精品解析：北京市第八十中学2025-2026学年高二上学期1月期末物理试题

2025~2026学年度第一学期期末检测 高二物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（ ） A. 0 B. B C. 2B D. 3B 2. 如图所示，平行板电容器与电源连接，其中B板接地。开关S闭合后，在两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，将两板平行错开一些，电容器的电容增加 B. 保持S闭合，将A板向上平移一小段距离，C点电势降低 C. 若将S断开，再将两板平行错开一些，电容器带电量减少 D. 若将S断开，再将A板向上平移一小段距离，油滴会向下运动 3. 如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a B. 线框中产生的感应电流均匀增大 C. 线框ad边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 4. 图甲为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。时，匀强磁场垂直于线圈向右，其大小和方向变化如图乙所示。在内，线圈两端a、b间的电势差（　　） A. 恒定不变，大小为 B. 恒定不变，大小为 C. 从0均匀增大到 D. 从0均匀增大到 5. 洛伦兹力演示仪的结构如图所示，励磁线圈中的电流产生垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小与电流成正比。电子在电子枪中经加速电场加速后形成高速电子束，调节玻璃泡使电子束垂直磁场方向射入，某次实验中观察到电子束打在图中的P点。下列说法正确的是（　　） A. 励磁线圈中电流为顺时针方向 B. 若要看到完整的圆周轨迹，可以增大加速电压 C. 若要看到完整的圆周轨迹，可以增大励磁线圈中的电流 D. 若仅减小加速电压，可使电子做圆周运动的周期变大 6. 如图所示，电源电动势为12V，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为6V，线圈电阻为，当电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　） A. 通过的电流为1A B. 电源的输出功率为36W C. 电动机产生的机械功率为10W D. 若电动机卡住不转，电动机发热的功率为12W 7. 真空中有两个固定点电荷，在坐标原点O，在x轴上的某点，x正半轴上各点电势随x的变化如图所示。已知在孤立点电荷q的电场中，与其相距为r处的电势（取无限远处电势为零）。下列说法正确的是（　　） A. 带正电，带负电 B. 电荷量 C. b点和d点的电场强度方向相同 D. 电子仅在电场力作用下沿x轴从a点运动到c点过程中，其速度一直增大 8. 超导体在温度特别低时电阻几乎为零。某次实验，将一个超导材料制成的金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面。逐渐降低温度使金属环由正常态转变为超导态，然后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态时的电阻率上限，实验测得撤去磁场后环中电流为I，经较长时间t未检测出电流变化。已知仪器只能检测出大于的电流变化（），设环的横截面积为S，电子定向移动的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。若环中电子定向移动动能的减少量等于圆环产生的热量，则的表达式为（　　） A. B. C. D. 二、本题共4小题，每小题3分，共12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3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。 9. 如图所示，单刀双掷开关S与1端相连，电源（内阻不计）向电容器充电，充电结束后再把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。分别描绘通过电阻R的电流随时间变化的图像和AB两板电势差随时间变化的图像。关于两图像的大致形状，下列四幅图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，虚线a、b、c、d是静电场中的四个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为某电子仅在静电力作用下通过该区域的轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是（　　） A. 在四个等势面中a的电势最高 B. 电子一定是从Q点向P点运动 C. 电子通过P点时的动能比通过Q点时的小 D. 电子通过P点时的加速度比通过Q点时的小 11. 某型号酒精测试仪工作原理如图所示，电阻R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻，电路中的电表均视为理想电表。实验人员饮酒后对着测试仪吹气，若饮酒量越多，则（　　） A. 电流表的示数越小 B. 电压表的示数越小 C. 电源的效率越小 D. 电源的输出功率越小 12. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将某霍尔元件置于两块完全相同、N极正对放置的磁体的间隙中。建立如图乙所示坐标系，当霍尔元件沿x方向移动时，由于不同位置的磁感应强度不同，在其上、下表面间产生的霍尔电压U不同（可用电压表测量）。当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点；在中间位置附近，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。已知该霍尔元件长、宽、厚分别为a、b、c，沿y方向的电流I保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 该仪表的刻度是均匀的 B. 该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C. 若霍尔元件的载流子为电子，当时，上表面的电势比下表面低 D. 要使该仪表测量更加灵敏（即越大），可以减小厚度c 三、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的横线上。 13. （1）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约2kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为________（填各实验步骤前的字母）。 A.将选择开关置于“”位置 B.将选择开关置于“OFF”位置 C.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” D.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 （2）某同学用图1所示电路测量一段金属丝的电阻。将c点与a点连接，开关闭合，测得多组电压和电流，作出图线并测得该金属丝电阻值为；将c点与b点连接，重复上述操作，测得其阻值为。若不考虑偶然误差，则________。（选填“<”、“>”或“=”） （3）用图2所示电路测量某金属丝的电阻率。 ①闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在图2中的________（填“M”或“N”）端。 ②某同学按照图2连接实物，结果如图3所示。下列说法正确的是________。 A.导线a接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源 B.导线a接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数 C.导线b接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器可能使电源短路 D.导线b接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数 14. 用如图1所示的电路测量某电源的电动势和内阻。 （1）某同学记录多组电压U和电流I，作出的图线如图2。根据图线可得：该电源的电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留三位有效数字） （2）仅考虑电表内阻引起的实验误差，则本实验误差产生的原因是________；该误差导致________，________（选填“＜”、“＞”或“＝”）。 （3）另一同学提出一种可以准确测量该电源电动势和内阻的方案。 ①按图3连接电路。闭合开关，先将开关接在a端，调节滑动变阻器的阻值。测得多组电流和电压并在图4中作出一条图线； ②保持开关闭合，再将开关接b端，重复①中操作，得到图4中另一条图线。通过推理可知，当接在a端时作出的图线为________（选填“图线1”或“图线2”）； ③已知图线1、图线2在U轴和I轴的截距分别为、和、。不考虑偶然误差，电动势的准确值为________，内阻的准确值为________。（用、、、表示） 四、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，电阻为r。导轨的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒以速度v沿导轨向右匀速运动。 （1）求通过导体棒MN的电流的大小和方向； （2）求导体棒两端的电压U； （3）通过公式推导证明：在时间内，拉力对导体棒所做的功等于电路获得的电能。 16. 如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角，求： （1）粒子运动的轨迹半径r； （2）粒子的比荷； （3）粒子穿过磁场的时间t。 17. 某小组设计了一个测量物体质量的装置，其结构简图如图甲所示。磁铁能产生辐向磁场，磁场关于中心竖直轴对称分布，如图乙所示。一个半径为r的圆形金属线圈套于中心磁极，线圈与托盘通过绝缘支架连为一体，总质量为；托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上。线圈所在处磁感应强度大小均为B。线圈的两个接线端与外电路连接（图中未标出）。初始时，托盘和线圈处于平衡状态。已知弹簧劲度系数为k，线圈匝数为n，重力加速度为g。 （1）将被测重物放在托盘上，调节线圈中电流为时，托盘和线圈恢复到初始位置再次达到平衡，求待测重物的质量m。 （2）若将线圈两端仅接一个定值电阻R，则该装置可用于发电。将质量为M的物体轻放在托盘上，线圈在磁场中做竖直方向的往复运动，最终静止。当弹簧形变量为时，其弹性势能为，忽略空气阻力影响，不计线圈电阻。求： a、当线圈的速度大小为v时，通过电阻R的电流I； b、从线圈开始运动到最终静止的过程中，电阻R产生的焦耳热Q。 18. 电子比荷是描述其性质的重要物理量。某研究小组设计了两种方案测量电子的比荷。两种方案均不考虑电子重力及其相互作用。 （1）方案一：如图1所示，电子源发出的电子沿水平轴线经速度选择器后，进入边长为L的正方形电场偏转区。已知速度选择器中磁场与电场正交，匀强电场的场强为，方向向上，磁感应强度为，方向垂直纸面向外；偏转区电场强度为，方向向下；电子射出电场时速度偏转角为。求： a、电子通过速度选择器后的速度大小v； b、电子的比荷。 （2）方案二：如图2所示，在真空中放置一半径为R的金属圆柱面，圆柱面足够长。在圆柱面中心轴线上O点有一电子源，向空间中各个方向发射速度大小为的电子。当在柱面内加方向沿中心轴向下的匀强磁场时，恰好没有电子到达柱面。 a、求电子的比荷； b、当磁感应强度大小调至时，求柱面上落有电子的区域面积S。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年度第一学期期末检测 高二物理试卷 （考试时间90分钟 满分100分） 一、本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，放置一通电圆线圈，圆心为O点，线圈平面与磁场垂直。在圆线圈的轴线上有M和N两点，它们到O点的距离相等。已知M点的总磁感应强度大小为零，则N点的总磁感应强度大小为（ ） A. 0 B. B C. 2B D. 3B 【答案】A 【解析】 【详解】由右手螺旋定则及对称性可知，环形电流在N点产生的磁场，磁感应强度与M点等大同向。由于M点磁感应强度为零，由矢量合成法则可知环境中匀强磁场与M点磁场等大反向，即匀强磁场与N点的磁场等大反向，N点的磁感应强度为0。 故选A。 2. 如图所示，平行板电容器与电源连接，其中B板接地。开关S闭合后，在两板间C点有一个质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。下列说法正确的是（　　） A. 保持S闭合，将两板平行错开一些，电容器的电容增加 B. 保持S闭合，将A板向上平移一小段距离，C点电势降低 C. 若将S断开，再将两板平行错开一些，电容器带电量减少 D. 若将S断开，再将A板向上平移一小段距离，油滴会向下运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．保持S闭合，电容器两板间电压不变。将两板平行错开一些，正对面积减小，根据电容决定式可知，电容器的电容减小，故A错误； B．保持S闭合，电压不变。将A板向上平移一小段距离，板间距增大，根据可知板间场强减小。B板接地，电势为零，C点电势 由于C点位置不变，不变，减小，所以降低，故B正确； C．若将S断开，电容器带电量不变。再将两板平行错开一些，电容减小，但电荷量仍保持不变，故C错误； D．若将S断开，电荷量不变。再将A板向上平移一小段距离，板间距增大。根据 可知，板间场强不变，油滴受到的电场力不变，油滴仍处于静止状态，故D错误。 故选B。 3. 如图所示平面内，在通有图示方向电流I的长直导线右侧，固定一矩形金属线框abcd，ad边与导线平行。调节电流I使得空间各点的磁感应强度随时间均匀增加，则（　　） A. 线框中产生的感应电流方向为a→b→c→d→a B. 线框中产生的感应电流均匀增大 C. 线框ad边所受的安培力大小恒定 D. 线框整体受到的安培力方向水平向右 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据安培定则，通电直导线右侧磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度随时间均匀增加，穿过线框的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，再由安培定则可知感应电流方向为逆时针方向，即a→d→c→b→a，故A错误； B．磁感应强度随时间均匀增加，即为常数，线框面积不变，根据法拉第电磁感应定律 可知感应电动势恒定，根据闭合电路欧姆定律 线框中产生的感应电流大小恒定，故B错误； C．线框ad边所受安培力大小 由于恒定，不变，但随时间均匀增加，所以安培力大小随时间均匀增加，故C错误； D．根据楞次定律的推论，感应电流的机械效果总是阻碍磁通量的变化，本题中磁通量增加，为阻碍磁通量增加，线框整体受到的安培力方向应指向磁场较弱的区域，即水平向右，故D正确。 故选D。 4. 图甲为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S。时，匀强磁场垂直于线圈向右，其大小和方向变化如图乙所示。在内，线圈两端a、b间的电势差（　　） A. 恒定不变，大小为 B. 恒定不变，大小为 C. 从0均匀增大到 D. 从0均匀增大到 【答案】B 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为 由于磁场垂直于线圈平面，磁通量 则 由图乙可知，在时间内，图像是一条倾斜直线，磁感应强度的变化率恒定，因此感应电动势恒定不变。根据图像斜率计算磁感应强度变化率的大小 代入公式得感应电动势大小 线圈两端、间的电势差等于感应电动势，即且恒定不变。 故选B。 5. 洛伦兹力演示仪的结构如图所示，励磁线圈中的电流产生垂直纸面向外的匀强磁场，其磁感应强度大小与电流成正比。电子在电子枪中经加速电场加速后形成高速电子束，调节玻璃泡使电子束垂直磁场方向射入，某次实验中观察到电子束打在图中的P点。下列说法正确的是（　　） A. 励磁线圈中电流为顺时针方向 B. 若要看到完整的圆周轨迹，可以增大加速电压 C. 若要看到完整的圆周轨迹，可以增大励磁线圈中的电流 D. 若仅减小加速电压，可使电子做圆周运动的周期变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁场垂直纸面向外，根据安培定则，励磁线圈中电流应为逆时针方向，故A错误； B．电子加速过程 在磁场中 解得 增大加速电压，半径增大，更难看到完整圆周，故B错误； C．增大励磁线圈中的电流，磁感应强度增大，由可知半径减小，可使电子束在玻璃泡内形成完整圆周，故C正确； D．电子做圆周运动的周期 与加速电压无关，减小加速电压周期不变，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，电源电动势为12V，内阻为，电阻为，为。开关闭合后，电动机恰好正常工作。已知电动机额定电压为6V，线圈电阻为，当电动机正常工作时，下列说法正确的是（　　） A. 通过的电流为1A B. 电源的输出功率为36W C. 电动机产生的机械功率为10W D. 若电动机卡住不转，电动机发热的功率为12W 【答案】C 【解析】 【详解】A．电动机正常工作，两端电压，则并联部分电压，通过的电流。 由闭合电路欧姆定律 代入数据解得干路电流，即通过的电流为，故A错误； B．电源的输出功率，故B错误； C．通过电动机的电流 电动机产生的机械功率，故C正确； D．若电动机卡住不转，电动机视为纯电阻，并联部分电阻 总电流 并联部分电压 电动机发热功率，故D错误。 故选C。 7. 真空中有两个固定点电荷，在坐标原点O，在x轴上的某点，x正半轴上各点电势随x的变化如图所示。已知在孤立点电荷q的电场中，与其相距为r处的电势（取无限远处电势为零）。下列说法正确的是（　　） A. 带正电，带负电 B. 电荷量 C. b点和d点的电场强度方向相同 D. 电子仅在电场力作用下沿x轴从a点运动到c点过程中，其速度一直增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图可知，当时，，根据点电荷电势公式可知，原点处的电荷带正电；当时，从负值趋近于0，说明远处电势为负，即总电荷量，故带负电且，故A正，B错误； C．图像切线的斜率表示电场强度的负值，即，点处切线斜率为负，电场强度方向沿轴正方向，点处切线斜率为正，电场强度方向沿轴负方向，两点电场强度方向相反，故C错误； D．电子带负电，从点运动到点过程中，电势一直降低，根据电势能公式可知，电子的电势能一直增大，由能量守恒定律可知，电子的动能一直减小，即速度一直减小，故D错误。 故选A。 8. 超导体在温度特别低时电阻几乎为零。某次实验，将一个超导材料制成的金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面。逐渐降低温度使金属环由正常态转变为超导态，然后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零。为探究该圆环在超导状态时的电阻率上限，实验测得撤去磁场后环中电流为I，经较长时间t未检测出电流变化。已知仪器只能检测出大于的电流变化（），设环的横截面积为S，电子定向移动的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e。若环中电子定向移动动能的减少量等于圆环产生的热量，则的表达式为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设圆环周长为，单位体积自由电子数为，总电子数 电流微观表达式为 因此电流变化量 得定向移动速率变化量 因，故，单个电子动能减少量近似为 总动能减少量 圆环焦耳热 由题意 联立两式约去，整理得 故选B。 二、本题共4小题，每小题3分，共12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3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。 9. 如图所示，单刀双掷开关S与1端相连，电源（内阻不计）向电容器充电，充电结束后再把开关掷向2端，电容器通过电阻R放电。分别描绘通过电阻R的电流随时间变化的图像和AB两板电势差随时间变化的图像。关于两图像的大致形状，下列四幅图中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】A．充电过程中，电流流向电容器正极板，随着电荷量积累，电势差增大，电流逐渐减小；放电过程中，电容器相当于电源，电流从正极板流出，方向与充电时相反，且随着电荷量减少，电流逐渐减小，故图像应先正向减小至零，再反向减小至零，故A正确，B错误； CD．图像的斜率表示与电流大小有关，因为，充电时增大，电流减小，图像斜率减小；放电时减小，初始电流最大，图像斜率绝对值最大，随后电流减小，斜率绝对值减小，故C错误D正确。 故选AD。 10. 如图所示，虚线a、b、c、d是静电场中的四个等势面，相邻等势面间的电势差相等，实线为某电子仅在静电力作用下通过该区域的轨迹，P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是（　　） A. 在四个等势面中a的电势最高 B. 电子一定是从Q点向P点运动 C. 电子通过P点时的动能比通过Q点时的小 D. 电子通过P点时的加速度比通过Q点时的小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电子做曲线运动，受到的静电力指向轨迹凹侧，由图可知静电力方向大致向下。电子带负电，受力方向与电场强度方向相反，故电场强度方向大致向上。沿电场线方向电势降低，所以，即的电势最高。故A正确； B．运动轨迹只能判断受力方向，无法判断运动方向，电子可能从运动到，也可能从运动到。故B错误； C．若电子从运动到，静电力方向与位移方向夹角为锐角，静电力做正功，动能增加，即；若电子从运动到，静电力做负功，动能减小，仍有。所以电子通过点时的动能比通过点时的小。故C正确； D．等势面的疏密程度反映电场强度的大小，由图可知点处等势面较密，电场强度较大，即。根据牛顿第二定律，可知电子在点的加速度较大。故D错误。 故选AC。 11. 某型号酒精测试仪工作原理如图所示，电阻R的阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻，电路中的电表均视为理想电表。实验人员饮酒后对着测试仪吹气，若饮酒量越多，则（　　） A. 电流表的示数越小 B. 电压表的示数越小 C. 电源的效率越小 D. 电源的输出功率越小 【答案】BC 【解析】 【详解】饮酒量越多，酒精气体浓度越大，电阻的阻值越小。 A．电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流增大，电流表示数增大。故A错误； B．电压表测量两端电压，则 因增大，故减小，电压表示数减小。故B正确； C．电源效率 减小，效率减小。故C正确； D．电源的输出功率 外电路总电阻 由题知，则 当减小时，减小并接近内阻，根据电源输出功率随外电阻变化的规律，输出功率增大。故D错误； 故选BC。 12. 利用霍尔元件可以进行微小位移的测量。如图甲所示，将某霍尔元件置于两块完全相同、N极正对放置的磁体的间隙中。建立如图乙所示坐标系，当霍尔元件沿x方向移动时，由于不同位置的磁感应强度不同，在其上、下表面间产生的霍尔电压U不同（可用电压表测量）。当霍尔元件处于中间位置时，霍尔电压为0，将该点作为位移的零点；在中间位置附近，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表。已知该霍尔元件长、宽、厚分别为a、b、c，沿y方向的电流I保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 该仪表的刻度是均匀的 B. 该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向 C. 若霍尔元件的载流子为电子，当时，上表面的电势比下表面低 D. 要使该仪表测量更加灵敏（即越大），可以减小厚度c 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 且 解得霍尔电压公式 以及在中间位置附近磁感应强度的大小与位移的大小成正比，可知，电压与位移成线性关系，故该仪表的刻度是均匀的，故A正确； B．当霍尔元件向轴正方向或负方向移动时，磁场的方向相反（时沿方向，时沿方向），导致霍尔电压的正负不同，因此可以通过电压的正负确定位移的方向，故B错误； C．当时，霍尔元件位于左侧磁体附近，合磁场方向沿方向，电流沿方向，若载流子为电子，电子定向移动方向沿方向，根据左手定则，电子受到的洛伦兹力沿方向（向下），电子聚集在下表面，下表面电势低，上表面电势高，故C错误； D．根据 得 减小厚度可以增大灵敏度，故D正确。 故选AD。 三、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的横线上。 13. （1）一多用电表表盘上的电阻刻度线正中间标有“15”字样。用它测量约2kΩ电阻的阻值，下列实验步骤正确的操作顺序为________（填各实验步骤前的字母）。 A.将选择开关置于“”位置 B.将选择开关置于“OFF”位置 C.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” D.将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 （2）某同学用图1所示电路测量一段金属丝的电阻。将c点与a点连接，开关闭合，测得多组电压和电流，作出图线并测得该金属丝电阻值为；将c点与b点连接，重复上述操作，测得其阻值为。若不考虑偶然误差，则________。（选填“<”、“>”或“=”） （3）用图2所示电路测量某金属丝的电阻率。 ①闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应处在图2中的________（填“M”或“N”）端。 ②某同学按照图2连接实物，结果如图3所示。下列说法正确的是________。 A.导线a接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器可能烧毁电源 B.导线a接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数 C.导线b接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器可能使电源短路 D.导线b接线错误，若闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数 【答案】（1）ACDB （2）< （3） ①. M ②. CD 【解析】 【小问1详解】 待测电阻约为，多用电表欧姆挡中值电阻为，为使指针指在刻度盘中央附近，应选择倍率，故第一步为A；欧姆表换挡后必须进行欧姆调零，即两表笔短接调节调零旋钮，故第二步为C；接着进行测量，故第三步为D；测量完毕后应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡，故第四步为B。 【小问2详解】 当c接a时，电流表外接，电压表测真实电压，电流表测与电压表总电流，电流测量值偏大，由知测量值偏小；当c接b时，电流表内接，电流表测真实电流，电压表测与电流表总电压，电压测量值偏大，由知测量值偏大；故。 【小问3详解】 ① [1]图2为分压式接法，闭合开关前，为使测量电路电压为零以保护电路，滑片P应置于M端。 ② [2]观察图3实物连接，对比电路图可知，滑动变阻器应为分压式接法，所以导线b接线错误，根据实物图，若闭合开关调节滑动变阻器阻值为零，则可能使电源短路。并且现在待测支路被短路，闭合开关调节滑动变阻器两个电表始终没有示数。 故选CD。 14. 用如图1所示的电路测量某电源的电动势和内阻。 （1）某同学记录多组电压U和电流I，作出的图线如图2。根据图线可得：该电源的电动势________V，内阻________Ω。（结果均保留三位有效数字） （2）仅考虑电表内阻引起的实验误差，则本实验误差产生的原因是________；该误差导致________，________（选填“＜”、“＞”或“＝”）。 （3）另一同学提出一种可以准确测量该电源电动势和内阻的方案。 ①按图3连接电路。闭合开关，先将开关接在a端，调节滑动变阻器的阻值。测得多组电流和电压并在图4中作出一条图线； ②保持开关闭合，再将开关接b端，重复①中操作，得到图4中另一条图线。通过推理可知，当接在a端时作出的图线为________（选填“图线1”或“图线2”）； ③已知图线1、图线2在U轴和I轴的截距分别为、和、。不考虑偶然误差，电动势的准确值为________，内阻的准确值为________。（用、、、表示） 【答案】（1） ①. 1.45 ②. 1.30 （2） ①. 电压表分流作用，使得电流表测量值偏小 ②. < ③. < （3） ①. 图线1 ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由图2可知，图线与纵轴交点表示电源电动势，读数为 图线斜率的绝对值表示电源内阻，则 【小问2详解】 [1]图1电路中，电压表并联在电源两端，由于电压表的分流作用，电流表测得的电流小于流过电源的总电流。 [2][3]根据闭合电路欧姆定律和 整理得 对比 可知，， 【小问3详解】 ②[1]当开关接a端时，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测干路电流，电路方程为 即 图线纵截距为，斜率绝对值为。当开关接b端时，电压表测路端电压，电流表测支路电流，电路方程为 即 图线纵截距小于。对比图4，图线1纵截距大于图线2纵截距，故接a端对应图线1。 ③[2][3]由接a端方程可知，图线1纵截距 由接b端方程可知，当时， 即图线2横截距 故 四、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 15. 如图所示，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度为L，一端连接阻值为R的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接触良好，电阻为r。导轨的电阻均可忽略不计。在平行于导轨的拉力作用下，导体棒以速度v沿导轨向右匀速运动。 （1）求通过导体棒MN的电流的大小和方向； （2）求导体棒两端的电压U； （3）通过公式推导证明：在时间内，拉力对导体棒所做的功等于电路获得的电能。 【答案】（1），方向沿导体棒由N到M （2） （3）见解析 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律 根据闭合电路欧姆定律 方向沿导体棒由N到M。 【小问2详解】 根据欧姆定律 【小问3详解】 导体棒MN匀速运动，受力平衡，则拉力 在时间内，拉力做功 电路获得的电能 可得 16. 如图所示，一束带电粒子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角，求： （1）粒子运动的轨迹半径r； （2）粒子的比荷； （3）粒子穿过磁场的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据几何关系，可得 【小问2详解】 洛伦兹力提供向心力 解得 【小问3详解】 设粒子做匀速圆周运动的周期为T，则 粒子穿过磁场的时间 17. 某小组设计了一个测量物体质量的装置，其结构简图如图甲所示。磁铁能产生辐向磁场，磁场关于中心竖直轴对称分布，如图乙所示。一个半径为r的圆形金属线圈套于中心磁极，线圈与托盘通过绝缘支架连为一体，总质量为；托盘下方连接一个轻弹簧，弹簧下端固定在磁极上。线圈所在处磁感应强度大小均为B。线圈的两个接线端与外电路连接（图中未标出）。初始时，托盘和线圈处于平衡状态。已知弹簧劲度系数为k，线圈匝数为n，重力加速度为g。 （1）将被测重物放在托盘上，调节线圈中电流为时，托盘和线圈恢复到初始位置再次达到平衡，求待测重物的质量m。 （2）若将线圈两端仅接一个定值电阻R，则该装置可用于发电。将质量为M的物体轻放在托盘上，线圈在磁场中做竖直方向的往复运动，最终静止。当弹簧形变量为时，其弹性势能为，忽略空气阻力影响，不计线圈电阻。求： a、当线圈的速度大小为v时，通过电阻R的电流I； b、从线圈开始运动到最终静止的过程中，电阻R产生的焦耳热Q。 【答案】（1） （2）a、，b、 【解析】 【小问1详解】 托盘和线圈恢复到初始位置再次平衡时，满足 其中 解得 【小问2详解】 a、线圈在磁场中运动时产生感应电动势 根据闭合电路欧姆定律 b、未放重物时，弹簧伸长量为，满足 线圈和托盘最终静止时，弹簧伸长量为，满足 根据能量守恒定律 解得 18. 电子比荷是描述其性质的重要物理量。某研究小组设计了两种方案测量电子的比荷。两种方案均不考虑电子重力及其相互作用。 （1）方案一：如图1所示，电子源发出的电子沿水平轴线经速度选择器后，进入边长为L的正方形电场偏转区。已知速度选择器中磁场与电场正交，匀强电场的场强为，方向向上，磁感应强度为，方向垂直纸面向外；偏转区电场强度为，方向向下；电子射出电场时速度偏转角为。求： a、电子通过速度选择器后的速度大小v； b、电子的比荷。 （2）方案二：如图2所示，在真空中放置一半径为R的金属圆柱面，圆柱面足够长。在圆柱面中心轴线上O点有一电子源，向空间中各个方向发射速度大小为的电子。当在柱面内加方向沿中心轴向下的匀强磁场时，恰好没有电子到达柱面。 a、求电子的比荷； b、当磁感应强度大小调至时，求柱面上落有电子的区域面积S。 【答案】（1）a、，b、 （2）a、，b、 【解析】 【小问1详解】 a、电子通过速度选择器满足 解得 b、在偏转区，水平方向上， 竖直方向上， 射出电场时 解得 【小问2详解】 a、设在横截面内电子做圆周运动的半径为r，当时，没有电子到达柱面。洛伦兹力提供向心力 解得 b、设出射电子的速度方向与竖直方向夹角为，将电子速度沿磁场方向和垂直磁场方向分解，， 电子在垂直磁场方向做圆周运动，半径为，当时，粒子运动后刚好达到柱面上，其中， 此时电子在沿磁场方向做匀速直线运动，在内电子沿竖直方向运动距离 则柱面上落有电子的区域面积 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $