精品解析：北京市第十九中学2025-2026学年高二上学期期末练习（等级考）物理试卷

北京市十九中学高二年级第一学期期末练习（等级考） 物理 一、单项选择题。本题共23小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题2分，共46分） 1. 关于电场与磁场，下列选项正确的是（ ） A. 沿电场线方向电场强度越来越小 B. 沿磁感线方向磁感应强度越来越小 C. 电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线 D. 电场强度和磁感应强度都是矢量 2. 如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为，两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为，小球B的电荷量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球B带负电 B. 小球受到丝线的拉力大小为 C. 小球B受到的静电力大小为 D. 小球B所在位置的电场强度大小为 3. 如图所示，处在真空中的正立方体中心有一电荷量为+Q的正点电荷，A、B、C为立方体的三个顶点。下列说法正确的是（ ） A. B点电势等于C点电势 B. B点电场强度的大小比C点大 C. A点电势高于B点电势 D. A点电场强度的大小比B点大 4. 某静电场的电场线如图中实线所示，虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹。关于该粒子，下列说法正确的是（ ） A. 一定带负电 B. 在M点的加速度小于在N点的加速度 C. 在M点的动能大于在N点的动能 D. 一定从M点运动到N点 5. 如图所示，在真空中固定两个等量负点电荷A、B，它们关于x轴上的P点对称。在坐标原点O由静止释放一个电荷量为的点电荷，不计重力及一切阻力。规定O点的电势为0，以x轴正方向作为电场强度的正方向，则x轴上的电势、电场强度E、点电荷的动能和电势能随位置x的变化曲线，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A. 金属网上A点的电势小于B点的电势 B. 箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 C. 带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D. 电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 7. 热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，平行板电容器的电容，S是电容器极板的正对面积，d是极板间的距离，其余均为常量。闭合开关S，若材料在竖直方向热胀冷缩，下列说法正确的是（ ） A. 材料温度升高，极板所带电荷量减小 B. 滑动变阻器滑片向上滑动少许可以降低电容器两极板间电压 C. 检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流 D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高 8. 如图所示，利用电压传感器和电流传感器观察电容器的充、放电过程。先将单刀双掷开关S置于接线柱1，给电容器充电，充电结束后，再将开关S置于接线柱2，电容器放电。传感器采集所测电路的电压、电流信号，得到电容器充、放电过程电压U和电流I随时间t变化的图像，如图2所示。下列说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程，电压逐渐增大而电流逐渐减小 B. 电容器充电过程，电流和电压都逐渐增大 C. 电容器放电过程，电容器的电容逐渐增大 D. 电容器放电过程，电容器的电容逐渐减小 9. 如图所示，电源电动势为12V，当开关接通时，灯泡和都不亮，用电压表测得各部分电压，，由此可以判断（） A. 可能是和的灯丝都断了 B. 可能是的灯丝断了 C. 可能是灯丝断了 D. 可能是变阻器R断路 10. 小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的曲线如图所示，为曲线上一点，坐标为，为曲线的切线，与轴交点的电流值为，为轴的垂线，为轴的垂线。下列说法正确的是（　　） A. 对应点，小灯泡的电阻为 B. 对应点，小灯泡的电阻为 C. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻逐渐减小 D. 对应点，小灯泡的功率为曲线与横轴所围图形的面积 11. 如图甲所示的电路中，是可调电阻，是定值电阻，电源内阻不计。实验时调节的阻值，得到若干组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图线如图乙所示。电压表和电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 定值电阻 B. 电源的电动势 C. 可调电阻上消耗的最大功率为1.25W D. 当干路电流为0.6A时，可调电阻 12. 利用图甲和图乙两种电路，分别测定一节干电池的电动势和内阻，考虑电表内阻的影响，下列说法正确的是（ ） A. 甲电路误差的主要原因是电流表分压 B. 乙电路误差的主要原因是电压表分流 C. 假设甲电路和乙电路的滑动变阻器被短路，则流过电池的电流不同 D. 甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，电流表的示数减小 13. 人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻与人体等效电阻的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ） A. 脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小 B. 脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大 C. 脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小 D. 脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大 14. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c位于MN的中垂线上，且a、b、c到O点的距离均相等。下列说法正确的是（ ） A. O点处的磁感应强度大小为零 B. a、c两点处的磁感应强度的方向相同 C. c点处的磁感应强度方向与Oc连线垂直 D. O点处的磁感应强度方向由O指向c 15. 将一面积为S的单匝矩形线框置于竖直向上的匀强磁场中。已知磁感应强度大小为B，线框与竖直方向夹角为，如图所示。通过该矩形线框的磁通量为（ ） A. B. C. D. 16. 如图所示，导体棒ab置于倾角为的粗糙导轨上且与导轨垂直，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒。闭合开关S，导体棒处于静止状态。下列磁场方向中，使导体棒与导轨之间一定存在静摩擦力的是（ ） A. 竖直向上 B. 水平向左 C. 垂直于导轨平面向下 D. 垂直于导轨平面向上 17. 如图所示，一个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为，不计带电粒子所受重力，由此推断该带电粒子（ ） A. 运动轨迹半径为 B. 电荷量与质量的比值为 C. 穿越磁场的时间为 D. 带负电且在磁场中动能一直增大 18. 如图所示，圆形匀强磁场区域圆心为O，半径为R，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B。一质量为m、电荷量为的带电粒子以某一速度从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点射出，PO与OQ成角，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ） A. 若射入速度变大，粒子在磁场中的运动时间变短 B. 带电粒子在磁场中的运动时间等于 C. 若射入速度变大，粒子运动的半径变小 D. 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于R 19. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关相连，线圈N与电流表和开关相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持闭合，在开关由断开到闭合的瞬间，电流表指针偏转 C. 保持闭合，在开关由闭合到断开的瞬间，电流表指针不偏转 D. 保持闭合，在开关由断开到闭合的瞬间，电流表指针偏转 20. 一种发电装置如图所示。一对水平放置的平行金属板A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场，A、B就是直流电源的两个电极。下列说法正确的是（ ） A. A板的电势高于B板 B. 仅增大两极板的面积电源的电动势增大 C. 仅增大等离子体的速度，电源的电动势增大 D. 仅增大两极板的间距，电源的电动势不变 21. 利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率，如图所示，一块磁铁安装在前轮上，霍尔传感器固定在前叉上，离轮轴距离为r，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁距离霍尔元件最近时，通过元件的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，在导体前后表面间出现电势差U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为d，载流子的电荷量为，电流I向左。下列说法正确的是（ ） A. 前表面的电势高于后表面的电势 B. 若车速越大，则霍尔电势差U越大 C. 若单位时间内霍尔元件检测到n个脉冲，则自行车行驶的速度大小为 D. 元件内单位体积中的载流子数为 22. 回旋加速器的工作原理如图所示，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核（）进行加速，高频交流电源的电压最大值为U、频率为f，匀强磁场的磁感应强度大小为B。已知氦核（）的电荷量为2e，氦核（）的质量为m。不计粒子在两D形盒之间的运动时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ） A. 若满足，可对氦核（）加速 B. 仅增大电压U，氦核（）最终获得的动能一定变大 C. 氦核（）能够从D形盒内的磁场中直接获得能量 D. 若保持加速氦核（）时的各参数不变，则也能加速氚核（） 23. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A. N点电势比M点高 B. 正比于流量Q C. 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 二、实验题。（每空2分，共22分） 24. 分别用螺旋测微器和游标卡尺测量金属圆柱体的直径和长度，如图所示，直径为________mm，长度为________cm。 25. 电导率（电阻率的倒数）是监测水体污染程度的重要指标，一中学物理课题小组测量某排污口附近污水的电导率。 （1）为了方便测量污水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，如图1所示，容器内径为d，污水液面高为L，污水样品两端用金属圆片电极密封。该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×100”挡时，示数如图2所示，对应的读数是________。 （2）为了准确测量水样的电导率，该同学选取的电压表和电流表，内阻分别约为和，滑动变阻器的最大阻值为。则下列电路图中最符合实验要求的是（ ）。 A. B. C. D. （3）由于没有考虑电表内阻的影响，而使得电阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （4）若电压表的读数为U，电流表的读数为I，则该水样电导率的表达式为________（用测得的物理量U、I、d、L表示）。 26. 某学习小组对水果电池进行如下探究。 （1）将铜片和锌片插入一个苹果中，用电压表（磁电式电表，内阻约几千欧）测得铜片与锌片间电压为0.70V。则该苹果电池的电动势E应________（选填“大于”“等于”或“小于”）0.70V。 （2）为验证上述猜想，该学习小组拟测量其中一个“苹果电池”的电动势和内阻，他们进入实验室，找到以下器材： A．电流表（量程为，内阻为） B．电流表（量程为，内阻为） C．定值电阻（阻值为） D．电阻箱 E．导线和开关 a．经分析，该苹果电池的最大电流在之间，据此该小组设计了如图1所示的实验电路图，并用定值电阻对电流表________（选填“”或“”）进行改装，改装后的最大量程为________mA； b．改变电阻箱R的阻值，用上述电路测得几组流经苹果电池的电流、电阻箱的读数。以为横坐标，以为纵坐标作出的图线为一条直线，如图2所示。根据图线求得其斜率，纵轴截距。可知该苹果电池的电动势________V，内阻________。 三、论述、计算题。本题共3小题。（共32分）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 27. 如图所示，有两个相同的平行金属极板水平正对放置，为平行于极板的中线。两极板间的距离为d，极板长度为L，两极板间的电压为U一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v沿射入电场，并从另一侧射出，两极板间的电场可看作匀强电场。不计带电粒子的重力。求： （1）粒子在两极板间的飞行时间t； （2）粒子在电场中运动的加速度大小a； （3）射出电场时粒子偏离的距离y。 28. 某种质谱仪的工作原理如图所示，Ⅰ区为粒子加速器；Ⅱ区为速度选择器，在两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为，电场强度大小为E；Ⅲ区为偏转分离器，磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为。电荷量为q的粒子从电离室A中飘出（初速度不计），经Ⅰ区电场加速后，该粒子通过速度选择器并从狭缝S进入偏转分离器，运动半个圆周后打在照相底片上的D处被吸收形成谱线，测得D到S的距离为x。 （1）判断Ⅱ区中匀强电场的方向、粒子的电性； （2）求粒子做匀速圆周运动的速度大小v； （3）求粒子的质量。 29. 如图所示，在xOy坐标系第一象限的矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子在M点以垂直于y轴的方向射入磁场，并从另一侧边界的N点射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为q，入射速度为v，矩形区域的长度为L，MN沿y轴方向上的距离为。不计重力。 （1）求轨迹的半径r； （2）判断磁场的方向，并求磁场的磁感应强度B的大小； （3）将矩形区域内的磁场换为强弱合适、方向平行于y轴方向的匀强电场，使该粒子以相同的速度从M点入射后仍能从N点射出。请通过计算说明，该粒子由N点射出磁场和电场时的速度方向是否相同。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市十九中学高二年级第一学期期末练习（等级考） 物理 一、单项选择题。本题共23小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。（每小题2分，共46分） 1. 关于电场与磁场，下列选项正确的是（ ） A. 沿电场线方向电场强度越来越小 B. 沿磁感线方向磁感应强度越来越小 C. 电场线和磁感线是可以形象描述场强弱和方向的客观存在的曲线 D. 电场强度和磁感应强度都是矢量 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线的疏密反映电场强度的大小，沿电场线方向电势降低，电场强度不一定减小，例如匀强电场中沿电场线方向电场强度保持不变，故A错误； B．磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，沿磁感线方向磁感应强度不一定减小，例如匀强磁场中沿磁感线方向磁感应强度保持不变，故B错误； C．电场线和磁感线是为了形象描述场的强弱和方向人为引入的假想曲线，并非客观存在的物质，故C错误； D．电场强度和磁感应强度都既有大小又有方向，运算遵从平行四边形定则，均属于矢量，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，带正电的小球A固定不动，质量为m的带电小球B通过绝缘丝线悬挂在铁架台上，小球B静止时，丝线与竖直方向的夹角为，两球球心在同一水平线上。若小球A的电荷量为，小球B的电荷量为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 小球B带负电 B. 小球受到丝线的拉力大小为 C. 小球B受到的静电力大小为 D. 小球B所在位置的电场强度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对B球受力分析，电场力水平向右，属于排斥力，由于A球带正电，所以B球带正电，故A错误； BC．小球B受力如图所示 根据平衡条件，可得小球B受到的静电力大小为 小球受到丝线的拉力大小为 故C正确，B错误； D．小球B所在位置的电场强度大小为 故D错误。 故选C。 3. 如图所示，处在真空中的正立方体中心有一电荷量为+Q的正点电荷，A、B、C为立方体的三个顶点。下列说法正确的是（ ） A. B点电势等于C点电势 B. B点电场强度的大小比C点大 C. A点电势高于B点电势 D. A点电场强度的大小比B点大 【答案】A 【解析】 【详解】AC．由于A、B、C三点与正点电荷的距离相等，可知A、B、C三点位于同一等势面上，则A、B、C三点的电势相等，故A正确，C错误； BD．根据几何关系可知，A、B、C三点与正点电荷的距离相等，根据点电荷场强公式 可知A、B、C三点的电场强度大小相等，故BD错误。 故选A。 4. 某静电场的电场线如图中实线所示，虚线是某个带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹。关于该粒子，下列说法正确的是（ ） A. 一定带负电 B. 在M点的加速度小于在N点的加速度 C. 在M点的动能大于在N点的动能 D. 一定从M点运动到N点 【答案】B 【解析】 【详解】A．由粒子的运动轨迹可知，粒子所受静电力沿着电场线指向右侧，与电场方向相同，所以粒子带正电荷，故A错误； B．电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，由题图可知，N点的场强大于M点的场强，粒子在N点受到的电场力大于在M点受到的电场力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故B正确； C．若带正电的粒子从M点运动到N点，电场力做正功，粒子动能增大；若带正电的粒子从N点运动到M点，电场力做负功，粒子动能减小；则粒子在M点的动能一定小于在N点的动能，故C错误； D．根据粒子运动的轨迹可以判断其受力的方向，但不能判断其运动的方向，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，在真空中固定两个等量负点电荷A、B，它们关于x轴上的P点对称。在坐标原点O由静止释放一个电荷量为的点电荷，不计重力及一切阻力。规定O点的电势为0，以x轴正方向作为电场强度的正方向，则x轴上的电势、电场强度E、点电荷的动能和电势能随位置x的变化曲线，可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据等量负点电荷电场分布特点可知，在P点左侧电场强度的方向是沿x轴正方向，在P点右侧电场强度的方向是沿x轴负方向，沿电场线方向电势逐渐降低，所以从O到P点的电势是从零逐渐降低，从P向右电势是逐渐升高的，一直运动到O关于P的对称点电势为零，故A错误； B．在等量负电荷连线中点的电场强度为零，即P点的电场强度为零，从P点向左右两侧到无限远处，电场强度都是先增大后减小到零，故B正确； C．正电荷在P点左侧受电场力方向向右，电场力对正电荷做正功，动能增大，到P点动能最大，过了P点继续向右，受到向左的电场力，做减速运动，一直运动到O关于P点的对称点速度减为零，然后再向左运动，所以正电荷的动能在P点最大，在P点左右两侧对称，故C错误； D．因为规定原点O的电势为零，OP之间的电势小于零，所以正电荷在电场中运动时的电势能都小于零，且因为P点的电势最低，所以正电荷在P点具有的电势能最小，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，用金属网把验电器罩起来，使带电金属球靠近验电器，发现箔片没有张开。下列说法正确的是（　　） A. 金属网上A点的电势小于B点的电势 B. 箔片没有张开，是因为感应出的负电荷都集中在验电器的金属小球上 C. 带电金属球在金属网内部产生的电场强度为0 D. 电梯中手机信号微弱，其原理与该实验相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属网是一个导体，达到静电平衡后，整个导体是等势体，各点电势相等，因此，故A错误； B．箔片未张开是因为金属网屏蔽了外部电场，网内合场强为零，验电器上不会产生电荷，而非电荷集中在金属小球上，故B错误； C．静电平衡时，金属网内部的合场强为0。但带电金属球本身产生的电场并不会因为金属网的存在而消失，故C错误； D．电梯厢是金属导体，对电磁波起屏蔽作用，称为电磁屏蔽。其本质也是利用金属导体隔离外部电磁场，与静电屏蔽的原理相同，故D正确。 故选D。 7. 热膨胀材料在生产生活中有着广泛的应用。某同学用平行板电容器设计制作了单电容热膨胀检测仪，原理如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动，平行板电容器的电容，S是电容器极板的正对面积，d是极板间的距离，其余均为常量。闭合开关S，若材料在竖直方向热胀冷缩，下列说法正确的是（ ） A. 材料温度升高，极板所带电荷量减小 B. 滑动变阻器滑片向上滑动少许可以降低电容器两极板间电压 C. 检测结束，断开开关，灵敏电流计上有从a到b的短暂电流 D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，说明材料温度升高 【答案】D 【解析】 【详解】A．材料温度升高，材料膨胀，电容器两板间距减小，根据，可知电容增大； 由于电容器两板电势差不变，根据，可知极板所带电荷量增大，故A错误； B．滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则电容器两极板间电压升高，故B错误； C．闭合开关时电容器上极板与电源正极相连，上极板带正电；检测结束，断开开关，电容器放电，则灵敏电流计上有从b到a的短暂电流，故C错误； D．检测到灵敏电流计的电流方向为从a到b，则电容器在充电，极板所带电荷量增大，根据可知电容器电容增大； 根据，可知电容器两板间距减小，说明材料膨胀温度升高，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，利用电压传感器和电流传感器观察电容器的充、放电过程。先将单刀双掷开关S置于接线柱1，给电容器充电，充电结束后，再将开关S置于接线柱2，电容器放电。传感器采集所测电路的电压、电流信号，得到电容器充、放电过程电压U和电流I随时间t变化的图像，如图2所示。下列说法正确的是（ ） A. 电容器充电过程，电压逐渐增大而电流逐渐减小 B. 电容器充电过程，电流和电压都逐渐增大 C. 电容器放电过程，电容器的电容逐渐增大 D. 电容器放电过程，电容器的电容逐渐减小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图像可知，电容器充电过程，电压逐渐增大，电流逐渐减小，故A正确，B错误； CD．电容器放电过程，电容器的电容不变，故CD错误。 故选A。 9. 如图所示，电源电动势为12V，当开关接通时，灯泡和都不亮，用电压表测得各部分电压，，由此可以判断（） A. 可能是和的灯丝都断了 B. 可能是的灯丝断了 C. 可能是灯丝断了 D. 可能是变阻器R断路 【答案】C 【解析】 【详解】电路为串联电路，灯泡不亮说明电路中存在断路，电路中电流I=0。 Ucd=12V等于电源电动势，说明d能通过L1连通到电源正极，c能通过变阻器R连通到电源负极，断路发生在c−d之间，也就是L2处。 故选C。 10. 小灯泡通电后，其电流随所加电压变化的曲线如图所示，为曲线上一点，坐标为，为曲线的切线，与轴交点的电流值为，为轴的垂线，为轴的垂线。下列说法正确的是（　　） A. 对应点，小灯泡的电阻为 B. 对应点，小灯泡的电阻为 C. 随着所加电压的增大，小灯泡的电阻逐渐减小 D. 对应点，小灯泡的功率为曲线与横轴所围图形的面积 【答案】B 【解析】 【详解】AB．小灯泡的电阻，对应点的电压为、电流为，因此静态电阻 切线的斜率为，其倒数为动态电阻，不等于静态电阻，故A错误，B正确； C．曲线斜率逐渐减小，说明随着电压增大，减小，即电阻逐渐增大，不是减小，故C错误； D．小灯泡的功率，对应矩形的面积，故D错误。 故选B。 11. 如图甲所示的电路中，是可调电阻，是定值电阻，电源内阻不计。实验时调节的阻值，得到若干组电压和电流的数据，用这些数据在坐标纸上描点、拟合，作出的图线如图乙所示。电压表和电流表均可视为理想电表。下列说法正确的是（ ） A. 定值电阻 B. 电源的电动势 C. 可调电阻上消耗的最大功率为1.25W D. 当干路电流为0.6A时，可调电阻 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据闭合电路欧姆定律可得 由图乙可知，当时，；当时， 代入这两组数据，解得， 故AB错误； C．可调电阻上消耗的功率为 由数学关系可知，当，即当时，可调电阻上消耗的功率最大，此时为 故C正确； D．当干路电流为时，由图乙可知此时两端的电压为 此时可调电阻的阻值为 故D错误。 故选C。 12. 利用图甲和图乙两种电路，分别测定一节干电池的电动势和内阻，考虑电表内阻的影响，下列说法正确的是（ ） A. 甲电路误差的主要原因是电流表分压 B. 乙电路误差的主要原因是电压表分流 C. 假设甲电路和乙电路的滑动变阻器被短路，则流过电池的电流不同 D. 甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，电流表的示数减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲电路中电压表测量电源的外电压准确，因为电压表起分流作用，电流表测量通过电源的电流偏小，即误差来自电压表的分流，故A错误； B．乙电路中电流表测量通过电源的干路电流准确，因为电流表的分压作用，电压表测量的路端电压偏小，即误差来自电流表的分压，故B错误； C．如果甲电路中滑动变阻器短路，电流表和电压表并联，如果乙电路中滑动变阻器短路，电压表被短路，外电路中只有电流表，可知两种情况下外电阻大小不同，由闭合电路欧姆定律可知，流过电池的电流不同，故C正确； D．甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，滑动变阻器接入阻值减小，外部电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知，干路电流增大，路端电压减小，流过电压表电流减小，所以电流表的示数增大，故D错误。 故选C。 13. 人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子，不容易导电，某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低，简化电路如图所示，其中定值电阻与人体等效电阻的阻值相差不大。下列说法正确的是（ ） A. 脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小 B. 脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大 C. 脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小 D. 脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意，脂肪不易导电，因此脂肪占比越高，人体等效电阻越大。脂肪占比高→​大→总电阻大→总电流小，因此电流表示数较小，故A正确； B．脂肪占比低→小→总电阻小→总电流大，​两端电压 增大则减小，电压表示数更小，故B错误； C．脂肪占比低→​小→总电流大，电源内阻功率 越大则内阻功率越大，故C错误； D．脂肪占比高，总电流小，电源总功率 越小则总功率越小，故D错误。 故选A。 14. 如图所示，两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相反的电流。a、O、b在M、N的连线上，O为MN的中点，c位于MN的中垂线上，且a、b、c到O点的距离均相等。下列说法正确的是（ ） A. O点处的磁感应强度大小为零 B. a、c两点处的磁感应强度的方向相同 C. c点处的磁感应强度方向与Oc连线垂直 D. O点处的磁感应强度方向由O指向c 【答案】B 【解析】 【详解】根据安培右手螺旋定则可知两导线在MN连线上的磁感应强度均竖直向下，磁感应强度方向遵循矢量叠加原理。因此O点处磁感应强度方向竖直向下，大小不为零；a点处磁感应强度竖直向下。由几何关系可知c点到两导线距离相等，由安培右手螺旋定则可知两导线在c点处的磁感应强度方向分别斜向左下和右下。其水平分量等大反向，竖直方向等大同向，即c点总磁感应强度方向竖直向下，沿Oc连线方向指向O而不是垂直Oc方向。故B正确，ACD错误。 故选B。 15. 将一面积为S的单匝矩形线框置于竖直向上的匀强磁场中。已知磁感应强度大小为B，线框与竖直方向夹角为，如图所示。通过该矩形线框的磁通量为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题图可知通过该矩形线框的磁通量为 故选D。 16. 如图所示，导体棒ab置于倾角为的粗糙导轨上且与导轨垂直，整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导体棒。闭合开关S，导体棒处于静止状态。下列磁场方向中，使导体棒与导轨之间一定存在静摩擦力的是（ ） A. 竖直向上 B. 水平向左 C. 垂直于导轨平面向下 D. 垂直于导轨平面向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．如果磁场方向竖直向上，由左手定则可知导体棒所受安培力水平向右，导体棒受到重力、水平向右的安培力和支持力作用，三力的合力可能为0，所以导体棒不一定受到静摩擦力作用，故A错误； B．如果磁场方向水平向左，由左手定则可知导体棒所受安培力竖直向上，若安培力恰好等于重力，则支持力和摩擦力均为0，故B错误； C．如果磁场方向垂直于导轨平面向下，由左手定则可知导体棒所受安培力沿斜面向下，则导体棒一定受到沿斜面向上的静摩擦力作用，故C正确； D．如果磁场方向垂直于导轨平面向上，由左手定则可知导体棒所受安培力沿斜面向上，导体棒受到重力、沿斜面向上的安培力和支持力作用，三力的合力可能为0，所以导体棒不一定受到静摩擦力作用，故D错误。 故选C。 17. 如图所示，一个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为，不计带电粒子所受重力，由此推断该带电粒子（ ） A. 运动轨迹半径为 B. 电荷量与质量的比值为 C. 穿越磁场的时间为 D. 带负电且在磁场中动能一直增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动，画出运动轨迹，如图所示 设粒子的轨迹半径为r，由几何知识得 解得，故A错误； B．根据洛伦兹力提供向心力有 解得，故B正确； C．穿越磁场的时间为，故C错误； D．根据左手定则可知，粒子带负电；带电粒子受到的洛伦兹力方向与运动方向始终垂直，所以洛伦兹力不做功，不能改变粒子的动能，故D错误。 故选B。 18. 如图所示，圆形匀强磁场区域圆心为O，半径为R，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为B。一质量为m、电荷量为的带电粒子以某一速度从P点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从Q点射出，PO与OQ成角，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ） A. 若射入速度变大，粒子在磁场中的运动时间变短 B. 带电粒子在磁场中的运动时间等于 C. 若射入速度变大，粒子运动的半径变小 D. 带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于R 【答案】A 【解析】 【详解】A．粒子以某一速度从点沿磁场区域的半径方向射入，根据对称性和几何关系可知，其出射速度方向一定沿另一半径方向向外，设入射点和出射点所在半径夹角为，粒子运动轨迹的圆心角为，由几何知识有，，若射入速度变大，根据可知，粒子运动的半径变大，则变大，偏转角变小；根据且周期保持不变，可知粒子在磁场中的运动时间变短，故A正确； B．，则粒子轨迹的圆心角 带电粒子在磁场中的运动时间，故B错误； C．根据带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式可知，若射入速度变大，粒子运动的半径变大，故C错误； D．根据几何关系可得，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径，故D错误。 故选A。 19. 如图所示，软铁环上绕有M、N两个线圈，线圈M与直流电源、电阻和开关相连，线圈N与电流表和开关相连。下列说法正确的是（ ） A. 保持闭合，软铁环中的磁场为逆时针方向 B. 保持闭合，在开关由断开到闭合的瞬间，电流表指针偏转 C. 保持闭合，在开关由闭合到断开的瞬间，电流表指针不偏转 D. 保持闭合，在开关由断开到闭合的瞬间，电流表指针偏转 【答案】D 【解析】 【详解】A．由右手螺旋定则可以判断出，保持闭合，线圈中电流产生的磁场在软铁环内为顺时针方向，故A错误； B．保持闭合，软铁环中的磁场保持恒定，穿过线圈的磁通量不变，在开关由断开到闭合的瞬间，线圈中不会产生感应电流，电流表指针不偏转，故B错误； C．保持闭合，在开关由闭合到断开的瞬间，线圈中的电流迅速减小至零，软铁环中的顺时针磁场减弱，穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，电流表指针偏转，故C错误； D．保持闭合，在开关由断开到闭合的瞬间，线圈中的电流从无到有增大，软铁环中的顺时针磁场增强，穿过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电流，电流表指针偏转，故D正确。 故选D。 20. 一种发电装置如图所示。一对水平放置的平行金属板A、B之间有很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v沿垂直于磁场的方向射入磁场，A、B就是直流电源的两个电极。下列说法正确的是（ ） A. A板的电势高于B板 B. 仅增大两极板的面积电源的电动势增大 C. 仅增大等离子体的速度，电源的电动势增大 D. 仅增大两极板的间距，电源的电动势不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力向下偏转至B板，负电荷受到的洛伦兹力向上偏转至A板，则B板的电势高于A板，故A错误； B．当等离子体受力平衡时有 解得极板间的电势差，即电源的电动势 可知仅增大两极板的面积，电源的电动势不变，故B错误； C．由可知，仅增大等离子体的速度，电源的电动势增大，故C正确； D．由可知，仅增大两极板的间距，电源的电动势增大，故D错误。 故选C。 21. 利用霍尔传感器可测量自行车的运动速率，如图所示，一块磁铁安装在前轮上，霍尔传感器固定在前叉上，离轮轴距离为r，轮子每转一圈，磁铁就靠近霍尔传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压。当磁铁距离霍尔元件最近时，通过元件的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，在导体前后表面间出现电势差U。已知霍尔元件沿磁场方向的厚度为d，载流子的电荷量为，电流I向左。下列说法正确的是（ ） A. 前表面的电势高于后表面的电势 B. 若车速越大，则霍尔电势差U越大 C. 若单位时间内霍尔元件检测到n个脉冲，则自行车行驶的速度大小为 D. 元件内单位体积中的载流子数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流向左，载流子为带负电荷的自由电子，可知自由电子运动方向向右，根据左手定则，自由电子受到的洛伦兹力指向前表面，故前表面聚集负电荷，后表面带正电，所以前表面的电势低于后表面的电势，故A错误； B．设霍尔元件前后表面的间距为，当达到稳定状态时，载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡，有 又因为电流 联立解得 可知霍尔电势差取决于磁感应强度和电流等因素，与车速无关，故B错误； C．若单位时间内霍尔元件检测到个脉冲，说明车轮的转动频率为，即每秒转圈，设自行车前轮外边缘半径为，则自行车行驶的速度大小为，故C错误； D．根据 解得元件内单位体积中的载流子数为，故D正确。 故选D。 22. 回旋加速器的工作原理如图所示，其主体部分是两个D形金属盒，两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核（）进行加速，高频交流电源的电压最大值为U、频率为f，匀强磁场的磁感应强度大小为B。已知氦核（）的电荷量为2e，氦核（）的质量为m。不计粒子在两D形盒之间的运动时间，不考虑相对论效应。下列说法正确的是（ ） A. 若满足，可对氦核（）加速 B. 仅增大电压U，氦核（）最终获得的动能一定变大 C. 氦核（）能够从D形盒内的磁场中直接获得能量 D. 若保持加速氦核（）时的各参数不变，则也能加速氚核（） 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据向心力公式，氦核在磁场中做圆周运动满足 可解得 狭缝间的高频交流电频率应与氦核在磁场中做圆周运动的频率相等，即，故A正确； B．根据，最大动能为，可知若增大电压U，氦核每一次通过狭缝时增加的动能变多，但是最终从D形盒射出时的速度不变，依然是与D形盒的半径、磁场大小、粒子的比荷等因素有关。故B错误； C．氦核在D形盒的磁场中做匀速圆周运动，动能不变，在电场中获得能量，故C错误； D．若保持加速氦核（）时的各参数不变，此D形盒可以加速与氦核比荷相同的粒子（此时粒子磁场中做圆周运动的频率依然与高频电流的频率相同），氚核（）的比荷与氦核（）不同，无法加速。故D错误。 故选A。 23. 电磁流量计可以测量导电液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体体积。如图所示，内壁光滑的薄圆管由非磁性导电材料制成，空间有垂直管道轴线的匀强磁场，磁感应强度为B。液体充满管道并以速度v沿轴线方向流动，圆管壁上的两点连线为直径，且垂直于磁场方向，两点的电势差为。下列说法错误的是（　　） A. N点电势比M点高 B. 正比于流量Q C. 在流量Q一定时，管道半径越小，越小 D. 若直径与磁场方向不垂直，测得的流量Q偏小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知正离子向下偏，负离子向上偏，故N点电势比M点高，故A正确； BC．设管道半径为r，稳定时，离子受到的洛伦兹力与电场力平衡有 同时有 联立解得 故正比于流量Q；流量Q一定时，管道半径越小，越大； 故B正确，C错误； D．若直径MN与磁场方向不垂直，根据可知此时式中磁场强度为磁感应强度的一个分量，即此时测量时代入的磁场强度偏大，故测得的流量Q偏小； 故D正确。 本题选错误的，故选C。 二、实验题。（每空2分，共22分） 24. 分别用螺旋测微器和游标卡尺测量金属圆柱体的直径和长度，如图所示，直径为________mm，长度为________cm。 【答案】 ①. 6.722##6.721##6.723 ②. 4.265 【解析】 【详解】[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知金属圆柱体的直径为 [2]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知金属圆柱体的长度为 25. 电导率（电阻率的倒数）是监测水体污染程度的重要指标，一中学物理课题小组测量某排污口附近污水的电导率。 （1）为了方便测量污水样品的电阻，将采集的水样装入绝缘性能良好的塑料圆柱形容器内，如图1所示，容器内径为d，污水液面高为L，污水样品两端用金属圆片电极密封。该同学先用多用电表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×100”挡时，示数如图2所示，对应的读数是________。 （2）为了准确测量水样的电导率，该同学选取的电压表和电流表，内阻分别约为和，滑动变阻器的最大阻值为。则下列电路图中最符合实验要求的是（ ）。 A. B. C. D. （3）由于没有考虑电表内阻的影响，而使得电阻的测量值与真实值相比________（填“偏大”“相等”或“偏小”）。 （4）若电压表的读数为U，电流表的读数为I，则该水样电导率的表达式为________（用测得的物理量U、I、d、L表示）。 