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四川省合江县马街中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析）
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这是一份四川省合江县马街中学2023-2024学年高二上学期12月月考物理试题（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第一部分：选择题（共48分）
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1. 截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动的平均速率的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B. 导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
C. 导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
D. 导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍，A错误；
B．导线长度L加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式得知，自由电子定向运动的平均速率v减半，B错误；
CD．导线横截面的直径d加倍，由面积公式得到，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为倍，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式得知，自由电子定向运动的平均速率v不变，C错误，D正确。
故选D。
2. 绝缘圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合，在垂直圆环所在平面且过圆心的轴上P点放置一小磁针。现使圆环绕轴沿图示方向匀速转动，则小磁针N极指向正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】从左向右看，绝缘圆环匀速转动时形成的圆形电流沿顺时针方向，由安培定则可知圆环轴线的磁场水平向右，小磁针N极指向该处的磁场方向，N极指向右方。
故选C。
3. 如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（ ）
A. R的阻值为2.5ΩB. 电源内阻为0.2Ω
C. 电阻R功率为1.5WD. 电源内阻消耗功率为2W
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图象Ⅱ可知，外电阻为
故A错误；
B．根据公式
由图象Ⅰ可知，电源电动势，短路电流，电源内阻
故B错误；
C．由两图象的交点坐标，可得电源的路端电压为2V，干路电流为2A，电阻R功率
故C错误；
D．由两图象的交点坐标，流过电阻的电流为2A，电源内部消耗的功率为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，面积大小为S矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是（ ）
A. 当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
B. 当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Ф＝BS
C. 当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝0
D. 当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示位置，穿过线圈磁通量为
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
故A错误；
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小为零，故B错误；
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小
故C错误；
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小为
故D正确
故选D。
5. 如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨，质量为m的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，现导体棒中通有由a到b的恒定电流，使导体棒恰好保持静止，已知磁感应强度大小为B，平行导轨间距为L，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦，则此时导体棒中电流为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对导体棒受力分析，受重力、导轨的支持力、安培力F作用，如图
导体棒恰好保持静止，受平衡力作用，则
即
解得导体棒中电流为
故选B。
6. 如图所示，足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场，方向竖直向下（与纸面平行）：下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度向右运动，第一次穿过MN时的位置记为P点，第二次穿过MN时的位置记为Q点，P、Q两点间的距离记为d，从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力，若只适当减小的大小，则（ ）
A. t变大，d变小B. t不变，d变小C. t变大，d不变D. t变小，d变大
【答案】C
【解析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图
设第一次到达P点竖直速度（大小不变），则粒子进入磁场的速度
速度方向与MN的夹角
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径
第二次经过MN上的Q点时由几何关系可得
代入可得
即当减小时d不变；运动的时间
则当减小时，增大，θ增大，t增大。
故选C。
7. 一质量为m，半径为R的金属圆环，圆心为O，在O点正下方处的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场，在圆环下落至图示位置（圆环刚好完全进入磁场）的过程中，金属圆环产生的焦耳热为Q，重力加速度为g。对圆环下列说法正确的是（ ）
A. 圆环进入磁场过程中感应电流方向（正对纸面）是顺时针的
B. 圆环所受安培力一直增大，方向竖直向上
C. 圆环所受安培力大小变化和方向均无法确定
D. 圆环刚完全进入磁场时的速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据楞次定律，圆环进入磁场过程中，通过圆环的磁通量增加，感应电流产生的磁场阻碍原磁通量的变化，根据“增反减同”的规律，感应电流产生的磁场方向竖直纸面向外，则感应电流方向（正对纸面）是逆时针的，所以A错误；
BC．圆环所受安培力始为0，完全进入磁场时也为0，中间不为0，则安培力先增大后减小0，根据楞次定律的推论可判断安培力的方向总是竖直向上，所以BC错误；
D．圆环刚好完全进入磁场时的速度为v，根据能量守恒定律有
解得
所以D正确；
故选D。
8. 在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表读数减小和理想电流表的读数增大，则不可能出现下列哪种故障（ ）
A. 短路B. 短路C. 短路D. 断路
【答案】AD
【解析】
【详解】依题意，电压表及电流表均为理想表，由电路图可知电压表测量电源两端电压，电流表测量干路电流。
A．若R1短路，对整个电路不产生影响，电表示数均不发生变化，故A错误；
B．若R2短路，则电路总电阻减小，电流表示数变大，电压表示数减小，故B正确；
C．若R3短路，则电路总电阻减小，故电流表示数增大，电压表示数减小，故C正确；
D．若R1断路，则电压表读数为零，电流表示数不变；故D错误。
由于本题选择错误的，故选AD。
9. 某同学为商店设计了一个感应门铃，强磁条固定在门框上，线圈和语音系统固定在平开门（前后开）上，当线圈中感应出一定强度的电流信号时，自动触发语音系统发出语音，下列说法中正确的是（ ）
A. 开门时发出语音B. 关门时不发出语音
C. 开门时线圈的磁通量增大D. 关门时线圈的磁通量增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．开门、关门时，线圈磁通量都发生了改变，都会出现感应电流，语音系统都会发出语音。故A正确，B错误；
CD．由图可知，开门时线圈的磁通量减小，关门时线圈的磁通量增大。故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，是光滑的金属轨道，沿竖直方向，沿水平方向，是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中端始终在上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在杆滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 感应电流的方向始终是由
B. 感应电流的方向先是由，后是由
C. 受磁场力的方向垂直杆向左
D. 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右
【答案】BD
【解析】
【详解】设金属直杆PQ与竖直方向的夹角为，且长度为L，则在直杆由静止开始在重力作用下运动的过程中，金属直杆与金属轨道围成的面积为
可见金属直杆运动过程中与金属轨道所围成的面积先增大后减小，故穿过这个面积的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，在金属直杆上产生的感应电流的方向先由，后由；同时根据左手定则，可以判断受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右。
故选BD。
11. 如图所示，回旋加速器D形盒的半径为，所加磁场的磁感应强度为，用来加速质量为、电荷量为的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量后由A孔射出，则下列说法正确的是（ ）
A. 回旋加速器不能无限加速粒子
B. 增大交变电压，则质子在加速器中运行时间将变短
C. 回旋加速器所加交变电压的频率为
D. 下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．随着质子速度的增大，相对论效应逐渐显现，质子质量增大，做圆周运动的周期不能保持与所加电场变化的周期同步，从而不能再被加速，加速器不能无限加速质子，故A正确；
B．增大交变电压U，质子每次经电场时获得的动能增大，在磁场中运动的半径增大，加速次数和圆周运动的次数减少，运动时间变短，故B正确；
C．由圆周运动公式
联立解得
f=
故C正确；
D.设下半盒第n个半圆的半径为rn，粒子速度vn，则
得
则从内向外半径之比，故D错误。
故选ABC。
第二部分：非选择题（共52分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
二．实验题（共14分）
12. 用如图甲所示的电路来探究某种金属丝的电阻与长度之间的关系。电源电动势为3V，滑动变阻器采用分压式接法，调节滑动变阻器的滑片P的位置，记录MP接入电路的长度x，并读出对应的电流表和电压表的示数，算出相应的电阻R，利用多组测量的数据绘出如图乙所示的图像。请回答下列问题：
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整________。
（2）若该金属丝的直径用螺旋测微器测量的示数如图丙所示，则读数为________mm，该金属丝的电阻率为________（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. ②. 0.400 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知滑动变阻器采用分压接法，由题图乙可知金属丝接入电路的最小阻值为左右，接入电路的最大阻值为左右，电源电动势为3V，若电流表的量程选择，当金属丝接入最小阻值时，电压表的示数不会超过，则电压表读数较小，误差较大，故为了使电压表和电流表的读数都尽量大一些，电流表的量程应选择0~3A。则完整电路连线如答案所示。
（2）[2][3]由题图丙可知金属丝的直径为
根据电阻定律可得
可知图像的斜率为
解得该金属丝的电阻率为
13. 近年来，我国全面打响了蓝天、碧水、净土三大保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。
（1）由于图1中的灵敏电流计G的内阻未知，利用图2中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤：
a．分别将和阻值调至最大；
b．合上开关；
c．调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数；
d．合上开关；
e．反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的二分之一处，此时的读数为。
则灵敏电流计内阻为________。灵敏电流计内阻的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）的真实值。
（2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图3所示，则D=________cm。
（3）图1中与C极相连的是灵敏电流计的________（填“正”或“负”）接线柱。
（4）闭合图甲中开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图4所示，则污水接入电路的电阻为________。（用题中的字母a、B、c、v、D、表示）。
【答案】 ①. ②. 等于 ③. 5.015 ④. 负 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1][2]由欧姆定律可知
则灵敏电流计内阻为
因为总电流不变，所以通过的电流等于，灵敏电流计的真实值等于，故灵敏电流计内阻的测量值等于真实值；
（2）[3]由游标尺读数原理可得直径
（3）[4]由左手定则可得正离子往A极方向运动、负离子往C极方向运动，所以与C极相连的是灵敏电流计的负接线柱；
（4）[5]由
得电源的电动势
由欧姆定律知
其中r为污水的电阻，所以
由图像斜率可知纵截距
所以
故
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14. 如图所示电路中，定值电阻，当开关接点时，电流表示数；当开关接点时，电流表示数，电源的输出功率为.求：
（1）电阻的阻值；
（2）该电源的电动势和内阻.
【答案】（1）9 ；（2）3V，1
【解析】
【详解】（1）当开关接点时，电流表示数，电源的输出功率为。根据
解得
（2）当开关接点时，电流表示数，有
当开关接点时，电流表示数，有
带入数据解得
15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，导轨与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω，的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为m=0.02kg的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，不计导轨的电阻，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）ab棒上的电流大小；
（2）ab棒受到的安培力；
（3）ab棒受到的摩擦力大小和方向。
【答案】（1）1.5A；（2）0.3N，沿导轨向上；（3）0.18N，方向沿导轨向下
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）根据安培力的计算公式可得安培力的大小为
根据左手定则可知安培力的方向沿着导轨斜面向上；
（3）重力沿导轨斜面向下的分力大小为
则根据平衡条件可知摩擦力沿着导轨斜面向下，有
解得
方向沿导轨斜面向下。
16. 如图所示，I、II、III为匀强电场和匀强磁场的理想边界，一束电子由静止状态从P点经过I、II间的电场加速后垂直边界II到达Q点，再经II、III间的磁场偏转后从边界III穿出，且电子从磁场边界III穿出时速度方向与电子入射磁场方向的夹角为30°。已知有界匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场宽度为d。电子质量为m，电荷量为e，电子的重力不计。求：
（1）电子在磁场中运动时速度的大小；
（2）电子在磁场中运动的时间t；
（3）P、Q两点间的电势差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）作出电子在磁场中运动的轨迹如图所示，由几何关系知运动半径
R=2d
由
得
（2）由
得电子在磁场中运动周期
电子在磁场中运动轨迹所对圆心角为30°，则运动时间
（3）电子在电场中加速时有
解得PQ间电压
由题意分析知
第一部分：选择题（共48分）
一、选择题（本题共11小题，1~7题每小题4分，每小题给出的四个选项中只有一个是正确的；8~11题有多个选项符合要求，全部选对得5分，不全得3分，有错选或不选得0分，共48分）
1. 截面直径为d、长为L的导线，两端电压为U，当这三个量中的一个改变时，对自由电子定向移动的平均速率的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 电压U加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
B. 导线长度L加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
C. 导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率加倍
D. 导线截面直径d加倍时，自由电子定向移动的平均速率不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．电压U加倍时，由欧姆定律得知，电流加倍，由电流的微观表达式得知，自由电子定向运动的平均速率v加倍，A错误；
B．导线长度L加倍，由电阻定律得知，电阻加倍，电流减半，则由电流的微观表达式得知，自由电子定向运动的平均速率v减半，B错误；
CD．导线横截面的直径d加倍，由面积公式得到，截面积变为4倍，由电阻定律得知，电阻变为倍，电流变为原来的4倍，根据电流的微观表达式得知，自由电子定向运动的平均速率v不变，C错误，D正确。
故选D。
2. 绝缘圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合，在垂直圆环所在平面且过圆心的轴上P点放置一小磁针。现使圆环绕轴沿图示方向匀速转动，则小磁针N极指向正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】从左向右看，绝缘圆环匀速转动时形成的圆形电流沿顺时针方向，由安培定则可知圆环轴线的磁场水平向右，小磁针N极指向该处的磁场方向，N极指向右方。
故选C。
3. 如图所示的U﹣I图象中，直线Ⅰ为某电源的路端电压与电流的关系，直线Ⅱ为某一电阻R的伏安特性曲线，用该电源直接与电阻R连接成闭合电路，由图象可知（ ）
A. R的阻值为2.5ΩB. 电源内阻为0.2Ω
C. 电阻R功率为1.5WD. 电源内阻消耗功率为2W
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图象Ⅱ可知，外电阻为
故A错误；
B．根据公式
由图象Ⅰ可知，电源电动势，短路电流，电源内阻
故B错误；
C．由两图象的交点坐标，可得电源的路端电压为2V，干路电流为2A，电阻R功率
故C错误；
D．由两图象的交点坐标，流过电阻的电流为2A，电源内部消耗的功率为
故D正确。
故选D。
4. 如图所示，面积大小为S矩形线圈abcd，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈可以绕O1O2转动。下列说法中正确的是（ ）
A. 当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
B. 当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小Ф＝BS
C. 当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝0
D. 当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量的变化量大小ΔФ＝
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示位置，穿过线圈磁通量为
A．当线圈从图示位置转过30°时，穿过线圈的磁通量大小
故A错误；
B．当线圈从图示位置转过90°时，穿过线圈的磁通量大小为零，故B错误；
C．当线圈从图示位置转过180°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小
故C错误；
D．当线圈从图示位置转过60°的过程中，穿过线圈的磁通量大小为
穿过线圈的磁通量的变化量大小为
故D正确
故选D。
5. 如图所示，两倾角为θ的光滑平行导轨，质量为m的导体棒垂直放在导轨上，整个空间存在竖直向上的匀强磁场，现导体棒中通有由a到b的恒定电流，使导体棒恰好保持静止，已知磁感应强度大小为B，平行导轨间距为L，重力加速度大小为g，忽略一切摩擦，则此时导体棒中电流为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对导体棒受力分析，受重力、导轨的支持力、安培力F作用，如图
导体棒恰好保持静止，受平衡力作用，则
即
解得导体棒中电流为
故选B。
6. 如图所示，足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场，方向竖直向下（与纸面平行）：下方有一匀强磁场，方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度向右运动，第一次穿过MN时的位置记为P点，第二次穿过MN时的位置记为Q点，P、Q两点间的距离记为d，从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力，若只适当减小的大小，则（ ）
A. t变大，d变小B. t不变，d变小C. t变大，d不变D. t变小，d变大
【答案】C
【解析】
【详解】粒子在电场中做类平抛运动，轨迹如图
设第一次到达P点竖直速度（大小不变），则粒子进入磁场的速度
速度方向与MN的夹角
粒子进入磁场后做匀速圆周运动，半径
第二次经过MN上的Q点时由几何关系可得
代入可得
即当减小时d不变；运动的时间
则当减小时，增大，θ增大，t增大。
故选C。
7. 一质量为m，半径为R的金属圆环，圆心为O，在O点正下方处的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场，在圆环下落至图示位置（圆环刚好完全进入磁场）的过程中，金属圆环产生的焦耳热为Q，重力加速度为g。对圆环下列说法正确的是（ ）
A. 圆环进入磁场过程中感应电流方向（正对纸面）是顺时针的
B. 圆环所受安培力一直增大，方向竖直向上
C. 圆环所受安培力大小变化和方向均无法确定
D. 圆环刚完全进入磁场时的速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据楞次定律，圆环进入磁场过程中，通过圆环的磁通量增加，感应电流产生的磁场阻碍原磁通量的变化，根据“增反减同”的规律，感应电流产生的磁场方向竖直纸面向外，则感应电流方向（正对纸面）是逆时针的，所以A错误；
BC．圆环所受安培力始为0，完全进入磁场时也为0，中间不为0，则安培力先增大后减小0，根据楞次定律的推论可判断安培力的方向总是竖直向上，所以BC错误；
D．圆环刚好完全进入磁场时的速度为v，根据能量守恒定律有
解得
所以D正确；
故选D。
8. 在如图所示的电路中，开关闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，理想电压表读数减小和理想电流表的读数增大，则不可能出现下列哪种故障（ ）
A. 短路B. 短路C. 短路D. 断路
【答案】AD
【解析】
【详解】依题意，电压表及电流表均为理想表，由电路图可知电压表测量电源两端电压，电流表测量干路电流。
A．若R1短路，对整个电路不产生影响，电表示数均不发生变化，故A错误；
B．若R2短路，则电路总电阻减小，电流表示数变大，电压表示数减小，故B正确；
C．若R3短路，则电路总电阻减小，故电流表示数增大，电压表示数减小，故C正确；
D．若R1断路，则电压表读数为零，电流表示数不变；故D错误。
由于本题选择错误的，故选AD。
9. 某同学为商店设计了一个感应门铃，强磁条固定在门框上，线圈和语音系统固定在平开门（前后开）上，当线圈中感应出一定强度的电流信号时，自动触发语音系统发出语音，下列说法中正确的是（ ）
A. 开门时发出语音B. 关门时不发出语音
C. 开门时线圈的磁通量增大D. 关门时线圈的磁通量增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．开门、关门时，线圈磁通量都发生了改变，都会出现感应电流，语音系统都会发出语音。故A正确，B错误；
CD．由图可知，开门时线圈的磁通量减小，关门时线圈的磁通量增大。故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，是光滑的金属轨道，沿竖直方向，沿水平方向，是一根金属直杆如图所示立在导轨上，直杆从图示位置由静止开始在重力作用下运动，运动过程中端始终在上，空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，则在杆滑动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 感应电流的方向始终是由
B. 感应电流的方向先是由，后是由
C. 受磁场力的方向垂直杆向左
D. 受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右
【答案】BD
【解析】
【详解】设金属直杆PQ与竖直方向的夹角为，且长度为L，则在直杆由静止开始在重力作用下运动的过程中，金属直杆与金属轨道围成的面积为
可见金属直杆运动过程中与金属轨道所围成的面积先增大后减小，故穿过这个面积的磁通量先增大后减小，由楞次定律可知，在金属直杆上产生的感应电流的方向先由，后由；同时根据左手定则，可以判断受磁场力的方向先垂直于杆向左，后垂直于杆向右。
故选BD。
11. 如图所示，回旋加速器D形盒的半径为，所加磁场的磁感应强度为，用来加速质量为、电荷量为的质子，质子从下半盒的质子源由静止出发，加速到最大能量后由A孔射出，则下列说法正确的是（ ）
A. 回旋加速器不能无限加速粒子
B. 增大交变电压，则质子在加速器中运行时间将变短
C. 回旋加速器所加交变电压的频率为
D. 下半盒内部质子的轨道半径之比（由内到外）为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．随着质子速度的增大，相对论效应逐渐显现，质子质量增大，做圆周运动的周期不能保持与所加电场变化的周期同步，从而不能再被加速，加速器不能无限加速质子，故A正确；
B．增大交变电压U，质子每次经电场时获得的动能增大，在磁场中运动的半径增大，加速次数和圆周运动的次数减少，运动时间变短，故B正确；
C．由圆周运动公式
联立解得
f=
故C正确；
D.设下半盒第n个半圆的半径为rn，粒子速度vn，则
得
则从内向外半径之比，故D错误。
故选ABC。
第二部分：非选择题（共52分）
注意事项：必须使用0.5毫米黑色签字笔在答题卡上题目指示区域内作答。
二．实验题（共14分）
12. 用如图甲所示的电路来探究某种金属丝的电阻与长度之间的关系。电源电动势为3V，滑动变阻器采用分压式接法，调节滑动变阻器的滑片P的位置，记录MP接入电路的长度x，并读出对应的电流表和电压表的示数，算出相应的电阻R，利用多组测量的数据绘出如图乙所示的图像。请回答下列问题：
（1）请用笔画线代替导线，将电路连接完整________。
（2）若该金属丝的直径用螺旋测微器测量的示数如图丙所示，则读数为________mm，该金属丝的电阻率为________（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. ②. 0.400 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知滑动变阻器采用分压接法，由题图乙可知金属丝接入电路的最小阻值为左右，接入电路的最大阻值为左右，电源电动势为3V，若电流表的量程选择，当金属丝接入最小阻值时，电压表的示数不会超过，则电压表读数较小，误差较大，故为了使电压表和电流表的读数都尽量大一些，电流表的量程应选择0~3A。则完整电路连线如答案所示。
（2）[2][3]由题图丙可知金属丝的直径为
根据电阻定律可得
可知图像的斜率为
解得该金属丝的电阻率为
13. 近年来，我国全面打响了蓝天、碧水、净土三大保卫战，检测组在某化工厂的排污管末端安装了如图1所示的流量计，用此装置测量污水（有大量的正、负离子）的电阻，测量管由绝缘材料制成，其直径为D，左右两端开口，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下（未画出），在前后两个内侧面A、C上固定有竖直正对的金属板作为电极（未画出，电阻不计），金属板电极与开关S、电阻箱R和灵敏电流计连接，管道内始终充满污水，污水以恒定的速度v自左向右通过。
（1）由于图1中的灵敏电流计G的内阻未知，利用图2中的电路测量灵敏电流计G的内阻，实验过程包含以下步骤：
a．分别将和阻值调至最大；
b．合上开关；
c．调节，使G的指针偏转到满刻度，记下此时的示数；
d．合上开关；
e．反复调节和的阻值，使的示数仍为，G的指针偏转到满刻度的二分之一处，此时的读数为。
则灵敏电流计内阻为________。灵敏电流计内阻的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）的真实值。
（2）用游标卡尺测量测量管的直径D，如图3所示，则D=________cm。
（3）图1中与C极相连的是灵敏电流计的________（填“正”或“负”）接线柱。
（4）闭合图甲中开关S，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应灵敏电流计G的读数I，绘制图像，如图4所示，则污水接入电路的电阻为________。（用题中的字母a、B、c、v、D、表示）。
【答案】 ①. ②. 等于 ③. 5.015 ④. 负 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1][2]由欧姆定律可知
则灵敏电流计内阻为
因为总电流不变，所以通过的电流等于，灵敏电流计的真实值等于，故灵敏电流计内阻的测量值等于真实值；
（2）[3]由游标尺读数原理可得直径
（3）[4]由左手定则可得正离子往A极方向运动、负离子往C极方向运动，所以与C极相连的是灵敏电流计的负接线柱；
（4）[5]由
得电源的电动势
由欧姆定律知
其中r为污水的电阻，所以
由图像斜率可知纵截距
所以
故
三、计算题（写出必要的文字说明，3个小题，14题10分，15题12分，16题16分，共38分）
14. 如图所示电路中，定值电阻，当开关接点时，电流表示数；当开关接点时，电流表示数，电源的输出功率为.求：
（1）电阻的阻值；
（2）该电源的电动势和内阻.
【答案】（1）9 ；（2）3V，1
【解析】
【详解】（1）当开关接点时，电流表示数，电源的输出功率为。根据
解得
（2）当开关接点时，电流表示数，有
当开关接点时，电流表示数，有
带入数据解得
15. 如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，导轨与水平面的夹角θ=37°，在导轨所在区域内分布垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T，导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω，的直流电源。一根与导轨接触良好，质量为m=0.02kg的导体棒ab垂直放在导轨上，ab棒恰好静止。ab棒与导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，不计导轨的电阻，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）ab棒上的电流大小；
（2）ab棒受到的安培力；
（3）ab棒受到的摩擦力大小和方向。
【答案】（1）1.5A；（2）0.3N，沿导轨向上；（3）0.18N，方向沿导轨向下
【解析】
【详解】（1）根据闭合电路的欧姆定律可得
（2）根据安培力的计算公式可得安培力的大小为
根据左手定则可知安培力的方向沿着导轨斜面向上；
（3）重力沿导轨斜面向下的分力大小为
则根据平衡条件可知摩擦力沿着导轨斜面向下，有
解得
方向沿导轨斜面向下。
16. 如图所示，I、II、III为匀强电场和匀强磁场的理想边界，一束电子由静止状态从P点经过I、II间的电场加速后垂直边界II到达Q点，再经II、III间的磁场偏转后从边界III穿出，且电子从磁场边界III穿出时速度方向与电子入射磁场方向的夹角为30°。已知有界匀强磁场的磁感应强度大小为B，磁场宽度为d。电子质量为m，电荷量为e，电子的重力不计。求：
（1）电子在磁场中运动时速度的大小；
（2）电子在磁场中运动的时间t；
（3）P、Q两点间的电势差。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）作出电子在磁场中运动的轨迹如图所示，由几何关系知运动半径
R=2d
由
得
（2）由
得电子在磁场中运动周期
电子在磁场中运动轨迹所对圆心角为30°，则运动时间
（3）电子在电场中加速时有
解得PQ间电压
由题意分析知
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