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152，云南省昭通市第一中学教研联盟2023-2024学年高二上学期期末质量检测物理试题（A卷）
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这是一份152，云南省昭通市第一中学教研联盟2023-2024学年高二上学期期末质量检测物理试题（A卷），共20页。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了“磁生电”的现象
B. 法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代做出伟大贡献
C. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
D. 普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了光子说
【答案】B
【解析】
【详解】A．奥斯特发现了“电生磁”的现象，法拉第发现的“磁生电”现象，故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代做出伟大贡献，故B正确；
C．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说，故D错误。
故选B。
2. 关于电场和磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感线和电场线都是闭合曲线
B. 根据可知，与成正比，与成反比
C. 点电荷放在匀强电场中各处时，具有的电势能处处相同
D. 穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线和磁感线都不是真实存在，是为了形象的描述电场和磁场画出的，电场线是不闭合曲线，磁感线是闭合曲线，故A错误；
B．因是磁感应强度的比值定义式，而磁感应强度只与磁场本身有关，与电流元和电流元的受力无关，故B错误；
C．匀强电场中各处仅电场强度相同，而电势沿着电场线会逐渐降低，根据电势能可知，同一点电荷在各处的电势能不一定相同，故C错误；
D．当线圈的平面与磁场方向平行时，磁通量为0，但磁场不为0，则穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零；故D正确。
故选D。
3. 如图所示，对其中包含的物理知识说法正确的是（ ）
A. 图甲，导体棒A端因感应带负电，B端因感应带正电
B. 图乙，A、B两点与中心电荷距离相等，故A、B两点的电场强度相同
C. 图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟的安全电压很高
D. 图丁，能自由转动的小磁针如图静止，则通电导线中电流方向向下
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲，根据静电感应原理可知，导体棒A端因感应带负电，由于导体棒A端接地，所以B端不带电，故A错误；
B．图乙，A、B两点与中心电荷的距离相等，故A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；
C．图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟双脚落在同一条导线上，两脚间的距离很小，电压很低，几乎没有电流流过小鸟的身体，故C错误；
D．图丁，能自由转动的小磁针如图静止，根据安培定则可知，通电导线中电流方向向下，故D正确。
故选D。
4. 如图所示的匀强电场中有直角坐标系是轴上的点，是轴上的点，且，在处分别固定电量大小为的点电荷，点的场强为0，规定无穷远处电势为零。已知取无穷远处电势为零时，点电荷在某点形成的电势，其中是该点到点电荷的距离，为点电荷所带的电荷量，为静电力常量。下列说法正确的是（ ）
A. 为同种电荷B.
C. 点电势为0D. 带正电的试探电荷沿轴从到过程中电势能先增后减
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由点的场强为0，可知A、B两处点电荷的合场强的方向沿x轴负方向，可知A处电荷带负电荷，B处电荷带正电荷，且
则
故A错误，B正确；
C．由于规定无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势降低，所以点在匀强电场中的电势大于0；点电荷在某点形成的电势可知，A、B处点电荷在C点的合电势为0，所以C点的电势大于0，故C错误；
D． y轴是一条等势线，带正电的试探电荷沿轴从到过程中电势能不变，故D错误。
故选B。
5. 在如图所示的电路中，电压表和电流表均视为理想电表，电源的内阻不可忽略。闭合电键，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中，灯泡的电阻恒定不变，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡变暗B. 变小
C. 电容器的带电量变小D. 电源的效率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，滑动变阻器滑片P缓慢向右移动时，接入电路电阻变小，则稳恒电路的总电阻变小，由闭合回路欧姆定律可得，电路中的电流变大，而灯泡的电阻恒定不变，则灯泡变亮，故A错误；
C．由闭合回路欧姆定律可知电容器的电压为
因电流变大，则电容器的的电压变小，由可知电容器要放电，但电路接有二极管，只允许电流向右流过，则电容器只能充电不能放电，则电容器的带电量不变，故C错误；
B．根据题意，由闭合回路欧姆定律有
可知
保持不变，故B错误；
D．根据题意可得，电源的效率为
由于变小，则变小，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，长方形区域内（含边界）存在匀强磁场，磁感应强度的大小为、方向垂直于纸面（所在平面）向外。边的边长为边的两倍，边的边长为点为的中点。点有粒子发射源，可沿垂直于边的方向向磁场内发射速度大小不同，但质量和电量相同的带电粒子，粒子重力不计。则从两点射出的粒子的速率之差为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据洛伦兹力提供向心力有
可得
从两点射出的粒子的轨迹如图所示
由几何关系可知从c点射出的粒子满足
解得
从e点射出的粒子应满足
故从c、e两点射出的粒子的速率之差为
故选A。
7. 如图甲所示为手机无线充电的工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为50匝，电阻，在它的两端接一阻值的电阻。设在送电线圈上的端接入交流电源时，受电线圈中的磁通量随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时受电线圈中产生的电动势为0
B. 电压表的示数为
C. 一个周期的时间内上产生的焦耳热为
D. 之间流过电阻的电荷量为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．时线圈中的磁通量为零，线圈中产生的电动势最大
故A错误；
B．电动势的有效值为
电压表的示数为
故B错误；
C．一个周期的时间内上产生的焦耳热为
故C正确；
D．线圈中感应电动势的平均值
通过电阻电流的平均值为
通过电阻的电荷量
之间磁通量的变化量
流过电阻的电荷量为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，间距为、水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆在外力作用下以平行于导轨向右的速度匀速运动，金属杆与导轨的夹角为，其单位长度的电阻为，运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流的方向为到
B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 金属杆的热功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知金属杆中感应电流的方向为N到M，故A错误；
B．由于速度方向是向右，有效切割长度为L，所以感应电动势大小为
故B错误；
C．电路中感应电流大小为
金属杆所受安培力的大小为
故C正确；
D．金属杆的热功率为
故D错误。
故选D。
9. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定功率为的完全相同的灯泡。当输入电压为时，三个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为
B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 灯泡的额定电压为
D. 原线圈中电流为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设灯泡正常发光的电流为I，则原线圈电流为I，副线圈电流为2I，则变压器原副线圈的匝数比为
故A错误，B正确；
C．设灯泡的额定电压为，则副线圈两端的电压
由，解得原线圈两端的电压
对原线圈电路
解得灯泡的额定电压为
故C正确；
D．对原线圈电路
解得原线圈中的电流为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，由三种粒子组成的一束粒子束沿直线通过正交的匀强电磁场后，进入垂直纸面向外的匀强磁场中后分成了三束，下列说法错误的是（ ）
A. 三种粒子在正交的匀强电磁场中以相同速度做匀速直线运动
B. 粒子带负电，粒子带正电
C. 粒子比荷大于粒子的比荷
D. 洛伦兹力对粒子做正功，对粒子做负功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由，可得
则粒子a和c在正交的匀强电磁场中以相同速度做匀速直线运动，粒子b不带电，粒子b的速度与粒子a、c的速度不一定相同，故A错误，符合题意；
B．粒子a进入垂直纸面向外的匀强磁场中后向左偏转，则粒子带负电；粒子c进入垂直纸面向外的匀强磁场中后向右偏转，则c粒子带正电，故B正确，不符合题意；
C．由，可得
由图可知
所以粒子的比荷大于粒子的比荷，故C正确，不符合题意；
D．洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，故D错误，符合题意。
故选AD。
11. 如图所示，宽为的水平导轨左端接有电动势为，内阻为的电源，质量为的金属棒，静止于水平导轨上，接入导轨部分的阻值为，整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的安培力方向水平向右
B. 金属棒受到的安培力大小为
C. 若只增加磁感应强度的大小，金属棒一定仍然会静止在导轨上
D. 若只改变电流方向，则金属棒一定仍然会静止在导轨上
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，金属棒中电流方向从指向，根据左手定则可知，导体棒ab所受安培力的方向与磁场方向垂直，指向左上方，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律得，金属棒中电流
金属棒受到的安培力大小
故B正确；
C．根据平衡条件，做出导体棒受力分析截面图，如图所示
由平衡条件得，金属棒所受静摩擦力
若只增加磁感应强度的大小，金属棒所受最大静摩擦力为，若
<
，则导体棒仍静止；若
>
金属棒将在导轨上滑动。故C错误；
D．若只改变电流方向，导体棒ab所受安培力的方向与磁场方向垂直，指向右下方，由平衡条件得，金属棒所受静摩擦力
而最大静摩擦力变大，则金属棒一定仍然会静止在导轨上。故D正确。
故选BD。
12. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，带正电的粒子先后经过同一竖直平面内的、两点，粒子在点的速度大小，方向与竖直方向的夹角，在点的速度大小，方向与竖直方向的夹角为两点沿竖直方向上的距离为已知粒子的质量为、电荷量为，粒子在运动中只受电场力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度的方向向左
B. 电场强度的大小为
C. 粒子从运动到的时间为
D. 粒子从到运动中最小速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．将a、b两点的速度分解到水平方向和竖直方向，有
（向右），（向上）
（向左），（向上）
因正粒子只受水平电场力作用，竖直方向的速度不变，水平向右的速度减小到零后反向向左，则所受电场力向左，则场强水平向左，故A正确；
C．正粒子在竖直方向做匀速直线运动，则粒子从运动到的时间为
故C错误；
B．正粒子水平向右做匀减速直线运动，取水平向右为正向，有
解得电场强度大小为
故B错误；
D．当粒子的水平速度减为零而只剩下竖直方向的速度时，速度最小，故最小速度为，故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分）
13. 用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电压表（量程）
B．电流表（量程）
C．电流表（量程）
D．定值电阻（阻值）
E．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）
F．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）
（1）电流表应选_______________，滑动变阻器应选_______________（均填器材前的字母代号）
（2）根据实验数据作出图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势_______________，内阻_______________。（结果均保留2位小数）
（3）用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是_______________（填“A”或“B”）。
A．电压表分流作用 B．电流表分压作用
【答案】 ①. B ②. E ③. 2.10 ④. 0.20 ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，电源的电动势约为2V，保护电阻为，故电路中最大电流约为
故电流表只能选B；
[2]当电流表的指针在中央时测量误差较小，电路中电流时，滑动变阻器接入电路中的阻值约为
所以为了便于调节电路中的阻值，滑动变阻器选用，故选E。
（2）[3][4]由电路图利用闭合电路欧姆定律可知
则由数学知识可得，图像与纵坐标的交点为电源电动势，故蓄电池的电动势
图像的斜率的绝对值表示保护电阻与内电阻之和
解得
（3）[5]用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是电压表的分流，测得通过蓄电池的电流值偏小，故选A。
14. 某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻。实验室准备的器材有：待测电流表A（量程为）、干电池两节、电压表（量程为）、滑动变阻器（最大阻值，额定电流）、定值电阻、定值电阻、多用电表、电键、导线若干。
（1）甲同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻。先将欧姆表倍率调为“”，进行欧姆调零，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的__________（填“正”或“负”）接线柱的金属部分，黑表笔接触电流表的另一接线柱的金属部分。经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，则电流表内阻为_______________。
（2）乙同学想利用如图乙所示的电路测量电流表的内阻，为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，应使用______（填“”或“”）。电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为，电流表读数为，则电流表内阻_______。（用题中已知的字母表达）
【答案】 ①. 负 ②. 5.0##5 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]电流需从多用电表黑表笔流出，流入电流表的正接线柱，则红表笔应接触电流表的负接线柱；
[2]欧姆表读数为
(5Ω)
（2）[3][4]要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，若选，则电压表示数为
若选，则电压表示数为
故选择较合理；
[4]由欧姆定律
解得
三、解答题（本大题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图所示，置于水平面内一对相互平行的光滑金属导轨，间距为，左端接有定值电阻。质量为、电阻为的导体棒垂直于放置在金属导轨上，且与导轨保持良好接触。整个装置处于竖直向上、磁感应强度的大小为的匀强磁场中。不计导轨的电阻，导轨足够长。在时刻，给导体棒一个平行于导轨向右的初速度，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，求：
（1）时导体棒产生的感应电流的大小和方向；
（2）时导体棒所受安培力的大小和方向；
（3）在导体棒从开始运动到停下的过程中，定值电阻产生的焦耳热。
【答案】（1），方向从C到D；（2），方向水平向左；（3）
【解析】
【详解】（1）时导体棒CD切割磁感线产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得导体棒CD中的电流
由右手定则可知导体棒CD中电流方向从C到D。
（2）由安培力计算公式可得，时导体棒CD所受安培力大小为
由左手定则可知，安培力方向水平向左。
（3）在导体棒CD从开始运动到停下的过程中，由能量守恒定律，可知电路中产生的焦耳热量
由于定值电阻R与r串联，可知定值电阻R产生的焦耳热为
16. 如图所示，两水平放置的平行金属板，板长与两板的间距均为。两金属板间可加电压，且板的电势高于板的电势，在虚线的右侧有范围足够大的匀强磁场，磁场边界与金属板垂直，磁感应强度的大小，方向垂直纸面向里。在两极板左端正中间有一粒子源，水平向右不断地发射比荷、初速度的带正电粒子。忽略电场的边缘效应、粒子的重力以及它们之间的相互作用，取3.14。
（1）若两金属板间所加电压为0时，求粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径和时间；
（2）若两金属板间加适当的电压，粒子恰好从极板右边缘射出电场，求所加电压的大小；
（3）在（2）的条件下，求粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）两金属板间电压为零时，带电粒子在金属板以速度匀速通过后进入磁场，在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子做匀速圆周运动的周期为
粒子垂直虚线进入磁场，入射角为，则由对称性可知做半个圆周从虚线飞出，则运动时间为
（2）带电粒子刚好从金属板右边缘射出电场时，设带电粒子在电场中的运动时间为，则有
，，
联立解得
（3）设类平抛的侧向速度为，则有
解得
则速度偏向角满足
可得
则带电粒子离开电场时的速度为
在磁场中有
解得
粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离为
17. 如图所示，光滑固定轨道，其中段水平，段是圆心角的竖直圆弧轨道，轨道半径，与相切于点，轨道处在范围足够大的匀强电场中，场强大小，方向水平向右。现将质量、电量的带正电的滑块（可看成质点）从水平轨道上距点的地方静止释放，经过一段时间，滑块经过轨迹最高点（图中未标出），重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）滑块过点时对轨道的压力大小；
（2）滑块过点时的速度大小；
（3）滑块过点时的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从释放到B点由动能定理得
解得
滑块在B点由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知滑块过点时对轨道的压力大小与滑块受到的支持力大小相等
（2）滑块从B点到C点由动能定理得
解得
（3）滑块通过C点后，在竖直方向上做匀减速运动，在水平方向上做匀加速运动，如图
则
，
滑块离开C点运动到轨迹最高点的时间
滑块离开C点运动到轨迹最高点水平方向的速度
滑块过点时的动能
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2．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。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 奥斯特发现了“磁生电”的现象
B. 法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代做出伟大贡献
C. 麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在
D. 普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了光子说
【答案】B
【解析】
【详解】A．奥斯特发现了“电生磁”的现象，法拉第发现的“磁生电”现象，故A错误；
B．法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代做出伟大贡献，故B正确；
C．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说，1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说，故D错误。
故选B。
2. 关于电场和磁场，下列说法正确的是（ ）
A. 磁感线和电场线都是闭合曲线
B. 根据可知，与成正比，与成反比
C. 点电荷放在匀强电场中各处时，具有的电势能处处相同
D. 穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场线和磁感线都不是真实存在，是为了形象的描述电场和磁场画出的，电场线是不闭合曲线，磁感线是闭合曲线，故A错误；
B．因是磁感应强度的比值定义式，而磁感应强度只与磁场本身有关，与电流元和电流元的受力无关，故B错误；
C．匀强电场中各处仅电场强度相同，而电势沿着电场线会逐渐降低，根据电势能可知，同一点电荷在各处的电势能不一定相同，故C错误；
D．当线圈的平面与磁场方向平行时，磁通量为0，但磁场不为0，则穿过某线圈的磁通量为零，但磁感应强度不一定为零；故D正确。
故选D。
3. 如图所示，对其中包含的物理知识说法正确的是（ ）
A. 图甲，导体棒A端因感应带负电，B端因感应带正电
B. 图乙，A、B两点与中心电荷距离相等，故A、B两点的电场强度相同
C. 图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟的安全电压很高
D. 图丁，能自由转动的小磁针如图静止，则通电导线中电流方向向下
【答案】D
【解析】
【详解】A．图甲，根据静电感应原理可知，导体棒A端因感应带负电，由于导体棒A端接地，所以B端不带电，故A错误；
B．图乙，A、B两点与中心电荷的距离相等，故A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，故B错误；
C．图丙，停在高压线上的小鸟没电死，是因为小鸟双脚落在同一条导线上，两脚间的距离很小，电压很低，几乎没有电流流过小鸟的身体，故C错误；
D．图丁，能自由转动的小磁针如图静止，根据安培定则可知，通电导线中电流方向向下，故D正确。
故选D。
4. 如图所示的匀强电场中有直角坐标系是轴上的点，是轴上的点，且，在处分别固定电量大小为的点电荷，点的场强为0，规定无穷远处电势为零。已知取无穷远处电势为零时，点电荷在某点形成的电势，其中是该点到点电荷的距离，为点电荷所带的电荷量，为静电力常量。下列说法正确的是（ ）
A. 为同种电荷B.
C. 点电势为0D. 带正电的试探电荷沿轴从到过程中电势能先增后减
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由点的场强为0，可知A、B两处点电荷的合场强的方向沿x轴负方向，可知A处电荷带负电荷，B处电荷带正电荷，且
则
故A错误，B正确；
C．由于规定无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势降低，所以点在匀强电场中的电势大于0；点电荷在某点形成的电势可知，A、B处点电荷在C点的合电势为0，所以C点的电势大于0，故C错误；
D． y轴是一条等势线，带正电的试探电荷沿轴从到过程中电势能不变，故D错误。
故选B。
5. 在如图所示的电路中，电压表和电流表均视为理想电表，电源的内阻不可忽略。闭合电键，将滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动的过程中，灯泡的电阻恒定不变，电压表示数的变化量的绝对值为，电流表示数的变化量的绝对值为，则下列判断正确的是（ ）
A. 灯泡变暗B. 变小
C. 电容器的带电量变小D. 电源的效率减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，滑动变阻器滑片P缓慢向右移动时，接入电路电阻变小，则稳恒电路的总电阻变小，由闭合回路欧姆定律可得，电路中的电流变大，而灯泡的电阻恒定不变，则灯泡变亮，故A错误；
C．由闭合回路欧姆定律可知电容器的电压为
因电流变大，则电容器的的电压变小，由可知电容器要放电，但电路接有二极管，只允许电流向右流过，则电容器只能充电不能放电，则电容器的带电量不变，故C错误；
B．根据题意，由闭合回路欧姆定律有
可知
保持不变，故B错误；
D．根据题意可得，电源的效率为
由于变小，则变小，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，长方形区域内（含边界）存在匀强磁场，磁感应强度的大小为、方向垂直于纸面（所在平面）向外。边的边长为边的两倍，边的边长为点为的中点。点有粒子发射源，可沿垂直于边的方向向磁场内发射速度大小不同，但质量和电量相同的带电粒子，粒子重力不计。则从两点射出的粒子的速率之差为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据洛伦兹力提供向心力有
可得
从两点射出的粒子的轨迹如图所示
由几何关系可知从c点射出的粒子满足
解得
从e点射出的粒子应满足
故从c、e两点射出的粒子的速率之差为
故选A。
7. 如图甲所示为手机无线充电的工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为50匝，电阻，在它的两端接一阻值的电阻。设在送电线圈上的端接入交流电源时，受电线圈中的磁通量随时间变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 时受电线圈中产生的电动势为0
B. 电压表的示数为
C. 一个周期的时间内上产生的焦耳热为
D. 之间流过电阻的电荷量为0
【答案】C
【解析】
【详解】A．时线圈中的磁通量为零，线圈中产生的电动势最大
故A错误；
B．电动势的有效值为
电压表的示数为
故B错误；
C．一个周期的时间内上产生的焦耳热为
故C正确；
D．线圈中感应电动势的平均值
通过电阻电流的平均值为
通过电阻的电荷量
之间磁通量的变化量
流过电阻的电荷量为
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，间距为、水平放置的平行U形光滑金属导轨间有垂直于导轨平面向下、磁感应强度的大小为的匀强磁场，倾斜放置的金属杆在外力作用下以平行于导轨向右的速度匀速运动，金属杆与导轨的夹角为，其单位长度的电阻为，运动过程中与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流的方向为到
B. 金属杆切割磁感线产生的感应电动势大小为
C. 金属杆所受安培力的大小为
D. 金属杆的热功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由右手定则可知金属杆中感应电流的方向为N到M，故A错误；
B．由于速度方向是向右，有效切割长度为L，所以感应电动势大小为
故B错误；
C．电路中感应电流大小为
金属杆所受安培力的大小为
故C正确；
D．金属杆的热功率为
故D错误。
故选D。
9. 如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定功率为的完全相同的灯泡。当输入电压为时，三个灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A. 变压器原、副线圈的匝数比为
B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 灯泡的额定电压为
D. 原线圈中电流为
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设灯泡正常发光的电流为I，则原线圈电流为I，副线圈电流为2I，则变压器原副线圈的匝数比为
故A错误，B正确；
C．设灯泡的额定电压为，则副线圈两端的电压
由，解得原线圈两端的电压
对原线圈电路
解得灯泡的额定电压为
故C正确；
D．对原线圈电路
解得原线圈中的电流为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，由三种粒子组成的一束粒子束沿直线通过正交的匀强电磁场后，进入垂直纸面向外的匀强磁场中后分成了三束，下列说法错误的是（ ）
A. 三种粒子在正交的匀强电磁场中以相同速度做匀速直线运动
B. 粒子带负电，粒子带正电
C. 粒子比荷大于粒子的比荷
D. 洛伦兹力对粒子做正功，对粒子做负功
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由，可得
则粒子a和c在正交的匀强电磁场中以相同速度做匀速直线运动，粒子b不带电，粒子b的速度与粒子a、c的速度不一定相同，故A错误，符合题意；
B．粒子a进入垂直纸面向外的匀强磁场中后向左偏转，则粒子带负电；粒子c进入垂直纸面向外的匀强磁场中后向右偏转，则c粒子带正电，故B正确，不符合题意；
C．由，可得
由图可知
所以粒子的比荷大于粒子的比荷，故C正确，不符合题意；
D．洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，故D错误，符合题意。
故选AD。
11. 如图所示，宽为的水平导轨左端接有电动势为，内阻为的电源，质量为的金属棒，静止于水平导轨上，接入导轨部分的阻值为，整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面夹角为，下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒受到的安培力方向水平向右
B. 金属棒受到的安培力大小为
C. 若只增加磁感应强度的大小，金属棒一定仍然会静止在导轨上
D. 若只改变电流方向，则金属棒一定仍然会静止在导轨上
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由题意可知，金属棒中电流方向从指向，根据左手定则可知，导体棒ab所受安培力的方向与磁场方向垂直，指向左上方，故A错误；
B．由闭合电路欧姆定律得，金属棒中电流
金属棒受到的安培力大小
故B正确；
C．根据平衡条件，做出导体棒受力分析截面图，如图所示
由平衡条件得，金属棒所受静摩擦力
若只增加磁感应强度的大小，金属棒所受最大静摩擦力为，若
<
，则导体棒仍静止；若
>
金属棒将在导轨上滑动。故C错误；
D．若只改变电流方向，导体棒ab所受安培力的方向与磁场方向垂直，指向右下方，由平衡条件得，金属棒所受静摩擦力
而最大静摩擦力变大，则金属棒一定仍然会静止在导轨上。故D正确。
故选BD。
12. 如图所示，在水平方向的匀强电场中，带正电的粒子先后经过同一竖直平面内的、两点，粒子在点的速度大小，方向与竖直方向的夹角，在点的速度大小，方向与竖直方向的夹角为两点沿竖直方向上的距离为已知粒子的质量为、电荷量为，粒子在运动中只受电场力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 电场强度的方向向左
B. 电场强度的大小为
C. 粒子从运动到的时间为
D. 粒子从到运动中最小速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．将a、b两点的速度分解到水平方向和竖直方向，有
（向右），（向上）
（向左），（向上）
因正粒子只受水平电场力作用，竖直方向的速度不变，水平向右的速度减小到零后反向向左，则所受电场力向左，则场强水平向左，故A正确；
C．正粒子在竖直方向做匀速直线运动，则粒子从运动到的时间为
故C错误；
B．正粒子水平向右做匀减速直线运动，取水平向右为正向，有
解得电场强度大小为
故B错误；
D．当粒子的水平速度减为零而只剩下竖直方向的速度时，速度最小，故最小速度为，故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
二、填空、实验题（本大题共2小题，共18分）
13. 用如图甲所示的电路测量一节蓄电池的电动势和内电阻。蓄电池的电动势约为，内电阻很小。除蓄电池、开关、导线外可供使用的实验器材还有：
A．电压表（量程）
B．电流表（量程）
C．电流表（量程）
D．定值电阻（阻值）
E．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）
F．滑动变阻器（阻值范围，额定电流）
（1）电流表应选_______________，滑动变阻器应选_______________（均填器材前的字母代号）
（2）根据实验数据作出图像（如图乙所示），则蓄电池的电动势_______________，内阻_______________。（结果均保留2位小数）
（3）用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是_______________（填“A”或“B”）。
A．电压表分流作用 B．电流表分压作用
【答案】 ①. B ②. E ③. 2.10 ④. 0.20 ⑤. A
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，电源的电动势约为2V，保护电阻为，故电路中最大电流约为
故电流表只能选B；
[2]当电流表的指针在中央时测量误差较小，电路中电流时，滑动变阻器接入电路中的阻值约为
所以为了便于调节电路中的阻值，滑动变阻器选用，故选E。
（2）[3][4]由电路图利用闭合电路欧姆定律可知
则由数学知识可得，图像与纵坐标的交点为电源电动势，故蓄电池的电动势
图像的斜率的绝对值表示保护电阻与内电阻之和
解得
（3）[5]用此电路测量电池的电动势和内电阻，产生误差的原因是电压表的分流，测得通过蓄电池的电流值偏小，故选A。
14. 某物理兴趣小组准备测一个电流表的内阻。实验室准备的器材有：待测电流表A（量程为）、干电池两节、电压表（量程为）、滑动变阻器（最大阻值，额定电流）、定值电阻、定值电阻、多用电表、电键、导线若干。
（1）甲同学想利用多用电表的欧姆挡测量电流表的内阻。先将欧姆表倍率调为“”，进行欧姆调零，为了电表安全，测量时应将红表笔接触电流表的__________（填“正”或“负”）接线柱的金属部分，黑表笔接触电流表的另一接线柱的金属部分。经过欧姆表测电阻的正确操作后指针在表盘的位置如图甲所示，则电流表内阻为_______________。
（2）乙同学想利用如图乙所示的电路测量电流表的内阻，为了使测量时相对误差更小，要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，应使用______（填“”或“”）。电路接通后，把滑动变阻器的滑动端滑动到某一位置，若此时电压表读数为，电流表读数为，则电流表内阻_______。（用题中已知的字母表达）
【答案】 ①. 负 ②. 5.0##5 ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]电流需从多用电表黑表笔流出，流入电流表的正接线柱，则红表笔应接触电流表的负接线柱；
[2]欧姆表读数为
(5Ω)
（2）[3][4]要求测量时两电表指针偏转均超过其量程的三分之二，若选，则电压表示数为
若选，则电压表示数为
故选择较合理；
[4]由欧姆定律
解得
三、解答题（本大题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15. 如图所示，置于水平面内一对相互平行的光滑金属导轨，间距为，左端接有定值电阻。质量为、电阻为的导体棒垂直于放置在金属导轨上，且与导轨保持良好接触。整个装置处于竖直向上、磁感应强度的大小为的匀强磁场中。不计导轨的电阻，导轨足够长。在时刻，给导体棒一个平行于导轨向右的初速度，运动过程中导体棒始终与导轨垂直，求：
（1）时导体棒产生的感应电流的大小和方向；
（2）时导体棒所受安培力的大小和方向；
（3）在导体棒从开始运动到停下的过程中，定值电阻产生的焦耳热。
【答案】（1），方向从C到D；（2），方向水平向左；（3）
【解析】
【详解】（1）时导体棒CD切割磁感线产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得导体棒CD中的电流
由右手定则可知导体棒CD中电流方向从C到D。
（2）由安培力计算公式可得，时导体棒CD所受安培力大小为
由左手定则可知，安培力方向水平向左。
（3）在导体棒CD从开始运动到停下的过程中，由能量守恒定律，可知电路中产生的焦耳热量
由于定值电阻R与r串联，可知定值电阻R产生的焦耳热为
16. 如图所示，两水平放置的平行金属板，板长与两板的间距均为。两金属板间可加电压，且板的电势高于板的电势，在虚线的右侧有范围足够大的匀强磁场，磁场边界与金属板垂直，磁感应强度的大小，方向垂直纸面向里。在两极板左端正中间有一粒子源，水平向右不断地发射比荷、初速度的带正电粒子。忽略电场的边缘效应、粒子的重力以及它们之间的相互作用，取3.14。
（1）若两金属板间所加电压为0时，求粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径和时间；
（2）若两金属板间加适当的电压，粒子恰好从极板右边缘射出电场，求所加电压的大小；
（3）在（2）的条件下，求粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）两金属板间电压为零时，带电粒子在金属板以速度匀速通过后进入磁场，在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子做匀速圆周运动的周期为
粒子垂直虚线进入磁场，入射角为，则由对称性可知做半个圆周从虚线飞出，则运动时间为
（2）带电粒子刚好从金属板右边缘射出电场时，设带电粒子在电场中的运动时间为，则有
，，
联立解得
（3）设类平抛的侧向速度为，则有
解得
则速度偏向角满足
可得
则带电粒子离开电场时的速度为
在磁场中有
解得
粒子在磁场中的射入点与射出点之间的距离为
17. 如图所示，光滑固定轨道，其中段水平，段是圆心角的竖直圆弧轨道，轨道半径，与相切于点，轨道处在范围足够大的匀强电场中，场强大小，方向水平向右。现将质量、电量的带正电的滑块（可看成质点）从水平轨道上距点的地方静止释放，经过一段时间，滑块经过轨迹最高点（图中未标出），重力加速度大小，不计空气阻力。求：
（1）滑块过点时对轨道的压力大小；
（2）滑块过点时的速度大小；
（3）滑块过点时的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块从释放到B点由动能定理得
解得
滑块在B点由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知滑块过点时对轨道的压力大小与滑块受到的支持力大小相等
（2）滑块从B点到C点由动能定理得
解得
（3）滑块通过C点后，在竖直方向上做匀减速运动，在水平方向上做匀加速运动，如图
则
，
滑块离开C点运动到轨迹最高点的时间
滑块离开C点运动到轨迹最高点水平方向的速度
滑块过点时的动能
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