精品解析：北京市中国人民大学附属中学2025-2026学年高二上学期12月月考物理试卷

高二物理月考试卷 一、单选题（每小题4分，共计56分） 1. 有关电场强度的理解，下述说法不正确的是（　　） A. 由可知，电场强度跟放入的电荷所受的静电力成正比 B. 当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C. 由可知，在离点电荷很近的地方，接近于零，电场强度为无穷大 D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 2. 如图，一对用绝缘支座的不带电导体A和B彼此接触，手握绝缘棒把带正电的带电体C移近导体A、B，分开导体A和B，再移开带电体C，则（　　） A. 导体A和B都带正电 B. 导体A和B都带负电 C. 导体A和B都不带电 D. 导体A带负电，导体B带正电 3. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静上释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。负电荷从A运动到B的过程中，其所在电场分布可能是（　　） A. B. C. D. 4. 在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A接地，极板B与一个灵敏的静电计相接。将极板A向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器的电容C、 两极板间的电压U、两极板间的场强E的变化情况是（　　） A. C不变、U不变、 E变小 B. C变小、U不变、 E不变 C. C变小、U变大、 E不变 D. C变小、U变大、 E变小 5. 关于磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（　　） A. 磁场中某点的磁感应强度的方向与该点通电导线受力方向相同 B. 在磁场中的1m长的直导线，通过1A的电流，受到的磁场力大小为1N时，通电导线所在处的磁感应强度大小就是1T C. 根据，磁感应强度与通电导线在磁场中所受的磁场力成正比，与导线长度和电流的乘积成反比 D. 若有一小段通电导线垂直于磁场放在磁场中某处不受磁场力，则该处的磁感应强度一定为零 6. 某学习小组利用如图所示电路研究某手持小风扇的电动机性能。调节滑动变阻器，测得风扇运转时电压表示数为2.0V，电流表示数为0.20A；扇叶被卡住停止转动时，电压表示数为1.25V，电流表的示数为0.50A。下列说法正确的是（　　） A. 电动机线圈的电阻为 B. 风扇运转时输出的机械功率为0.3W C. 风扇运转时线圈的发热功率为0.4W D. 与扇叶被卡住时相比，风扇运转时电源的总功率保持恒定 7. 线圈与电流表相连，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入或从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转。实验中观察到，当把磁铁N极向线圈中插入时，电流表指针向右偏转。下列操作中，同样可使电流表指针向右偏转的是（　　） A. 保持磁铁N极处在线圈中静止 B. 把磁铁的N极从线圈中抽出 C. 把磁铁的S极从线圈中抽出 D. 把磁铁的S极向线圈中插入 8. 如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则（　　） A. 放在a处的小磁针的N极向左 B. 放在b处的小磁针的S极向右 C. 放在c处的小磁针的S极向右 D. 放在a处的小磁针的N极向右 9. 利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为，厚为，并加有与侧面垂直的匀强磁场，当通以图示方向电流时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为。已知自由电子的电荷量为，则下列判断正确的是（　　） A. 上表面电势高 B. 下表面电势低 C. 该导体单位体积内的自由电子数为 D. 该导体单位体积内的自由电子数为 10. 回旋加速器的工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场后做匀速圆周运动。粒子离开O处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大 B. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 C. 电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越小 D. 磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短 11. 如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（　　） A. 电阻R1、R2的阻值之比为4:3 B. 该电源的电动势为6V，内阻为3Ω C. 只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6W D. 只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1 12. 如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　） A. 从上往下看，当磁铁逆时针转动时，铝框会随之顺时针转动 B. 从下往上看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动 C. 当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 D. 当磁铁停止转动后，铝框也会很快停止转动 13. 如图所示，匀强磁场中有两个相同材料做成的单匝导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为和。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（　　） A. ，感应电流大小之比为 B. ，感应电流大小之比为 C. ，感应电流大小之比为 D. ，感应电流大小之比为 14. 如图所示，单匝正方形金属线圈ABCD在外力F作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则（　　） A. 两次产生的感应电流大小之比为 B. 两次施加的外力F大小之比为 C. 两次线圈中产生的热量之比为 D. 两次通过导线横截面的电荷量之比为 二、实验题（共计18分，请将15－19选项填在机读里，主观则填在答题卡横线上） 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。在“测定金属丝的电阻率”的实验中，通常的先用多用电表粗测金属丝的电阻，然后根据粗测的结果，再用伏安法进行较为精确的测量。实验室备有下列器材可供选择： A.电压表（量程，内阻约） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（，） F.滑动变阻器（，） G.电池组（电动势3V） H.开关S，导线若干 请仔细阅读题目进行作答。 15. 用多用电表测量电阻时，将多用电表的选择开关置于“”位置，粗测金属丝的电阻。 须经以下步骤：①将选择开关置于“”位置 ②将选择开关置于“OFF”位置 ③将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 ④将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” 则下列实验步骤正确的操作顺序为______。 A. ①②③④ B. ①③④② C. ④①③② D. ①④③② 16. 多用电表粗测金属丝的电阻约为，为了能测得多组实验数据，并尽可能提高测量精度： （1）电压表应选用______（填写器材前面的字母） （2）电流表应选用______（填写器材前面的字母） （3）滑动变阻器应选用______（填写器材前面的字母）。 17. （1）若电流表电阻已知，甲、乙两位同学分别采用图1中的A、B两个实验电路图进行测量。A电路图中电压表、电流表示数分别为、；B电路图中的电压表、电流表示数分别为、，为尽可能提高测量精度，应选择图1中的______。 （2）该金属丝的阻值为______。 18. 用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图2所示，其读数应______mm。 19. 江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图（3）所示，某兴趣小组用伏安法测量其中空部分的面积，为此截取了一段长度为L、外直径为粗细均匀的金属管进行测量：现测得当其两端电压为U时，电流为I，通过查表得知该合金材料的电阻率为，则金属管中空部分的面积为______。 三、计算题（本题共2小题，共26分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位） 20. 如图所示是一种质谱仪的原理图，离子源(在狭缝S1上方，图中未画出)产生的带电粒子经狭缝S1与S2之间的电场加速后，进入P1和P2两板间相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域．沿直线通过狭缝S3垂直进入另一匀强磁场区域，在洛伦兹力的作用下带电粒子打到底片上形成一细条纹．若从离子源产生的粒子初速度为零、电荷量为+q、质量为m，S1与S2之间的加速电压为U1，P1和P2两金属板间距离为d，两板间匀强磁场的磁感应强度为B1，测出照相底片上的条纹到狭缝S3的距离L．求： （1）粒子经加速电场加速后的速度v1； （2）P1和P2两金属板间匀强电场的电压U2； （3）经S3垂直进入的匀强磁场的磁感应强度B2. 21. 图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距为L，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。质量m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨一端接有阻值为R的电阻。由静止释放导体棒ab。 （1）分析金属棒的运动性质，求金属棒达到稳定状态时的速度？ （2）金属棒达到稳定状态时，其两端的电势差？ （3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞。已知元电荷为e。求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理月考试卷 一、单选题（每小题4分，共计56分） 1. 有关电场强度的理解，下述说法不正确的是（　　） A. 由可知，电场强度跟放入的电荷所受的静电力成正比 B. 当电场中存在试探电荷时，电荷周围才出现电场这种特殊的物质，才存在电场强度 C. 由可知，在离点电荷很近的地方，接近于零，电场强度为无穷大 D. 电场强度是反映电场本身特性的物理量，与是否存在试探电荷无关 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．电场强度可以根据定义式计算，与试探电荷无关，是由电场本身决定的，故A错误，符合题意； BD．电场强度是由电场本身决定的，是电场的一种性质，与试探电荷是否存在无关，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意； C．公式适用于真空中的点电荷产生的电场，当接近0时，电荷已不能看作点电荷，故C错误，符合题意。 故选ABC。 2. 如图，一对用绝缘支座的不带电导体A和B彼此接触，手握绝缘棒把带正电的带电体C移近导体A、B，分开导体A和B，再移开带电体C，则（　　） A. 导体A和B都带正电 B. 导体A和B都带负电 C. 导体A和B都不带电 D. 导体A带负电，导体B带正电 【答案】D 【解析】 【详解】一对用绝缘支座的不带电导体A和B彼此接触，手握绝缘棒把带正电的带电体C移近导体A、B，带正电的带电体C将导体A、B中的自由电子吸引到左端，左端多电子带负电，右端少电子带正电，分开导体A和B，导体A多电子带负电，导体B少电子带正电。再移开带电体C，导体A仍然带负电，导体B仍然带正电。 故选D。 3. 如图甲所示，A、B是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从A点由静上释放，仅在静电力的作用下从A点运动到B点，其运动的图像如图乙所示。负电荷从A运动到B的过程中，其所在电场分布可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】负电荷从A向B做加速运动，结合负电荷受电场力与电场方向相反，可知电场的方向为从B到A；由v-t图象可知，负电荷做加速度逐渐减小的加速运动，因此该电荷所受电场力越来越小，电场强度越来越小，电场线密的地方电场强度大，则A处的电场线密，故ABD错误，C正确。 故选C。 4. 在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A接地，极板B与一个灵敏的静电计相接。将极板A向左移动，增大电容器两极板间的距离时，电容器的电容C、 两极板间的电压U、两极板间的场强E的变化情况是（　　） A. C不变、U不变、 E变小 B. C变小、U不变、 E不变 C. C变小、U变大、 E不变 D. C变小、U变大、 E变小 【答案】C 【解析】 【详解】根据电容的决定式 可知，极板A向左移动，距离d增大，电容C减小；根据电容定义式 可知，两极板间的电压U增大；根据 整理可得 即两极板间的场强E不变。 故选C。 5. 关于磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（　　） A. 磁场中某点的磁感应强度的方向与该点通电导线受力方向相同 B. 在磁场中的1m长的直导线，通过1A的电流，受到的磁场力大小为1N时，通电导线所在处的磁感应强度大小就是1T C. 根据，磁感应强度与通电导线在磁场中所受的磁场力成正比，与导线长度和电流的乘积成反比 D. 若有一小段通电导线垂直于磁场放在磁场中某处不受磁场力，则该处的磁感应强度一定为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁场中某点的磁感应强度方向与该点通电导线受力方向不同，根据左手定则，力的方向垂直于磁场方向和电流方向，故 A 错误； B．当通电导线长，电流，受力 时，磁感应强度大小 仅当导线与磁场垂直时成立。若导线不垂直，则 此时不一定为，故 B 错误； C．磁感应强度是磁场本身的属性，大小恒定，不随、或变化。公式 是定义式，用于计算，但不和成正比，也不和成反比，故 C 错误； D．一小段通电导线垂直于磁场放置时，安培力 若不受力（），由于、，则 ，故 D 正确。 故选D。 6. 某学习小组利用如图所示电路研究某手持小风扇的电动机性能。调节滑动变阻器，测得风扇运转时电压表示数为2.0V，电流表示数为0.20A；扇叶被卡住停止转动时，电压表示数为1.25V，电流表的示数为0.50A。下列说法正确的是（　　） A. 电动机线圈的电阻为 B. 风扇运转时输出的机械功率为0.3W C. 风扇运转时线圈的发热功率为0.4W D. 与扇叶被卡住时相比，风扇运转时电源的总功率保持恒定 【答案】B 【解析】 【详解】A．扇叶被卡住停止转动时，电压表示数为1.25V，电流表的示数为0.50A，则电动机线圈的电阻为，故A错误； B．风扇运转时电压表示数为2.0V，电流表示数为0.20A，则风扇运转时输出的机械功率为，故B正确； C．风扇运转时线圈的发热功率为，故C错误； D．扇叶被卡住时，电源的总功率为 风扇运转时电源的总功率为 可知扇叶被卡住时电源的总功率更大，故D错误。 故选B。 7. 线圈与电流表相连，把磁铁的某一个磁极向线圈中插入或从线圈中抽出时，电流表的指针发生了偏转。实验中观察到，当把磁铁N极向线圈中插入时，电流表指针向右偏转。下列操作中，同样可使电流表指针向右偏转的是（　　） A. 保持磁铁N极处在线圈中静止 B. 把磁铁的N极从线圈中抽出 C. 把磁铁的S极从线圈中抽出 D. 把磁铁的S极向线圈中插入 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，当穿过线圈的原磁场向下，且磁通量变大时，电流表指针向右偏转 A．保持磁铁N极处在线圈中静止，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，电流表指针不偏转，故A错误； B．把磁铁的N极从线圈中抽出，穿过线圈的原磁场向下，磁通量减小，电流表指针向左偏转，故B错误； C．把磁铁的S极从线圈中抽出，穿过线圈的原磁场向上，磁通量减小，电流表指针向右偏转，故C正确； D．把磁铁的S极向线圈中插入，穿过线圈的原磁场向上，磁通量变大，电流表指针向左偏转，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，螺线管中通有电流，如果在图中的a、b、c三个位置上各放一个小磁针，其中a在螺线管内部，则（　　） A. 放在a处的小磁针的N极向左 B. 放在b处的小磁针的S极向右 C. 放在c处的小磁针的S极向右 D. 放在a处的小磁针的N极向右 【答案】D 【解析】 【详解】由右手螺旋定则可知，螺线管右端是N极，左端为S极，因螺线管外部磁感线由N极指向S极，螺线管内部磁感线由S极指向N极；由于小磁针静止时N极指向为磁场方向，所以放在a、b、c处的小磁针的N极均向右。 故选D。 9. 利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为，厚为，并加有与侧面垂直的匀强磁场，当通以图示方向电流时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为。已知自由电子的电荷量为，则下列判断正确的是（　　） A. 上表面电势高 B. 下表面电势低 C. 该导体单位体积内的自由电子数为 D. 该导体单位体积内的自由电子数为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电流方向水平向右，则自由电子的运动方向水平向左，根据左手定则，电子向上偏，上表面得到电子带负电，下表面失去电子带正电，所以下表面电势高，上表面电势低，故AB错误； CD．电流的微观表达式 则 最终电子电场力和洛伦兹力处于平衡状态，有 则 得，故C错误，D正确。 故选D。 10. 回旋加速器的工作原理如图所示，D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有电势差。两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中。中央O处的粒子源可以产生粒子，粒子在两盒之间被电场加速，进入磁场后做匀速圆周运动。粒子离开O处时的速度、在电场中的加速时间以及粒子的重力均可忽略不计。不考虑粒子间的相互作用及相对论效应。下列说法正确的是（　　） A. 粒子在磁场中运动的周期越来越大 B. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关 C. 电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越小 D. 磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力 所以 则粒子在磁场中运动的周期不变，故A错误； B．当粒子运动的轨迹半径等于D形盒半径时，速度达到最大，则 所以 则加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关，故B错误； C．粒子离开加速器时的动能为 所以，电势差一定时，磁感应强度越大，粒子离开加速器时的动能越大，故C错误； D．粒子在回旋加速器中运动的时间为 所以 则磁感应强度一定时，电势差越大，粒子在加速器中的运动时间越短，故D正确。 故选D。 11. 如图所示的U-I图像中，直线a表示某电源的路端电压U与电流I的关系，直线b、c分别表示电阻R1、R2的电压U与电流I的关系。下列说法正确的是（　　） A. 电阻R1、R2的阻值之比为4:3 B. 该电源的电动势为6V，内阻为3Ω C. 只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为6W D. 只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率之比为1:1 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图像得 电阻R1、R2的阻值之比为2:1，A错误； B．该电源的电动势为6V，内阻为 B错误； C．只将R1与该电源组成闭合电路时，电源的输出功率为 C错误； D．只将R2与该电源组成闭合电路时，内、外电路消耗的电功率分别为 解得 D正确。 故选D。 12. 如图所示，一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，可以绕支点自由转动。先使铝框和磁铁静止，转动磁铁，观察铝框的运动，可以观察到（　　） A. 从上往下看，当磁铁逆时针转动时，铝框会随之顺时针转动 B. 从下往上看，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之逆时针转动 C. 当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，铝框将保持匀速转动 D. 当磁铁停止转动后，铝框也会很快停止转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律可知，为阻碍磁通量变化，则导致铝框与磁铁转动方向相同，从上往下看，当磁铁逆时针转动时，铝框会随之逆时针转动，故A错误； B．由上述分析可知，当磁铁顺时针转动时，铝框会随之顺时针转动，故B错误； CD．当磁铁停止转动后，如果忽略空气阻力和摩擦阻力，由于铝框转动的过程中仍然能产生感应电流，所以铝框会逐渐减速直至停止运动，故C错误，D正确。 故选D。 13. 如图所示，匀强磁场中有两个相同材料做成的单匝导体圆环a、b，磁场方向与圆环所在平面垂直。磁感应强度B随时间均匀增大。两圆环半径之比为2：1，圆环中产生的感应电动势分别为和。不考虑两圆环间的相互影响。下列说法正确的是（　　） A. ，感应电流大小之比为 B. ，感应电流大小之比为 C. ，感应电流大小之比为 D. ，感应电流大小之比为 【答案】A 【解析】 【详解】根据法拉第电磁感应定律有 a圆环中产生的感应电动势为 b圆环中产生的感应电动势为 由于 所以 根据， 得电流之比为 故选A。 14. 如图所示，单匝正方形金属线圈ABCD在外力F作用下以速度v向右匀速进入匀强磁场，第二次又以速度2v匀速进入同一匀强磁场，则（　　） A. 两次产生的感应电流大小之比为 B. 两次施加的外力F大小之比为 C. 两次线圈中产生的热量之比为 D. 两次通过导线横截面的电荷量之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设磁感应强度为B，线圈的边长为L，线圈电阻为R。线圈进入磁场过程中，产生的感应电动势E=BLv 感应电流 可知感应电流I与速度v成正比，故两次产生的感应电流大小之比为，故A错误； B．线圈进入磁场时受到的安培力 线圈做匀速直线运动，根据平衡条件可得外力 可知施加的外力F与速度v成正比，故两次施加的外力F大小之比为，故B错误； C．线圈进入磁场过程中产生的热量 可知线圈中产生的热量与速度v成正比，故两次线圈中产生的热量之比为，故C正确； D．通过导线横截面电荷量 可知电荷量与速度无关，电荷量之比为，故D错误。 故选C。 二、实验题（共计18分，请将15－19选项填在机读里，主观则填在答题卡横线上） 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。在“测定金属丝的电阻率”的实验中，通常的先用多用电表粗测金属丝的电阻，然后根据粗测的结果，再用伏安法进行较为精确的测量。实验室备有下列器材可供选择： A.电压表（量程，内阻约） B.电压表（量程，内阻约） C.电流表（量程，内阻约） D.电流表（量程，内阻约） E.滑动变阻器（，） F.滑动变阻器（，） G.电池组（电动势3V） H.开关S，导线若干 请仔细阅读题目进行作答。 15. 用多用电表测量电阻时，将多用电表的选择开关置于“”位置，粗测金属丝的电阻。 须经以下步骤：①将选择开关置于“”位置 ②将选择开关置于“OFF”位置 ③将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开 ④将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向“0” 则下列实验步骤正确的操作顺序为______。 A. ①②③④ B. ①③④② C. ④①③② D. ①④③② 16. 多用电表粗测金属丝的电阻约为，为了能测得多组实验数据，并尽可能提高测量精度： （1）电压表应选用______（填写器材前面的字母） （2）电流表应选用______（填写器材前面的字母） （3）滑动变阻器应选用______（填写器材前面的字母）。 17. （1）若电流表电阻已知，甲、乙两位同学分别采用图1中的A、B两个实验电路图进行测量。A电路图中电压表、电流表示数分别为、；B电路图中的电压表、电流表示数分别为、，为尽可能提高测量精度，应选择图1中的______。 （2）该金属丝的阻值为______。 18. 用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图2所示，其读数应______mm。 19. 江宁金属铸管厂生产的某种合金金属管的横截面如图（3）所示，某兴趣小组用伏安法测量其中空部分的面积，为此截取了一段长度为L、外直径为粗细均匀的金属管进行测量：现测得当其两端电压为U时，电流为I，通过查表得知该合金材料的电阻率为，则金属管中空部分的面积为______。 【答案】15. D 16. ①. A ②. D ③. E 17. ①. A ②. 18. 0.296 19. 【解析】 【15题详解】 粗测电阻丝电阻时，应调节选择开关至合适挡位，再将红黑表笔短接，进行欧姆调零，测量后将选择开关调至“OFF”位置。则步骤正确的操作顺序为①④③②。 故选D。 【16题详解】 [1]根据电池组电动势，电压表选择A。 [2]金属丝阻值约为5Ω，根据 可知，电流表选择D。 [3]为了能测得多组实验数据，并尽可能提高测量精度，滑动变阻器应采用分压式接法，则滑动变阻器选择小阻值范围的E。 【17题详解】 [1]若电流表电阻已知，则选择A图做实验没有系统误差。 故选A。 [2]选择A时 【18题详解】 螺旋测微器读数为 【19题详解】 根据欧姆定律金属管电阻为 根据电阻定律，有 故横截面积为 则金属管中空部分的面积为 三、计算题（本题共2小题，共26分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位） 20. 如图所示是一种质谱仪的原理图，离子源(在狭缝S1上方，图中未画出)产生的带电粒子经狭缝S1与S2之间的电场加速后，进入P1和P2两板间相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域．沿直线通过狭缝S3垂直进入另一匀强磁场区域，在洛伦兹力的作用下带电粒子打到底片上形成一细条纹．若从离子源产生的粒子初速度为零、电荷量为+q、质量为m，S1与S2之间的加速电压为U1，P1和P2两金属板间距离为d，两板间匀强磁场的磁感应强度为B1，测出照相底片上的条纹到狭缝S3的距离L．求： （1）粒子经加速电场加速后的速度v1； （2）P1和P2两金属板间匀强电场的电压U2； （3）经S3垂直进入的匀强磁场的磁感应强度B2. 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【详解】试题分析：（1）在加速电场中，根据动能定理求出加速后的速度；（2）带电粒子在P1和P2两金属板间运动时，电场力与洛伦兹力平衡，由此求出电压；（3）在匀强磁场中偏转，根据洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度． （1）带电粒子在S1和S2两极板间加速，根据动能定理有： 解得：加速后的速度 （2）带电粒子在P1和P2两金属板间运动时，电场力与洛伦兹力平衡： 解得： （3）带电粒子在磁场中运动，做匀速圆周运动，据牛顿第二定律有：，又 解得： 【点睛】粒子在速度选择器中的运动可以分为匀加速直线运动、匀速运动和匀速圆周运动，根据不同阶段的运动的特点来分类解决． 21. 图中MN和PQ为竖直方向的两平行长直金属导轨，间距为L，电阻不计。导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直。质量m、电阻为r的金属杆ab始终垂直于导轨，并与其保持光滑接触。导轨一端接有阻值为R的电阻。由静止释放导体棒ab。 （1）分析金属棒的运动性质，求金属棒达到稳定状态时的速度？ （2）金属棒达到稳定状态时，其两端的电势差？ （3）经典物理学认为，金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子的碰撞。已知元电荷为e。求当金属棒向下运动达到稳定状态时，棒中金属离子对一个自由电子沿棒方向的平均作用力大小？ 【答案】（1）金属杆做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于零时，金属棒速度最大之后做匀速直线运动， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由安培定则可知，金属棒向下运动时产生由a指向b的感应电流，由左手定则可知，金属棒受到竖直向上的安培力，由牛顿第二定律 又，， 联立可得 故随着速度v增大，加速度逐渐减小，金属棒做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度等于零时，金属棒速度达到最大之后做匀速直线运动 故金属棒达到稳定状态时满足 故稳定状态时速度为 【小问2详解】 金属棒达到稳定状态时，其两端的电势差为路端电压 由，， 可得 【小问3详解】 当金属棒向下运动达到稳定状态时 沿棒方向，棒中自由电子受到洛伦兹力evB、电场力eE和金属离子对它的平均作用力f作用。因为棒中电流恒定，所以自由电子沿棒的运动可视为匀速运动，则 又， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $