定则，感应电流沿顺时针方向，故A错误； B．ab边进入磁场时线框恰好做匀速运动，感应电动势为 感应电流为 线框进入磁场时的速度大小为，故B正确； C．线框通过磁场区域所用的时间为，故C正确； D．根据能量守恒得线框通过磁场区域的过程中产生的焦耳热，故D错误。 故选BC。 9. 2025年12月28日，河南100兆瓦中继风电项目实现全容量并网．某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图甲所示，已知发电机输出的交变电流如图乙所示，升、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻．用户端接一个定值电阻，其余电阻不计．下列说法正确的是（ ） A. 用户端的电流为10A B. 线圈的转速为 C. 时穿过线圈的磁通量最大 D. 输电线上消耗的功率为200W 【答案】BC 【解析】 【详解】B．由图乙可知，交变电流的周期T=0.02 s，又因为，故B正确； C．t=0.01s时，由图乙可知此时感应电动势为0，线圈处在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故C正确； AD．发电机输出电压有效值，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：10，则升压后 引入等效电阻法 则用户端的电阻等效为 等效电路如图所示 故 则输电线上消耗的功率为 对降压变压器有 用户端的电流为，故AD错误。 故选BC。 10. 流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集，其原理如图。仅含一个A细胞或B细胞的小液滴从喷嘴喷出（另有一些液滴不含细胞），液滴质量均为。当液滴穿过激光束、充电环时被分类充电，使含A、B细胞的液滴分别带上电，电荷量均为。随后，液滴以的速度竖直进入长度为的电极板间，板间电场均匀、方向水平向右，电场强度大小为。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下方处的A、B收集管中．不计重力、空气阻力以及带电液滴间的作用。下列说法正确的是（ ） A. 含A细胞的液滴带负电 B. 含B细胞的液滴穿过电极板的时间为0.01s C. 含B细胞的液滴离开电场时偏转的距离为 D. A细胞收集管与B细胞收集管之间的距离为0.11m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，含A细胞的液滴在匀强电场中受向右的电场力，由于匀强电场的方向水平向右，则含A细胞的液滴带正电，故A错误； B．带电液滴穿过匀强电场的过程中，竖直方向做匀速直线运动，含B细胞的液滴穿过电极板的时间为，故B正确； C．带电液滴穿过匀强电场的过程中，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度大小 则含B细胞的液滴离开电场时偏转的距离为，故C错误； D．带电液滴射出匀强电场时，速度方向与竖直方向夹角的正切值 速度的反向延长线过带电液滴在匀强电场中竖直位移的中点，带电液滴射出匀强电场后做匀速直线运动，设A细胞收集管与B细胞收集管之间的距离为L， 解得，故D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，共14分．） 11. 某实验小组设计了一个“温度升高自动报警电路”，如图（a）所示，将热敏电阻放置于需要探测温度地方，热敏电阻与报警器串联接入回路，当温度升高时，感温元件热敏电阻的阻值减小，回路中电流随之增大，当增大到一定值时，报警器便开始工作。这就实现了将温度这个热学量转化为电学量，从而控制报警器报警的目的。实验装置有输出电压为6的直流电源、电流超过2.6时报警的报警器、最大阻值为1750的滑动变阻器、单刀双掷开关、最大阻值9999的电阻箱、热敏电阻的电阻温度特性如图（b）所示。完成该实验的如下操作和分析。 （1）开始时滑动变阻器的触头应置于阻值__________（选填“最大”或“最小”）处； （2）若预设的报警温度为40，则该温度下热敏电阻的阻值约为__________Ω（结果保留2位有效数字）； （3）调节电阻箱的阻值为该阻值，打开电源开关，再将单刀双掷开关置于电阻箱端，缓慢改变滑动变阻器阻值，直到报警器恰好响起。将单刀双掷开关置于热敏电阻端，这样就实现了温度升高至预设温度时自动报警的目的；若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则报警温度将__________（选填“升高”、“降低”、或“不变”）。 【答案】（1）最大 （2） （3）升高 【解析】 【小问1详解】 为了保护电路，开始时滑动变阻器的触头应置于阻值最大处。 小问2详解】 由图（b）可知报警温度为40，热敏电阻的阻值约为 【小问3详解】 令报警器开始工作的最小电流为，电路中除热敏电阻外的其它电阻的阻值总共为，有 若某同学不小心将滑动变阻器阻值增大，则增大，为了达到最小电流，热敏电阻阻值需要减小，由图（b）可知热敏电阻阻值随温度升高而减小，故报警温度升高。 12. 某研究性学习小组利用图甲所示电路测量一粗细均匀的金属丝的电阻率，已知电源的电动势为E，内阻不可忽略，电流表的内阻很小，可以忽略。具体操作步骤如下： ①用螺旋测微器在金属丝上五个不同的位置分别测量金属丝的直径，取平均值记为金属丝的直径d； ②将金属丝拉直后固定在接线柱B和C上，在金属丝上夹上一个小金属夹A，并按图甲连接电路； ③测量AC部分金属丝的长度x； ④闭合开关，记录电流表的示数I； ⑤进行多次实验，改变金属夹的位置，记录每一次的x和I； ⑥以为纵轴，x为横轴，作出的图像，并测得图像的斜率k和纵截距a。 根据以上操作步骤，回答下列问题： （1）某次测量金属丝直径时，螺旋测微器的示数如图乙所示，则该次测量金属丝直径的测量值为______mm。 （2）为了电路安全，开始实验时A夹应在靠近______（填“B”或“C”）端的位置。 （3）该金属丝材料的电阻率ρ＝______（用题中所给字母表示）。 （4）若电流表的内阻不能忽略，则电阻率的测量结果______（填“大于”“小于”或“等于”）真实数。 【答案】（1）0.680##0.679##0.681 （2）B （3） （4）等于 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的精确度为0.01mm，根据读数规则可得该次测量时金属丝直径的测量值为 【小问2详解】 为了电路安全，应使连入电路的电阻尽可能大，故A夹应在靠近B端的位置。 【小问3详解】 金属丝的电阻 由闭合电路欧姆定律有 联立解得 故图像斜率 解得该金属丝材料的电阻率 小问4详解】 电流表的内阻对图像的斜率没有影响，则电阻率的测量结果等于真实值。 四、计算题（本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写最后的答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位．） 13. 小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“4V 4W”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求： （1）电动机的发热功率； （2）如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。（不考虑温度对各电阻的影响） 【答案】（1）1W （2）2A 【解析】 【小问1详解】 流过的电流强度 流过灯泡的电流强度 流过电动机的电流强度 电动机的发热功率为 【小问2详解】 灯泡的电阻 转子突然被卡住后，整个回路为纯电阻电路 干路的电流强度 联立解得流过电动机的电流强度 14. 在前沿科技中、需要对带电粒子的运动进行精确控制，如图所示，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为、经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场、做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了90°，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域、恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域、已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。 （1）求加速电压； （2）求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小； （3）若将粒子源、加速电场和辐射状电场整体沿轴负方向移动，求粒子在匀强磁场中的运动时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在加速电场中运动，根据动能定理 根据题意 可得加速电场的电压 【小问2详解】 粒子进入匀强磁场，由题意可得，粒子圆周运动的半径 根据洛伦兹力提供向心力可得 解得 【小问3详解】 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系，可知粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角 粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期 设粒子在匀强磁场中做圆周运动的时间为，则 15. 如图所示的装置由粗糙倾斜金属轨道和光滑水平金属导轨组成，导轨间距均为L；倾斜导轨的倾角为θ＝30°，且存在垂直导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B；水平导轨区域存在着方向竖直向上的磁感应强度大小也为B的匀强磁场。一根足够长的轻质绝缘细线绕过定滑轮，一端系在金属棒ab的中点上，另一端悬挂一质量为m的物块，当金属棒cd静止时，金属棒ab恰好不上滑。现用水平向右的恒定外力F（F大小未知）使金属棒cd由静止开始向右运动，经过时间t0，金属棒cd达到最大速度，此时金属棒ab恰好不下滑，撤去外力直到cd停止运动。已知金属棒ab、cd长均为L，均垂直于导轨且始终与导轨接触良好，二者质量均为m，接入电路的电阻均为R，金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 (1)求外力F的大小； (2)求在金属棒cd的最大速度； (3)设t＝0到t＝t0通过金属棒ab的电荷量为q，求从金属棒cd开始运动到停止过程中，金属棒ab上产生的焦耳热。 【答案】(1)mg；(2)；(3) 【解析】 【详解】(1)设ab所受的最大静摩擦力为f，由平衡条件得： ab恰好不上滑时 ab恰好不下滑时 cd速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得 F＝BIL 解得 F＝mg (2)设金属棒cd的最大速度为v， 金属棒cd速度最大时感应电动势 E＝BLv 感应电流 金属棒cd所受安培力 金属棒速度最大时做匀速直线运动，由平衡条件得F安培＝F，即 解得 (3)从t＝0到t＝t0这段时间内通过金属棒ab的电荷量q 解得该过程金属棒cd的位移大小 cd运动的整个过程，设系统产生的焦耳热为Q，对系统，由能量守恒定律得 Fx＝Q 金属棒ab上产生的焦耳热 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $