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山西省朔州市怀仁市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附解析）
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这是一份山西省朔州市怀仁市2023-2024学年高二上学期期末考试物理试卷（Word版附解析），共29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，满分100分）
一、选择题：本题共7小题，每题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1. 导轨与水平面间夹角为θ，质量为m、长为L的金属棒中通有自a到b大小为I的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A. 磁感应强度逐渐变大B. 安培力逐渐变小
C. 支持力逐渐变大D. 磁感应强度最小值
2. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最大值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小
3. 在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（，）。则以下说法中正确的是（ ）
A. 当时，上获得最大功率
B. 当时，上获得最大功率
C. 当时，上获得最大功率
D. 当时，电源的效率最大
4. 如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为的电容器和阻值为的电阻.质量为、阻值也为的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中.开始时，电容器所带的电荷量为，合上并关后（ ）
A. 通过导体棒电流的最大值为
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒MN速度最大时所受的安培力不为0
D. 电阻上产生焦耳热等于导体棒MN上产生的焦耳热
5. 如图所示，与轴的夹角为的直线将平面的第一象限分成两个区域Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场，Ⅱ区域为真空。在时刻，一质量为、电荷量为的粒子，以速度从点沿轴正方向垂直磁场进入Ⅰ区域；在时刻，撤去磁场，最终粒子恰好沿两个区域的分界线运动且通过点.不计粒子的重力及空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动的半径为
B. 在时刻，撤去磁场
C. 带电粒子在第一象限运动的时间为
D. 带电粒子通过点时的速度大小为
6. 图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线的一部分，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源的内阻为
B. 当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为
7. 如图甲所示，MN、PO两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，间距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图乙所示，轨道足够长且电阻不计，g取10m/s2 ， 下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流方向为b指向a
B. 金属杆所受的安培力沿轨道向下
C. 定值电阻的阻值为1Ω
D. 金属杆的质量为0.1kg
二、选择题：本题共3小题，每题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示， 在直线边界右侧分布着范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场中到的距离为的点有一放射源，放射源能沿纸面内向各个方向不断地放射出质量为、电荷量为、速率为的带正电荷的粒子。已知磁场的磁感应强度大小为 ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用， 则（ ）
A. 粒子从 边界上射出的范围的长度为
B. 如果磁场的磁感应强度增大为原来的 2倍，粒子从边界上射出范围的长度也变为原来的2倍
C. 如果磁场的磁感应强度减小，粒子从边界上射出范围也减小
D. 同一时刻放射出的粒子到达边界的时间差最大为
9. 如图所示，水平光滑导轨间距分别为、，宽、窄导轨区域磁感应强度分别为 B1、B2，A、B两导杆质量分别为、、杆B右端通过一条轻绳受质量为重物牵连。并由静止开始运动。设回路中总电阻为 R。假设各导轨无限长。则下列说法正确的是（ ）
A. 杆A做加速度减小的加速运动，杆B做加速度减小的减速运动
B. A产生的电动势与杆 B产生的电动势之比为二者速度之比
C. 杆A和杆B 经足够长时间后的加速度之比为
D. 若开始到某时刻过程生热为Q，此时两杆的速度分别为和，则重物机械能损失量为
10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势分布图，一个带电粒子从坐标原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向由处运动到处，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带负电B. 粒子运动处速度最大
C. 粒子电势能先增大再减小D. 粒子加速度先减小后增大
三、非选择题：5小题，共54分。
11. 多用电表的原理及使用。
（1）如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是___________
A. 选择开关接2时的量程比接1时量程小，选择开关接6时量程比接5时量程大
B. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极
C. 用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更大的挡进行测量
（2）某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关S后，他用多用电表测量各点间的电压，。得到已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图2所示的位置，则该电阻为___________，他将红黑表笔接ef端时，指针___________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为___________。
12. 某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表。
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_________（用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：_________（回答一条即可）；
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为______。
13. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在（的范围内存在沿-y方向的匀强电场，一带正电微粒以一定的初速度沿与x轴夹角的方向从坐标原点射入第Ⅰ象限电场，当微粒速度最小时，其在x轴方向的位移为4m。不计重力。求：
（1）微粒射出电场的点的坐标；
（2）微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值。
14. 如图所示，长为、宽为的长方形区域内充满垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为，在时刻，一位于长方形区域中心的粒子源在平面内向各个方向均匀发射大量带正电的同种粒子，所有粒子的初速度大小均相同（数值未知），粒子在磁场中做圆周运动的半径。测得平行于方向发射的粒子在时刻恰从边离开磁场，不计重力和粒子间相互作用，求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间（角度可用反三角函数表示，例如：若，则）。
15. 如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角，相距L==1m，在导轨的虚线P和虚线Q间存在与导轨平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域PQ的长度d=4m。现有两根相同的导体棒a、b分别从图中M、N处同时由静止释放。导体棒a恰好匀速穿过磁场区域，且当导体棒a刚穿出磁场时，导体棒b恰好进入磁场。已知每根导体棒的质量m=0.2kg，长度L=1m，电阻R=1Ω，重力加速度。不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
（1）导体棒a穿过磁场区域的速度大小；
（2）导体棒a穿过磁场区域的过程中，导体棒a中产生的热量；
（3）导体棒b刚进入磁场时，导体棒b两端的电压。
怀仁市2023~2024学年度上学期高二第二次教学质量调研试题
物理
（考试时间75分钟，满分100分）
一、选择题：本题共7小题，每题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1. 导轨与水平面间夹角为θ，质量为m、长为L的金属棒中通有自a到b大小为I的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A. 磁感应强度逐渐变大B. 安培力逐渐变小
C. 支持力逐渐变大D. 磁感应强度最小值为
【答案】CD
【解析】
【详解】BC．当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，根据平行四边形定则作图，平行四边形由小变大，支持力逐渐变大，安培力先减小后增大，B错误，C正确；
A．根据 ，当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，安培力先减小后增大，磁感应强度先变小后变大，A错误；
D．当安培力沿斜面向上时，安培力最小，磁感应强度最小，根据平衡条件得
解得
D正确。
故选CD。
2. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最大值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析如图
小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有
解得
故A正确；
B．小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A由重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
则小球从A点运动到B点的过程中，由功能关系可知小球在等效最低点B的动能最大，故由功能关系可得
联立解得
故B正确；
C．小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点与圆心等高处时机械能最小，故C错误；
D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大再减小，故D正确。
故选ABD。
【点睛】等效重力场问题，小球运动到等效最高点时，速度最小。小球恰好能做圆周运动的条件是，小球在等效最高点时，由重力和电场力的合力提供向心力。在整个运动过程中，重力和电场力做功，即小球的动能、重力势能和电势能在相互转换。故小球电势能最大时，小球的机械能最小。电场力做正功，电势能减小。
3. 在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（，）。则以下说法中正确的是（ ）
A. 当时，上获得最大功率
B. 当时，上获得最大功率
C. 当时，上获得最大功率
D. 当时，电源的效率最大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意，由公式可得，上的电功率为
由数学知识可知，当
即
时，上获得最大功率，故A正确；
BC．根据题意，由公式可得，上的电功率为
由于为定值电阻，则当最大时，即
上获得最大功率，故B错误，C正确；
D．根据题意可知，电源的效率为
可知，电流越小，电源效率越高，则当最大时，电源的效率最大，故D错误。
故选AC。
4. 如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为的电容器和阻值为的电阻.质量为、阻值也为的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中.开始时，电容器所带的电荷量为，合上并关后（ ）
A. 通过导体棒电流的最大值为
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒MN速度最大时所受的安培力不为0
D. 电阻上产生的焦耳热等于导体棒MN上产生的焦耳热
【答案】A
【解析】
【详解】A．电容器两板间的电压为
当开始合上S时通过导体棒MN电流最大，最大值为
选项A正确；
B．随着放电，Q减小，I减小，并且导体棒随着切割磁感线，也会产生感应电动势来减小电流，根据F=BIL，则棒MN受到的安培力也减小，而摩擦力为0，所以棒MN会向右加速，当I=0时，棒MN会继续向右运动，产生反向的感应电流，产生反向的安培力，棒MN开始减速运动，当棒MN减速为0时，安培力为0，物体静止，所以物体向右先加速后减速，最后静止，故B错误；
C．当导体棒MN速度最大时流过导体棒MN的电流为0，所受的安培力为0，故C错误；
D．由于导体棒切割磁感线，产生感应电动势，所以通过导体棒的电流始终小于通过电阻的电流，由焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热。
故D错误。
故选A。
5. 如图所示，与轴的夹角为的直线将平面的第一象限分成两个区域Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场，Ⅱ区域为真空。在时刻，一质量为、电荷量为的粒子，以速度从点沿轴正方向垂直磁场进入Ⅰ区域；在时刻，撤去磁场，最终粒子恰好沿两个区域的分界线运动且通过点.不计粒子的重力及空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动的半径为
B. 在时刻，撤去磁场
C. 带电粒子在第一象限运动的时间为
D. 带电粒子通过点时的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，其运动轨迹如图所示
根据几何知识有
解得
故A错误；
B．带电粒子在磁场中做圆周运动周期
撤去磁场的时刻
故B错误；
C．带电粒子在第一象限运动的时间
故C正确；
D．由于洛伦兹力不做功，故带电粒子通过O点时的速度大小为v，故D错误。
故选C。
6. 图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线的一部分，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源的内阻为
B. 当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电源的U-I图像可知，电源的内阻为
选项A错误；
B．由灯泡的U-I图像可知，当小灯泡两端的电压为时，电流为0.5A，则它的电阻约为
选项B错误；
CD．把电源和小灯泡组成闭合回路，则将电源的U-I图像画在灯泡的U-I图像上，则交点为电路的工作点，由图可知小灯泡的两端的电压约为U=1.3V，电流I=0.37A小灯泡的功率约为
选项C错误，D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，MN、PO两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，间距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图乙所示，轨道足够长且电阻不计，g取10m/s2 ， 下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流方向为b指向a
B. 金属杆所受的安培力沿轨道向下
C. 定值电阻的阻值为1Ω
D. 金属杆的质量为0.1kg
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．金属杆沿轨道向下滑动，磁场垂直于轨道向上，由右手定则可知，金属杆中感应电流方向为b指向a，故A正确；
B．磁场垂直于轨道平面向上，金属杆中的电流由b流向a，由左手定则可知，金属杆所受安培力沿导轨向上，故B错误；
CD．金属杆下滑速度为v时切割磁感线产生的感应电动势
E=BLv
电路总电阻
由闭合电路的欧姆定律得，通过金属杆ab的电流
金属杆受到安培力
当达到最大速度时金属棒受力平衡，由平衡条件得
整理得
由图乙图象可知，图象的斜率
纵轴截距
代入数据解得
m=0.1kg，R1=1Ω
故CD正确。
故选ACD。
二、选择题：本题共3小题，每题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示， 在直线边界的右侧分布着范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场中到的距离为的点有一放射源，放射源能沿纸面内向各个方向不断地放射出质量为、电荷量为、速率为的带正电荷的粒子。已知磁场的磁感应强度大小为 ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用， 则（ ）
A. 粒子从 边界上射出的范围的长度为
B. 如果磁场的磁感应强度增大为原来的 2倍，粒子从边界上射出范围的长度也变为原来的2倍
C. 如果磁场的磁感应强度减小，粒子从边界上射出范围也减小
D. 同一时刻放射出的粒子到达边界的时间差最大为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．粒子刚好射出边界的运动轨迹如甲图所示， 上端最远点为直径与的交点，下端最远点为粒子的运动轨迹与相切的位置， 根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
根据几何关系知， 带电粒子从磁场边界射出的范围的长度
选项正确；
B．如果磁场的磁感应强度增大为原来的 2倍，轨道半径变为原来的一半，粒子恰好不能从 边界射出，选项B错误；
C．如果磁场的磁感应强度减小，轨迹半径增大，边界MN上有粒子射出的范围长度也增大， 选项C错误；
D．如图乙所示，粒子在磁场中运动最短时间时，粒子在磁场中运动的时间为个周期，粒子打在 点的正左方，粒子在磁场中运动的最长时间为 个周期，因此同一时刻放射出的粒子到 边界的时间差最大为
选项 D 正确。
故选AD。
9. 如图所示，水平光滑导轨间距分别为、，宽、窄导轨区域磁感应强度分别为 B1、B2，A、B两导杆质量分别为、、杆B右端通过一条轻绳受质量为的重物牵连。并由静止开始运动。设回路中总电阻为 R。假设各导轨无限长。则下列说法正确的是（ ）
A. 杆A做加速度减小的加速运动，杆B做加速度减小的减速运动
B. A产生的电动势与杆 B产生的电动势之比为二者速度之比
C. 杆A和杆B 经足够长时间后的加速度之比为
D. 若开始到某时刻过程生热为Q，此时两杆的速度分别为和，则重物机械能损失量为
【答案】CD
【解析】
【详解】B．杆A产生的电动势为
杆B产生的电动势
可见电动势之比并不是速度之比，故B错误；
A．电路中感应电动势
由牛顿第二定律得
，
刚开始B的加速度大于A的加速度，因此B的速度增量大于A的速度增量，电路中电流变大，可得杆A做加速度变大的加速运动，杆B做加速度减小的加速运动，最后电路中电流恒定，做匀加速运动，故A错误；
C．根据题意，经足够长时间后回路中电流恒定，则
(恒定值)
则有
则
所以杆A和杆B最终的加速度之比为
故C正确；
D．若开始到某时刻过程生热为Q，由能量守恒定律可得重物机械能损失量为
故D正确。
故选 CD。
10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势分布图，一个带电粒子从坐标原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向由处运动到处，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带负电B. 粒子运动在处速度最大
C. 粒子电势能先增大再减小D. 粒子加速度先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右；由于带电粒子在坐标原点由静止沿x轴正向运动，因此可知粒子带负电，故A正确；
B．根据粒子受力方向可知，粒子从O到做加速运动，从向右做减速运动，因此粒子运动到坐标轴上处速度最大，故B错误；
C．由于电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，故C错误；
D．由电场强度与电势差关系可知
由斜率可知，坐标轴上从到处，电场强度一直减小；从到处，电场强度在增大；又由于
可知，粒子的加速度先减小后增大，故D正确。
故选AD。
三、非选择题：5小题，共54分。
11. 多用电表的原理及使用。
（1）如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是___________
A. 选择开关接2时量程比接1时量程小，选择开关接6时量程比接5时量程大
B. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极
C. 用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更大的挡进行测量
（2）某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关S后，他用多用电表测量各点间的电压，。得到已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图2所示的位置，则该电阻为___________，他将红黑表笔接ef端时，指针___________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为___________。
【答案】 ①. ACD ②. 18 ③. 几乎不偏转 ④. R断路
【解析】
【详解】（1）[1]A．作电流表时分流电阻越小量程越大，故选择开关接2时的量程比接1时量程小，作电压表时分压电阻越大量程越大，故选择开关接6时量程比接5时量程大，故A正确；
B．由多用电表内部结构可知，B表笔接电表内部电源的正极，故电流由B表笔流出，A表笔流入，因此测量某二极管的正向电阻时，应使表笔B接二极管的正极，故B错误；
C．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，测量的是导体和人体并联后的电阻，则测量值偏小，故C正确；
D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，说明待测电阻较大，应则应换倍率更大的挡进行测量，故D正确。
故选ACD；
（2）[2]开关置于电阻挡的挡，根据图2可知，该电阻为18；
[3][4]他用多用电表测量各点间的电压，，则初步断定为电阻R断路，则他将红黑表笔接ef端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为R断路。
12. 某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表。
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_________（用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：_________（回答一条即可）；
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为______。
【答案】 ①. ②. 测量毫安表内阻时，测得内阻偏大，或者定值电阻偏小 ③. 100
【解析】
【详解】（1）[1]根据欧姆定律可知
解得
[2]改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，可知通过改装电压表的电流较大，出现这种现象的可能原因是测量毫安表内阻时，测得内阻偏大，或者定值电阻偏小；
（2）[3]由电路可知
即
由图像可得
13. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在（的范围内存在沿-y方向的匀强电场，一带正电微粒以一定的初速度沿与x轴夹角的方向从坐标原点射入第Ⅰ象限电场，当微粒速度最小时，其在x轴方向的位移为4m。不计重力。求：
（1）微粒射出电场的点的坐标；
（2）微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值。
【答案】（1）（6m，1.5m）；（2）3
【解析】
【详解】（1）当微粒速度最小时，微粒到达最高点P，如图所示
设粒子射入电场的速度为，水平方向和竖直方向的分速度
粒子从射入到运动到最高点，水平方向有
竖直方向有
联立可得
设微粒射出电场的点为Q，粒子从最高点P到穿出点Q，水平方向有
竖直方向有
，，
联立解得
射出点的纵坐标
可知微粒射出电场的点的坐标为（6m，1.5m）。
（2）射入到最高点P有
解得
设粒子穿过电场与水平方向的夹角为α，则有
粒子射入电场和水平方向的夹角为
则微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值
14. 如图所示，长为、宽为的长方形区域内充满垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为，在时刻，一位于长方形区域中心的粒子源在平面内向各个方向均匀发射大量带正电的同种粒子，所有粒子的初速度大小均相同（数值未知），粒子在磁场中做圆周运动的半径。测得平行于方向发射的粒子在时刻恰从边离开磁场，不计重力和粒子间相互作用，求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间（角度可用反三角函数表示，例如：若，则）。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）平行于发射的粒子轨迹如图1
由几何关系知
则有
粒子做圆周运动
联立以上各式得
（2）如图2从长边中点离开时间最短
由几何关系知对应圆心角
最短时间
从长方形顶点离开时间最长，对应圆心角
最长时间
15. 如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角，相距L==1m，在导轨的虚线P和虚线Q间存在与导轨平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域PQ的长度d=4m。现有两根相同的导体棒a、b分别从图中M、N处同时由静止释放。导体棒a恰好匀速穿过磁场区域，且当导体棒a刚穿出磁场时，导体棒b恰好进入磁场。已知每根导体棒的质量m=0.2kg，长度L=1m，电阻R=1Ω，重力加速度。不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
（1）导体棒a穿过磁场区域的速度大小；
（2）导体棒a穿过磁场区域的过程中，导体棒a中产生的热量；
（3）导体棒b刚进入磁场时，导体棒b两端的电压。
【答案】（1）8m/s；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒a进入磁场后，受力分析如图所示
则有
，，，
解得
v＝8m/s
（2）由能量守恒有
，
解得
（3）导体棒a进入磁场时，导体棒b与导体棒a的速度相等，则有
导体棒a在磁场中的运动时间
对导体棒b受力分析有
，，，
解得
（考试时间75分钟，满分100分）
一、选择题：本题共7小题，每题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1. 导轨与水平面间夹角为θ，质量为m、长为L的金属棒中通有自a到b大小为I的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A. 磁感应强度逐渐变大B. 安培力逐渐变小
C. 支持力逐渐变大D. 磁感应强度最小值
2. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最大值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小
3. 在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（，）。则以下说法中正确的是（ ）
A. 当时，上获得最大功率
B. 当时，上获得最大功率
C. 当时，上获得最大功率
D. 当时，电源的效率最大
4. 如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为的电容器和阻值为的电阻.质量为、阻值也为的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中.开始时，电容器所带的电荷量为，合上并关后（ ）
A. 通过导体棒电流的最大值为
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒MN速度最大时所受的安培力不为0
D. 电阻上产生焦耳热等于导体棒MN上产生的焦耳热
5. 如图所示，与轴的夹角为的直线将平面的第一象限分成两个区域Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场，Ⅱ区域为真空。在时刻，一质量为、电荷量为的粒子，以速度从点沿轴正方向垂直磁场进入Ⅰ区域；在时刻，撤去磁场，最终粒子恰好沿两个区域的分界线运动且通过点.不计粒子的重力及空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动的半径为
B. 在时刻，撤去磁场
C. 带电粒子在第一象限运动的时间为
D. 带电粒子通过点时的速度大小为
6. 图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线的一部分，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源的内阻为
B. 当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为
7. 如图甲所示，MN、PO两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，间距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图乙所示，轨道足够长且电阻不计，g取10m/s2 ， 下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流方向为b指向a
B. 金属杆所受的安培力沿轨道向下
C. 定值电阻的阻值为1Ω
D. 金属杆的质量为0.1kg
二、选择题：本题共3小题，每题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示， 在直线边界右侧分布着范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场中到的距离为的点有一放射源，放射源能沿纸面内向各个方向不断地放射出质量为、电荷量为、速率为的带正电荷的粒子。已知磁场的磁感应强度大小为 ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用， 则（ ）
A. 粒子从 边界上射出的范围的长度为
B. 如果磁场的磁感应强度增大为原来的 2倍，粒子从边界上射出范围的长度也变为原来的2倍
C. 如果磁场的磁感应强度减小，粒子从边界上射出范围也减小
D. 同一时刻放射出的粒子到达边界的时间差最大为
9. 如图所示，水平光滑导轨间距分别为、，宽、窄导轨区域磁感应强度分别为 B1、B2，A、B两导杆质量分别为、、杆B右端通过一条轻绳受质量为重物牵连。并由静止开始运动。设回路中总电阻为 R。假设各导轨无限长。则下列说法正确的是（ ）
A. 杆A做加速度减小的加速运动，杆B做加速度减小的减速运动
B. A产生的电动势与杆 B产生的电动势之比为二者速度之比
C. 杆A和杆B 经足够长时间后的加速度之比为
D. 若开始到某时刻过程生热为Q，此时两杆的速度分别为和，则重物机械能损失量为
10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势分布图，一个带电粒子从坐标原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向由处运动到处，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带负电B. 粒子运动处速度最大
C. 粒子电势能先增大再减小D. 粒子加速度先减小后增大
三、非选择题：5小题，共54分。
11. 多用电表的原理及使用。
（1）如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是___________
A. 选择开关接2时的量程比接1时量程小，选择开关接6时量程比接5时量程大
B. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极
C. 用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更大的挡进行测量
（2）某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关S后，他用多用电表测量各点间的电压，。得到已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图2所示的位置，则该电阻为___________，他将红黑表笔接ef端时，指针___________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为___________。
12. 某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表。
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_________（用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：_________（回答一条即可）；
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表的示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为______。
13. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在（的范围内存在沿-y方向的匀强电场，一带正电微粒以一定的初速度沿与x轴夹角的方向从坐标原点射入第Ⅰ象限电场，当微粒速度最小时，其在x轴方向的位移为4m。不计重力。求：
（1）微粒射出电场的点的坐标；
（2）微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值。
14. 如图所示，长为、宽为的长方形区域内充满垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为，在时刻，一位于长方形区域中心的粒子源在平面内向各个方向均匀发射大量带正电的同种粒子，所有粒子的初速度大小均相同（数值未知），粒子在磁场中做圆周运动的半径。测得平行于方向发射的粒子在时刻恰从边离开磁场，不计重力和粒子间相互作用，求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间（角度可用反三角函数表示，例如：若，则）。
15. 如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角，相距L==1m，在导轨的虚线P和虚线Q间存在与导轨平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域PQ的长度d=4m。现有两根相同的导体棒a、b分别从图中M、N处同时由静止释放。导体棒a恰好匀速穿过磁场区域，且当导体棒a刚穿出磁场时，导体棒b恰好进入磁场。已知每根导体棒的质量m=0.2kg，长度L=1m，电阻R=1Ω，重力加速度。不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
（1）导体棒a穿过磁场区域的速度大小；
（2）导体棒a穿过磁场区域的过程中，导体棒a中产生的热量；
（3）导体棒b刚进入磁场时，导体棒b两端的电压。
怀仁市2023~2024学年度上学期高二第二次教学质量调研试题
物理
（考试时间75分钟，满分100分）
一、选择题：本题共7小题，每题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1. 导轨与水平面间夹角为θ，质量为m、长为L的金属棒中通有自a到b大小为I的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A. 磁感应强度逐渐变大B. 安培力逐渐变小
C. 支持力逐渐变大D. 磁感应强度最小值为
【答案】CD
【解析】
【详解】BC．当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，根据平行四边形定则作图，平行四边形由小变大，支持力逐渐变大，安培力先减小后增大，B错误，C正确；
A．根据 ，当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，安培力先减小后增大，磁感应强度先变小后变大，A错误；
D．当安培力沿斜面向上时，安培力最小，磁感应强度最小，根据平衡条件得
解得
D正确。
故选CD。
2. 如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强电场的电场强度
B. 小球动能的最大值为
C. 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小
D. 小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大再减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．小球静止时细线与竖直方向成角，对小球受力分析如图
小球受重力、拉力和电场力，三力平衡，根据平衡条件，有
解得
故A正确；
B．小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A由重力和电场力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
则小球从A点运动到B点的过程中，由功能关系可知小球在等效最低点B的动能最大，故由功能关系可得
联立解得
故B正确；
C．小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点与圆心等高处时机械能最小，故C错误；
D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大再减小，故D正确。
故选ABD。
【点睛】等效重力场问题，小球运动到等效最高点时，速度最小。小球恰好能做圆周运动的条件是，小球在等效最高点时，由重力和电场力的合力提供向心力。在整个运动过程中，重力和电场力做功，即小球的动能、重力势能和电势能在相互转换。故小球电势能最大时，小球的机械能最小。电场力做正功，电势能减小。
3. 在如图所示的电路中，为定值电阻，为可变电阻，E为电源电动势，r为电源内阻（，）。则以下说法中正确的是（ ）
A. 当时，上获得最大功率
B. 当时，上获得最大功率
C. 当时，上获得最大功率
D. 当时，电源的效率最大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意，由公式可得，上的电功率为
由数学知识可知，当
即
时，上获得最大功率，故A正确；
BC．根据题意，由公式可得，上的电功率为
由于为定值电阻，则当最大时，即
上获得最大功率，故B错误，C正确；
D．根据题意可知，电源的效率为
可知，电流越小，电源效率越高，则当最大时，电源的效率最大，故D错误。
故选AC。
4. 如图，两根相互平行的光滑长直金属导轨固定在水平绝缘桌面上，在导轨的左端接入电容为的电容器和阻值为的电阻.质量为、阻值也为的导体棒MN静止于导轨上，与导轨垂直，且接触良好，导轨电阻忽略不计，整个系统处于方向竖直向下的匀强磁场中.开始时，电容器所带的电荷量为，合上并关后（ ）
A. 通过导体棒电流的最大值为
B. 导体棒MN向右先加速、后匀速运动
C. 导体棒MN速度最大时所受的安培力不为0
D. 电阻上产生的焦耳热等于导体棒MN上产生的焦耳热
【答案】A
【解析】
【详解】A．电容器两板间的电压为
当开始合上S时通过导体棒MN电流最大，最大值为
选项A正确；
B．随着放电，Q减小，I减小，并且导体棒随着切割磁感线，也会产生感应电动势来减小电流，根据F=BIL，则棒MN受到的安培力也减小，而摩擦力为0，所以棒MN会向右加速，当I=0时，棒MN会继续向右运动，产生反向的感应电流，产生反向的安培力，棒MN开始减速运动，当棒MN减速为0时，安培力为0，物体静止，所以物体向右先加速后减速，最后静止，故B错误；
C．当导体棒MN速度最大时流过导体棒MN的电流为0，所受的安培力为0，故C错误；
D．由于导体棒切割磁感线，产生感应电动势，所以通过导体棒的电流始终小于通过电阻的电流，由焦耳定律Q=I2Rt可知，电阻R上产生的焦耳热大于导体棒MN上产生的焦耳热。
故D错误。
故选A。
5. 如图所示，与轴的夹角为的直线将平面的第一象限分成两个区域Ⅰ、Ⅱ，Ⅰ区域内存在磁感应强度大小为、方向垂直坐标平面向里的匀强磁场，Ⅱ区域为真空。在时刻，一质量为、电荷量为的粒子，以速度从点沿轴正方向垂直磁场进入Ⅰ区域；在时刻，撤去磁场，最终粒子恰好沿两个区域的分界线运动且通过点.不计粒子的重力及空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 带电粒子在磁场中运动的半径为
B. 在时刻，撤去磁场
C. 带电粒子在第一象限运动的时间为
D. 带电粒子通过点时的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，其运动轨迹如图所示
根据几何知识有
解得
故A错误；
B．带电粒子在磁场中做圆周运动周期
撤去磁场的时刻
故B错误；
C．带电粒子在第一象限运动的时间
故C正确；
D．由于洛伦兹力不做功，故带电粒子通过O点时的速度大小为v，故D错误。
故选C。
6. 图甲为某电源的图线，图乙为某小灯泡的图线的一部分，则下列说法中正确的是（ ）
A. 电源的内阻为
B. 当小灯泡两端的电压为时，它的电阻约为
C. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的两端的电压约为
D. 把电源和小灯泡组成闭合回路，小灯泡的功率约为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由电源的U-I图像可知，电源的内阻为
选项A错误；
B．由灯泡的U-I图像可知，当小灯泡两端的电压为时，电流为0.5A，则它的电阻约为
选项B错误；
CD．把电源和小灯泡组成闭合回路，则将电源的U-I图像画在灯泡的U-I图像上，则交点为电路的工作点，由图可知小灯泡的两端的电压约为U=1.3V，电流I=0.37A小灯泡的功率约为
选项C错误，D正确。
故选D。
7. 如图甲所示，MN、PO两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ=30°角固定，间距为L=1m，质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其阻值忽略不计。空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B=0.5T。P、M间接有阻值为R1的定值电阻，Q、N间接电阻箱R。现从静止释放ab，改变电阻箱的阻值R，测得最大速度为vm，得到与的关系如图乙所示，轨道足够长且电阻不计，g取10m/s2 ， 下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆中感应电流方向为b指向a
B. 金属杆所受的安培力沿轨道向下
C. 定值电阻的阻值为1Ω
D. 金属杆的质量为0.1kg
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．金属杆沿轨道向下滑动，磁场垂直于轨道向上，由右手定则可知，金属杆中感应电流方向为b指向a，故A正确；
B．磁场垂直于轨道平面向上，金属杆中的电流由b流向a，由左手定则可知，金属杆所受安培力沿导轨向上，故B错误；
CD．金属杆下滑速度为v时切割磁感线产生的感应电动势
E=BLv
电路总电阻
由闭合电路的欧姆定律得，通过金属杆ab的电流
金属杆受到安培力
当达到最大速度时金属棒受力平衡，由平衡条件得
整理得
由图乙图象可知，图象的斜率
纵轴截距
代入数据解得
m=0.1kg，R1=1Ω
故CD正确。
故选ACD。
二、选择题：本题共3小题，每题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示， 在直线边界的右侧分布着范围足够大、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在磁场中到的距离为的点有一放射源，放射源能沿纸面内向各个方向不断地放射出质量为、电荷量为、速率为的带正电荷的粒子。已知磁场的磁感应强度大小为 ，不计粒子的重力及粒子间的相互作用， 则（ ）
A. 粒子从 边界上射出的范围的长度为
B. 如果磁场的磁感应强度增大为原来的 2倍，粒子从边界上射出范围的长度也变为原来的2倍
C. 如果磁场的磁感应强度减小，粒子从边界上射出范围也减小
D. 同一时刻放射出的粒子到达边界的时间差最大为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．粒子刚好射出边界的运动轨迹如甲图所示， 上端最远点为直径与的交点，下端最远点为粒子的运动轨迹与相切的位置， 根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
根据几何关系知， 带电粒子从磁场边界射出的范围的长度
选项正确；
B．如果磁场的磁感应强度增大为原来的 2倍，轨道半径变为原来的一半，粒子恰好不能从 边界射出，选项B错误；
C．如果磁场的磁感应强度减小，轨迹半径增大，边界MN上有粒子射出的范围长度也增大， 选项C错误；
D．如图乙所示，粒子在磁场中运动最短时间时，粒子在磁场中运动的时间为个周期，粒子打在 点的正左方，粒子在磁场中运动的最长时间为 个周期，因此同一时刻放射出的粒子到 边界的时间差最大为
选项 D 正确。
故选AD。
9. 如图所示，水平光滑导轨间距分别为、，宽、窄导轨区域磁感应强度分别为 B1、B2，A、B两导杆质量分别为、、杆B右端通过一条轻绳受质量为的重物牵连。并由静止开始运动。设回路中总电阻为 R。假设各导轨无限长。则下列说法正确的是（ ）
A. 杆A做加速度减小的加速运动，杆B做加速度减小的减速运动
B. A产生的电动势与杆 B产生的电动势之比为二者速度之比
C. 杆A和杆B 经足够长时间后的加速度之比为
D. 若开始到某时刻过程生热为Q，此时两杆的速度分别为和，则重物机械能损失量为
【答案】CD
【解析】
【详解】B．杆A产生的电动势为
杆B产生的电动势
可见电动势之比并不是速度之比，故B错误；
A．电路中感应电动势
由牛顿第二定律得
，
刚开始B的加速度大于A的加速度，因此B的速度增量大于A的速度增量，电路中电流变大，可得杆A做加速度变大的加速运动，杆B做加速度减小的加速运动，最后电路中电流恒定，做匀加速运动，故A错误；
C．根据题意，经足够长时间后回路中电流恒定，则
(恒定值)
则有
则
所以杆A和杆B最终的加速度之比为
故C正确；
D．若开始到某时刻过程生热为Q，由能量守恒定律可得重物机械能损失量为
故D正确。
故选 CD。
10. 如图所示为某静电场中x轴上各点电势分布图，一个带电粒子从坐标原点O由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向由处运动到处，则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子一定带负电B. 粒子运动在处速度最大
C. 粒子电势能先增大再减小D. 粒子加速度先减小后增大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右；由于带电粒子在坐标原点由静止沿x轴正向运动，因此可知粒子带负电，故A正确；
B．根据粒子受力方向可知，粒子从O到做加速运动，从向右做减速运动，因此粒子运动到坐标轴上处速度最大，故B错误；
C．由于电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，故C错误；
D．由电场强度与电势差关系可知
由斜率可知，坐标轴上从到处，电场强度一直减小；从到处，电场强度在增大；又由于
可知，粒子的加速度先减小后增大，故D正确。
故选AD。
三、非选择题：5小题，共54分。
11. 多用电表的原理及使用。
（1）如图是多用电表内部结构示意图，通过选择开关分别与1、2、3、4、5、6相连，以改变电路结构，分别成为电流表、电压表和欧姆表，下列说法正确的是___________
A. 选择开关接2时量程比接1时量程小，选择开关接6时量程比接5时量程大
B. 测量某二极管的正向电阻时，应使表笔A接二极管的正极
C. 用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，则测量值偏小
D. 用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，则应换倍率更大的挡进行测量
（2）某同学发现如图1所示的实验电路不能正常工作，为排查电路故障，闭合开关S后，他用多用电表测量各点间的电压，。得到已知只有一处故障。为进一步判断电路故障的性质，他断开开关S后，将选择开关置于电阻挡的挡，分别将红黑表笔接ce端时，指针指在如图2所示的位置，则该电阻为___________，他将红黑表笔接ef端时，指针___________（填“几乎不偏转”或“偏转很大”），因此电路故障为___________。
【答案】 ①. ACD ②. 18 ③. 几乎不偏转 ④. R断路
【解析】
【详解】（1）[1]A．作电流表时分流电阻越小量程越大，故选择开关接2时的量程比接1时量程小，作电压表时分压电阻越大量程越大，故选择开关接6时量程比接5时量程大，故A正确；
B．由多用电表内部结构可知，B表笔接电表内部电源的正极，故电流由B表笔流出，A表笔流入，因此测量某二极管的正向电阻时，应使表笔B接二极管的正极，故B错误；
C．用多用电表的欧姆挡测导体的电阻时，如果两手同时分别接触两表笔的金属杆，测量的是导体和人体并联后的电阻，则测量值偏小，故C正确；
D．用多用电表的欧姆挡测电阻时，若指针偏转角度很小，说明待测电阻较大，应则应换倍率更大的挡进行测量，故D正确。
故选ACD；
（2）[2]开关置于电阻挡的挡，根据图2可知，该电阻为18；
[3][4]他用多用电表测量各点间的电压，，则初步断定为电阻R断路，则他将红黑表笔接ef端时，指针几乎不偏转，因此电路故障为R断路。
12. 某物理兴趣小组将一个量程的毫安表改装成量程的电压表。
（1）先利用欧姆表测量了毫安表的内阻，然后将合适的电阻与该毫安表串联，从而改装成量程的电压表，请写出电阻的字母表达式_________（用表示）；此后利用一只同量程的标准电压表，连接成图甲所示电路，对改装后的电压表进行校对，但在滑动变阻器从左到右调节时，发现改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，出现这种现象的可能原因是：_________（回答一条即可）；
（2）为更进一步准确测量毫安表的内阻，利用图乙所示的电路进行了毫安表内阻的测量，具体步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器、电阻箱，分别记录毫安表示数、电流表的示数及电阻箱的数值；
②重复①的操作，记录多组不同，作出图像，如图丙所示，则毫安表的内阻为______。
【答案】 ①. ②. 测量毫安表内阻时，测得内阻偏大，或者定值电阻偏小 ③. 100
【解析】
【详解】（1）[1]根据欧姆定律可知
解得
[2]改装后的电压表示数总是比同量程的标准电压表的示数大，可知通过改装电压表的电流较大，出现这种现象的可能原因是测量毫安表内阻时，测得内阻偏大，或者定值电阻偏小；
（2）[3]由电路可知
即
由图像可得
13. 如图所示，平面直角坐标系xOy中，在（的范围内存在沿-y方向的匀强电场，一带正电微粒以一定的初速度沿与x轴夹角的方向从坐标原点射入第Ⅰ象限电场，当微粒速度最小时，其在x轴方向的位移为4m。不计重力。求：
（1）微粒射出电场的点的坐标；
（2）微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值。
【答案】（1）（6m，1.5m）；（2）3
【解析】
【详解】（1）当微粒速度最小时，微粒到达最高点P，如图所示
设粒子射入电场的速度为，水平方向和竖直方向的分速度
粒子从射入到运动到最高点，水平方向有
竖直方向有
联立可得
设微粒射出电场的点为Q，粒子从最高点P到穿出点Q，水平方向有
竖直方向有
，，
联立解得
射出点的纵坐标
可知微粒射出电场的点的坐标为（6m，1.5m）。
（2）射入到最高点P有
解得
设粒子穿过电场与水平方向的夹角为α，则有
粒子射入电场和水平方向的夹角为
则微粒穿过电场区域的过程中速度偏转角度的正切值
14. 如图所示，长为、宽为的长方形区域内充满垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为，在时刻，一位于长方形区域中心的粒子源在平面内向各个方向均匀发射大量带正电的同种粒子，所有粒子的初速度大小均相同（数值未知），粒子在磁场中做圆周运动的半径。测得平行于方向发射的粒子在时刻恰从边离开磁场，不计重力和粒子间相互作用，求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间（角度可用反三角函数表示，例如：若，则）。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）平行于发射的粒子轨迹如图1
由几何关系知
则有
粒子做圆周运动
联立以上各式得
（2）如图2从长边中点离开时间最短
由几何关系知对应圆心角
最短时间
从长方形顶点离开时间最长，对应圆心角
最长时间
15. 如图所示，两根电阻不计、足够长的平行光滑金属导轨倾斜放置，倾角，相距L==1m，在导轨的虚线P和虚线Q间存在与导轨平面垂直向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，磁场区域PQ的长度d=4m。现有两根相同的导体棒a、b分别从图中M、N处同时由静止释放。导体棒a恰好匀速穿过磁场区域，且当导体棒a刚穿出磁场时，导体棒b恰好进入磁场。已知每根导体棒的质量m=0.2kg，长度L=1m，电阻R=1Ω，重力加速度。不计a、b棒之间的相互作用，导体棒始终与导轨垂直且与导轨接触良好，求：
（1）导体棒a穿过磁场区域的速度大小；
（2）导体棒a穿过磁场区域的过程中，导体棒a中产生的热量；
（3）导体棒b刚进入磁场时，导体棒b两端的电压。
【答案】（1）8m/s；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）导体棒a进入磁场后，受力分析如图所示
则有
，，，
解得
v＝8m/s
（2）由能量守恒有
，
解得
（3）导体棒a进入磁场时，导体棒b与导体棒a的速度相等，则有
导体棒a在磁场中的运动时间
对导体棒b受力分析有
，，，
解得
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