精品解析：北京市顺义区第一中学2025-2026学年高三上学期12月月考物理试题

顺义一中2025-2026学年第一学期高三年级12月考试 物理试卷 一、单选题（本题共14小题，每小题3分，共42分） 1. 如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（　　） A. Q点即将开始向上振动 B. P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C. 若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D. 当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期 2. 如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 单摆的摆长约为2.0m B. 从t=1.5s到t=2.0s时间内，摆球的动能逐渐增大 C. 从t=0.5s到t=1.0s时间内，摆球所受回复力逐渐增大 D. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为cm 3. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其图像如右图所示。则此电场的电场线分布可能是图左中的（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上的两点，则（　　） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子在A点的加速度小于B点的加速度 C. 带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能 D. 若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动 5. 如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，O为连线的中点，且a、b到O的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过 M、N两点，c、d位于MN的连线上，O'为MN连线的中点，且c、d到O'的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（　　） A. O点电势比a点的高 B. a、b点的电场强度相同 C. 导线 M、N相互吸引 D. c、d点的磁感应强度大小相等，方向相反 6. 如图是有两个量程的电流表，已知表头的内阻为，满偏电流为，电阻，下列说法正确的是（　　） A. 当使用A、B两个端点时，量程为 B. 当使用A、C两个端点时，量程为 C. 当的阻值增加时，A、B间量程变大 D. 当的阻值增加时，A、B间量程变大 7. 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，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. 甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，电流表的示数减小 D. 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 8. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下面说法错误的是（　　） A. 车灯的电流变小 B. 路端电压变小 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 9. 如图所示，两块平行金属板c、d竖直放置，其间有用绝缘细线悬挂的带电小球。闭合开关，滑片P位于ab正中间时，小球偏离竖直方向α角，则（　　） A. 保持滑片P位置不变，仅将c略向右移动，α角将变小 B. 仅断开开关，α角将不变 C. 仅将滑片向b端移动时，α角将变大 D. 仅调节电阻箱R使其阻值增大，α角将变大 10. 如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则 （　　） A. 两个电阻的电功率相等 B. R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C. R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大 D. 两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 11. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，将一根长度为L的细线一端固定于O点，另一端悬挂一质量为m、带电量为+q的小球。现将小球向右拉至与悬点O等高的A点，由静止释放，小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θ的B点。不计空气阻力和细线的形变，重力加速度为 g。下列说法正确的是（ ） A. 小球从A点摆到B点的过程中，机械能先增大后减小 B. 小球从A点摆到B点的过程中，细线对小球拉力的冲量为0 C. 小球从A点摆到B点的过程中，速度最大的位置在O点的正下方 D. A、B两点的电势差 12. 某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为时，电子称量物体质量为，设变阻器总电阻为，总长度为，电源电动势为，电源内阻可忽略不计，限流电阻阻值为，且，不计一切摩擦和其他阻力（　　） A. 电压表示数越小，说明所称物体质量越大 B. 弹簧的劲度系数为 C. 该电子秤可称量物体的最大质量为 D. 该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的 13. 在距离为L的质子源和靶之间有一电压为U的匀强电场，质子（初速度为零）经电场加速，形成电流强度为I的细柱形质子流打到靶上且被靶全部吸收。在质子流中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为和，已知质子质量为m、电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. B. 每秒打到靶上的质子的总动能为eU C. 质子流对靶的作用力大小为 D. 质子源与靶间的质子总数为 14. 某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，一正电荷从点沿直线以某一初速度仅在电场力作用下运动到点。取点为坐标原点，沿直线向右为轴正方向。从到运动过程中，关于该电荷运动速度和加速度随时间的变化、质子的动能和运动轨迹上各点的电势随位移的变化图线中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 二、实验题（本题共3道小题，共18分） 15. （1）某同学利用多用电表测电阻时，把选择开关置于“×10”挡，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为___________Ω。 （2）在完成（1）实验后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：___________。 A．将红表笔和黑表笔接触 B．把选择开关旋转到“×1”位置 C．把选择开关旋转到“×10”位置 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 16. 某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量能求出的是（　　） A. 电容器放出的总电荷量 B. 电阻R两端的最大电压 C. 电容器的电容 D. 电源的内阻 E. 一段时间内电阻产生的热量 17. 已粗略测得金属电阻丝的阻值约为6Ω，为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值，进而测得其电阻率，实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下： A.电源电压约为4.5V B.电压表V1（0~3V，内阻约3kΩ） C.电压表V2（0~15V，内阻约15kΩ） D.电流表A1（0~0.6A，内阻约0.125Ω） E.电流表A2（0~3A，内阻约0.025Ω） F.滑动变阻器R1（0~5Ω，3A） G.滑动变阻器R2（0~1750Ω，1.5A） H.开关S和导线若干 （1）如图，某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为____mm； （2）为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器应选用____、连接电路时，电压表应选____，电流表应选____（均选填选项前的字母）； （3）根据电阻的粗测值以及选取的器材，并且电压有较大的调节范围，能较准确地测出金属丝的阻值，实验电路应选用图____ （4）图是测量Rₓ的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（3）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线______。 （5）关于本次实验中产生的误差，下列说法中正确的是（本实验所用测量仪器均已校准）_____（选填选项前的字母）； A. 用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 用U-I图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差 C. 由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值 （6）实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示，在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱C，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数U保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L，记录对应的电流I。利用测量数据画出图像，已知其中图线上某点的坐标为（a，b），如图乙所示。根据图像信息，用电阻丝的直径d、电压U、a、b及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率________。 三、论述、计算题。本题共4道小题。（共40分。18、19各9分，20、21各11分）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的小题，答案必须明确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说明。 18. 如图所示，把一个质量m1=0.2kg的小球放在高度为h=5.0m的直杆的顶端。一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为s=20m。g取10m/s2，求： （1）子弹穿过小球时，小球的速度； （2）子弹落地处离杆的距离sʹ； （3）子弹击穿小球的过程中，子弹与小球系统损失的机械能。 19. 如图所示，两平行导轨相距，金属棒的质量，其电阻为，滑动变阻器与串联，匀强磁场的磁感应强度B竖直向上，大小为，电源电动势，内阻。当开关S闭合时，金属棒处于静止状态（）。 （1）若平行导轨光滑，求金属棒所受到的安培力的大小和的阻值（结果保留一位有效数字）； （2）若平行导轨不光滑若将滑动变阻器的阻值调至，金属棒仍然保持静止状态，求金属棒受到的摩擦力的大小和方向。 20. 一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出的电子经阳极与阴极之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板、间的区域，若两极板、间无电压，电子将打在荧光屏上的点。已知、间的距离为。若在两极板间施加电压的同时施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，电子仍能打在荧光屏上的点。 （1）求电子进入、间的速度大小？ （2）若撤去C、D两极板间电压，只保留磁场，电子束将射在荧光屏上某点，若已知电子在磁场中做圆周运动的半径，求电子的比荷。 （3）若撤去C、D两极板间的磁场，只在两极板、间施加电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点；已知极板的长度为，极板区的右侧边缘到荧光屏的距离为，点到点的距离为。求电子的比荷。 21. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。 （1）当该导线通有恒定的电流I时： ①请根据电流的定义，推导出导线中自由电子定向移动的速率v； ②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（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数k的表达式。 （2）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。取线圈为参照物，金属离子相对静止，由于惯性影响，可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力，该力的作用相当于非静电力的作用。 已知某次此线圈匀加速转动过程中，该切线方向的力的大小恒为F。根据上述模型回答下列问题： ① 求一个电子沿线圈运动一圈，该切线方向的力F做功的大小； ② 推导该圆线圈中的电流 的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 顺义一中2025-2026学年第一学期高三年级12月考试 物理试卷 一、单选题（本题共14小题，每小题3分，共42分） 1. 如图是以质点P为波源的机械波在绳上刚传到质点Q时的波形。下列说法正确的是（　　） A. Q点即将开始向上振动 B. P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下 C. 若P点停止振动，绳上的波会立即消失 D. 当波传到Q点时，P点恰好振动了1个周期 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据波的传播方向可知，Q点即将开始向下振动，故A错误； B．波源的起振方向与波的最前沿的起振方向相同，所以P点从平衡位置刚开始振动时，运动方向向下，故B正确； C．若P点停止振动，绳上的波还会继续传播下去，并不会立即消失，故C错误； D．因P、Q两点平衡位置间的距离为个波长，所以当波传到Q点时，P点振动了个周期，故D错误。 故选B。 2. 如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 单摆的摆长约为2.0m B. 从t=1.5s到t=2.0s时间内，摆球的动能逐渐增大 C. 从t=0.5s到t=1.0s时间内，摆球所受回复力逐渐增大 D. 单摆的位移x随时间t变化的关系式为cm 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，单摆的周期为T=2s，由单摆的周期公式 结合可得m 故A错误； B．由图乙可知，从t=1.5s到t=2.0s的振动中，摆球向平衡位置运动，速度逐渐增大，动能逐渐增大，故B正确； C．由图乙可知，从t=0.5s到t=1.0s的振动中，向平衡位置运动，摆球的位移减小，根据可知，回复力逐渐减小，故C错误； D．由图乙可知：振幅A=8cm，，角速度rad/s 单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt（cm） 故D错误； 故选B。 3. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在静电力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其图像如右图所示。则此电场的电场线分布可能是图左中的（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图像可知，带负电的微粒从A点沿电场线运动到B点做加速度增大的减速运动，则从A点到B点电场强度逐渐增大，电场线逐渐变密集；微粒做减速运动，则电场力方向由B点指向A点，由于微粒带负电，则电场方向由A点指向B点。 故选A。 4. 如图所示为一电场等势面的分布情况。虚线为一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B为轨迹上的两点，则（　　） A. 带电粒子带负电 B. 带电粒子在A点的加速度小于B点的加速度 C. 带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能 D. 若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿等势面d运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由电场方向与等势面垂直，且由高电势指向低电势，带电粒子运动轨迹向低电势方向弯曲，即粒子受到向低电势方向的电场力，电场力方向与电场方向相同，可知带电粒子带正电，故A错误； B．等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大，则有 带电粒子在A点受的电场力大于在B点受的电场力，因此带电粒子在A点的加速度大于B点的加速度，故B错误； C．带电粒子带正电，在高电势位置的电势能大，在低电势位置电势能小，因此带电粒子在A点的电势能小于B点的电势能，故C正确； D．若带电粒子由A点静止释放，仅在电场力作用下将沿低电势方向运动，不会在等势面d运动，故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，a、b位于两个等量异种电荷的连线上，O为连线的中点，且a、b到O的距离相等；如图乙所示，两根相互平行的长直导线垂直纸面通过 M、N两点，c、d位于MN的连线上，O'为MN连线的中点，且c、d到O'的距离相等，两导线中通有等大反向的恒定电流，下列说法正确的是（　　） A. O点电势比a点的高 B. a、b点的电场强度相同 C. 导线 M、N相互吸引 D. c、d点的磁感应强度大小相等，方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．沿电场线电势降低，根据等量异种点电荷电场的分布规律可知，O点电势比a点的低，故A错误； B．根据等量异种点电荷电场的分布规律，结合对称性可知，a、b点的电场强度大小和方向均相同，故B正确； C．根据安培定则可知，电流M在N位置的磁感应强度方向向下，根据左手定则可知，N所受安培力方向向右，根据牛顿第三定律可知，N对M的安培力方向向左，即导线 M、N相互排斥，故C错误； D．根据对称性可知，M在c、d产生的磁感应强度大小分别与N在d、c产生的磁感应强度大小相等，根据安培定则可知，M在c、d产生的磁感应强度方向均垂直于MN连线向下，N在c、d产生的磁感应强度方向均垂直于MN连线向下，根据磁场叠加可知，c、d点的磁感应强度大小相等，方向相同，故D错误。 故选B。 6. 如图是有两个量程的电流表，已知表头的内阻为，满偏电流为，电阻，下列说法正确的是（　　） A. 当使用A、B两个端点时，量程为 B. 当使用A、C两个端点时，量程为 C. 当的阻值增加时，A、B间量程变大 D. 当的阻值增加时，A、B间量程变大 【答案】D 【解析】 【详解】ACD．当使用A、B两个端点时 解得 当增加时，A、B间量程变小；当增加时，A、B间量程变大，故AC错误，D正确； B．当使用A、C两个端点时 解得 故B错误。 故选D。 7. 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，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. 甲电路中的滑动变阻器滑片向右滑动，电流表的示数减小 D. 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 【答案】D 【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．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C错误； D．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，则可知，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D正确。 故选D。 8. 某汽车的电源与启动电机、车灯连接的简化电路如图所示。当汽车启动时，开关S闭合，电机工作，车灯突然变暗，下面说法错误的是（　　） A. 车灯的电流变小 B. 路端电压变小 C. 电路的总电流变小 D. 电源的总功率变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关闭合时，车灯变暗，故流过车灯的电流变小，故A正确； B．电路的路端电压为 变小，路端电压变小，故B正确； C．总电流即干路电流为 减小，干路电流增大，故C错误； D．电源总功率为 增大，总功率变大，故D正确。 故选C。 9. 如图所示，两块平行金属板c、d竖直放置，其间有用绝缘细线悬挂的带电小球。闭合开关，滑片P位于ab正中间时，小球偏离竖直方向α角，则（　　） A. 保持滑片P位置不变，仅将c略向右移动，α角将变小 B. 仅断开开关，α角将不变 C. 仅将滑片向b端移动时，α角将变大 D. 仅调节电阻箱R使其阻值增大，α角将变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．电容器与电源相连，电压不变；仅将c略向右移动，则两板间距d减小，根据 可知，场强变大，小球受电场力变大，α角变大，故A错误； B．当断开开关时，电容器放电，电压减小，α角变小；故B错误； C．滑片向b移动时，电容器并联部分阻值增大，电压增大，板内场强增大，α角变大，故C正确； D．仅调节电阻箱R使阻值变大，由于电阻箱充当导线，不会影响两板间的电势差，故电场强度不变，α角不变，故D错误； 故选C。 10. 如图所示的U-I图像中，直线A为电源的路端电压与电流的关系，直线B、C分别是电阻R1、R2的电压与电流的关系。若将这两个电阻分别直接与该电源连接成闭合电路，则 （　　） A. 两个电阻的电功率相等 B. R1接在电源上时，电源的输出功率较大 C. R2接在电源上时，电源内阻的热功率较大 D. 两种情况下，电源中非静电力做功的功率相等 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB．由两图线的交点读出，R1接在电源上时 U1=0.5U0 I1=0.5I0 电源的输出输出功率 P1=U1I1=0.25 U0I0 R2接在电源上时电压 U2=0.75U0 通过R2的电流 I2=0.25I0 则电源的输出功率 所以R1接在电源上时，电源的输出功率较大，故B正确，A错误； C．由图可知，电源接R1时电路中的电流大，所以电源内阻的热功率较大，故C错误； D．电源非静电力做功的功率为 所以电流大的，非静电力的功率大，故D错误。 故选B。 11. 如图所示，在水平向右的匀强电场中，将一根长度为L的细线一端固定于O点，另一端悬挂一质量为m、带电量为+q的小球。现将小球向右拉至与悬点O等高的A点，由静止释放，小球向左最远能摆到与竖直方向夹角为θ的B点。不计空气阻力和细线的形变，重力加速度为 g。下列说法正确的是（ ） A. 小球从A点摆到B点的过程中，机械能先增大后减小 B. 小球从A点摆到B点的过程中，细线对小球拉力的冲量为0 C. 小球从A点摆到B点的过程中，速度最大的位置在O点的正下方 D. A、B两点的电势差 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从A点摆到B点的过程中，电场力一直对小球做负功，则小球的机械能一直减小，选项A错误； B．小球从A点摆到B点的过程中，细线对小球拉力不为零，则拉力的冲量不为0，选项B错误； C．小球从A点摆到B点的过程中，速度最大的位置在受力平衡的位置，该位置在O点的右下方，选项C错误； D．小球从A点摆到B点的过程根据动能定理 解得A、B两点的电势差 选项D正确。 故选D。 12. 某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0；当电压示数为时，电子称量物体质量为，设变阻器总电阻为，总长度为，电源电动势为，电源内阻可忽略不计，限流电阻阻值为，且，不计一切摩擦和其他阻力（　　） A. 电压表示数越小，说明所称物体质量越大 B. 弹簧的劲度系数为 C. 该电子秤可称量物体的最大质量为 D. 该电子秤电压表各刻度对应的质量是均匀的 【答案】C 【解析】 【详解】A．托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0，则电压表示数越小，说明所称物体质量越小，故A错误； B．当电压示数为时，则 解得 变阻器总电阻，滑动变阻器R总长为L，则弹簧被压缩，则 解得，故B错误； C．测量质量最大时有 解得，故C正确； D．设滑动变阻器接入电路电阻为，因电压表读数 而（x为滑动片以上部分的长度）且 即 可知m与U并非线性关系，则该电子秤电压表各刻度对应的质量不是均匀的，故D错误。 故选C。 13. 在距离为L的质子源和靶之间有一电压为U的匀强电场，质子（初速度为零）经电场加速，形成电流强度为I的细柱形质子流打到靶上且被靶全部吸收。在质子流中与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为和，已知质子质量为m、电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. B. 每秒打到靶上的质子的总动能为eU C. 质子流对靶的作用力大小为 D. 质子源与靶间的质子总数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在质子流中与质子相距为处的速度为 在质子流中与质子相距为处的速度为 在两个位置各取一段极短相等长度的质子流 电流是指单位时间内通过某一横截面积的电荷量。设单位时间打到靶上的质子数为，则 所以 因此 即，A错误； B．对单个质子经过电场加速获得的动能 解得 单位时间内打到靶上的质子的总动能为，B错误； C．质子打在靶上被吸收，根据动量定理，单位时间质子打在靶上对靶的作用力，C正确； D．质子在电场中的加速度 质子从质子源运动到靶所用时间 所以质子源到靶间的质子总数，D错误。 故选C。 14. 某仪器两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线是直线，其它电场线对称分布，一正电荷从点沿直线以某一初速度仅在电场力作用下运动到点。取点为坐标原点，沿直线向右为轴正方向。从到运动过程中，关于该电荷运动速度和加速度随时间的变化、质子的动能和运动轨迹上各点的电势随位移的变化图线中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．电场线的疏密表示电场的强弱，从O到A场强先增大后减小，由于图像的斜率表示电场强度的大小，则从O到A的电势随位移的变化图线的斜率先增大后减小，故A错误； B．从O到A场强先增大后减小，则加速度先增大后减小，故B错误； C．速度时间图线的斜率表示加速度，则速度时间图像斜率先增大后减小，故C错误； D．根据能量守恒定律，取很小的位移，有 从O到A场强先增大后减小，可知，图像的斜率先增大后减小，故D正确。 故选D。 二、实验题（本题共3道小题，共18分） 15. （1）某同学利用多用电表测电阻时，把选择开关置于“×10”挡，指针位于如图所示位置，被测电阻的测量值为___________Ω。 （2）在完成（1）实验后，需要继续测量一个阻值约20Ω的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端进行测量之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：___________。 A．将红表笔和黑表笔接触 B．把选择开关旋转到“×1”位置 C．把选择开关旋转到“×10”位置 D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 【答案】 ①. 130 ②. BAD 【解析】 【详解】（1）[1]由图可得被测电阻的测量值为 （2）[2]因为要让指针指在中间附近，所以测量一个阻值约20Ω的电阻时应该选择“×1”倍率，然后还需重新欧姆调零，即先将红表笔和黑表笔接触，然后调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点，所以顺序为BAD。 16. 某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量能求出的是（　　） A. 电容器放出的总电荷量 B. 电阻R两端的最大电压 C. 电容器的电容 D. 电源的内阻 E. 一段时间内电阻产生的热量 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故A正确； B．电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故B正确； C．根据可知电容器的电容为，故C正确； D．电源的内电阻在右侧的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即 但内电阻没法求出，故D错误； E．根据焦耳定律，由于电流不断改变，根据题中条件与图像无法计算热量，故E错误； 故选ABC。 17. 已粗略测得金属电阻丝的阻值约为6Ω，为了更精确地测量这根金属电阻丝的阻值，进而测得其电阻率，实验小组采用伏安法继续进行测量。现有实验器材如下： A.电源电压约为4.5V B.电压表V1（0~3V，内阻约3kΩ） C.电压表V2（0~15V，内阻约15kΩ） D.电流表A1（0~0.6A，内阻约0.125Ω） E.电流表A2（0~3A，内阻约0.025Ω） F.滑动变阻器R1（0~5Ω，3A） G.滑动变阻器R2（0~1750Ω，1.5A） H.开关S和导线若干 （1）如图，某同学使用螺旋测微器测得金属电阻丝的直径为____mm； （2）为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器应选用____、连接电路时，电压表应选____，电流表应选____（均选填选项前的字母）； （3）根据电阻的粗测值以及选取的器材，并且电压有较大的调节范围，能较准确地测出金属丝的阻值，实验电路应选用图____ （4）图是测量Rₓ的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。请根据在（3）问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线______。 （5）关于本次实验中产生的误差，下列说法中正确的是（本实验所用测量仪器均已校准）_____（选填选项前的字母）； A. 用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差 B. 用U-I图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差 C. 由于电流表或电压表内阻的影响会使本次实验电阻率测量值小于真实值 （6）实验小组对测量电路进行了创新。如图甲所示，在金属电阻丝上夹有一个可沿电阻丝滑动的金属触头P，触头上固定了接线柱C，按下P时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验中改变触头P与电阻丝接触的位置，并移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数U保持不变，分别测量出多组接入电路中电阻丝的长度L，记录对应的电流I。利用测量数据画出图像，已知其中图线上某点的坐标为（a，b），如图乙所示。根据图像信息，用电阻丝的直径d、电压U、a、b及必要常数可计算得出电阻丝的电阻率________。 【答案】（1）0.550 （2） ①. F ②. B ③. D （3）乙 （4） （5）BC （6） 【解析】 【小问1详解】 螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为0.5mm+mm=0.550mm。 【小问2详解】 [1]尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器使用分压接法，滑动变阻器使用总阻值较小的，所以选F； [2]电源电动势为4.5V，电压表选B； [3]由于电压表选0~3V量程，电阻丝两端电压不超过3V，电路中最大电流约为 小于0.6A，为减小读数误差，电流表选D。 【小问3详解】 电压有较大的调节范围，滑动变阻器用分压接法，被测电阻为小电阻，用电流表外接法，所以选乙图电路。 【小问4详解】 根据电路图连接实物图如图 【小问5详解】 A．用螺旋测微器测量金属电阻丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，故A错误； B．图像处理实验数据求金属电阻丝电阻可减小偶然误差，故B正确； C．实验采用电流表外接电路测电阻，测量值比真实值偏小，由可知，电阻率的测量值也偏小，故C正确。 故选BC。 【小问6详解】 根据， 可得 由图像斜率可得 结合 联立可得 三、论述、计算题。本题共4道小题。（共40分。18、19各9分，20、21各11分）要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的小题，答案必须明确写出数值和单位。解题中要用到、但题目未给出的物理量和数据，要在解题时做必要的说明。 18. 如图所示，把一个质量m1=0.2kg的小球放在高度为h=5.0m的直杆的顶端。一颗质量m′=0.01kg的子弹以v0=500m/s的速度沿水平方向击中小球，并穿过球心，小球落地处离杆的距离为s=20m。g取10m/s2，求： （1）子弹穿过小球时，小球的速度； （2）子弹落地处离杆的距离sʹ； （3）子弹击穿小球的过程中，子弹与小球系统损失的机械能。 【答案】（1）20m/s；（2）100m；（3）1160J 【解析】 【分析】 【详解】（1）子弹穿过小球后，小球平抛运动 t=1s s=v1t 解得 v1=20m/s （2）子弹穿过小球过程系统动量守恒 m′v0=m1v1+m′v2 v2=100m/s s’=v2t 解得 s’=100m （3）系统损失机械能： E损==1160J 19. 如图所示，两平行导轨相距，金属棒的质量，其电阻为，滑动变阻器与串联，匀强磁场的磁感应强度B竖直向上，大小为，电源电动势，内阻。当开关S闭合时，金属棒处于静止状态（）。 （1）若平行导轨光滑，求金属棒所受到的安培力的大小和的阻值（结果保留一位有效数字）； （2）若平行导轨不光滑若将滑动变阻器的阻值调至，金属棒仍然保持静止状态，求金属棒受到的摩擦力的大小和方向。 【答案】（1）0.1N，4；（2）0.034N，沿斜面向上 【解析】 【分析】 【详解】（1）金属棒受重力mg、支持力N、安培力F的作用，受力分析如图所示 根据平衡条件得安培力 安培力F=BIL，由欧姆定律可知 解得 （2）若将滑动变阻器的阻值调至大于，则由安培力F1=BI1L可知，安培力减小，金属棒有沿斜面向下移动的趋势，摩擦力沿斜面向上，电流 根据平衡条件可知沿着斜面方向 解得 20. 一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极发出的电子经阳极与阴极之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板、间的区域，若两极板、间无电压，电子将打在荧光屏上的点。已知、间的距离为。若在两极板间施加电压的同时施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为的匀强磁场，电子仍能打在荧光屏上的点。 （1）求电子进入、间的速度大小？ （2）若撤去C、D两极板间电压，只保留磁场，电子束将射在荧光屏上某点，若已知电子在磁场中做圆周运动的半径，求电子的比荷。 （3）若撤去C、D两极板间的磁场，只在两极板、间施加电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点；已知极板的长度为，极板区的右侧边缘到荧光屏的距离为，点到点的距离为。求电子的比荷。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子所受电场力与洛伦兹力平衡，则有 解得 【小问2详解】 撤去电场，电子只受到洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，则有 解得 【小问3详解】 若撤去磁场，则电子只受到电场力作用，在极板间做平抛运动，离开极板后做匀速直线运动，则有水平方向 竖直方向 结合牛顿第二定律 解得 设电子离开极板时的速度偏向角为，根据平抛运动的特点则有 解得 21. 对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻的理解其物理本质。一段长为l、电阻率为ρ、横截面积为S的细金属直导线，单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e、质量为m。 （1）当该导线通有恒定的电流I时： ①请根据电流的定义，推导出导线中自由电子定向移动的速率v； ②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（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞，该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用，该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。若电子受到的平均阻力大小与电子定向移动的速率成正比，比例系数为k。请根据以上的描述构建物理模型，推导出比例系数k的表达式。 （2）将上述导线弯成一个闭合圆线圈，若该不带电的圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴匀速率转动，线圈中不会有电流通过，若线圈转动的线速度大小发生变化，线圈中会有电流通过，这个现象首先由斯泰瓦和托尔曼在1917年发现，被称为斯泰瓦—托尔曼效应。这一现象可解释为：当线圈转动的线速度大小均匀变化时，由于惯性，自由电子与线圈中的金属离子间产生定向的相对运动。取线圈为参照物，金属离子相对静止，由于惯性影响，可认为线圈中的自由电子受到一个大小不变、方向始终沿线圈切线方向的力，该力的作用相当于非静电力的作用。 已知某次此线圈匀加速转动过程中，该切线方向的力的大小恒为F。根据上述模型回答下列问题： ① 求一个电子沿线圈运动一圈，该切线方向的力F做功的大小； ② 推导该圆线圈中的电流 的表达式。 【答案】（1）①；② ne2ρ；（2）① Fl；② 。 【解析】 【详解】（1）①一小段时间内，流过导线横截面的电子个数为： 对应的电荷量为： 根据电流的定义有： 解得： ②从能量角度考虑，假设金属中的自由电子定向移动的速率不变，则电场力对电子做的正功与阻力对电子做的负功大小相等，即： 又因为： 联立以上两式得： （2）①电子运动一圈，非静电力做功为： ②对于圆线圈这个闭合回路，电动势为： 根据闭合电路欧姆定律，圆线圈这个闭合回路的电流为： 联立以上两式，并根据电阻定律： 解得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $