浙江省湖州市安吉县2023-2024学年高二上学期10月月考物理试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 浙江省湖州市安吉县2023-2024学年高二上学期10月月考物理试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-12 07:05:11 | ||
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文档简介
安吉县2023-2024学年高二上学期10月月考
物理试卷（理科）
注意事项：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟。
2.答卷前，考生务必将本人的班级、姓名、试场号、座位号准考证号填在答题卡的相应位置。
3. 将答案填在答题卷相应的位置上。超出答题方框范围的无效，在试卷上答题无效。
4.本次考试期间不得使用计算器。
5.考试结束后，监考教师将答题卡收回。
一、单选题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．下列各组物理量中，全部是矢量的是（ ）
A．电势能、位移、平均速度、电量 B．位移、电场强度、加速度、速度变化量
C．位移、电势、功、加速度 D．电流、瞬时速度、速度、加速度
2．下列判断错误的是（ ）
A．古代的钻木取火是通过摩擦力做功将其他能转化为内能
B．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能
C．跳高运动员起跳时，通过体内肌肉做功，体内的部分化学能转化为人的动能
D．人走路时，没有力做功所以没有能量转化
3．磁感应强度B的单位T等价于（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，一个带电粒子仅受电场力作用，在电场中运动，实线为电场线，虚线为运动轨迹，则可以判断轨迹上A、B位置（ ）
A．电势 B．电势
C．粒子的电势能 D．粒子的电势能
5．奥斯特通过实验证实了电流的周周存在着磁场。如图所示，闭合开关 S 后，位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是（ ）
A．向右，向左 B．向左，向左
C．向左，向右 D．向右，向右
6．如图，某圆柱形金属导线，长为L，横截面积为S，它的图如图，则下面说法正确的是（ ）
A．它的电阻为
B．它的电阻为
C．将它拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为1Ω
D．将它拉长，使半径变为原来一半，则截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω
7．标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只灯泡L1、L2串联在电路中时，两灯均发光，实际消耗的功率分别为P1和P2，则（ ）
A． B．
C． D．无法确定
8．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）
A．a处的磁感应强度比b点小
B．两处的磁感应强度方向相同
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一闭合线圈放在a处时磁通量一定大
9．如图竖直面内固定一个半径为r的半圆形支架，O点为圆心，一根绝缘轻绳一端固定在A点，另一端与一个质量为 m 的带电小球相连，在支架的 B点固定另一个带等量异种电荷的小球， 当OB与水平线的夹角为时轻绳沿水平方向，与绳相连的球恰好静止在圆心位置，重力加速度为g，静电力常量为k，两带电小球均可以看做点电荷，则小球所带电荷量的数值为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（ ）
A．FN1B．FN1=FN2，弹簧的伸长量减小
C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大
D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
11．如图所示，电源电压为12V，电源内阻不能忽略且为1.0Ω，电路中的电阻R为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机正常转动时，电流表的示数为2.0A．则以下判断中正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为12.0W
B．电源输出的电功率为24.0W
C．电动机产生的热功率4.0W
D．电动机两端的电压为6.0V
12.如图 所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A. 顺时针方向转动，同时下降
B. 顺时针方向转动，同时上升
C. 逆时针方向转动，同时下降
D. 逆时针方向转动，同时上升
13．如图所示，在的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B．粒子的发射速度大小为
C．带电粒子的荷质比为
D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为
二、多选题（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14．关于对磁感应强度的理解，下列说法正确的是（ ）
A．由公式可知，B与通电导线所受的安培力F成正比
B．磁感应强度B的大小取决于场源以及磁场中的位置
C．如果通电导线在磁场中所受的安培力为零，则该点的磁感应强度一定为零
D．当导线与磁场垂直时，某处的磁感应强度大小可由求解
15．如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E的匀强电场中，以初速度沿直线做匀变速运动，直线与水平面的夹角为，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A．电场强度E的最小值为
B．匀强电场的方向可能竖直向上
C．如果小球加速运动且加速度大小为g，则电场强度
D．如果电场强度为，小球电势能的最大值为
三、实验题（本题共2小题，共14分）
16．（7分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．A1内阻Rg= 100Ω，满偏电流Ig= 3mA B．A2内阻约为0.4Ω，量程为0.6A
C．定值电阻 D．滑动变阻器R（5Ω，2A）
E．干电池组（6V，0.05Ω） F．一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图，螺旋测微器测金属棒直径为 mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm。
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“ × 10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用 挡（填“ × 1Ω”或“ × 100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为 Ω。
（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，尽可能精确测量金属棒的阻值，将电路图画在图4的方框中 。
（4）若实验测得电流表A1示数为，电流表A2示数为，则金属棒电阻的表达式为 。用，，，Rg表示
17．（7分）某学习小组利用图1所示的电路来测定一节干电池的电动势（约）和内阻（小于），图2已将实验器材进行了部分连接。
（1）请根据实验原理，用笔画线代替导线，将实物电路补充完整。( )
（2）该小组调整滑动变阻器共测得6组电流和电压的数据，记录如下表。第3组数据中，电流表的示数如图3所示，请将电流表读数填入表格中。
次数 1 2 3 4 5 6
电流 0.18 0.25 ( ) 0.38 0.45 0.50
电压 1.39 1.36 1.33 1.30 1.27 1.25
（3）小组利用实验数据在坐标纸上描点，作出图像如图4所示。依据图像得出干电池的电动势 （结果保留3位有效数字），内阻 （结果保留2位有效数字）。
（4）此实验由于电压表的分流作用造成系统误差，用实线表示理想电压表时电源路端电压随电流变化的图像，虚线是根据实验数据描点作图得到的图像，如图5所示。对应此电路分析的图像是图 （填“甲”或“乙”）。
四、解答题
18．（9分）如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置，其左侧固定着另一个带电的小球A。已知B球的质量为，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度大小为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。问：
（1）小球A带何种电荷？
（2）此时小球B受到的库仑力为多大？
（3）若小球A所带电荷量为Q，A、B间的距离是多少？
19．（10分）如图所示，质量为m、带电量为q的小球，用长为L的细线固定在O点，当加上水平向右的匀强电场时静置于图示A位置，此时细线与竖直方向夹角为30°。当给小球以垂直于细线的某一初速度后，小球刚好可在该竖直平面内完成圆周运动。求：
（1）小球带电性质；
（2）电场强度大小；
（3）圆周运动过程中的最小速度大小。
20．（10分）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
（1）流过电阻R的电流；
（2）电动机的发热功率；
（3）如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。（不考虑温度对各电阻的影响，保留两位有效数字）
21．（12分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，x>0区域内存在着方向与x轴负向成45°角的匀强电场E2，电场强度大小E2=V/m，在区域内存在着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场E1，电场强度大小E1=20V/m，带正电粒子从电场E1中P（ 2m，0.5m）点沿x轴正方向以初速度v0=2m/s射出，粒子恰好从坐标原点进入电场E2，该粒子的比荷，不计粒子重力，求：
（1）粒子进入磁场时速度的大小和方向；
（2）磁感应强度大小；
（3）粒子从P点射出到第三次经过y轴时的时间。
参考答案：
1．B
【详解】A．电势能和电量只有大小，没有方向，是标量，故A错误；
B．位移、电场强度、加速度、速度变化量均是既有大小又有方向的矢量，故B正确；
C．功和电势是只有大小没有方向的标量，故C错误；
D．电流的运算法则不符合平行四边形定则，是标量，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．古代的钻木取火是通过摩擦力做功将其他能转化为内能。故A正确，与题意不符；
B．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能。故B正确，与题意不符；
C．跳高运动员起跳时，通过体内肌肉做功，体内的部分化学能转化为人的动能。故C正确，与题意不符；
D．人走路时，通过体内肌肉做功，体内的部分化学能转化为人的动能。故D错误，与题意相符。
本题选错误的故选D。
3．A
【详解】根据安培力公式
F=BIL
得
所以
故选A。
4．D
【详解】AB．因为不知电场线的方向无法判断电势的高低，故AB错误。
CD．粒子从A到B运动，根据曲线运动合力方向位于轨迹凹侧，可知粒子受电场力大致向下，则电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增加，粒子的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】将通电螺线管等效成一条形磁铁，根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极，则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右，位于螺线管正上方的小磁针N极指向左。
故选A。
6．D
【详解】AB．由欧姆定律可知电阻为
故AB错误；
C．根据电阻定律
可知将金属导线拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为16Ω，故C错误；
D．将金属导线拉长，使半径变为原来一半，根据电阻定律可知截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】根据功率公式
灯泡L1的额定功率较小，可知灯泡L1的电阻较大，两只灯泡L1、L2串联在电路中时，电流相等，根据
可知灯泡L1的功率较大，即
故选A。
8．A
【详解】A．磁感线越密集的地方磁感应强度越大，而a处的磁感线比b处的稀疏，因此可知，a处的磁感应强度比b点小，故A正确；
B．磁场中某点的磁感应强度的方向沿着该点的磁感线切线的方向，根据a、b两处磁感线的分布情况可知，两处的磁感应强度方向不同，故B错误；
C．通电导线在磁场中的受力与通电导线中电流的方向和磁场方向之间的夹角有关，即
其中为磁场方向与电流方向之间的夹角，因此同一通电导线放在a、b两处时的受力情况无法判断，故C错误；
D．根据磁通量的计算式
式中为线圈平面与磁场方向之间的夹角，因此可知，同一闭合线圈放在a处时磁通量不一定大，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】小球受力如图所示
两球间的库仑力为 F，小球静止时有
可得
由库仑定律
可得
故选B。
10．D
【详解】磁铁的磁感线在磁铁外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以A处的磁感线是斜向左上或水平向左，A处电流的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知导线受磁铁给的安培力方向是斜向左下或竖直向下，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向右上或竖直向上；将这个力分解为垂直于斜面向上与平行于斜面向上的分力，可知光滑斜面对磁铁支持力减小，弹簧拉力减小，弹簧伸长量将变小。
故选D。
11．A
【详解】D．电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为
U=E U内 UR=E Ir IR=12V 2.0×1.0V 2.0×1.5V=7V
故D错误；
AC．电动机的总功率为
P总=UI=7×2.0W=14W
电动机的发热功率为
P热=I2RM=2.02×0.5W=2W
所以电动机的输出功率为
P机=14W 2W=12W
故A正确，C错误；
B. 电源的输出的功率为
P输出=EI I2r=12×2.0W 2.02×1W=20W
故B错误。
故选A。
12．C
13．D
【详解】A．根据题意，做出沿y轴正方向发射的粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
解得
故A错误；
B．根据几何关系可知粒子在磁场中偏转的角度为，其对应的弧长
则可得其发射速度大小为
故B错误；
C．根据
解得
则
故C错误；
D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子运动轨迹如图所示，粒子运动轨迹与磁场相切于M点，从E点射出
从P点射出的粒子转过的圆心角为，对应的时间为，而从E点射出的粒子转过的圆心角为，则对应的时间应为，因此可知带电粒子在磁场中运动的最长时间为，故D正确。
故选D。
14．BD
【详解】AB．磁场中某点磁感应强度B的大小取决于场源以及磁场中的位置，与通电导线的所受的安培力F无关，公式是比值定义式，A错误，B正确；
C．如果通电导线平行磁场放置，则通电导线在磁场中所受的安培力为零，但该处的磁感应强度不为零，C错误；
D．只有当通电导线与磁场垂直时，才有，不垂直时B大于，D正确。
故选BD。
15．AC
【详解】A．因为小球做匀变速直线运动，则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向不确定，有最小值，当电场力垂直于运动方向时，电场力最小为，如图所示
所以电场强度的最小值
故A正确；
B．因为小球做匀变速直线运动，则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场方向不可能竖直向上，B错误；
C．如果小球加速运动且加速度大小为，由受力分析可知此时
解得
故C正确；
D．如果电场强度为，小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向与水平方向夹角为，斜向上，如图所示
根据牛顿第二定律知，小球的加速度为
小球斜向上做匀减速直线运动，匀减速直线运动的位移
在整个过程中电场力做功
即电势能增加，所以小球电势能的最大值为，故D错误。
故选AC。
16． 6.125 10.230 × 1Ω 10.0
【详解】（1）[1]由图知，螺旋测微器固定刻度为6mm，可动刻度为
故金属棒直径为
[2]游标卡尺主尺读数为102mm，又游标尺第6条刻度与主尺对应最齐，故游标尺读数为
故金属棒长度为
（2）[3][4]指针偏转角度过大，说明选取倍率太大，故应换用×1Ω挡，由图像可知，刻度读数为10.0Ω；
（3）[5]因为没有电压表，且电源电动势为6V，为了测电压的安全，应该将改装为电压表，即串联一个定值电阻，由于改装成的电压表的内阻远远大于待测电阻值，应采用电流表A2外接，能够更为精确测量，控制电路为了使得测量范围广泛一些，应采用滑动变阻器的分压式接法，设计电路如下图所示
（4）[6]由实验原理图，根据串并联电路特点，有
整理得
17． 0.32 1.47 0.43 乙
【详解】（1）[1]根据电路图，完整补充实物电路如图所示：
（2）[2]电流表采用小量程，示数为0.32A。
（3）[3]依据图像的纵轴截距为电源的电动势，可读取为
[4]电源内阻
（4）[5]由于电压表的分流作用，则测得的电流值偏大；而当电路短路时短路电流的测量值等于真实值，对应此电路分析的图像是图乙。
18．（1）正电；（2）；（3）
【详解】（1）由题图可知，两个小球相互排斥，可知小球带正电
（2）对小球B受力分析，得
解得
（3）由库仑定律有
解得
19．（1）带负电；（2）；（3）
【详解】（1）小球在A点受竖直向下的重力，水平向左的电场力，因场强方向水平向右，故小球一定带负电；
（2）由力的三角函数关系可求得电场力大小为
联立可得电场强度大小为
（3）采用等效重力法分析，等效重力大小为
在最高点B小球有最小速度，由牛顿第二定律可得
联立可得
【点睛】本题考查带电小球在复合场中的运动，利用等效重力法对此题进行求解。
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）加在电阻R两端的电压为
因此流过电阻R的电流为
（2）根据
可知流过灯泡的电流为
因此流过电机的电流为
电动机的发热功率为
（3）灯泡的电阻为
转子突然被卡住后，整个回路为纯电阻电路，总电阻为
解得
整个回路的总电流为
因此流过电动机的电流为
21.【答案】（1），速度方向与x轴正向夹角为；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，设经过时间进入磁场，有
解得
则有
粒子从处进入磁场，其速度大小
速度方向与x轴正向夹角为
解得
（2）由对称性可知，粒子进入电场时速度方向与x轴正向夹角也为，即在磁场中转过角度，设在磁场中圆周运动半径为R，运动轨迹如图所示，由几何关系得
则
洛仑兹力提供向心力有
解得
（3）粒子进入电场做匀减速运动，当速度为零时折返，由动能定理有
解得
在磁场做圆周运动周期
粒子在磁场中运动时间
粒子在电场中单程运动时间
粒子再次进入磁场做圆周运动，转过后垂直进入电场，用时，粒子从P点射出到第三次通过y轴时间
物理试卷（理科）
注意事项：
1.本卷满分100分，考试时间90分钟。
2.答卷前，考生务必将本人的班级、姓名、试场号、座位号准考证号填在答题卡的相应位置。
3. 将答案填在答题卷相应的位置上。超出答题方框范围的无效，在试卷上答题无效。
4.本次考试期间不得使用计算器。
5.考试结束后，监考教师将答题卡收回。
一、单选题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）
1．下列各组物理量中，全部是矢量的是（ ）
A．电势能、位移、平均速度、电量 B．位移、电场强度、加速度、速度变化量
C．位移、电势、功、加速度 D．电流、瞬时速度、速度、加速度
2．下列判断错误的是（ ）
A．古代的钻木取火是通过摩擦力做功将其他能转化为内能
B．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能
C．跳高运动员起跳时，通过体内肌肉做功，体内的部分化学能转化为人的动能
D．人走路时，没有力做功所以没有能量转化
3．磁感应强度B的单位T等价于（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，一个带电粒子仅受电场力作用，在电场中运动，实线为电场线，虚线为运动轨迹，则可以判断轨迹上A、B位置（ ）
A．电势 B．电势
C．粒子的电势能 D．粒子的电势能
5．奥斯特通过实验证实了电流的周周存在着磁场。如图所示，闭合开关 S 后，位于螺线管右侧的小磁针和位于螺线管正上方的小磁针N极指向将分别是（ ）
A．向右，向左 B．向左，向左
C．向左，向右 D．向右，向右
6．如图，某圆柱形金属导线，长为L，横截面积为S，它的图如图，则下面说法正确的是（ ）
A．它的电阻为
B．它的电阻为
C．将它拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为1Ω
D．将它拉长，使半径变为原来一半，则截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω
7．标有“220V，40W”和“220V，60W”的两只灯泡L1、L2串联在电路中时，两灯均发光，实际消耗的功率分别为P1和P2，则（ ）
A． B．
C． D．无法确定
8．磁场中某区域的磁感线如图所示，则（ ）
A．a处的磁感应强度比b点小
B．两处的磁感应强度方向相同
C．同一通电导线放在a处受力一定比放在b处受力大
D．同一闭合线圈放在a处时磁通量一定大
9．如图竖直面内固定一个半径为r的半圆形支架，O点为圆心，一根绝缘轻绳一端固定在A点，另一端与一个质量为 m 的带电小球相连，在支架的 B点固定另一个带等量异种电荷的小球， 当OB与水平线的夹角为时轻绳沿水平方向，与绳相连的球恰好静止在圆心位置，重力加速度为g，静电力常量为k，两带电小球均可以看做点电荷，则小球所带电荷量的数值为（ ）
A． B．
C． D．
10．如图所示，条形磁铁放在光滑斜面上，用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡，A为水平放置的直导线的截面，导线中无电流时磁铁对斜面的压力为FN1；当导线中有垂直纸面向外的电流时，磁铁对斜面的压力为FN2，则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是（ ）
A．FN1
C．FN1>FN2，弹簧的伸长量增大
D．FN1>FN2，弹簧的伸长量减小
11．如图所示，电源电压为12V，电源内阻不能忽略且为1.0Ω，电路中的电阻R为1.5Ω，小型直流电动机M的内阻为0.5Ω，闭合开关S后，电动机正常转动时，电流表的示数为2.0A．则以下判断中正确的是（ ）
A．电动机的输出功率为12.0W
B．电源输出的电功率为24.0W
C．电动机产生的热功率4.0W
D．电动机两端的电压为6.0V
12.如图 所示，把一重力不计可自由运动的通电直导线AB水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，当通以图示方向的电流时，导线的运动情况是（从上往下看）（ ）
A. 顺时针方向转动，同时下降
B. 顺时针方向转动，同时上升
C. 逆时针方向转动，同时下降
D. 逆时针方向转动，同时上升
13．如图所示，在的区域内存在与平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在时刻刚好从磁场右边界上点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为
B．粒子的发射速度大小为
C．带电粒子的荷质比为
D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为
二、多选题（本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14．关于对磁感应强度的理解，下列说法正确的是（ ）
A．由公式可知，B与通电导线所受的安培力F成正比
B．磁感应强度B的大小取决于场源以及磁场中的位置
C．如果通电导线在磁场中所受的安培力为零，则该点的磁感应强度一定为零
D．当导线与磁场垂直时，某处的磁感应强度大小可由求解
15．如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度为E的匀强电场中，以初速度沿直线做匀变速运动，直线与水平面的夹角为，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A．电场强度E的最小值为
B．匀强电场的方向可能竖直向上
C．如果小球加速运动且加速度大小为g，则电场强度
D．如果电场强度为，小球电势能的最大值为
三、实验题（本题共2小题，共14分）
16．（7分）某同学想设计一个测量金属棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．A1内阻Rg= 100Ω，满偏电流Ig= 3mA B．A2内阻约为0.4Ω，量程为0.6A
C．定值电阻 D．滑动变阻器R（5Ω，2A）
E．干电池组（6V，0.05Ω） F．一个开关和导线若干
G．螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图，螺旋测微器测金属棒直径为 mm；用20分度游标卡尺测金属棒长度为 cm。
（2）用多用电表粗测金属棒的阻值：当用“ × 10Ω”挡时发现指针偏转角度过大，他应该换用 挡（填“ × 1Ω”或“ × 100Ω”），换挡并进行一系列正确操作后，指针静止时如图3所示，则金属棒的阻值约为 Ω。
（3）请根据提供的器材，设计一个实验电路，尽可能精确测量金属棒的阻值，将电路图画在图4的方框中 。
（4）若实验测得电流表A1示数为，电流表A2示数为，则金属棒电阻的表达式为 。用，，，Rg表示
17．（7分）某学习小组利用图1所示的电路来测定一节干电池的电动势（约）和内阻（小于），图2已将实验器材进行了部分连接。
（1）请根据实验原理，用笔画线代替导线，将实物电路补充完整。( )
（2）该小组调整滑动变阻器共测得6组电流和电压的数据，记录如下表。第3组数据中，电流表的示数如图3所示，请将电流表读数填入表格中。
次数 1 2 3 4 5 6
电流 0.18 0.25 ( ) 0.38 0.45 0.50
电压 1.39 1.36 1.33 1.30 1.27 1.25
（3）小组利用实验数据在坐标纸上描点，作出图像如图4所示。依据图像得出干电池的电动势 （结果保留3位有效数字），内阻 （结果保留2位有效数字）。
（4）此实验由于电压表的分流作用造成系统误差，用实线表示理想电压表时电源路端电压随电流变化的图像，虚线是根据实验数据描点作图得到的图像，如图5所示。对应此电路分析的图像是图 （填“甲”或“乙”）。
四、解答题
18．（9分）如图所示，一个挂在绝缘细线下端的带正电的小球B静止在图示位置，其左侧固定着另一个带电的小球A。已知B球的质量为，带电荷量为q，静止时细线与竖直方向的夹角，A和B在同一条水平线上，整个装置处于真空中（A、B可视为质点，重力加速度大小为g，静电力常量为k，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。问：
（1）小球A带何种电荷？
（2）此时小球B受到的库仑力为多大？
（3）若小球A所带电荷量为Q，A、B间的距离是多少？
19．（10分）如图所示，质量为m、带电量为q的小球，用长为L的细线固定在O点，当加上水平向右的匀强电场时静置于图示A位置，此时细线与竖直方向夹角为30°。当给小球以垂直于细线的某一初速度后，小球刚好可在该竖直平面内完成圆周运动。求：
（1）小球带电性质；
（2）电场强度大小；
（3）圆周运动过程中的最小速度大小。
20．（10分）小型直流电动机（其线圈内阻为）与规格为“”的小灯泡并联，再与阻值为的电阻串联，然后接至的电源上，如图所示，小灯泡恰好正常发光，电动机正常工作，求：
（1）流过电阻R的电流；
（2）电动机的发热功率；
（3）如果在正常工作时，转子突然被卡住，求此时电动机中的电流。（不考虑温度对各电阻的影响，保留两位有效数字）
21．（12分）如图所示，平面直角坐标系xOy中，x>0区域内存在着方向与x轴负向成45°角的匀强电场E2，电场强度大小E2=V/m，在区域内存在着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场E1，电场强度大小E1=20V/m，带正电粒子从电场E1中P（ 2m，0.5m）点沿x轴正方向以初速度v0=2m/s射出，粒子恰好从坐标原点进入电场E2，该粒子的比荷，不计粒子重力，求：
（1）粒子进入磁场时速度的大小和方向；
（2）磁感应强度大小；
（3）粒子从P点射出到第三次经过y轴时的时间。
参考答案：
1．B
【详解】A．电势能和电量只有大小，没有方向，是标量，故A错误；
B．位移、电场强度、加速度、速度变化量均是既有大小又有方向的矢量，故B正确；
C．功和电势是只有大小没有方向的标量，故C错误；
D．电流的运算法则不符合平行四边形定则，是标量，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】A．古代的钻木取火是通过摩擦力做功将其他能转化为内能。故A正确，与题意不符；
B．举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能。故B正确，与题意不符；
C．跳高运动员起跳时，通过体内肌肉做功，体内的部分化学能转化为人的动能。故C正确，与题意不符；
D．人走路时，通过体内肌肉做功，体内的部分化学能转化为人的动能。故D错误，与题意相符。
本题选错误的故选D。
3．A
【详解】根据安培力公式
F=BIL
得
所以
故选A。
4．D
【详解】AB．因为不知电场线的方向无法判断电势的高低，故AB错误。
CD．粒子从A到B运动，根据曲线运动合力方向位于轨迹凹侧，可知粒子受电场力大致向下，则电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增加，粒子的电势能，故C错误，D正确。
故选D。
5．A
【详解】将通电螺线管等效成一条形磁铁，根据右手螺旋定则可知螺线管右侧为N极，左侧为S极，则位于螺线管右侧的小磁针N极指向右，位于螺线管正上方的小磁针N极指向左。
故选A。
6．D
【详解】AB．由欧姆定律可知电阻为
故AB错误；
C．根据电阻定律
可知将金属导线拉长为2L，则截面积变为原来，电阻变为16Ω，故C错误；
D．将金属导线拉长，使半径变为原来一半，根据电阻定律可知截面积变为原来，长度为4L，电阻变为64Ω，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】根据功率公式
灯泡L1的额定功率较小，可知灯泡L1的电阻较大，两只灯泡L1、L2串联在电路中时，电流相等，根据
可知灯泡L1的功率较大，即
故选A。
8．A
【详解】A．磁感线越密集的地方磁感应强度越大，而a处的磁感线比b处的稀疏，因此可知，a处的磁感应强度比b点小，故A正确；
B．磁场中某点的磁感应强度的方向沿着该点的磁感线切线的方向，根据a、b两处磁感线的分布情况可知，两处的磁感应强度方向不同，故B错误；
C．通电导线在磁场中的受力与通电导线中电流的方向和磁场方向之间的夹角有关，即
其中为磁场方向与电流方向之间的夹角，因此同一通电导线放在a、b两处时的受力情况无法判断，故C错误；
D．根据磁通量的计算式
式中为线圈平面与磁场方向之间的夹角，因此可知，同一闭合线圈放在a处时磁通量不一定大，故D错误。
故选A。
9．B
【详解】小球受力如图所示
两球间的库仑力为 F，小球静止时有
可得
由库仑定律
可得
故选B。
10．D
【详解】磁铁的磁感线在磁铁外部是从N极到S极，因为长直导线在磁铁的中心偏左位置，所以A处的磁感线是斜向左上或水平向左，A处电流的方向垂直纸面向外，根据左手定则可知导线受磁铁给的安培力方向是斜向左下或竖直向下，根据物体间力的作用是相互的，导线给磁铁的反作用力方向就是斜向右上或竖直向上；将这个力分解为垂直于斜面向上与平行于斜面向上的分力，可知光滑斜面对磁铁支持力减小，弹簧拉力减小，弹簧伸长量将变小。
故选D。
11．A
【详解】D．电路中电流表的示数为2.0A，所以电动机的电压为
U=E U内 UR=E Ir IR=12V 2.0×1.0V 2.0×1.5V=7V
故D错误；
AC．电动机的总功率为
P总=UI=7×2.0W=14W
电动机的发热功率为
P热=I2RM=2.02×0.5W=2W
所以电动机的输出功率为
P机=14W 2W=12W
故A正确，C错误；
B. 电源的输出的功率为
P输出=EI I2r=12×2.0W 2.02×1W=20W
故B错误。
故选A。
12．C
13．D
【详解】A．根据题意，做出沿y轴正方向发射的粒子的运动轨迹如图所示
根据几何关系可得
解得
故A错误；
B．根据几何关系可知粒子在磁场中偏转的角度为，其对应的弧长
则可得其发射速度大小为
故B错误；
C．根据
解得
则
故C错误；
D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子运动轨迹如图所示，粒子运动轨迹与磁场相切于M点，从E点射出
从P点射出的粒子转过的圆心角为，对应的时间为，而从E点射出的粒子转过的圆心角为，则对应的时间应为，因此可知带电粒子在磁场中运动的最长时间为，故D正确。
故选D。
14．BD
【详解】AB．磁场中某点磁感应强度B的大小取决于场源以及磁场中的位置，与通电导线的所受的安培力F无关，公式是比值定义式，A错误，B正确；
C．如果通电导线平行磁场放置，则通电导线在磁场中所受的安培力为零，但该处的磁感应强度不为零，C错误；
D．只有当通电导线与磁场垂直时，才有，不垂直时B大于，D正确。
故选BD。
15．AC
【详解】A．因为小球做匀变速直线运动，则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向不确定，有最小值，当电场力垂直于运动方向时，电场力最小为，如图所示
所以电场强度的最小值
故A正确；
B．因为小球做匀变速直线运动，则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场方向不可能竖直向上，B错误；
C．如果小球加速运动且加速度大小为，由受力分析可知此时
解得
故C正确；
D．如果电场强度为，小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向与水平方向夹角为，斜向上，如图所示
根据牛顿第二定律知，小球的加速度为
小球斜向上做匀减速直线运动，匀减速直线运动的位移
在整个过程中电场力做功
即电势能增加，所以小球电势能的最大值为，故D错误。
故选AC。
16． 6.125 10.230 × 1Ω 10.0
【详解】（1）[1]由图知，螺旋测微器固定刻度为6mm，可动刻度为
故金属棒直径为
[2]游标卡尺主尺读数为102mm，又游标尺第6条刻度与主尺对应最齐，故游标尺读数为
故金属棒长度为
（2）[3][4]指针偏转角度过大，说明选取倍率太大，故应换用×1Ω挡，由图像可知，刻度读数为10.0Ω；
（3）[5]因为没有电压表，且电源电动势为6V，为了测电压的安全，应该将改装为电压表，即串联一个定值电阻，由于改装成的电压表的内阻远远大于待测电阻值，应采用电流表A2外接，能够更为精确测量，控制电路为了使得测量范围广泛一些，应采用滑动变阻器的分压式接法，设计电路如下图所示
（4）[6]由实验原理图，根据串并联电路特点，有
整理得
17． 0.32 1.47 0.43 乙
【详解】（1）[1]根据电路图，完整补充实物电路如图所示：
（2）[2]电流表采用小量程，示数为0.32A。
（3）[3]依据图像的纵轴截距为电源的电动势，可读取为
[4]电源内阻
（4）[5]由于电压表的分流作用，则测得的电流值偏大；而当电路短路时短路电流的测量值等于真实值，对应此电路分析的图像是图乙。
18．（1）正电；（2）；（3）
【详解】（1）由题图可知，两个小球相互排斥，可知小球带正电
（2）对小球B受力分析，得
解得
（3）由库仑定律有
解得
19．（1）带负电；（2）；（3）
【详解】（1）小球在A点受竖直向下的重力，水平向左的电场力，因场强方向水平向右，故小球一定带负电；
（2）由力的三角函数关系可求得电场力大小为
联立可得电场强度大小为
（3）采用等效重力法分析，等效重力大小为
在最高点B小球有最小速度，由牛顿第二定律可得
联立可得
【点睛】本题考查带电小球在复合场中的运动，利用等效重力法对此题进行求解。
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）加在电阻R两端的电压为
因此流过电阻R的电流为
（2）根据
可知流过灯泡的电流为
因此流过电机的电流为
电动机的发热功率为
（3）灯泡的电阻为
转子突然被卡住后，整个回路为纯电阻电路，总电阻为
解得
整个回路的总电流为
因此流过电动机的电流为
21.【答案】（1），速度方向与x轴正向夹角为；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，粒子在电场中做类平抛运动，设经过时间进入磁场，有
解得
则有
粒子从处进入磁场，其速度大小
速度方向与x轴正向夹角为
解得
（2）由对称性可知，粒子进入电场时速度方向与x轴正向夹角也为，即在磁场中转过角度，设在磁场中圆周运动半径为R，运动轨迹如图所示，由几何关系得
则
洛仑兹力提供向心力有
解得
（3）粒子进入电场做匀减速运动，当速度为零时折返，由动能定理有
解得
在磁场做圆周运动周期
粒子在磁场中运动时间
粒子在电场中单程运动时间
粒子再次进入磁场做圆周运动，转过后垂直进入电场，用时，粒子从P点射出到第三次通过y轴时间
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