【答案】（1）1200 （2）B （3）偏大 （4） 【解析】 【小问1详解】 当选择欧姆表“×100”挡时，示数如图2所示，对应的读数是 【小问2详解】 滑动变阻器的最大阻值为，远小于待测电阻的阻值，所以滑动变阻器应采用分压接法；由于，则电流表应采用内接法。 故选B。 【小问3详解】 电流表应采用内接法，由于电流表的分压作用，使得电压表的示数大于待测电阻两端电压，根据欧姆定律可知，电阻的测量值与真实值相比偏大。 【小问4详解】 根据电阻定律有 又 联立可得电阻率为 则该水样电导率的表达式为 26. 某学习小组对水果电池进行如下探究。 （1）将铜片和锌片插入一个苹果中，用电压表（磁电式电表，内阻约几千欧）测得铜片与锌片间电压为0.70V。则该苹果电池的电动势E应________（选填“大于”“等于”或“小于”）0.70V。 （2）为验证上述猜想，该学习小组拟测量其中一个“苹果电池”的电动势和内阻，他们进入实验室，找到以下器材： A．电流表（量程为，内阻为） B．电流表（量程为，内阻为） C．定值电阻（阻值为） D．电阻箱 E．导线和开关 a．经分析，该苹果电池的最大电流在之间，据此该小组设计了如图1所示的实验电路图，并用定值电阻对电流表________（选填“”或“”）进行改装，改装后的最大量程为________mA； b．改变电阻箱R的阻值，用上述电路测得几组流经苹果电池的电流、电阻箱的读数。以为横坐标，以为纵坐标作出的图线为一条直线，如图2所示。根据图线求得其斜率，纵轴截距。可知该苹果电池的电动势________V，内阻________。 【答案】（1）大于 （2） ①. ②. 1 ③. 1.0 ④. 1.0 【解析】 【小问1详解】 用电压表（磁电式电表，内阻约几千欧）测得铜片与锌片间电压为0.70V。由于电压表测得的是路端电压，则该苹果电池的电动势E应大于0.70V。 【小问2详解】 [1][2]电流表量程过大，则用定值电阻对电流表进行改装，改装后的量程为 b[3][4]改装后电流表的内阻为 根据闭合电路欧姆定律可得 整理可得 则有， 联立解得， 三、论述、计算题。本题共3小题。（共32分）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。 27. 如图所示，有两个相同的平行金属极板水平正对放置，为平行于极板的中线。两极板间的距离为d，极板长度为L，两极板间的电压为U一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v沿射入电场，并从另一侧射出，两极板间的电场可看作匀强电场。不计带电粒子的重力。求： （1）粒子在两极板间的飞行时间t； （2）粒子在电场中运动的加速度大小a； （3）射出电场时粒子偏离的距离y。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在平行极板方向，粒子做匀速直线运动，则有 可得粒子在两极板间的飞行时间为 【小问2详解】 根据电势差与场强的关系 粒子受到电场力大小 根据牛顿第二定律可得 联立解得粒子在电场中运动的加速度大小为 【小问3详解】 在垂直于极板方向，粒子做初速度为0、加速度为的匀加速直线运动，运动时间为，粒子射出电场时偏离的距离 解得 28. 某种质谱仪的工作原理如图所示，Ⅰ区为粒子加速器；Ⅱ区为速度选择器，在两平行导体板之间有方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为，电场强度大小为E；Ⅲ区为偏转分离器，磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为。电荷量为q的粒子从电离室A中飘出（初速度不计），经Ⅰ区电场加速后，该粒子通过速度选择器并从狭缝S进入偏转分离器，运动半个圆周后打在照相底片上的D处被吸收形成谱线，测得D到S的距离为x。 （1）判断Ⅱ区中匀强电场的方向、粒子的电性； （2）求粒子做匀速圆周运动的速度大小v； （3）求粒子的质量。 【答案】（1）匀强电场的方向为垂直于极板向左，带正电 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子射入III区偏转分离器时，向左偏转，根据左手定则可得，粒子带正电。则粒子在II区速度选择器中，受到洛伦兹力和电场力；能通过速度选择器的粒子受力平衡，由左手定则可知洛伦兹力方向垂直极板向右，则电场力方向垂直极板向左，匀强电场的方向垂直于极板向左。 【小问2详解】 粒子能通过速度选择器，根据平衡条件可得 可得通过速度选择器并从狭缝进入偏转分离器粒子的速度大小为 【小问3详解】 粒子在偏转分离器中做匀速圆周运动的半径 根据牛顿第二定律可得 联立解得 29. 如图所示，在xOy坐标系第一象限的矩形区域内存在垂直于纸面的匀强磁场。一带正电的粒子在M点以垂直于y轴的方向射入磁场，并从另一侧边界的N点射出。已知带电粒子质量为m，电荷量为q，入射速度为v，矩形区域的长度为L，MN沿y轴方向上的距离为。不计重力。 （1）求轨迹的半径r； （2）判断磁场的方向，并求磁场的磁感应强度B的大小； （3）将矩形区域内的磁场换为强弱合适、方向平行于y轴方向的匀强电场，使该粒子以相同的速度从M点入射后仍能从N点射出。请通过计算说明，该粒子由N点射出磁场和电场时的速度方向是否相同。 【答案】（1） （2）垂直纸面向外， （3）不相同 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在磁场区域内运动的轨迹如图所示 根据几何关系可得 解得轨迹半径为 【小问2详解】 根据粒子的运动轨迹可知，粒子在M点所受洛伦兹力沿y轴负方向，根据左手定则可知，磁场方向垂直于纸面向外；粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得 解得 【小问3详解】 设粒子由N点射出磁场时的速度方向与x轴夹角为，根据几何关系可得 粒子在电场中做类平抛运动，设粒子由N点射出电场时的速度方向与x轴夹角为，根据类平抛推论速度的反向延长线过方向位移的中点，根据几何关系可得 可知，即该粒子由N点射出磁场和电场时的速度方向不相同。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $