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2024黑龙江省实验中学高二上学期期末考试物理含解析
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这是一份2024黑龙江省实验中学高二上学期期末考试物理含解析，共26页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟：总分：100分
一、选择题：本题共10道小题，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，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某电子束焊接机的工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极K（接地）与阳极A之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有B、C、D三点，。一电子以某一初速度从B点沿直线运动到D点。不计电子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 电子受到的电场力逐渐增大
B. 电子所在位置电势能逐渐升高
C. B、C两点间的电势差小于C、D两点间的电势差
D. 电子从B点运动到C点的时间大于其从C点运动到D点的时间
2. 一直导线平行于通电螺线管轴线放置在螺线管的上方，如图所示。如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为( )
A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
3. 如图，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，直角边长度为2d，匀速穿过垂直于纸面向里、宽度为d的匀强磁场区，线框中将产生随时间变化的感应电流i，设逆时针为线框中电流的正方向，当一直角边与磁场左边界重合时开始计时，则图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得的电容器两端电压随时间变化的图像以及电路中的充电电流随时间变化的图像如图乙所示，实验后用透明方格薄膜覆盖于图像上，根据图像可知此电容器的电容约为（ ）
A. 3.2mFB. 3.2FC. 32mFD. 320μF
5. 如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A3的亮度更亮。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大
C. 若断开S时，灯A1逐渐熄灭
D. 若断开S时，灯A3闪亮后再逐渐熄灭
6. 回旋加速器两个D形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，D形盒半径为R，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近，如图所示。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，高频交变电源的电压为U、频率为f。则下列说法正确的是（ ）
A. 所加交流电源的频率
B. 粒子被加速后的最大动能为
C. 加速电场的电压U越大，粒子被加速后从D形盒射出的速度就越大
D. 若要使该粒子获得的速度加倍，在交流电源不变的情况下，可以使磁感应强度B加倍
7. 如图所示，边长为的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q。粒子速度大小为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为
D. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动最短时间为
8. 如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，则在的时间内与的时间内（ ）
A. 金属圆环中感应电流的方向相反
B. 金属圆环中感应电流大小之比为
C. 通过金属圆环中某一截面电荷量之比为
D. 金属圆环中产生的焦耳热之比为
9. 图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示。质量为m、电荷量为、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（ ）
A. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力做功为
B. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力的冲量为零
C. 时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大
D. 无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度都相同
10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是（ ）
A. 通过R1的电流方向为自下而上
B. 感应电动势大小为
C. 理想电压表的示数为
D. 理想电流表的示数为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为描绘标有“，”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择：
A.电流表（量程为，内阻约为）
B.电流表（量程为，内阻约为）
C.电压表（量程为，内阻约为）
D.电压表（量程为，内阻约为）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（0~100Ω）
（1）为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是_________（填正确答案标号）；
A.B.
C. D.
（2）在上述实验方案中，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________（填器材前面的字母代号）。
（3）某同学利用所选用的实验器材描绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如下图所示，由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐_________（选填“增大”或“减小”）；当流过小灯泡的电流为时，此时小灯泡的电阻为_________Ω；
12. 如图1所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“”和“”的两种倍率，可用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）；
E．定值电阻、；
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干
（1）表笔A是_________（填“红”或“黑”）表笔。若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，调节_________调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处；
（2）虚线框内是双量程电流表，已知，当S接a时，对应电流表量程是，那么定值电阻_________。
（3）当开关S拨向_________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×1”。
（4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表仍可调零，某次开关接到“”倍率时，规范操作后测得一电阻的读数如图2所示，则该电阻实际的阻值为_________Ω。
13. 如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，无穷远的电势为零，忽略带电小球对周围电场的影响。求：
（1）B点的电场强度；
（2）A点的电势。
14. 如图所示，在竖直平面内坐标系xOy中，第三象限存在垂直于纸面向外匀强磁场和沿x轴负方向的电场强度为的匀强电场，第一、二象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场和电场强度的匀强电场。磁感应强度大小均为。一带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点获得一初速度v，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为），并从原点O进入第一象限，经过一段时间后再次穿过x轴，重力加速度g取，已知，求：
（1）油滴的电性和在P点得到的初速度v的大小；
（2）油滴再次穿过x轴时的横坐标x和油滴从原点O开始再次到x轴所用的时间。
15. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取。
（1）求棒的最大速度大小；
（2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小；
（3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力（未画出），并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。
黑龙江省实验中学2023-2024学年度高二学年上学期期末考试
物理学科试题
考试时间：75分钟：总分：100分
一、选择题：本题共10道小题，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，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某电子束焊接机的工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极K（接地）与阳极A之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有B、C、D三点，。一电子以某一初速度从B点沿直线运动到D点。不计电子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 电子受到的电场力逐渐增大
B. 电子所在位置的电势能逐渐升高
C. B、C两点间的电势差小于C、D两点间的电势差
D. 电子从B点运动到C点的时间大于其从C点运动到D点的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电场线越密电场强度越大，由图可知，从B点到D点，电场强度越来越小，则电子受到的电场力逐渐减小，故A错误；
B．根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，从B点到D点，电势逐渐降低，由可知，电子所在位置的电势能逐渐升高，故B正确；
C．由公式可知，由于，间的平均电场强度大于间的平均电场强度，则B、C两点间的电势差大于C、D两点间的电势差，故C错误；
D．电子从B点运动到D点的过程中做减速直线运动，则电子从B点运动到C点过程中的平均速度大于从C点运动到D点过程中的平均速度，由
可知，电子从B点运动到C点的时间小于其从C点运动到D点的时间，故D错误。
故选B。
2. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示。如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为( )
A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则可知，通电螺线管在直导线处的磁感线如图所示，
则由图示可知左侧导线处的磁场方向斜向右上，右侧导线处的磁场斜向右下，由左手定则可知，左侧导线所受安培力方向为垂直纸面向外，右侧导线所受安培力方向垂直纸面向里，故从上向下看，直导线应为逆时针转动。当直导线转过90°时，由左手定则可得直导线所受安培力竖直向下，综上所述，从上向下看直导线逆时针转动并靠近螺线管。
故选D。
3. 如图，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，直角边长度为2d，匀速穿过垂直于纸面向里、宽度为d的匀强磁场区，线框中将产生随时间变化的感应电流i，设逆时针为线框中电流的正方向，当一直角边与磁场左边界重合时开始计时，则图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】在时间内，线框进入磁场时磁通量向里增加，根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流为逆时针方向，随着线框的运动，导线切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；在时间内，穿过线圈的磁通量向里减小，根据根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流为顺时针方向，穿过线框的磁通量均匀减小，产生的感应电流不变；在时间内，穿过线框的磁通量向里减少，根据根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流为顺时针方向，线框的有效切割长度均匀减小，感应电流均匀减小。
故选D。
4. 用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得的电容器两端电压随时间变化的图像以及电路中的充电电流随时间变化的图像如图乙所示，实验后用透明方格薄膜覆盖于图像上，根据图像可知此电容器的电容约为（ ）
A. 3.2mFB. 3.2FC. 32mFD. 320μF
【答案】C
【解析】
【详解】根据图像中面积表示电荷量，由图乙图像可知，每个小格表示的电荷量为
图像围成的面积约个小格，则电容器充电结束时，极板上的带电量为
由图乙图像可知，电容器充电结束时，极板间间电压为，由公式可得，电容器电容约为
故选C。
5. 如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A3的亮度更亮。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大
C. 若断开S时，灯A1逐渐熄灭
D. 若断开S时，灯A3闪亮后再逐渐熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】A．最终A2的亮度比A3的亮度更亮，由图可知A2的支路电阻小，电流大，所以变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值不相同，故A错误；
B．闭合S瞬间，由于L的自感作用，L中电流小于变阻器R中电流，故B错误；
C．若断开S时，灯A1会立即熄灭，因为它没有和线圈组成闭合回路，故C错误；
D．闭合S，电路稳定后，A2的亮度比A3的亮度更亮，因为稳定时A2的支路电阻小，电流大，故断开S的瞬间，电流从电感支路电流逐渐减小，并且感应电流流过A3，灯A3闪亮后再逐渐熄灭，故D正确。
故选D。
6. 回旋加速器两个D形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，D形盒半径为R，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近，如图所示。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，高频交变电源的电压为U、频率为f。则下列说法正确的是（ ）
A. 所加交流电源的频率
B. 粒子被加速后的最大动能为
C. 加速电场的电压U越大，粒子被加速后从D形盒射出的速度就越大
D. 若要使该粒子获得的速度加倍，在交流电源不变的情况下，可以使磁感应强度B加倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题意可知，交流电源的周期与粒子在D形金属盒中做匀速圆周运动的周期相等，则有
，，
联立解得，所加交流电源的频率
故A错误；
BC．根据题意可知，粒子速度最大时有
解得
可知，粒子的最大速度与加速电压无关，粒子被加速后的最大动能为
故C错误，B正确；
D．在交流电源不变的情况下，磁感应强度B加倍，粒子在D形金属盒中做匀速圆周运动的周期变化，与交流电不同步，无法继续加速，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，边长为的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q。粒子速度大小为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为
D. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．磁场垂直纸面向外，粒子恰好没有穿出磁场区域，因此粒子运动轨迹的直径等于O点垂直于cb的线段大小，设垂足为d，由几何关系得
所以，半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
AB错误；
CD．当发射粒子速度为2v时，由洛伦兹力作为向心力可得，对应轨道半径为
当粒子从垂足d离开磁场时轨迹对应的弦最短、弧长最短，对应的圆心角最小，故所用时间最短，由几何关系可得，转过的角度（圆心角）为，则时间为，又因为
解得
故C正确，D错误。
故选C。
8. 如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，则在的时间内与的时间内（ ）
A. 金属圆环中感应电流的方向相反
B. 金属圆环中感应电流大小之比为
C. 通过金属圆环中某一截面电荷量之比为
D. 金属圆环中产生的焦耳热之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意，结合图像，由楞次定律可知，时间内金属圆环中感应电流的方向逆时针（俯视），的时间内金属圆环中感应电流的方向顺时针（俯视），即金属圆环中感应电流的方向相反，故A正确；
B．根据题意，由法拉第电磁感应定律有
感应电流为
由图可知，时间内
时间内
可得，金属圆环中感应电流大小之比为
故B错误；
C．由公式可得，通过金属圆环中某一截面电荷量之比为
故C正确；
D．由公式可得，金属圆环中产生的焦耳热之比为
故D错误。
故选AC。
9. 图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示。质量为m、电荷量为、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（ ）
A. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力做功为
B. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力的冲量为零
C. 时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大
D. 无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度都相同
【答案】BD
【解析】
【详解】ABD．根据题意可知，无论哪个时刻入射的粒子，在一个时间内，正向电压和反向电压作用的时间是相同的，所以在竖直方向上电场力的冲量为零，所以离开电场时的速度方向都是水平的，大小都等于初速度，由动能定理可知，在电场中运动的T时间内电场力做功为0，故A错误，BD正确；
C．时入射的粒子，在竖直方向上，时间内进行加速，时间内进行反向减速，速度恰好为零，时间内进行反向加速，时间内再次反向减速，直到速度为零，由对称性可知，此时粒子回到中线，故C错误。
故选BD。
10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是（ ）
A. 通过R1的电流方向为自下而上
B. 感应电动势大小为
C. 理想电压表示数为
D. 理想电流表的示数为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据右手定则可知，通过的电流方向为自下而上，故A正确；
B．由题意可知，辐条在转动过程中，只有一个长度与半径相等的金属棒转动切割磁感线，所以产生的感应电动势为
故B错误；
CD．由闭合电路欧姆定律可知，回路中总电流为
由电路并联规律可知，理想电流表的示数为
由欧姆定律可知，理想电压表的示数为
故C错误，D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为描绘标有“，”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择：
A.电流表（量程为，内阻约为）
B.电流表（量程为，内阻约为）
C.电压表（量程为，内阻约为）
D.电压表（量程为，内阻约为）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（0~100Ω）
（1）为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是_________（填正确答案标号）；
A.B.
C. D.
（2）在上述实验方案中，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________（填器材前面的字母代号）。
（3）某同学利用所选用的实验器材描绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如下图所示，由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐_________（选填“增大”或“减小”）；当流过小灯泡的电流为时，此时小灯泡的电阻为_________Ω；
【答案】 ①. C ②. A ③. E ④. 增大 ⑤. 4.4
【解析】
【详解】（1）[1]由曲线可知，电压从零开始，所以滑动变阻器用分压式接法；小灯泡的电阻约为
由于电阻较小故电流表采用外接。
故选C。
（2）[2][3]灯泡额定电流
可知，电流表选A，滑动变阻器分压式接法，则应选择最大值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选E。
（3）[4]图像中斜率表示电阻的倒数，由图可知，斜率随着电压的增加减小，则电阻增大。
[5]由图像可知，当流过小灯泡的电流为时，此时小灯泡的电压为，此时小灯泡的电阻为
12. 如图1所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“”和“”的两种倍率，可用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）；
E．定值电阻、；
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
（1）表笔A是_________（填“红”或“黑”）表笔。若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，调节_________调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处；
（2）虚线框内是双量程电流表，已知，当S接a时，对应电流表量程是，那么定值电阻_________。
（3）当开关S拨向_________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×1”。
（4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表仍可调零，某次开关接到“”倍率时，规范操作后测得一电阻的读数如图2所示，则该电阻实际的阻值为_________Ω。
【答案】 ①. 红 ②. 欧姆 ③. 9 ④. a ⑤. 148
【解析】
【详解】（1）[1][2]电流从红表笔流进，黑表笔流出，由图1可知，表笔A是红表笔，若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调节欧姆调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处。
（2）[3]当S接a时，对应电流表量程是，则有
解得
（3）[4]由（2）可知，当S接a时，对应电流表量程是，则欧姆表内阻为
当S接b时，设满偏电流为，根据并联电路分流特点有
解得
则欧姆表内阻
可知，当S接a时，欧姆表的倍率是“×1”。
（4）[5]某次开关接到“”倍率时，电池电动势变小为，内阻变大为，欧姆表调零后，欧姆表内阻为
根据闭合回路欧姆定律有
电池的电动势和内阻变化后有
联立解得
13. 如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，无穷远的电势为零，忽略带电小球对周围电场的影响。求：
（1）B点的电场强度；
（2）A点的电势。
【答案】（1）大小，方向由N指向M；（2）
【解析】
【详解】（1）固定在M点和N点的点电荷在B点产生的电场强度大小均为
根据矢量合成，可知
方向由N指向M
（2）小球从A点到B点的过程中，根据动能定理有
解得
无穷远的电势为零，由于点在等量同种电荷连线的中垂线上，则
所以
14. 如图所示，在竖直平面内的坐标系xOy中，第三象限存在垂直于纸面向外匀强磁场和沿x轴负方向的电场强度为的匀强电场，第一、二象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场和电场强度的匀强电场。磁感应强度大小均为。一带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点获得一初速度v，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为），并从原点O进入第一象限，经过一段时间后再次穿过x轴，重力加速度g取，已知，求：
（1）油滴的电性和在P点得到的初速度v的大小；
（2）油滴再次穿过x轴时的横坐标x和油滴从原点O开始再次到x轴所用的时间。
【答案】（1）负电，5m/s；（2）2.4m，0.55s
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，油滴恰好能沿PO做匀速直线运动，对油滴受力分析可知，油滴受力情况只能如图所示
由图可知，油滴带负电，根据平衡条件有
解得
（2）在第三象限，根据平衡条件可得
进入第一象限后，由于
则有
方向相反，油滴做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力知
由几何关系得
解得
由周期公式
得
粒子在第一象限运动时间
解得
15. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取。
（1）求棒的最大速度大小；
（2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小；
（3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力（未画出），并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。
【答案】（1）；（2）30m；（3），
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，感应电动势
感应电流
棒受到的安培力大小为
棒的速度最大时，根据平衡条件得
由以上各式解得
（2）根据能量守恒有
解得
（3）根据题意可知
所以两根导体棒整体动量守恒，根据动量守恒有
棒的速度大小为
此时电路的感应电动势为
感应电流为
对棒根据牛顿第二定律有
解得
考试时间：75分钟：总分：100分
一、选择题：本题共10道小题，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，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某电子束焊接机的工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极K（接地）与阳极A之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有B、C、D三点，。一电子以某一初速度从B点沿直线运动到D点。不计电子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 电子受到的电场力逐渐增大
B. 电子所在位置电势能逐渐升高
C. B、C两点间的电势差小于C、D两点间的电势差
D. 电子从B点运动到C点的时间大于其从C点运动到D点的时间
2. 一直导线平行于通电螺线管轴线放置在螺线管的上方，如图所示。如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为( )
A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
3. 如图，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，直角边长度为2d，匀速穿过垂直于纸面向里、宽度为d的匀强磁场区，线框中将产生随时间变化的感应电流i，设逆时针为线框中电流的正方向，当一直角边与磁场左边界重合时开始计时，则图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得的电容器两端电压随时间变化的图像以及电路中的充电电流随时间变化的图像如图乙所示，实验后用透明方格薄膜覆盖于图像上，根据图像可知此电容器的电容约为（ ）
A. 3.2mFB. 3.2FC. 32mFD. 320μF
5. 如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A3的亮度更亮。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大
C. 若断开S时，灯A1逐渐熄灭
D. 若断开S时，灯A3闪亮后再逐渐熄灭
6. 回旋加速器两个D形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，D形盒半径为R，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近，如图所示。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，高频交变电源的电压为U、频率为f。则下列说法正确的是（ ）
A. 所加交流电源的频率
B. 粒子被加速后的最大动能为
C. 加速电场的电压U越大，粒子被加速后从D形盒射出的速度就越大
D. 若要使该粒子获得的速度加倍，在交流电源不变的情况下，可以使磁感应强度B加倍
7. 如图所示，边长为的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q。粒子速度大小为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为
D. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动最短时间为
8. 如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，则在的时间内与的时间内（ ）
A. 金属圆环中感应电流的方向相反
B. 金属圆环中感应电流大小之比为
C. 通过金属圆环中某一截面电荷量之比为
D. 金属圆环中产生的焦耳热之比为
9. 图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示。质量为m、电荷量为、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（ ）
A. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力做功为
B. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力的冲量为零
C. 时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大
D. 无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度都相同
10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是（ ）
A. 通过R1的电流方向为自下而上
B. 感应电动势大小为
C. 理想电压表的示数为
D. 理想电流表的示数为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为描绘标有“，”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择：
A.电流表（量程为，内阻约为）
B.电流表（量程为，内阻约为）
C.电压表（量程为，内阻约为）
D.电压表（量程为，内阻约为）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（0~100Ω）
（1）为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是_________（填正确答案标号）；
A.B.
C. D.
（2）在上述实验方案中，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________（填器材前面的字母代号）。
（3）某同学利用所选用的实验器材描绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如下图所示，由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐_________（选填“增大”或“减小”）；当流过小灯泡的电流为时，此时小灯泡的电阻为_________Ω；
12. 如图1所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“”和“”的两种倍率，可用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）；
E．定值电阻、；
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干
（1）表笔A是_________（填“红”或“黑”）表笔。若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，调节_________调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处；
（2）虚线框内是双量程电流表，已知，当S接a时，对应电流表量程是，那么定值电阻_________。
（3）当开关S拨向_________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×1”。
（4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表仍可调零，某次开关接到“”倍率时，规范操作后测得一电阻的读数如图2所示，则该电阻实际的阻值为_________Ω。
13. 如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，无穷远的电势为零，忽略带电小球对周围电场的影响。求：
（1）B点的电场强度；
（2）A点的电势。
14. 如图所示，在竖直平面内坐标系xOy中，第三象限存在垂直于纸面向外匀强磁场和沿x轴负方向的电场强度为的匀强电场，第一、二象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场和电场强度的匀强电场。磁感应强度大小均为。一带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点获得一初速度v，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为），并从原点O进入第一象限，经过一段时间后再次穿过x轴，重力加速度g取，已知，求：
（1）油滴的电性和在P点得到的初速度v的大小；
（2）油滴再次穿过x轴时的横坐标x和油滴从原点O开始再次到x轴所用的时间。
15. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取。
（1）求棒的最大速度大小；
（2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小；
（3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力（未画出），并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。
黑龙江省实验中学2023-2024学年度高二学年上学期期末考试
物理学科试题
考试时间：75分钟：总分：100分
一、选择题：本题共10道小题，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，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某电子束焊接机的工作原理示意图如图所示，在直流高压作用下，阴极K（接地）与阳极A之间形成辐向电场，虚线为电场线，在同一电场线上有B、C、D三点，。一电子以某一初速度从B点沿直线运动到D点。不计电子所受的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 电子受到的电场力逐渐增大
B. 电子所在位置的电势能逐渐升高
C. B、C两点间的电势差小于C、D两点间的电势差
D. 电子从B点运动到C点的时间大于其从C点运动到D点的时间
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据电场线越密电场强度越大，由图可知，从B点到D点，电场强度越来越小，则电子受到的电场力逐渐减小，故A错误；
B．根据沿电场线方向电势逐渐降低，由图可知，从B点到D点，电势逐渐降低，由可知，电子所在位置的电势能逐渐升高，故B正确；
C．由公式可知，由于，间的平均电场强度大于间的平均电场强度，则B、C两点间的电势差大于C、D两点间的电势差，故C错误；
D．电子从B点运动到D点的过程中做减速直线运动，则电子从B点运动到C点过程中的平均速度大于从C点运动到D点过程中的平均速度，由
可知，电子从B点运动到C点的时间小于其从C点运动到D点的时间，故D错误。
故选B。
2. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示。如果直导线可以自由地运动且通以由a到b的电流，则导线ab受磁场力后的运动情况为( )
A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管
B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管
C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管
D 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管
【答案】D
【解析】
【详解】由安培定则可知，通电螺线管在直导线处的磁感线如图所示，
则由图示可知左侧导线处的磁场方向斜向右上，右侧导线处的磁场斜向右下，由左手定则可知，左侧导线所受安培力方向为垂直纸面向外，右侧导线所受安培力方向垂直纸面向里，故从上向下看，直导线应为逆时针转动。当直导线转过90°时，由左手定则可得直导线所受安培力竖直向下，综上所述，从上向下看直导线逆时针转动并靠近螺线管。
故选D。
3. 如图，一个平行于纸面的等腰直角三角形导线框，直角边长度为2d，匀速穿过垂直于纸面向里、宽度为d的匀强磁场区，线框中将产生随时间变化的感应电流i，设逆时针为线框中电流的正方向，当一直角边与磁场左边界重合时开始计时，则图中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】在时间内，线框进入磁场时磁通量向里增加，根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流为逆时针方向，随着线框的运动，导线切割磁感线的有效长度均匀减小，产生的感应电动势均匀减小，感应电流均匀减小；在时间内，穿过线圈的磁通量向里减小，根据根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流为顺时针方向，穿过线框的磁通量均匀减小，产生的感应电流不变；在时间内，穿过线框的磁通量向里减少，根据根据楞次定律结合安培定则可知，感应电流为顺时针方向，线框的有效切割长度均匀减小，感应电流均匀减小。
故选D。
4. 用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得的电容器两端电压随时间变化的图像以及电路中的充电电流随时间变化的图像如图乙所示，实验后用透明方格薄膜覆盖于图像上，根据图像可知此电容器的电容约为（ ）
A. 3.2mFB. 3.2FC. 32mFD. 320μF
【答案】C
【解析】
【详解】根据图像中面积表示电荷量，由图乙图像可知，每个小格表示的电荷量为
图像围成的面积约个小格，则电容器充电结束时，极板上的带电量为
由图乙图像可知，电容器充电结束时，极板间间电压为，由公式可得，电容器电容约为
故选C。
5. 如图所示是演示自感现象的电路图，L为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。实验时，闭合开关S，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2的亮度比A3的亮度更亮。下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值相同
B. 闭合S瞬间，L中电流比变阻器R中电流大
C. 若断开S时，灯A1逐渐熄灭
D. 若断开S时，灯A3闪亮后再逐渐熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】A．最终A2的亮度比A3的亮度更亮，由图可知A2的支路电阻小，电流大，所以变阻器R接入电路的电阻值与L的电阻值不相同，故A错误；
B．闭合S瞬间，由于L的自感作用，L中电流小于变阻器R中电流，故B错误；
C．若断开S时，灯A1会立即熄灭，因为它没有和线圈组成闭合回路，故C错误；
D．闭合S，电路稳定后，A2的亮度比A3的亮度更亮，因为稳定时A2的支路电阻小，电流大，故断开S的瞬间，电流从电感支路电流逐渐减小，并且感应电流流过A3，灯A3闪亮后再逐渐熄灭，故D正确。
故选D。
6. 回旋加速器两个D形金属盒分别与高频交流电源两极相连接，D形盒半径为R，两盒放在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，粒子源A置于盒的圆心附近，如图所示。若粒子源射出的粒子电荷量为q，质量为m，高频交变电源的电压为U、频率为f。则下列说法正确的是（ ）
A. 所加交流电源的频率
B. 粒子被加速后的最大动能为
C. 加速电场的电压U越大，粒子被加速后从D形盒射出的速度就越大
D. 若要使该粒子获得的速度加倍，在交流电源不变的情况下，可以使磁感应强度B加倍
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据题意可知，交流电源的周期与粒子在D形金属盒中做匀速圆周运动的周期相等，则有
，，
联立解得，所加交流电源的频率
故A错误；
BC．根据题意可知，粒子速度最大时有
解得
可知，粒子的最大速度与加速电压无关，粒子被加速后的最大动能为
故C错误，B正确；
D．在交流电源不变的情况下，磁感应强度B加倍，粒子在D形金属盒中做匀速圆周运动的周期变化，与交流电不同步，无法继续加速，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，边长为的正三角形abc区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），正三角形中心O有一粒子源，可以沿abc平面任意方向发射相同的带电粒子，粒子质量为m，电荷量为q。粒子速度大小为v时，恰好没有粒子穿出磁场区域，不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A. 磁感应强度大小为
B. 磁感应强度大小为
C. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为
D. 若发射粒子速度大小为2v时，在磁场中运动的最短时间为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．磁场垂直纸面向外，粒子恰好没有穿出磁场区域，因此粒子运动轨迹的直径等于O点垂直于cb的线段大小，设垂足为d，由几何关系得
所以，半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
解得
AB错误；
CD．当发射粒子速度为2v时，由洛伦兹力作为向心力可得，对应轨道半径为
当粒子从垂足d离开磁场时轨迹对应的弦最短、弧长最短，对应的圆心角最小，故所用时间最短，由几何关系可得，转过的角度（圆心角）为，则时间为，又因为
解得
故C正确，D错误。
故选C。
8. 如图1所示，一金属圆环放在磁场中，磁场方向与金属圆环平面垂直，磁感应强度随时间的变化规律如图2所示，则在的时间内与的时间内（ ）
A. 金属圆环中感应电流的方向相反
B. 金属圆环中感应电流大小之比为
C. 通过金属圆环中某一截面电荷量之比为
D. 金属圆环中产生的焦耳热之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意，结合图像，由楞次定律可知，时间内金属圆环中感应电流的方向逆时针（俯视），的时间内金属圆环中感应电流的方向顺时针（俯视），即金属圆环中感应电流的方向相反，故A正确；
B．根据题意，由法拉第电磁感应定律有
感应电流为
由图可知，时间内
时间内
可得，金属圆环中感应电流大小之比为
故B错误；
C．由公式可得，通过金属圆环中某一截面电荷量之比为
故C正确；
D．由公式可得，金属圆环中产生的焦耳热之比为
故D错误。
故选AC。
9. 图甲为两水平金属板，在两板间加上周期为T的交变电压u，电压u随时间t变化的图线如图乙所示。质量为m、电荷量为、重力不计的带电粒子以初速度v0沿中线射入两板间，经时间T从两板间飞出。下列关于粒子运动的描述正确的是（ ）
A. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力做功为
B. 时入射的粒子，在电场中运动的T时间内电场力的冲量为零
C. 时入射的粒子，离开电场时偏离中线的距离最大
D. 无论哪个时刻入射的粒子，离开电场时的速度都相同
【答案】BD
【解析】
【详解】ABD．根据题意可知，无论哪个时刻入射的粒子，在一个时间内，正向电压和反向电压作用的时间是相同的，所以在竖直方向上电场力的冲量为零，所以离开电场时的速度方向都是水平的，大小都等于初速度，由动能定理可知，在电场中运动的T时间内电场力做功为0，故A错误，BD正确；
C．时入射的粒子，在竖直方向上，时间内进行加速，时间内进行反向减速，速度恰好为零，时间内进行反向加速，时间内再次反向减速，直到速度为零，由对称性可知，此时粒子回到中线，故C错误。
故选BD。
10. 如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为R的辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置放置于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰与圆环直径在同一直线上。现使辐条以角速度绕O点逆时针转动，右侧电路通过电刷与圆环中心和环的边缘相接触，，S处于闭合状态，不计其他电阻。则下列判断正确的是（ ）
A. 通过R1的电流方向为自下而上
B. 感应电动势大小为
C. 理想电压表示数为
D. 理想电流表的示数为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据右手定则可知，通过的电流方向为自下而上，故A正确；
B．由题意可知，辐条在转动过程中，只有一个长度与半径相等的金属棒转动切割磁感线，所以产生的感应电动势为
故B错误；
CD．由闭合电路欧姆定律可知，回路中总电流为
由电路并联规律可知，理想电流表的示数为
由欧姆定律可知，理想电压表的示数为
故C错误，D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为描绘标有“，”字样的小灯泡的伏安特性曲线，所使用的器材有：导线，开关，电动势为4V的电池组和待测小灯泡，此外还有如下实验器材供选择：
A.电流表（量程为，内阻约为）
B.电流表（量程为，内阻约为）
C.电压表（量程为，内阻约为）
D.电压表（量程为，内阻约为）
E.滑动变阻器（）
F.滑动变阻器（0~100Ω）
（1）为减小实验误差，下列四种实验方案最理想的是_________（填正确答案标号）；
A.B.
C. D.
（2）在上述实验方案中，电流表应选_________，滑动变阻器应选_________（填器材前面的字母代号）。
（3）某同学利用所选用的实验器材描绘出了小灯泡的伏安特性曲线，如下图所示，由图可知，随着电压的增加，小灯泡的电阻逐渐_________（选填“增大”或“减小”）；当流过小灯泡的电流为时，此时小灯泡的电阻为_________Ω；
【答案】 ①. C ②. A ③. E ④. 增大 ⑤. 4.4
【解析】
【详解】（1）[1]由曲线可知，电压从零开始，所以滑动变阻器用分压式接法；小灯泡的电阻约为
由于电阻较小故电流表采用外接。
故选C。
（2）[2][3]灯泡额定电流
可知，电流表选A，滑动变阻器分压式接法，则应选择最大值较小的滑动变阻器，故滑动变阻器应选E。
（3）[4]图像中斜率表示电阻的倒数，由图可知，斜率随着电压的增加减小，则电阻增大。
[5]由图像可知，当流过小灯泡的电流为时，此时小灯泡的电压为，此时小灯泡的电阻为
12. 如图1所示，通过调节开关S，可使欧姆表具有“”和“”的两种倍率，可用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）；
B．电流表G（满偏电流，内阻）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．滑动变阻器（最大阻值为）；
E．定值电阻、；
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。
（1）表笔A是_________（填“红”或“黑”）表笔。若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，调节_________调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处；
（2）虚线框内是双量程电流表，已知，当S接a时，对应电流表量程是，那么定值电阻_________。
（3）当开关S拨向_________（填“a”或“b”）时，欧姆表的倍率是“×1”。
（4）该欧姆表使用时间久了，电池的电动势变小为，内阻变大为，欧姆表仍可调零，某次开关接到“”倍率时，规范操作后测得一电阻的读数如图2所示，则该电阻实际的阻值为_________Ω。
【答案】 ①. 红 ②. 欧姆 ③. 9 ④. a ⑤. 148
【解析】
【详解】（1）[1][2]电流从红表笔流进，黑表笔流出，由图1可知，表笔A是红表笔，若用欧姆表测电阻，将选择开关调到合适倍率后，需要将红、黑表笔短接，进行欧姆调零，调节欧姆调零旋钮，使欧姆表指针指在欧姆零刻度处。
（2）[3]当S接a时，对应电流表量程是，则有
解得
（3）[4]由（2）可知，当S接a时，对应电流表量程是，则欧姆表内阻为
当S接b时，设满偏电流为，根据并联电路分流特点有
解得
则欧姆表内阻
可知，当S接a时，欧姆表的倍率是“×1”。
（4）[5]某次开关接到“”倍率时，电池电动势变小为，内阻变大为，欧姆表调零后，欧姆表内阻为
根据闭合回路欧姆定律有
电池的电动势和内阻变化后有
联立解得
13. 如图所示，水平线上的M、N两点上固定有电荷量均为Q的等量异种点电荷，质量为m、电荷量为+q（可视为点电荷）的带正电小球固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处，M、N两点间的距离为2L。现在把杆拉到水平位置使小球从A点由静止释放，小球经过最低点B时的速度为v，静电力常量为k，重力加速度大小为g，无穷远的电势为零，忽略带电小球对周围电场的影响。求：
（1）B点的电场强度；
（2）A点的电势。
【答案】（1）大小，方向由N指向M；（2）
【解析】
【详解】（1）固定在M点和N点的点电荷在B点产生的电场强度大小均为
根据矢量合成，可知
方向由N指向M
（2）小球从A点到B点的过程中，根据动能定理有
解得
无穷远的电势为零，由于点在等量同种电荷连线的中垂线上，则
所以
14. 如图所示，在竖直平面内的坐标系xOy中，第三象限存在垂直于纸面向外匀强磁场和沿x轴负方向的电场强度为的匀强电场，第一、二象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场和电场强度的匀强电场。磁感应强度大小均为。一带电荷量为q的油滴从图中第三象限的P点获得一初速度v，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为），并从原点O进入第一象限，经过一段时间后再次穿过x轴，重力加速度g取，已知，求：
（1）油滴的电性和在P点得到的初速度v的大小；
（2）油滴再次穿过x轴时的横坐标x和油滴从原点O开始再次到x轴所用的时间。
【答案】（1）负电，5m/s；（2）2.4m，0.55s
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，油滴恰好能沿PO做匀速直线运动，对油滴受力分析可知，油滴受力情况只能如图所示
由图可知，油滴带负电，根据平衡条件有
解得
（2）在第三象限，根据平衡条件可得
进入第一象限后，由于
则有
方向相反，油滴做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力知
由几何关系得
解得
由周期公式
得
粒子在第一象限运动时间
解得
15. 如图所示，两条足够长的平行金属导轨间距，与水平面的夹角，处于磁感应强度、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上的两根导体棒质量分别为，电阻均为，长度均为。将棒固定，由静止释放棒，当棒达到最大速度时，棒产生的焦耳热。导轨光滑且电阻忽略不计，运动过程中两棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度取。
（1）求棒的最大速度大小；
（2）求从释放到达到最大速度时，棒的位移大小；
（3）若在棒上施加大小为、沿斜面向上的恒力（未画出），并将棒的固定解除，让棒同时由静止开始运动，求当棒速度时，棒的速度大小和加速度大小。
【答案】（1）；（2）30m；（3），
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，感应电动势
感应电流
棒受到的安培力大小为
棒的速度最大时，根据平衡条件得
由以上各式解得
（2）根据能量守恒有
解得
（3）根据题意可知
所以两根导体棒整体动量守恒，根据动量守恒有
棒的速度大小为
此时电路的感应电动势为
感应电流为
对棒根据牛顿第二定律有
解得
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