精品解析：山西大学附属中学校2025-2026学年第二学期开学考试高二物理试题

山西大学附中2025~2026学年第二学期高二3月月 考物理试题 考试时长：75分钟满分：100分考查内容：磁场、安培力、电磁感应 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，为方便操作，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端，完成读数后，李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离，此时刘伟感觉有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 发生电击瞬间，变压器线圈中的电流变大 B. 发生电击前后，通过刘伟的电流方向不变 C. 刘伟有电击感是因为两手间有瞬间的高电压 D. 若李辉握住表笔金属部分，也会有电击感 2. 如图所示，在半径为R的圆周上有A、B、C、D四个等分点，甲、乙两根通电长直导线垂直于纸面通过圆周上的A、B两点。当通过两直导线电流大小相等，方向如图所示时，圆心O处磁感应强度大小为（已知通电长直导线周围某点磁感应强度大小，式中I为导线中的电流，r为该点到导线的距离，k为比例系数）。则（ ） A. 圆心O处的磁感应强度方向与AB连线平行 B. 当乙导线中电流反向时，圆心O处磁感应强度不变 C. C处磁感应强度大小为 D. C处磁感应强度方向与AB连线垂直 3. 某学习小组用图示装置测量磁场的磁感应强度。弹簧测力计竖直悬挂一边长为L的等边三角形金属线框abc，静止时测力计示数为F。e、f分别为ab、ac的中点，过ef的水平虚线下方存在垂直线框平面的待测匀强磁场（图中未画出）。线框中通入大小为I、方向由b点流入c点流出的电流，再次静止时，e、f仍在水平虚线上，测力计的示数变为3F，则磁感应强度大小和方向分别为（　　） A. ，垂直线框平面向里 B. ，垂直线框平面向外 C. ，垂直线框平面向里 D. ，垂直线框平面向外 4. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。在振动过程中，某时刻磁场分界线位于正方形线圈的正中间，如图乙所示。（永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈）关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（　　） A. 此时穿过线圈的磁通量为 B. 此时线圈中的感应电流为0 C. 永磁铁相对线圈上升时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈受到的安培力向下 5. 如图所示，abcdef为“日”字形导线框，其中abdc和cdfe均为边长为l的正方形，导线ab、cd、ef的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度等于的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导线框以速度v水平向右匀速穿过磁场区域，运动过程中线框平面始终和磁场垂直且无转动。从ab边进入磁场边界的时刻开始，线框平面穿过磁场的过程中，下列选项关于ab两点之间的电势差随位移变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，倾角的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为的匀强磁场区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁场方向分别垂直于斜面向上和向下，磁场宽度HP及PN均为。一个质量、电阻（每边电阻相等）、边长也为L的单匝正方形导线框abcd由静止开始沿斜面下滑，ab边恰好匀速穿过区域Ⅰ，再经区域Ⅱ的磁场后离开。则（　　） A. ab边刚进入磁场Ⅰ至到达JP的过程中，ab边产生的热量为0.8J B. ab边刚进入磁场Ⅰ时ab两端的电压为1V C. ab边刚进入磁场Ⅱ时加速度大小为 D. ab边刚进入磁场Ⅱ至到达MN的过程中，通过ab边的电荷量为0.4C 7. 如图甲，两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上，左端接有阻值的电阻。一质量的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动，拉力F与时间t的关系式为，时撤去拉力，金属棒在时停止运动，整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计，重力加速度g取。下列判断正确的是（　　） A. 金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N B. 整个过程中金属棒运动的距离为2.5m C. 撤去拉力后，电阻R上产生的焦耳热为0.2J D. 撤去拉力后，通过电阻R的电荷量为 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在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. 回旋加速器工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒间的狭缝很小，匀强磁场与盒面垂直，加速电压为U。A处粒子源产生的氘核（）被加速，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。已知元电荷为e，则下列说法正确的是（　　） A. 氘核每转一周，电场力做功为 B. 加速电压U越大，氘核出射速度越大 C. 该加速器可以直接加速粒子 D. 若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间将减小 9. 如图所示，半径为r的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为R的三根金属辐条、、，辐条互成120°角。在圆环圆心角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷P和导线与一阻值也为R的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上。在圆环匀速转动过程中，则下列说法正确的是（ ） A. 辐条转至图示位置时电流方向由O流向C B. 辐条切割磁感线产生的电动势为 C. 流过定值电阻R的电流大小为 D. 导电圆环转动一周，流过定值电阻R的电荷量为 10. 在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示，纸面内有一矩形，其长为、宽为，P、Q为边上的点，。在矩形外存在范围足够大的匀强磁场（图中未画出磁场），磁感应强度大小为。一质量为m、带电荷量为的粒子，从P点垂直以速度向外射入磁场，粒子从Q处进入无场区。现在将入射速度变为，粒子从P点垂直射入磁场，粒子的重力不计，粒子离开P点至回到P点的运动路程可能为（　　） A. B. C. D. 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某实验小组计划自己制作一块简易的多用电表，他们找了一块电流表（满偏电流，内阻）进行改装，欲改装成集电流表、电压表、欧姆表为一体的一块多用电表，选用合适的元件按图示的电路连接。 （1）改装电流表：闭合开关S，使用P、b作为新电流表的接线柱，要改装成量程为的电流表，应选电阻___________Ω； （2）改装电压表：闭合开关S，使用P、c作为新电压表的接线柱，要改装成量程为的电压表，应选电阻___________Ω； （3）改装欧姆表（挡和挡）：使用P、a作为欧姆表的接线柱，则___________（选填“P”或“a”）接红表笔。已知电池的电动势为1.5V，内阻不计。如果要使用“挡”，开关S应___________（选填“闭合”或“断开”）。现使用“挡”测量某一电阻，正确操作，发现电流表的指针指在“0.50mA”的位置，则被测电阻的阻值为___________Ω。 （4）若该电阻表使用一段时间后，电源的电动势变小，但仍能欧姆调零。用该电阻表测量某一定值电阻，测量值与真实值相比___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”） 12. 某兴趣学习小组要测量玩具电车上干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A.电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ） B.电流表A（0~0.6A，内阻约为0.5Ω） C.电阻箱R（0~999.9Ω） D.待测干电池 E.开关、导线若干 （1）该小组同学设计了甲、乙两个电路图，为使测量结果尽量准确，应该选择________（选填“甲”或“乙”）电路图。用该电路图测得的电动势比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流大小I的关系图像如图丙所示。由图可以求得电源电动势E=_________V，内阻r=_________Ω，短路电流I短=_________A。 （3）该实验小组的小A同学在了解两电路测量的误差来源后，利用两电路分别测量了多组U、I数据并作出对应的U-I图像（图丁），其中甲图电路作出的图像为_________（选填“a”或“b”）。根据a、b两图像可以求得电池的电动势E=__________，内阻r=____________。 三、解答题：本题共3小题，共38分。 13. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，电阻。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： （1）3s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向； （2）在内通过线圈的电荷量； （3）在内线圈产生的焦耳热。 14. 空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场与水平向右的匀强电场，虚线MN与水平方向成45°，NP水平向右。一质量为m=0.01kg、电荷量为q=0.1C的带正电微粒恰能沿着虚线MN以速度v=1m/s做匀速直线运动。当微粒到达N点时，撤去磁场，一段时间后微粒经过P点，重力加速度大小取g=10m/s2。求： （1）磁感应强度B的大小和电场强度E的大小； （2）微粒从N点运动到P点的过程中与NP的最大竖直距离； （3）N、P两点的电势差U。 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x； （3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山西大学附中2025~2026学年第二学期高二3月月 考物理试题 考试时长：75分钟满分：100分考查内容：磁场、安培力、电磁感应 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 如图所示，李辉用多用电表的欧姆挡测量变压器线圈的电阻，为方便操作，刘伟用两手分别握住线圈裸露的两端，完成读数后，李辉把多用电表的表笔与被测线圈脱离，此时刘伟感觉有电击感。下列说法正确的是（　　） A. 发生电击瞬间，变压器线圈中的电流变大 B. 发生电击前后，通过刘伟的电流方向不变 C. 刘伟有电击感是因为两手间有瞬间的高电压 D. 若李辉握住表笔金属部分，也会有电击感 【答案】C 【解析】 【详解】A．当表笔脱离线圈后，线圈电流突然减小，线圈会产生自感电动势，自感的作用是阻碍线圈原电流的减小，电流只会从原有大小逐渐减小，不会变大，故A错误； B．测量时电流来自多用电表内部电源，人体与变压器并联接入该电路。电击时线圈因自感产生的电流方向是阻碍原电流减小，线圈内部原电流方向不变，线圈作为自感电源，此时外部人体与线圈串联，通过人体的电流方向与测试时的电流方向相反，故B错误； C．变压器线圈自感系数很大，断开表笔时电流变化快，由可知，会产生很高的瞬间自感电动势，使刘伟两手间出现瞬间高电压，因此产生电击感，故C正确； D．表笔与线圈脱离后，表笔已与线圈断开，自感电动势不会加在表笔上，因此李辉握住表笔金属部分不会有电击感，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，在半径为R的圆周上有A、B、C、D四个等分点，甲、乙两根通电长直导线垂直于纸面通过圆周上的A、B两点。当通过两直导线电流大小相等，方向如图所示时，圆心O处磁感应强度大小为（已知通电长直导线周围某点磁感应强度大小，式中I为导线中的电流，r为该点到导线的距离，k为比例系数）。则（ ） A. 圆心O处的磁感应强度方向与AB连线平行 B. 当乙导线中电流反向时，圆心O处磁感应强度不变 C. C处磁感应强度大小为 D. C处磁感应强度方向与AB连线垂直 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意易知甲乙在O点产生的磁感应强度大小相同且设为B，右手定则可知甲在O点产生的磁感应强度方向竖直向下，乙在O点产生的磁感应强度方向水平向左，根据平行四边形定则可知，圆心O处的磁感应强度方向过O点斜向左下且与竖直方向成，故A错误； B．当乙导线中电流反向时，乙在O点产生的磁感应强度方向发生改变（水平向右），则圆心O处磁感应强度发生改变，故B错误； CD．由A选项分析有 解得 由于AC=2AO=2R，，右手定则可知甲在C点产生的磁感应强度方向竖直向下，大小为，乙在C点产生的磁感应强度方向斜向左上（过C点指向D点）且与水平方向夹角为且大小为，则C处磁感应强度大小竖直分量为 则C处磁感应强度大小为 方向水平向左，故C正确，D错误。 故选C。 3. 某学习小组用图示装置测量磁场的磁感应强度。弹簧测力计竖直悬挂一边长为L的等边三角形金属线框abc，静止时测力计示数为F。e、f分别为ab、ac的中点，过ef的水平虚线下方存在垂直线框平面的待测匀强磁场（图中未画出）。线框中通入大小为I、方向由b点流入c点流出的电流，再次静止时，e、f仍在水平虚线上，测力计的示数变为3F，则磁感应强度大小和方向分别为（　　） A. ，垂直线框平面向里 B. ，垂直线框平面向外 C. ，垂直线框平面向里 D. ，垂直线框平面向外 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，金属线框的重力为 放入磁场后，根据平衡条件可得 可得安培力大小为 方向竖直向下，又边与边并联，边电阻与边电阻之比为，由并联电路电流之比等于电阻的反比，可知流过边电流与流过边之比 又 得， 解得 根据左手定则可知，磁场方向为垂直线框平面向外。 故选D。 4. 电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。在振动过程中，某时刻磁场分界线位于正方形线圈的正中间，如图乙所示。（永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈）关于图乙中的线圈，下列说法正确的是（　　） A. 此时穿过线圈的磁通量为 B. 此时线圈中的感应电流为0 C. 永磁铁相对线圈上升时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向 D. 永磁铁相对线圈下降时，线圈受到的安培力向下 【答案】D 【解析】 【详解】A．图乙中，线圈上半部分面积为，磁通量向外，大小为 下半部分面积为，磁通量向里，大小为 两部分磁通量大小相等，方向相反，总磁通量为0，故A错误； B．虽然此时总磁通量为0，但永磁铁振动时，线圈内总磁通量随相对运动不断变化，磁通量的变化率不为0，感应电动势不为零，因此感应电流不为0，故B错误； C．永磁铁相对线圈上升时，线圈中向里的磁场面积增大，总磁通量向里增加，根据楞次定律可知线圈中会产生逆时针方向感应电流，故C错误； D．根据楞次定律可知，安培力会阻碍相对运动。永磁铁相对线圈向下运动，因此永磁铁受到向上的作用力，根据牛顿第三定律，线圈受到的安培力方向向下，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，abcdef为“日”字形导线框，其中abdc和cdfe均为边长为l的正方形，导线ab、cd、ef的电阻相等，其余部分电阻不计。导线框右侧存在着宽度等于的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，导线框以速度v水平向右匀速穿过磁场区域，运动过程中线框平面始终和磁场垂直且无转动。从ab边进入磁场边界的时刻开始，线框平面穿过磁场的过程中，下列选项关于ab两点之间的电势差随位移变化的图像正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】边长ab、cd、ef切割磁感线时，单独产生的电动势均为E=Blv 由于匀强磁场的宽度等于2l，导线ab在磁场内且cd、ef在磁场外时，导线ab充当电源，则Uab表示路端电压 导线ab、cd在磁场内且ef在磁场外时，导线ab、cd充当电源，Uab是外电路电压，则 导线ef、cd在磁场内且ab在磁场外时，导线ef、cd充当电源，Uab是外电路电压，则 导线ef在磁场内且ab、cd在磁场外时，导线ef充当电源，Uab是外电路并联电压，则 故选A。 6. 如图所示，倾角的光滑斜面上存在着两个磁感应强度大小均为的匀强磁场区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ的磁场方向分别垂直于斜面向上和向下，磁场宽度HP及PN均为。一个质量、电阻（每边电阻相等）、边长也为L的单匝正方形导线框abcd由静止开始沿斜面下滑，ab边恰好匀速穿过区域Ⅰ，再经区域Ⅱ的磁场后离开。则（　　） A. ab边刚进入磁场Ⅰ至到达JP的过程中，ab边产生的热量为0.8J B. ab边刚进入磁场Ⅰ时ab两端的电压为1V C. ab边刚进入磁场Ⅱ时加速度大小为 D. ab边刚进入磁场Ⅱ至到达MN的过程中，通过ab边的电荷量为0.4C 【答案】D 【解析】 【详解】A．线框匀速穿过区域Ⅰ时，受力平衡 代入数据解得 刚进入磁场Ⅰ到到达（区域Ⅰ下边界）过程，线框匀速运动，动能不变，总热量等于重力势能减少量 线框四个边电阻相等，电阻为总电阻的​，故产生的热量，故A错误； B．刚进入磁场时，感应电动势 为电源，内阻，总电流 两端电压为路端电压 ，故B错误； C．刚进入磁场Ⅱ时，、切割磁感线，电动势叠加，总电流 两个边的安培力均沿斜面向上，总安培力 合力，加速度，故C错误； D．刚进入磁场Ⅱ到到达（区域Ⅱ下边界）过程： 初态磁通量，末态磁通量，磁通量变化量大小 电荷量，故D正确。 故选D。 7. 如图甲，两根足够长的平行金属导轨固定在水平桌面上，左端接有阻值的电阻。一质量的金属棒垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。金属棒在水平向右的拉力F作用下向右运动，拉力F与时间t的关系式为，时撤去拉力，金属棒在时停止运动，整个运动过程金属棒速度v随时间t变化的图像如图乙所示。导轨和金属棒电阻不计，重力加速度g取。下列判断正确的是（　　） A. 金属棒与导轨间摩擦力大小为0.3N B. 整个过程中金属棒运动的距离为2.5m C. 撤去拉力后，电阻R上产生的焦耳热为0.2J D. 撤去拉力后，通过电阻R的电荷量为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图线的斜率表示加速度，得加速度 感应电动势为 由闭合电路的欧姆定律，得电流为 安培力 根据牛顿第二定律，得 代入、，整理得 对比等式两边的系数，得 代入，，解得 对比等式两边常数项，得 解得，故A错误； B．由图乙可知，在时，速度 图线与时间轴所围图形的面积表示位移，得位移为 对之后过程，由动量定理，得 其中 安培力冲量 代入数据得 解得 整个过程中金属棒运动的距离为，故B错误； C．对撤去过程，由能量守恒，得 解得电阻上产生的焦耳热为，故C错误； D．撤去拉力后，电荷量 解得通过电阻R的电荷量为，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在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. 回旋加速器工作原理示意图如图所示。置于真空中的D形金属盒间的狭缝很小，匀强磁场与盒面垂直，加速电压为U。A处粒子源产生的氘核（）被加速，在加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。已知元电荷为e，则下列说法正确的是（　　） A. 氘核每转一周，电场力做功为 B. 加速电压U越大，氘核出射速度越大 C. 该加速器可以直接加速粒子 D. 若增大加速电压，粒子在回旋加速器中运动的时间将减小 【答案】CD 【解析】 【详解】A．氘核每转一周，会两次经过加速狭缝，每次电场力做功为，因此一周总做功为，故A错误； B．氘核射出时的最大速度满足：（为D形盒半径），推导得最大出射速度，最大速度仅与、和氘核比荷有关，与加速电压无关，故B错误； C．粒子在回旋加速器中的回旋周期为​： 氘核：​，​​； 粒子：​，​​； 二者回旋周期相等，与原加速电场的交变周期匹配，满足共振条件，因此可以直接加速，故C正确； D．最大动能，加速次数​，总运动时间 代入化简得：，可见与成反比，增大加速电压，运动时间减小，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，半径为r的导电圆环（电阻不计）绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴以角速度逆时针匀速转动。圆环上接有电阻均为R的三根金属辐条、、，辐条互成120°角。在圆环圆心角的范围内（两条虚线之间）分布着垂直圆环平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，圆环的边缘通过电刷P和导线与一阻值也为R的定值电阻相连，定值电阻的另一端通过导线接在圆环的中心轴上。在圆环匀速转动过程中，则下列说法正确的是（ ） A. 辐条转至图示位置时电流方向由O流向C B. 辐条切割磁感线产生的电动势为 C. 流过定值电阻R的电流大小为 D. 导电圆环转动一周，流过定值电阻R的电荷量为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由右手定则可知，辐条转至图示位置时电流方向由O流向C，选项A正确； B．辐条切割磁感线产生的电动势为 选项B正确； C．在磁场之外的两根辐条与定值电阻R并联，则外电阻为，总电流 流过定值电阻R的电流大小为 选项C错误； D．导电圆环转动一周，流过定值电阻R的电荷量为 选项D正确。 故选ABD。 10. 在科学研究中，可以通过施加适当的磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图所示，纸面内有一矩形，其长为、宽为，P、Q为边上的点，。在矩形外存在范围足够大的匀强磁场（图中未画出磁场），磁感应强度大小为。一质量为m、带电荷量为的粒子，从P点垂直以速度向外射入磁场，粒子从Q处进入无场区。现在将入射速度变为，粒子从P点垂直射入磁场，粒子的重力不计，粒子离开P点至回到P点的运动路程可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】 根据粒子从P点垂直ab射入磁场，从Q处进入无场区，可判断粒子做圆周运动的半径，粒子在磁场中做圆周运动，有 解得 则粒子在磁场中运动的半径 由几何关系可知，粒子先以Q为圆心做个圆周运动到ad的中点M，再沿直线MN运动到N（）再经过个圆周运动到P点，沿直线PM运动到M,再经过半个圆周运动到N点，沿直线NP 运动到P，之后重复上述运动，粒子运动轨迹如图所示，可知粒子在一个周期内经过P点两次。由P点沿圆弧运动到M点所用时间 由M点沿直线运动到N点所用时间 粒子以垂直ab向外经过P，则粒子运动的时间，其中粒子运动的路程，其中当时，故A正确； 粒子以大小与ab方向成30°角经过P,则其中粒子运动的路程其中当时，D项正确；无论k取何值，都不能得出B、C两项。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 某实验小组计划自己制作一块简易的多用电表，他们找了一块电流表（满偏电流，内阻）进行改装，欲改装成集电流表、电压表、欧姆表为一体的一块多用电表，选用合适的元件按图示的电路连接。 （1）改装电流表：闭合开关S，使用P、b作为新电流表的接线柱，要改装成量程为的电流表，应选电阻___________Ω； （2）改装电压表：闭合开关S，使用P、c作为新电压表的接线柱，要改装成量程为的电压表，应选电阻___________Ω； （3）改装欧姆表（挡和挡）：使用P、a作为欧姆表的接线柱，则___________（选填“P”或“a”）接红表笔。已知电池的电动势为1.5V，内阻不计。如果要使用“挡”，开关S应___________（选填“闭合”或“断开”）。现使用“挡”测量某一电阻，正确操作，发现电流表的指针指在“0.50mA”的位置，则被测电阻的阻值为___________Ω。 （4）若该电阻表使用一段时间后，电源的电动势变小，但仍能欧姆调零。用该电阻表测量某一定值电阻，测量值与真实值相比___________（填“偏大”、“偏小”或“相等”） 【答案】（1）100 （2）810 （3） ①. a ②. 闭合 ③. 1500## （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据并联电路欧姆定律有 解得有 【小问2详解】 根据串并联欧姆定律可知有 解得有 【小问3详解】 [1]对于欧姆表，电流“红进黑出”，a对应电源负极，应接红表笔； [2]由闭合电路欧姆定律可知 电路中电流越大，内阻越小，对应挡位越小，因此若使用“挡”，开关S应闭合； [3]现使用“挡”测量电阻，开关S需先断开，此时内阻为 电流表的指针指在“0.50mA”的位置，则有 代入数据解得 【小问4详解】 由于调零后内阻为 此时测量定值电阻时电表示数有 电源电动势变小，对应调零后内阻变小，对应电表示数偏小，测量值比真实值偏大。 12. 某兴趣学习小组要测量玩具电车上干电池的电动势和内阻，现有如下实验器材： A.电压表V（0~3V，内阻约为3kΩ） B.电流表A（0~0.6A，内阻约为0.5Ω） C.电阻箱R（0~999.9Ω） D.待测干电池 E.开关、导线若干 （1）该小组同学设计了甲、乙两个电路图，为使测量结果尽量准确，应该选择________（选填“甲”或“乙”）电路图。用该电路图测得的电动势比真实值________（选填“偏大”或“偏小”）。 （2）实验测得一个电池的路端电压U和通过电池的电流大小I的关系图像如图丙所示。由图可以求得电源电动势E=_________V，内阻r=_________Ω，短路电流I短=_________A。 （3）该实验小组的小A同学在了解两电路测量的误差来源后，利用两电路分别测量了多组U、I数据并作出对应的U-I图像（图丁），其中甲图电路作出的图像为_________（选填“a”或“b”）。根据a、b两图像可以求得电池的电动势E=__________，内阻r=____________。 【答案】（1） ①. 甲 ②. 偏小 （2） ①. 1.5 ②. 1.0 ③. 1.5 （3） ①. b ②. U2 ③. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由于玩具电车上干电池的内阻较小，则图甲中电压表的分流影响很小，而图乙中电流表的分压作用造成电源内阻测量误差相对较大，故实验应该选择甲电路。甲电路图，误差来源于电压表的分流作用，将电压表和干电池看成一个等效电源，则甲电路图测得的电动势为等效电源的电动势，即测得的电动势比真实值偏小。 【小问2详解】 [1][2][3]由闭合电路欧姆定律知 则U-I图像的纵截距表示电动势，可得E=1.5V，U-I图像的斜率表示内阻，有 电路的短路电流为 【小问3详解】 [1]图乙测得的内阻等于电源内阻与电流表内阻的和大于电源内阻的真实值，电动势等于真实值。与图丙的U-I图像对比知道，a图像对应图乙，b图像对应图甲。 [2][3]对图线a列闭合电路欧姆定律可得，可知图线a的纵轴截距等于电动势，有E=U2，图线b中的电流I1是图甲所示电路中的外电路被短路时的电流，，联立可得。 三、解答题：本题共3小题，共38分。 13. 如图甲所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈，线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数，边长、，电阻。磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向。求： （1）3s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向； （2）在内通过线圈的电荷量； （3）在内线圈产生的焦耳热。 【答案】（1），感应电流方向为；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）3s时感应电动势 磁通量的变化量 解得 代入数据解得 感应电流方向为。 （2）在内线圈中的感应电动势 感应电流 电荷量 解得 代入数据解得 （3）内线圈中的感应电动势 内线圈中的感应电流 内线圈产生的焦耳热 内线圈产生的焦耳热 内线圈产生的焦耳热为 14. 空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场与水平向右的匀强电场，虚线MN与水平方向成45°，NP水平向右。一质量为m=0.01kg、电荷量为q=0.1C的带正电微粒恰能沿着虚线MN以速度v=1m/s做匀速直线运动。当微粒到达N点时，撤去磁场，一段时间后微粒经过P点，重力加速度大小取g=10m/s2。求： （1）磁感应强度B的大小和电场强度E的大小； （2）微粒从N点运动到P点的过程中与NP的最大竖直距离； （3）N、P两点的电势差U。 【答案】（1），1N/C （2）0.025m （3）0.2V 【解析】 【小问1详解】 未撤磁场之前，微粒在复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动，可知微粒受力情况如图所示 由受力平衡可知 解得 又因为 解得 【小问2详解】 将微粒在N点时的速度沿水平方向和竖直方向进行分解，可知微粒在竖直方向做竖直上抛运动竖直分速度 故微粒从N点运动到P点的过程中与NP的最大竖直距离 解得 【小问3详解】 从N点运动到P点，微粒运动的时间为 沿NP方向，微粒做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得 结合上述分析可知 则 两点的电势差 15. 如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。区域有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，磁场外的细金属杆M以初速度向右运动，磁场内的细金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。两杆的质量均为m，在导轨间的电阻均为R，感应电流产生的磁场及导轨的电阻忽略不计。 （1）求M刚进入磁场时受到的安培力F的大小和方向； （2）若两杆在磁场内未相撞且N出磁场时的速度为，求：①N在磁场内运动过程中通过回路的电荷量q；②初始时刻N到的最小距离x； （3）初始时刻，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，求M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围。 【答案】（1），方向水平向左；（2）①，②；（3） 【解析】 【详解】（1）细金属杆M以初速度向右刚进入磁场时，产生的动生电动势为 电流方向为，电流的大小为 则所受的安培力大小为 安培力的方向由左手定则可知水平向左； （2）①金属杆N在磁场内运动过程中，由动量定理有 且 联立解得通过回路的电荷量为 ②设两杆在磁场中相对靠近的位移为，有 整理可得 联立可得 若两杆在磁场内刚好相撞，N到的最小距离为 （3）两杆出磁场后在平行光滑长直金属导轨上运动，若N到的距离与第（2）问初始时刻的相同、到的距离为，则N到cd边的速度大小恒为，根据动量守恒定律可知 解得N出磁场时，M的速度大小为 由题意可知，此时M到cd边的距离为 若要保证M出磁场后不与N相撞，则有两种临界情况： ①M减速出磁场，出磁场的速度刚好等于N的速度，一定不与N相撞，对M根据动量定理有 联立解得 ②M运动到cd边时，恰好减速到零，则对M由动量定理有 同理解得 综上所述，M出磁场后不与N相撞条件下k的取值范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $