精品解析:山西大同市灵丘豪洋中学2025-2026学年高三上学期12月质量监测物理试题(A卷)
2026-09-03
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内容正文:
2025~2026学年高三12月质量检测卷
物理(A卷)
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第一、二、三册,选择性必修第一册,选择性必修第二册第一、二章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,过P点的水平虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场。金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动,在圆环由虚线下方转至虚线上方的过程中,下列说法正确的是( )
A. 感应电流沿顺时针方向 B. 感应电流不断增大
C. 圆环受到的安培力大小不变 D. 圆环受到的安培力方向不变
2. 蹦极是一项非常刺激的户外活动。如图所示,人站在高处,把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,然后两臂伸开,双腿并拢,头朝下先做自由落体运动,下落到最低点后,再上升至最高点,在最高点弹性绳处于松弛状态。空气阻力不计,则人从最低点上升到最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 在最低点,弹性绳的弹力和人的重力大小相等
B. 失重阶段的加速度最大值一定小于重力加速度
C. 人的速度达到最大时,弹性绳的弹力和人的重力大小相等
D. 超重阶段的加速度最大值一定小于重力加速度
3. 如图所示,长为l的通电直导线被两条绝缘细线悬挂于点上,已知导线质量为m,通过的电流为I,方向如图所示,现使通电导线处在匀强磁场中,那么,能使通电导线静止在图示位置,且让悬线与竖直方向夹角为,重力加速度为g,则所加磁感应强度的最小值和方向应是( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向沿悬线向上
C. 大小为,方向水平向左
D. 大小为,方向竖直向下
4. 如图所示,一足够高的长方体玻璃砖竖直放置在水平桌面上,用单色激光笔从点以入射角照射到玻璃砖左侧,激光穿过玻璃砖后照到桌面上的点,取走玻璃砖,激光直接照到桌面上的点,、两点之间距离为。已知玻璃砖折射率为,不考虑光的反射,则长方体玻璃砖的厚度为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,粗细相同的圆环1、2是由同种金属制成的,虚线正方形内有垂直于圆面随时间均匀增大的匀强磁场(图中未画出),正方形内接于圆环2而外切于圆环1,不考虑圆环1、2的互感,则圆环1、2中的感应电流之比为( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,A、B、C、D、E、F、G、H是位于竖直平面内的半径为R的圆上的八等分点,AE连线竖直,现在空间加一平行于圆平面的匀强电场,从G点以相同的速率在圆平面内沿不同方向抛出质量为m、电量为q的带正电小球,小球经过圆上的不同位置动能不同,其中经过B点时动能最大,重力加速度为g,小球重力不可忽略,则下列说法正确的是( )
A. 沿不同方向抛出的小球运动的加速度不同
B. 电场方向沿FB方向
C. 电场强度的大小有可能为
D. 若电场强度的大小为,则小球经过圆上C点时电势能最小
7. 如图所示,质量为的球2静止在光滑水平面上,距离右侧竖直墙壁的距离为,质量为的球1以速度向右运动与球2发生对心碰撞,碰后球1的速度方向不变,假设所有的碰撞都是弹性碰撞,两球均视为质点,则从开始运动到两球第二次碰撞,球2运动的路程可能为( )
A. 8.4m B. 7.5m C. 7.0m D. 6.9m
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 下列关于磁场在现代科技中的应用说法正确的是( )
A. 图甲是磁流体发电机结构示意图,由图可以判断出板是发电机的正极
B. 图乙是霍尔效应示意图,金属导体上表面的电势比下表面的低
C. 图丙是电磁流量计的示意图,在、一定时,流量正比于
D. 图丁是回旋加速器的示意图,要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电压
9. 如图所示,水平传送带沿顺时针方向以恒定的速度运行,传送带上表面离水平地面的高度,将质量的物块轻放在传送带的左端A,物块从传送带的右端B飞离到落地的水平位移大小为,重力加速度取,物块与传送带间的动摩擦因数,不计物块大小及空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物块离开传送带时的速度大小为
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则物块与传送带摩擦产生的热量为
10. 如图所示,在均匀介质中有、、三点,,,。时,位于、两点的两个波源同时由平衡位置开始向上振动,振动方向与平面垂直,产生的两列简谐横波在该介质中的传播速度均为,是的中点,,是线段上距点最近的一个振动加强点,下列说法正确的是( )
A. 点始终位于波峰处
B. 两列波的频率均为
C. 、之间的连线上共有个振动加强点
D. 同时将两波源的频率增大一倍后,点还是振动加强点
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 智能手机中的“磁传感器”功能可实时记录手机附近磁场的变化,磁极越靠近手机,磁感应强度越大。某实验小组用手机、磁性小球、支架、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置来测量重力加速度。
(1)将摆线上端固定在支架上,下端系在小球上制成单摆。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端),再用螺旋测微器测摆球的直径,如图乙所示,则摆球的直径______;
(2)将手机放在悬点正下方的凳子上,使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于______(填“最高点”或“最低点”)。若测得连续个磁感应强度最大值的总时间为,则单摆周期的测量值为______(用和表示);
(3)改变悬线长度,重复操作,可以测得多组周期和对应悬线长度的值,以______为纵坐标(填“”、“”或“”),以为横坐标,描点作图。若所得的图像如图丙所示,图像的斜率为,则重力加速度的测量值为______;
(4)若在(3)中用摆线长加上小球直径作为摆长,则求出的重力加速度值会______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
12. 甲同学利用图甲所示的方法测量灵敏电流计G(量程为)的内阻,相关器材参数如下:
A.电源(电动势,内阻忽略)
B.滑动变阻器(阻值)
C.电阻箱
D.开关两个,导线若干
(1)按图甲所示电路图连接实物电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于______端(填“”或“”);
(2)甲同学的测量方法是:先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计的指针满偏;保持的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使电流计的指针示数为满偏的,电阻箱的示数如图乙所示,则电流计内阻的测量值是______。(结果保留三位有效数字)
(3)实际上电阻箱的接入,会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流计内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)为提高实验精度,下列措施可行的是______。
A. 更换电动势较小的电源
B. 更换电动势较大的电源
C. 更换阻值较大的滑动变阻器
(5)乙同学又找来一块电流表,将图甲改造为图丙所示电路,乙同学的测量方法是:闭合开关、,调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表的示数为电流计G的3倍,记下此时电阻箱的阻值为,则电流计内阻的测量值为______(用表示),乙同学的测量______(填“有”或“没有”)系统误差。
13. 如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角,垂直于导轨的金属棒的质量为110g,它与导轨间动摩擦因数为0.50,整个装置处于磁感应强度为1T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接的电源电动势为10V,内阻为,在开关闭合状态下,金属棒恰好不下滑,导轨和金属棒电阻不计,重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,.求:
(1)金属棒所受的安培力大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值。
14. 如图所示,和是两条足够长、相距的平行光滑金属导轨,右侧导轨水平且处在竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。导体棒垂直导轨放置在距离为的位置,现将导体棒从左侧圆弧导轨上高处垂直导轨由静止释放,沿导轨下滑并进入磁场区域,两棒始终未相碰。两导体棒的质量均为,接入电路的电阻均为,导轨电阻不计,重力加速度取。求:
(1)刚进入磁场时,回路中的电流;
(2)整个运动过程中,上产生的焦耳热;
(3)与间初始距离的最小值。
15. 如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限内有沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为,在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为。从轴上点沿轴正方向以一定的初速度射出一个质量为、电荷量为的带正电的粒子,不计粒子的重力。
(1)若初速度大小为,粒子经电场偏转后第一次从轴上点进入磁场,求到的距离;
(2)若粒子经电场偏转后第一次从轴上点(图中未画出)进入磁场,之后又能回到点,求到的距离;
(3)若粒子在运动过程中能通过正半轴上与相距为的点(图中未画出),求粒子在点的初速度大小的可能值。
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2025~2026学年高三12月质量检测卷
物理(A卷)
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版必修第一、二、三册,选择性必修第一册,选择性必修第二册第一、二章。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示,过P点的水平虚线上方有垂直纸面向里的匀强磁场。金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动,在圆环由虚线下方转至虚线上方的过程中,下列说法正确的是( )
A. 感应电流沿顺时针方向 B. 感应电流不断增大
C. 圆环受到的安培力大小不变 D. 圆环受到的安培力方向不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.圆环由虚线下方转至虚线上方的过程中,圆环磁通量向里增大,根据楞次定律可知感应电流沿逆时针方向,故A错误;
B.切割磁感线有效长度等于圆环和水平虚线上相交时圆环内的虚线长度,在旋转过程中,切割磁感线有效长度先增大后减小,由可知感应电动势先增大后减小,因此感应电流先增大后减小,故B错误;
C.有效长度和电流都发生变化,由可知圆环受到的安培力大小变化,故C错误;
D.圆环受安培力的有效长度是圆环在水平虚线上的切割线,故圆环受到的安培力方向始终竖直向下,故D正确。
故选D。
2. 蹦极是一项非常刺激的户外活动。如图所示,人站在高处,把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,然后两臂伸开,双腿并拢,头朝下先做自由落体运动,下落到最低点后,再上升至最高点,在最高点弹性绳处于松弛状态。空气阻力不计,则人从最低点上升到最高点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 在最低点,弹性绳的弹力和人的重力大小相等
B. 失重阶段的加速度最大值一定小于重力加速度
C. 人的速度达到最大时,弹性绳的弹力和人的重力大小相等
D. 超重阶段的加速度最大值一定小于重力加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.在最低点时,人的速度为零,但加速度最大且方向竖直向上。根据牛顿第二定律,合力方向向上,即弹性绳的弹力大于重力,故A错误;
B.失重是指物体具有向下加速度的状态,人刚开始下落时,弹性绳尚未绷紧,人只受重力作用,做自由落体运动,此时处于失重状态且加速度最大,加速度为重力加速度,因此,失重阶段的加速度最大值等于重力加速度,故B错误;
C.人的速度达最大时,加速度为零,人所受的合力为0,弹性绳的弹力和人的重力大小相等,故C正确;
D.设弹性绳的原长为,到达最低点弹性绳的形变量为,在最低点时合力向上,此时处于超重状态,对弹性绳和人组成的系统,由机械能守恒可得
整理可得
由牛顿第二定律可得
由于,加速度,因此超重阶段的最大加速度可以大于重力加速度,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,长为l的通电直导线被两条绝缘细线悬挂于点上,已知导线质量为m,通过的电流为I,方向如图所示,现使通电导线处在匀强磁场中,那么,能使通电导线静止在图示位置,且让悬线与竖直方向夹角为,重力加速度为g,则所加磁感应强度的最小值和方向应是( )
A. 大小为,方向竖直向上
B. 大小为,方向沿悬线向上
C. 大小为,方向水平向左
D. 大小为,方向竖直向下
【答案】B
【解析】
【详解】立体图首先改画成侧视图,再对通电导线进行受力分析,如图所示,受到重力,细线拉力和安培力的作用而处于平衡。根据动态平衡可知,当安培力方向垂直于细线拉力方向时,导线所受的安培力最小,此时磁感应强度最小,即
解得
根据左手定则可知,磁感应强度方向为沿悬线向上,故选B。
4. 如图所示,一足够高的长方体玻璃砖竖直放置在水平桌面上,用单色激光笔从点以入射角照射到玻璃砖左侧,激光穿过玻璃砖后照到桌面上的点,取走玻璃砖,激光直接照到桌面上的点,、两点之间距离为。已知玻璃砖折射率为,不考虑光的反射,则长方体玻璃砖的厚度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】光线的传播路径如图
根据折射定律有
解得
光线经矩形玻璃砖折射后与原光路平行,可知为平行四边形,则,为等腰三角形,由几何关系可知
玻璃砖厚度
解得
故选D。
5. 如图所示,粗细相同的圆环1、2是由同种金属制成的,虚线正方形内有垂直于圆面随时间均匀增大的匀强磁场(图中未画出),正方形内接于圆环2而外切于圆环1,不考虑圆环1、2的互感,则圆环1、2中的感应电流之比为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设圆环1的半径,则圆环2的半径。正方形的边长,则圆环1、2的感应电动势之比为
圆环电阻率相同、横截面积相同,长度不同,由电阻定律可知圆环1、2的电阻之比
由可知
故选C。
6. 如图所示,A、B、C、D、E、F、G、H是位于竖直平面内的半径为R的圆上的八等分点,AE连线竖直,现在空间加一平行于圆平面的匀强电场,从G点以相同的速率在圆平面内沿不同方向抛出质量为m、电量为q的带正电小球,小球经过圆上的不同位置动能不同,其中经过B点时动能最大,重力加速度为g,小球重力不可忽略,则下列说法正确的是( )
A. 沿不同方向抛出的小球运动的加速度不同
B. 电场方向沿FB方向
C. 电场强度的大小有可能为
D. 若电场强度的大小为,则小球经过圆上C点时电势能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A.沿不同方向抛出的小球受到的电场力与重力都相同,故运动的加速度相同,故A错误;
B.电场力与重力的合力为等效重力,球从G点出发,到B点时动能最大,可知B点是等效重力的最低点,则电场力与重力的合力方向沿FB方向,故B错误;
C.由几何关系可得FB与竖直方向的夹角为,当电场强度有最小值时,可得
解得,故C错误;
D.若电场强度的大小为,则电场强度方向水平向右,圆上C点电势最低,小球经过C点时电势能最小,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,质量为的球2静止在光滑水平面上,距离右侧竖直墙壁的距离为,质量为的球1以速度向右运动与球2发生对心碰撞,碰后球1的速度方向不变,假设所有的碰撞都是弹性碰撞,两球均视为质点,则从开始运动到两球第二次碰撞,球2运动的路程可能为( )
A. 8.4m B. 7.5m C. 7.0m D. 6.9m
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,设两球第一次碰撞后速度分别为、,根据动量守恒有
根据能量守恒有
联立解得,
球2运动到墙壁的时间
此过程球1运动的距离为
球1到墙壁的距离为
设经过时间两球再次相碰,则有
此过程球2运动的距离
故两次碰撞前后球2运动的路程为
解得
由于,近似处理可知
故选A。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 下列关于磁场在现代科技中的应用说法正确的是( )
A. 图甲是磁流体发电机结构示意图,由图可以判断出板是发电机的正极
B. 图乙是霍尔效应示意图,金属导体上表面的电势比下表面的低
C. 图丙是电磁流量计的示意图,在、一定时,流量正比于
D. 图丁是回旋加速器的示意图,要使粒子获得的最大动能增大,可增大加速电压
【答案】BC
【解析】
【详解】A.在磁流体发电机中,根据左手定则判断正、负离子的偏转方向。带正电的粒子向板偏转,所以板是发电机的正极,故A错误;
B.对于图乙的霍尔效应板,稳定时,导电粒子在洛伦兹力作用下发生偏转,根据左手定则,电子将向上偏转,所以上表面的电势比下表面的低,故B正确;
C.电荷通过电磁流量计时,有
污水的流量为
解得
在、一定时,流量正比于,故C正确;
D.设回旋加速器形盒的半径为,粒子获得的最大速度为,根据牛顿第二定律有
解得
粒子的最大动能为
由上式可知粒子获得的最大动能与加速电压无关,D错误。
故选BC。
9. 如图所示,水平传送带沿顺时针方向以恒定的速度运行,传送带上表面离水平地面的高度,将质量的物块轻放在传送带的左端A,物块从传送带的右端B飞离到落地的水平位移大小为,重力加速度取,物块与传送带间的动摩擦因数,不计物块大小及空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物块离开传送带时的速度大小为
B. 若,则
C. 若,则
D. 若,则物块与传送带摩擦产生的热量为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.物块离开传送带右端做平抛运动,则有,
解得,故A正确;
B.物块在传送带上开始做匀加速直线运动,结合上述可知,加速过程的末速度为,根据牛顿第二定律有
解得
根据速度与位移的关系有
解得
可知,若,则物块一定是先匀加速到后再做匀速直线运动,则有,故B错误;
C.若,则物块从到一直做匀加速直线运动,结合上述可知,故C错误;
D.结合上述,物块加速时间
传送带位移
则有,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,在均匀介质中有、、三点,,,。时,位于、两点的两个波源同时由平衡位置开始向上振动,振动方向与平面垂直,产生的两列简谐横波在该介质中的传播速度均为,是的中点,,是线段上距点最近的一个振动加强点,下列说法正确的是( )
A. 点始终位于波峰处
B. 两列波的频率均为
C. 、之间的连线上共有个振动加强点
D. 同时将两波源的频率增大一倍后,点还是振动加强点
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题意可得
因此是直角三角形,。根据直角三角形斜边中线等于斜边一半可知,点到两波源距离相等,且两个波源同时由平衡位置开始向上振动,所以点是振动加强点,但位移随时间变化,不是始终位于波峰处,故A 错误;
B.由题可得
由余弦定理得
点到两波源的波程差
解得
频率为,故B正确;
C.点到两波源的波程差
则之间连线上有个振动加强点。
点到两波源的波程差
则之间连线上有个振动加强点,由于点也是振动加强点,故之间连线上共有个振动加强点,故错误;
D.同时将两波源的频率增大一倍后,由于波速不变,由可得,点到两波源的波程差,点仍是振动加强点,故D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 智能手机中的“磁传感器”功能可实时记录手机附近磁场的变化,磁极越靠近手机,磁感应强度越大。某实验小组用手机、磁性小球、支架、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置来测量重力加速度。
(1)将摆线上端固定在支架上,下端系在小球上制成单摆。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端),再用螺旋测微器测摆球的直径,如图乙所示,则摆球的直径______;
(2)将手机放在悬点正下方的凳子上,使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于______(填“最高点”或“最低点”)。若测得连续个磁感应强度最大值的总时间为,则单摆周期的测量值为______(用和表示);
(3)改变悬线长度,重复操作,可以测得多组周期和对应悬线长度的值,以______为纵坐标(填“”、“”或“”),以为横坐标,描点作图。若所得的图像如图丙所示,图像的斜率为,则重力加速度的测量值为______;
(4)若在(3)中用摆线长加上小球直径作为摆长,则求出的重力加速度值会______(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)##5.979##5.981
(2) ①. 最低点 ②.
(3) ①. ②.
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,摆球的直径为
【小问2详解】
[1]当磁感应强度测量值最大时,小球离传感器最近,所以小球位于最低点。
[2]每隔半个周期磁感应强度达到最大值一次,所以时间内共经历个周期,即
故得周期
【小问3详解】
[1]根据单摆周期公式可得
可得
则为纵坐标,以为横坐标,描点作图。
[2]图像的斜率为
重力加速度的测量值为
【小问4详解】
若用作为摆长,有
则有
可知图像斜率不变,不影响重力加速度测量结果。
12. 甲同学利用图甲所示的方法测量灵敏电流计G(量程为)的内阻,相关器材参数如下:
A.电源(电动势,内阻忽略)
B.滑动变阻器(阻值)
C.电阻箱
D.开关两个,导线若干
(1)按图甲所示电路图连接实物电路,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于______端(填“”或“”);
(2)甲同学的测量方法是:先断开开关,闭合开关,调节滑动变阻器,使电流计的指针满偏;保持的阻值不变,再闭合,调节电阻箱,使电流计的指针示数为满偏的,电阻箱的示数如图乙所示,则电流计内阻的测量值是______。(结果保留三位有效数字)
(3)实际上电阻箱的接入,会使电路总电阻减小,总电流增大,导致电流计内阻的测量值______(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)为提高实验精度,下列措施可行的是______。
A. 更换电动势较小的电源
B. 更换电动势较大的电源
C. 更换阻值较大的滑动变阻器
(5)乙同学又找来一块电流表,将图甲改造为图丙所示电路,乙同学的测量方法是:闭合开关、,调节滑动变阻器和电阻箱,使电流表的示数为电流计G的3倍,记下此时电阻箱的阻值为,则电流计内阻的测量值为______(用表示),乙同学的测量______(填“有”或“没有”)系统误差。
【答案】(1)
(2)
(3)小于 (4)B
(5) ①. ②. 没有
【解析】
【小问1详解】
闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于端,滑动变阻器接入电路阻值最大,保护电路安全。
【小问2详解】
根据电阻箱读数,电流计的指针示数是满偏的,此时电阻箱的电流为电流计满偏电流的,因电阻箱的示数为,根据并联电路规律可知,电流计的内阻测量值为。
【小问3详解】
闭合后,总电阻减小,则总电流增大,通过电阻箱的真实电流偏大,导致电流计内阻的测量值小于真实值。
【小问4详解】
AB.选用电动势较大的电源,使表的指针满偏时滑动变阻器接入电路的电阻增大,当接入时,电路总电流的变化减小,电流表指针半偏时的阻值更接近于电流表内阻,从而减小实验误差,故A错误,B正确。
C.若电动势不变,满偏所需的接入阻值固定,更换更大最大阻值的滑动变阻器,接入阻值不变,不能减小误差,故C错误。
故选B。
【小问5详解】
[1][2]同学乙操作中让电流表的示数为电流计的倍,则电阻箱的电流是电流计电流的倍,由于并联两端电压相等,则电流计的内阻测量值为,该方法直接测出了干路电流,不需要近似总电流不变,因此同学乙的测量没有系统误差。
13. 如图所示,相距20cm的平行金属导轨所在平面与水平面夹角,垂直于导轨的金属棒的质量为110g,它与导轨间动摩擦因数为0.50,整个装置处于磁感应强度为1T的竖直向上的匀强磁场中,导轨所接的电源电动势为10V,内阻为,在开关闭合状态下,金属棒恰好不下滑,导轨和金属棒电阻不计,重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,.求:
(1)金属棒所受的安培力大小;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设金属棒所受的安培力大小为,由题意,其受力分析如图所示,根据平衡条件则有
垂直导轨方向有
平行斜导轨方向有
又因为
联立并代入数据解得
【小问2详解】
金属棒受到的安培力为
解得
由闭合电路欧姆定律则有
解得
14. 如图所示,和是两条足够长、相距的平行光滑金属导轨,右侧导轨水平且处在竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。导体棒垂直导轨放置在距离为的位置,现将导体棒从左侧圆弧导轨上高处垂直导轨由静止释放,沿导轨下滑并进入磁场区域,两棒始终未相碰。两导体棒的质量均为,接入电路的电阻均为,导轨电阻不计,重力加速度取。求:
(1)刚进入磁场时,回路中的电流;
(2)整个运动过程中,上产生的焦耳热;
(3)与间初始距离的最小值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对进入磁场前,由机械能守恒定律有
解得
代入数据解得
刚进入磁场时,切割磁感线产生感应电动势
回路总电阻
由欧姆定律得电流
代入数据解得
【小问2详解】
在磁场中运动时,系统水平方向合外力为零,动量守恒,稳定后共同速度为
则有
解得
系统损失的机械能转化为焦耳热,总焦耳热
代入数据得
两棒电阻相等,串联时产生热量相等,故
【小问3详解】
对棒,由动量定理得
其中为电荷量,回路中电荷量
、分别为和在磁场中位移,联立得
解得
代入数据解得
为保证两棒不相撞,棒与距离至少为,故
15. 如图所示,在平面直角坐标系的第一、二象限内有沿轴负方向的匀强电场,电场强度大小为,在第三、四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为。从轴上点沿轴正方向以一定的初速度射出一个质量为、电荷量为的带正电的粒子,不计粒子的重力。
(1)若初速度大小为,粒子经电场偏转后第一次从轴上点进入磁场,求到的距离;
(2)若粒子经电场偏转后第一次从轴上点(图中未画出)进入磁场,之后又能回到点,求到的距离;
(3)若粒子在运动过程中能通过正半轴上与相距为的点(图中未画出),求粒子在点的初速度大小的可能值。
【答案】(1)
(2)
(3)①;②
【解析】
【小问1详解】
粒子在电场中做类平抛运动,方向有
方向有
加速度为
联立解得
【小问2详解】
由题意,粒子运动轨迹如图所示,设粒子以速度经过点,与轴的夹角为。
进入磁场后,沿半径为的圆周运动到的对称点再进入电场做类斜上抛运动回到点。根据几何关系有
由洛伦兹力提供向心力有
将速度分解有
在电场中运动的加速度大小为,根据牛顿第二定律有
方向,据运动学公式有
联立解得
【小问3详解】
①粒子从点飞出后,经磁场回转,又斜向上飞入电场区,如此循环,历经磁场次,最终在电场区击中点,如图所示
满足
又
代入得
②在磁场区击中点,如图所示
满足
又
代入得
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