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重庆市乌江新高考协作体2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份重庆市乌江新高考协作体2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题（原卷版+解析版），文件包含重庆市乌江新高考协作体2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题原卷版docx、重庆市乌江新高考协作体2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
一、单选题
1. 光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的传感器是（ ）
A. 光传感器B. 温度传感器
C. 声音传感器D. 压力传感器
【答案】A
【解析】
【详解】光电门能够记录遮光条的挡光时间，是应用了把光信号转化为电信号，从而控制计时器计时的工作原理，应用的传感器是光传感器，故选A。
2. 关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（ ）
A. 光纤通信传输信息量很大，主要用于无线电广播
B. 卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C. 电磁波应用对人类有利无害
D. 电磁波不能在真空中传播
【答案】B
【解析】
【详解】A、光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，A错误．B、由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等，因此人类用通信卫星作中继站，B正确．C、电磁波的种类很多，长期被一些射线或微波照射会对人体产生危害，C错误．D、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，D错误．故选B．
【点睛】掌握电磁波的特点及光纤通讯、卫星通讯方面的知识．
3. 如图所示用绝缘细绳竖直悬挂一个匝数为n的矩形线圈，细绳与拉力传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。现将线框的下边MN垂直置于匀强磁场中，MN边长为L。当导线中通以大小为的电流时，传感器的读数为；只将电流反向，传感器的读数变为（）,重力加速度为g，则可得到（ ）
A. 减小电流I重复实验，则、均减小
B. 传感器读数为时，MN中电流从M到N
C. 磁感应强度
D. 金属线框的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知
，
当电流减小时，减小、增大，A错误；
B．由A选项，传感器读数为时，安培力向下，根据左手定则可知，MN中电流从N到M，B错误；
CD．由A选项得
，
C错误，D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，螺线管导线电阻，电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场，以水平向右为正方向，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 通过电阻的感应电流方向从到
B. 回路中感应电流逐渐增大
C. 电阻两端的电压为
D. 内回路中的电流为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，磁感应强度均匀增加，结合螺旋管的导线缠绕方向，可知通过螺线管的磁通量向右增加，由楞次定律和右手螺旋定则，可知通过电阻R的感应电流方向为从C到D，A错误；
B．因为磁通量均匀增加，所以感应电动势恒定，感应电流恒定，B错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律，可知内回路中的电流为
D正确；
C．根据欧姆定律，可知电阻两端的电压为
C错误。
故选D
5. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。下列表述正确的是
A. 只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝 P
B. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越大
C. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
D. 能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当粒子通过速度选择器时，必须满足qvB=qE，则得
v=
这个结论与粒子的电性无关，故A错误，D错误；
B. 粒子进入磁场B0中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则：
粒子打在胶片上的位置到狭缝P的距离：
s=2r=
v一定，B0相同，则知s与比荷成反比，即粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，s越小，粒子的比荷越大，故B正确；
C. 假设粒子带正电，在速度选择器中所受的电场力向右，要使粒子做匀速直线运动，所受的洛仑兹力必须向左，根据左手定则判断可知，磁场方向垂直纸面向外，故C错误。
6. 如图所示，三根长度均为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为，直线电流C的质量为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，C位于水平面恰好处于静止状态，则C受到的摩擦力方向和C与水平面的动摩擦因数分别是（ ）
A. 水平向右，B. 水平向左，
C. 水平向右，D. 水平向左，
【答案】A
【解析】
【详解】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，C受力如图所示
根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，可得
再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小
C位于水平面恰好处于静止状态，则摩擦力的方向水平向右，且有
解得
故选A。
7. 如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在同一水平面上，虚线 MN 与导轨垂直，其左、右侧的导轨间距分别为L2和L1且整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。MN左、右两侧的磁感应强度大小分别为B2和B1，且在 MN两侧导轨上分别垂直放置两根接入阻值为r1和r2的平行金属棒 ab 和cd，系统静止。某时刻对 ab 棒施加一个水平向右的恒力 F，两金属棒在向右运动的过程中，始终与导轨垂直且接触良好， cd棒始终未到达MN处，则下列判断正确的是（ ）
A. 最终两棒以不同的速度匀速运动
B. 最终两棒以相同的速度匀速运动
C. 安培力对cd 棒所做的功大于 cd 棒的动能增加量
D. 外力 F 做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热
【答案】D
【解析】
【详解】AB. ab 棒在外F作用下向右加速，但由于受到向左的安培力，所以做加速度减小的加速运动，cd棒在向右的安培力作用下，向右加速。两者达到稳定状态时，回路电流稳定，对ab和cd分别有
对回路有
所以最终两棒不可能一起向右做匀速运动，故AB错误；
C.cd 棒受的合力为受到的安培力，由动能定理可知安培力对cd 棒所做的功等于 cd 棒的动能增加量，故C错误；
D.由能量守恒可知外力 F 做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热，故D正确。
故选D。
二、多选题
8. 随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研究到实际应用的转化。如图所示为某无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，发射线圈中电流逆时针增大时，接收线圈中电流沿逆时针方向
B. 从上往下看，发射线圈中电流顺时针减小时，接收线圈中电流沿顺时针方向
C. 从上往下看，发射线圈中电流顺时针增大时，接收线圈所受安培力的方向竖直向上
D. 从上往下看，发射线圈中电流逆时针减小时，接收线圈所受安培力的方向竖直向上
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．从上往下看，发射线圈中电流逆时针增大时，根据楞次定律知接收线圈中电流方向沿顺时针方向，发射线圈中电流顺时针减小时，接收线圈中电流方向沿顺时针方向。故A错误；B正确；
CD．从上往下看，发射线圈中电流顺时针增大时，根据楞次定律、左手定则和安培定则知接收线圈所受安培力的方向竖直向上，同理发射线圈中电流逆时针减小时，接收线圈所受安培力的方向竖直向下。故C正确；D错误。
故选BC。
9. 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（ ）
A. 同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态
B. 晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性
C. 单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
D. 只有单晶体才表现出各向异性
【答案】BD
【解析】
【详解】A．理论和实验证明在一定的条件下，非晶体和晶体之间可以相互转化，比如水晶为晶体，一定条件下可以变成石英玻璃，为非晶体，故A错误；
B．晶体分子的排列有规则，在空间上有周期性，故B正确；
CD．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，绝缘水平桌面上固定两条光滑的、间距为L的、电阻不计的平行金属导轨，导轨左端连接电源，电源电动势为E，内阻为r。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现将质量为m，电阻为R的导体棒置于导轨上，接通电源，导体棒沿导轨开始运动，运动时始终与导轨垂直且接触良好，棒离开桌面前的瞬间速度为v，此刻通过棒电流为I。则（ ）
A. 此过程中通过棒的电荷量为
B. 此过程中导体棒产生的热量为
C. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U= E- Ir
D. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U> E- Ir
【答案】AC
【解析】
【详解】A.导体棒运动过程水平只受安培力，由动量定理
和
可得
故A正确；
B.根据
可知
故B错误；
CD. 离开桌面前的瞬间，根据闭合电路的欧姆定律可得
故D错误，C正确。
故选AC。
三、非选择题
11. 一个带正电的绝缘小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地面上，设水平射程为x1，着地时的速率为v1。撤去磁场，其余的条件不变，水平射程为x2，着地时的速率为v2，则x1________x2，v1________v2。（均选填“>”“=”或“<”）。
【答案】 ①. > ②. =
【解析】
【详解】[1]无磁场时，小球做平抛运动，则根据平抛运动规律有
而有磁场时，小球受到洛伦兹力作用，洛伦兹力与速度方向垂直，因此小球在水平方向上具有一个水平加速度，水平方向做做一个变加速运动，而竖直方向上，设Fy为洛伦兹力在竖直方向上的分力，根据牛顿第二定律有
可得，小球在竖直方向上的加速度，则根据可知，有磁场时小球的运动时间大小无磁场时的运动时间，则水平位移。
[2]由于洛伦兹力不做功，则两个过程中都只有重力做功，则机械能守恒，着地时的动能相等，所以着地时的速率相等，即。
12. 用金属丝制成一个U型架，一段细长棉线两端紧扣在U型架两臂上A、B两点，细线中点O处有一扣。将U型架浸入肥皂液中再取出，U型架上形成的肥皂液膜如图所示，细线被绷紧是因为液体表面层存在_____________，该力的作用是使得液面有_____________（填“收缩”或者“扩张”）的趋势；用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），肥皂液膜的内能将_____________（忽略肥皂液膜的蒸发影响）（填“减小”或者“增大”或者“不变”）。
【答案】 ①. 表面张力 ②. 收缩 ③. 增大
【解析】
【分析】
【详解】[1]凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力，所以细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力；
[2]表面张力的作用是使得液面有收缩的趋势；
[3]表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），分子间的引力做负功，分子间的分子势能增大，所以肥皂液膜的内能将增大。
13. 如图，一个横截面积为S的导热汽缸直立放置，质量为m的楔形活塞下方封闭一定质量的理想气体，活塞上方与大气相同，汽缸底与热源接触。被封闭气体温度为T0，体积为V0，经过热源缓慢加热，气体的温度升高到T1时，用卡子卡住活塞，使之不能上升，热源继续加热，使气体温度升高到T2.已知大气压为p0，不计活塞与缸壁的摩擦。求：
（1）气体温度为T1时，气体体积；
（2）气体温度为T2时，气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）等压变化
解得
（2）等容变化
解得
【点睛】此题考查了理想气体的状态变化方程的应用；关键是找到气体的状态变化参量，对气体的压强可以由对活塞受力分析求得。
14. 我国空间站上安装有一种圆柱形磁控装置，其横截面如图所示。很窄的环柱形空间内有沿半径向外的磁场Ⅰ，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直于圆环平面同时加有匀强磁场Ⅱ和匀强电场（图中没画出），磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度大小相等。若一质量为、电荷量为的小球在圆环内沿顺时针方向做半径为、速率为的匀速圆周运动。
（1）判断匀强电场及磁场Ⅱ的方向；
（2）求匀强电场的电场强度的大小；
（3）以为坐标原点，垂直纸面向里为轴正方向，建立空间直角坐标系，当小球运动到位置时，撤去沿半径向外的磁场Ⅰ，同时开始计时，求小球经过z轴的时间以及经过轴时的坐标值。
【答案】（1）匀强电场的方向垂直纸面向里，磁场Ⅱ的方向垂直纸面向外；（2）；（3） ，
【解析】
【详解】（1）沿半径向外的磁场Ⅰ对应的洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故电场力的方向垂直纸面向里，电场强度的方向垂直纸面向里；根据小球受到的洛伦兹力的方向，磁场Ⅱ的方向垂直纸面向外
（2）带电小球处于完全失重状态，以空间站为参考系，小球在题图所示的截面内做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
小球在垂直纸面方向受力平衡
解得
（3）撤去沿半径向外的磁场Ⅰ，粒子在平行于平面内做匀速圆周运动，在轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，小球做圆周运动的周期
故小球经过轴的时间为
小球经过轴的坐标为
根据牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，平行板电容器两金属板A、B长L=32 cm，两板间距离d=32 cm，A板的电势比B板高。电荷量C、质量kg的带正电的粒子，以初速度v0=m/s沿两板中心线垂直电场线飞入电场。随后，粒子从O点飞出平行板电容器(速度偏转角为37°)，并进入方向垂直纸面向里、边长为CD=24 cm的正方形匀强磁场区域。(sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，粒子的重力不计)
(1)求A、B两板的电势差；
(2)粒子最后打在放置于中心线上的荧光屏CD上，求磁感应强度B的取值范围。
【答案】(1)300V；(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)粒子在电场中有
粒子从O点飞出时的竖直方向的速度为
代入数据联立解得
(2)粒子从O点飞入磁场的速度为
粒子在电场的偏转位移为
解得
刚好打在CD边时如图打在点E，由几何关系有
在磁场中有
联立解得
刚好不打在CD边时如图打在点F，由几何关系有
在磁场中有
联立解得
磁感应强度B的取值范围
一、单选题
1. 光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的传感器是（ ）
A. 光传感器B. 温度传感器
C. 声音传感器D. 压力传感器
【答案】A
【解析】
【详解】光电门能够记录遮光条的挡光时间，是应用了把光信号转化为电信号，从而控制计时器计时的工作原理，应用的传感器是光传感器，故选A。
2. 关于现代通信和电磁波，下列叙述正确的是（ ）
A. 光纤通信传输信息量很大，主要用于无线电广播
B. 卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C. 电磁波应用对人类有利无害
D. 电磁波不能在真空中传播
【答案】B
【解析】
【详解】A、光纤通信是以光通信，需要用到光导纤维，不是无线传播，A错误．B、由于微波的性质更接近于光波，大致沿直线传播，不能沿地球表面绕射，同时在传输过程中信号存在衰减等，因此人类用通信卫星作中继站，B正确．C、电磁波的种类很多，长期被一些射线或微波照射会对人体产生危害，C错误．D、电磁波的传播不需要介质，能在真空中传播，D错误．故选B．
【点睛】掌握电磁波的特点及光纤通讯、卫星通讯方面的知识．
3. 如图所示用绝缘细绳竖直悬挂一个匝数为n的矩形线圈，细绳与拉力传感器相连，传感器可以读出细绳上的拉力大小。现将线框的下边MN垂直置于匀强磁场中，MN边长为L。当导线中通以大小为的电流时，传感器的读数为；只将电流反向，传感器的读数变为（）,重力加速度为g，则可得到（ ）
A. 减小电流I重复实验，则、均减小
B. 传感器读数为时，MN中电流从M到N
C. 磁感应强度
D. 金属线框的质量
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知
，
当电流减小时，减小、增大，A错误；
B．由A选项，传感器读数为时，安培力向下，根据左手定则可知，MN中电流从N到M，B错误；
CD．由A选项得
，
C错误，D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，螺线管导线电阻，电阻。螺线管内部区域可视为存在水平方向的匀强磁场，以水平向右为正方向，磁感应强度大小随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. 通过电阻的感应电流方向从到
B. 回路中感应电流逐渐增大
C. 电阻两端的电压为
D. 内回路中的电流为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，磁感应强度均匀增加，结合螺旋管的导线缠绕方向，可知通过螺线管的磁通量向右增加，由楞次定律和右手螺旋定则，可知通过电阻R的感应电流方向为从C到D，A错误；
B．因为磁通量均匀增加，所以感应电动势恒定，感应电流恒定，B错误；
D．根据法拉第电磁感应定律可知
根据闭合电路欧姆定律，可知内回路中的电流为
D正确；
C．根据欧姆定律，可知电阻两端的电压为
C错误。
故选D
5. 如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。下列表述正确的是
A. 只有带正电的粒子能通过速度选择器沿直线进入狭缝 P
B. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越大
C. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
D. 能通过的狭缝 P 的带电粒子的速率等于
【答案】B
【解析】
【详解】AD.当粒子通过速度选择器时，必须满足qvB=qE，则得
v=
这个结论与粒子的电性无关，故A错误，D错误；
B. 粒子进入磁场B0中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则：
粒子打在胶片上的位置到狭缝P的距离：
s=2r=
v一定，B0相同，则知s与比荷成反比，即粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，s越小，粒子的比荷越大，故B正确；
C. 假设粒子带正电，在速度选择器中所受的电场力向右，要使粒子做匀速直线运动，所受的洛仑兹力必须向左，根据左手定则判断可知，磁场方向垂直纸面向外，故C错误。
6. 如图所示，三根长度均为L的直线电流在空间构成等边三角形，电流的方向垂直纸面向里。电流大小均为I，其中A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小均为，直线电流C的质量为，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，C位于水平面恰好处于静止状态，则C受到的摩擦力方向和C与水平面的动摩擦因数分别是（ ）
A. 水平向右，B. 水平向左，
C. 水平向右，D. 水平向左，
【答案】A
【解析】
【详解】A、B电流在C处产生的磁感应强度的大小分别为B0，C受力如图所示
根据力的平行四边形定则，结合几何的菱形关系，可得
再由左手定则可知，安培力方向水平向左，大小
C位于水平面恰好处于静止状态，则摩擦力的方向水平向右，且有
解得
故选A。
7. 如图所示，两足够长的光滑平行导轨固定在同一水平面上，虚线 MN 与导轨垂直，其左、右侧的导轨间距分别为L2和L1且整个装置处在竖直向下的匀强磁场中。MN左、右两侧的磁感应强度大小分别为B2和B1，且在 MN两侧导轨上分别垂直放置两根接入阻值为r1和r2的平行金属棒 ab 和cd，系统静止。某时刻对 ab 棒施加一个水平向右的恒力 F，两金属棒在向右运动的过程中，始终与导轨垂直且接触良好， cd棒始终未到达MN处，则下列判断正确的是（ ）
A. 最终两棒以不同的速度匀速运动
B. 最终两棒以相同的速度匀速运动
C. 安培力对cd 棒所做的功大于 cd 棒的动能增加量
D. 外力 F 做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热
【答案】D
【解析】
【详解】AB. ab 棒在外F作用下向右加速，但由于受到向左的安培力，所以做加速度减小的加速运动，cd棒在向右的安培力作用下，向右加速。两者达到稳定状态时，回路电流稳定，对ab和cd分别有
对回路有
所以最终两棒不可能一起向右做匀速运动，故AB错误；
C.cd 棒受的合力为受到的安培力，由动能定理可知安培力对cd 棒所做的功等于 cd 棒的动能增加量，故C错误；
D.由能量守恒可知外力 F 做的功等于两棒的动能增加量和回路中产生的焦耳热，故D正确。
故选D。
二、多选题
8. 随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研究到实际应用的转化。如图所示为某无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，发射线圈中电流逆时针增大时，接收线圈中电流沿逆时针方向
B. 从上往下看，发射线圈中电流顺时针减小时，接收线圈中电流沿顺时针方向
C. 从上往下看，发射线圈中电流顺时针增大时，接收线圈所受安培力的方向竖直向上
D. 从上往下看，发射线圈中电流逆时针减小时，接收线圈所受安培力的方向竖直向上
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．从上往下看，发射线圈中电流逆时针增大时，根据楞次定律知接收线圈中电流方向沿顺时针方向，发射线圈中电流顺时针减小时，接收线圈中电流方向沿顺时针方向。故A错误；B正确；
CD．从上往下看，发射线圈中电流顺时针增大时，根据楞次定律、左手定则和安培定则知接收线圈所受安培力的方向竖直向上，同理发射线圈中电流逆时针减小时，接收线圈所受安培力的方向竖直向下。故C正确；D错误。
故选BC。
9. 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（ ）
A. 同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态
B. 晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性
C. 单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
D. 只有单晶体才表现出各向异性
【答案】BD
【解析】
【详解】A．理论和实验证明在一定的条件下，非晶体和晶体之间可以相互转化，比如水晶为晶体，一定条件下可以变成石英玻璃，为非晶体，故A错误；
B．晶体分子的排列有规则，在空间上有周期性，故B正确；
CD．单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，绝缘水平桌面上固定两条光滑的、间距为L的、电阻不计的平行金属导轨，导轨左端连接电源，电源电动势为E，内阻为r。整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现将质量为m，电阻为R的导体棒置于导轨上，接通电源，导体棒沿导轨开始运动，运动时始终与导轨垂直且接触良好，棒离开桌面前的瞬间速度为v，此刻通过棒电流为I。则（ ）
A. 此过程中通过棒的电荷量为
B. 此过程中导体棒产生的热量为
C. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U= E- Ir
D. 离开桌面前的瞬间，电源两端的电压U> E- Ir
【答案】AC
【解析】
【详解】A.导体棒运动过程水平只受安培力，由动量定理
和
可得
故A正确；
B.根据
可知
故B错误；
CD. 离开桌面前的瞬间，根据闭合电路的欧姆定律可得
故D错误，C正确。
故选AC。
三、非选择题
11. 一个带正电的绝缘小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地面上，设水平射程为x1，着地时的速率为v1。撤去磁场，其余的条件不变，水平射程为x2，着地时的速率为v2，则x1________x2，v1________v2。（均选填“>”“=”或“<”）。
【答案】 ①. > ②. =
【解析】
【详解】[1]无磁场时，小球做平抛运动，则根据平抛运动规律有
而有磁场时，小球受到洛伦兹力作用，洛伦兹力与速度方向垂直，因此小球在水平方向上具有一个水平加速度，水平方向做做一个变加速运动，而竖直方向上，设Fy为洛伦兹力在竖直方向上的分力，根据牛顿第二定律有
可得，小球在竖直方向上的加速度，则根据可知，有磁场时小球的运动时间大小无磁场时的运动时间，则水平位移。
[2]由于洛伦兹力不做功，则两个过程中都只有重力做功，则机械能守恒，着地时的动能相等，所以着地时的速率相等，即。
12. 用金属丝制成一个U型架，一段细长棉线两端紧扣在U型架两臂上A、B两点，细线中点O处有一扣。将U型架浸入肥皂液中再取出，U型架上形成的肥皂液膜如图所示，细线被绷紧是因为液体表面层存在_____________，该力的作用是使得液面有_____________（填“收缩”或者“扩张”）的趋势；用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），肥皂液膜的内能将_____________（忽略肥皂液膜的蒸发影响）（填“减小”或者“增大”或者“不变”）。
【答案】 ①. 表面张力 ②. 收缩 ③. 增大
【解析】
【分析】
【详解】[1]凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力，所以细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力；
[2]表面张力的作用是使得液面有收缩的趋势；
[3]表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），分子间的引力做负功，分子间的分子势能增大，所以肥皂液膜的内能将增大。
13. 如图，一个横截面积为S的导热汽缸直立放置，质量为m的楔形活塞下方封闭一定质量的理想气体，活塞上方与大气相同，汽缸底与热源接触。被封闭气体温度为T0，体积为V0，经过热源缓慢加热，气体的温度升高到T1时，用卡子卡住活塞，使之不能上升，热源继续加热，使气体温度升高到T2.已知大气压为p0，不计活塞与缸壁的摩擦。求：
（1）气体温度为T1时，气体体积；
（2）气体温度为T2时，气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）等压变化
解得
（2）等容变化
解得
【点睛】此题考查了理想气体的状态变化方程的应用；关键是找到气体的状态变化参量，对气体的压强可以由对活塞受力分析求得。
14. 我国空间站上安装有一种圆柱形磁控装置，其横截面如图所示。很窄的环柱形空间内有沿半径向外的磁场Ⅰ，其磁感应强度大小可近似认为处处相等；垂直于圆环平面同时加有匀强磁场Ⅱ和匀强电场（图中没画出），磁场Ⅰ与磁场Ⅱ的磁感应强度大小相等。若一质量为、电荷量为的小球在圆环内沿顺时针方向做半径为、速率为的匀速圆周运动。
（1）判断匀强电场及磁场Ⅱ的方向；
（2）求匀强电场的电场强度的大小；
（3）以为坐标原点，垂直纸面向里为轴正方向，建立空间直角坐标系，当小球运动到位置时，撤去沿半径向外的磁场Ⅰ，同时开始计时，求小球经过z轴的时间以及经过轴时的坐标值。
【答案】（1）匀强电场的方向垂直纸面向里，磁场Ⅱ的方向垂直纸面向外；（2）；（3） ，
【解析】
【详解】（1）沿半径向外的磁场Ⅰ对应的洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故电场力的方向垂直纸面向里，电场强度的方向垂直纸面向里；根据小球受到的洛伦兹力的方向，磁场Ⅱ的方向垂直纸面向外
（2）带电小球处于完全失重状态，以空间站为参考系，小球在题图所示的截面内做圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
小球在垂直纸面方向受力平衡
解得
（3）撤去沿半径向外的磁场Ⅰ，粒子在平行于平面内做匀速圆周运动，在轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，小球做圆周运动的周期
故小球经过轴的时间为
小球经过轴的坐标为
根据牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，平行板电容器两金属板A、B长L=32 cm，两板间距离d=32 cm，A板的电势比B板高。电荷量C、质量kg的带正电的粒子，以初速度v0=m/s沿两板中心线垂直电场线飞入电场。随后，粒子从O点飞出平行板电容器(速度偏转角为37°)，并进入方向垂直纸面向里、边长为CD=24 cm的正方形匀强磁场区域。(sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，粒子的重力不计)
(1)求A、B两板的电势差；
(2)粒子最后打在放置于中心线上的荧光屏CD上，求磁感应强度B的取值范围。
【答案】(1)300V；(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)粒子在电场中有
粒子从O点飞出时的竖直方向的速度为
代入数据联立解得
(2)粒子从O点飞入磁场的速度为
粒子在电场的偏转位移为
解得
刚好打在CD边时如图打在点E，由几何关系有
在磁场中有
联立解得
刚好不打在CD边时如图打在点F，由几何关系有
在磁场中有
联立解得
磁感应强度B的取值范围
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