精品解析：广东省汕头市金山中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试题

2024级高二第一学期期末考试物理试卷 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中ABC构成等边三角形，C处磁场方向平行于导线AB连线向右 B. 图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 C. 图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D. 图丁中金属框在同一平面内沿平行于直导线方向运动，线框中无感应电流 2. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行、间距为的活动金属电极和固定金属电极组成，两金属电极间有空气间隙，两金属电极组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 按键向上的过程中，电容器的电容增大 B. 按键向下的过程中，电容器的电荷量减小 C. 按键向下的过程中，图丙中电流方向从流向 D. 按键向下的过程中，电容器两极间的电场强度增大 3. 平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中受到的安培力方向水平向左 B. 乙图中受到的安培力大小为 C. 丙图中可能不受摩擦力 D. 三幅图中，受到的安培力大小均不相等 4. 交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻R=5Ω，线圈电阻、电流表内阻不计。从图示位置开始计时，P、Q间输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 电阻R中的电流方向每秒钟变化50次 B. t=0.005s时刻电流表示数为2A C. 图甲位置为中性面，感应电动势最小 D. 线圈转动的角速度为50rad/s 5. 图甲是学生用的一盏台灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，用于调节台灯的亮度。电源端输入电压的交变电流，电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数为220V，流过台灯的电流频率为100Hz B. 触头P向上滑动时，电流表示数变大，电压表示数也变大，台灯变亮 C. 触头P向上滑动时，电流表示数变小，电压表示数也变小，台灯变暗 D. 触头P向上滑动时，电流表示数变大，电压表示数不变，台灯变亮 6. 如图所示，粗糙绝缘斜面底端点固定一个带电荷量为的负点电荷，现有一个带电荷量为的负电小滑块，从斜面上点静止释放后，先沿斜面往上运动再返回，则小滑块（ ） A. 上升过程中加速度先增大后减小 B. 上升过程中电势能一直增大 C. 下降过程中机械能可能增大 D. 返回时的最低点位置一定在点上方 7. 某静电除尘装置的原理截面图如图，一对间距为d，极板长为L的平行金属板，下板中点为O，两板接多挡位稳压电源；均匀分布在A、B两点间的n个（数量很多）带负电灰尘颗粒物，均以水平向右的初速度从左侧进入两板间。颗粒物可视为质点，其质量均为m，电荷量均为，板间视为匀强电场。若不计重力、空气阻力和颗粒物之间的相互作用力，且颗粒物能够全部被收集在下极板，则（　　） A. 上极板带正电 B. 电源电压至少为 C. 电源电压为U时，净化过程中电场力对颗粒物做的总功为 D. O点左侧和右侧收集到的颗粒数之比可能为 二、多选题（每题6分，共18分。选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中极电势比极电势低 B. 图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向 C. 图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同 D. 图甲中两导线在内相互吸引 9. 如图所示，圆心为O、直径的圆形金属导轨内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场。金属杆OP长度与导轨半径相等，单位长度电阻，OP绕O点以角速度逆时针匀速转动并与导轨保持良好接触。O、M两点用导线相连，阻值的电阻和电容的电容器并联在电路中，圆形导轨与导线电阻均不计，电压表V、电流表A均是理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 流过电阻R的电流方向为b→a B. 电流表的读数为1.25A C. 电压表的读数为7.5V D. 电容器的电荷量为 10. 如图所示，两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，则（　　） A. a粒子带正电，b粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比 C. 两粒子的速度大小之比 D. 两粒子的质量之比 三、实验题（第11题10分，第12题5分，共15分） 11. 电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径___________mm；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示，可知其长度为___________mm。 （2）用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差，需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻，要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下： A.电压表V1（量程3V，内阻约为6kΩ） B.电压表V2（量程6V，内阻约为15kΩ） C.电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω） D.电流表A2（量程30mA，内阻约为20Ω） E.滑动变阻器（阻值范围，2.0A） F.直流电源（电动势为5V） G.开关 H.导线若干 A. B. C. D. 则该实验电路应选择电压表___________（填A或B），应选择的电流表___________（填C或D），电路应选择如图丙电路中的___________。 （3）根据正确的实验电路进行实物接线___________ 根据实物接线图，闭合电键之前应该将滑动变阻器的滑片滑动到___________端（填左或右） （4）某次实验测出圆管两端的电压为U，圆管中的电流为I，圆管的外直径为D，内直径为d，长度为L，则圆管的电阻率为___________。（用本小问中给出的U、I、、d、表示，单位均已为国际单位） 12. 在练习使用多用电表的实验中： （1）一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是、、、，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。 （2）重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为________。（保留2位有效数字） （3）如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为，内阻为，定值电阻，电池电动势为，为调零电阻，则表盘上刻度线对应的电阻值是________。（保留2位有效数字） （4）当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到、内阻增加了时仍可调零，调零后，调零电阻的阻值将变________（填“大”或“小”），测得的电阻值将变________（填“大”或“小”）。 四、计算题（第13题11分，第14题12分，第15题16分，共39分） 13. 负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒。如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子（-2e）的空气，沿水平方向进入电压为U的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为U，极板间距为d，长度也为d。若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为m，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求： （1）氧离子进入偏转电场的速度大小； （2）从偏转电场射出时的偏转距离y； （3）能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例。 14. 如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，与的夹角为。一质量为、带电量为的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点处沿与成角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于的方向经过圆心进入Ⅱ区，最后再从处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为，求： （1）粒子在磁场Ⅰ和Ⅱ中的轨道半径和比值； （2）Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。 15. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面上，导轨间距为L=1m，垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。两根长度都为1m的由同种材料制成的金属棒a、b垂直导轨放置，质量分别为，金属棒a的电阻为。初始时刻两金属棒相距足够远，现给两金属棒方向相反、大小分别为的水平初速度，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻。求： （1）金属棒b的阻值及其加速度的最大值； （2）整个运动过程中金属棒b上产生的焦耳热； （3）如果初始时刻金属棒a、b相距，经过一段时间后两棒发生弹性碰撞，求碰撞结束时金属棒a、b速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二第一学期期末考试物理试卷 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 以下是几幅与磁场、电磁感应现象有关的图片，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中ABC构成等边三角形，C处磁场方向平行于导线AB连线向右 B. 图乙中地磁场的垂直于地面磁感应强度分量在南半球竖直向下，北半球竖直向上 C. 图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为 D. 图丁中金属框在同一平面内沿平行于直导线方向运动，线框中无感应电流 【答案】D 【解析】 【详解】A．若两导线的电流相等，根据安培定则可知，导线A在C处产生的磁场方向垂直于AC方向斜向右下，导线B在C处产生的磁场方向垂直于BC方向斜向右上，则磁场在C处相互叠加，如图所示 可知C处磁场方向平行于导线AB连线向右，但题中导线B的电流大，则导线B产生的磁场较强，根据平行四边形定则可知C处磁场方向不可能平行于导线AB连线向右，A错误； B．地磁场中在南半球有竖直向上的分量，在北半球有竖直向下的分量，B错误； C．图丙中条形磁体内部磁场方向向上，且向上穿过两环的磁感线条数是相同的；磁铁外部线圈所在位置磁场方向向下，且环面积越大，向下穿过的磁感线条数越多，由于2环面积大，抵消的磁感线条数较多，故图丙中穿过两金属圆环的磁通量大小关系为，C错误； D．图丁中与通电导线在同一平面内的金属线框沿平行于直导线方向运动，线框中磁通量不变，不会产生感应电流，D正确。 故选D。 2. 如图甲所示，计算机键盘为电容式传感器，每个键下面由相互平行、间距为的活动金属电极和固定金属电极组成，两金属电极间有空气间隙，两金属电极组成一个平行板电容器，如图乙所示。其内部电路如图丙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 按键向上的过程中，电容器的电容增大 B. 按键向下的过程中，电容器的电荷量减小 C. 按键向下的过程中，图丙中电流方向从流向 D. 按键向下的过程中，电容器两极间的电场强度增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平行板电容器的电容计算公式可知，按键向上的过程中，板间距离增大，电容减小，故A错误； B．按键向下的过程中，减小，电容增大，由于不变，根据可知增大，故B错误； C．按键向下的过程中，板间距离减小，电容增大，不变，根据可知增大，电容器充电，电流方向从流向，故C错误； D．按键向下的过程中，板间距离减小，由于不变，根据可知，电容器两极板间的电场强度增大，故D正确。 故选D。 3. 平行金属导轨间距为L，甲、乙水平放置，丙倾斜放置。三种情况下闭合回路电流均为I，导轨区域内匀强磁场磁感应强度大小均为B，方向如图。金属杆均垂直于导轨且处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中受到的安培力方向水平向左 B. 乙图中受到的安培力大小为 C. 丙图中可能不受摩擦力 D. 三幅图中，受到的安培力大小均不相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，甲图中受到的安培力方向水平向右，选项A错误； B．乙图中受到的安培力大小为，选项B错误； C．丙图中受安培力沿斜面向上，则当F安=mgsinβ时，导体棒ab不受摩擦力，选项C正确； D．三幅图中，受到的安培力大小均相等，均为BIL，选项D错误。 故选C。 4. 交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻R=5Ω，线圈电阻、电流表内阻不计。从图示位置开始计时，P、Q间输出的电压u随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 电阻R中的电流方向每秒钟变化50次 B. t=0.005s时刻电流表示数为2A C. 图甲位置为中性面，感应电动势最小 D. 线圈转动的角速度为50rad/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．交流电的周期为0.02s，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，故A错误； B．电流表示数为有效值，即，故B正确； C．图甲位置垂直于中性面，此时磁通量最小，感应电动势最大，故C错误； D．交流电的周期为0.02s，根据，线圈转动的角速度为，故D错误。 故选B。 5. 图甲是学生用的一盏台灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变压器，用于调节台灯的亮度。电源端输入电压的交变电流，电压表和电流表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数为220V，流过台灯的电流频率为100Hz B. 触头P向上滑动时，电流表示数变大，电压表示数也变大，台灯变亮 C. 触头P向上滑动时，电流表示数变小，电压表示数也变小，台灯变暗 D. 触头P向上滑动时，电流表示数变大，电压表示数不变，台灯变亮 【答案】D 【解析】 【详解】A．电压表示数为交流电的有效值，为 流过台灯的电流频率为，A错误； BCD．触头P向上滑动时，初级电压不变，则电压表示数不变，次级匝数增加，则根据可知，次级电压变大，则台灯变亮，次级电流变大，则初级电流也变大，即电流表示数变大，D正确，BC错误。 故选D。 6. 如图所示，粗糙绝缘斜面底端点固定一个带电荷量为的负点电荷，现有一个带电荷量为的负电小滑块，从斜面上点静止释放后，先沿斜面往上运动再返回，则小滑块（ ） A. 上升过程中加速度先增大后减小 B. 上升过程中电势能一直增大 C. 下降过程中机械能可能增大 D. 返回时的最低点位置一定在点上方 【答案】D 【解析】 【详解】AB．上升过程中对小滑块进行受力分析，它受到重力、斜面支持力、沿斜面向上的库仑斥力和摩擦力f。设斜面倾角为，滑块到O点的距离为r，由牛顿第二定律，有 上升过程中静电力一直减小，所以加速度先向上减小后反向增大，静电力一直做正功，电势能一直减少，故AB错误； C．下降过程中静电力和摩擦力做负功，机械能一定减小，故C错误； D．由于摩擦损耗，返回时速度为0的位置一定在A点上方，故D正确。 故选D。 7. 某静电除尘装置的原理截面图如图，一对间距为d，极板长为L的平行金属板，下板中点为O，两板接多挡位稳压电源；均匀分布在A、B两点间的n个（数量很多）带负电灰尘颗粒物，均以水平向右的初速度从左侧进入两板间。颗粒物可视为质点，其质量均为m，电荷量均为，板间视为匀强电场。若不计重力、空气阻力和颗粒物之间的相互作用力，且颗粒物能够全部被收集在下极板，则（　　） A. 上极板带正电 B. 电源电压至少为 C. 电源电压为U时，净化过程中电场力对颗粒物做的总功为 D. O点左侧和右侧收集到的颗粒数之比可能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．颗粒物要被下板收集，则所受电场力方向必向下，因其带负电，故场强方向向上，所以上板应带负电，故A错误； B．电源电压最小时，沿上板边缘进入的颗粒物恰好落到下板右端，设其在板间运动的时间为t，加速度大小为a，则沿极板方向有 垂直极板方向有 又 联立解得，故B错误； C．因初始时刻颗粒物均匀分布，由 可得净化过程中电场力对颗粒物做的总功为，故C错误； D．电源电压最小时，O点左侧和右侧收集到的颗粒数之比最小，沿极板方向由 可知，落到O点和下板右端的颗粒在板间运动的时间之比为 垂直极板方向，由 可知落到O点和下板右端的颗粒的初始高度之比为；因初始时刻颗粒物均匀分布，故O点左侧和右侧收集到的颗粒数之比最少为 即O点左侧和右侧收集到的颗粒数之比可能为，故D正确。 故选D。 二、多选题（每题6分，共18分。选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中极电势比极电势低 B. 图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向 C. 图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同 D. 图甲中两导线在内相互吸引 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲中由左手定则可知，正离子偏向上极板，负离子偏向下极板，可知极电势比极电势高，选项A错误； B．图甲中A线圈内穿过线圈的磁通量向左减小，根据楞次定律，则感应电流的方向从左向右看为逆时针方向，选项B正确； C．图甲中A线圈内和内B-t图像的斜率相同，可知产生的感应电流大小方向都相同，选项C错误； D．同理在内根据楞次定律，则线圈A中的感应电流的方向从左向右看为顺时针方向，即从c到d，而导线ab中的电流从a到b，两导线中电流同向，可知相互吸引，选项D正确。 故选BD。 9. 如图所示，圆心为O、直径的圆形金属导轨内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小的匀强磁场。金属杆OP长度与导轨半径相等，单位长度电阻，OP绕O点以角速度逆时针匀速转动并与导轨保持良好接触。O、M两点用导线相连，阻值的电阻和电容的电容器并联在电路中，圆形导轨与导线电阻均不计，电压表V、电流表A均是理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 流过电阻R的电流方向为b→a B. 电流表的读数为1.25A C. 电压表的读数为7.5V D. 电容器的电荷量为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．OP绕O点逆时针匀速转动，根据右手定则可知，电流从PO流向M点，所以流过电阻R的电流方向为a→b，故A错误； B．电流从PO流向M点，则产生的电动势为 PO的电阻为 电流表的读数为，故B错误； C．电压表的读数为，故C正确； D．电容器两端电压 电容器的电荷量为，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，两个带等量异种电荷的粒子分别以速度和射入匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为60°和30°，磁场宽度为d，两粒子同时由A点出发，同时到达B点，则（　　） A. a粒子带正电，b粒子带负电 B. 两粒子的轨道半径之比 C. 两粒子的速度大小之比 D. 两粒子的质量之比 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题意可知a粒子顺时针偏转，b粒子逆时针偏转，根据左手定则可知，a粒子带负电，b粒子带正电，故A错误； B．两粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示 由图中几何关系可得， 则有，故B正确； D．由几何关系可知从A运动到B，a粒子转过的圆心角为，b粒子转过的圆心角为，根据运动时间相同可得粒子运动周期之比为 再根据洛伦兹力做向心力可得 所以，运动周期为 根据电荷量相等可得，故D正确； C．根据 可得 结合， 可得，故C错误。 故选BD。 三、实验题（第11题10分，第12题5分，共15分） 11. 电阻率是用来表示各种材料导电性能的物理量。某同学在实验室测量一新材料制成的圆柱体的电阻率。 （1）用螺旋测微器测量其横截面直径，示数如图甲所示，可知其直径___________mm；用游标卡尺测其长度，示数如图乙所示，可知其长度为___________mm。 （2）用多用电表粗测其电阻约为6Ω。为了减小实验误差，需进一步用伏安法测量圆柱体的电阻，要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调。除待测圆柱体外，实验室还备有的实验器材如下： A.电压表V1（量程3V，内阻约为6kΩ） B.电压表V2（量程6V，内阻约为15kΩ） C.电流表A1（量程0.6A，内阻约为1Ω） D.电流表A2（量程30mA，内阻约为20Ω） E.滑动变阻器（阻值范围，2.0A） F.直流电源（电动势为5V） G.开关 H.导线若干 A. B. C. D. 则该实验电路应选择电压表___________（填A或B），应选择的电流表___________（填C或D），电路应选择如图丙电路中的___________。 （3）根据正确的实验电路进行实物接线___________ 根据实物接线图，闭合电键之前应该将滑动变阻器的滑片滑动到___________端（填左或右） （4）某次实验测出圆管两端的电压为U，圆管中的电流为I，圆管的外直径为D，内直径为d，长度为L，则圆管的电阻率为___________。（用本小问中给出的U、I、、d、表示，单位均已为国际单位） 【答案】（1） ①. 0.920##0.921##0.919 ②. 42.40 （2） ①. B C ②. B （3） ①. ②. 左 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]由甲图读出螺旋测微器读数为 [2]游标卡尺的精确值为，如图乙可知其长度为 【小问2详解】 [1]电源电动势为5V，用多用电表进行测量时，指针要指在最大量程的三分之二左右，要选电压表V2；应填B； [2]用多用电表粗测其电阻约为6Ω，则通过电阻的最大电流约为，要选电流表A1。应填C； [3]要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调，可知滑动变阻器应选择分压接法，根据、 由于，为了减小误差，电流表应采用外接法。 故选B。 【小问3详解】 [1]实物接线图如下 [2]为了保护待测电阻所在电路，闭合电键之前应该将滑动变阻器的滑片滑动到左端，使得待测电阻所在电路没有电流通过。 【小问4详解】 圆管的横截面积为 电阻为 由电阻的决定式得 代入已知量得 12. 在练习使用多用电表的实验中： （1）一多用电表的电阻挡有四个倍率，分别是、、、，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，为了较准确地进行测量，应换到________挡。 （2）重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为________。（保留2位有效数字） （3）如图乙所示为欧姆表某倍率的内部结构示意图，已知电流计的量程为，内阻为，定值电阻，电池电动势为，为调零电阻，则表盘上刻度线对应的电阻值是________。（保留2位有效数字） （4）当图乙所示欧姆表的电池的电动势下降到、内阻增加了时仍可调零，调零后，调零电阻的阻值将变________（填“大”或“小”），测得的电阻值将变________（填“大”或“小”）。 【答案】（1） （2）17 （3）35 （4） ①. 小 ②. 大 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，用挡测量某电阻时，操作步骤正确，发现表头指针偏转角度很小，说明待测电阻较大，为了较准确地进行测量，应换到挡。 【小问2详解】 重新测量后，指针位于如图甲所示位置，被测电阻的测量值为 【小问3详解】 由于，则流过的电流是流过电流计电流的两倍；当电流计满偏时，流过电源的电流为，由闭合回路欧姆定律可得，欧姆表内阻为 则表盘上刻度线对应的电阻值是 【小问4详解】 [1]根据题意可知，电池的电动势下降到，则欧姆表内阻为 内阻增加了时仍可调零，则调零电阻的阻值将变小。 [2]设电阻的测量值为，设此时通过电流计的电流为，则有闭合电路欧姆可得， 由于 则有 由于，可得 可知测得的电阻值将变大。 四、计算题（第13题11分，第14题12分，第15题16分，共39分） 13. 负离子吹风筒是目前比较流行的吹风筒。如图，某负离子吹风筒吹出含有大量氧离子（-2e）的空气，沿水平方向进入电压为U的加速电场，之后进入竖直放置的偏转电场，偏转电场极板电压恒为U，极板间距为d，长度也为d。若空气流中所含氧离子分布均匀且横截面积足够大，氧离子质量为m，不考虑空气流分层现象，不计离子间作用力，不计空气对离子流和电场的影响，不计氧离子重力以及氧离子进入加速电场的初速度，求： （1）氧离子进入偏转电场的速度大小； （2）从偏转电场射出时的偏转距离y； （3）能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 氧离子沿水平方向进入电压为U的加速电场，根据动能定理有 解得氧离子进入偏转电场的速度大小为 【小问2详解】 氧离子进入偏转电场后做类平抛运动，其水平方向为匀速直线运动，设氧离子在偏转电场中的运动时间为，则有 解得 氧离子在竖直方向做的是从静止开始的匀加速直线运动，设其加速度为，则根据牛顿第二定律有 其中 联立解得 所以氧离子从偏转电场射出时的偏转距离为 【小问3详解】 由分析可知，距上板的氧离子恰好能够离开偏转电场，如图所示： 所以能够离开偏转电场的氧离子占进入偏转电场氧离子的比例为 14. 如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中，与的夹角为。一质量为、带电量为的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点处沿与成角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于的方向经过圆心进入Ⅱ区，最后再从处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为，求： （1）粒子在磁场Ⅰ和Ⅱ中的轨道半径和比值； （2）Ⅰ区和Ⅱ区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。 【答案】（1）2:1 （2）， 【解析】 【小问1详解】 画出粒子在磁场Ⅰ和Ⅱ中的运动轨迹如图所示 设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从点射出，用、、、、、分别表示在磁场Ⅰ区、Ⅱ区的磁感应强度、轨道半径和周期，设圆形区域的半径为r，如图所示，已知带电粒子过圆心且垂直进入Ⅱ区磁场，连接，则为等边三角形，为带电粒子在Ⅰ区磁场中运动轨迹的圆心，其半径 在Ⅱ区磁场中运动的半径 即 【小问2详解】 粒子在两磁场中运动的过程有， 得， 故， 圆心角，带电粒子在Ⅰ区磁场中运动的时间为 在Ⅱ区磁场中运动时间为 带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间 由以上各式可得， 15. 如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ固定在水平面上，导轨间距为L=1m，垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=2T。两根长度都为1m的由同种材料制成的金属棒a、b垂直导轨放置，质量分别为，金属棒a的电阻为。初始时刻两金属棒相距足够远，现给两金属棒方向相反、大小分别为的水平初速度，两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻。求： （1）金属棒b的阻值及其加速度的最大值； （2）整个运动过程中金属棒b上产生的焦耳热； （3）如果初始时刻金属棒a、b相距，经过一段时间后两棒发生弹性碰撞，求碰撞结束时金属棒a、b速度大小。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由m=ρ密LS 可知 又由 可知 初始时刻金属棒b有最大加速度，由牛顿第二定律，有 电流为 电动势为 联立解得 【小问2详解】 两金属棒最后达到共同速度时，规定va方向为正方向，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得v共=4m/s，Q=24J 金属棒b产生的焦耳热 【小问3详解】 设两金属棒碰前速度分别为和，由动量守恒定律有 对金属棒，由动量定理得 其中电荷量 整理得 解得 设两棒碰后速度分别为和，两棒发生弹性碰撞，由动量守恒定律有 由机械能守恒定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $