精品解析:广东省2025-2026学年高二上学期期末物理试题
2026-09-04
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内容正文:
高二年级1月份自测
物理
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 下列说法正确的是( )
A. 空间某点的电场强度为零,但该点的电势可能不为零
B. 由电容的定义式可知,电荷量Q越大,电容C越大
C. 法拉第发现电磁感应现象,并提出了电磁波的形成原理
D. 电磁炉可以加热陶瓷汤锅中的食物
【答案】A
【解析】
【详解】A.电场强度为零的点,电势不一定为零。例如,在均匀带电球壳内部,电场强度处处为零,但电势等于球壳表面的电势,不为零,故A正确;
B.电容是电容器本身的固有属性,采用的比值定义法,其大小与电量和电压无关,故B错误;
C.法拉第于1831年发现电磁感应现象,电磁波的形成原理由麦克斯韦于1865年提出,故C错误;
D.电磁炉利用交变磁场在锅底产生涡流加热食物,要求锅具为导体。陶瓷是绝缘体,无法产生涡流,不能加热陶瓷锅中的食物,故D错误。
故选A。
2. 如图甲所示,一扇形导线框处在垂直线框平面的匀强磁场中,规定垂直线框平面向外为正方向,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 在t=1.5s时,穿过线框的磁通量变化率最大
B. 0~0.5s内,线框中的感应电流的方向为逆时针方向
C. 在t=0.5s时,线框中的感应电动势最大
D. t=0.7s和t=1.2s时的感应电流方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题意根据,可知在t=1.5s时,穿过线框的磁通量变化率为零,A错误;
B.由楞次定律的“增反减同”可知,0~0.5s时间内,感应电流的磁场方向为垂直纸面向里,由安培定则可知,感应电流方向为顺时针方向,B错误;
C.由法拉第电磁感应定律可知,在t=0.5s时,,感应电动势最小,C错误;
D.由楞次定律可知,0.5~1.5s时间内,感应电流方向相同,为逆时针方向,D正确。
故选D。
3. 如图所示,在绝缘水平面上固定着电荷量为+Q的点电荷,a、b、c为同一直线上的三点,ab=bc,下列说法正确的是( )
A. a、b、c三点的电场强度关系为
B. a、b、c三点的电势关系为
C. a、b、c间的电势差关系有
D. 将负电荷从a点移动到c点的过程中,库仑力对负电荷做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A.由,可知,A错误;
B.电场线方向由c→a,沿电场线方向电势逐渐降低,则,B正确;
C.a→b→c的电场强度逐渐增大,由,可知,C错误;
D.在负电荷从a点移动到c点的过程中,库仑力对负电荷做正功,D错误。
故选B。
4. 如图所示,间距为d的平行金属导轨所在平面与水平面间的夹角为θ,导轨底端通过导线接有直流电源,整个装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab垂直导轨放置。当开关S断开时,金属杆ab刚好静止;当开关S闭合后,通过金属杆ab的电流为I,金属杆ab也刚好静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 金属杆ab与导轨间的动摩擦因数为
B. 磁场方向垂直导轨平面向下
C. 磁感应强度大小为
D. 磁感应强度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.开关S断开时,金属杆ab刚好静止,有
解得,A错误;
BCD.开关S闭合后,金属杆ab也刚好静止,磁场方向垂直导轨平面,根据平衡条件可知,金属杆ab所受安培力只能沿斜面向上,根据左手定则可知,磁场方向垂直导轨平面向上。对金属杆进行受力分析,根据平衡条件有
解得,故C正确,BD错误。
故选C。
5. 如图所示是收集蚊香烟雾的简化实验装置,在铝板和长钢针中间放置点燃的蚊香。当铝板和钢针之间通电后,蚊香放出的烟雾会被铝板吸附,烟尘颗粒的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 通电后,烟尘颗粒会带上正电
B. 通电后,某烟尘颗粒向铝板运动的过程中,动能逐渐减小
C. 通电后,某烟尘颗粒向铝板运动的过程中,电势能逐渐增大
D. 通电后,某烟尘颗粒向铝板运动的过程中,加速度逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】钢针尖端和铝板附近的电场线分布如图所示
烟尘颗粒会被铝板吸附,可知烟尘颗粒带负电,烟尘颗粒向铝板运动的过程中,动能增大,电势能减小,电场强度减小,电场力减小,加速度减小。
故选D。
6. 两根通电长直导线的电流大小相等,平行固定,在如图所示截面内,O是导线P、Q连线的中点,a、b、c是导线P、Q连线中垂线上的三点,Oa=Ob。已知通电的长直导线在周围某点产生的磁场磁感应强度大小为(k为常数,r为该点到导线的距离),下列说法正确的是( )
A. O点处的磁感应强度为零
B. a点与b点的磁感应强度大小相同,方向不同
C. b点比c点的磁感应强度大
D. 在导线P、Q的连线上没有磁感应强度相同的点
【答案】C
【解析】
【详解】A.由安培定则可知,在导线P、Q连线上的所有点的磁感应强度方向垂直于连线向下,O点的磁感应强度不为零,A错误;
BD.由可知,在导线P、Q连线上关于O点对称的两点,磁感应强度的大小相等;a、b两点关于O点对称,产生的磁感应强度大小相等,设为B0,如图所示
可知a、b两点的磁感应强度大小相等,方向相同,BD错误;
C.从b点向c点移动时,两导线产生的磁感应强度大小在减小且夹角在增大,则合磁感应强度减小,C正确。
故选C。
7. 如图所示电路,闭合开关S,滑片P位于中点时,发现灯泡L的亮度太暗。在下列调节过程中,各电器元件均没有被烧坏,电压表和电流表均视为理想电表,灯泡L的电阻不变,下列说法正确的是( )
A. 仅将滑片P向下滑动,灯泡L的亮度更暗,电流表A、电压表V1的示数均减小
B. 仅将滑片P向上滑动,灯泡L的亮度变亮,电压表V1、V2的示数均变大
C. 仅将滑片P向上滑动,灯泡L的亮度变亮,电源的输出功率变大
D. 若灯泡L突然熄灭,电流表、电压表V2的示数均为零,电压表V1示数不为零,则可能是滑动变阻器R的导线连接处发生断路
【答案】D
【解析】
【详解】A.将滑片P向下滑动,滑动变阻器接入电路的阻值增大,外电阻增大,总电流变小,则灯泡L变得更暗,电流表的示数变小,但电压表V1的示数变大,A错误;
B.将滑片P向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,外电阻变小,总电流变大,则电压表V2的示数变大,但电压表V1的示数变小,B错误;
C.当外电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,题目未知内外阻的关系,故电源的输出功率可能增大,可能减小,C错误;
D.灯泡L突然熄灭,电流表、电压表V2的示数均为零,说明电路中某处发生了断路,电压表V1示数不为零,说明电压表V1的正负极和电源连接完好,则可能是滑动变阻器R的导线连接处发生断路,D正确。
故选D。
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,有多项符合题目要求,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. 某医院有一台质子治疗仪,该设备产生高速质子束,用于精准摧毁癌细胞。质子束需先通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场,方向如图所示,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,该场只允许某一特定速度v0的质子沿着直线通过,以确保后续能将其精确引导至肿瘤位置,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A.
B. 该质子以从左端进入也能沿直线DC通过该区域
C. 若质子以2v0从右端沿CD方向射入,将向极板MN偏转
D. 若将质子换成α粒子()以v0从右端沿CD方向射入,也可以沿着直线CD通过
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.质子进入电磁区域后,由左手定则可知受到向上的电场力和向下的洛伦兹力,则
可得,故A正确;
B.质子从左端进入电磁区域后,受到向上的电场力和向上的洛伦兹力,不可能做直线运动,故B错误;
C.质子以速度从右端进入电磁区域时
质子向极板MN偏转,故C正确;
D.粒子能否沿直线通过电磁区域只和速度有关,与比荷无关,故D正确。
故选ACD。
9. 如图所示,一个质量为m的球形导体,电荷量为+Q,其下方水平放置一块可视为无限大的金属板,金属板接地,且与球形导体初始距离为d,A、B是金属板上的两点。球形导体受到向上的恒定推力作用,竖直向上运动,运动过程中电荷量保持不变,静电力常量为k,且不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 球形导体在初始位置受到的库仑力大小为,A、B两点的电势为
B. 球形导体在上升过程中,做加速度逐渐减小的加速运动
C. 球形导体在上升过程中,电势能增大
D. 推力对球形导体做的功等于球形导体势能的增加量和动能增加量之和
【答案】CD
【解析】
【详解】A.金属板上会感应出电荷量为Q的负电荷,但不是点电荷,因此球形导体受到的库仑力不等于,整个金属板都是一个等势体,,A错误;
B.在球形导体上升的过程中,由牛顿第二定律可得可知,库仑力减小,加速度增大,球形导体做加速度逐渐增大的加速运动,B错误;
C.球形导体和金属板之间是库仑引力,上升过程,引力做负功,电势能增大,C正确;
D.由功能关系可知,推力对球形导体做的功等于系统的能量增加,即电势能、重力势能和动能的增加量之和,D正确。
故选CD。
10. 如图所示,在水平地面上固定半径为R的光滑瓷碗,EF为直径且水平,在虚线CD的下方存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场。现将质量为m的金属球从F点由静止释放。已知金属球的直径远小于R,重力加速度为g,CD的高度为H,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 金属球将在EF之间来回运动
B. 金属球最终在CD之间来回运动
C. 金属球在最低点G受到的支持力为3mg
D. 在整个运动过程中金属球中产生的热量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.金属球在进、出磁场时,金属球的磁通量发生改变,有感应电流产生,因而有焦耳热产生,金属球不可能到原来的高度,A错误;
B.金属球完全在磁场中运动时,磁通量没有改变,没有热量产生,机械能守恒,因此金属球最终在CD之间来回运动,B正确;
C.若金属球中没有焦耳热产生,到最低点G时,由动能定理可得
由牛顿第二定律可得
可得,实际有热量产生,所以到最低点G的速度变小,支持力变小,C错误;
D.从开始到最终在CD间来回运动的过程中,由能量守恒定律可得,D正确。
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验。
(1)利用图甲所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素,其中小磁针静止时和导线平行放置,当开关闭合瞬间,发现小磁针________,说明线圈________(填“A”或“B”)产生了感应电流。
(2)所用灵敏电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流计时,指针向右偏转。
(3)如图乙所示,将条形磁铁放在螺线管中静止不动,发现灵敏电流计的指针________。
(4)如图乙所示,将条形磁铁S极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图丙所示,可知螺线管中感应电流产生的磁场方向________(填“向下”或“向上”)。
(5)如图乙所示,将条形磁铁S极向上抽出螺线管时,发现电流计的指针向左偏转,可知螺线管中感应电流产生的磁场方向________(填“向下”或“向上”)。
(6)由以上实验操作,同学们得出的实验结论是:闭合回路中的磁通量________时,会产生感应电流,且感应电流产生的磁场总是________的变化。
【答案】 ①. 转动 ②. A ③. 静止不动(或指向零刻度) ④. 向下 ⑤. 向上 ⑥. 发生变化 ⑦. 阻碍原磁通量
【解析】
【详解】(1)[1][2]闭合开关瞬间,在线圈A中产生感应电流,导线处的电流产生磁场,使小磁针垂直纸面转动。
(3)[3]将条形磁铁放在螺线管中静止不动,没有磁通量变化,没有产生感应电流,灵敏电流计的指针静止指向零刻度。
(4)[4]将条形磁铁S极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转,则电流方向为 D→C,则根据右手螺旋定则可知螺线管中感应电流产生的磁场方向向下。
(5)[5]同理(4)可知将条形磁铁S极向上抽出螺线管时,螺线管中感应电流产生的磁场方向向上。
(6)[6]实验(1)(3)(4)(5)说明闭合回路中的磁通量发生变化时,会产生感应电流。
[7]实验(4)(5)说明感应电流产生的磁场总是阻碍原磁通量的变化。
12. 现有一块锂电池,某实验兴趣小组准备测量该电池的电动势和内阻,提供的器材如下:
A.待测锂电池(电动势约为3.7V,内阻约为250mΩ)
B.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.滑动变阻器R(0~5Ω)
E.定值电阻R0 = 2Ω
F.开关、导线若干
(1)该小组设计了如图甲所示的测量电路,请在图乙中完成实物连线________。
(2)调节滑动变阻器到最大阻值,闭合开关,逐次改变滑动变阻器的电阻,记录相应的电流表示数I和电压表示数U如下表,并绘制U-I图像如图丙所示。
电压(V)
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
电流(A)
0.36
0.40
0.44
0.49
0.52
0.57
(3)根据图线得出电池的电动势为________V,内阻为________Ω(结果保留三位有效数字)。由于电压表内阻不是无穷大,本实验电池内阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)若在图丁中的曲线A是某电阻的U-I图线,将该电阻与锂电池、定值电阻R0=2Ω串联成回路,此时该电阻的电功率P =________W(结果保留三位有效数字)。
【答案】 ①. ②. 3.60 ③. 0.258 ④. 小于 ⑤. 1.01
【解析】
【详解】(1)[1]根据电路图,连接实物图如图所示
(3)[2]由闭合电路欧姆定律可得
整理得
则U-I图像的纵截距为电源的电动势,则
[3]U-I图像的斜率的绝对值
解得
[4]由于电压表的分流使电流的测量值偏小,电流表所在支路开路时,电压表测出的是路端电压为
同时短路电流相同,故U-I图像中横截距相同,纵截距偏小,斜率的绝对值偏小,故内阻的测量值偏小。
(4)[5]由题意可知图丁中两图线的交点即为该电阻两端的电压和电流,即U=2.8 V,I=0.36 A,则该电阻的功率为P=2.8×0.36 W≈1.01W。
13. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着垂直于坐标平面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场,一带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成θ(弧度制)角的方向射入第一象限,并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a,不计粒子重力,求
(1)粒子的电性;
(2)该粒子的比荷;
(3)粒子穿过第一象限所用的时间t。
【答案】(1)粒子带负电
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子从 P 点偏转到Q 点,由左手定则可知,粒子带负电
【小问2详解】
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
由几何知识得
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
【小问3详解】
粒子在磁场中的运动周期
粒子穿过第一象限所用的时间
联立解得
14. 如图所示为离子束偏转系统:带电粒子从下极板MN的左边缘M点以初速度v0沿着与极板MN成θ角进入偏转电场,之后从上极板PQ的右边缘Q点平行于极板射出,从G点进入辐向电场,刚好沿虚线GH飞出电场。已知极板PQ、MN的长度为l,粒子的质量为m,电荷量为q,辐向电场的外圆半径为R1,内圆半径为R2,辐向电场的方向指向圆心O,虚线GH距AB和CD的距离相等,虚线GH处的电场强度大小相等,不计粒子重力,求:
(1)偏转电场的电压U;
(2)偏转电场两极板间的距离d;
(3)辐向电场GH处的电场强度E的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
粒子在偏转电场中做类斜抛运动,由可逆性分析,可知做类平抛运动,初速度为
从M点到Q点的过程中由动能定理可得
解得
【小问2详解】
由(1)可知,粒子在沿极板方向有
在垂直极板方向有 ,
联立解得
【小问3详解】
在辐向电场中,粒子做匀速圆周运动,半径为
由电场力提供向心力可得
解得
15. 电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置,某实验型电磁弹射系统由足够长的水平导轨、弹射滑块和电压为U=8.0V的恒压源组成。导轨间距L=0.50m,整个系统处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小B=1.0T。弹射滑块的质量m=0.50kg,电阻R = 0.40Ω,与导轨间的动摩擦因数。其他电阻不计,重力加速度g =10m/s2,滑块在运动过程中始终保持水平且与导轨接触良好,忽略空气阻力。求:
(1)开关闭合瞬间,滑块的加速度a的大小;
(2)开关闭合后,滑块能达到的最大速度vm的大小;
(3)若经过6s滑块已达到最大速度,求6s内滑块滑行的距离s和系统产生的焦耳热Q。
【答案】(1)19m/s2
(2)
(3) ;
【解析】
【小问1详解】
开关闭合瞬间,有
安培力
根据牛顿第二定律有
滑动摩擦力
联立解得。
【小问2详解】
开关闭合后,滑块切割磁感线,电流减小,安培力减小,做加速度逐渐减小的加速运动,加速度为零,安培力等于摩擦力时,速度达到最大,电路中的等效电动势为
结合(1)可得
联立解得。
【小问3详解】
设6s内滑块滑行的位移为,对滑块有
结合(1)(2)可得
解得
对滑块有
电量
解得
由能量守恒定律可得
解得。
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高二年级1月份自测
物理
本试卷共8页,15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1、答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答: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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 下列说法正确的是( )
A. 空间某点的电场强度为零,但该点的电势可能不为零
B. 由电容的定义式可知,电荷量Q越大,电容C越大
C. 法拉第发现电磁感应现象,并提出了电磁波的形成原理
D. 电磁炉可以加热陶瓷汤锅中的食物
2. 如图甲所示,一扇形导线框处在垂直线框平面的匀强磁场中,规定垂直线框平面向外为正方向,磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 在t=1.5s时,穿过线框的磁通量变化率最大
B. 0~0.5s内,线框中的感应电流的方向为逆时针方向
C. 在t=0.5s时,线框中的感应电动势最大
D. t=0.7s和t=1.2s时的感应电流方向相同
3. 如图所示,在绝缘水平面上固定着电荷量为+Q的点电荷,a、b、c为同一直线上的三点,ab=bc,下列说法正确的是( )
A. a、b、c三点的电场强度关系为
B. a、b、c三点的电势关系为
C. a、b、c间的电势差关系有
D. 将负电荷从a点移动到c点的过程中,库仑力对负电荷做负功
4. 如图所示,间距为d的平行金属导轨所在平面与水平面间的夹角为θ,导轨底端通过导线接有直流电源,整个装置处于垂直导轨平面的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab垂直导轨放置。当开关S断开时,金属杆ab刚好静止;当开关S闭合后,通过金属杆ab的电流为I,金属杆ab也刚好静止。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 金属杆ab与导轨间的动摩擦因数为
B. 磁场方向垂直导轨平面向下
C. 磁感应强度大小为
D. 磁感应强度大小为
5. 如图所示是收集蚊香烟雾的简化实验装置,在铝板和长钢针中间放置点燃的蚊香。当铝板和钢针之间通电后,蚊香放出的烟雾会被铝板吸附,烟尘颗粒的重力不计,下列说法正确的是( )
A. 通电后,烟尘颗粒会带上正电
B. 通电后,某烟尘颗粒向铝板运动的过程中,动能逐渐减小
C. 通电后,某烟尘颗粒向铝板运动的过程中,电势能逐渐增大
D. 通电后,某烟尘颗粒向铝板运动的过程中,加速度逐渐减小
6. 两根通电长直导线的电流大小相等,平行固定,在如图所示截面内,O是导线P、Q连线的中点,a、b、c是导线P、Q连线中垂线上的三点,Oa=Ob。已知通电的长直导线在周围某点产生的磁场磁感应强度大小为(k为常数,r为该点到导线的距离),下列说法正确的是( )
A. O点处的磁感应强度为零
B. a点与b点的磁感应强度大小相同,方向不同
C. b点比c点的磁感应强度大
D. 在导线P、Q的连线上没有磁感应强度相同的点
7. 如图所示电路,闭合开关S,滑片P位于中点时,发现灯泡L的亮度太暗。在下列调节过程中,各电器元件均没有被烧坏,电压表和电流表均视为理想电表,灯泡L的电阻不变,下列说法正确的是( )
A. 仅将滑片P向下滑动,灯泡L的亮度更暗,电流表A、电压表V1的示数均减小
B. 仅将滑片P向上滑动,灯泡L的亮度变亮,电压表V1、V2的示数均变大
C. 仅将滑片P向上滑动,灯泡L的亮度变亮,电源的输出功率变大
D. 若灯泡L突然熄灭,电流表、电压表V2的示数均为零,电压表V1示数不为零,则可能是滑动变阻器R的导线连接处发生断路
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,有多项符合题目要求,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. 某医院有一台质子治疗仪,该设备产生高速质子束,用于精准摧毁癌细胞。质子束需先通过互相垂直的匀强电场和匀强磁场,方向如图所示,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,该场只允许某一特定速度v0的质子沿着直线通过,以确保后续能将其精确引导至肿瘤位置,不计粒子重力,下列说法正确的是( )
A.
B. 该质子以从左端进入也能沿直线DC通过该区域
C. 若质子以2v0从右端沿CD方向射入,将向极板MN偏转
D. 若将质子换成α粒子()以v0从右端沿CD方向射入,也可以沿着直线CD通过
9. 如图所示,一个质量为m的球形导体,电荷量为+Q,其下方水平放置一块可视为无限大的金属板,金属板接地,且与球形导体初始距离为d,A、B是金属板上的两点。球形导体受到向上的恒定推力作用,竖直向上运动,运动过程中电荷量保持不变,静电力常量为k,且不考虑空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 球形导体在初始位置受到的库仑力大小为,A、B两点的电势为
B. 球形导体在上升过程中,做加速度逐渐减小的加速运动
C. 球形导体在上升过程中,电势能增大
D. 推力对球形导体做的功等于球形导体势能的增加量和动能增加量之和
10. 如图所示,在水平地面上固定半径为R的光滑瓷碗,EF为直径且水平,在虚线CD的下方存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场。现将质量为m的金属球从F点由静止释放。已知金属球的直径远小于R,重力加速度为g,CD的高度为H,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 金属球将在EF之间来回运动
B. 金属球最终在CD之间来回运动
C. 金属球在最低点G受到的支持力为3mg
D. 在整个运动过程中金属球中产生的热量为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 为了探究影响感应电流方向的因素,同学们做了如下的实验。
(1)利用图甲所示的实验装置来探究影响感应电流方向的因素,其中小磁针静止时和导线平行放置,当开关闭合瞬间,发现小磁针________,说明线圈________(填“A”或“B”)产生了感应电流。
(2)所用灵敏电流计指针偏转方向与电流方向间的关系为:当电流从“+”接线柱流入电流计时,指针向右偏转。
(3)如图乙所示,将条形磁铁放在螺线管中静止不动,发现灵敏电流计的指针________。
(4)如图乙所示,将条形磁铁S极向下插入螺线管时,发现电流计的指针向右偏转。螺线管的绕线方向如图丙所示,可知螺线管中感应电流产生的磁场方向________(填“向下”或“向上”)。
(5)如图乙所示,将条形磁铁S极向上抽出螺线管时,发现电流计的指针向左偏转,可知螺线管中感应电流产生的磁场方向________(填“向下”或“向上”)。
(6)由以上实验操作,同学们得出的实验结论是:闭合回路中的磁通量________时,会产生感应电流,且感应电流产生的磁场总是________的变化。
12. 现有一块锂电池,某实验兴趣小组准备测量该电池的电动势和内阻,提供的器材如下:
A.待测锂电池(电动势约为3.7V,内阻约为250mΩ)
B.电压表(量程0~3V,内阻约为3kΩ)
C.电流表(量程0~0.6A,内阻约为0.1Ω)
D.滑动变阻器R(0~5Ω)
E.定值电阻R0 = 2Ω
F.开关、导线若干
(1)该小组设计了如图甲所示的测量电路,请在图乙中完成实物连线________。
(2)调节滑动变阻器到最大阻值,闭合开关,逐次改变滑动变阻器的电阻,记录相应的电流表示数I和电压表示数U如下表,并绘制U-I图像如图丙所示。
电压(V)
2.80
2.70
2.60
2.50
2.40
2.30
电流(A)
0.36
0.40
0.44
0.49
0.52
0.57
(3)根据图线得出电池的电动势为________V,内阻为________Ω(结果保留三位有效数字)。由于电压表内阻不是无穷大,本实验电池内阻的测量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(4)若在图丁中的曲线A是某电阻的U-I图线,将该电阻与锂电池、定值电阻R0=2Ω串联成回路,此时该电阻的电功率P =________W(结果保留三位有效数字)。
13. 如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着垂直于坐标平面向外的磁感应强度大小为B的匀强磁场,一带电粒子从x轴上的P点以速度v沿与x轴成θ(弧度制)角的方向射入第一象限,并恰好垂直于y轴射出第一象限。已知OP=a,不计粒子重力,求
(1)粒子的电性;
(2)该粒子的比荷;
(3)粒子穿过第一象限所用的时间t。
14. 如图所示为离子束偏转系统:带电粒子从下极板MN的左边缘M点以初速度v0沿着与极板MN成θ角进入偏转电场,之后从上极板PQ的右边缘Q点平行于极板射出,从G点进入辐向电场,刚好沿虚线GH飞出电场。已知极板PQ、MN的长度为l,粒子的质量为m,电荷量为q,辐向电场的外圆半径为R1,内圆半径为R2,辐向电场的方向指向圆心O,虚线GH距AB和CD的距离相等,虚线GH处的电场强度大小相等,不计粒子重力,求:
(1)偏转电场的电压U;
(2)偏转电场两极板间的距离d;
(3)辐向电场GH处的电场强度E的大小。
15. 电磁弹射器是航空母舰上的一种舰载机起飞装置,某实验型电磁弹射系统由足够长的水平导轨、弹射滑块和电压为U=8.0V的恒压源组成。导轨间距L=0.50m,整个系统处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小B=1.0T。弹射滑块的质量m=0.50kg,电阻R = 0.40Ω,与导轨间的动摩擦因数。其他电阻不计,重力加速度g =10m/s2,滑块在运动过程中始终保持水平且与导轨接触良好,忽略空气阻力。求:
(1)开关闭合瞬间,滑块的加速度a的大小;
(2)开关闭合后,滑块能达到的最大速度vm的大小;
(3)若经过6s滑块已达到最大速度,求6s内滑块滑行的距离s和系统产生的焦耳热Q。
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