精品解析：河北省衡水市2025-2026学年高二上学期三调考试物理试卷

2025~2026学年度第一学期高二年级三调考试 物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于磁通量的概念，下面的说法正确的是（ ） A. 磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大 B. 放在磁场中某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零 C. 磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而产生的 D. 磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变 【答案】C 【解析】 【详解】解：A、当回路与磁场平行时，磁通量Φ为零，则磁感应强度越大，穿过闭合回路的磁通量不一定越大．故A错误． B、磁通量Φ为零时，可能回路与磁场平行，则磁感应强度不一定为零．故B错误． C、根据磁通量Φ=BSsinα，磁通量的变化可能由B、S、α的变化引起．故C正确． D、磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，当线圈平面与磁感线的夹角发生变化时，磁通量发生变化．故D错误． 故选C 【点评】对于匀强磁场中磁通量可以根据两种特殊情况运用投影的方法求解．对于非匀强磁场，可以根据穿过回路磁感线的多少，定性分析磁通量的大小． 2. 在物理兴趣活动时，老师组织10位健康的同学进行了“千人震”实验，两节干电池，带铁芯的多匝线圈（电阻很小），开关，同学按如图所示连接，同学们彼此之间手拉手。先闭合开关，待电路稳定后再断开开关，以下说法正确的是（ ） A. 闭合开关瞬间，同学们感觉到有电流流过身体 B. 断开开关瞬间，同学们感觉到有电流流过身体 C. 断开开关瞬间，流过同学们的电流突然减小 D. 断开开关瞬间，流过同学们的电流方向为到 【答案】B 【解析】 【详解】A．两节干电池电动势约为，闭合开关瞬间，人体两端的电压等于电源两端电压为，因人体电阻特别大，感觉不到有电流流过身体，故A错误； BC．断开开关的瞬间，由于电流变化太快，导致线圈产生的感应电动势非常大，故线圈两端电压会变大，流过同学们的电流变大，同学们感觉有电流流过身体，故B正确，C错误； D．断开开关瞬间，线圈产生的电动势要阻碍线圈中的电流变小，因此感应电流的方向与原方向相同，自左向右，断开开关时，线圈与人组成新的闭合回路，因此流过人体的电流从B到A，故D错误。 故选B。 3. 即热式电热水器具有即开即用，不用提前预热，没有预热时的热量散失等特点，相比传统储水式电热水器平均可以省电15%~30%，因此被国家划归为节能产品。某型号即热式电热水器和传统储水式电热水器的铭牌如图所示。下列说法中正确的是（　　） 即热式电热水器 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 8500W 设定温度 30~55℃ 储水式电热水器 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 2200W 设定温度 75℃ A. 两台电热水器均可直接在110V的电源上正常工作 B. 正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能多 C. 正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能快 D. 正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器通过的电流小 【答案】C 【解析】 【详解】A．两台电热水器的额定电压均为220V，接在110V电源时，实际电压低于额定电压，无法正常工作，故A错误； B．电能消耗量由决定。虽然即热式功率（8500W）大于储水式（2200W），但未明确工作时间，无法比较总电能消耗，故B错误； C．功率表示单位时间消耗电能的快慢。即热式功率更大，因此消耗电能更快，故C正确； D．由可知，额定电压相同时，功率越大电流越大。即热式电流为，储水式为，故D错误。 故选C。 4. 2024年6月，国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召，监测自己的体重情况，某科技小组同学利用所学知识做了一台简易体重计，其电路图如图甲所示。已知电源两端电压为12V，定值电阻R0=10Ω，RS为力敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A. 测量的体重越大，电流表示数越小 B. 该体重计所能测量的最大质量为120kg C. 当体重计测量的质量为60kg时，电路中电流为0.4A D. 若想使体重计的量程增大，R0应选用更小阻值的电阻 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，测量的体重越大，力敏电阻的阻值越小，电路总电阻变小，电流表示数变大，A错误； B．电源两端电压为12V，电流表量程为0~0.6A，此时电路总电阻 此时力敏电阻的阻值 由图像可知，此时力敏电阻所受压力为1200N，该体重计所能测量的最大质量为，B正确； C．当体重计测量的质量为60kg时，力敏电阻所受压力 由图像可知，此时力敏电阻的阻值为30Ω，电路中电流为，C错误； D．若想使体重计的量程增大，力敏电阻所受压力增大，力敏电阻的阻值会更小，受电流表量程的限制，R0应选用更大阻值的电阻，D错误。 故选B。 5. 近年来，无线门铃逐渐在各大城市流行。图甲为某款无线门铃按钮，这款门铃可以自己发电，不需要连接外电源，其“自发电”部分电路如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A. 按住按钮不动，门铃会一直响 B. 按下按钮过程，螺线管上有从Q到P方向的电流 C. 松开按钮过程，螺线管与磁铁之间有吸引力 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．按住按钮不动，穿过螺线管的磁通量不变，不会产生感应电流，则门铃不会响，故A错误； B．按下按钮过程，穿过螺线管的磁通量向左增加，根据楞次定律可知，螺线管上有从P到Q方向的电流，故B错误； C．松开按钮过程，根据“来拒去留”可知，螺线管与磁铁之间有吸引力，故C正确； D．按下和松开按钮过程所用时间不一定相同，则螺线管中磁通量变化率不一定相同，则螺线管产生的感应电动势大小不一定相等，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，正方形线圈边长为1m，共10匝，其内部存在一垂直纸面向里的正方形磁场，磁场的边长为，磁感应强度逐渐增大且变化率，已知线圈的总电阻为，那么线圈中产生的感应电流为（ ） A. ，方向逆时针 B. ，方向逆时针 C. ，方向顺时针 D. ，方向顺时针 【答案】B 【解析】 【详解】由法拉第电磁感应定律可知线圈中产生的感应电动势的大小为 由欧姆定律可得感应电流的大小为 由楞次定律可知感应电流的方向为逆时针方向。 故选B。 7. 如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表。闭合开关S电路稳定后，一带电液滴在电容器C中恰好静止，当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，理想电表的示数分别用、和表示，理想电表的示数变化量分别用、和表示，下列正确的是（　　） A. 理想电流表的示数变小 B. 带电液滴在电容器中会上升 C. 变大 D. 的绝对值不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，滑动变阻器阻值减小，总电阻减小，总电流变大，所以理想电流表的示数变大，根据“串反并同”可知电容两端电压减小，场强减小，重力大于电场力，带电液滴在电容器中会下降，故AB错误； C．根据欧姆定律可知 因为R1不变，所以不变，故C错误； D．根据 可知的绝对值表示，即不变，故D正确。 故选D。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分.全部选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分） 8. 如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让氢元素三种同位素氕、氘、氚的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素的离子最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。如图乙所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为R的中空半圆金属D形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为B的匀强磁场中。现接上电压为U的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中氢的三种同位素的离子进入磁场时动能不同 B. 图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为1：2：3 C. 图乙中U越大，带电粒子最终射出D形盒时的速度就越大 D. 带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压大小无关 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲中氢的三种同位素的离子在加速电场中，有 因为这三种离子的电荷量相同，所以进入磁场时动能相同。故A错误； B．图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中做匀速圆周运动，设其周期为T，则有 根据离子的轨迹，可知其运行时间为 氢元素三种同位素（氕、氘、氚）的质量之比为，所以氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为。故B正确； C．带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动，有 整理，可得 易知，带电粒子最终射出形盒时的速度与无关。故C错误； D．根据动能的表达式，有 可知带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压无关。故D正确。 故选BD。 9. 为发展新能源，某科研小组制作了一个小型波浪发电机，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有线圈，其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图乙所示，线圈电阻r=2Ω，把线圈与阻值R=8Ω的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 小灯泡的额定电压为 B. 线圈中电流的有效值为 C. 发电机的输出功率为 D. 一周期内线圈产生的焦耳热为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由乙图可知，感应电动势有效值为4V，此时小灯泡正好正常发光，则由串联分压可得 故A错误； B．线圈中电流有效值为 故B错误； C．发电机输出功率为 故C正确； D．由乙图可得周期为0.4s，一周期内线圈产生的焦耳热为 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，间距为的平行金属导轨处在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨左侧安装一定值电阻，其余电阻不计。现将足够长的导体棒放在导轨上，如图甲所示，第一次拉着导体棒沿导轨向右匀速运动一段时间，该过程中通过电阻的电荷量为；如图乙所示，第二次使导体棒以角速度绕着端顺时针转过，该过程中通过电阻的电荷量为。已知两次运动时间相同。下列说法正确的是（ ） A. B. 两次运动的时间 C. 第一次导体棒匀速运动的速度 D. 第一次导体棒匀速运动的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．第二次导体棒转动过程平均感应电动势为 与导轨围成的面积为 通过电阻的电荷量，故A错误； B．两次运动时间，故B正确； CD．由于第一次通过电阻的电荷量 可得，故C正确，D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某实验小组做“测量某电源的电动势和内阻”的实验。 (1)张同学测定某电源的电动势E1和内阻r1，设计了如图甲所示的电路，R1是阻值为2Ω的保护电阻，滑动变阻器的滑片P与电阻丝始终接触良好。闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据，根据实验数据绘制了如图乙所示的U－I图像。该电源的电动势E1＝______V、内阻r1＝______Ω；（结果均保留三位有效数字） (2)李同学测量另一块锂电池的电动势和内阻时，设计了如图丙所示的电路图。闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻，记录电阻箱接入电路的电阻R2以及电压表的示数U，根据测量数据作出图像，如图丁所示。若该图线的斜率为k、图线在纵轴上的截距为b，则该锂电池的电动势E2＝_________、内阻r2＝_________。（结果均用k、b表示）。 【答案】 ①. 3.00 ②. 1.00 ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1] [2]由图甲所示电路图可知，路端电压 U=E-I（r+R1） 由图乙所示U-I图象可知，电源电动势 E=3.00V 电源内阻 (2)[3] [4]由图丙所示图象可知，电源电动势 可得 由图丁所示图象可知，图线的斜率 纵轴截距 则电源电动势 电源内阻 12. 在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验 ，其操作如下： (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝_____mm； 用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=____mm； (2)此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材： A.电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）； B.电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）： C.电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）； D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）； E.定值电阻R0＝80Ω F.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）； G.开关一只，导线若干。 为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号________； (3)此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量 电阻率ρ＝________（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。 【答案】 ①. 50.15 ②. 5.695(5.693~5.697) ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1] 20分度的游标卡尺，精确度为0.05mm，圆柱体的长度为 [2]螺旋测微器的转动刻度为50格，共0.5mm，一小格的长度为0.01mm，转动刻度估读到零点几格，则圆柱体的直径为 (5.693~5.697) (2)[3]直流电源E的电动势为4V，实验提供的电压表为15V，量程太大不合适，而电流表A1的内阻已知，还有一个定值电阻R0＝80Ω，可考虑改装出电压表，量程为 量程较合适，改装后待测电阻的最大电流为 电流表A2的量程100mA，直接接在待测电阻上指针的偏转幅度小，而改装后的电压表和待测电阻并联后的总电流约为80mA，则电流表A2(100mA)接在干路上指针偏转比较合适；滑动变阻器R1(10Ω)远小于待测电阻阻值100Ω，为了调节方便和更多的获得测量数据，则采用滑动变阻器的分压式接法，电路图如图所示 (3)[4]根据所设计的电路原理可知，待测电阻的电压为 待测电阻的电流为 由欧姆定律和电阻定律可得待测电阻的阻值为 联立解得电阻率为 四、计算题（本题共3小题，共38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。请按题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效） 13. 导线中带电粒子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识，一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，导线中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷时正电荷 (1)试推导出电流的微观表达式I=nvSq (2)如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．按照这个思路请你尝试由安培的表达式推导出洛伦兹力的表达式 【答案】(1)见解析(2)见解析 【解析】 【详解】(1)在时间t内流过导线横截面的带电粒子数 N=nvSt 通过导线横截面的总电荷量 Q=Nq 导线中电流 联立解得 I=nvSq (2)导线受安培力的大小 长L的导线内的总的带电粒子数 N=nSL 又 I=nvSq 电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，表现为导线所受的安培力，即 联立以上三式可以推导出洛伦兹力的表达f=qvB． 14. 如图，水平面内有足够长的两平行导轨，导轨间距，导轨间接有一电容器，电容器右侧导轨上垂直导轨放置一质量、电阻、长度为的导体棒，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数，导轨平面内有竖直向下（即垂直纸面向里）的匀强磁场。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积、总电阻、匝数的圆形线圈，线圈内有一面积的圆形区域，该圆形区域内有垂直纸面向外、大小随时间变化规律为的磁场，，不计导轨电阻，两磁场互不影响，求： （1）仅闭合开关和，稳定后电容器两端的电压； （2）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，能够达到的最大速度； （3）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，经时间达到最大速度，此过程中流过导体棒的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据法拉第电磁感应定律可得，左侧圆形线圈中产生的电动势为 代入数据，解得 【小问2详解】 当导体棒受力平衡时，速度最大，根据平衡条件有 其中 联立，解得 【小问3详解】 对导体棒，根据动量定理 又因为 联立，解得 15. 如图所示，空间有两个无限长的竖直边界AC和 DE，二者之间充满着垂直纸面向外的上、下两个匀强磁场，OF 为上、下两磁场的水平分界线，OF 上方区域匀强磁场的磁感应强度大小为 现让一个带正电的粒子从AO 边上的 P 点垂直于AO沿纸面射入 AOFD区域，经过OF上的中点Q进入下方磁场。已知 粒子的电荷量为q、质量为m，不计粒子重力。 （1）求粒子从 P点射入时的速度大小； （2）若粒子在下方磁场区域运动时恰好未从左侧边界射出，求粒子在下方磁场中运动时距离边界DE的最小距离； （3）若仅将OF上方区域的磁场更换为竖直向下的匀强电场，粒子从P点射入的速度不变，仍从Q点进入下方区域，求电场强度的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设粒子在上方做圆周运动的半径为，粒子从点射出时速率为，运动轨迹如图所示 由几何关系可知 解得 由牛顿第二定律可知 解得 【小问2详解】 由题知粒子在下方磁场的轨迹如图所示，设运动的半径为，则 由几何关系可知 由题意知轨迹刚好与边界相切，可得 可得 由图中几何关系易知，粒子离边界的最小距离为 代入数据可得 【小问3详解】 换成电场后，粒子做类平抛运动，设电场强度大小为，粒子运动加速度大小为，运动到的时间为，则， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年度第一学期高二年级三调考试 物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分） 1. 关于磁通量的概念，下面的说法正确的是（ ） A. 磁场中某处的磁感应强度越大，面积越大，则穿过线圈的磁通量一定就越大 B. 放在磁场中某处的一个平面，穿过它的磁通量为零，该处磁感应强度一定为零 C. 磁通量的变化不一定是由于磁场的变化而产生的 D. 磁场中某处的磁感应强度不变，放在该处线圈的面积也不变，则磁通量一定不变 2. 在物理兴趣活动时，老师组织10位健康的同学进行了“千人震”实验，两节干电池，带铁芯的多匝线圈（电阻很小），开关，同学按如图所示连接，同学们彼此之间手拉手。先闭合开关，待电路稳定后再断开开关，以下说法正确的是（ ） A. 闭合开关瞬间，同学们感觉到有电流流过身体 B. 断开开关瞬间，同学们感觉到有电流流过身体 C. 断开开关瞬间，流过同学们的电流突然减小 D. 断开开关瞬间，流过同学们的电流方向为到 3. 即热式电热水器具有即开即用，不用提前预热，没有预热时的热量散失等特点，相比传统储水式电热水器平均可以省电15%~30%，因此被国家划归为节能产品。某型号即热式电热水器和传统储水式电热水器的铭牌如图所示。下列说法中正确的是（　　） 即热式电热水器 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 8500W 设定温度 30~55℃ 储水式电热水器 额定电压 220V 频率 50Hz 额定功率 2200W 设定温度 75℃ A. 两台电热水器均可直接在110V的电源上正常工作 B. 正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能多 C. 正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器消耗电能快 D. 正常工作时，即热式电热水器比储水式电热水器通过的电流小 4. 2024年6月，国家卫健委等16个部门启动“体重管理年”三年行动。为响应国家号召，监测自己的体重情况，某科技小组同学利用所学知识做了一台简易体重计，其电路图如图甲所示。已知电源两端电压为12V，定值电阻R0=10Ω，RS为力敏电阻，其阻值与所受到的压力关系如图乙所示，电流表量程为0~0.6A，踏板重力不计，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A. 测量的体重越大，电流表示数越小 B. 该体重计所能测量的最大质量为120kg C. 当体重计测量的质量为60kg时，电路中电流为0.4A D. 若想使体重计的量程增大，R0应选用更小阻值的电阻 5. 近年来，无线门铃逐渐在各大城市流行。图甲为某款无线门铃按钮，这款门铃可以自己发电，不需要连接外电源，其“自发电”部分电路如图乙所示，按下门铃按钮过程磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮磁铁远离螺线管回归原位置。下列说法正确的是（　　） A. 按住按钮不动，门铃会一直响 B. 按下按钮过程，螺线管上有从Q到P方向的电流 C. 松开按钮过程，螺线管与磁铁之间有吸引力 D. 按下和松开按钮过程，螺线管产生的感应电动势大小一定相等 6. 如图所示，正方形线圈边长为1m，共10匝，其内部存在一垂直纸面向里的正方形磁场，磁场的边长为，磁感应强度逐渐增大且变化率，已知线圈的总电阻为，那么线圈中产生的感应电流为（ ） A. ，方向逆时针 B. ，方向逆时针 C. ，方向顺时针 D. ，方向顺时针 7. 如图所示电路中，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C为电容器，电表均为理想电表。闭合开关S电路稳定后，一带电液滴在电容器C中恰好静止，当滑动变阻器R3的滑片自a端向b端滑动的过程中，理想电表的示数分别用、和表示，理想电表的示数变化量分别用、和表示，下列正确的是（　　） A. 理想电流表的示数变小 B. 带电液滴在电容器中会上升 C. 变大 D. 的绝对值不变 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分.全部选对的得6分，选不全的得3分，错选得0分） 8. 如图甲所示为质谱仪的原理示意图，让氢元素三种同位素氕、氘、氚的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场。加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中。氢的三种同位素的离子最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”。如图乙所示为回旋加速器的原理图，其核心部分是两个半径均为R的中空半圆金属D形盒，并处于垂直于盒底的磁感应强度为B的匀强磁场中。现接上电压为U的高频交流电源后，狭缝中形成周期性变化的电场，使圆心处的带电粒子在通过狭缝时都能得到加速。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中氢的三种同位素的离子进入磁场时动能不同 B. 图甲中氢的三种同位素的离子在磁场中运动时间之比为1：2：3 C. 图乙中U越大，带电粒子最终射出D形盒时的速度就越大 D. 带电粒子在回旋加速器中能获得的最大动能与加速电压大小无关 9. 为发展新能源，某科研小组制作了一个小型波浪发电机，磁铁固定在水中，S极上套有一个浮筒，浮筒上绕有线圈，其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化，如图乙所示，线圈电阻r=2Ω，把线圈与阻值R=8Ω的小灯泡串联，小灯泡恰好正常发光。下列说法正确的是（　　） A. 小灯泡的额定电压为 B. 线圈中电流的有效值为 C. 发电机的输出功率为 D. 一周期内线圈产生的焦耳热为 10. 如图所示，间距为的平行金属导轨处在方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场中，导轨左侧安装一定值电阻，其余电阻不计。现将足够长的导体棒放在导轨上，如图甲所示，第一次拉着导体棒沿导轨向右匀速运动一段时间，该过程中通过电阻的电荷量为；如图乙所示，第二次使导体棒以角速度绕着端顺时针转过，该过程中通过电阻的电荷量为。已知两次运动时间相同。下列说法正确的是（ ） A. B. 两次运动的时间 C. 第一次导体棒匀速运动的速度 D. 第一次导体棒匀速运动的速度 第II卷（非选择题） 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 某实验小组做“测量某电源的电动势和内阻”的实验。 (1)张同学测定某电源的电动势E1和内阻r1，设计了如图甲所示的电路，R1是阻值为2Ω的保护电阻，滑动变阻器的滑片P与电阻丝始终接触良好。闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据，根据实验数据绘制了如图乙所示的U－I图像。该电源的电动势E1＝______V、内阻r1＝______Ω；（结果均保留三位有效数字） (2)李同学测量另一块锂电池的电动势和内阻时，设计了如图丙所示的电路图。闭合开关S，改变电阻箱接入电路的电阻，记录电阻箱接入电路的电阻R2以及电压表的示数U，根据测量数据作出图像，如图丁所示。若该图线的斜率为k、图线在纵轴上的截距为b，则该锂电池的电动势E2＝_________、内阻r2＝_________。（结果均用k、b表示）。 12. 在航空仪表上使用的电阻器和电位器，要求具有电阻温度系数低，电阻率大，耐磨等性能。实验小组测量一个由新材料制成的圆柱体的电阻率ρ的实验 ，其操作如下： (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如图甲所示，可知其长度为L＝_____mm； 用螺旋测微器测出其直径D如图乙所示，则D=____mm； (2)此圆柱体电阻约为100Ω，欲测量这种材料的电阻率ρ，现提供以下实验器材： A.电流表A1（量程50mA，内阻r1=20Ω）； B.电流表A2（量程100mA，内阻r2约为40Ω）： C.电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）； D．滑动变阻器R1（0~10Ω，额定电流2A）； E.定值电阻R0＝80Ω F.直流电源E（电动势为4V，内阻很小）； G.开关一只，导线若干。 为了尽可能精确测量圆柱体的阻值，在所给的方框中设计出实验电路图，并标明所选择器材的物理符号________； (3)此圆柱体长度为L直径D，若采用以上电路设计进行测量 电阻率ρ＝________（写出表达式）（若实验中用到电流表A1、电流表A2、电压表V，其读数可分别用字母I1、I2、U来表示）。 四、计算题（本题共3小题，共38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。请按题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效） 13. 导线中带电粒子的定向移动形成电流，电流可以从宏观和微观两个角度来认识，一段通电直导线的横截面积为S，单位体积的带电粒子数为n，导线中每个带电粒子定向移动的速率为v，粒子的电荷量为q，并认为做定向运动的电荷时正电荷 (1)试推导出电流的微观表达式I=nvSq (2)如图所示，电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线所受的安培力．按照这个思路请你尝试由安培的表达式推导出洛伦兹力的表达式 14. 如图，水平面内有足够长的两平行导轨，导轨间距，导轨间接有一电容器，电容器右侧导轨上垂直导轨放置一质量、电阻、长度为的导体棒，导体棒与导轨始终良好接触，导体棒与导轨间的动摩擦因数，导轨平面内有竖直向下（即垂直纸面向里）的匀强磁场。在导轨左端通过导线连接一水平放置的面积、总电阻、匝数的圆形线圈，线圈内有一面积的圆形区域，该圆形区域内有垂直纸面向外、大小随时间变化规律为的磁场，，不计导轨电阻，两磁场互不影响，求： （1）仅闭合开关和，稳定后电容器两端的电压； （2）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，能够达到的最大速度； （3）仅闭合开关和，导体棒从静止开始运动，经时间达到最大速度，此过程中流过导体棒的电荷量。 15. 如图所示，空间有两个无限长的竖直边界AC和 DE，二者之间充满着垂直纸面向外的上、下两个匀强磁场，OF 为上、下两磁场的水平分界线，OF 上方区域匀强磁场的磁感应强度大小为 现让一个带正电的粒子从AO 边上的 P 点垂直于AO沿纸面射入 AOFD区域，经过OF上的中点Q进入下方磁场。已知 粒子的电荷量为q、质量为m，不计粒子重力。 （1）求粒子从 P点射入时的速度大小； （2）若粒子在下方磁场区域运动时恰好未从左侧边界射出，求粒子在下方磁场中运动时距离边界DE的最小距离； （3）若仅将OF上方区域的磁场更换为竖直向下的匀强电场，粒子从P点射入的速度不变，仍从Q点进入下方区域，求电场强度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $