精品解析:宁夏回族自治区中卫市中宁中学2025-2026学年高二上学期12月期中物理试题
2026-08-27
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内容正文:
宁夏中宁县中宁中学2025-2026学年度第一学期高二年级第二次月考
物理试卷
考试时间∶100 分钟;满分∶100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题 (共13题,每题3分,共39分)
1. 在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是( )
A. 丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
B. 美国科学家密立根命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
C. 惯性定律即牛顿第一定律,伽利略通过实验直接验证了惯性定律
D. 根据速度定义式,当足够小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,对瞬时速度的定义应用了理想化模型的方法
2. 关于磁感应强度,下列认识正确的是( )
A. 由公式B=可知,磁感应强度B与F成正比,与Il成反比
B. 磁感应强度只能用来表示磁场的强弱
C. 若一小段通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为0
D. 磁感应强度的方向即小磁针静止时N的指向
3. 如图所示电路,电源电动势V、内阻Ω,小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为A,则电动机M的机械功率为( )
A. 12W B. 14W C. 20W D. 24W
4. 在如图所示的U-I图像中,直线a为某电源的路端电压与干路电流的关系图像,直线b为某电阻R的伏安特性曲线,用该电源和电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )
A. R的阻值3Ω
B. 电源电动势为3V,内电阻为1.5Ω
C. 电源的输出功率为3.0W
D. 此电源的效率为25%
5. 如图所示,有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,电压表量程为0~2 V;当使用a、c两个端点时,电压表量程为0~10 V。已知表头的内阻Rg为200 Ω,满偏电流Ig为5 mA,则电阻R1、R2的阻值分别是( )
A. 200 Ω、1600 Ω B. 1600 Ω、200 Ω
C. 200 Ω、1800 Ω D. 1800 Ω、200 Ω
6. 如图所示为一块均匀的长方体导体块,长为a,宽为b,厚为c,电流沿AB方向和沿DC方向通过导体块时的电阻之比( )
A. 1 B. C. D.
7. 如图所示,长度相等的三根平行直导线A、B、C的截面图,D点是A、B连线的中点。三根导线中的电流大小相同,方向垂直纸面向里。则D点的磁感应强度方向是( )
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 平行纸面水平向右 D. 平行纸面水平向左
8. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=4Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为36V,内阻忽略不计,则( )
A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是8Ω
B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是14Ω
C. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为12V
D. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为16V
9. 如图所示,、为定值电阻,电源电动势为,内阻为,电表均为理想电表。闭合开关S,电压表的示数为,电流表的示数分别为。在滑动变阻器的滑片由端滑到端的过程中( )
A. 增大 B. 增大 C. 不变 D. 减小
10. 关于电流周围产生的磁场分布,下列图示正确的是( )
A. 通电直导线产生的磁场 B. 通电直导线产生的磁场
C. 环形导线产生的磁场 D. 环形导线产生的磁场
11. 有两盏电灯和,用如图中所示的两种方式连接到电路中,已知电压U相同,且两盏电灯均能发光,比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度,则( )
A. 甲图的电路中灯较亮 B. 乙图的电路中灯较亮
C. 两个电路中灯一样亮 D. 不知它们的额定电压和额定功率,无法判断
12. 下列各图所描述的物理情境中,线圈或回路中能产生感应电流的是( )
A. 甲图中开关S闭合的瞬间,线圈N中能产生感应电流
B. 乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,线圈中能产生感应电流
C. 丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中,线圈中能产生感应电流
D. 丁图中增大通入的电流,水平放置的圆形线框中能产生感应电流
13. 多用电表是一种可以测量电压、电流和电阻的电表,有多种挡位。关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A. 多用电表欧姆挡的零刻度在刻度盘的最左边
B. 使用多用电表测电压时,其黑表笔接高电势处,电流从黑表笔流入
C. 测电阻时要选择适当的挡位,使电表的指针指在刻度盘的中央附近
D. 使用多用电表测量电流前不需要进行机械调零
14. 如图所示,平行板电容器的两极板接于两节串联的干电池两端,一带电小球悬挂在电容器内部,闭合开关K,电容器充电,平衡时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 若将A板向下移动少许,θ将变大
C. 若将B板向左移动少许,θ将变小
D. 断开开关K,并将B板向左移动少许,θ保持不变
二、多选题(共4题,每题5分,共20分。每题全选对得5分,少选得3分,选错不得分)
15. 下列关于磁场和电场的说法正确的是( )
A. 电场中试探电荷受力为零的位置,电场强度一定为零
B. 磁场中通电导线受力为零的位置,磁感应强度一定为零
C. 磁场和电场都是客观存在的,都是物质存在的一种形式
D. 电场强度和磁感应强度都是标量,没有方向
16. 空间有两个带等量正电荷的点电荷处于水平位置如图所示,O点为两点电荷连线的中点,A、B为连线上相对O点对称的点,C、D在两点电荷连线的中垂线上,(OC>OD)下列说法正确的是( )
A. A、B两点场强相同
B. C点场强可能比D 点场强大
C. 从A点静止释放一不计重力的带正电粒子,在从A点向B点运动的过程中,加速度一定先减小后增大,速度一定先增大后减小
D. 从C点静止释放一不计重力的带负电粒子,在从C点向D点运动的过程中,加速度一定先减小后增大,速度一定先增大后减小
17. 在水平向左的匀强电场中,一带电颗粒以速度从点水平向右抛出,不计空气阻力,颗粒运动到点时速度大小仍为,方向竖直向下。已知颗粒的质量为,电荷量为,重力加速度为,则颗粒从运动到的过程中( )
A. 做匀变速运动 B. 速率先增大后减小
C. 电势能增加了 D. 点的电势比点高
18. 关于下列四幅图的分析正确的是( )
A. 甲图中小磁针静止时位置如图,则通电直导线的电流方向从下往上
B. 乙图中金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向外
C. 丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源右侧为正极
D. 丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近
19. 如图甲所示,电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势,内阻
B. 图乙中
C. 滑动变阻器的滑片向左移动时,上消耗的功率先减小后增大
D. 调整滑动变阻器的阻值,可以得到该电源的最大输出功率为
第II卷 (非选择题)
三、实验题(每空2分,共16分)
20. 某实验小组在测量电源电动势和内阻的实验中,采用如图甲所示的电路进行实验,
(1)按电路图连接电路后,在闭合开关S前,滑动变阻器滑片应置于_______(填“a”或“b”)端;
(2)根据实验数据绘出U-I图像如图乙,由图像可得电源电动势为_____V,内阻为_____Ω。
21. 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20分度的游标卡尺测量其长度,由图可知其长度______mm,用螺旋测微器测量其直径,由图可知其直径______mm;
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻(约6Ω),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,实验室还各有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
D.直流电源E(电动势为3V)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
E.开关
C.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,5.0A)
F.导线若干
则该实验电路应选择下列电路中的______;
A. B. C. D.
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为______(用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)
(4)由于存在系统误差,该实验的电阻测量值与电阻真实值的关系为______(填“>”“<”或“=”)。
四、解答题(共25分)
22. 如图电路,电动机M与电阻R串联,电动机的电阻r=2Ω,电阻R=10Ω。当外加电压U=200V时,理想电压表示数为UV=150V。试求:
(1)通过R的电流;
(2)电动机输出的机械功率。
23. 空间内有一匀强磁场,磁感线方向竖直向下:
(1)在磁场中放入一根长1cm、与磁场方向垂直的直导线,让导线中通过2A的电流,这段导线受到的磁场力为 求该磁场的磁感应强度大小。
(2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈,线圈平面与水平方向夹角θ=60°, 线圈平面面积, 穿过线圈的磁通量φ为多少?
(3)如图所示若将线圈以 cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈的磁通量变化量为多少?
24. 一束初速不计的带电粒子,电荷量在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板间电压为,已知,粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离。
25. 如图所示,水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形轨道的半径,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度,现有一电荷,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点,然后落至水平轨道上的点(图中未画出),取,试求:
(1)带电体运动到圆形轨道点时对圆形轨道的压力大小;
(2)点到点的距离;
(3)带电体在从开始运动到落至点的过程中的最大动能(结果保留3位有效数字)。
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宁夏中宁县中宁中学2025-2026学年度第一学期高二年级第二次月考
物理试卷
考试时间∶100 分钟;满分∶100分
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题 (共13题,每题3分,共39分)
1. 在物理学的探索和发现过程中,物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是( )
A. 丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效应
B. 美国科学家密立根命名了正电荷和负电荷,并通过油滴实验测得元电荷的数值
C. 惯性定律即牛顿第一定律,伽利略通过实验直接验证了惯性定律
D. 根据速度定义式,当足够小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,对瞬时速度的定义应用了理想化模型的方法
【答案】A
【解析】
【详解】A.奥斯特通过实验发现了电流的磁效应,故A正确;
B.密立根通过油滴实验测得元电荷的数值,但命名正负电荷的是富兰克林,故B错误;
C.伽利略通过理想实验(推理)得出惯性定律相关结论,而非直接实验验证,故C错误;
D.瞬时速度的定义应用了极限思想,而非理想化模型方法,故D错误。
故选A。
2. 关于磁感应强度,下列认识正确的是( )
A. 由公式B=可知,磁感应强度B与F成正比,与Il成反比
B. 磁感应强度只能用来表示磁场的强弱
C. 若一小段通电导线在某点不受磁场力的作用,则该点的磁感应强度一定为0
D. 磁感应强度的方向即小磁针静止时N的指向
【答案】D
【解析】
【详解】A.公式B=是磁感应强度的定义式,磁感应强度B由磁场本身决定,与F和Il无关,故A错误;
B.磁感应强度是矢量,既描述磁场强弱也描述方向,故B错误;
C.当电流方向与磁场方向平行时,F=0但B不一定为零,故C错误;
D.磁感应强度方向定义为小磁针静止时N极指向,故D正确。
故选D。
3. 如图所示电路,电源电动势V、内阻Ω,小型直流电动机M的内阻Ω。闭合开关S后,电动机M正常转动,理想电流表的示数为A,则电动机M的机械功率为( )
A. 12W B. 14W C. 20W D. 24W
【答案】A
【解析】
【详解】电动机两端电压为VV
电动机M的机械功率为WW。
故选A。
4. 在如图所示的U-I图像中,直线a为某电源的路端电压与干路电流的关系图像,直线b为某电阻R的伏安特性曲线,用该电源和电阻R连接成闭合电路,由图像可知( )
A. R的阻值3Ω
B. 电源电动势为3V,内电阻为1.5Ω
C. 电源的输出功率为3.0W
D. 此电源的效率为25%
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图象b可知,外电阻,故A错误;
B.由图象a可知,电源电动势E=3.0V,短路电流I短=2A,电源内阻,故B正确;
C.由两图象的交点坐标,可得电阻两端的电压为1.5V,流过电阻的电流为1A,电源的输出功率为P=UI=1.5×1W=1.5W,故C错误;
D.由两图象的交点坐标,干路电流为1A,电源的总功率为P′=UI=3×1W=3W
则电源的效率,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,电压表量程为0~2 V;当使用a、c两个端点时,电压表量程为0~10 V。已知表头的内阻Rg为200 Ω,满偏电流Ig为5 mA,则电阻R1、R2的阻值分别是( )
A. 200 Ω、1600 Ω B. 1600 Ω、200 Ω
C. 200 Ω、1800 Ω D. 1800 Ω、200 Ω
【答案】A
【解析】
【详解】接电压表a、b端时,由串联电路的特点有
解得
电压表接a、c端时,同理有
解得
故选A。
6. 如图所示为一块均匀的长方体导体块,长为a,宽为b,厚为c,电流沿AB方向和沿DC方向通过导体块时的电阻之比( )
A. 1 B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】电流方向沿AB,由电阻定律可得电阻为
电流方向沿DC,由电阻定律可得电阻为
则电流沿AB方向和沿DC方向通过导体块时的电阻之比
故选B。
7. 如图所示,长度相等的三根平行直导线A、B、C的截面图,D点是A、B连线的中点。三根导线中的电流大小相同,方向垂直纸面向里。则D点的磁感应强度方向是( )
A. 竖直向上 B. 竖直向下 C. 平行纸面水平向右 D. 平行纸面水平向左
【答案】C
【解析】
【详解】三个电流大小方向都相同,则AB两处的电流在D点的合磁场为零,则O点的磁场即为C处的电流在O点产生的磁场,根据安培定则可知O点的磁场方向为平行纸面水平向右。
故选C。
8. 一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=4Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为36V,内阻忽略不计,则( )
A. 当cd端短路时,ab之间的等效电阻是8Ω
B. 当ab端短路时,cd之间的等效电阻是14Ω
C. 当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为12V
D. 当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为16V
【答案】B
【解析】
【详解】A.当cd端短路时,电路为和并联再与串联,所以ab之间的等效电阻为,故A错误;
B.当ab端短路时,电路为和并联再与串联,所以cd之间的等效电阻为,故B正确;
C.当cd两端接通测试电源时,中没有电流,电路为与串联,ab两端的电压为分得的电压,则有,故C错误;
D.当ab两端接通测试电源时,中没有电流,电路为与串联,cd两端的电压为分得的电压,则有,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,、为定值电阻,电源电动势为,内阻为,电表均为理想电表。闭合开关S,电压表的示数为,电流表的示数分别为。在滑动变阻器的滑片由端滑到端的过程中( )
A. 增大 B. 增大 C. 不变 D. 减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB.在滑动变阻器滑片由端滑到端的过程中,减小,回路总电阻减小,依据闭合电路欧姆定律,知回路总电流增大,电压减小,A错误,B正确;
CD.由于总电流增大,的并联电阻不变,电压增大,则增大,C、D错误。
故选B。
10. 关于电流周围产生的磁场分布,下列图示正确的是( )
A. 通电直导线产生的磁场 B. 通电直导线产生的磁场
C. 环形导线产生的磁场 D. 环形导线产生的磁场
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据通电直导线周围磁场强度分布规律可知,从导线向远处延伸,磁场强度逐渐减弱,表示磁感线的“•”和“×”逐渐稀疏,根据安培定则可知导线左侧磁场强度应垂直纸面向里(“×”),右侧磁场强度应垂直纸面向外(“•”),故A错误;
B.根据安培定则可知通电直导线产生的磁场方向应为逆时针方向,且从导线向远处延伸,磁感线应逐渐稀疏,故B错误;
C.根据安培定则可知环内部磁场方向应垂直纸面向里(“×”),环外侧磁场强度应垂直纸面向外(“•”),故C错误;
D.根据安培定则可知该环形导线产生的磁场方向大致向右,且靠近上方磁感线向上弯曲,靠近下方磁感线向下弯曲,故D正确。
故选D。
11. 有两盏电灯和,用如图中所示的两种方式连接到电路中,已知电压U相同,且两盏电灯均能发光,比较在甲、乙两个电路中电灯的亮度,则( )
A. 甲图的电路中灯较亮 B. 乙图的电路中灯较亮
C. 两个电路中灯一样亮 D. 不知它们的额定电压和额定功率,无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】因为电压U相同,两盏电灯串联后,电压要按照电灯阻值的大小分配,L2两端电压小于U;两盏电灯并联后,加在电灯两端的电压都为U,因此并联后的灯泡较亮,所以乙图的电路中灯较亮,故选B。
12. 下列各图所描述的物理情境中,线圈或回路中能产生感应电流的是( )
A. 甲图中开关S闭合的瞬间,线圈N中能产生感应电流
B. 乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,线圈中能产生感应电流
C. 丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中,线圈中能产生感应电流
D. 丁图中增大通入的电流,水平放置的圆形线框中能产生感应电流
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图中开关S闭合瞬间,穿过线圈N的磁通量增大,所以线圈N中产生感应电流,故A正确;
B.乙图中条形磁铁放入圆形线圈中不动后,穿过线圈平面的磁通量不变,所以线圈中不产生感应电流,故B错误;
C.丙图中矩形导电线圈平面垂直于磁场方向向右平移中,金属框中磁通量不发生变化,所以不会在金属框中产生感应电流,故C错误;
D.丁图中增大通入的电流,穿过线圈的磁通量始终为零,所以在线圈中不会产生感应电流,故D错误。
故选A。
13. 多用电表是一种可以测量电压、电流和电阻的电表,有多种挡位。关于多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A. 多用电表欧姆挡的零刻度在刻度盘的最左边
B. 使用多用电表测电压时,其黑表笔接高电势处,电流从黑表笔流入
C. 测电阻时要选择适当的挡位,使电表的指针指在刻度盘的中央附近
D. 使用多用电表测量电流前不需要进行机械调零
【答案】C
【解析】
【详解】A.欧姆表零刻度线在最右侧,最大刻度线在最左侧,故A错误;
B.使用多用电表测电压时,其红表笔接高电势处,因为电流要从红表笔流入,故B错误;
C.测电阻时要选择适当的挡位,要将该电阻与其他元件断开,使电表的指针指在刻度盘的中央附近,故C正确;
D.使用多用电表测量电阻、电压、电流前都可能需要进行机械调零,故D错误。
故选C。
14. 如图所示,平行板电容器的两极板接于两节串联的干电池两端,一带电小球悬挂在电容器内部,闭合开关K,电容器充电,平衡时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 若将A板向下移动少许,θ将变大
C. 若将B板向左移动少许,θ将变小
D. 断开开关K,并将B板向左移动少许,θ保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题图可知,小球带正电,A错误;
B.若保持K闭合,则电容器两极板之间的电压保持不变,根据可知,A板向下移动,d不变,电场强度不变,则小球受到的电场力不变,θ将不变,B错误;
C.B板向左移动少许,d减小,电场强度变大,则小球受到的电场力变大,θ将变大,C错误;
D.断开K,电容器所带电荷量保持不变,由和以及,可得
将B板向左移动少许,θ保持不变,D正确。
故选D。
二、多选题(共4题,每题5分,共20分。每题全选对得5分,少选得3分,选错不得分)
15. 下列关于磁场和电场的说法正确的是( )
A. 电场中试探电荷受力为零的位置,电场强度一定为零
B. 磁场中通电导线受力为零的位置,磁感应强度一定为零
C. 磁场和电场都是客观存在的,都是物质存在的一种形式
D. 电场强度和磁感应强度都是标量,没有方向
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据可知,电场中试探电荷受力为零的位置,电场强度一定为零,故A正确;
B.根据可知,磁场中通电导线受力为0的位置,磁感应强度不一定为零,此时电流方向与磁场方向可能平行,故B错误;
C.磁场和电场都是客观存在的,都是物质存在的一种形式,故C正确;
D.电场强度和磁感应强度都是矢量,既有大小,又有方向,故D错误;
故选AC。
16. 空间有两个带等量正电荷的点电荷处于水平位置如图所示,O点为两点电荷连线的中点,A、B为连线上相对O点对称的点,C、D在两点电荷连线的中垂线上,(OC>OD)下列说法正确的是( )
A. A、B两点场强相同
B. C点场强可能比D 点场强大
C. 从A点静止释放一不计重力的带正电粒子,在从A点向B点运动的过程中,加速度一定先减小后增大,速度一定先增大后减小
D. 从C点静止释放一不计重力的带负电粒子,在从C点向D点运动的过程中,加速度一定先减小后增大,速度一定先增大后减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由电场强度的叠加法则及对称性可知,A、B两点的电场强度大小相等、方向相反,电场强度是矢量,故A错误;
B.设两点电荷的电荷量均为,它们到点的距离均为,中垂线上某点到点的距离为。由点电荷场强公式和电场强度的叠加法则得
在点有,而中垂线上除点外的场强不为零。当点充分靠近点、点取在场强较大的位置时,虽然,仍可有,故B正确;
C.在两点电荷连线上由到,左侧点电荷产生的场强逐渐减小,右侧点电荷产生的反向场强逐渐增大,合场强逐渐减小;由到的情况与之对称,合场强逐渐增大。带正电粒子所受静电力方向始终指向点,由牛顿第二定律得
故加速度大小先减小后增大。粒子由到做加速运动,由到做减速运动,且,两点电势相等,由动能定理可知粒子到达点时速度减为零,故速度先增大后减小,故C正确;
D.中垂线上的场强大小为
场强在点为零,在离点很远处也趋近于零,因此从较远的点向点运动时,场强可能先增大后减小;越过点向点运动时,场强又增大,所以加速度大小不一定只经历先减小后增大的过程,故D错误。
故选BC。
17. 在水平向左的匀强电场中,一带电颗粒以速度从点水平向右抛出,不计空气阻力,颗粒运动到点时速度大小仍为,方向竖直向下。已知颗粒的质量为,电荷量为,重力加速度为,则颗粒从运动到的过程中( )
A. 做匀变速运动 B. 速率先增大后减小
C. 电势能增加了 D. 点的电势比点高
【答案】AC
【解析】
【详解】A.带电颗粒所受电场力和重力均为恒力,故所受合力为恒力,加速度恒定,故带电颗粒做匀变速运动,故A正确;
B.根据题意可知,带电颗粒所受电场力水平向左,故带电颗粒所受合力向左下方,故合力与速度先成钝角后成锐角,速率先减小后增大,故B错误;
C.设该过程所用时间为,在相等的时间内,水平方向的速度由匀减速到0,竖直方向的速度由0增加到,故带电颗粒所受电场力大小等于重力,又带电颗粒竖直方向做自由落体运动,故
故该过程中电场力所做的功为
故电势能增加了,故C正确;
D.沿着电场线方向电势降低,故点的电势比点低,故D错误。
故选AC。
18. 关于下列四幅图的分析正确的是( )
A. 甲图中小磁针静止时位置如图,则通电直导线的电流方向从下往上
B. 乙图中金属圆环通以逆时针电流时,小磁针静止时N极垂直纸面向外
C. 丙图中小磁针静止时的位置如图所示,则电源右侧为正极
D. 丁图中地球磁体的N极位于地理北极附近
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,根据右手螺旋定则,大拇指向下,所以通电直导线的电流方向从上往下,A错误;
B.由图可知,根据右手螺旋定则,大拇指指向纸面外面,所以通电圆环的中心磁场垂直纸面向外,则小磁针静止时N极垂直纸面向外,B正确;
C.图中小磁针静止时的位置如图所示,该位置磁场方向指向通电螺线管,所以通电螺线管内部的磁场方向由右指向左,根据右手螺旋定则,电流向上,则电源右侧为正极,C正确;
D.地球磁体的N极位于地理南极附近,D错误。
故选BC。
19. 如图甲所示,电动势为、内阻为的电源与的定值电阻、滑动变阻器、开关组成串联回路,已知滑动变阻器消耗的功率与其接入电路的有效阻值的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势,内阻
B. 图乙中
C. 滑动变阻器的滑片向左移动时,上消耗的功率先减小后增大
D. 调整滑动变阻器的阻值,可以得到该电源的最大输出功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图乙知,当时,滑动变阻器消耗的功率最大,其中
可得内阻
最大功率
解得E=4V,故A错误。
B.滑动变阻器的阻值为与阻值为时消耗的功率相等,有
解得,故B正确。
C.当滑动变阻器向左移动时,滑动变阻器的阻值变大,电路中电流减小,所以R上消耗的功率减小,故C错误;
D.当外电路电阻与内电阻相等时,电源的输出功率最大。本题中定值电阻R的阻值大于内阻的阻值,故滑动变阻器RP的阻值为0时,电源的输出功率最大,最大功率为,故D正确。
故选BD。
第II卷 (非选择题)
三、实验题(每空2分,共16分)
20. 某实验小组在测量电源电动势和内阻的实验中,采用如图甲所示的电路进行实验,
(1)按电路图连接电路后,在闭合开关S前,滑动变阻器滑片应置于_______(填“a”或“b”)端;
(2)根据实验数据绘出U-I图像如图乙,由图像可得电源电动势为_____V,内阻为_____Ω。
【答案】(1)a (2) ①. 1.9 ②. 2.0
【解析】
【小问1详解】
在闭合开关S前,为防止烧坏电表,滑动变阻器滑片应置于a端。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
可知图像的纵截距表示电源电动势,为
内阻
21. 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20分度的游标卡尺测量其长度,由图可知其长度______mm,用螺旋测微器测量其直径,由图可知其直径______mm;
(2)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻(约6Ω),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,实验室还各有的实验器材如下:
A.电压表V(量程3V,内阻约为15kΩ)
D.直流电源E(电动势为3V)
B.电流表A(量程0.6A,内阻约为1Ω)
E.开关
C.滑动变阻器R(阻值范围0~5Ω,5.0A)
F.导线若干
则该实验电路应选择下列电路中的______;
A. B. C. D.
(3)实验测出电压表读数为U,电流表读数为I,圆柱体横截面的直径为D,长度为L,则圆柱体电阻率为______(用D、L、U、I表示,单位均已为国际单位)
(4)由于存在系统误差,该实验的电阻测量值与电阻真实值的关系为______(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 100.25 ②. 4.487
(2)D (3)
(4)<
【解析】
【小问1详解】
[1]其长度
[2]直径
【小问2详解】
实验要求待测电阻两端的电压能从0开始连续可调,所以滑动变阻器应采用分压式接法,由于
所以电流表应采用外接法。
故选D。
【小问3详解】
根据电阻定律可得
且
联立可得
【小问4详解】
由于采用外接法,电流测量值偏大,根据可知<。
四、解答题(共25分)
22. 如图电路,电动机M与电阻R串联,电动机的电阻r=2Ω,电阻R=10Ω。当外加电压U=200V时,理想电压表示数为UV=150V。试求:
(1)通过R的电流;
(2)电动机输出的机械功率。
【答案】(1)5A (2)700W
【解析】
【小问1详解】
根据欧姆定律有
解得
I=5A
【小问2详解】
根据能量转化与守恒有
解得
P机=700W
23. 空间内有一匀强磁场,磁感线方向竖直向下:
(1)在磁场中放入一根长1cm、与磁场方向垂直的直导线,让导线中通过2A的电流,这段导线受到的磁场力为 求该磁场的磁感应强度大小。
(2)如图所示在这个磁场中放入一个线圈,线圈平面与水平方向夹角θ=60°, 线圈平面面积, 穿过线圈的磁通量φ为多少?
(3)如图所示若将线圈以 cd为轴顺时针转过120°角,则通过线圈的磁通量变化量为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
导线长度
导线与磁场方向垂直,由安培力大小公式得
解得
【小问2详解】
线圈平面与水平面夹角为,故磁场方向与线圈平面法线的夹角也为。由磁通量定义得
【小问3详解】
取初始线圈法线与磁场方向成锐角时的磁通量为正。线圈绕轴顺时针转过后,线圈平面变为水平面,且所取法线与磁场方向相反,因此转动后的磁通量为
由磁通量变化量的定义得
24. 一束初速不计的带电粒子,电荷量在经的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若板间距离,板长,两个极板间电压为,已知,粒子的质量为。(重力忽略不计)求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度;
(2)粒子在偏转电场中的加速度大小;
(3)粒子射出电场沿垂直于板面方向偏移的距离。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子加速过程中,由动能定理可得
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律,可得
其中
联立解得粒子在偏转电场中的加速度
【小问3详解】
粒子沿初速度方向做匀速直线运动,在偏转电场中的飞行时间设为,则有
解得
粒子飞出平行板时的侧移量
25. 如图所示,水平绝缘粗糙的轨道与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道平滑连接,半圆形轨道的半径,在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度,现有一电荷,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点,然后落至水平轨道上的点(图中未画出),取,试求:
(1)带电体运动到圆形轨道点时对圆形轨道的压力大小;
(2)点到点的距离;
(3)带电体在从开始运动到落至点的过程中的最大动能(结果保留3位有效数字)。
【答案】(1)6.0N
(2)0 (3)1.17J
【解析】
【小问1详解】
设带电体恰好能通过C点时的速度为,根据牛顿第二定律有
解得
设带电体通过B点时的速度为,设轨道对带电体的支持力大小为,带电体在B点时,根据牛顿第二定律有
带电体从B运动到C的过程中,根据动能定理有
联立解得
根据牛顿第三定律带电体对轨道的压力
【小问2详解】
设带电体从最高点C落至水平轨道上的D点经历的时间为t
根据运动的分解有,
联立解得0
【小问3详解】
由P到B带电体做加速运动,故最大速度一定出现在从B经C到D的过程中,在此过程中只有重力和电场力做功,这两个力大小相等,其合力与重力方向成45°夹角斜向右下方,故最大速度必出现在B点右侧对应圆心角为45°处。设带电体的最大动能为,根据动能定理有
代入数据解得.
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