精品解析:陕西西安中学2024-2025学年高二上学期期中考试物理试题
2026-08-05
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内容正文:
西安中学2024-2025学年度第一学期期中考试
高二物理试题
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(1-7为单选题、8-10为多选题,每题4分,共40分)
1. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
C. 丙图中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中导线中的电流反向,根据安培定则和左手定则可知,两导线应相互排斥,故A错误;
B.磁感线为闭合曲线,没有起点和终点,故B错误;
C.丙图中导线通电后导线下方的磁场垂直纸面向里,故小磁针N极向纸面内旋转,故C正确;
D.丁图中环形导线通电后,其轴心位置的磁场垂直纸面向外,故小磁针N极向纸面外旋转,故D错误。
故选C。
2. 电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么( )
A. 电源a、b电动势一样大,b内阻较大
B. R接到电源a上,电路中的电流较小
C. R接到电源b上,电源的输出功率较大
D. R接到电源b上,电源效率较高
【答案】A
【解析】
【详解】A.由电源的伏安特性图线可知,斜率表示内阻,故电源a、b电动势一样大,b内阻较大,A正确;
B.当电源与电阻直接相连时,电源和电阻的伏安特性图线交点表示电阻的工作状态,其横坐标表示电路中的电流,故R接到电源a上,电路中的电流较大,B错误;
CD.由
可知,电源和电阻的伏安特性图线交点横纵坐标乘积(矩形面积)即为电源的输出功率,如图所示
可知R接到电源a上,电源的输出功率较大,电源的效率可表示为
由电源的伏安特性图线可知,两电源的电动势E相等,当R接到电源a上,路端电压U较大,电源效率较高,CD错误。
故选A。
3. 如图所示,某扫地机器人电池容量为,额定电压为,额定功率为,为延长锂电池寿命,当剩余电量为总容量的20%时就需要充电,则下列说法正确的是( )
A. 扫地机器人正常工作时的电流为
B. 扫地机器人的电阻为
C. 扫地机器人充满电后一次工作时间约为
D. 扫地机器人充满电后一次工作时间内消耗的电能约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.扫地机器人正常工作时的电流为
A错误;
B.扫地机器人是非纯电阻用电器,根据题中条件无法计算扫地机器人的电阻,B错误;
C.根据题意有
扫地机器人充满电后一次工作时间约为
C正确;
D.扫地机器人充满电后一次工作时间内消耗的电能约为
D错误。
故选C。
4. 如图甲所示,水平传送带足够长,沿顺时针方向匀速运动,某绝缘带电物块无初速度的从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中,物块运动的v-t图象如图乙所示。物块带电量保持不变,下列说法正确的是( )
A. 物块带正电
B. 1s后物块与传送带共速,所以传送带的速度为0.5m/s
C. 传送带的速度可能比0.5m/s大
D. 若增大传送带的速度,其它条件不变,则物体最终达到的最大速度也会增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.在第1s内,图像的斜率减小,物块的加速度减小,滑动摩擦力减小,对斜面的压力减小,而物块做加速运动,洛伦兹力增大,所以洛伦兹力一定竖直向上,由左手定则,物块一定带负电,A错误;
BC.物块达到最大速度的条件是摩擦力等于零,不再加速,所以1s末物块飘起来,此时物块的速度为0.5m/s,传送带的速度可能是0.5m/s,也可能大于0.5m/s,B错误,C正确;
D.若传送带的速度小于0.5m/s,物块的最大速度随着传送带速度的增大而增大;若传送带的速度等于0.5m/s,则物块的最大速度等于0.5m/s;若传送带的速度大于0.5m/s,无论传送带的速度多大,物块加速到0.5m/s时都飘起来,也就是说,物块的最大速度等于0.5m/s,与传送带的速度无关,D错误。
故选C。
5. 如图,弹簧测力计下挂有一匝数为N的正方形导线框,导线框用横截面积为S的导线绕制而成,边长为L,质量为M。线框中通有顺时针方向电流I,它的上边水平且处于垂直纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场中,线框处于静止状态。已知弹簧测力计示数F、电子电荷量e、导线单位体积内自由电子个数n、重力加速度g,自由电子定向移动的速率为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电流的定义式可知
整理得
故A错误;
BCD.根据左手定则可知N匝线框所受安培力竖直向上,线框静止则
,
联立以上各式可得
故CD错误,B正确。
故选B。
6. 如图,质量相同的两个带电粒子、以相同速度沿垂直于电场方向同时射入两平行板间的匀强电场中,从两极板间正中央射入,从下极板边缘处射入,它们打在上板同一点,不计重力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 粒子在电场中的运动时间不同
B. 打到极板上时,粒子的动能是粒子动能的4倍
C. 粒子、的电荷量之比为1∶2
D. 粒子、的电势能减少量之比1∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.水平方向均为匀速直线运动
两粒子初速度相同,水平位移相同(打在同一点)
因此运动时间,故A错误;
C.竖直方向为匀加速位移
设极板间距为,由题意知,粒子从中央射入,
粒子从下极板边缘射入,则
可得竖直位移之比
已知相同、相同、相同,因此
可得 ,故C正确;
B.根据动能定理,动能增量等于电场力做功。
代入、
可得做功之比
即,
末动能(初动能不为零,两粒子初动能相同),因此,故B错误;
D.电势能减少量等于电场力做功,因此,故D错误。
故选 C。
7. 如图甲,一带电粒子沿平行板电容器中线以速度平行于极板进入(记为时刻),同时在两板上加如图乙变化的电压。已知粒子比荷为,带电粒子只受静电力的作用且不与极板发生碰撞,经过一段时间,粒子以平行极板方向的速度射出。则下列说法中正确的是( )
A. 粒子射出时间可能为
B. 粒子射出的速度大小为
C. 极板长度满足()
D. 极板间最小距离为
【答案】D
【解析】
【详解】设极板间距为,粒子比荷,竖直方向粒子的加速度大小,当电压为时,,当电压为时,
只研究竖直方向的运动,设内,粒子向上做匀加速直线运动,由匀变速直线运动规律
得末,粒子的速度大小为,位移为,其中
之后电压变化,场强反向,粒子继续向上做减速运动直到速度减为0,有,
得,,之后粒子向下做初速度为0的匀加速直线运动,经速度达到最大,此时电压再次变化,粒子继续向下做匀减速直线运动,经速度再次减为0,根据以上分析,画出粒子在竖直方向的速度时间图像,如图所示
A.依题意,粒子以平行极板方向的速度射出,即粒子从电容器射出时,竖直方向的速度为0,由图可知,A错误;
B.依题意,电场方向与粒子的入射方向垂直,故粒子沿入射方向,即平行极板方向做匀速直线运动,因粒子以平行极板方向的速度射出,则竖直方向的速度为0,可得粒子射出的速度大小为,B错误;
C.因粒子在平行极板方向做匀速直线运动,则极板长度满足
得,C错误;
D.设粒子恰好不与极板相撞,根据前面分析可知,极板间最小距离,此时,
得,D正确。
故选D。
8. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,假设灯泡电阻不变,当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时,理想电压表、示数变化的绝对值分别为和,干路电流为I。下列说法正确的是( )
A. 不的比值不变
B. <
C. 电源的效率变大
D. 小灯泡、变暗,变亮
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由闭合电路欧姆定律有
解得
所以A正确;
B.当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时,总电阻变小,由闭合电路欧姆定律有总电流I增大,路端电压U减小,小灯泡两端电压也增大,由 得,减小,并且有,所以有 ,故B错误;
C.电源的效率为
所以增大时电源的效率增大,故C正确;
D.根据“串反并同”规律有,小灯泡与滑动变阻器串联则小灯泡变亮、与滑动变阻器是并联关系则变暗,与滑动变阻器串联则变亮,所以D错误;
故选AC。
9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正、负极上,这时质量为m,带电油滴恰好静止在两极之间,如图所示,在其它条件不变的情况下,那么在下列的过程中( )
A. 如果保持连接电源,将两极距离不变,非常缓慢地错开一些,电流计中电流从b流向a
B. 如果保持连接电源,将A板上移,油滴将向上加速运动
C. 如果断开电源,A板上移,B板接地,油滴静止不动,油滴处电势不变
D. 如果断开电源,两板间接静电计,B板下移,静电计指针张角变大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.将两板缓慢地错开一些,两板正对面积减小,根据电容的决定式
分析得知,电容减小,而电容器板间电压不变,则由
分析可知,电容器带电量减小,处于放电状态,而电容器上板带正电,电路中顺时针方向的电流,则电流计中有a→b的电流。故A错误;
B.仅将A极板向上移,则极板间电压U不变,间距d增大,则电场强度
场强减小,油滴受电场力减小,油滴向下运动,故B错误;
C.断开电源,A板上移,则极板间电荷量Q不变,间距d增大,则电场强度
则电场强度恒定不变,油滴保持静止不动,设油滴处位置为P,P点与B点间电势差
B板与P点之间距离不变,电场强度恒定不变,则P点与B板之间的电势差不变,由于B板电势为零,则P点电势大于零,由于
则,P点电势不变。故C正确;
D.断开电源,两板间接静电计,B板下移,由C选项分析可知,电场强度不变,则两极板电势差变大,静电计指针张角变大。故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,在圆心为O、半径为R的半圆形区域内(不含边界)有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,MN为直径。大量带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与ON成角的方向射入磁场。粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 若粒子恰好从圆弧边界离开磁场,则粒子的速度大小为
C. 若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场,则粒子的速度大小为
D. 选择合适的速度,粒子可能从M点离开磁场
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当粒子的速度较小时,粒子从MN边界离开磁场,其轨迹对应的圆心角为,此时粒子在磁场中运动的时间最长,最长时间
故A正确;
B.如图所示
当粒子做圆周运动的轨迹与半圆形磁场边界相切时(设切点为Q),粒子恰好从圆弧边界射出,根据几何知识可知,粒子的轨道半径
设粒子的速度大小为,有,解得
故B错误;
C.设当粒子恰好从P点离开磁场时,粒子的轨道半径为,根据几何关系有
设粒子的速度大小为,有,解得
故C正确;
D.当粒子的速度大于时,粒子从Q点右侧离开磁场,当粒子的速度小于时,粒子从MN边界离开磁场,即粒子不可能从M点离开磁场,故D错误。
故选AC。
二、实验题(每空2分,共18分)
11. 某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内阻,使用的器材还有开关一个,导线若干,实验原理如甲所示:
(1)在图乙的实物图中,已正确连接了电路;
(2)调节电阻箱,示数如图丙所示,读得电阻值是______;
(3)接通开关,多次改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流表的示数I,并作记录,画出关系图线,如图丁所示。若电流表内阻,由图线求得电源的电动势______V,内阻______。
【答案】 ①. 2.3 ②. 1.4 ③. 0.6
【解析】
【详解】(2)[1]由图可知,电阻箱挡,示数为3,电阻箱挡,示数为2,其他挡示数为0,则电阻值为。
(3)[2]由闭合电路欧姆定律可知
变形得
由此可知,图线斜率的物理意义是表示电源的电动势;则有
[3]图线的阻值截距为
代入得
12. 某兴趣小组通过测量金属丝的电阻率来分析其材料的性质。给定的实验器材有:螺旋测微器,多用电表,电源(电动势为3V、内阻约为0.5Ω),电流表A(量程为,内阻约为0.1Ω),电压表V(量程为,内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(最大阻值为5Ω,额定电流为1A),开关,导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某次测量结果如图1所示:其读数为__________(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻,当选择“”倍率的电阻挡测量时,发现多用电表指针偏转过大,因此需选择__________倍率(填“”“”或“”)的电阻挡,欧姆调零后再进行测量,多用电表的示数如图2所示,测量结果为__________Ω。
(3)根据上述粗测结果,该兴趣小组成员充分讨论后,决定用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。他们利用所给器材,设计好实验电路(部分电路如图3所示),正确连接好电路后进行实验测量,记录多组实验数据,并在坐标纸上建立直角坐标系,描绘出图线如图4所示。已知实验时所用待测金属丝接入电路部分的长度为。
①请在图3中完成剩余电路的连接_________;
②根据以上数据估算出该金属丝的电阻率约为__________(保留两位有效数字)。
(4)该兴趣小组查阅物理教材得知几种导体材料在室温时的电阻率如下:分析可知,该金属丝材料最有可能是上述中的__________(填选项序号)。
A. 铜
B. 锰铜合金
C. 镍铬合金
【答案】(1)0.500
(2) ①. ×1 ②. 7.0
(3) ①. ②.
(4)C
【解析】
【小问1详解】
测量的合金丝的直径为:。
【小问2详解】
[1]选用“×10”倍率的电阻挡测量,发现多用电表指针偏转过大,说明电阻较小,因此需选择“×1”倍率的电阻挡。
[2]由图知,测量结果为7.0Ω。
【小问3详解】
[1]根据比较法知
可知该金属丝的电阻为小电阻,应该采用外接法测量误差小。因电压、电流均几乎从0开始调节,所以滑动变阻器应该采用分压式接法,据此连接出完整电路图;
[2]根据图像可计算出金属丝电阻为
由电阻定律知
得
代入得
【小问4详解】
根据上述计算结果,可知该金属丝材料最有可能是镍铬合金,选C。
三、解答题
13. 如图所示,两平行金属导轨处于水平面内,间距L=0.5m,导轨电阻忽略不计。金属杆ab的质量m=60g,接入回路的电阻R=1Ω,金属杆垂直放置于导轨上,它们之间的动摩擦因数(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。已知电源电动势为E=3V,内阻r=0.5Ω,定值电阻。在金属杆所在空间加一磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向与导轨平面的夹角,已知重力加速度,则:
(1)金属杆ab静止时受到的安培力大小;
(2)若磁感应强度的大小可以改变,为使金属杆ab始终保持静止,求磁感应强度的最大值。
【答案】(1)0.1N ;(2)0.6T
【解析】
【详解】(1)金属杆ab静止时,由闭合电路欧姆定律得通过它的电流为
此时金属杆ab所受的安培力大小为
FA=ILB=0.1N
(2)根据左手定则可知金属杆ab所受安培力斜向左上,与竖直方向夹角为37°,如图所示,当磁感应强度最大时,金属杆ab所受的摩擦力达到最大静摩擦力,且等于滑动摩擦力,则
解得
14. 如图所示的平面直角坐标系xOy,在第一象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向;在第四象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外,正方形边长为L,且ab边与y轴平行,一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入磁场,最后从b点离开磁场,不计粒子所受的重力。
(1)求电场强度E的大小;
(2)求粒子到达a点时速度v的大小和方向;
(3)求abcd区域内磁场的磁感应强度B。
【答案】(1);(2),与x轴正方向成45°角;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)粒子带正电,设粒子在电场中运动的时间为t,则有水平方向
竖直方向
联立解得
(2)粒子在电场中从P到a的过程由动能定理有:
联立解得
根据运动的分解可知
解得
方向与x轴正方向成45°角,或者用运动法知道粒子到达a点时沿y轴方向的分速度
联立解得
方向与x轴正方向成45°角
(3)带电粒子在磁场中运动时,有
由几何关系有
得
15. 如图,倾角为的斜面末端连接一段水平轨道后与竖直的光滑半圆轨道平滑连接,圆轨道圆心为O,半径为,A、B为竖直直径的上、下两端点。整个轨道绝缘,小球带电量保持不变,空间存在水平向右的匀强电场。现有一质量为、带电荷量为的小球(可视为质点),以大小为的初速度从B点水平进入半圆轨道,从圆轨道的最高点A飞出后恰好以垂直斜面的速度落在斜面上C点。已知电场强度大小为,重力加速度g取,,。求:
(1)小球在A点的速度大小;
(2)小球在半圆轨道上速度最大时对轨道的压力;
(3)小球落在C点的速度大小。
【答案】(1)6m/s;(2)36.4N,方向与竖直方向夹角为53°;(3)3.6m/s
【解析】
【详解】(1)小球从B点到A点,根据动能定理得
解得
(2)对小球受力分析有
解得
即当小球和圆心的连线与竖直方向夹角为53°时速度最大。根据动能定理得
速度最大时,根据向心力公式有
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力大小为36.4N,方向斜向右下方与竖直方向夹角为53°。
(3)小球从A点到C点,根据运动的合成和分解,在竖直方向上有
在水平方向上有
解得
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西安中学2024-2025学年度第一学期期中考试
高二物理试题
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(1-7为单选题、8-10为多选题,每题4分,共40分)
1. 下列关于磁场的相关判断和描述正确的是( )
A. 甲图中导线所通电流与受力后导线弯曲的图示符合物理事实
B. 乙图中表示条形磁铁的磁感线从N极出发,到S极终止
C. 丙图中导线通电后,其正下方小磁针的旋转方向符合物理事实
D. 丁图中环形导线通电后,其轴心位置小磁针的旋转方向符合物理事实
2. 电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线A、B和C分别是电源a、电源b和电阻R的伏安特性图线。将这个电阻R分别接到a、b两电源上,那么( )
A. 电源a、b电动势一样大,b内阻较大
B. R接到电源a上,电路中的电流较小
C. R接到电源b上,电源的输出功率较大
D. R接到电源b上,电源效率较高
3. 如图所示,某扫地机器人电池容量为,额定电压为,额定功率为,为延长锂电池寿命,当剩余电量为总容量的20%时就需要充电,则下列说法正确的是( )
A. 扫地机器人正常工作时的电流为
B. 扫地机器人的电阻为
C. 扫地机器人充满电后一次工作时间约为
D. 扫地机器人充满电后一次工作时间内消耗的电能约为
4. 如图甲所示,水平传送带足够长,沿顺时针方向匀速运动,某绝缘带电物块无初速度的从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中,物块运动的v-t图象如图乙所示。物块带电量保持不变,下列说法正确的是( )
A. 物块带正电
B. 1s后物块与传送带共速,所以传送带的速度为0.5m/s
C. 传送带的速度可能比0.5m/s大
D. 若增大传送带的速度,其它条件不变,则物体最终达到的最大速度也会增大
5. 如图,弹簧测力计下挂有一匝数为N的正方形导线框,导线框用横截面积为S的导线绕制而成,边长为L,质量为M。线框中通有顺时针方向电流I,它的上边水平且处于垂直纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场中,线框处于静止状态。已知弹簧测力计示数F、电子电荷量e、导线单位体积内自由电子个数n、重力加速度g,自由电子定向移动的速率为( )
A. B.
C. D.
6. 如图,质量相同的两个带电粒子、以相同速度沿垂直于电场方向同时射入两平行板间的匀强电场中,从两极板间正中央射入,从下极板边缘处射入,它们打在上板同一点,不计重力和粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 粒子在电场中的运动时间不同
B. 打到极板上时,粒子的动能是粒子动能的4倍
C. 粒子、的电荷量之比为1∶2
D. 粒子、的电势能减少量之比1∶2
7. 如图甲,一带电粒子沿平行板电容器中线以速度平行于极板进入(记为时刻),同时在两板上加如图乙变化的电压。已知粒子比荷为,带电粒子只受静电力的作用且不与极板发生碰撞,经过一段时间,粒子以平行极板方向的速度射出。则下列说法中正确的是( )
A. 粒子射出时间可能为
B. 粒子射出的速度大小为
C. 极板长度满足()
D. 极板间最小距离为
8. 如图所示,电源电动势为E,内阻为r,假设灯泡电阻不变,当滑动变阻器的滑片P从左端滑到右端时,理想电压表、示数变化的绝对值分别为和,干路电流为I。下列说法正确的是( )
A. 不的比值不变
B. <
C. 电源的效率变大
D. 小灯泡、变暗,变亮
9. 两个较大的平行金属板A、B相距为d,分别接在电压为U的电源正、负极上,这时质量为m,带电油滴恰好静止在两极之间,如图所示,在其它条件不变的情况下,那么在下列的过程中( )
A. 如果保持连接电源,将两极距离不变,非常缓慢地错开一些,电流计中电流从b流向a
B. 如果保持连接电源,将A板上移,油滴将向上加速运动
C. 如果断开电源,A板上移,B板接地,油滴静止不动,油滴处电势不变
D. 如果断开电源,两板间接静电计,B板下移,静电计指针张角变大
10. 如图所示,在圆心为O、半径为R的半圆形区域内(不含边界)有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,MN为直径。大量带正电荷的同种粒子以不同的速率从O点在纸面内沿与ON成角的方向射入磁场。粒子的质量为m,电荷量为q,不计粒子受到的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中运动的最长时间为
B. 若粒子恰好从圆弧边界离开磁场,则粒子的速度大小为
C. 若粒子恰好从O点正上方的P点离开磁场,则粒子的速度大小为
D. 选择合适的速度,粒子可能从M点离开磁场
二、实验题(每空2分,共18分)
11. 某同学利用一只电流表和一个电阻箱测定电源的电动势和内阻,使用的器材还有开关一个,导线若干,实验原理如甲所示:
(1)在图乙的实物图中,已正确连接了电路;
(2)调节电阻箱,示数如图丙所示,读得电阻值是______;
(3)接通开关,多次改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流表的示数I,并作记录,画出关系图线,如图丁所示。若电流表内阻,由图线求得电源的电动势______V,内阻______。
12. 某兴趣小组通过测量金属丝的电阻率来分析其材料的性质。给定的实验器材有:螺旋测微器,多用电表,电源(电动势为3V、内阻约为0.5Ω),电流表A(量程为,内阻约为0.1Ω),电压表V(量程为,内阻约为3kΩ)、滑动变阻器R(最大阻值为5Ω,额定电流为1A),开关,导线若干。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某次测量结果如图1所示:其读数为__________(该值接近多次测量的平均值)。
(2)用多用电表粗略测量金属丝的电阻,当选择“”倍率的电阻挡测量时,发现多用电表指针偏转过大,因此需选择__________倍率(填“”“”或“”)的电阻挡,欧姆调零后再进行测量,多用电表的示数如图2所示,测量结果为__________Ω。
(3)根据上述粗测结果,该兴趣小组成员充分讨论后,决定用伏安法进一步精确测量该金属丝的电阻值。他们利用所给器材,设计好实验电路(部分电路如图3所示),正确连接好电路后进行实验测量,记录多组实验数据,并在坐标纸上建立直角坐标系,描绘出图线如图4所示。已知实验时所用待测金属丝接入电路部分的长度为。
①请在图3中完成剩余电路的连接_________;
②根据以上数据估算出该金属丝的电阻率约为__________(保留两位有效数字)。
(4)该兴趣小组查阅物理教材得知几种导体材料在室温时的电阻率如下:分析可知,该金属丝材料最有可能是上述中的__________(填选项序号)。
A. 铜
B. 锰铜合金
C. 镍铬合金
三、解答题
13. 如图所示,两平行金属导轨处于水平面内,间距L=0.5m,导轨电阻忽略不计。金属杆ab的质量m=60g,接入回路的电阻R=1Ω,金属杆垂直放置于导轨上,它们之间的动摩擦因数(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。已知电源电动势为E=3V,内阻r=0.5Ω,定值电阻。在金属杆所在空间加一磁感应强度B=0.2T的匀强磁场,磁场方向与导轨平面的夹角,已知重力加速度,则:
(1)金属杆ab静止时受到的安培力大小;
(2)若磁感应强度的大小可以改变,为使金属杆ab始终保持静止,求磁感应强度的最大值。
14. 如图所示的平面直角坐标系xOy,在第一象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向;在第四象限的正方形abcd区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向外,正方形边长为L,且ab边与y轴平行,一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入磁场,最后从b点离开磁场,不计粒子所受的重力。
(1)求电场强度E的大小;
(2)求粒子到达a点时速度v的大小和方向;
(3)求abcd区域内磁场的磁感应强度B。
15. 如图,倾角为的斜面末端连接一段水平轨道后与竖直的光滑半圆轨道平滑连接,圆轨道圆心为O,半径为,A、B为竖直直径的上、下两端点。整个轨道绝缘,小球带电量保持不变,空间存在水平向右的匀强电场。现有一质量为、带电荷量为的小球(可视为质点),以大小为的初速度从B点水平进入半圆轨道,从圆轨道的最高点A飞出后恰好以垂直斜面的速度落在斜面上C点。已知电场强度大小为,重力加速度g取,,。求:
(1)小球在A点的速度大小;
(2)小球在半圆轨道上速度最大时对轨道的压力;
(3)小球落在C点的速度大小。
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