精品解析：河北衡水市枣强中学2025-2026学年高二上学期期末考试物理试题

2025—2026学年度上学期高二年级期末考试物理学科试题 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. 如图所示，电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心，垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知B点的电场强度为0，则A点的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 2. 如图所示，光滑绝缘水平面M、N 两点固定有两个带正电的点电荷，电荷量大小均为 。水平面上的E 点固定有一个带负电的点电荷，电荷量大小为Q₂。E、F是MN 连线中垂线上的两点，O为EF、MN的中点且EF=MN。现将一带负电的点电荷q在O点由静止释放，当其到达F 点时速度达到最大值，下列说法正确的是（　　） A. 由O点到F 点的过程中，点电荷q受到的合外力不变 B. 由O点到F 点的过程中，点电荷q在O点所受静电力最大 C. 由O点到F 点的过程中，点电荷q的电势能先减小后增大 D. 根据题中条件不能计算出 Q₁ 与 Q₂ 的大小关系 3. 如图所示，匝数为n、质量为m的矩形线圈用轻绳系在力传感器上，线圈下部处于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈的水平边长为L。当线圈中通入电流I时，力传感器的示数为0.5mg，g为重力加速度，则磁场的磁感应强度B的大小为（ ） A. B. C. D. 4. 某地地磁场的磁感应强度的竖直分量的大小By随距离地面高度h的变化关系如图所示，方向竖直向上，直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上匀速吊起，下列说法正确的是（　　） A. 线框中有顺时针方向的感应电流（俯视） B. 线框中的感应电流不断减小 C. 线框的四条边有向内收缩的趋势 D. 线框的四条边有向外扩张的趋势 5. 以下四幅图片中：图甲是手机无线充电技术；图乙是真空冶炼炉；图丙是LC电磁振荡电路；图丁是研究自感现象的实验电路图，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，手机无线充电技术是利用自感现象制成的 B. 图乙中，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 C. 图丙中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，利用了电磁驱动原理 D. 图丁中，开关S断开瞬间，灯泡A中的电流反向，且会逐渐熄灭 6. 一单匝闭合矩形线圈abcd以角速度ω绕垂直于磁感线的固定轴（OO匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为R。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与中性面垂直 B. t1、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大 C. 从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为 D. 线框转动一周产生的焦耳热为 7. 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的直角梯形线圈，ab与dc间的距离也为L。t=0时刻，ab边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→d→c→b→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 （ ） A. B. C. 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. 某酒精检测仪的工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，且（阻值恒定）。电流表、电压表均为理想电表，当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中错误的是（ ） A. 电压表的示数增大 B. 电流表的示数增大 C. 电源输出功率减小 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 9. 我国“探索者号”海洋科考船安装了一台实验性磁流体推进器，用于水下无声航行。该推进器工作原理如图所示：矩形管道中充满海水，左右两侧安装电极板P、Q，上下方向施加匀强磁场。当电极板接通电源时，海水中的正负离子在电场力作用下分别向两极P、Q运动，运动过程中受到洛伦兹力，从而推动海水向后喷射，产生向前的推力。已知电极P、Q的电压为U，距离为d，管道的长度为L，极板面积为S，海水的电阻率为，磁感应强度为B，忽略海水流动的反电动势、管道阻力及能量损失，下列说法正确的是（ ） A. 海水中的正离子向极板P聚集 B. 海水的等效电阻为 C. 海水中产生的电流为 D. 海水中的正负离子流动时产生的安培力为 10. 如图所示、ABCDE虚线区域存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，DE是半径为R的四分之一圆弧，圆心为O、其中A、E、O在同一条直线上，位于F点的粒子源垂直AE射出各种速度大小不等的带电粒子，粒子在磁场的作用下向右偏转。已知粒子的质量均为m、电荷量均为q，F点到E点的距离为，则从弧DE上射出的粒子，在磁场中运动的时间可能为（ ） A. B. C. D. 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某学生实验小组要测量一电阻丝（阻值约十几欧姆）的电阻率，所用实验器材有：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测电阻丝、开关、单刀双掷开关、导线若干。 （1）用螺旋测微器测电阻丝的直径d如图甲所示，则________。 （2）实验小组设计的实验电路图如图乙所示，请在实物图丙中用笔画线代替导线完成剩余连线。 （3）先将滑动变阻器的滑片P滑动到________（填“a”或“b”），闭合开关。 （4）将K与d端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与c端相连，此时电压表读数记为。则金属丝的电阻________（结果用、、表示）。 （5）用米尺测得金属丝长度L，待测金属丝所用材料的电阻率________（用题目所给的符号表示）。 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 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、定值电阻串联成回路，此时该电阻的电功率________W（结果保留三位有效数字）。 13. 如图所示，宽度为L的“U”形金属框架与水平面的夹角为，PM间连接电源；金属棒ab垂直放在框架上，整个空间有垂直框架向上的匀强磁场。已知电源的电动势为E，内阻为r，金属棒的质量为m，电阻为R，其他电阻不计，重力加速度为g，开关S闭合前后，金属棒始终静止在框架上，且摩擦力的大小相等。求： （1）闭合开关后，金属棒受到的安培力的方向； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。 14. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，电场的下边界与磁场的上边界重合，电场强度方向竖直向下，磁感应强度方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的P点由静止释放，运动到磁场的下边界的Q点时正好与该边界相切，图中点与P点等高。已知电场强度大小为。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）求粒子从释放至回到与P点等高位置所用的时间t； （3）若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N。求粒子到达N点的速度以及M、N两点间的竖直距离h。 15. 光滑平行导轨由倾角的倾斜部分和足够长的水平部分构成，两部分在处平滑连接且彼此绝缘，导轨间距。倾斜部分存在着垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小，水平部分虚线垂直于、，右侧存在着竖直向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小，倾斜导轨上端A、间接有电容的电容器，水平导轨上静置着两导体棒b、c，导体棒b在左侧，导体棒c在右侧。导体棒a的质量、电阻不计，导体棒b的质量、电阻，导体棒c的质量、电阻，三根导体棒的长度均为L，且始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度。某时刻将导体棒a从距底端高处的倾斜导轨上由静止释放，导体棒a下滑至底端进入水平轨道后，与导体棒b碰撞并粘在一起，碰后导体棒a、b一起向右运动并进入磁场Ⅱ，且碰后电阻不变，最终三根导体棒达到稳定运动状态，导体棒a、b未与导体棒c发生碰撞。求： （1）导体棒a到达倾斜导轨底端时的速度大小； （2）导体棒a、b碰撞过程中系统损失的机械能； （3）整个过程中导体棒c上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度上学期高二年级期末考试物理学科试题 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. 如图所示，电荷量为q的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心，垂线上的A、B两点到薄板的距离均为d。已知B点的电场强度为0，则A点的电场强度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由于B点处的合场强为零，所以带电薄板在B处产生的场强与点电荷在B处产生的场强大小相等均为，方向相反，由带电薄板产生场强的特点可知，薄板在A点产生的场强大小等于，方向与q在A点产生的方向相同。因此A点的电场强度大小为 故选C。 2. 如图所示，光滑绝缘水平面M、N 两点固定有两个带正电的点电荷，电荷量大小均为 。水平面上的E 点固定有一个带负电的点电荷，电荷量大小为Q₂。E、F是MN 连线中垂线上的两点，O为EF、MN的中点且EF=MN。现将一带负电的点电荷q在O点由静止释放，当其到达F 点时速度达到最大值，下列说法正确的是（　　） A. 由O点到F 点的过程中，点电荷q受到的合外力不变 B. 由O点到F 点的过程中，点电荷q在O点所受静电力最大 C. 由O点到F 点的过程中，点电荷q的电势能先减小后增大 D. 根据题中条件不能计算出 Q₁ 与 Q₂ 的大小关系 【答案】B 【解析】 【详解】AB．点电荷从点到点的过程中，两个正点电荷对它的作用力先增大后减小，方向向上，负点电荷对它的作用力不断减小，方向向下，故点电荷受到的合外力是变化的，又点电荷从点到点一直加速，所以点电荷受到的合外力始终小于负电荷对点电荷的作用力，则点电荷在点受到的静电力最大，故A错误，B正确。 C．由点到点的过程中，点电荷做加速运动，电场力做正功，电势能一直减小，故C错误。 D．设,则在点 合 场 强 为零，、处的正电荷在点的电场强度大小为 处的负电荷在点的电场强度大小为 则有 解得，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，匝数为n、质量为m的矩形线圈用轻绳系在力传感器上，线圈下部处于匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，线圈的水平边长为L。当线圈中通入电流I时，力传感器的示数为0.5mg，g为重力加速度，则磁场的磁感应强度B的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据左手定则可知，线圈下端水平导线受到的安培力向上，由平衡条件有 解得 故选D。 4. 某地地磁场的磁感应强度的竖直分量的大小By随距离地面高度h的变化关系如图所示，方向竖直向上，直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上匀速吊起，下列说法正确的是（　　） A. 线框中有顺时针方向的感应电流（俯视） B. 线框中的感应电流不断减小 C. 线框的四条边有向内收缩的趋势 D. 线框的四条边有向外扩张的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据楞次定律，线框中有逆时针方向的感应电流（俯视），故A错误； B．由法拉第电磁感应定律和By − h图像得，感应电动势大小为 感应电流的大小为 可知感应电动势E保持不变，则感应电流的大小保持不变，故B错误； CD．根据楞次定律，线框的四条边有向外扩张的趋势，故C错误，故D正确。 故选D。 5. 以下四幅图片中：图甲是手机无线充电技术；图乙是真空冶炼炉；图丙是LC电磁振荡电路；图丁是研究自感现象的实验电路图，闭合开关电路稳定时灯泡发光，流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流。下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，手机无线充电技术是利用自感现象制成的 B. 图乙中，真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 C. 图丙中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，利用了电磁驱动原理 D. 图丁中，开关S断开瞬间，灯泡A中的电流反向，且会逐渐熄灭 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，手机无线充电技术是利用电磁感应中的互感现象制成的，发射线圈产生变化磁场，接收线圈产生感应电流，故 A 错误； B．图乙中，真空冶炼炉线圈中通入高频交流电，产生变化的磁场，在金属中产生涡流，利用电流的热效应熔化金属，故 B 正确； C．图丙中，电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起，闭合线圈在磁场中运动产生感应电流，受到安培力阻碍运动，利用了电磁阻尼原理，故 C 错误； D．图丁中，开关 S 断开瞬间，电感线圈 L 产生自感电动势，阻碍电流减小，线圈 L 相当于电源，与灯泡 A 构成闭合回路。流过 L 的电流方向不变，流过 A 的电流反向。由于稳定时流过电感线圈的电流大于灯泡中的电流，即 ，所以断开瞬间流过灯泡的电流突然增大，灯泡会闪亮一下，然后逐渐熄灭，故 D 错误。 故选B。 6. 一单匝闭合矩形线圈abcd以角速度ω绕垂直于磁感线的固定轴（OO匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中，线圈电阻为R。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变，线圈平面与中性面垂直 B. t1、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大 C. 从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为 D. 线框转动一周产生的焦耳热为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，t1、t3时刻穿过线圈的磁通量达到最大，线圈平面与磁场方向垂直，线圈处于中性面位置，此时感应电动势、感应电流为零，电流方向改变，故A错误； B．t2、t4时刻通过线圈平面的磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，故B错误； C．从t1到t3的过程，通过线圈某一截面的电荷量为，故C错误； D．线框转动一周产生的焦耳热为，故D正确。 故选D。 7. 图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为L，磁场方向垂直纸面向里。abcd是位于纸面内的直角梯形线圈，ab与dc间的距离也为L。t=0时刻，ab边与磁场区域边界重合（如图）。现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域。取沿a→d→c→b→a的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t变化的图线可能是 （ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】线圈移动0~L，即在时间0~内，垂直纸面向里通过线圈的磁通量增大，线圈中产生逆时针方向感应电流阻碍磁通量的增大，线圈切割磁感线的有效长度l均匀增大，感应电流 均匀增大；线圈移动L~2L，即在时间内，线圈出磁场，垂直纸面向里的磁通量减少，线圈中产生顺时针方向感应电流阻碍磁通量的减少，线圈切割磁感线的有效长度l均匀增大，感应电流 大小均匀增大，因此A正确，BCD错误。 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. 某酒精检测仪的工作原理如图所示，传感器电阻R的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，电源的电动势为E、内阻为r，且（阻值恒定）。电流表、电压表均为理想电表，当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，下列说法中错误的是（ ） A. 电压表的示数增大 B. 电流表的示数增大 C. 电源输出功率减小 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比不变 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻的阻值减小，则电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小；则电流表的示数增大，由于两端电压增大，则传感器电阻两端电压减小，即电压表的示数减小，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．电源对外输出功率为 当时，电源对外输出功率最大；由于，可知外电阻大于内阻，则随着传感器电阻的阻值减小，电源对外输出功率增大，故C错误，符合题意； D．根据闭合电路欧姆定律可得，可知电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比，保持不变，故D正确，不符合题意。 故选AC。 9. 我国“探索者号”海洋科考船安装了一台实验性磁流体推进器，用于水下无声航行。该推进器工作原理如图所示：矩形管道中充满海水，左右两侧安装电极板P、Q，上下方向施加匀强磁场。当电极板接通电源时，海水中的正负离子在电场力作用下分别向两极P、Q运动，运动过程中受到洛伦兹力，从而推动海水向后喷射，产生向前的推力。已知电极P、Q的电压为U，距离为d，管道的长度为L，极板面积为S，海水的电阻率为，磁感应强度为B，忽略海水流动的反电动势、管道阻力及能量损失，下列说法正确的是（ ） A. 海水中的正离子向极板P聚集 B. 海水的等效电阻为 C. 海水中产生的电流为 D. 海水中的正负离子流动时产生的安培力为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据左手定则可知，海水中的正离子向极板P聚集，负离子向极板Q聚集，故A正确； B．根据电阻定律可知，海水的等效电阻为，故B错误； C．根据欧姆定律可知，海水中产生的电流，故C正确； D．海水中的正负离子流动时产生的安培力为，故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示、ABCDE虚线区域存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，DE是半径为R的四分之一圆弧，圆心为O、其中A、E、O在同一条直线上，位于F点的粒子源垂直AE射出各种速度大小不等的带电粒子，粒子在磁场的作用下向右偏转。已知粒子的质量均为m、电荷量均为q，F点到E点的距离为，则从弧DE上射出的粒子，在磁场中运动的时间可能为（ ） A. B. C. D. 【答案】AB 【解析】 【详解】设粒子从弧DE射出时射出点与F点的连线与OF的夹角为，粒子在磁场中匀速圆周运动的圆心角为，如图所示 由图可知，越大越小，当射出点与F点的连线与弧DE相切时，最大，此时最小，设此时的射出点为G，则有 解得 所以的最小值为，当为零时最大，最大值为，则从弧DE上射出的粒子在磁场匀速圆周运动的时间范围为 即 又因为粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，则有 粒子圆周运动的周期 联立解得 故选AB。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某学生实验小组要测量一电阻丝（阻值约十几欧姆）的电阻率，所用实验器材有：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测电阻丝、开关、单刀双掷开关、导线若干。 （1）用螺旋测微器测电阻丝的直径d如图甲所示，则________。 （2）实验小组设计的实验电路图如图乙所示，请在实物图丙中用笔画线代替导线完成剩余连线。 （3）先将滑动变阻器的滑片P滑动到________（填“a”或“b”），闭合开关。 （4）将K与d端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与c端相连，此时电压表读数记为。则金属丝的电阻________（结果用、、表示）。 （5）用米尺测得金属丝长度L，待测金属丝所用材料的电阻率________（用题目所给的符号表示）。 【答案】（1）2.085##2.084##2.086 （2） （3）a （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 电阻丝的直径 【小问2详解】 根据电路图连接实物图，如图 【小问3详解】 在实验开始前，滑动变阻器接入电路的阻值应最大，则滑动变阻器的滑片应滑至a端。 【小问4详解】 根据题意可知，两端的电压为，则流过即流过待测金属丝的电流 金属丝的电阻 联立可得 【小问5详解】 由电阻定律可得， 可得 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 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、定值电阻串联成回路，此时该电阻的电功率________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]如图所示 （3）[2][3]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 U-I图像的斜率 解得； [4]由于电压表的分流使电流的测量值偏小，结合欧姆定律，可知内阻的测量值偏小。 （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，，则该电阻的功率为。 13. 如图所示，宽度为L的“U”形金属框架与水平面的夹角为，PM间连接电源；金属棒ab垂直放在框架上，整个空间有垂直框架向上的匀强磁场。已知电源的电动势为E，内阻为r，金属棒的质量为m，电阻为R，其他电阻不计，重力加速度为g，开关S闭合前后，金属棒始终静止在框架上，且摩擦力的大小相等。求： （1）闭合开关后，金属棒受到的安培力的方向； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小。 【答案】（1）沿金属框架向上 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据左手定则可知，金属棒受到的安培力沿金属框架向上； 【小问2详解】 开关S闭合前，对金属棒受力分析可知，金属棒受到的摩擦力大小为 开关S闭合后，电路中的电流大小为 安培力的大小为 根据平衡条件可得 联立解得 14. 现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，电场的下边界与磁场的上边界重合，电场强度方向竖直向下，磁感应强度方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的P点由静止释放，运动到磁场的下边界的Q点时正好与该边界相切，图中点与P点等高。已知电场强度大小为。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）求粒子从释放至回到与P点等高位置所用的时间t； （3）若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N。求粒子到达N点的速度以及M、N两点间的竖直距离h。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 从P到粒子离开电场过程，有 解得 粒子在磁场中运动的半径 粒子在磁场中运动有 解得 【小问2详解】 设粒子在电场中加速一次时间为，有 根据运动对称性可知粒子在电场减速一次的时间 粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为； 粒子在磁场中运动周期为 粒子在磁场中运动半圈时间为 粒子的运动为周期性运动，故粒子回到与P点等高位置所用的时间 【小问3详解】 将粒子从M点到N点的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分量，分别为、，再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为， 设粒子在最低点N的速度大小为，M、N两点的竖直距离为h。以向右为正方向，水平方向上由动量定理可得 由动能定理得 解得， 15. 光滑平行导轨由倾角的倾斜部分和足够长的水平部分构成，两部分在处平滑连接且彼此绝缘，导轨间距。倾斜部分存在着垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度大小，水平部分虚线垂直于、，右侧存在着竖直向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小，倾斜导轨上端A、间接有电容的电容器，水平导轨上静置着两导体棒b、c，导体棒b在左侧，导体棒c在右侧。导体棒a的质量、电阻不计，导体棒b的质量、电阻，导体棒c的质量、电阻，三根导体棒的长度均为L，且始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度。某时刻将导体棒a从距底端高处的倾斜导轨上由静止释放，导体棒a下滑至底端进入水平轨道后，与导体棒b碰撞并粘在一起，碰后导体棒a、b一起向右运动并进入磁场Ⅱ，且碰后电阻不变，最终三根导体棒达到稳定运动状态，导体棒a、b未与导体棒c发生碰撞。求： （1）导体棒a到达倾斜导轨底端时的速度大小； （2）导体棒a、b碰撞过程中系统损失的机械能； （3）整个过程中导体棒c上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2）1J （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒a下滑时，切割磁感线产生的感应电动势 电容器充电电流 对导体棒a根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 导体棒a下滑位移 由匀加速直线运动公式 可得导体棒a到达倾斜导轨底端时的速度 【小问2详解】 导体棒a、b碰撞过程满足动量守恒，则 代入数据解得 碰撞过程中系统损失的机械能 代入数据解得 【小问3详解】 磁场Ⅱ无限长，最终导体棒a、b、c将以相同速度匀速运动（此时回路磁通量不变，无感应电流，安培力为零） 对导体棒a、b、c组成的系统，由动量守恒定律可得 解得 整个过程中系统损失的动能全部转化为回路的焦耳热，总焦耳热 解得 导体棒a、b并联的总电阻 再与导体棒c的电阻串联，回路总电阻 整个过程中导体棒c上产生的焦耳热 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $