精品解析：安徽合肥市卓越中学2024-2025学年高二上学期第三次（12月）阶段检测物理试题

合肥卓越中学2024-2025学年度第一学期期中教学质量检测高二物理 考试范围：必修第三册、选必二第一章；考试时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题4分，共32分） 1. 我国在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。下列关于能量子的说法正确的是（　　） A. 能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的 B. 能量子表示微观世界的不连续性观念 C. 电磁波波长越长，其能量子的能量越大 D. 能量子是类似于原子的微观粒子 2. 在火神山医院中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，这样做是为了（ ） A. 应用静电 B. 除菌消毒 C. 消除静电 D. 防止漏电 3. 在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A 电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等势线，c、d、e、f是等势线上的四个点。以下说法中正确的是（　　） A. 在c、d、e、f四点中，c点的电场最强 B. 在c、d、e、f四点中，f点的电势最高 C. 若将某电子由c移到f，其电势能将增大 D. 将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动 4. 人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ） A. A点电势低于B点电势 B. 钠离子的电势能减小 C. 钠离子的加速度变大 D. 若膜间电势差不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大 5. 真空中一平面直角坐标系xOy内，存在着平行x轴方向的电场，x轴上各点的电势φ随位置x变化的关系图像如图所示，x=0处电势为6V。一个带负电粒子从x=1cm处由静止释放，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　） A. x=2cm处的电势为零，电场强度大小也为零 B. x=-1cm的电场强度小于x=1cm处的电场强度 C. 粒子沿x轴负方向运动过程中，电势能先变大后变小 D. 粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的坐标为x=-1.5cm 6. 下列物理量中与检验电荷q的大小有关的是（ ） A. 电场强度E B. 电势φ C. 电势能Ep D. 电势差U 7. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　） A. a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B. a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 8. 风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A. 该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B. 单位时间流过面积的流动空气动能为 C. 若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 D. 若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为 二、多选题（每题4分，答全4分，答错0分，少答2分，共16分） 9. 如图所示，图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线，下列说法中正确的是（ ） A. B. C. 将与串联在电路中，它们两端的电压之比为 D. 将与并联在电路中，通过它们的电功率之比为 10. 如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2放在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度、朝同一方向做匀速直线运动。下列情形能使回路中有电流通过的是（　　） A. B. C. D. 以上情形都不能 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，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接。当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。手机运动时下列说法正确的是（　　） A. 匀速运动时，电阻R中有电流 B. 由向前匀速突然减速时，电容器所带电荷量增加 C. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表 D. 保持向后的匀加速运动时，之间的电场强度持续减小 12. CT是医院的一种检查仪器，CT的重要部件之一就是回旋加速器。回旋加速器的结构如图所示，有一磁感应强度为B的匀强磁场（未画出）垂直于回旋加速器。在回旋加速器的O点可逸出初速度为零、质量为m、电荷量为q的粒子，加速电压为U，D形盒半径为R。两D形盒间的缝隙间距d很小，可忽略不计，不考虑相对论效应和重力影响，则下列说法正确的是（  ） A. 粒子在回旋加速器中运动的圈数为 B. 粒子在回旋加速器中运动的时间为 C. 回旋加速器所加交流电压的频率为 D. 粒子第1次与第n次在上方D形盒中运动的轨迹半径之比为 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，13题5分，14题9分，共14分） 13. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。 (1)金属丝的有效长度L为______cm，直径D为______mm，电阻R为______Ω。 (2)将测得的数据代入公式______，即可求出金属丝的电阻率。（用第(1)问给出的字母表示） 14. 两组同学分别测量同一节干电池的电动势E和内阻r（E约为1.5V，r约为1Ω）。 （1）第一组采用图甲所示电路。 ①为使电表读数连续变化，在电路a、b两点间接入的器件是______。 A．定值电阻 B．电阻箱 C．滑动变阻器 ②选择合适的实验器材后，他们记录多组电流表示数I和电压表示数U，并在图乙中画出了图像，则干电池的电动势______V（保留三位有效数字），内阻______Ω（保留两位有效数字）。 （2）第二组设计如图丙所示电路。 ①改变电阻箱接入电路中的电阻，记录多组电流表示数I和电阻箱示数R，画出图像。若图像斜率为k，纵截距为b，则干电池内阻______（用k、b表示） ②他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组有明显偏差。重复实验，结果依然如此。下列分析中正确的是______． A．第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果 B．第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果 C．造成明显偏差的原因是电流表内阻不能近似为零 D．造成明显偏差的原因是电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时偏大，有时偏小 四、解答题 15. 如图所示，某竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强大小，有一半径的光滑竖直绝缘环形轨道，轨道的内侧有一质量为，带电量为的小球，它恰好能沿圆环做圆周运动，取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点，g取，求： （1）小球速度的最小值； （2）小球机械能的最小值； （3）重力势能和电势能的和的最小值 16. 如图所示，间距为的平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨左端连接有电动势为，内阻的电源。质量的金属棒垂直放在导轨上，导轨处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场与金属棒垂直，方向与导轨平面成斜向右上。绕过桌边光滑定滑轮的一根细线，一端系在金属棒的中点，另一端吊着一个重物，拉着金属棒的细线水平且与金属棒垂直，金属棒处于静止状态且刚好不向左滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，金属棒接入电路的电阻，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，，，求： （1）金属棒受到的安培力的大小； （2）悬吊重物的质量； （3）保持磁感应强度大小不变，将磁场方向迅速改为竖直向上，则磁场方向改为竖直向上的一瞬间，重物的加速度（不考虑电磁感应现象）。 17. 如图所示，y轴的右侧第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，左侧第二象限有与x轴负方向成斜向左上方的匀强电场，一质量为m，电荷量为-q的粒子，在第三象限经电场加速后，从O点与x轴成的方向射入磁场。已知加速电场的电势差U，粒子在磁场中运动时间t后第一次经过y轴，又在电场中运动了时间t后第二次经过y轴，不计粒子的重力。求： （1）粒子从O点射入磁场的速度大小v； （2）匀强电场场强和磁感应强度的比值； （3）粒子从O点射入磁场至第三次经过y轴上C点（图中未画出）所经历的时间及OC间距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 合肥卓越中学2024-2025学年度第一学期期中教学质量检测高二物理 考试范围：必修第三册、选必二第一章；考试时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（共8题，每题4分，共32分） 1. 我国在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。下列关于能量子的说法正确的是（　　） A. 能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的 B. 能量子表示微观世界的不连续性观念 C. 电磁波波长越长，其能量子的能量越大 D. 能量子是类似于原子的微观粒子 【答案】B 【解析】 【详解】A．能量子假设是由普朗克最早提出来的，故A错误； B．能量子表示微观世界的不连续性观念，故B正确； C．由 可知，电磁波波长越长，其能量子的能量越小，故C错误； D．能量子是不可再分的最小能量值，不是指类似于原子的微观粒子，故D错误。 故选B。 2. 在火神山医院中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生护士要穿由导电材料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良好接地，这样做是为了（ ） A. 应用静电 B. 除菌消毒 C. 消除静电 D. 防止漏电 【答案】C 【解析】 【详解】静电会产生火花、热量，麻醉剂为易挥发性物品，遇到火花或热源便会爆炸，就像油罐车一样，在运输或贮存过程中，会产生静电，汽油属于易挥发性物品，所以它的屁股后面要安装接地线（软编织地线），目的是为了消除静电，以防爆炸，麻醉剂与之同理。 故选C。 3. 在维护和检修高压供电线路时，为了不影响城市用电，电工经常要在高压线上带电作业。为了保障电工的安全，电工全身要穿上用金属丝线编织的衣服（如图甲）。图乙中电工站在高压直流输电线的A供电线上作业，头顶上方有B供电线，B供电线的电势高于A 电线的电势。虚线表示电工周围某一截面上的等势线，c、d、e、f是等势线上的四个点。以下说法中正确的是（　　） A. 在c、d、e、f四点中，c点的电场最强 B. 在c、d、e、f四点中，f点的电势最高 C. 若将某电子由c移到f，其电势能将增大 D. 将某电子在d点由静止释放，它会向e点所在等势面运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．依据等差等势线的疏密，可知，在c、d、e、f 四点中，f点的电场最强，故A错误； B．沿着电场线方向，电势是降低的，因B供电线的电势高于A电线的电势，则在c、d、e、f四点中，c点的电势最高，f点的电势最低，故B错误； C．若将某电子由c移到f，即从高电势到低电势，其电势能将增大，故C正确； D．将某电子在d点由静止释放，在电场力作用下，它会向c点所在等势面运动，故D错误。 故选C。 4. 人体的细胞膜模型图如图所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（ ） A. A点电势低于B点电势 B. 钠离子的电势能减小 C. 钠离子的加速度变大 D. 若膜间电势差不变，当d越大时，钠离子进入细胞内的速度越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为钠离子带正电，其仅在电场力作用下从图中的A点运动到B点，说明电场力的方向沿A指向B，电场线由A指向B，所以A点电势高于B点电势，故A错误； B．因为电场力对钠离子做正功，所以其电势能减少，故B正确； C．因为膜内的电场可看作匀强电场，根据 可知钠离子的加速度不变，故C错误； D．根据动能定理 可知钠离子进入细胞内的速度v与距离d大小无关，又因为膜电位U不变，则钠离子进入细胞内的速度大小不变，故D错误。 故选B。 5. 真空中一平面直角坐标系xOy内，存在着平行x轴方向的电场，x轴上各点的电势φ随位置x变化的关系图像如图所示，x=0处电势为6V。一个带负电粒子从x=1cm处由静止释放，不计粒子重力，则下列说法正确的是（　　） A. x=2cm处的电势为零，电场强度大小也为零 B. x=-1cm的电场强度小于x=1cm处的电场强度 C. 粒子沿x轴负方向运动过程中，电势能先变大后变小 D. 粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的坐标为x=-1.5cm 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．φ -x图像的斜率等于电场强度，可知 x=2cm处的电势为零，电场强度大小不为零，选项A错误； B．x=-1cm处直线的斜率小于x=1cm处直线的斜率，可知x=-1cm处的电场强度小于x=1cm处的电场强度，选项B正确； C．粒子沿x轴负方向运动过程中，由于电势逐渐降低，则带负电的粒子电势能逐渐变大，选项C错误； D．由能量关系，粒子沿x轴负向运动到的最远位置处的电势能等于x=1cm处的电势能，则运动到的最远位置处的电势等于x=1cm处的电势，则该位置坐标为x=-1.5cm，选项D正确。 故选BD。 6. 下列物理量中与检验电荷q的大小有关的是（ ） A. 电场强度E B. 电势φ C. 电势能Ep D. 电势差U 【答案】C 【解析】 【详解】A．电场强度E与场源电荷和所在位置有关，与检验电荷无关，故A错误； B．电势与电场所在位置有关，与检验电荷无关，故B错误； C．电势能与检验电荷的电量电势差q以及电性都有关系，故C正确； D．由于电势差，电势差U与两点的电势之差有关，与检验电荷无关，故D错误。 故选C。 7. 磁场中某区域的磁感线如图所示，则（　　） A. a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＞Bb B. a、b两处的磁感应强度的大小不等，Ba＜Bb C. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大 D. 同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．磁感线越密，磁感应强度越大，由图可知a、b两处的磁感应强度的大小不等，有 故A错误，B正确； CD．通电导线在磁场中受到的安培力与该处磁感应强度大小、通电电流、导线长度以及通电电流与磁感应强度的夹角有关，故无法判断同一通电导线放在a处受力与放在b处受力的大小，故CD错误。 故选B。 8. 风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为，空气密度为，风场风速为，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是（　　） A. 该风力发电机的输出电功率与风速成正比 B. 单位时间流过面积的流动空气动能为 C. 若每天平均有的风能资源，则每天发电量为 D. 若风场每年有风速在范围内，则该发电机年发电量至少为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．单位时间流过面积的流动空气体积为 单位时间流过面积的流动空气质量为 单位时间流过面积的流动空气动能为 风速在范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，AB错误； C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有的风能资源，则每天发电量应满足 C错误； D．若风场每年有风速在的风能资源，当风速取最小值时，该发电机年发电量具有最小值，根据题意，风速为时，输出电功率为，风速在范围内，转化效率可视为不变，可知风速为时，输出电功率为 则该发电机年发电量至少为 D正确； 故选D。 二、多选题（每题4分，答全4分，答错0分，少答2分，共16分） 9. 如图所示，图线a、b分别表示电阻、的伏安特性曲线，下列说法中正确的是（ ） A. B. C. 将与串联在电路中，它们两端的电压之比为 D. 将与并联在电路中，通过它们的电功率之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．由题图结合欧姆定律可知 ， 则有 故AB错误； C．将与串联在电路中，则通过与的电流相等，它们两端的电压之比为 故C正确； D．将与并联在电路中，则与两端电压相等，则通过它们的电功率之比为 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2放在导轨上，与导轨垂直，它们分别以速度、朝同一方向做匀速直线运动。下列情形能使回路中有电流通过的是（　　） A. B. C. D. 以上情形都不能 【答案】BC 【解析】 【详解】只要两杆速度不同，穿过闭合回路的磁通量就会变化，回路中就会有感应电流。 A．因为，闭合回路的面积不变，在匀强磁场中磁通量也不会变，所以回路中没有感应电流产生，选项A错误； BCD．若，两金属杆1、2间距离减小，回路面积减小，磁通量减少，在回路中会产生感应电流；同理，若，回路的磁通量增加，也会产生感应电流。所以选项BC正确，D错误。 故选BC。 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，R为定值电阻，M和N为电容器两极板，M极板固定在手机上，N极板两端与固定在手机上的两轻弹簧连接。当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。手机运动时下列说法正确的是（　　） A. 匀速运动时，电阻R中有电流 B. 由向前匀速突然减速时，电容器所带电荷量增加 C. 由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表 D. 保持向后的匀加速运动时，之间的电场强度持续减小 【答案】BC 【解析】 【详解】A．匀速运动时加速度为0，电容C不变，线路中无电流，故A错误。 B．由向前匀速突然减速时，由于惯性N板向前移动d减小，由，故C增大，，Q增大，故B正确。 C．由静止突然向前加速时，由于惯性N板向后移，d增大、C减小、Q减小，故有放电电流，电流b向a，故C正确。 D．保持向后的匀加速运动时，加速度a不变，d不变，故之间的电场强度E不变，故D错误。 故选BC。 12. CT是医院的一种检查仪器，CT的重要部件之一就是回旋加速器。回旋加速器的结构如图所示，有一磁感应强度为B的匀强磁场（未画出）垂直于回旋加速器。在回旋加速器的O点可逸出初速度为零、质量为m、电荷量为q的粒子，加速电压为U，D形盒半径为R。两D形盒间的缝隙间距d很小，可忽略不计，不考虑相对论效应和重力影响，则下列说法正确的是（  ） A. 粒子在回旋加速器中运动的圈数为 B. 粒子在回旋加速器中运动的时间为 C. 回旋加速器所加交流电压的频率为 D. 粒子第1次与第n次在上方D形盒中运动的轨迹半径之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设粒子在磁场中转动的圈数为n，因每加速一次粒子获得的能量为qU，每圈有两次加速，则 联立解得 故A正确； B．粒子在回旋加速器中运动的时间 故B错误； C．由，知，回旋加速器所加交流电压的频率为 故C项错误； D．粒子从O点经电场加速1次后，以速度v1第1次进入上方D形盒，由动能定理得 得 粒子在电场加速3次后，以速度v2第2次进入上方D形盒 得 以此类推，粒子在电场加速（2n－1）次后，以速度vn第n次进入上方D形盒，同理可得 所以 D项正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（共2题，13题5分，14题9分，共14分） 13. 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，小张同学选用毫米刻度尺测量金属丝的有效长度，当金属丝的左端与毫米刻度尺的“0”刻度对齐时，右端如图甲所示；用螺旋测微器测量金属丝的直径如图乙所示；用伏安法测得多组U、I数据，做出该金属丝的伏安特性曲线如图丙所示。 (1)金属丝的有效长度L为______cm，直径D为______mm，电阻R为______Ω。 (2)将测得的数据代入公式______，即可求出金属丝的电阻率。（用第(1)问给出的字母表示） 【答案】 ①. 98.70##98.69##98.71 ②. 5.780##5.779##5.781 ③. 6.5 ④. 【解析】 【详解】(1) [1] 毫米刻度尺的最小刻度是1mm，需要估读到0.1mm，故金属丝的有效长度L为98.70cm。 [2] 直径D为 [3]电阻R为 (2)[4]根据 得 14. 两组同学分别测量同一节干电池的电动势E和内阻r（E约为1.5V，r约为1Ω）。 （1）第一组采用图甲所示电路。 ①为使电表读数连续变化，在电路a、b两点间接入的器件是______。 A．定值电阻 B．电阻箱 C．滑动变阻器 ②选择合适的实验器材后，他们记录多组电流表示数I和电压表示数U，并在图乙中画出了图像，则干电池的电动势______V（保留三位有效数字），内阻______Ω（保留两位有效数字）。 （2）第二组设计如图丙所示电路。 ①改变电阻箱接入电路中的电阻，记录多组电流表示数I和电阻箱示数R，画出图像。若图像斜率为k，纵截距为b，则干电池内阻______（用k、b表示） ②他们发现电动势的测量值与第一组的结果非常接近，但是内阻的测量值与第一组有明显偏差。重复实验，结果依然如此。下列分析中正确的是______． A．第二组内阻的测量结果小于第一组的测量结果 B．第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果 C．造成明显偏差的原因是电流表内阻不能近似为零 D．造成明显偏差的原因是电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时偏大，有时偏小 【答案】 ①. C ②. 1.48 ③. 0.80 ④. ⑤. BC##CB 【解析】 【详解】（1）①[1]A．定值电阻不能调节，因此不能使电表读数连续变化，故A错误； B．调节电阻箱虽然能够使电表示数变化，但由于电阻箱的阻值不连续，因此不能使电表读数连续变化，故B错误； C．调节滑动变阻器可以使电表读数连续变化，故C正确。 故选C。 ②[2][3]根据实验原理可得 变式可得 对照图像可知，图线与纵轴的截距表示电源的电动势，图线斜率的绝对值表示电源的内阻，则可得 ， （2）①[4]根据实验电路图，由闭合电路的欧姆定律有 变式可得 根据题意可得 ， 解得 ， ②[5]AB．在第一组实验中，电源内阻的测量值实际等于电源内阻与电压表内阻并联后的等效电阻，即测量值小于真实值，而在第二组实验中，考虑到电流表的内阻，则应有 即测量值等于电源内阻与电流表内阻之和，测量值大于真实值，因此可知第二组内阻的测量结果大于第一组的测量结果，故A错误，B正确； C．根据以上分析可知，第二组内阻测量值大于第一组内阻测量值，而第二组中内阻偏大的原因即为测量值等于内阻与电流表内阻之和，显然造成明显偏差的原因是电流表内阻不能近似为零，故C正确； D．电流表读数时眼睛没有正对表盘，使读数有时偏大，有时偏小，这属于偶然误差，并不造成系统性的影响，而造成明显偏差的原因是系统误差引起的，故D错误。 故选BC。 四、解答题 15. 如图所示，某竖直平面内有一水平向右的匀强电场，场强大小，有一半径的光滑竖直绝缘环形轨道，轨道的内侧有一质量为，带电量为的小球，它恰好能沿圆环做圆周运动，取圆环的最低点为重力势能和电势能的零势能点，g取，求： （1）小球速度的最小值； （2）小球机械能的最小值； （3）重力势能和电势能的和的最小值 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，对小球受力分析，受重力和电场力，设合力与竖直方向夹角为，如图所示 由几何关系有 解得 小球在重力和电场力的作用下恰好做圆周运动，速度最小的位置应该在“最高点”即图中的B点，根据牛顿第二定律，有 联立得 （2）因小球的机械能和电势能之和守恒，则当机械能最小时，电势能最大，此位置应该在最左端位置，根据功能关系有 代入数据解得 （3）根据能量守恒，小球在等效最低点即A点的动能最大，则重力势能和电势能之和最小，则重力势能和电势能的最小值为 16. 如图所示，间距为的平行金属导轨固定在绝缘水平桌面上，导轨左端连接有电动势为，内阻的电源。质量的金属棒垂直放在导轨上，导轨处在磁感应强度大小为的匀强磁场中，磁场与金属棒垂直，方向与导轨平面成斜向右上。绕过桌边光滑定滑轮的一根细线，一端系在金属棒的中点，另一端吊着一个重物，拉着金属棒的细线水平且与金属棒垂直，金属棒处于静止状态且刚好不向左滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，金属棒接入电路的电阻，导轨电阻不计，金属棒与导轨间的动摩擦因数为，，，求： （1）金属棒受到的安培力的大小； （2）悬吊重物的质量； （3）保持磁感应强度大小不变，将磁场方向迅速改为竖直向上，则磁场方向改为竖直向上的一瞬间，重物的加速度（不考虑电磁感应现象）。 【答案】（1）5N；（2）；（3）0 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律可得通过金属棒的电流大小为 金属棒受到的安培力 （2）因为金属棒恰好不向左滑动，所以其所受最大静摩擦力方向向右，受力分析如图 对金属棒，根据平衡条件可得 由题意可知 对重物根据平衡条件可得 联立解得 （3）将磁场方向迅速改为竖直向上后，金属棒受到的安培力方向变为水平向左，大小为 因为 所以金属棒的加速度为0。 17. 如图所示，y轴的右侧第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场，左侧第二象限有与x轴负方向成斜向左上方的匀强电场，一质量为m，电荷量为-q的粒子，在第三象限经电场加速后，从O点与x轴成的方向射入磁场。已知加速电场的电势差U，粒子在磁场中运动时间t后第一次经过y轴，又在电场中运动了时间t后第二次经过y轴，不计粒子的重力。求： （1）粒子从O点射入磁场的速度大小v； （2）匀强电场场强和磁感应强度的比值； （3）粒子从O点射入磁场至第三次经过y轴上C点（图中未画出）所经历的时间及OC间距离d。 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）粒子被加速后获得初速度为v，由动能定理有 解得 （2）设匀强电场大小为E和匀强磁场大小为B，粒子第一次在磁场中偏转角度为后经过第一次经过y轴沿电场方向进入第二象限，然后在电场中运动了时间t后返回且第二次经过y轴进入磁场。 在磁场中运动的周期为 粒子在磁场中运动时间t后第一次经过y轴有 在电场中运动有 联立解得 （3）粒子第二次在磁场运动中偏转角度为，运动时间为3t，故粒子从O点射入磁场至第三次经过y轴上C点所经历的时间应为 在磁场中粒子受到的洛伦兹力提供向心力 故OC间距离 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $