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2022-2023学年北京市大兴区高三上学期期末物理试题（word版）
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这是一份2022-2023学年北京市大兴区高三上学期期末物理试题（word版），共26页。试卷主要包含了1A等内容，欢迎下载使用。
大兴区2022~2023学年度第一学期期末检测试卷
高三物理
第一部分 选择题（共42分）
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ）
A. B. C. D.
2. 类比是一种有效的学习方法，通过比较和归类，有助于掌握新知识，提高学习效率。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（ ）
A. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波并不适用
B. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波只能在真空中传播
C. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
D 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
3. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，电阻，原线圈接入电压的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过原线圈和副线圈的交流电的频率之比
B. 电流表的示数为0.1A
C. 电压表的示数为1100V
D. 电阻R电功率为44W
4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比等于（ ）
A. B. C. D.
5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两次t＝0时刻线圈的磁通量均为零
B. 曲线a、b对应的交流电周期之比为
C. 旋转过程中两种情况的最大磁通量均相同
D. 在相同的时间两种情况在线圈中产生的焦耳热均相同
6. 如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支撑的金属导体，在它们的下部贴有金属箔片，起初它们不带电，C是用绝缘棒连接的带正电的小球，A、B、C均可自由移动，实验中把C移近导体A，关于实验现象和分析下列说法正确的是（ ）
A. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片不张开
B. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片不张开
C. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片张开且带负电
D. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片张开且带正电
7. 如图所示是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作。测得车灯、电阻均为，电源的电动势E＝12V，内电阻。若开关S闭合时，测得电动机两端的电压为10V，在此状态下以下计算正确的是（ ）
A. 车灯的电流为2.0A B. 电动机的电流为2.0A
C. 电动机的输出功率为18W D. 电动机的内阻为
8. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，下列判断中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电源的总功率变大 D. 电源的损耗功率变小
9. 一个电子仅在静电力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列判断中正确的是（ ）
A. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势低
B. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小
C. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势高
D. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能大
10. 如图所示为一个质量为m、电荷量为q的带正电的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环水平向右初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下图中的（ ）
A B.
C. D.
11. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 断开，闪亮瞬间电流方向和断开前相反
B. 断开之前中的电流大于中的电流
C. 闭合瞬间中电流与中电流相等
D. 变阻器R的电阻大于线圈的直流电阻
12. 如图所示直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称等量异号点电荷＋Q和－Q，两电荷之间的距离为4a，C、D、E三点的坐标分别为，和。将一个正电荷从O移动到D，静电力对它做功为，将这个正电荷从C移动到E，静电力对它做功为。下列判断正确的是（ ）
A. C点的场强比O点的场强大
B. O点的场强比D点的场强大
C. C点的电势比E点的电势高，并且
D. E点的电势比D点的电势高，并且
13. 如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是（ ）
A. 金属杆先做匀加速直线运动然后做匀速直线运动
B. 金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒
C. 如果只增大B，将变小
D. 如果只增大R，将变小
14. 如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，矩形极板长和宽分别为a、b，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温等离子体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的等离子体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计粒子运动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P；调节可变电阻的阻值，可求得可变电阻R消耗最大电功率，关于和P的表达式正确的是（ ）
A. B. C. D.
第二部分 非选择题（共58分）
本部分共6题，共58分。
15. （1）多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习使用多用电表的实验中实验小组的同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×100”挡位，测量时发现指针偏转过小，接下来的操作顺序是______。（选择必要的实验步骤按操作顺序填写字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“×10”挡
d．将选择开关旋到“×1k”挡
e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔
（2）如图所示的电路可以用来研究电磁感应现象。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，两线圈的匝数合理能保证电流计正常工作，描述闭合开关后电流计指针的偏转情况______。
（3）如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置，让圆形平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。不改变M，N两板所带的电荷量，且保持两板在竖直平面内。开始时两板正对，现要使静电计指针偏角变小，下列做法中可行的是______。（选填选项前面的字母）
A．保持N板不动，M板向上平移
B．保持N板不动，M板向右平移
C．保持N板不动，M板向左平移
D．保持M、N两板不动，在M、N之间插入一块绝缘介质板
16. （1）“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为______mm；在图乙所示的实物图中，字母B所指区域叫固定刻度，字母所指部件的名称是______，字母G所指部件的功能是______。
（2）某同学欲采用下列器材准确测定一个约的电阻的阻值。
A．直流电源（12V，内阻不计）；
B．开关、导线等；
C．电流表（0~3A，内阻约）；
D．电流表（0~0.6A，内阻约）；
E．电压表（0~3V，内阻约）；
F．电压表（0~15V，内阻约）；
G．滑动变阻器（，额定电流3A）；
①为测量准确，电流表应选用______，电压表应选用______；（选填器材前字母）
②为了获得尽可能多的数据，该同学设计了测量电路图，依据所设计的测量电路图将图1中的元件连成实验电路________；
③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。某次电流表、电压表的示数如图2所示。处理实验数据时，制作如图3所示的I－U坐标图，图中已标注出了几个与测量对应的坐标点。请将与图2读数对应的坐标点也标在图3中，并在图3中把坐标点连成图线________；
④根据图3描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R＝______。
17. 如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3）
（1）判断如图所示位置线圈中的电流方向；
（2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。
18. 做功与路径无关的场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如静电场，如图所示，真空中静止正点电荷Q产生的电场中，取无穷远处的电势能为零，在距该电荷为r的位置放置电量为+q的电荷所具有的电势能为（式中k为静电力常量）。A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与电荷Q间的距离分别为r1和r2。
（1）求A点的电势；
（2）现将电荷量为+2q的检验电荷，由A点移至B点，求在此过程中，静电力所做的功W；
（3）如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为R的金属球面上。以球心O为原点建立x轴，沿x轴上各点的电势用φ表示。选取无穷远处电势为零，在下列关于x轴上各点电势φ随位置x的变化关系图中选出正确的一项并说明理由。
A． B． C．
19. 如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为，两平行金属板的板长为、板间距离为d，荧光屏到两平行金属板右侧距离为。电子枪发射的电子从两平行金属板的中央穿过，沿直线运动可打在荧光屏的中点O，电子质量为m、电荷量为e。不计电子进入加速电场前的速度及电子重力。
（1）求电子刚进入两金属板间时的速度大小；
（2）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为，电子会打在荧光屏上某点，求该点距O点的距离Y；
（3）若只在两金属板间加垂直纸面向外的匀强磁场，，，使电子到达荧光屏的位置与O点距离最大，求此最大值和此时磁感应强度B的大小。
20. 电磁感应现象中产生的感应电动势，由于产生原因不同可分为感生电动势和动生电动势。如果感应电动势是由于导体运动而产生的，叫动生电动势；如果感应电动势是由感生电场产生的，叫感生电动势。以下是关于两类电动势的相关问题：
（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，MN的长度为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触，磁场的磁感应强度为B。在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请分别根据电动势的定义及法拉第电磁感应定律，从不同角度用两种方法证明金属棒MN中的感应电动势。
（2）空间存在有一圆柱形的匀强磁场区域，其横截面如图2所示，磁感应强度随时间按照图3所示的规律均匀变化。图中和为已知量。
a．用电阻为R的细导线做成半径为r的圆环（图中未画出），圆环平面垂直于该磁场，圆环的中心与磁场中心重合。圆环半径小于该磁场的横截面半径。求时圆环中的电流。
b．上述导体圆环中产生的电流，实际是导体中的自由电荷在感生电场力的作用下做定向运动形成的，而且自由电荷受到感生电场力的大小可以根据电动势的定义和法拉第电磁感应定律推导出来。现将导体圆环替换成一个用绝缘细管做成的半径为r的封闭圆形管道，且圆形管道的中心与磁场区域的中心重合（如图4所示）。管道内有一小球，小球质量为m，带电量为＋q。忽略小球的重力和一切阻力。t＝0时小球静止。求时感生电场的电场强度及管道对小球的弹力大小。
大兴区2022~2023学年度第一学期期末检测试卷
高三物理
第一部分 选择题（共42分）
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
2. 类比是一种有效的学习方法，通过比较和归类，有助于掌握新知识，提高学习效率。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（ ）
A. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波并不适用
B. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波只能在真空中传播
C. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
D. 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
【答案】D
3. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，电阻，原线圈接入电压的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过原线圈和副线圈的交流电的频率之比
B. 电流表的示数为0.1A
C. 电压表的示数为1100V
D. 电阻R的电功率为44W
【答案】B
4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两次t＝0时刻线圈的磁通量均为零
B. 曲线a、b对应的交流电周期之比为
C. 旋转过程中两种情况的最大磁通量均相同
D. 在相同的时间两种情况在线圈中产生的焦耳热均相同
【答案】C
6. 如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支撑的金属导体，在它们的下部贴有金属箔片，起初它们不带电，C是用绝缘棒连接的带正电的小球，A、B、C均可自由移动，实验中把C移近导体A，关于实验现象和分析下列说法正确的是（ ）
A. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片不张开
B. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片不张开
C. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片张开且带负电
D. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片张开且带正电
【答案】D
7. 如图所示是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作。测得车灯、电阻均为，电源的电动势E＝12V，内电阻。若开关S闭合时，测得电动机两端的电压为10V，在此状态下以下计算正确的是（ ）
A. 车灯电流为2.0A B. 电动机的电流为2.0A
C. 电动机的输出功率为18W D. 电动机的内阻为
【答案】B
8. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，下列判断中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电源的总功率变大 D. 电源的损耗功率变小
【答案】C
9. 一个电子仅在静电力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列判断中正确的是（ ）
A. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势低
B. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小
C. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势高
D. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能大
【答案】B
10. 如图所示为一个质量为m、电荷量为q的带正电的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环水平向右初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
11. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 断开，闪亮瞬间电流方向和断开前相反
B. 断开之前中的电流大于中的电流
C. 闭合瞬间中电流与中电流相等
D. 变阻器R的电阻大于线圈的直流电阻
【答案】A
12. 如图所示直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷＋Q和－Q，两电荷之间的距离为4a，C、D、E三点的坐标分别为，和。将一个正电荷从O移动到D，静电力对它做功为，将这个正电荷从C移动到E，静电力对它做功为。下列判断正确的是（ ）
A. C点的场强比O点的场强大
B. O点的场强比D点的场强大
C. C点的电势比E点的电势高，并且
D. E点的电势比D点的电势高，并且
【答案】D
13. 如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是（ ）
A. 金属杆先做匀加速直线运动然后做匀速直线运动
B. 金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒
C. 如果只增大B，将变小
D. 如果只增大R，将变小
【答案】C
14. 如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，矩形极板长和宽分别为a、b，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温等离子体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的等离子体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计粒子运动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P；调节可变电阻的阻值，可求得可变电阻R消耗最大电功率，关于和P的表达式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
第二部分 非选择题（共58分）
本部分共6题，共58分。
15. （1）多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习使用多用电表的实验中实验小组的同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×100”挡位，测量时发现指针偏转过小，接下来的操作顺序是______。（选择必要的实验步骤按操作顺序填写字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“×10”挡
d．将选择开关旋到“×1k”挡
e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔
（2）如图所示的电路可以用来研究电磁感应现象。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，两线圈的匝数合理能保证电流计正常工作，描述闭合开关后电流计指针的偏转情况______。
（3）如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置，让圆形平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。不改变M，N两板所带的电荷量，且保持两板在竖直平面内。开始时两板正对，现要使静电计指针偏角变小，下列做法中可行的是______。（选填选项前面的字母）
A．保持N板不动，M板向上平移
B．保持N板不动，M板向右平移
C．保持N板不动，M板向左平移
D．保持M、N两板不动，在M、N之间插入一块绝缘介质板
【答案】 ①. daeb ②. 闭合开关后，电流计指针先发生较大偏转而后慢慢回复到初始位置 ③. BD##DB
16. （1）“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为______mm；在图乙所示的实物图中，字母B所指区域叫固定刻度，字母所指部件的名称是______，字母G所指部件的功能是______。
（2）某同学欲采用下列器材准确测定一个约的电阻的阻值。
A．直流电源（12V，内阻不计）；
B．开关、导线等；
C．电流表（0~3A，内阻约）；
D．电流表（0~0.6A，内阻约）；
E．电压表（0~3V，内阻约）；
F．电压表（0~15V，内阻约）；
G．滑动变阻器（，额定电流3A）；
①为测量准确，电流表应选用______，电压表应选用______；（选填器材前的字母）
②为了获得尽可能多的数据，该同学设计了测量电路图，依据所设计的测量电路图将图1中的元件连成实验电路________；
③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。某次电流表、电压表的示数如图2所示。处理实验数据时，制作如图3所示的I－U坐标图，图中已标注出了几个与测量对应的坐标点。请将与图2读数对应的坐标点也标在图3中，并在图3中把坐标点连成图线________；
④根据图3描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R＝______。
【答案】 ①. 0.400 ②. 微调旋钮 ③. 制动测微螺杆的移动，使测微螺杆固定后读数 ④. D ⑤. F ⑥. ⑦. ⑧. 18
17. 如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3）
（1）判断如图所示位置线圈中的电流方向；
（2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。
【答案】（1）电流方向DCBAD；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据右手定则可判断如图所示位置线圈中的电流方向为DCBAD。
（2）线圈中感应电动势的最大值
从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式为
（3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值
经过电流通过电阻产生的焦耳热
解得
18. 做功与路径无关的场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如静电场，如图所示，真空中静止正点电荷Q产生的电场中，取无穷远处的电势能为零，在距该电荷为r的位置放置电量为+q的电荷所具有的电势能为（式中k为静电力常量）。A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与电荷Q间的距离分别为r1和r2。
（1）求A点的电势；
（2）现将电荷量为+2q的检验电荷，由A点移至B点，求在此过程中，静电力所做的功W；
（3）如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为R的金属球面上。以球心O为原点建立x轴，沿x轴上各点的电势用φ表示。选取无穷远处电势为零，在下列关于x轴上各点电势φ随位置x的变化关系图中选出正确的一项并说明理由。
A． B． C．
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）A点的电势为
根据题意
解得
（2）根据功和能的关系得
根据题意得
解得
（3）金属球是一个等势体，等势体内部的电势处处相等；选取无穷远处电势为零，金属球外部电势随着x增大而减小。
故选A。
19. 如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为，两平行金属板的板长为、板间距离为d，荧光屏到两平行金属板右侧距离为。电子枪发射的电子从两平行金属板的中央穿过，沿直线运动可打在荧光屏的中点O，电子质量为m、电荷量为e。不计电子进入加速电场前的速度及电子重力。
（1）求电子刚进入两金属板间时的速度大小；
（2）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为，电子会打在荧光屏上某点，求该点距O点的距离Y；
（3）若只在两金属板间加垂直纸面向外的匀强磁场，，，使电子到达荧光屏的位置与O点距离最大，求此最大值和此时磁感应强度B的大小。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）由动能定理可知
解得
（2）电子进入偏转区做类平抛运动，轨迹如图所示
沿初速度方向，有
在垂直初速度方向，有
其中
设电子离开偏转电场时，它的速度偏向角为θ，则根据速度偏转角和位移之间的关系可知
解得
（3）偏转场区中只有匀强磁场时，电子进入磁场区受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，经磁场偏转后，沿直线运动到荧光屏。磁场的磁感应强度越大，偏转越大，电子偏转的临界状态是恰好从上板的右端射出，做直线运动到达荧光屏。它的位置与O点距离即为最大值ym，如图所示
电子做圆周运动，由牛顿第二定律得
根据图示，由几何知识得
解得
进一步得
20. 电磁感应现象中产生感应电动势，由于产生原因不同可分为感生电动势和动生电动势。如果感应电动势是由于导体运动而产生的，叫动生电动势；如果感应电动势是由感生电场产生的，叫感生电动势。以下是关于两类电动势的相关问题：
（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，MN的长度为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触，磁场的磁感应强度为B。在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请分别根据电动势的定义及法拉第电磁感应定律，从不同角度用两种方法证明金属棒MN中的感应电动势。
（2）空间存在有一圆柱形的匀强磁场区域，其横截面如图2所示，磁感应强度随时间按照图3所示的规律均匀变化。图中和为已知量。
a．用电阻为R的细导线做成半径为r的圆环（图中未画出），圆环平面垂直于该磁场，圆环的中心与磁场中心重合。圆环半径小于该磁场的横截面半径。求时圆环中的电流。
b．上述导体圆环中产生的电流，实际是导体中的自由电荷在感生电场力的作用下做定向运动形成的，而且自由电荷受到感生电场力的大小可以根据电动势的定义和法拉第电磁感应定律推导出来。现将导体圆环替换成一个用绝缘细管做成的半径为r的封闭圆形管道，且圆形管道的中心与磁场区域的中心重合（如图4所示）。管道内有一小球，小球质量为m，带电量为＋q。忽略小球的重力和一切阻力。t＝0时小球静止。求时感生电场的电场强度及管道对小球的弹力大小。
【答案】（1）见解析；（2）a．；b．；
【解析】
【详解】（1）方法一：电动势的定义
电动势定义为非静电力把单位电荷量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，对应着其他形式的能转化为电势能的大小。这里的非静电力为洛伦兹力（沿MN棒上的分力)，洛伦兹力（沿MN棒上的分力）做正功，针对电荷量为e的正电荷，静电力做功为
电动势大小为
方法二：法拉第电磁感应定律
穿过闭合回路的磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律
（2）a．磁感应强度的变化率
根据法拉第电磁感应定律，有
根据闭合电路的欧姆定律
b．根据法拉第电磁感应定律有
根据电动势的定义有
解得感生电场的电场强度大小为
小球所受感生电场作用力为
在感生电场力的作用下。小球速度不断增加，将其转化为沿直线运动。小球做匀加速运动，加速度大小
根据运动学公式得
根据牛顿第二定律，得
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高三物理
第一部分 选择题（共42分）
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ）
A. B. C. D.
2. 类比是一种有效的学习方法，通过比较和归类，有助于掌握新知识，提高学习效率。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（ ）
A. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波并不适用
B. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波只能在真空中传播
C. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
D 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
3. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，电阻，原线圈接入电压的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过原线圈和副线圈的交流电的频率之比
B. 电流表的示数为0.1A
C. 电压表的示数为1100V
D. 电阻R电功率为44W
4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比等于（ ）
A. B. C. D.
5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两次t＝0时刻线圈的磁通量均为零
B. 曲线a、b对应的交流电周期之比为
C. 旋转过程中两种情况的最大磁通量均相同
D. 在相同的时间两种情况在线圈中产生的焦耳热均相同
6. 如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支撑的金属导体，在它们的下部贴有金属箔片，起初它们不带电，C是用绝缘棒连接的带正电的小球，A、B、C均可自由移动，实验中把C移近导体A，关于实验现象和分析下列说法正确的是（ ）
A. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片不张开
B. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片不张开
C. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片张开且带负电
D. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片张开且带正电
7. 如图所示是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作。测得车灯、电阻均为，电源的电动势E＝12V，内电阻。若开关S闭合时，测得电动机两端的电压为10V，在此状态下以下计算正确的是（ ）
A. 车灯的电流为2.0A B. 电动机的电流为2.0A
C. 电动机的输出功率为18W D. 电动机的内阻为
8. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，下列判断中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电源的总功率变大 D. 电源的损耗功率变小
9. 一个电子仅在静电力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列判断中正确的是（ ）
A. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势低
B. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小
C. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势高
D. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能大
10. 如图所示为一个质量为m、电荷量为q的带正电的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环水平向右初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下图中的（ ）
A B.
C. D.
11. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 断开，闪亮瞬间电流方向和断开前相反
B. 断开之前中的电流大于中的电流
C. 闭合瞬间中电流与中电流相等
D. 变阻器R的电阻大于线圈的直流电阻
12. 如图所示直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称等量异号点电荷＋Q和－Q，两电荷之间的距离为4a，C、D、E三点的坐标分别为，和。将一个正电荷从O移动到D，静电力对它做功为，将这个正电荷从C移动到E，静电力对它做功为。下列判断正确的是（ ）
A. C点的场强比O点的场强大
B. O点的场强比D点的场强大
C. C点的电势比E点的电势高，并且
D. E点的电势比D点的电势高，并且
13. 如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是（ ）
A. 金属杆先做匀加速直线运动然后做匀速直线运动
B. 金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒
C. 如果只增大B，将变小
D. 如果只增大R，将变小
14. 如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，矩形极板长和宽分别为a、b，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温等离子体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的等离子体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计粒子运动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P；调节可变电阻的阻值，可求得可变电阻R消耗最大电功率，关于和P的表达式正确的是（ ）
A. B. C. D.
第二部分 非选择题（共58分）
本部分共6题，共58分。
15. （1）多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习使用多用电表的实验中实验小组的同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×100”挡位，测量时发现指针偏转过小，接下来的操作顺序是______。（选择必要的实验步骤按操作顺序填写字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“×10”挡
d．将选择开关旋到“×1k”挡
e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔
（2）如图所示的电路可以用来研究电磁感应现象。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，两线圈的匝数合理能保证电流计正常工作，描述闭合开关后电流计指针的偏转情况______。
（3）如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置，让圆形平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。不改变M，N两板所带的电荷量，且保持两板在竖直平面内。开始时两板正对，现要使静电计指针偏角变小，下列做法中可行的是______。（选填选项前面的字母）
A．保持N板不动，M板向上平移
B．保持N板不动，M板向右平移
C．保持N板不动，M板向左平移
D．保持M、N两板不动，在M、N之间插入一块绝缘介质板
16. （1）“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为______mm；在图乙所示的实物图中，字母B所指区域叫固定刻度，字母所指部件的名称是______，字母G所指部件的功能是______。
（2）某同学欲采用下列器材准确测定一个约的电阻的阻值。
A．直流电源（12V，内阻不计）；
B．开关、导线等；
C．电流表（0~3A，内阻约）；
D．电流表（0~0.6A，内阻约）；
E．电压表（0~3V，内阻约）；
F．电压表（0~15V，内阻约）；
G．滑动变阻器（，额定电流3A）；
①为测量准确，电流表应选用______，电压表应选用______；（选填器材前字母）
②为了获得尽可能多的数据，该同学设计了测量电路图，依据所设计的测量电路图将图1中的元件连成实验电路________；
③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。某次电流表、电压表的示数如图2所示。处理实验数据时，制作如图3所示的I－U坐标图，图中已标注出了几个与测量对应的坐标点。请将与图2读数对应的坐标点也标在图3中，并在图3中把坐标点连成图线________；
④根据图3描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R＝______。
17. 如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3）
（1）判断如图所示位置线圈中的电流方向；
（2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。
18. 做功与路径无关的场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如静电场，如图所示，真空中静止正点电荷Q产生的电场中，取无穷远处的电势能为零，在距该电荷为r的位置放置电量为+q的电荷所具有的电势能为（式中k为静电力常量）。A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与电荷Q间的距离分别为r1和r2。
（1）求A点的电势；
（2）现将电荷量为+2q的检验电荷，由A点移至B点，求在此过程中，静电力所做的功W；
（3）如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为R的金属球面上。以球心O为原点建立x轴，沿x轴上各点的电势用φ表示。选取无穷远处电势为零，在下列关于x轴上各点电势φ随位置x的变化关系图中选出正确的一项并说明理由。
A． B． C．
19. 如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为，两平行金属板的板长为、板间距离为d，荧光屏到两平行金属板右侧距离为。电子枪发射的电子从两平行金属板的中央穿过，沿直线运动可打在荧光屏的中点O，电子质量为m、电荷量为e。不计电子进入加速电场前的速度及电子重力。
（1）求电子刚进入两金属板间时的速度大小；
（2）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为，电子会打在荧光屏上某点，求该点距O点的距离Y；
（3）若只在两金属板间加垂直纸面向外的匀强磁场，，，使电子到达荧光屏的位置与O点距离最大，求此最大值和此时磁感应强度B的大小。
20. 电磁感应现象中产生的感应电动势，由于产生原因不同可分为感生电动势和动生电动势。如果感应电动势是由于导体运动而产生的，叫动生电动势；如果感应电动势是由感生电场产生的，叫感生电动势。以下是关于两类电动势的相关问题：
（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，MN的长度为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触，磁场的磁感应强度为B。在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请分别根据电动势的定义及法拉第电磁感应定律，从不同角度用两种方法证明金属棒MN中的感应电动势。
（2）空间存在有一圆柱形的匀强磁场区域，其横截面如图2所示，磁感应强度随时间按照图3所示的规律均匀变化。图中和为已知量。
a．用电阻为R的细导线做成半径为r的圆环（图中未画出），圆环平面垂直于该磁场，圆环的中心与磁场中心重合。圆环半径小于该磁场的横截面半径。求时圆环中的电流。
b．上述导体圆环中产生的电流，实际是导体中的自由电荷在感生电场力的作用下做定向运动形成的，而且自由电荷受到感生电场力的大小可以根据电动势的定义和法拉第电磁感应定律推导出来。现将导体圆环替换成一个用绝缘细管做成的半径为r的封闭圆形管道，且圆形管道的中心与磁场区域的中心重合（如图4所示）。管道内有一小球，小球质量为m，带电量为＋q。忽略小球的重力和一切阻力。t＝0时小球静止。求时感生电场的电场强度及管道对小球的弹力大小。
大兴区2022~2023学年度第一学期期末检测试卷
高三物理
第一部分 选择题（共42分）
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 比值定义法，就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，下列表达式中不属于比值定义的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
2. 类比是一种有效的学习方法，通过比较和归类，有助于掌握新知识，提高学习效率。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中正确的是（ ）
A. 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波并不适用
B. 机械波的传播依赖于介质，而电磁波只能在真空中传播
C. 机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
D. 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
【答案】D
3. 如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为匝，副线圈匝数为匝，电阻，原线圈接入电压的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过原线圈和副线圈的交流电的频率之比
B. 电流表的示数为0.1A
C. 电压表的示数为1100V
D. 电阻R的电功率为44W
【答案】B
4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比等于（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
5. 如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，下列说法正确的是（ ）
A. 两次t＝0时刻线圈的磁通量均为零
B. 曲线a、b对应的交流电周期之比为
C. 旋转过程中两种情况的最大磁通量均相同
D. 在相同的时间两种情况在线圈中产生的焦耳热均相同
【答案】C
6. 如图所示，A、B为相互接触的用绝缘支架支撑的金属导体，在它们的下部贴有金属箔片，起初它们不带电，C是用绝缘棒连接的带正电的小球，A、B、C均可自由移动，实验中把C移近导体A，关于实验现象和分析下列说法正确的是（ ）
A. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片不张开
B. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片不张开
C. A上的金属箔片张开且带正电，B上的金属箔片张开且带负电
D. A上的金属箔片张开且带负电，B上的金属箔片张开且带正电
【答案】D
7. 如图所示是汽车蓄电池供电简化电路图。当汽车启动时，启动开关S闭合，电动机工作。测得车灯、电阻均为，电源的电动势E＝12V，内电阻。若开关S闭合时，测得电动机两端的电压为10V，在此状态下以下计算正确的是（ ）
A. 车灯电流为2.0A B. 电动机的电流为2.0A
C. 电动机的输出功率为18W D. 电动机的内阻为
【答案】B
8. 如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，闭合开关S，当滑动变阻器R的滑片P向下移动时，下列判断中正确的是（ ）
A. 电流表示数变小 B. 电压表示数变大
C. 电源的总功率变大 D. 电源的损耗功率变小
【答案】C
9. 一个电子仅在静电力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示，图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面，下列判断中正确的是（ ）
A. 如果实线是电场线，则a点的电势比b点的电势低
B. 如果实线是电场线，则电子在a点的电势能比在b点的电势能小
C. 如果实线是等势面，则a点的电势比b点的电势高
D. 如果实线是等势面，则电子在a点的动能比在b点的动能大
【答案】B
10. 如图所示为一个质量为m、电荷量为q的带正电的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中（不计空气阻力）。现给圆环水平向右初速度，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图像可能是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
11. 图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，和为电感线圈。实验时，断开开关瞬间，灯突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关，灯逐渐变亮，而另一个相同的灯立即变亮，最终与的亮度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 断开，闪亮瞬间电流方向和断开前相反
B. 断开之前中的电流大于中的电流
C. 闭合瞬间中电流与中电流相等
D. 变阻器R的电阻大于线圈的直流电阻
【答案】A
12. 如图所示直角坐标系xOy，在x轴上固定着关于O点对称的等量异号点电荷＋Q和－Q，两电荷之间的距离为4a，C、D、E三点的坐标分别为，和。将一个正电荷从O移动到D，静电力对它做功为，将这个正电荷从C移动到E，静电力对它做功为。下列判断正确的是（ ）
A. C点的场强比O点的场强大
B. O点的场强比D点的场强大
C. C点的电势比E点的电势高，并且
D. E点的电势比D点的电势高，并且
【答案】D
13. 如图所示，有两根和水平方向成角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度，不计金属杆和轨道的电阻，则以下分析正确的是（ ）
A. 金属杆先做匀加速直线运动然后做匀速直线运动
B. 金属杆由静止到最大速度过程中机械能守恒
C. 如果只增大B，将变小
D. 如果只增大R，将变小
【答案】C
14. 如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，矩形极板长和宽分别为a、b，这两个电极与可变电阻R相连。在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B。发电导管内有电阻率为的高温等离子体以速度v向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的等离子体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势。若不计粒子运动时的阻力，由以上条件可推导出可变电阻消耗的电功率P；调节可变电阻的阻值，可求得可变电阻R消耗最大电功率，关于和P的表达式正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
第二部分 非选择题（共58分）
本部分共6题，共58分。
15. （1）多用电表是物理实验室常用的仪表之一，在练习使用多用电表的实验中实验小组的同学用多用电表的欧姆挡粗略测量一定值电阻的阻值，先把选择开关旋到“×100”挡位，测量时发现指针偏转过小，接下来的操作顺序是______。（选择必要的实验步骤按操作顺序填写字母）
a．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针对准刻度盘上欧姆挡的零刻度，然后断开两表笔
b．旋转选择开关至交流电压最大量程处（或“OFF”挡），并拔出两表笔
c．将选择开关旋到“×10”挡
d．将选择开关旋到“×1k”挡
e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出阻值，断开两表笔
（2）如图所示的电路可以用来研究电磁感应现象。干电池、开关、线圈A、滑动变阻器串联成一个电路，电流计、线圈B串联成另一个电路。线圈A、B套在同一个闭合铁芯上，两线圈的匝数合理能保证电流计正常工作，描述闭合开关后电流计指针的偏转情况______。
（3）如图所示是探究影响平行板电容器电容大小因素的实验装置，让圆形平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度。不改变M，N两板所带的电荷量，且保持两板在竖直平面内。开始时两板正对，现要使静电计指针偏角变小，下列做法中可行的是______。（选填选项前面的字母）
A．保持N板不动，M板向上平移
B．保持N板不动，M板向右平移
C．保持N板不动，M板向左平移
D．保持M、N两板不动，在M、N之间插入一块绝缘介质板
【答案】 ①. daeb ②. 闭合开关后，电流计指针先发生较大偏转而后慢慢回复到初始位置 ③. BD##DB
16. （1）“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准。用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图甲所示，其读数应为______mm；在图乙所示的实物图中，字母B所指区域叫固定刻度，字母所指部件的名称是______，字母G所指部件的功能是______。
（2）某同学欲采用下列器材准确测定一个约的电阻的阻值。
A．直流电源（12V，内阻不计）；
B．开关、导线等；
C．电流表（0~3A，内阻约）；
D．电流表（0~0.6A，内阻约）；
E．电压表（0~3V，内阻约）；
F．电压表（0~15V，内阻约）；
G．滑动变阻器（，额定电流3A）；
①为测量准确，电流表应选用______，电压表应选用______；（选填器材前的字母）
②为了获得尽可能多的数据，该同学设计了测量电路图，依据所设计的测量电路图将图1中的元件连成实验电路________；
③闭合开关，逐次改变滑动变阻器滑动头的位置，记录与之对应的电流表的示数I、电压表的示数U。某次电流表、电压表的示数如图2所示。处理实验数据时，制作如图3所示的I－U坐标图，图中已标注出了几个与测量对应的坐标点。请将与图2读数对应的坐标点也标在图3中，并在图3中把坐标点连成图线________；
④根据图3描绘出的图线可得出这个电阻的阻值为R＝______。
【答案】 ①. 0.400 ②. 微调旋钮 ③. 制动测微螺杆的移动，使测微螺杆固定后读数 ④. D ⑤. F ⑥. ⑦. ⑧. 18
17. 如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴逆时针转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。（取3）
（1）判断如图所示位置线圈中的电流方向；
（2）写出从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈匀速转动10s，求电流通过电阻R产生的焦耳热。
【答案】（1）电流方向DCBAD；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据右手定则可判断如图所示位置线圈中的电流方向为DCBAD。
（2）线圈中感应电动势的最大值
从中性面开始计时电动势的瞬时值表达式为
（3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值
经过电流通过电阻产生的焦耳热
解得
18. 做功与路径无关的场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。例如静电场，如图所示，真空中静止正点电荷Q产生的电场中，取无穷远处的电势能为零，在距该电荷为r的位置放置电量为+q的电荷所具有的电势能为（式中k为静电力常量）。A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与电荷Q间的距离分别为r1和r2。
（1）求A点的电势；
（2）现将电荷量为+2q的检验电荷，由A点移至B点，求在此过程中，静电力所做的功W；
（3）如图所示，正电荷Q均匀分布在半径为R的金属球面上。以球心O为原点建立x轴，沿x轴上各点的电势用φ表示。选取无穷远处电势为零，在下列关于x轴上各点电势φ随位置x的变化关系图中选出正确的一项并说明理由。
A． B． C．
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】
【详解】（1）A点的电势为
根据题意
解得
（2）根据功和能的关系得
根据题意得
解得
（3）金属球是一个等势体，等势体内部的电势处处相等；选取无穷远处电势为零，金属球外部电势随着x增大而减小。
故选A。
19. 如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为，两平行金属板的板长为、板间距离为d，荧光屏到两平行金属板右侧距离为。电子枪发射的电子从两平行金属板的中央穿过，沿直线运动可打在荧光屏的中点O，电子质量为m、电荷量为e。不计电子进入加速电场前的速度及电子重力。
（1）求电子刚进入两金属板间时的速度大小；
（2）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为，电子会打在荧光屏上某点，求该点距O点的距离Y；
（3）若只在两金属板间加垂直纸面向外的匀强磁场，，，使电子到达荧光屏的位置与O点距离最大，求此最大值和此时磁感应强度B的大小。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）由动能定理可知
解得
（2）电子进入偏转区做类平抛运动，轨迹如图所示
沿初速度方向，有
在垂直初速度方向，有
其中
设电子离开偏转电场时，它的速度偏向角为θ，则根据速度偏转角和位移之间的关系可知
解得
（3）偏转场区中只有匀强磁场时，电子进入磁场区受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，经磁场偏转后，沿直线运动到荧光屏。磁场的磁感应强度越大，偏转越大，电子偏转的临界状态是恰好从上板的右端射出，做直线运动到达荧光屏。它的位置与O点距离即为最大值ym，如图所示
电子做圆周运动，由牛顿第二定律得
根据图示，由几何知识得
解得
进一步得
20. 电磁感应现象中产生感应电动势，由于产生原因不同可分为感生电动势和动生电动势。如果感应电动势是由于导体运动而产生的，叫动生电动势；如果感应电动势是由感生电场产生的，叫感生电动势。以下是关于两类电动势的相关问题：
（1）如图1所示，固定于水平面上的金属框架abcd，处在竖直向下的匀强磁场中。金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。框架的ab与dc平行，MN的长度为l，在运动过程中MN始终与bc平行，且与框架保持良好接触，磁场的磁感应强度为B。在上述情景中，金属棒MN相当于一个电源，这时的非静电力与棒中自由电子所受洛伦兹力有关。请分别根据电动势的定义及法拉第电磁感应定律，从不同角度用两种方法证明金属棒MN中的感应电动势。
（2）空间存在有一圆柱形的匀强磁场区域，其横截面如图2所示，磁感应强度随时间按照图3所示的规律均匀变化。图中和为已知量。
a．用电阻为R的细导线做成半径为r的圆环（图中未画出），圆环平面垂直于该磁场，圆环的中心与磁场中心重合。圆环半径小于该磁场的横截面半径。求时圆环中的电流。
b．上述导体圆环中产生的电流，实际是导体中的自由电荷在感生电场力的作用下做定向运动形成的，而且自由电荷受到感生电场力的大小可以根据电动势的定义和法拉第电磁感应定律推导出来。现将导体圆环替换成一个用绝缘细管做成的半径为r的封闭圆形管道，且圆形管道的中心与磁场区域的中心重合（如图4所示）。管道内有一小球，小球质量为m，带电量为＋q。忽略小球的重力和一切阻力。t＝0时小球静止。求时感生电场的电场强度及管道对小球的弹力大小。
【答案】（1）见解析；（2）a．；b．；
【解析】
【详解】（1）方法一：电动势的定义
电动势定义为非静电力把单位电荷量的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功，对应着其他形式的能转化为电势能的大小。这里的非静电力为洛伦兹力（沿MN棒上的分力)，洛伦兹力（沿MN棒上的分力）做正功，针对电荷量为e的正电荷，静电力做功为
电动势大小为
方法二：法拉第电磁感应定律
穿过闭合回路的磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律
（2）a．磁感应强度的变化率
根据法拉第电磁感应定律，有
根据闭合电路的欧姆定律
b．根据法拉第电磁感应定律有
根据电动势的定义有
解得感生电场的电场强度大小为
小球所受感生电场作用力为
在感生电场力的作用下。小球速度不断增加，将其转化为沿直线运动。小球做匀加速运动，加速度大小
根据运动学公式得
根据牛顿第二定律，得
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