精品解析：浙江杭州师范大学附属中学等校2026-2027学年高二上学期10月阶段性测试物理试卷

杭州师范大学附属中学2026-2027学年高二上学期10月 阶段性测试物理试卷 一、单选题（每题3分共30分） 1. 下列物理量属于矢量的是（ ） A. 功率 P B. 电流强度 C. 磁感应强度 D. 磁通量 2. 在电磁学发展过程中，涌现出了许多伟大的科学家，下列说法中符合物理学发展史的是（ ） A. 安培发现了点电荷的相互作用规律 B. 法拉第最早引入电场的概念 C. 奥斯特发现了磁场对运动电荷的作用规律 D. 库仑发现了电流的磁效应 3. 如图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 4. 如图甲所示是磁电式电流表的结构图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条边长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条边所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a边中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A. 该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同 B. 线圈平面总与磁场方向垂直 C. 线圈将逆时针转动 D. a边受到的安培力大小始终为IlB 5. 已知a、b、c三根长直通电导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，垂直于且，a、b、c三根导线中电流强度均为I. 已知每根导线单独存在时在O点的磁感应强度大小为B，则O点处的合磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. B C. D. 6. 夏日某雷雨天，下表面带负电的云层靠近某高楼避雷针时，由于静电感应使避雷针尖端带正电，避雷针周围电场的电场线、等势线如图所示，a、b、c、d为电场中的四个点，下列说法不正确的是（ ） A. 实线为电场线，虚线为等势线 B. ， C. 电子在a点的电势能大于在c点的电势能 D. 质子由b点运动到d点的过程中，静电力做负功 7. 如图所示，线圈M和线圈N绕在同一个铁芯上，初始开关S1断开、S2闭合，已知电流计指针向左偏转表示电流从左端流入，则下列说法正确的是（　　） A. 闭合 S1瞬间，电流计指针将向左偏转 B. 闭合 S1后，将滑动变阻器的滑片P向下移动，电流计指针向左偏转 C. 若先闭合S1，再闭合S2瞬间，电流计中也会有感应电流 D. 若开关S2断开，在闭合S1瞬间，线圈N两端的电势差不为零 8. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，用弹簧测力计竖直悬挂一正三角形金属线圈，线圈质量为m、边长为L，其中位线MN以下处在垂直于纸面方向的匀强磁场中。当线圈中通有逆时针方向的恒定电流I时，弹簧测力计的示数为。已知重力加速度大小为g。则匀强磁场的磁感应强度大小和方向分别为（　　） A. 垂直纸面向外 B. 垂直纸面向里 C. 垂直纸面向外 D. 垂直纸面向里 10. 如图所示，质量为m的带电小物块从半径为R的固定绝缘光滑半圆槽顶点A由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg 二、多选题（每题4分，共12分） 11. 机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器核心部分的结构为内置柔性磁膜与固定的线圈矩阵，通过线圈产生感应电流以感知磁膜上表面受到的压力变化情况。下列说法正确的是（ ） A. 磁膜没有受到压力时，线圈没有感应电流产生 B. 磁膜受到压力稳定后，线圈有感应电流产生 C. 磁膜受到的压力减小时，线圈没有感应电流产生 D. 磁膜受到的压力增大时，线圈有感应电流产生 12. 下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的是（ ） A. 甲图是一种速度选择器，当的正电荷从左侧射入，将向上偏转 B. 乙图是一种磁流体发电机的装置，一束等离子体（含有大量正、负带电粒子）射入磁场，则通过电阻的电流从a流向b C. 丙图是常见的质谱仪，可以把质量不同，比荷相同的带电粒子分开 D. 丁图是金属导体制成的霍尔元件，通以如图所示的电流，则a面电势低于b面电势 13. 如图所示，边长为L的立方体区域abcda′b′c′d′内有匀强磁场。一质量为m，电量为+q的粒子，以初速度v0水平从正方形add′a′的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形abb′a′中心垂直飞出磁场区域。忽略粒子重力。下列判断正确的是（ ） A. 磁场的方向竖直向上 B. 增大磁感应强度，粒子可能从add′a′平面飞出 C. 若同时加入垂直abb′a′向外的匀强电场，粒子可能沿直线运动 D. 若要使粒子恰好从c点飞出，匀强磁场的方向应改为垂直平面a′b′cd，大小为原来的倍 三、实验题（共14分） 14. 为测量一段长度已知为、粗细均匀的电阻丝的电阻率，某小组采用了如下实验操作： （1）用图甲中的螺旋测微器测量电阻丝的直径d。先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，当测微螺杆快接近电阻丝时，再旋转___________ （选填“①” “②”或“③”），直到听见“喀喀”的声音为止；测量时需要选择电阻丝的不同位置进行多次测量，再取平均值作为电阻丝的直径，其目的是减小___________（选填“偶然”或“系统”）误差。 （2）用图乙所示电路图测量电阻丝的电阻，其中为一定值电阻。请用笔画线代替导线，把图丙中的实物电路补充完整。（ ） （3）第一次按图乙所示的电路测量，调节滑动变阻器的滑片，测得多组电压U及电流I的值；第二次将电压表改接在a、b两点测量，测得多组电压U及电流I的值，并作出如图丁所示的U-I图像。则第一次测量得到的图线是___________（选填“M”或“ N” ），由图像可得电阻丝的电阻=___________Ω，最后，根据电阻定律可求得电阻丝的电阻率 =___________。（用及常量表示） 15. 某研究性学习小组在学习了化学课上的原电池原理后，将铜片和锌片插入两个新鲜的柠檬中制成一个水果电池，如图所示，并利用下列所给器材测量水果电池的电动势和内阻。 A.待测水果电池（电动势约为1V，内阻约为几百到几千欧） B.滑动变阻器（最大阻值为200Ω，额定电流为1A） C.滑动变阻器（最大阻值为8000Ω，额定电流为0.1A） D.电流表A（量程为3mA，内阻为50Ω） E.电压表（量程为1.5V，内阻约为3kΩ） F.电压表（量程为5V，内阻约为15kΩ） G.开关S，导线若干 （1）该小组尝试将若干个水果电池依次串联起来给“1.5V，0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡始终不发光，其原因是________。 A. 水果电池电动势太大 B. 水果电池电动势太小 C. 水果电池内阻太大 D. 小灯泡内阻太大 （2）研究小组设计了如图甲、乙两种电路，应选择________（填“甲”或“乙”）电路。滑动变阻器应选择________，电压表应选择________（均填对应器材前的字母序号）。 （3）根据选择的电路，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与电流表示数的多组数据，作出图像如图丙所示，根据图像和题中所给信息，得到该水果电池的电动势________，内阻________。（结果均保留三位有效数字） 四、解答题（共44分） 16. 如图所示，A、B为匀强电场中同一条电场线上的两点，两点间距离d =15 cm。若将一带正电、电荷量q =1×10-5C的试探电荷，放入匀强电场中的B点，试探电荷受到的静电力大小F = 5×10-4N。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）A、B两点间的电势差； （3）若将该试探电荷从B点移动到A点，其电势能变化了多少。 17. 如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。忽略因摩擦而造成的电荷量的损失。试求： （1）滑块由C到B过程中电场力做的功； （2）滑块通过B点时的速度大小； （3）水平轨道上A、B两点之间的距离。 18. “电磁炮”是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度；“电磁炮”弹体总质量，其中弹体在轨道间的电阻；可控电源是恒流源，内阻，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小和方向； （2）弹体从静止加速到，轨道至少要多长； （3）弹体从静止加速到过程中，该系统消耗的总能量。 （4）实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力，若其受到的阻力与速度的关系为，其中阻力系数为常量、炮弹离开轨道前做匀速运动，炮弹离开轨道时的速度大小为，求阻力系数的大小。 19. 如图1所示是一种质谱仪的原理图，和两板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，两板间电压，两板间距，板间磁场的磁感应强度，下方区域存在另一磁感应强度的匀强磁场。带电粒子沿和板间的中心线从小孔进入该装置，后经狭缝以某一速度垂直进入下方磁场，最后打到照相底片上。某一次实验中入射大量氢离子（），已知氢离子（）的质量为，电荷量为，其重力忽略不计，设中子和质子质量相同。求： （1）氢离子（）进入区域的速度大小； （2）若有两种粒子沿中心线从进入区域，打到底片的位置距的距离分别为和，求两种粒子的比荷之比； （3）受到其他因素影响，发现从射入的氢离子（）速度方向有微小的发散角，如图2所示，使得氢离子打在照相底片上会形成一条亮线，测得最大的发散角的余弦值，求该亮线的长度； （4）在分离氢元素的两种同位素离子（与电荷量相同，质量数为）时，各种离子有微小的发散角外，其速度还有波动，即，要能有效区分出同位素离子，照相底片上亮线之间的间距应不小于相邻较短亮线长度的十分之一，则应满足什么条件？（保留两位小数） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 杭州师范大学附属中学2026-2027学年高二上学期10月 阶段性测试物理试卷 一、单选题（每题3分共30分） 1. 下列物理量属于矢量的是（ ） A. 功率 P B. 电流强度 C. 磁感应强度 D. 磁通量 【答案】C 【解析】 【详解】矢量既有大小又有方向且遵从平行四边形定则。 A．功率只有大小没有方向，为标量，A错误； B．电流强度虽然有大小和方向，但其运算不符合平行四边形定则，为标量，B错误； C．磁感应强度既有大小又有方向且遵从平行四边形定则，为矢量，C正确； D、磁通量只有大小没有方向，为标量，D错误； 故选C。 2. 在电磁学发展过程中，涌现出了许多伟大的科学家，下列说法中符合物理学发展史的是（ ） A. 安培发现了点电荷的相互作用规律 B. 法拉第最早引入电场的概念 C. 奥斯特发现了磁场对运动电荷的作用规律 D. 库仑发现了电流的磁效应 【答案】B 【解析】 【详解】AD．库仑发现了点电荷的相互作用规律，奥斯特发现了电流的磁效应，故AD错误； B．法拉第最早引入电场的概念，故B正确； C．洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，故C错误。 故选B。 3. 如图表示电流磁场或磁铁磁场的磁感线分布示意图，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．通电直导线周围磁场分布由右手螺旋定则可知A正确B错误； CD．磁感线在磁铁外部由N极指向S极，可知C、D均错误。 故选A。 4. 如图甲所示是磁电式电流表的结构图，蹄形磁体和铁芯间的磁场均匀辐向分布。线圈中a、b两条边长度均为l，未通电流时，a、b处于图乙所示位置，两条边所在处的磁感应强度大小均为B。通电后，a边中电流方向垂直纸面向外，大小为I，则（　　） A. 该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同 B. 线圈平面总与磁场方向垂直 C. 线圈将逆时针转动 D. a边受到的安培力大小始终为IlB 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁场为均匀辐向分布，磁感应强度大小处处相等，但方向为径向，从N极向S极呈辐射状，并非处处相同，A错误； B．线圈转动时，a、b边始终与磁场垂直，但线圈平面与磁场方向并非始终垂直，B错误； C．用左手定则判断安培力方向：a边电流垂直纸面向外，磁场径向，安培力向上；b边电流垂直纸面向里，安培力向下，因此线圈顺时针转动，并非逆时针，C错误； D．a边长度为l，电流为I，磁感应强度大小始终为B，且a边始终与磁场（径向）垂直。根据安培力公式 a边受到的安培力大小始终为 ，D正确。 故选D。 5. 已知a、b、c三根长直通电导线垂直于纸面放置，电流方向如图所示，垂直于且，a、b、c三根导线中电流强度均为I. 已知每根导线单独存在时在O点的磁感应强度大小为B，则O点处的合磁感应强度大小为（　　） A. 0 B. B C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】因导线ac在O点的磁场方向向上，则两导线在O点的合磁场为2B，方向向上；b处的导线在O点的磁场方向向左，大小为B，则O点的合磁场大小为 故选D。 6. 夏日某雷雨天，下表面带负电的云层靠近某高楼避雷针时，由于静电感应使避雷针尖端带正电，避雷针周围电场的电场线、等势线如图所示，a、b、c、d为电场中的四个点，下列说法不正确的是（ ） A. 实线为电场线，虚线为等势线 B. ， C. 电子在a点的电势能大于在c点的电势能 D. 质子由b点运动到d点的过程中，静电力做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．电场线从正电荷出发，由于静电感应使避雷针尖端带正电，则电场线应该连接避雷针，且电场线永远和等势线垂直，因此实线为电场线、虚线为等势线，故A正确，不符合题意； B．电场线越密场强越大，离避雷针尖端更远，电场线更疏，因此 避雷针带正电，电场方向从避雷针指向远处（上方带负电的云层），沿电场线电势降低，越靠近尖端电势越高，比更靠近尖端，因此，故B错误，符合题意； C．比离尖端远，故​ 电子带负电，电势能 电势越低，负电荷电势能越大，因此电子在点电势能大于点，故C正确，不符合题意； D．比离尖端远，故 质子带正电，从到电势升高，电势能增加，根据，静电力做负功，故D正确，不符合题意。 故选B。 7. 如图所示，线圈M和线圈N绕在同一个铁芯上，初始开关S1断开、S2闭合，已知电流计指针向左偏转表示电流从左端流入，则下列说法正确的是（　　） A. 闭合 S1瞬间，电流计指针将向左偏转 B. 闭合 S1后，将滑动变阻器的滑片P向下移动，电流计指针向左偏转 C. 若先闭合S1，再闭合S2瞬间，电流计中也会有感应电流 D. 若开关S2断开，在闭合S1瞬间，线圈N两端的电势差不为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．闭合S1，根据右手螺旋定则M线圈内部产生向左的磁场，在N线圈内部向左的磁通量增加，根据楞次定律可知产生的感应电流从右端流入电流计，则电流计指针将向右偏转，故A错误； B．滑动变阻器的滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路阻值减小，M中的电流增大，线圈内部产生向左的磁感应强度增强，在N线圈内部向左的磁通量增加，产生的感应电流从右端流入电流计，电流计指针将向右偏转，故B错误； C．若先闭合S1，再闭合S2，穿过N线圈的磁通量没有改变，不会产生感应电流，故C错误； D．若开关S2断开，在闭合S1瞬间，磁通量增加，线圈N会产生感生电动势，其两端的电势差不为零，故D正确。 故选D。 8. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为的带电粒子从圆周上的M点沿直径方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转；若射入磁场时的速度大小为，离开磁场时速度方向偏转，不计重力，则为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】根据题意做出粒子的圆心如图所示 设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系有第一次的半径 第二次的半径 根据洛伦兹力提供向心力有 可得 所以 故选B。 9. 如图所示，用弹簧测力计竖直悬挂一正三角形金属线圈，线圈质量为m、边长为L，其中位线MN以下处在垂直于纸面方向的匀强磁场中。当线圈中通有逆时针方向的恒定电流I时，弹簧测力计的示数为。已知重力加速度大小为g。则匀强磁场的磁感应强度大小和方向分别为（　　） A. 垂直纸面向外 B. 垂直纸面向里 C. 垂直纸面向外 D. 垂直纸面向里 【答案】D 【解析】 【详解】对线圈受力分析，线圈受重力、弹簧测力计的拉力和安培力的作用，由于拉力 故安培力的方向竖直向上，大小为 根据左手定则，可判断磁感应强度的方向为垂直纸面向里，线圈在磁场中的有效长度为的长度，即，根据 可得 故选D。 10. 如图所示，质量为m的带电小物块从半径为R的固定绝缘光滑半圆槽顶点A由静止滑下，整个装置处于方向垂直纸面向里的匀强磁场中。已知物块所带的电荷量保持不变，物块运动过程中始终没有与圆槽分离，物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，重力加速度大小为g，则物块第二次经过圆槽最低点时对圆槽的压力为（　　） A. 3mg B. 4mg C. 5mg D. 6mg 【答案】C 【解析】 【详解】物块运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可知物块到达圆槽最低点时速度最大且不变，由 解得 物块第一次经过圆槽最低点时对圆槽的压力与自身受到的重力大小相等，此时物块受到向上的洛伦兹力 物块第二次经过圆槽最低点时，物块在半圆槽内做往复运动，此时物块受到向下的洛伦兹力 联立解得 故选C。 二、多选题（每题4分，共12分） 11. 机器人利用柔性磁膜触觉传感器可以轻松拿起鸡蛋而不破裂，如图所示，传感器核心部分的结构为内置柔性磁膜与固定的线圈矩阵，通过线圈产生感应电流以感知磁膜上表面受到的压力变化情况。下列说法正确的是（ ） A. 磁膜没有受到压力时，线圈没有感应电流产生 B. 磁膜受到压力稳定后，线圈有感应电流产生 C. 磁膜受到的压力减小时，线圈没有感应电流产生 D. 磁膜受到的压力增大时，线圈有感应电流产生 【答案】AD 【解析】 【详解】A．磁膜没有受到压力时，线圈的磁通量不变，线圈没有感应电流产生，故A正确； B．磁膜受到压力稳定后，线圈的磁通量不变，线圈没有感应电流产生，故B错误； CD．磁膜受到的压力减小或增大时，线圈的磁通量改变，线圈有感应电流的产生，故C错误，D正确。 故选AD。 12. 下列关于磁场与现代科技的相关说法正确的是（ ） A. 甲图是一种速度选择器，当的正电荷从左侧射入，将向上偏转 B. 乙图是一种磁流体发电机的装置，一束等离子体（含有大量正、负带电粒子）射入磁场，则通过电阻的电流从a流向b C. 丙图是常见的质谱仪，可以把质量不同，比荷相同的带电粒子分开 D. 丁图是金属导体制成的霍尔元件，通以如图所示的电流，则a面电势低于b面电势 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当电荷从左侧射入的速度满足，即时粒子恰好沿直线穿过速度选择器，当速度时，粒子所受的洛伦兹力大于电场力，正电荷将向上偏转，故A正确； B．一束等离子体射入磁场，根据左手定则，正电荷偏向B极板，负电荷偏向A极板，通过电阻的电流从b流向a，故B错误； C．粒子经过加速电场，进入磁场，根据功能关系和牛顿第二定律得， 可得粒子在磁场中的轨道半径，分析可得质量不同，比荷相同的带电粒子，轨道半径相同，因此打到同一个位置，不会被分开，故C错误； D．由于金属导体导电的是电子，为负电荷，负电荷的运动方向与电流的方向相反，根据左手定则可知，电子向a面偏转，电流的从b流向a，而电流是从高电势流向低电势，因此a面电势低于b面电势，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，边长为L的立方体区域abcda′b′c′d′内有匀强磁场。一质量为m，电量为+q的粒子，以初速度v0水平从正方形add′a′的中心垂直进入磁场区域，最后由正方形abb′a′中心垂直飞出磁场区域。忽略粒子重力。下列判断正确的是（ ） A. 磁场的方向竖直向上 B. 增大磁感应强度，粒子可能从add′a′平面飞出 C. 若同时加入垂直abb′a′向外的匀强电场，粒子可能沿直线运动 D. 若要使粒子恰好从c点飞出，匀强磁场的方向应改为垂直平面a′b′cd，大小为原来的倍 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．设粒子在水平截面上的入射点为，原出射点为。两点的速度分别垂直于相邻侧面，轨道圆心位于这两个侧面的公共棱中点，故原轨道半径 粒子初入磁场时洛伦兹力指向前侧面；由正电荷的初速度方向和左手定则可知，磁场竖直向上，故A正确； B．设原磁感应强度为，增大后为，新轨道半径为。两个磁场中均由洛伦兹力提供向心力，有，。 因此 磁场增至原来的两倍以上时，半径满足 入射点距前侧面为，此时轨道直径小于该距离，粒子走过半圆便返回入射面。图中为入射点，为增强磁场后的回返点，为原出射点，轨迹显示了两种磁场下的出射面。 所以粒子可能从面飞出，故B正确； C．原磁场使正电荷在入射时受到指向前侧面外侧的洛伦兹力。若再加入垂直于该面向外的匀强电场，入射时电场力与洛伦兹力同向，横向合力不为零，粒子不能沿直线运动，故C错误； D．设为新轨道圆心，为新轨道半径。取磁场垂直于斜截面且使粒子向点偏转，轨迹便在此截面内。从到沿初速度方向的位移为，垂直初速度方向的位移为。截面内的圆弧及半径关系如图。 由勾股定理得 解得 粒子速率不变，磁感应强度与轨道半径成反比，因此，故D正确。 故选ABD。 三、实验题（共14分） 14. 为测量一段长度已知为、粗细均匀的电阻丝的电阻率，某小组采用了如下实验操作： （1）用图甲中的螺旋测微器测量电阻丝的直径d。先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，当测微螺杆快接近电阻丝时，再旋转___________ （选填“①” “②”或“③”），直到听见“喀喀”的声音为止；测量时需要选择电阻丝的不同位置进行多次测量，再取平均值作为电阻丝的直径，其目的是减小___________（选填“偶然”或“系统”）误差。 （2）用图乙所示电路图测量电阻丝的电阻，其中为一定值电阻。请用笔画线代替导线，把图丙中的实物电路补充完整。（ ） （3）第一次按图乙所示的电路测量，调节滑动变阻器的滑片，测得多组电压U及电流I的值；第二次将电压表改接在a、b两点测量，测得多组电压U及电流I的值，并作出如图丁所示的U-I图像。则第一次测量得到的图线是___________（选填“M”或“ N” ），由图像可得电阻丝的电阻=___________Ω，最后，根据电阻定律可求得电阻丝的电阻率 =___________。（用及常量表示） 【答案】 ①. ③ ②. 偶然 ③. ④. M ⑤. 25 ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1][2]用如图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，再旋微调旋钮③，直到听见“喀喀”的声音为止；测量时需要选择电阻丝的不同位置进行多次测量，再取平均值作为电阻丝的直径，目的是为了减少偶然误差。 （2）[3]实物电路图如图所示 （3）[4][5] 第一次测量按乙图的电路，根据欧姆定律可得 第二次测量将电压表改接在a、b两端，根据欧姆定律可得 可知 可知第一次测量得到图线是，由图像数据可得 联立可得 [6]由电阻定律可得 15. 某研究性学习小组在学习了化学课上的原电池原理后，将铜片和锌片插入两个新鲜的柠檬中制成一个水果电池，如图所示，并利用下列所给器材测量水果电池的电动势和内阻。 A.待测水果电池（电动势约为1V，内阻约为几百到几千欧） B.滑动变阻器（最大阻值为200Ω，额定电流为1A） C.滑动变阻器（最大阻值为8000Ω，额定电流为0.1A） D.电流表A（量程为3mA，内阻为50Ω） E.电压表（量程为1.5V，内阻约为3kΩ） F.电压表（量程为5V，内阻约为15kΩ） G.开关S，导线若干 （1）该小组尝试将若干个水果电池依次串联起来给“1.5V，0.3A”的小灯泡供电，发现小灯泡始终不发光，其原因是________。 A. 水果电池电动势太大 B. 水果电池电动势太小 C. 水果电池内阻太大 D. 小灯泡内阻太大 （2）研究小组设计了如图甲、乙两种电路，应选择________（填“甲”或“乙”）电路。滑动变阻器应选择________，电压表应选择________（均填对应器材前的字母序号）。 （3）根据选择的电路，移动滑动变阻器的滑片，得到电压表示数与电流表示数的多组数据，作出图像如图丙所示，根据图像和题中所给信息，得到该水果电池的电动势________，内阻________。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1）C （2） ①. 甲 ②. C ③. E （3） ①. 1.00 ②. 950 【解析】 【小问1详解】 水果电池的内阻很大（几百到几千欧），小灯泡电阻仅约 根据闭合电路欧姆定律 总内阻r极大，导致电路电流极小，小灯泡实际功率远小于额定功率，因此不发光。 故选C。 【小问2详解】 [1]水果电池内阻很大，若选乙电路，电压表内阻与电源内阻相近，电压表分流作用明显，电流表测量误差极大；甲电路中电流表测量干路总电流，电流表分压作用不明显，误差更小，因此选甲。 [2]电源内阻为几百到几千欧，滑动变阻器最大阻值需要和内阻相当，才能明显改变电流电压，因此选最大阻值为的，故选C。 [3]电源电动势约，因此选量程为的，故选E。 【小问3详解】 [1][2]根据甲电路，闭合电路欧姆定律得 整理得 因此图像的纵轴截距为电动势，由图丙可得 图像斜率的绝对值 由图丙可得 因此 四、解答题（共44分） 16. 如图所示，A、B为匀强电场中同一条电场线上的两点，两点间距离d =15 cm。若将一带正电、电荷量q =1×10-5C的试探电荷，放入匀强电场中的B点，试探电荷受到的静电力大小F = 5×10-4N。求： （1）匀强电场的电场强度大小； （2）A、B两点间的电势差； （3）若将该试探电荷从B点移动到A点，其电势能变化了多少。 【答案】（1）50N/C （2）7.5V （3） 【解析】 【小问1详解】 由电场强度定义式可得，匀强电场的电场强度大小为 【小问2详解】 由公式可得，A、B两点间的电势差 【小问3详解】 将该试探电荷从B点移动到A点，电场力做功为 则其电势能变化了 17. 如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形的光滑且绝缘的轨道，位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。今有一质量为m、带正电q的小滑块（体积很小可视为质点），从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为g。忽略因摩擦而造成的电荷量的损失。试求： （1）滑块由C到B过程中电场力做的功； （2）滑块通过B点时的速度大小； （3）水平轨道上A、B两点之间的距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块由C到B过程中电场力做的功为 （2）滑块由C到B过程中由动能定理得 解得 （3）全程运用动能定理得 解得 18. “电磁炮”是利用电磁系统中电磁场产生的安培力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能。如图是“电磁炮”的原理结构示意图。光滑水平加速导轨电阻不计，轨道宽为；在导轨间有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度；“电磁炮”弹体总质量，其中弹体在轨道间的电阻；可控电源是恒流源，内阻，以保证“电磁炮”匀加速发射；在某次试验发射时，电源为加速弹体提供的电流是，不计空气阻力。求： （1）弹体所受安培力大小和方向； （2）弹体从静止加速到，轨道至少要多长； （3）弹体从静止加速到过程中，该系统消耗的总能量。 （4）实际上炮弹在轨道上运动时会受到空气阻力和摩擦阻力，若其受到的阻力与速度的关系为，其中阻力系数为常量、炮弹离开轨道前做匀速运动，炮弹离开轨道时的速度大小为，求阻力系数的大小。 【答案】（1），方向水平向右 （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 弹体所受安培力大小为 由左手定则可知安培力方向水平向右。 【小问2详解】 弹体从静止加速到4km/s，根据动能定理可得 代入数据解得 【小问3详解】 弹体从静止加速到4km/s过程中，根据动量定理可得 解得 发射弹体过程产生的焦耳热为 则系统消耗的总能量为 【小问4详解】 炮弹离开轨道前做匀速运动，根据受力平衡可得 代入数据解得 19. 如图1所示是一种质谱仪的原理图，和两板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，两板间电压，两板间距，板间磁场的磁感应强度，下方区域存在另一磁感应强度的匀强磁场。带电粒子沿和板间的中心线从小孔进入该装置，后经狭缝以某一速度垂直进入下方磁场，最后打到照相底片上。某一次实验中入射大量氢离子（），已知氢离子（）的质量为，电荷量为，其重力忽略不计，设中子和质子质量相同。求： （1）氢离子（）进入区域的速度大小； （2）若有两种粒子沿中心线从进入区域，打到底片的位置距的距离分别为和，求两种粒子的比荷之比； （3）受到其他因素影响，发现从射入的氢离子（）速度方向有微小的发散角，如图2所示，使得氢离子打在照相底片上会形成一条亮线，测得最大的发散角的余弦值，求该亮线的长度； （4）在分离氢元素的两种同位素离子（与电荷量相同，质量数为）时，各种离子有微小的发散角外，其速度还有波动，即，要能有效区分出同位素离子，照相底片上亮线之间的间距应不小于相邻较短亮线长度的十分之一，则应满足什么条件？（保留两位小数） 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 带电粒子在P1和P2两金属板间运动时，电场与洛伦兹力平衡 解得 【小问2详解】 两种粒子进入磁场时的速度相同，根据 可得 打到底片的位置距的距离 可得 两种粒子的比荷之比。 【小问3详解】 在磁场中粒子运动的半径为 离子运动的轨道边界线如图所示 亮线长度为 【小问4详解】 推知各离子运动的最大和最小半径分别为， 各离子最远位置到S2的距离为2rmax，最近位置到S2的距离为2rmincosθ，通过作图可知，要求两条亮线间距不小于相邻较短亮线长度的十分之一，即 其中， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $