精品解析：河南洛阳市新安县第一高级中学2026-2027学年高二上学期10月能力提升练习物理试卷

高二物理10月月考 （用时：75分钟，试卷满分：100分） 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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，有选错或不答的得0分。 1. 如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，相同材料的电阻丝A、B，长度分别是L和2L；直径分别为d和2d，在两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是( ) A. A、B的电阻之比RA:RB=1:2 B. A、B的电流IA＞IB C. A、B的电压UA＞UB D. A、B产生的电热QA=QB 2. 如图所示，太极图由“阴鱼”和“阳鱼”构成，其边界是以O为圆心R为半径的圆，内部由以O1和O2为圆心等半径的两个半圆分割成上下两部分，其中上部分为“阳鱼”，下部分为“阴鱼”“阳鱼”中有垂直纸面向外的匀强磁场。Q为太极图边缘上一点，且O1、O2、O、Q四点共线。一电量为+q，质量为m的带电粒子，在Q点以大小v的速度指向圆心O射入“阳鱼”区域，若带电粒子在“太极图”运动过程中没有进入“阴鱼”区域，带电粒子重力不计。则磁感应强度的最小值为（　　） A. B. C. D. 3. 深圳科学高中科创社团某同学设计了如图所示的输液提示器，灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略，且电源内阻，弹簧始终在弹性限度内，滑动变阻器的滑片P不会超出a、b端。对于该装置，闭合开关后，下列说法正确的是（ ） A. 当药液减少时，电源的效率增加 B. 当药液减少时，电源的输出功率减小 C. 当向药液袋内注射液体时，灯泡变暗 D. 当向药液袋内注射液体时，电压表的示数变小 4. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，与粒子的带电性质、带电量、速度方向无关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为b→R→a C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子先经过加速电场，然后通过速度选择器，进入偏转磁场，最终打在胶片上，则打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，比荷越大 D. 图丁为霍尔元件，无论载流子带正电或负电，稳定时都是左侧的电势低于右侧的电势 5. 如图甲所示为某一小灯泡的U－I图线，现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1 Ω、电动势为3 V的电源两端，如图乙所示，则(　　) A. 通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 W B. 通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 W C. 通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.2 W D. 通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.4 W 6. 如图甲所示，随着人工智能的发展，机器人用于生产生活中的场景越来越普遍。如图乙为某款配送机器人内部电路结构简化图，电源电动势，内阻。机器人整机净重30kg，在某次配送服务时载重20kg，匀速行驶速度为1.2m/s，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍，工作电流为4A。不计电动机的摩擦损耗，取，则下列说法正确的是（ ） A. 电动机消耗的电功率为144W B. 电动机输出的机械功率为140W C. 电动机的线圈电阻为 D. 电动机内部的热功率为24W 7. 如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过边中点和边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的两倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为。则导线框中的电流大小为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里，一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。则可判定（ ） A. 小球带负电 B. 小球带正电 C. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏 D. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏 9. 如图所示，矩形边界ABCD内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，AB、CD边足够长，AD边长为L。现有质量为m、电荷量为q的不同速率的带正电粒子，从AD的中点E射入磁场且速度方向与AD成30°角，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 从AB边射出的粒子的最小速度为 C. 从CD边射出的粒子的最小速度为 D. AB边上有粒子射出的区域长度为 10. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度的增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（ ） A. 在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R0消耗的电功率变大 B. 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，R1消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C. 只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D. 若断开开关S，电容器所带电荷量变小，带电微粒向上运动 二、实验题（本大题共2小题，共15分） 11. 利用如图所示①的电路测定电源的电动势和内电阻． (1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U．则由于未考虑电压表分流导致电动势的测量值与真实值相比_________，内阻的测量值与真实值相比________．（填“偏大”“相等”或“偏小”) (2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I．则由于未考虑电流表分压导致电动势的测量值与真实值相比_________，内阻的测量值与真实值相比________．(填“偏大”“相等”或“偏小”) (3)某同学分别按照以上两种方式完成实验操作之后，利用图线处理数据，得到如下两个图象（如图②和③所示），纵轴截距分别是b1、b2，斜率分别为k1、k2．综合两条图线的数据可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差，则电源的电动势E=_______，内阻r=________． 12. 物理兴趣小组利用所学知识自制了一个欧姆表，其内部结构如图所示，电源为一节干电池，电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，滑动变阻器R2的线圈电阻为20Ω，欧姆表设计了两个挡位“×10”和“×1”，P、Q是两只表笔。 （1）已知有以下两个毫安表可供选择，则应该选择_______（选填“A”或“B”）。 A. 满偏电流为100mA，内阻为1.5Ω B. 满偏电流为10mA，内阻为1.5Ω （2）P是________（选填“红”或“黑”）表笔，开关S接a为_________（选填“×10”和“×1”）挡。 （3）某次测量时，将开关S接a处，将红黑表笔短接进行欧姆调零，此时应调节R2=________Ω，使指针指满刻度处。 （4）定值电阻R1=_______Ω（结果保留2位有效数字）。 （5）某次测量电阻时，将开关S接b处，完成欧姆调零后，在红黑表笔间接入待测电阻时，毫安表指针指满刻度的处，则所测的电阻Rx=________Ω。 （6）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，绝缘水平面上固定两平行金属导轨，间距，金属导轨的一端接有直流电源和电阻箱，电源电动势、内阻。现把一导体棒MN垂直放在金属导轨上，导体棒接入电路的电阻，金属导轨电阻不计。导轨间分布着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直MN斜向上，与水平面的夹角。闭合开关S，当电阻箱的阻值时，导体棒恰好不滑动。已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求： （1）导体棒受到的安培力大小； （2）导体棒的质量。 14. 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一。如图所示，在直角坐标系xOy第二象限的圆形区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其圆心A的坐标为（-d，d），半径为d，y轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。宽度为2d的带电粒子流以相同的速度沿y轴负方向垂直匀强磁场入射进圆形区域，经过圆形磁场后汇聚到y轴上S（0，d）处进入第一象限，在y轴S点下方固定一能吸收粒子的收集板。已知粒子的质量为m、电荷量为q，圆形磁场和第一、四象限匀强磁场的磁感应强度大小均为B，粒子重力及粒子间的相互作用均不计。求： （1）粒子通过x轴时，与坐标原点的最远距离OP； （2）运动轨迹经x轴的粒子中，从S点计时运动的最短时间； （3）所有粒子在第一、四象限中的运动轨迹经过的区域面积。 15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，x>0区域内存在着方向与x轴负向成45°角的匀强电场E2，电场强度大小E2=V/m，在区域内存在着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场E1，电场强度大小E1=20V/m，带正电粒子从电场E1中P（−2m，0.5m）点沿x轴正方向以初速度v0=2m/s射出，粒子恰好从坐标原点进入电场E2，该粒子的比荷，不计粒子重力，求： （1）粒子进入磁场时速度的大小和方向； （2）磁感应强度大小； （3）粒子从P点射出到第三次经过y轴时的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理10月月考 （用时：75分钟，试卷满分：100分） 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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，有选错或不答的得0分。 1. 如图所示，甲、乙两电路中电源完全相同，相同材料的电阻丝A、B，长度分别是L和2L；直径分别为d和2d，在两电路中分别通过相同的电荷量q的过程中，下列判断正确的是( ) A. A、B的电阻之比RA:RB=1:2 B. A、B的电流IA＞IB C. A、B的电压UA＞UB D. A、B产生的电热QA=QB 【答案】C 【解析】 【详解】根据电阻定律得 RA=，RB=ρ ，解得 RA：RB=2：1，故A错误．根据闭合电路欧姆定律得：I=，E和r相等，RA＞RB，则IA＜IB．故B错误．根据闭合电路欧姆定律得：U=E-Ir，E和r相等，IA＜IB，则UA＞UB．故C正确．电阻产生的电热为 Q=I2Rt，又It=q，U=IR，得 Q=qU，因UA＞UB，q相等，所以QA＞QB，故D错误．故选C． 2. 如图所示，太极图由“阴鱼”和“阳鱼”构成，其边界是以O为圆心R为半径的圆，内部由以O1和O2为圆心等半径的两个半圆分割成上下两部分，其中上部分为“阳鱼”，下部分为“阴鱼”“阳鱼”中有垂直纸面向外的匀强磁场。Q为太极图边缘上一点，且O1、O2、O、Q四点共线。一电量为+q，质量为m的带电粒子，在Q点以大小v的速度指向圆心O射入“阳鱼”区域，若带电粒子在“太极图”运动过程中没有进入“阴鱼”区域，带电粒子重力不计。则磁感应强度的最小值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】若使带电粒子没进入“阴鱼”区域，则带电粒子在磁场中运动轨迹如图 轨迹与圆O1相切于A点，设粒子做圆周运动的轨迹半径为r，由几何关系可得 解得 由牛顿第二定律可得 联立解得 故选B。 3. 深圳科学高中科创社团某同学设计了如图所示的输液提示器，灯泡的电阻可视为不变。已知电源电阻不可忽略，且电源内阻，弹簧始终在弹性限度内，滑动变阻器的滑片P不会超出a、b端。对于该装置，闭合开关后，下列说法正确的是（ ） A. 当药液减少时，电源的效率增加 B. 当药液减少时，电源的输出功率减小 C. 当向药液袋内注射液体时，灯泡变暗 D. 当向药液袋内注射液体时，电压表的示数变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．电源的效率为 当药液减少时，滑动变阻器的滑片向上滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，减小，则电源的效率减小，故A错误； B．电源的输出功率为 当时，输出功率最大，由于，所以当药液减少时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，外电阻减小，电源的输出功率增大，故B错误； CD．当向药液袋内注射液体时，滑动变阻器的滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则通过灯泡的电流减小，灯泡变暗；由于灯泡两端电压减小，则滑动变阻器两端电压增大，即电压表示数增大，故C正确，D错误； 故选C。 4. 电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（ ） A. 图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，与粒子的带电性质、带电量、速度方向无关 B. 图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为b→R→a C. 图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子先经过加速电场，然后通过速度选择器，进入偏转磁场，最终打在胶片上，则打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，比荷越大 D. 图丁为霍尔元件，无论载流子带正电或负电，稳定时都是左侧的电势低于右侧的电势 【答案】C 【解析】 【详解】A．速度选择器中，粒子匀速通过时电场力与洛伦兹力平衡 得 可约去，因此与粒子带电量无关；若粒子电性改变，电场力和洛伦兹力方向同时反向，仍然平衡；若速度方向反向，洛伦兹力方向反向，电场力方向不变，二力同向使粒子偏转，因此与速度方向有关，故A错误； B．磁流体发电机中，磁场在磁体外部由N极指向S极，本题N在右、S在左，因此磁场方向向左；等离子体垂直纸面向里射入，根据左手定则：正电荷受洛伦兹力向上，聚集在上极板，使上极板（接）带正电，下极板（接）带负电，外电路电流方向为，故B错误； C．质谱仪偏转磁场中，由 得 所有粒子经过速度选择器后相同，因此越小，比荷越大；打在胶片上越靠近狭缝，越小，比荷越大，故C正确； D．若载流子带正电：电流向里，正电荷向里运动，洛伦兹力向左，正电荷聚集在左侧，左侧电势高于右侧电势；若载流子带负电：电流向里，负电荷向外运动，洛伦兹力向左，负电荷聚集在左侧，左侧带负电，左侧电势低于右侧，故D错误。 故选C。 5. 如图甲所示为某一小灯泡的U－I图线，现将两盏这样的小灯泡并联后再与一个4 Ω的定值电阻R串联，接在内阻为1 Ω、电动势为3 V的电源两端，如图乙所示，则(　　) A. 通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 W B. 通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.6 W C. 通过每盏小灯泡的电流约为0.2 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.2 W D. 通过每盏小灯泡的电流约为0.3 A，此时每盏小灯泡的电功率约为0.4 W 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由题图甲可以看出，当通过小灯泡的电流为0.2 A时，对应灯泡两端的电压为1 V，此时小灯泡的电阻为 ，两小灯泡并联后的电阻R并＝2.5 Ω，灯泡两端电压U并＝E＝＝1 V，恰好符合串联电路电压关系，则每盏小灯泡的功率PL＝0.2 W，则A项错误，C项正确． BD．根据以上分析，同理可知BD项错误． 6. 如图甲所示，随着人工智能的发展，机器人用于生产生活中的场景越来越普遍。如图乙为某款配送机器人内部电路结构简化图，电源电动势，内阻。机器人整机净重30kg，在某次配送服务时载重20kg，匀速行驶速度为1.2m/s，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍，工作电流为4A。不计电动机的摩擦损耗，取，则下列说法正确的是（ ） A. 电动机消耗的电功率为144W B. 电动机输出的机械功率为140W C. 电动机的线圈电阻为 D. 电动机内部的热功率为24W 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据闭合电路欧姆定律可知 则电动机消耗的电功率为 故A错误； B．行驶过程中受到的阻力大小为 匀速行驶时牵引力和阻力相等，所以匀速运行时的机械功率为 故B错误； D．电动机内部的热功率为 故D错误； C．根据，可知电动机的线圈电阻为 故C正确。 故选C。 7. 如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过边中点和边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场，其磁感应强度大小为B。此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的两倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为。则导线框中的电流大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】当磁场在虚线下方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向上，设三角形导线框质量为m，则有： 当磁场在虚线上方时，通电导线的等效长度为，受到的安培力方向竖直向下，磁感应强度增大到原来的两倍，故此时有： 联立可得 故C正确，ABD错误； 故选C。 8. 如图所示，光滑绝缘轨道ABP竖直放置，其轨道末端切线水平，在其右侧有一正交的匀强电场、磁场区域，电场竖直向上，磁场垂直纸面向里，一带电小球从轨道上的A点由静止滑下，经P点进入场区后，恰好沿水平方向做直线运动。则可判定（ ） A. 小球带负电 B. 小球带正电 C. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向上偏 D. 若小球从B点由静止滑下，进入场区后将立即向下偏 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．若小球带正电：电场力竖直向上，根据左手定则，洛伦兹力也竖直向上，满足平衡关系 若小球带负电：电场力竖直向下，洛伦兹力也竖直向下，合力向下，不可能平衡。 因此小球带正电，故A错误，B正确； CD． 轨道光滑，点高度低于点，因此小球从滑下到达点的速度小于原速度，向上的力，合力竖直向下，因此进入场区后立即向下偏，故C错误，D正确。 故选BD 。 9. 如图所示，矩形边界ABCD内存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里，AB、CD边足够长，AD边长为L。现有质量为m、电荷量为q的不同速率的带正电粒子，从AD的中点E射入磁场且速度方向与AD成30°角，不计粒子重力及粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ） A. 粒子在磁场中运动的最长时间为 B. 从AB边射出的粒子的最小速度为 C. 从CD边射出的粒子的最小速度为 D. AB边上有粒子射出的区域长度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．当粒子从AD边离开时，粒子在磁场中运动的时间最长，如图1所示。 由图可知粒子在磁场中运动的最长时间，故A正确； B．当粒子运动轨迹刚好与AB边相切时，从AB边射出的粒子速度最小，轨迹如图2所示。根据几何关系可得 由洛伦兹力提供向心力得 联立解得，故B错误； C．当粒子运动轨迹刚好与CD边相切时，从CD边射出的粒子速度最小，轨迹如图3所示。根据几何关系可得r2=L 由 联立解得，故C正确； D．由图2、图3中几何关系可得AB边上有粒子射出的区域长度 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r。电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1为光敏电阻（其电阻随光照强度的增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态。下列说法中正确的是（ ） A. 在只逐渐增大光照强度的过程中，电阻R0消耗的电功率变大 B. 只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动的过程中，R1消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C. 只调节电阻R2的滑动端P1向上端移动的过程中，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D. 若断开开关S，电容器所带电荷量变小，带电微粒向上运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．逐渐增大光照强度时，光敏电阻的阻值随光照增强而减小，电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律，总电流增大。 为定值电阻，其消耗的电功率 总电流增大时，的功率变大。故A正确； B．由于电容器所在支路在直流稳态下相当于断路，滑动变阻器​无电流通过，调节的滑动端不会改变整个串联主电路（）的电流，因此的功率不变；同时电容器两端电压始终等于上半部分的分压，调节​时电容器带电量不变，​中无充放电电流，故B错误； C．调节的滑动端 向上移动时，主电路总电阻不变，总电流不变，因此路端电压（电压表的示数）不变；但电容器两端的电压等于到上端部分的分压，上移后这部分分压增大，电容器内电场强度变大，电场力大于重力，带电微粒会向上运动，而非向下，故C错误。 D．断开开关S后，电容器会通过​形成的回路缓慢放电，带电量变小；但初始状态微粒重力与电场力平衡，放电过程中电容器两端电压降低，电场强度减小，电场力小于重力，微粒会向下运动，而非向上。故D错误。 故选A 。 二、实验题（本大题共2小题，共15分） 11. 利用如图所示①的电路测定电源的电动势和内电阻． (1)若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U．则由于未考虑电压表分流导致电动势的测量值与真实值相比_________，内阻的测量值与真实值相比________．（填“偏大”“相等”或“偏小”) (2)若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I．则由于未考虑电流表分压导致电动势的测量值与真实值相比_________，内阻的测量值与真实值相比________．(填“偏大”“相等”或“偏小”) (3)某同学分别按照以上两种方式完成实验操作之后，利用图线处理数据，得到如下两个图象（如图②和③所示），纵轴截距分别是b1、b2，斜率分别为k1、k2．综合两条图线的数据可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差，则电源的电动势E=_______，内阻r=________． 【答案】 ①. 偏小 ②. 偏小 ③. 相等 ④. 偏大 ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】（1）根据闭合电路欧姆定律：，变形得： ，因此图象的纵轴截距，电动势，图象的斜率，则电源内阻；由图示电路图可知，由于电压表的分流作用，通过电源的电流大于，这是造成系统误差的原因；若考虑电源电压表内阻，则表达式为，变形得：；则由数学规律可知，电动势E偏小；内阻偏小； （2）根据闭合电路欧姆定律E=I（R+r）变形，得到与R的关系式， ，根据数学知识得知，﹣R图象的斜率的倒数等于电源的电动势E，纵轴截距的绝对值等于电源的内阻r与定值电阻的和，则可知，电动势的测量值与真实值相比相等，没有考虑电流表的内阻，即实际内阻r=b﹣RA，所以内电阻的测量值与真实值相比偏大． （3）由以上分析可知，小题（2）中电动势是准确的，所以；而小题（1）图象的斜率；联立解得：． 12. 物理兴趣小组利用所学知识自制了一个欧姆表，其内部结构如图所示，电源为一节干电池，电动势E=1.5V，内阻r=0.5Ω，滑动变阻器R2的线圈电阻为20Ω，欧姆表设计了两个挡位“×10”和“×1”，P、Q是两只表笔。 （1）已知有以下两个毫安表可供选择，则应该选择_______（选填“A”或“B”）。 A. 满偏电流为100mA，内阻为1.5Ω B. 满偏电流为10mA，内阻为1.5Ω （2）P是________（选填“红”或“黑”）表笔，开关S接a为_________（选填“×10”和“×1”）挡。 （3）某次测量时，将开关S接a处，将红黑表笔短接进行欧姆调零，此时应调节R2=________Ω，使指针指满刻度处。 （4）定值电阻R1=_______Ω（结果保留2位有效数字）。 （5）某次测量电阻时，将开关S接b处，完成欧姆调零后，在红黑表笔间接入待测电阻时，毫安表指针指满刻度的处，则所测的电阻Rx=________Ω。 （6）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能调零，按正确使用方法再测上述电阻Rx，其测量结果与原结果相比将______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）A （2） ①. 黑 ②. ×10 （3）13 （4）0.17 （5）2.25 （6）偏大 【解析】 【小问1详解】 由题图及欧姆表原理可知，开关S接时，毫安表直接接入回路。若选用满偏电流为的毫安表，则欧姆调零时回路总电阻需为 而滑动变阻器最大阻值仅为，无法调到该值。若选用满偏电流为的毫安表，则需，可通过调节满足要求。 故选A。 【小问2详解】 [1] 根据电流从红表笔流入、黑表笔流出的规则，可知是黑表笔。 [2] 开关S接时，回路满偏电流为，欧姆表内阻为，较大，对应“×10”挡；接时，通过分流后满偏电流为，内阻为，较小，对应“×1”挡。故开关S接为“×10”挡。 【小问3详解】 开关S接时，红黑表笔短接，毫安表满偏，由闭合电路欧姆定律有 代入，，，，解得 【小问4详解】 开关S接时为“×10”挡，欧姆表内阻 接时为“×1”挡，内阻，故接时总电流为 此时毫安表与并联，有 解得 【小问5详解】 接时欧姆表内阻 指针指满刻度的处，回路电流 由闭合电路欧姆定律有 解得 【小问6详解】 当电池电动势变小，内阻变大时，欧姆表重新调零，由于满偏电流不变，由公式 欧姆表内阻得调小，待测电阻的阻值是通过电流表的示数体现，由公式 可知当变小时，接入同样的被测电阻，通过的电流变小，欧姆表读数偏大。 三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，绝缘水平面上固定两平行金属导轨，间距，金属导轨的一端接有直流电源和电阻箱，电源电动势、内阻。现把一导体棒MN垂直放在金属导轨上，导体棒接入电路的电阻，金属导轨电阻不计。导轨间分布着匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直MN斜向上，与水平面的夹角。闭合开关S，当电阻箱的阻值时，导体棒恰好不滑动。已知导体棒与金属导轨间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求： （1）导体棒受到的安培力大小； （2）导体棒的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路欧姆定律可知，导体棒中通过的电流为 所以导体棒受到的安培力大小为 【小问2详解】 根据左手定则可知，导体棒受到的安培力方向垂直导体棒斜向左上方，与水平面的夹角为，对导体棒进行受力分析如图所示： 沿着水平方向和竖直方向建立直角坐标系，则根据平衡关系有， 又因为 联立解得导体棒的质量为 14. 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一。如图所示，在直角坐标系xOy第二象限的圆形区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其圆心A的坐标为（-d，d），半径为d，y轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。宽度为2d的带电粒子流以相同的速度沿y轴负方向垂直匀强磁场入射进圆形区域，经过圆形磁场后汇聚到y轴上S（0，d）处进入第一象限，在y轴S点下方固定一能吸收粒子的收集板。已知粒子的质量为m、电荷量为q，圆形磁场和第一、四象限匀强磁场的磁感应强度大小均为B，粒子重力及粒子间的相互作用均不计。求： （1）粒子通过x轴时，与坐标原点的最远距离OP； （2）运动轨迹经x轴的粒子中，从S点计时运动的最短时间； （3）所有粒子在第一、四象限中的运动轨迹经过的区域面积。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据磁聚焦原理可知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 粒子通过x轴时，若轨迹与x轴的交点与S点的连线恰好等于轨迹圆的直径时，粒子与坐标原点的距离最远，根据几何关系可得 解得 【小问2详解】 运动轨迹经x轴的粒子中，经过O点的粒子运动时间最短，此时圆心角为60°，所以从S点计时运动的最短时间为 【小问3详解】 所有粒子在第一、四象限中的运动轨迹经过的区域面积，如图所示 上边界是以（d，d）为圆心，半径为d的半圆，下边界是以（0，d）为圆心，半径为2d的四分之一圆，所以面积为 15. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，x>0区域内存在着方向与x轴负向成45°角的匀强电场E2，电场强度大小E2=V/m，在区域内存在着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场E1，电场强度大小E1=20V/m，带正电粒子从电场E1中P（−2m，0.5m）点沿x轴正方向以初速度v0=2m/s射出，粒子恰好从坐标原点进入电场E2，该粒子的比荷，不计粒子重力，求： （1）粒子进入磁场时速度的大小和方向； （2）磁感应强度大小； （3）粒子从P点射出到第三次经过y轴时的时间。 【答案】（1），速度方向与x轴正向夹角为；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，设经过时间进入磁场，有 解得 则有 粒子从处进入磁场，其速度大小 速度方向与x轴正向夹角为 解得 （2）由对称性可知，粒子进入电场时速度方向与x轴正向夹角也为，即在磁场中转过角度，设在磁场中圆周运动半径为R，运动轨迹如图所示，由几何关系得 则 洛伦兹力提供向心力有 解得 （3）粒子进入电场做匀减速运动，当速度为零时折返，由动能定理有 解得 在磁场做圆周运动周期 粒子在磁场中运动时间 粒子在电场中单程运动时间 粒子再次进入磁场做圆周运动，转过后垂直进入电场，用时，粒子从P点射出到第三次通过y轴时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $