精品解析：浙江省台金七校2025-2026学年高二上学期11月期中物理试题

2025学年第一学期台金七校联盟期中联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3、所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4、考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 在高中物理中，矢量与标量前的正负号具有不同物理意义且涉及大小比较时需要结合其意义判断，下列说法正确的是（ ） A. “3J”的机械能大于“”的机械能 B. “3T”的磁感应强度大于“－5T”的磁感应强度 C. “3V”的电势小于“”的电势 D. “3Wb”的磁通量大于“”的磁通量 2. 关于物理学史，下列说法正确的是（ ） A. 牛顿利用扭秤实验装置测出了引力常量G B. 安培发现了电流磁效应现象 C. 第谷通过观测、分析计算发现了行星运动规律 D. 密立根通过油滴实验精确测定了元电荷电荷量 3. 下列说法正确的是（ ） A. 电流都是从电源的正极流向电源的负极 B. 电流元在磁场中的受力方向就是该磁场的方向 C. 判断安培力方向的定则叫安培定则 D. 电动势大的电源做功不一定多 4. 某静电除尘器的除尘原理如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，、是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（ ） A. 烟尘颗粒带正电 B. 点电势低于点电势 C. 烟尘颗粒在点的电势能小于在点的电势能 D. 烟尘颗粒在点的加速度小于在点的加速度 5. 如图，矩形abcd为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线圈以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动。下图是线圈的四个可能到达的位置，则线圈的速度不可能为零的位置是（　　） A. B. C. D. 6. 一个电子以某速度从点出发，通过两个方向垂直纸面的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ到达点，路径如图所示，电子在每个区域内的轨迹都是半圆。下列说法正确的是（ ） A. 电子在Ⅰ中运动的合力冲量与在Ⅱ中运动的合力冲量相同 B. 两个磁场的方向相同 C. 质子以与电子大小相同的动量从点反向出发可到达点 D. 电子以相同的速度大小从点反向出发可返回点 7. 王同学想测量化学实验室排出废水的电阻率。他用图甲所示的盛水容器，其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长为，宽为，高为。他将含有正负离子的水样注满容器测得水样的图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 随着电压增加，该水样的电阻先增大后不变 B. 电压为时，水样的电阻率为 C. 将容器均匀拉长到（废水体积不变，仍充满容器），则废水电阻变为两倍 D. 若加一个垂直前后表面且方向向外的磁场，右端接线柱接电源正极时，该容器上表面的电势高于下表面的电势 8. 电动牙刷内部装有充电电池，该电池的电动势为2.4V，内阻为，容量为，10小时即可充满。充满电后用户平均每天使用4分钟，可以连续使用60天。关于此电池说法正确的是（ ） A. 该电池在单位时间内非静电力做功为2.4J B. 电池向外最多能提供的电能为6912J C. 充电时，流过电池的平均电流是80mA D. 使用时电池的平均输出功率为0.48W 9. 长为、横截面积为的直绝缘棒均匀带电，单位长度带电量为，竖直放置从台州某地高空由静止释放，做自由落体运动（重力加速度为），所在空间的地磁场磁感应强度水平分量大小为，竖直分量大小为，地磁场对棒的作用力很小，对棒的竖直落体运动没有影响，释放后经过时间，棒还未落地。则此时刻（ ） A. 棒形成的等效电流大小为，方向向下 B. 棒形成的等效电流大小为，方向向上 C. 棒受地磁场力大小为，方向向东 D. 棒受地磁场力大小为，方向向西 10. 如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有半径为的匝圆形线圈，在时刻线圈由静止释放，经时间速度变为，此时还未到达匀速状态，假设此段时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为，线圈导线的总质量为、总电阻为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 从上往下看线圈里的电流方向逆时针 B. 时间内通过线圈的电荷量 C. 在时刻线圈的加速度大小 D. 时间内线圈下落高度 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列四幅图所涉及的物理现象或原理，说法正确的是（ ） A. 图甲把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中的纯净水接触，通电后弹簧上下振动 B. 图乙是速度选择器示意图，若质子以速度从向沿直线匀速通过，则电子也能以速度从向沿直线匀速通过 C. 图丙是一回旋加速器示意图，一群电荷量为的质子经加速引出后形成的等效电流为，每一个质子动能为，则回旋加速器的输出功率为 D. 图丁中两根弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，由图可以判断出 12. 如图所示，质量，长度的木板静止于光滑水平面上，某时刻一质量的物块以初速度滑上木板左端，物块可视为质点，与木板之间的动摩擦因数，下列说法正确的是（ ） A. 2s内物块的位移大小为9m B. 物块不会从木板的右侧滑下 C. 2s内木板对物块做功为20J D. 2s内物块和木板组成的系统产生的热量为16J 13. 电子光学中，一种静电透镜的简化模型如图所示。以为球心的球形边界外部各处的电势均为，内部各处的电势均为。一束离轴很近且关于轴对称的电子束以速度沿平行于轴的方向运动，在越过球形边界“壳层”的过程中，电子运动速度将发生变化。已知电子质量为、电荷量为，不计电子之间的相互作用力，下列说法正确的是（ ） A. 球形边界处应存在方向指向圆心的电场 B. 电子束按图甲“会聚”，在球内的速度 C. 电子束按图乙“发散”，在球内的速度 D. 进入“壳层”过程电子的动量增加了 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 如图a为“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”的实验装置。 （1）下列说法正确的是______（多选） A. 小球A的质量与小球B的质量应满足的关系是 B. 该实验过程中需要用到秒表 C. 两个球的半径应满足 D. 铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平 （2）王同学用游标卡尺测量一小球的直径如图b所示，则该小球的直径______mm。 （3）若两球碰撞前后的动量守恒，则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用、、、、表示）。 15. （1）王同学想测量一个干电池的电动势和内阻，电压表内阻约，电流表内阻为，为了减少实验误差，应该选择______（选填“图甲”或“图乙”）的实验电路。 （2）王同学由实验数据作出的图像如图丙所示，由图丙可得电源电动势为______V，内电阻为______。（结果均保留两位小数） （3）若电流表内阻未知，王同学先用图甲所示电路进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器测得多组电压表和电流表的示数、，将测得的多组、作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像的斜率绝对值为。再用图乙所示电路重复实验，测得多组电压表和电流表的示数、。同样作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像的斜率绝对值为。要尽可能减小实验误差，根据两次实验的数值得到电源的内阻______（结果用中的物理量表示）。 （4）王同学也按图丁所示电路完成探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向因素的实验，在完成实验后在未断开开关，也未把、两螺线管和铁芯分开放置，直接拆除某螺线管处导线突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“”或“”）螺线管所在电路时发生的。 16. 下列说法正确的是（ ） A. 可以使用万用表的欧姆挡直接接在干电池的正负极，测量出干电池的内阻 B. 在探究影响感应电流方向的因素实验中，需要知道线圈的绕法 C. 万用表在测电阻大小时，红表笔与表内电源的正极相连 D. 万用表在测电阻大小时，把红黑表笔位置互换，对测量的实验结果有影响 17. 2024年6月2日，“嫦娥六号”探测器在月球背面艾特肯盆地着陆。如图所示，假设探测器在反推发动机作用下距月面处悬停，选定着陆点后，开始以加速度竖直下降，当四条“缓冲腿”接触月面时，反推发动机立即停止工作，探测器经速度减为0，探测器质量，月球表面重力加速度。求： （1）探测器竖直下降过程中反推发动机推力的大小； （2）探测器竖直下降过程中反推发动机推力的冲量大小； （3）接触月球的过程中探测器对月面的平均作用力大小。 18. 如图所示，圆环A固定在水平杆上某一点，小球B的质量为，通过长度为的轻绳与A连接，木块与并排静置在光滑地面上，木块上固定一竖直轻杆，轻杆上端小横杆上系一长为的轻细线，细线下端系一质量为的小球C。初始时轻绳处于水平状态，某时刻小球B静止释放，到达最低点时轻绳恰好断裂，小球B从最低点飞出后与小球C碰撞并连结为一整体S，整体质量为（可视为质点），随后绕悬点摆动（不与竖直杆碰撞）。已知木块与的质量分别为与，重力加速度。求： （1）轻绳断裂时B的速度大小； （2）碰后瞬间整体S的速度大小； （3）木块与分离瞬间，木块的速度大小； （4）木块与分离瞬间，整体S受到轻绳的拉力大小。 19. 如图所示，相距为的平行导轨（不计电阻）、处于水平面上，、由光滑绝缘材料组成，、把导轨分成左右相互绝缘的两部分，导体棒ab到达、处时速度已经达到最大，导体棒置于绝缘材料、上面（、的长度大于导体棒的宽度）且离电容器足够远。磁感应强度大小为的匀强磁场与导轨平面垂直，方向如图所示，两导轨通过单刀双掷开关连接有阻值为的电阻和电动势为，内阻为的电源。已知导体棒质量为，阻值为；导体棒质量为，阻值不计。忽略一切阻力。求： （1）掷向1，求导体棒获得最大速度的大小； （2）若导体棒的速度达到最大后，突然掷向2，求此时导体棒的两端电势差； （3）掷向1时，在导体棒速度达到最大过程中，求导体棒产生的热量； （4）若速度达到最大后，在、处与发生弹性碰撞，碰后导体棒受到平行导轨向左的恒力，且开始时电容器上极板带正电，带电量为，电容器的电容，求导体棒向右运动的最大位移。 20. 如图所示的平面直角坐标系中，以为圆心，半径为的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，轴的下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，在第一象限中，存在竖直向下的电场，在y轴上范围内有一线状粒子源，可向第一象限持续发射与轴正方向成的质量为，电量为，速度为的带正电的粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求： （1）粒子进入圆形磁场时的速度大小和方向； （2）粒子进入轴下方磁场时速度与轴正方向的夹角范围； （3）粒子穿过轴以后，再次回到轴上的坐标范围； （4）若将轴下方的磁场方向改为竖直向下，大小仍为，如图乙所示。在轴下方放置一块荧光屏，荧光屏面积足够大，可沿竖直方向在足够大的范围内移动。经过足够长时间，画出粒子在荧光屏上可打到的区域（用阴影表示）并求出区域面积。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025学年第一学期台金七校联盟期中联考 高二年级物理学科试题 考生须知： 1、本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3、所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4、考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题Ⅰ（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 在高中物理中，矢量与标量前的正负号具有不同物理意义且涉及大小比较时需要结合其意义判断，下列说法正确的是（ ） A. “3J”的机械能大于“”的机械能 B. “3T”的磁感应强度大于“－5T”的磁感应强度 C. “3V”的电势小于“”的电势 D. “3Wb”的磁通量大于“”的磁通量 【答案】A 【解析】 【详解】A．机械能是标量，正负号表示相对于零参考值的大小，代数关系满足，因此3J的机械能大于-5J的机械能，故A正确； B．磁感应强度是矢量，正负号仅表示方向，大小由绝对值决定，，因此3T的磁感应强度的大小小于-5T的磁感应强度，故B错误； C．电势是标量，正负号表示电势的高低，代数关系满足，因此3V的电势高于-5V的电势，故C错误； D．磁通量是标量，正负号仅表示磁感线穿过平面的方向，大小由绝对值决定，，因此3Wb的磁通量的大小小于-5Wb的磁通量，故D错误。 故选A。 2. 关于物理学史，下列说法正确的是（ ） A. 牛顿利用扭秤实验装置测出了引力常量G B. 安培发现了电流磁效应现象 C. 第谷通过观测、分析计算发现了行星运动规律 D. 密立根通过油滴实验精确测定了元电荷电荷量 【答案】D 【解析】 【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验装置测出了引力常量，故A错误； B．奥斯特发现了电流磁效应现象，安培的主要贡献为安培定则、分子电流假说等，故B错误； C．第谷通过长期观测积累了大量精确的行星运动数据，开普勒分析第谷的观测数据后发现了行星运动规律，故C错误； D．密立根通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量，故D正确。 故选D。 3. 下列说法正确的是（ ） A. 电流都是从电源的正极流向电源的负极 B. 电流元在磁场中的受力方向就是该磁场的方向 C. 判断安培力方向的定则叫安培定则 D. 电动势大的电源做功不一定多 【答案】D 【解析】 【详解】A．电源外部电路的电流从正极流向负极，电源内部电流从负极流向正极，并非所有路径的电流都从正极流向负极，故A错误； B．根据左手定则，电流元受到的安培力方向垂直于电流方向和磁场方向共同决定的平面，与磁场方向不重合，故B错误； C．安培定则（右手螺旋定则）用于判断电流产生的磁场方向，安培力方向需要用左手定则判断，故C错误； D．电源做功的公式为，做功大小由电动势和移动的总电荷量共同决定，仅电动势大时，若很小，总做功也可能很小，因此电动势大的电源做功不一定多，故D正确。 故选D。 4. 某静电除尘器的除尘原理如图所示，一带正电的金属板和一个带负电的放电极形成电场，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为一带电烟尘颗粒的运动轨迹，、是轨迹上的两点。若不计烟尘颗粒的重力，下列说法正确的是（ ） A. 烟尘颗粒带正电 B. 点电势低于点电势 C. 烟尘颗粒在点的电势能小于在点的电势能 D. 烟尘颗粒在点的加速度小于在点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图可知，电场线从带正电的金属板指向带负电的放电极，烟尘颗粒的运动轨迹弯向电场线的反方向，说明受到的电场力方向与电场线方向相反，故烟尘颗粒带负电，故A错误； B．沿电场线方向电势降低，点靠近正极板，点靠近负极板，所以点电势低于点电势，故B正确； C．烟尘颗粒带负电，根据电势能公式，由于且，所以，即烟尘颗粒在点的电势能大于在点的电势能，故C错误； D．电场线的疏密表示电场强度的大小，点处电场线较密，电场强度较大，根据牛顿第二定律 可知，烟尘颗粒在点的加速度大于在点的加速度，故D错误。 故选B。 5. 如图，矩形abcd为匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，圆形闭合金属线圈以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动。下图是线圈的四个可能到达的位置，则线圈的速度不可能为零的位置是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．线圈进或出磁场时，磁通量变化，线圈中会产生感应电流，线圈受到安培阻力作用而减速运动，速度可能为零，故ACD错误． B．线圈完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流产生，不再受安培力，线圈的速度不变，所以B图中线圈速度不可能为零，故B正确。 故选B。 6. 一个电子以某速度从点出发，通过两个方向垂直纸面的有界匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ到达点，路径如图所示，电子在每个区域内的轨迹都是半圆。下列说法正确的是（ ） A. 电子在Ⅰ中运动的合力冲量与在Ⅱ中运动的合力冲量相同 B. 两个磁场的方向相同 C. 质子以与电子大小相同的动量从点反向出发可到达点 D. 电子以相同的速度大小从点反向出发可返回点 【答案】C 【解析】 【详解】A．设电子速度为v，规定向左为正方向，根据动量定理可知，电子在Ⅰ中运动有 电子在Ⅱ中运动有 二者方向不同，故A错误； B．根据左手定则可知Ⅰ中磁场方向垂直纸面向里，Ⅱ中磁场方向垂直纸面向外，故B错误； C．根据洛伦兹力提供向心力有 解得 可见质子以与电子大小相同的动量从点反向出发可到达点，故C正确； D．电子以相同的速度大小从点反向出发，在Ⅱ中会向下偏转，故D错误； 故选C。 7. 王同学想测量化学实验室排出废水的电阻率。他用图甲所示的盛水容器，其左右两侧面为带有接线柱的金属薄板（电阻极小），其余四面由绝缘材料制成，容器内部长为，宽为，高为。他将含有正负离子的水样注满容器测得水样的图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 随着电压增加，该水样的电阻先增大后不变 B. 电压为时，水样的电阻率为 C. 将容器均匀拉长到（废水体积不变，仍充满容器），则废水电阻变为两倍 D. 若加一个垂直前后表面且方向向外的磁场，右端接线柱接电源正极时，该容器上表面的电势高于下表面的电势 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图线可知，图线上点与原点连线的斜率表示电阻，随着电压增加，斜率逐渐增大，即电阻一直增大，故A错误； B．电压为时，电流为，水样的电阻 根据电阻定律 解得，故B正确； C．将容器均匀拉长到，体积不变，则横截面积变为原来的，根据 可知，废水电阻变为原来的4倍，故C错误； D．右端接线柱接电源正极时，电流方向向左，正离子向左运动，负离子向右运动，根据左手定则可知，正负离子受到的洛伦兹力均向上，正负离子均向上表面偏转，上下表面不形成电势差，故D错误。 故选B。 8. 电动牙刷内部装有充电电池，该电池的电动势为2.4V，内阻为，容量为，10小时即可充满。充满电后用户平均每天使用4分钟，可以连续使用60天。关于此电池说法正确的是（ ） A. 该电池在单位时间内非静电力做功为2.4J B. 电池向外最多能提供的电能为6912J C. 充电时，流过电池的平均电流是80mA D. 使用时电池的平均输出功率为0.48W 【答案】C 【解析】 【详解】A．电动势的物理意义是单位电荷量通过电源时，非静电力做功的大小，不是单位时间做功，单位时间内非静电力做功即非静电力的功率，公式为，电池工作电流未知，无法确定单位时间做功大小，故A错误； B．电池储存的总能量为 但该能量包含内阻消耗的焦耳热，向外提供的输出电能一定小于6912J，故B错误； C．充电时平均电流，故C正确； D．总使用时间 放电电流 0.48W是电池的总功率，输出功率需减去内阻热功率，故D错误。 故选C。 9. 长为、横截面积为的直绝缘棒均匀带电，单位长度带电量为，竖直放置从台州某地高空由静止释放，做自由落体运动（重力加速度为），所在空间的地磁场磁感应强度水平分量大小为，竖直分量大小为，地磁场对棒的作用力很小，对棒的竖直落体运动没有影响，释放后经过时间，棒还未落地。则此时刻（ ） A. 棒形成的等效电流大小为，方向向下 B. 棒形成的等效电流大小为，方向向上 C. 棒受地磁场力大小为，方向向东 D. 棒受地磁场力大小为，方向向西 【答案】D 【解析】 【详解】AB．时刻棒的速度 等效电流为单位时间通过某截面的电荷量，大小 棒带负电，运动方向向下，等效电流方向与负电荷运动方向相反，即方向向上，故AB错误； CD．等效电流方向竖直向上，与竖直分量平行，不受的安培力；仅与水平分量垂直，安培力大小 根据左手定则，方向向北、电流方向向上，安培力方向向西，故C错误，D正确； 故选D。 10. 如图装置可形成稳定的辐向磁场，磁场内有半径为的匝圆形线圈，在时刻线圈由静止释放，经时间速度变为，此时还未到达匀速状态，假设此段时间内线圈所在处磁感应强度大小恒为，线圈导线的总质量为、总电阻为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 从上往下看线圈里的电流方向逆时针 B. 时间内通过线圈的电荷量 C. 在时刻线圈的加速度大小 D. 时间内线圈下落高度 【答案】B 【解析】 【详解】A．线圈向下运动切割磁感线，磁场方向沿半径向外，根据右手定则可知，从上往下看线圈里的电流方向为顺时针，故A错误； B．对线圈下落过程应用动量定理，有 其中安培力的冲量 联立解得，故B正确； C．时刻线圈产生的感应电动势 感应电流 线圈受到的安培力 根据牛顿第二定律有 解得，故C错误； D．时间内通过线圈的电荷量 结合B选项结论可得 解得，故D错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列四幅图所涉及的物理现象或原理，说法正确的是（ ） A. 图甲把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它下端刚好跟槽中的纯净水接触，通电后弹簧上下振动 B. 图乙是速度选择器示意图，若质子以速度从向沿直线匀速通过，则电子也能以速度从向沿直线匀速通过 C. 图丙是一回旋加速器示意图，一群电荷量为的质子经加速引出后形成的等效电流为，每一个质子动能为，则回旋加速器的输出功率为 D. 图丁中两根弹性导线平行放置，分别通有方向相反的电流和，由图可以判断出 【答案】BC 【解析】 【详解】A．纯净水是绝缘体，不能导电，弹簧中无电流通过，不会发生上下振动，故A错误； B．在速度选择器中，粒子做匀速直线运动时满足 解得 该速度与粒子的电性、电荷量及质量均无关，故电子也能以速度从向沿直线匀速通过，故B正确； C．设单位时间内引出的质子数为，则等效电流 回旋加速器的输出功率等于单位时间内引出的质子总动能，即，故C正确； D．两根平行导线通有方向相反的电流时相互排斥，根据牛顿第三定律，两导线间的相互作用力大小相等，导线的形变程度还与导线的弹性系数有关，故无法判断和的大小关系，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，质量，长度的木板静止于光滑水平面上，某时刻一质量的物块以初速度滑上木板左端，物块可视为质点，与木板之间的动摩擦因数，下列说法正确的是（ ） A. 2s内物块的位移大小为9m B. 物块不会从木板的右侧滑下 C. 2s内木板对物块做功为20J D. 2s内物块和木板组成的系统产生的热量为16J 【答案】AB 【解析】 【详解】AB．物块滑上木板后，物块做匀减速运动，加速度大小 木板做匀加速运动，加速度大小 设经过时间两者共速，有 解得 共速时速度 此过程中物块位移 木板位移 相对位移 故物块不会从木板右侧滑下；共速后两者一起匀速运动，2s内物块的位移，故AB正确； C．2s内木板对物块做功等于物块动能的变化量，由动能定理得，故C错误； D．2s内系统产生的热量，故D错误。 故选AB。 13. 电子光学中，一种静电透镜的简化模型如图所示。以为球心的球形边界外部各处的电势均为，内部各处的电势均为。一束离轴很近且关于轴对称的电子束以速度沿平行于轴的方向运动，在越过球形边界“壳层”的过程中，电子运动速度将发生变化。已知电子质量为、电荷量为，不计电子之间的相互作用力，下列说法正确的是（ ） A. 球形边界处应存在方向指向圆心的电场 B. 电子束按图甲“会聚”，在球内的速度 C. 电子束按图乙“发散”，在球内的速度 D. 进入“壳层”过程电子的动量增加了 【答案】AC 【解析】 【详解】A．电场线总是从高电势指向低电势，已知外部电势大于内部电势，所以球形边界处的电场方向由外指向内，即指向圆心，故A正确； BC．电子带负电，受到的电场力方向与电场方向相反，即背离圆心方向。当电子束越过边界时，对于轴上方的电子，进入时受力方向斜向左上，均有垂直于轴线向上的分量，使电子远离轴线，所以电子束发散，对应图乙。电子从电势高处运动到电势低处，电势能增加，电场力做负功，动能减小，速度减小，即，故B错误，C正确； D．电子进入壳层过程，动能减小，速度减小，动量大小减小，而不是增加，故D错误。 故选AC。 非选择题部分 三、非选择题（本题共5小题，共58分） 14. 如图a为“研究斜槽末端小球碰撞时的动量守恒”的实验装置。 （1）下列说法正确的是______（多选） A. 小球A的质量与小球B的质量应满足的关系是 B. 该实验过程中需要用到秒表 C. 两个球的半径应满足 D. 铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平 （2）王同学用游标卡尺测量一小球的直径如图b所示，则该小球的直径______mm。 （3）若两球碰撞前后的动量守恒，则验证两小球碰撞过程中动量守恒的表达式为______（用、、、、表示）。 【答案】（1）AC （2）16.3 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．为了防止入射球A在碰撞后反弹，入射球A的质量应大于被碰球B的质量，即，故A正确； B．小球离开斜槽末端后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，可以用水平位移代替速度，不需要测量时间，因此不需要秒表，故B错误； C．为了保证两球发生对心碰撞，两个球的半径应相等，即，故C正确； D．铅垂线的主要作用是确定斜槽末端在水平面上的投影点，确保斜槽末端水平通常是通过观察小球在斜槽末端是否静止来判断的，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 由图b可知，该游标卡尺为10分度，精度为。主尺读数为，游标尺上第3条刻度线与主尺刻度线对齐，游标尺读数为 则小球的直径为 【小问3详解】 小球离开斜槽末端后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等。入射球A单独滚下时的落点为，碰撞后A球的落点为，B球的落点为。根据动量守恒定律有 两边同时乘以时间得 即 15. （1）王同学想测量一个干电池的电动势和内阻，电压表内阻约，电流表内阻为，为了减少实验误差，应该选择______（选填“图甲”或“图乙”）的实验电路。 （2）王同学由实验数据作出的图像如图丙所示，由图丙可得电源电动势为______V，内电阻为______。（结果均保留两位小数） （3）若电流表内阻未知，王同学先用图甲所示电路进行实验，闭合开关后，调节滑动变阻器测得多组电压表和电流表的示数、，将测得的多组、作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像的斜率绝对值为。再用图乙所示电路重复实验，测得多组电压表和电流表的示数、。同样作图像，得到图像与纵轴的截距为，图像的斜率绝对值为。要尽可能减小实验误差，根据两次实验的数值得到电源的内阻______（结果用中的物理量表示）。 （4）王同学也按图丁所示电路完成探究感应电流的产生条件和影响感应电流方向因素的实验，在完成实验后在未断开开关，也未把、两螺线管和铁芯分开放置，直接拆除某螺线管处导线突然被电击了一下，则被电击是在拆除______（选填“”或“”）螺线管所在电路时发生的。 【答案】（1）图甲 （2） ①. 1.50 ②. 0.50 （3） （4）A 【解析】 【小问1详解】 题目中明确给出电流表内阻为准确值，而电压表内阻仅为约数。故选择图甲可以测量内阻的准确值。 【小问2详解】 [1][2]由图丙图像可知，纵轴截距为电源电动势，即 图像斜率的绝对值表示电源内阻与电流表内阻之和，即 根据闭合电路欧姆定律 可知 解得电源内阻 【小问3详解】 在图甲电路中，电压表测量的是滑动变阻器两端的电压，电流表测量干路电流。当时，电压表读数等于电源电动势，故截距 在图乙电路中，电压表测量路端电压，考虑电压表分流，有 整理得 图像纵轴截距 斜率绝对值 由此可得 即 将代入，得 【小问4详解】 螺线管A与电源相连，电路中有较大的电流通过，且线圈匝数多、有铁芯，自感系数较大。在未断开开关的情况下直接拆除A螺线管处的导线，会导致A中电流瞬间减小到零，产生很大的自感电动势。此时人体接触导线，高电压加在人体上，从而发生电击现象。螺线管B中电流很小（仅为感应电流），拆除时不会产生高压电击。 16. 下列说法正确的是（ ） A. 可以使用万用表的欧姆挡直接接在干电池的正负极，测量出干电池的内阻 B. 在探究影响感应电流方向的因素实验中，需要知道线圈的绕法 C. 万用表在测电阻大小时，红表笔与表内电源的正极相连 D. 万用表在测电阻大小时，把红黑表笔位置互换，对测量的实验结果有影响 【答案】B 【解析】 【详解】A．万用表的欧姆挡内部含有电源，若直接接在干电池的正负极，可能会损坏电表，且无法直接测量干电池的内阻，故A错误； B．在探究影响感应电流方向的因素实验中，为了确定感应电流的磁场方向，需要知道线圈的绕法，故B正确； C．万用表在测电阻大小时，红表笔与表内电源的负极相连，黑表笔与表内电源的正极相连，故C错误； D．万用表在测电阻大小时，电阻无极性，把红黑表笔位置互换，对测量的实验结果没有影响，故D错误。 故选B。 17. 2024年6月2日，“嫦娥六号”探测器在月球背面艾特肯盆地着陆。如图所示，假设探测器在反推发动机作用下距月面处悬停，选定着陆点后，开始以加速度竖直下降，当四条“缓冲腿”接触月面时，反推发动机立即停止工作，探测器经速度减为0，探测器质量，月球表面重力加速度。求： （1）探测器竖直下降过程中反推发动机推力的大小； （2）探测器竖直下降过程中反推发动机推力的冲量大小； （3）接触月球的过程中探测器对月面的平均作用力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 探测器竖直下降过程中，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 探测器竖直下降过程中，根据运动学公式可得 解得 反推发动机推力的冲量大小为 解得 【小问3详解】 探测器竖直下降过程中，根据运动学公式可得 解得 探测器接触月球的过程中，以竖直向下为正方向，根据动量定理可得 解得 由牛顿第三定律可知探测器对月面的平均作用力大小为 18. 如图所示，圆环A固定在水平杆上某一点，小球B的质量为，通过长度为的轻绳与A连接，木块与并排静置在光滑地面上，木块上固定一竖直轻杆，轻杆上端小横杆上系一长为的轻细线，细线下端系一质量为的小球C。初始时轻绳处于水平状态，某时刻小球B静止释放，到达最低点时轻绳恰好断裂，小球B从最低点飞出后与小球C碰撞并连结为一整体S，整体质量为（可视为质点），随后绕悬点摆动（不与竖直杆碰撞）。已知木块与的质量分别为与，重力加速度。求： （1）轻绳断裂时B的速度大小； （2）碰后瞬间整体S的速度大小； （3）木块与分离瞬间，木块的速度大小； （4）木块与分离瞬间，整体S受到轻绳的拉力大小。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 设小物块B到达最低点时的速度为，根据 解得 【小问2详解】 设B与C结合成S后的初速度大小为，两者结合过程水平动量守恒 解得 【小问3详解】 由题意得，整体第一次回到最低点时M与N分离，设此时S速度为，M与N两者速度为，则， 解得 【小问4详解】 由第3题解得 分离瞬间，根据 解得 19. 如图所示，相距为的平行导轨（不计电阻）、处于水平面上，、由光滑绝缘材料组成，、把导轨分成左右相互绝缘的两部分，导体棒ab到达、处时速度已经达到最大，导体棒置于绝缘材料、上面（、的长度大于导体棒的宽度）且离电容器足够远。磁感应强度大小为的匀强磁场与导轨平面垂直，方向如图所示，两导轨通过单刀双掷开关连接有阻值为的电阻和电动势为，内阻为的电源。已知导体棒质量为，阻值为；导体棒质量为，阻值不计。忽略一切阻力。求： （1）掷向1，求导体棒获得最大速度的大小； （2）若导体棒的速度达到最大后，突然掷向2，求此时导体棒的两端电势差； （3）掷向1时，在导体棒速度达到最大过程中，求导体棒产生的热量； （4）若速度达到最大后，在、处与发生弹性碰撞，碰后导体棒受到平行导轨向左的恒力，且开始时电容器上极板带正电，带电量为，电容器的电容，求导体棒向右运动的最大位移。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 当导体棒产生的感应电动势等于电源电动势时，速度最大，则有 解得 【小问2详解】 此时电动势 根据右手定则可知，a端电势较高，结合串联电路规律有 【小问3详解】 在导体棒ab速度达到最大过程中，设通过导体棒的最大电荷量q，根据动量定理有 解得 由能量守恒得 解得 【小问4详解】 设ab棒碰后速度为，棒碰后速度为，根据动量守恒定律与能量守恒定律有 解得 此时导体棒切割的电动势 电容两端 可见 以向左为正方向，流过cd棒电流为 根据牛顿第二定律有 根据电容定义式有 则有 根据题中，解得 则导体棒以为初速度、以加速度做匀减速直线运动，根据速度—位移公式有 20. 如图所示的平面直角坐标系中，以为圆心，半径为的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小，轴的下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小，在第一象限中，存在竖直向下的电场，在y轴上范围内有一线状粒子源，可向第一象限持续发射与轴正方向成的质量为，电量为，速度为的带正电的粒子，不计粒子的重力和粒子间的相互作用。求： （1）粒子进入圆形磁场时的速度大小和方向； （2）粒子进入轴下方磁场时速度与轴正方向的夹角范围； （3）粒子穿过轴以后，再次回到轴上的坐标范围； （4）若将轴下方的磁场方向改为竖直向下，大小仍为，如图乙所示。在轴下方放置一块荧光屏，荧光屏面积足够大，可沿竖直方向在足够大的范围内移动。经过足够长时间，画出粒子在荧光屏上可打到的区域（用阴影表示）并求出区域面积。 【答案】（1），水平向右 （2） （3） （4）， 【解析】 【小问1详解】 粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向匀减速运动。水平分速度 竖直分速度 加速度 粒子运动到处的时间 此时竖直分速度 故粒子进入圆形磁场时的速度大小为 方向沿轴正方向。 【小问2详解】 粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 解得 由于轨迹半径等于磁场区域半径，根据磁聚焦性质，所有粒子均从磁场区域最低点射出。在电场中竖直位移 解得粒子进入磁场位置的纵坐标为 画出粒子运动轨迹如下图所示 设与x轴最小夹角为，根据几何关系可知 与x轴夹角最大时，设其与x轴负方向夹角为，有 解得 所以粒子进入轴下方磁场时速度与轴正方向夹角为。 【小问3详解】 粒子进入轴下方磁场 轨迹半径 粒子做逆时针圆周运动，回到轴位置距进入最近位置有 最远位置即垂直x轴进入的粒子 解得 再次回到x轴上的坐标 所以再次回到x轴上的坐标范围为。 【小问4详解】 设z轴垂直平面向外，磁场改为竖直向下后，粒子在平面内做匀速圆周运动，方向匀速直线运动。设粒子速度与x轴方向夹角为，则在平面内轨迹半径 因为进入磁场的粒子水平分速度方向沿x轴正负半轴均有，根据左手定则可知，形成两个圆形区域，如下 结合以上分析可知，夹角分别为和时对应两个圆的最大半径，代入解得小圆最大半径 大圆最大半径 所以总面积 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $