高二物理上学期期中压轴模拟卷
2026-10-12
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2份
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内容正文:
2026-2027学年高二上学期期中压轴模拟卷
(满分100分,考试用时90分钟)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:人教版必修第三册和选择性必修二第一章。
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共12小题,共40分。其中1-8题为单选题,每小题3分;8-12题为多选题, 每小题4分,漏选得2分,错选得0分)
1.如图所示,不带电的金属棒AB长为L,O为AB的中点,在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷,C与AB在一条直线上,如图所示,设无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.金属棒上A点的电势高于B点的电势
B.若将A端接地,金属棒将带上负电荷
C.金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为
D.金属棒A端感应出正电荷,B端感应出负电荷
【答案】B
【详解】A.金属棒处于静电平衡状态,整个导体是等势体,A点和B点电势相等,故A错误;
B.金属棒原本在正点电荷Q的电场中,A端感应负电荷、B端感应等量正电荷。将A端接地后,金属棒与大地连通,大地的电子会在正点电荷Q的电场吸引力作用下流向金属棒,最终金属棒整体带上负电荷,故B正确;
C.静电平衡时O点合场强为零,说明感应电荷在O点产生的场强,与正点电荷Q在O点产生的场强大小相等、方向相反。Q到O点的距离是,因此场强大小为,即感应电荷在O点的场强大小也为该值,故C错误;
D.正点电荷Q会吸引金属棒中的自由电子,使自由电子向靠近Q的A端移动,因此A端感应出负电荷,B端因失去电子感应出正电荷,故D错误。
故选 B。
2.如图所示,天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方固定一个带正电的小球c,不带电的小球a与带正电的小球b由跨过定滑轮的绝缘轻绳相连,三个小球均可视为质点。开始时系统在图示位置静止,已知。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A.a球的质量大于b球的质量
B.b球的轨迹是一段以c为圆心的圆弧
C.点电荷对b球的库仑力逐渐增大
D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大
【答案】D
【详解】A.对b球进行受力分析,受到重力mbg和库仑力F库以及轻绳的拉力T,如图所示。
由相似三角形对应边比值相等可知
同一根轻绳,各处张力相等,T=mag
整理可得
由于Ob<OC,因此ma<mb
故A错误;
B.由mag不变,可知Ob不变,库仑力减小,bC减小,故球的轨迹是一段以O为圆心的圆弧,故B错误;
C.由于qb减小,可知bC也减小,此过程中b球所受库仑力减小且方向改变,故C错误;
D.滑轮受到的轻绳的作用力大小均为mag,大小不变,由于bC减小,可知两绳夹角减小,所以滑轮受到两绳的合力增大,故D正确。
故选D。
3.如图甲所示,在轴上、两点分别固定点电荷、,其形成电场的电势在轴正半轴上的分布如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.处的电场强度为0
B.
C.为负电荷,为正电荷
D.将负检验电荷由处移到位置,电场力做负功
【答案】B
【详解】A.因图像的斜率等于电场强度,可知在处的电场强度为0,A错误;
B.在位置,根据
可得,B正确;
C.根据轴正半轴上的电势分布可知,为正电荷,为负电荷,C错误;
D.将负检验电荷由处移到位置,电势升高,则电势能减小,则电场力做正功,D错误。
故选B。
4.如图所示,在边长为L的立方体中沿放置一型导线,导线中通以大小为、方向由的电流。空间存在一垂直平面且方向由指向的匀强磁场,磁感应强度为,则该导线受到的安培力为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】计算弯曲导线的安培力时,可等效为起点到终点的直导线所受的安培力;该型导线起点为,终点为,立方体边长为,与互相垂直,且
因此通电导线的有效长度
已知磁场垂直于导线所在平面,因此与等效电流方向垂直,根据安培力公式
解得导线受到的安培力为
故选D。
5.如图所示,电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,开关S闭合,平行板电容器中带电质点p原处于静止状态,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为∆U1、∆U2、∆U3,理想电流表A1示数变化量的绝对值为∆I1,下列说法错误的是( )
A.质点将向下运动,理想电流表A2中有从a流向b的瞬间电流
B.
C.电源的输出功率减小
D.电源的效率变小
【答案】C
【详解】A.根据电路的连接方式可知,将滑动变阻器滑片向下滑动,其接入电路的阻值减小,回路中总电阻减小,根据闭合电路欧姆定律可知,回路中电流增大,内电压增大,定值电阻R两端的电压增大,即V1示数增大,路端电压减小,即V2的示数减小,滑动变阻器两端的电压减小,即V3示数减小,电容器与滑动变阻器并联,二者电压相等,所以电容器电压减小,根据可知,电容器所带电荷量减小,电容器放电,所以理想电流表A2中有从a流向b的瞬间电流,根据可知,两极板间的电场强度减小,质点所受电场力减小,质点将向下运动,故A正确;
B.根据欧姆定律可得
根据闭合电路欧姆定律可得,
所以,
由于定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,则,故B正确;
C根据电源的输出功率与外电路电阻的关系可知,当外电阻与电源内阻相等时,输出功率达到最大,此时外电阻大于电源内阻,且外电阻不断减小,所以电源的输出功率不断增大,故C错误;
D.电源的效率为
由于U2减小,则电源的效率不断减小,故D正确。
由于本题选择错误的,故选C。
6.如图所示,正三棱柱的棱长和△ABC的边长均为L,在A、B两点分别固定着一个电荷量为Q的正电荷,在点固定着一个电荷量也为Q的负电荷,则下列说法正确的是( )
A.C点电势高于点电势
B.、两点电场强度相同
C.电子从点移到点电势能增大
D.电子从点移到C点电势能增大
【答案】A
【详解】ACD.由题图可知,电子从点移到点,在点的负电荷对电子的库仑力不做功,在A、B两点的等量正电荷对电子的库仑力一个做正功,另一个做负功,而总功为零,所以电子从点移到点电势能不变,根据电势定义式可知点与点电势相等。电子从点移到C点,在B、两点的电荷对电子的库仑力不做功,在A点的正电荷对电子的库仑力做正功,所以电子从点移到C点电势能减小,据电势定义式可知C点电势高于点电势,所以C点电势高于点电势,故A正确,CD错误;
B.由点电荷电场的电场强度可知,三个场源电荷分别在、两点产生等大的电场强度,利用平行四边形定则进行矢量合成可得、两点电场强度大小相等、方向不同,故B错误。
故选A。
7.在坐标系xOy中,以O点为圆心、半径R=10 cm的圆周分别交坐标轴于A、B、C、D,如图所示。空间存在平行于xOy平面的匀强电场,规定A点电势为0。大量的电子均以10eV的初动能从A点沿不同方向射出,运动到B点和运动到C点的动能相同,且都为50eV。不计电子的重力及电子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.B点和C点的电势相等,且电势为-40 V
B.匀强电场的电场强度大小为,方向由A指向B
C.到达B点的电子在A点的初速度方向一定由A指向B
D.没有电子到达D点
【答案】D
【详解】AB.电子从A点运动到B点和运动到 C点的动能相同,且都为50eV,故动能变化量相同,即
根据动能定理有
可知
由题知,规定A点电势为0,根据,
解得
故B、C的电势相等,且电势高于A点电势,电场方向如图所示
则匀强电场的电场强度大小为
其中,
联立解得
方向由B指向A,故AB错误;
C.到达B点的电子的初速度方向可以由A指向B,也可以由B指向A,故C错误;
D.假设有电子到达 D 点,设电子的初速度方向与 AD的夹角为θ,电子的加速度为
其中;电子从A 到D的过程,在沿电场线方向做类竖直上抛运动,则运动的时间为
在垂直电场线方向上做匀速直线运动,则有
联立解得
可知当电子的初速度方向与 AD成45°角时,即电子沿着x 轴负方向运动时,电子射出的初速度最小,则最小的初动能为
而电子的初动能只有 10 eV,故没有电子到达D点,故D正确。
故选D。
8.如图所示,A、C、D、E、F是在纸面内圆上的五个点,EF、AC过圆心O点,A、D关于EF对称,∠AOF=60°。在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线,两根导线中分别通有大小相等的电流I。已知通电直导线产生的磁场在空间某点处的磁感应强度大小,k为常量,r为该点到导线的距离。若E处的通电导线在A点产生的磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是( )
A.若两根导线中电流同向,则O点的磁感应强度大小为2B
B.若两根导线中电流同向,则A、D两点的磁感应强度相同,大小均为2B
C.若两根导线中电流反向,则A、C两点的磁感应强度相同,大小均为B
D.无论两根导线中的电流同向还是反向,A、C、D三点的磁感应强度大小均为2B
【答案】D
【详解】A.同向电流在O点产生的磁场方向相反,磁感应强度大小相等,矢量和为零,故A错误;
B.作出同向电流(假设方向垂直纸面向里)在A、D点产生的磁场的磁感应强度的矢量图
根据几何关系有
则,
则A点磁感应强度为
同理可得D点磁感应强度为
故则A、D两点磁感应强度大小相等,大小均为2B,根据矢量图可知A、D两点磁感应强度方向不同,故B错误;
C.作出反向电流(假设E点处导线中电流垂直纸面向里、F点处导线中电流垂直纸面向外)在A、C点产生的磁场的磁感应强度的矢量图
同B分析可得A、C点的磁感应强度的矢量和的方向相同,大小均为2B,故C错误;
D.根据前面的分析,A、C、D三点的磁感应强度大小均为2B,故D正确。
故选D。
9.如图所示,三条实线为电场线,带电粒子a沿虚线轨迹1从A运动到B,带电粒子b沿轨迹2从C运动到D。若两带电粒子运动过程中,均仅受电场力作用。下列说法正确的是( )
A.a粒子带正电,b粒子带负电
B.a、b两粒子带电性无法判断
C.运动过程中,粒子a和粒子b的速度一直减小
D.粒子a在A、B两点的电势能,粒子b在C、D两点的电势能
【答案】BD
【详解】AB.粒子的受力指向轨迹的内侧,因此a的电场力向左,b的电场力向右,若电场强度方向向右,则a粒子带负电,b粒子带正电,若电场强度方向向左,则a粒子带正电,b粒子带负电,由于电场线方向未知,所以无法判断两粒子电性,故A错误,B正确;
C.运动过程中,电场力对两粒子都是先做负功后正功,粒子a和粒子b的速度都是先减小后增大,故C错误;
D.由图可得,粒子a在A、B两点运动时,电势能先增大后减小,到B点时电势能还未恢复到A点的电势能,所以电场力做负功,电势能增加,即,同理可得,故D正确。
故选BD。
10.某款配送机器人内部简化电路如图所示。机器人正常工作时,电源的输出电压为30V,输出电流为4A,电源内阻不可忽略。在某次配送任务中,机器人和货物的总质量为50kg,在水平地面上以的速度匀速行驶,行驶过程中所受阻力大小为总重力的0.2倍,重力加速度。不计其他能量损耗,下列说法正确的是( )
A.机器人匀速行驶时的机械功率是100W
B.机器人正常工作时,电源的总功率是120W
C.机器人内部电动机线圈的电阻是
D.机器人正常工作时,电源的发热功率为20W
【答案】AC
【详解】A.机器人匀速行驶时,牵引力等于阻力,则
机械功率,故A正确;
B.电源的输出电压,输出电流,电源的输出功率
由于电源内阻不可忽略,电源的总功率,故B错误;
C.电动机的输入功率根据能量守恒定律代入数据解得,故C正确;
D.电源的发热功率,由于电动势和内阻未知,无法求出电源的发热功率,故D错误。
故选AC。
11.如图,在直角△ABC区域内存在垂直于三角形平面向里的匀强磁场,∠A=90°,AC=d,BC=2d。在顶点A处有一粒子源,可以在垂直磁场的平面内,向∠CAB区域内各个方向均匀射入比荷为k、速率为v的带负电的粒子,有的粒子能从AB边射出,忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说法中正确的是( )
A.匀强磁场的磁感应强度大小为
B.BC边上有粒子射出的区域长度为d
C.粒子在磁场中运动的最长时间为
D.AB边有粒子射出的区域长度为d
【答案】AC
【详解】A.粒子源射出的粒子有从AB边射出,则速度方向与AB边成角范围的粒子都从AB边射出,如图所示,当粒子速度方向与AB边成60°时,粒子轨迹与BC边相切,其圆心为O1,由几何关系可得粒子的轨道半径为,又,解得,故A正确;
B.由图可知,BC边上有粒子射出的区域长度为,故B错误;
C.轨迹对应圆心角越大,在磁场中运动时间越长,有,故C正确;
D.AB边有粒子射出的区域如图所示,由几何关系可得,故D错误。
故选AC。
12.如图甲所示是处在匀强磁场中的真空室内的两个半圆形的金属扁盒“D”型盒,若“D”型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,现在两“D”型盒间接入峰值为的交变电压,电压随时间的变化规律如图乙所示,将粒子源置于盒的圆心处,粒子源产生的质量为m、电荷量为q的氘核在时刻进入“D”型盒的间隙,已知氘核的初速度不计,氘核穿过电场的时间忽略不计,不考虑相对论效应和重力作用,下列说法正确的是( )
A.氘核离开回旋加速器的最大动能为
B.交变电压的频率可以取
C.在盒中第和第n个半圆轨迹的半径之比为
D.若变为原来的2倍,粒子在D型盒运动时间变为原来的
【答案】BD
【详解】A.氘核离开回旋加速器时满足
可知最大动能为,A错误;
B.氘核做圆周运动的频率,若交变电压的频率取,交流电压的频率为氘核做圆周运动频率的奇数倍,可知氘核通过电场时仍能够不断被加速,交变电压的频率可以取,B正确;
C.氘核经电场加速,由动能定理得解得氘核被电场n次加速后的速度
则由可知在盒中第和第n个半圆轨迹的半径之比为,C错误;
D.设氘核在电场中加速的次数为N,则则氘核从静止开始到出口处所需的时间为
解得若U=2U0,则氘核在D型盒运动时间变为原来的,故D正确。故选BD。
第Ⅱ卷
二、实验题(本题2小题,共15分)
13.(5分)液晶显示器的主要材料是ITO导电玻璃。某同学欲设计实验测量一个ITO导电玻璃样品(长,宽)的电阻率。样品示意图如图甲所示,厚度未知。实验步骤如下,请完成下列问题:
(1)先用螺旋测微器测量导电玻璃的厚度d,示数如图乙所示,其厚度______mm。
(2)用多用电表测电阻时,将选择开关拨至“”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接到待测电阻两端,指针偏转角度如图丙所示,则应选______(选填“”“”或“”)挡进行测量。
(3)为了更准确地测量该导电玻璃的阻值,该同学设计了一个方案,部分电路如图丁,已知定值电阻,请在答题卡上补全电路图,并标出所选元件对应的电学符号。
①电流表(量程为30mA,内阻约为)
②电流表(量程为10mA,内阻为)
(4)在实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图戊所示,则该电阻的阻值为______。
(5)此种导电玻璃的电阻率为______。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)//
(2)×1
(3)
(4)12
(5)/
【详解】(1)螺旋测微器的精确度为,玻璃丝的直径为
考虑估读误差,读数可取、、
(2)开关拨至“”挡,进行欧姆调零后,测电阻发现指针偏转过大,说明待测电阻是小电阻,应改用“”挡。
(3)因电流表内阻已知,将其与定值电阻进行串联可改装成电压表,故电路补全后如图所示
(4)由欧姆定律可知待测电阻
根据图像代入数据化简得
图戊中图线斜率
可知
(5)该导电玻璃的电阻满足
其中,,
代入解得
考虑误差及数据保留,此种导电玻璃的电阻率或
14.(10分)某探究小组做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验。
(1)他们设计了如图1所示的甲、乙两个实验原理图,由于干电池的内电阻较小,为使测量结果比较准确,实验中应该选用图1中__________所示的原理图。
(2)为了便于测量,探究小组的付同学将一个的电阻与电池串联后再进行实验,图2为所需的实验器材,其中已连接一部分导线,请你按选中的实验原理图用笔画线代替导线把电路补画完整__________。
(3)根据付同学测得的数据,在图中描出的点迹如图3所示,请在图中画出图线__________,并利用图像得出干电池的电动势__________V,内阻__________。(都保留两位小数)
(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,本实验的误差原因____________________。实验所得的干电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较,__________,__________。(选填“<”“=”或“>”)
(5)某探究性学习小组利用如图4所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表的内阻,电阻,为了方便读数和作图,给电池串联一个的电阻。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表和的多组、数据,作出图像如图5。由图像得到电池的电动势__________V,内阻__________。(都保留两位小数)
【答案】(1)甲
(2)
(3) 1.60 0.33
(4) 电压表分流 < <
(5) 1.41 0.50
【详解】(1)由于干电池的内电阻较小,故若将电流表采用内接法(相对于电源)直接与电源串联,则电流表内阻对测量结果影响较大;故应采用电流表外接法;故应选用甲电路;
(2)根据电路图连接实物图如图
(3)[1]由描点法作出伏安特性曲线如图
[2][3]根据闭合电路欧姆定律有
图象与纵坐标的交点为电源的电动势;图象的斜率表示内阻,则有,
解得
(4)[1][2][3]本实验中由于电压表的分流作用造成电流表读数总是比测量值小,电压表测的电压为外电压,电流表所测的电流偏小,作出U-I图线的测量图线和实际图线如图
虚线表示实际图。从图线可以看出,电动势和内阻的测量值均小于真实值。
(5)[1][2]根据闭合电路欧姆定律有变形可得
延长图像可知纵轴截距约为0.138mA,则有代入数据解得
由斜率可知解得
三、计算题(本题4小题,共45分)
15.(7分)如图所示,水平导轨间距为,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量,电阻,与导轨接触良好;电源电动势,内阻,电阻;外加匀强磁场的磁感应强度,方向垂直于ab,与导轨平面成夹角;ab与导轨间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度,ab处于静止状态。已知,。求重物重力G的大小取值范围。
【答案】0.5N≤G≤7.5N
【详解】由闭合电路的欧姆定律可得
ab受到的安培力大小F=BIL=5×2×0.5N=5N
ab受力如图所示,ab与导轨间的最大静摩擦力为
当最大静摩擦力方向向右时,由平衡条件得T1=Fsin53°-fm
代入数据解得T1=0.5N
当最大静摩擦力方向向左时,由平衡条件得T2=Fsin53°+fm
代入数据解得T2=7.5N
由于重物平衡,故T=G
则重物重力的取值范围为0.5N≤G≤7.5N。
16.(8分)在如图所示的电路中,电源的电动势,内阻,电阻,,,,电容器的电容,电容器原来不带电。
(1)求接通开关S后流过的总电荷量。
(2)开关S接通后足够长时间,再断开开关S,求断开开关S后流过的电荷量。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由电阻的串并联公式,得闭合电路的总电阻
由闭合电路欧姆定律得,通过电源的电流
路端电压
电阻两端的电压
通过的总电量为
(2)开关S接通后足够长时间,再断开开关S,电容器放电,通过的电量为。
17.(14分)如图所示,水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接,圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度,现有质量的带电体(可视为质点)放在水平轨道上点处,、两点距离,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的端时,速度大小为,已知带电体所带电荷量,取,求:
(1)求带电体运动到圆弧轨道的端时对圆弧轨道的压力的大小;
(2)求带电体经过段克服摩擦力做的功为多大?
(3)求点与带电体到达最高点(图中未画出)之间的电势差
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)带电体从到,水平轨道光滑,只有电场力做功。电场力
由动能定理
解得
在点,向心力竖直向上,由牛顿第二定律
联立解得
根据牛顿第三定律,对轨道的压力大小为
(2)从到,电场力做正功,水平位移,重力做负功,高度上升,有,
动能变化
由动能定理
解得
故克服摩擦力做功
(3)带电体在点速度竖直向上,此后在重力和电场力作用下做曲线运动。从到最高点,竖直方向
水平方向初速为零,加速度,水平位移
点与B点的水平距离
电场向右,、间电势差
18.(16分)如图所示,在0≤x≤2d,0≤y≤2d的区域中,存在沿轴正方向、场强大小为的匀强电场,电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为,电量为的带正电粒子从中点进入电场(不计粒子重力)。
(1)若粒子初速度为零,粒子从上边界垂直第二次离开电场后,垂直再次进入电场,求磁场的磁感应强度的大小;
(2)若改变电场强度大小,粒子以一定的初速度从点沿轴正方向第一次进入电场,离开电场后从点第二次进入电场,在电场的作用下从点离开。
(ⅰ)求改变后电场强度的大小;
(ⅱ)求粒子从Q点离开之后,运动轨迹圆圆心的位置坐标。
【答案】(1)
(2)(ⅰ);(ⅱ)
【详解】(1)粒子从到垂直于进入电场过程中,粒子运动轨迹如图所示:
根据几何关系可知,粒子轨迹半径:
设粒子第一次进入磁场时的速度为,根据动能定理可得:
解得:
由于粒子第二次从边进入电场到再次从边进入磁场过程中,电场力做功为零,所以粒子第二次进入磁场时的速度大小不变,仍为,根据洛伦兹力提供向心力可得:
解得:
(2)(ⅰ)若改变电场强度大小,粒子以一定的初速度从点沿轴正方向第一次进入电场,离开电场后从点第二次进入电场,在电场的作用下从点离开,粒子运动轨迹如图所示:
根据几何关系可得:
解得:
根据洛伦兹力提供向心力可得:
解得:
根据几何关系可得:
则有:
粒子从点进入电场后,从点离开电场,则有:,
根据牛顿第二定律可得:
联立解得:
(ⅱ)设粒子离开点速度大小为,与轴夹角为,如图所示:
根据动能定理可得:
解得:
根据洛伦兹力提供向心力可得:解得:
根据几何关系可得:
解得:,
根据图中的几何关系可得圆心的坐标位置,
即坐标为
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注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
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在本试卷上无效。
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第Ⅰ卷
一、选择题(本题共12小题,共40分。其中1-8题为单选题,每小题3分;8-12题为多选题, 每小题4分,漏选得2分,错选得0分)
1.如图所示,不带电的金属棒AB长为L,O为AB的中点,在距离A点为R的C点处放一带电量为Q的正点电荷,C与AB在一条直线上,如图所示,设无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.金属棒上A点的电势高于B点的电势
B.若将A端接地,金属棒将带上负电荷
C.金属棒上感应电荷在O点产生的电场强度大小为
D.金属棒A端感应出正电荷,B端感应出负电荷
2.如图所示,天花板下方固定一个光滑小定滑轮O,在定滑轮的正下方固定一个带正电的小球c,不带电的小球a与带正电的小球b由跨过定滑轮的绝缘轻绳相连,三个小球均可视为质点。开始时系统在图示位置静止,已知。若b球所带的电荷量缓慢减少(未减为零),则在b球到达O正下方前,下列说法正确的是( )
A.a球的质量大于b球的质量
B.b球的轨迹是一段以c为圆心的圆弧
C.点电荷对b球的库仑力逐渐增大
D.此过程中滑轮受到轻绳的作用力逐渐变大
3.如图甲所示,在轴上、两点分别固定点电荷、,其形成电场的电势在轴正半轴上的分布如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.处的电场强度为0
B.
C.为负电荷,为正电荷
D.将负检验电荷由处移到位置,电场力做负功
4.如图所示,在边长为L的立方体中沿放置一型导线,导线中通以大小为、方向由的电流。空间存在一垂直平面且方向由指向的匀强磁场,磁感应强度为,则该导线受到的安培力为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值,开关S闭合,平行板电容器中带电质点p原处于静止状态,将滑动变阻器滑片向下滑动,理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为∆U1、∆U2、∆U3,理想电流表A1示数变化量的绝对值为∆I1,下列说法错误的是( )
A.质点将向下运动,理想电流表A2中有从a流向b的瞬间电流
B.
C.电源的输出功率减小
D.电源的效率变小
6.如图所示,正三棱柱的棱长和△ABC的边长均为L,在A、B两点分别固定着一个电荷量为Q的正电荷,在点固定着一个电荷量也为Q的负电荷,则下列说法正确的是( )
A.C点电势高于点电势
B.、两点电场强度相同
C.电子从点移到点电势能增大
D.电子从点移到C点电势能增大
7.在坐标系xOy中,以O点为圆心、半径R=10 cm的圆周分别交坐标轴于A、B、C、D,如图所示。空间存在平行于xOy平面的匀强电场,规定A点电势为0。大量的电子均以10eV的初动能从A点沿不同方向射出,运动到B点和运动到C点的动能相同,且都为50eV。不计电子的重力及电子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.B点和C点的电势相等,且电势为-40 V
B.匀强电场的电场强度大小为,方向由A指向B
C.到达B点的电子在A点的初速度方向一定由A指向B
D.没有电子到达D点
8.如图所示,A、C、D、E、F是在纸面内圆上的五个点,EF、AC过圆心O点,A、D关于EF对称,∠AOF=60°。在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线,两根导线中分别通有大小相等的电流I。已知通电直导线产生的磁场在空间某点处的磁感应强度大小,k为常量,r为该点到导线的距离。若E处的通电导线在A点产生的磁场的磁感应强度大小为B。下列说法正确的是( )
A.若两根导线中电流同向,则O点的磁感应强度大小为2B
B.若两根导线中电流同向,则A、D两点的磁感应强度相同,大小均为2B
C.若两根导线中电流反向,则A、C两点的磁感应强度相同,大小均为B
D.无论两根导线中的电流同向还是反向,A、C、D三点的磁感应强度大小均为2B
9.如图所示,三条实线为电场线,带电粒子a沿虚线轨迹1从A运动到B,带电粒子b沿轨迹2从C运动到D。若两带电粒子运动过程中,均仅受电场力作用。下列说法正确的是( )
A.a粒子带正电,b粒子带负电
B.a、b两粒子带电性无法判断
C.运动过程中,粒子a和粒子b的速度一直减小
D.粒子a在A、B两点的电势能,粒子b在C、D两点的电势能
10.某款配送机器人内部简化电路如图所示。机器人正常工作时,电源的输出电压为30V,输出电流为4A,电源内阻不可忽略。在某次配送任务中,机器人和货物的总质量为50kg,在水平地面上以的速度匀速行驶,行驶过程中所受阻力大小为总重力的0.2倍,重力加速度。不计其他能量损耗,下列说法正确的是( )
A.机器人匀速行驶时的机械功率是100W
B.机器人正常工作时,电源的总功率是120W
C.机器人内部电动机线圈的电阻是
D.机器人正常工作时,电源的发热功率为20W
11.如图,在直角△ABC区域内存在垂直于三角形平面向里的匀强磁场,∠A=90°,AC=d,BC=2d。在顶点A处有一粒子源,可以在垂直磁场的平面内,向∠CAB区域内各个方向均匀射入比荷为k、速率为v的带负电的粒子,有的粒子能从AB边射出,忽略粒子的重力及相互间的作用力。下列说法中正确的是( )
A.匀强磁场的磁感应强度大小为
B.BC边上有粒子射出的区域长度为d
C.粒子在磁场中运动的最长时间为
D.AB边有粒子射出的区域长度为d
12.如图甲所示是处在匀强磁场中的真空室内的两个半圆形的金属扁盒“D”型盒,若“D”型盒的半径为R,匀强磁场的磁感应强度大小为B,现在两“D”型盒间接入峰值为的交变电压,电压随时间的变化规律如图乙所示,将粒子源置于盒的圆心处,粒子源产生的质量为m、电荷量为q的氘核在时刻进入“D”型盒的间隙,已知氘核的初速度不计,氘核穿过电场的时间忽略不计,不考虑相对论效应和重力作用,下列说法正确的是( )
A.氘核离开回旋加速器的最大动能为
B.交变电压的频率可以取
C.在盒中第和第n个半圆轨迹的半径之比为
D.若变为原来的2倍,粒子在D型盒运动时间变为原来的
第Ⅱ卷
二、实验题(本题2小题,共15分)
13.(5分)液晶显示器的主要材料是ITO导电玻璃。某同学欲设计实验测量一个ITO导电玻璃样品(长,宽)的电阻率。样品示意图如图甲所示,厚度未知。实验步骤如下,请完成下列问题:
(1)先用螺旋测微器测量导电玻璃的厚度d,示数如图乙所示,其厚度______mm。
(2)用多用电表测电阻时,将选择开关拨至“”挡,进行欧姆调零后,将两表笔接到待测电阻两端,指针偏转角度如图丙所示,则应选______(选填“”“”或“”)挡进行测量。
(3)为了更准确地测量该导电玻璃的阻值,该同学设计了一个方案,部分电路如图丁,已知定值电阻,请在答题卡上补全电路图,并标出所选元件对应的电学符号。
①电流表(量程为30mA,内阻约为)
②电流表(量程为10mA,内阻为)
(4)在实验过程中测得电流表的示数为,电流表的示数为,调节滑动变阻器,测得多组和,并作出图像如图戊所示,则该电阻的阻值为______。
(5)此种导电玻璃的电阻率为______。(结果保留两位有效数字)
14.(10分)某探究小组做“测定干电池的电动势和内电阻”的实验。
(1)他们设计了如图1所示的甲、乙两个实验原理图,由于干电池的内电阻较小,为使测量结果比较准确,实验中应该选用图1中__________所示的原理图。
(2)为了便于测量,探究小组的付同学将一个的电阻与电池串联后再进行实验,图2为所需的实验器材,其中已连接一部分导线,请你按选中的实验原理图用笔画线代替导线把电路补画完整__________。
(3)根据付同学测得的数据,在图中描出的点迹如图3所示,请在图中画出图线__________,并利用图像得出干电池的电动势__________V,内阻__________。(都保留两位小数)
(4)考虑电表本身电阻对测量结果的影响,本实验的误差原因____________________。实验所得的干电池的电动势和内阻的测量值与真实值比较,__________,__________。(选填“<”“=”或“>”)
(5)某探究性学习小组利用如图4所示的电路测量电池的电动势和内阻。其中电流表的内阻,电阻,为了方便读数和作图,给电池串联一个的电阻。通过多次改变滑动变阻器触头位置,得到电流表和的多组、数据,作出图像如图5。由图像得到电池的电动势__________V,内阻__________。(都保留两位小数)
三、计算题(本题4小题,共45分)
15.(7分)如图所示,水平导轨间距为,导轨电阻忽略不计;导体棒ab的质量,电阻,与导轨接触良好;电源电动势,内阻,电阻;外加匀强磁场的磁感应强度,方向垂直于ab,与导轨平面成夹角;ab与导轨间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),定滑轮摩擦不计,线对ab的拉力为水平方向,重力加速度,ab处于静止状态。已知,。求重物重力G的大小取值范围。
16.(8分)在如图所示的电路中,电源的电动势,内阻,电阻,,,,电容器的电容,电容器原来不带电。
(1)求接通开关S后流过的总电荷量。
(2)开关S接通后足够长时间,再断开开关S,求断开开关S后流过的电荷量。
17.(14分)如图所示,水平绝缘光滑轨道的端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道平滑连接,圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度,现有质量的带电体(可视为质点)放在水平轨道上点处,、两点距离,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的端时,速度大小为,已知带电体所带电荷量,取,求:
(1)求带电体运动到圆弧轨道的端时对圆弧轨道的压力的大小;
(2)求带电体经过段克服摩擦力做的功为多大?
(3)求点与带电体到达最高点(图中未画出)之间的电势差
18.(16分)如图所示,在0≤x≤2d,0≤y≤2d的区域中,存在沿轴正方向、场强大小为的匀强电场,电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为,电量为的带正电粒子从中点进入电场(不计粒子重力)。
(1)若粒子初速度为零,粒子从上边界垂直第二次离开电场后,垂直再次进入电场,求磁场的磁感应强度的大小;
(2)若改变电场强度大小,粒子以一定的初速度从点沿轴正方向第一次进入电场,离开电场后从点第二次进入电场,在电场的作用下从点离开。
(ⅰ)求改变后电场强度的大小;
(ⅱ)求粒子从Q点离开之后,运动轨迹圆圆心的位置坐标。
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