河南省南阳市重点中学校2023-2024学年高二上学期第四次月考物理试题（含解析）
文档属性
| 名称 | 河南省南阳市重点中学校2023-2024学年高二上学期第四次月考物理试题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1023.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-14 23:52:57 | ||
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文档简介
南阳市重点中学校2023-2024学年高二上学期第四次月考
物理试题
注意事项：答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；请将答案正确填写在答题卡上。
一、单选题（1-6，每题4分，共24分）
1.下列说法正确的是（ ）
A.红外线的频率小于紫外线
B.只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流
C.变化的电场一定产生变化的磁场
D.雷达是利用长波的反射来测定物体位置的
2.如图甲所示为LC振荡电路，电路中的电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（ ）
A.在时间内，磁场逐渐减小
B.在时间内，电容器C正在充电
C.和时刻，电容器极板带电情况完全相同
D.电路中电场能随时间变化的周期等于
3.微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其工作原理可简化为如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板能上下左右运动，进而改变电容器的电容。将运动信号转化为电信号，图中R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A.手机静止时，电流表示数为零、电容器两极板不带电
B.N极板向上运动时，两极板间的电场强度不发生变化
C.N极板向上运动时，电容器的电容减小
D.N极板向下运动时，电流由b向a流过电流表
4.媒体报道，某大学研究人员发现了一种能够将内能直接转化为电能新型合金。据描述，只要将该合金略微加热，这种合金就会变成强磁性合金，从而使放在周围的金属线框产生电流，简化模型如图所示。A为柱形合金，B为金属圆环。现对合金进行加热，则（ ）
A.加热时，穿过金属圆环B的磁通量减小
B.加热时，金属圆环B中一定会产生顺时针电流
C.加热时，金属圆环B有缩小的趋势
D.加热时，金属圆环B有扩张的趋势
5.如图所示电路中，电源内阻r不能忽略，电流表、电压表均视为理想电表，滑动变阻器总阻值足够大；当滑动变阻器滑片从左端向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A.电压表、示数减小
B.
C.电流表A示数减小
D.滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大
6.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为，定值电阻的阻值为10Ω，电阻箱的初始阻值为20Ω，灯泡L阻值恒为20Ω。下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数为
B.逐渐增大的阻值，功率逐渐变大
C.当Ω时，副线圈功率达到最大
D.若将换为一个理想二极管，则灯泡L两端电压的有效值为
二、多选题（7-10，每题5分，少选得2分，多选或错选不得分，共20分）
7.如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ ）
A.甲图如果加速电压减小，那么粒子最终的最大动能不会变化
B.乙图可通过增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势
C.丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D.丁图中产生霍尔效应时，稳定时一定是D侧面电势高
8.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如下图所示，已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（ ）
A.电压表V的示数为18V
B.电路中的电流方向每秒改变10次
C.0.1s时，线圈处于中性面
D.电动势的瞬时值表达式为
9.如图所示为某静电场中x轴正半轴上各点的电势分布图，一个电荷量为q、质量为m的带电粒子在坐标原点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，不计粒子重力，则下列说法正确的是。（ ）
A.粒子带正电
B.粒子在坐标轴处和坐标轴处时速度相同、加速度相同
C.粒子从坐标轴处运动到坐标轴处的过程中，速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D.粒子有可能运动不到坐标轴处
10.如图所示，光滑平行金属导轨间距d＝1m，竖直四分之一圆弧部分与水平部分平滑连接，圆弧半径R＝1.8m，导轨右端接有阻值的定值电阻，导轨水平部分区域有垂直导轨向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝3T，磁场区域长L＝2m，导体棒ab从圆弧导轨顶部无初速度释放，导体棒ab质量m＝0.5kg，接入回路部分电阻r＝3Ω，导体棒与导轨始终接触良好，不计其他电阻，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A.导体棒克服安培力做功功率的最大值为18W
B.导体棒两端最大电势差为12V
C.整个过程通过导体棒电荷量为
D.电阻上产生的最大热量为
三、实验题（每空2分，共18分）
11.如图所示，在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3。
（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）。
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱内任意两接点间是否存在电源时，要一表笔接某一点（如1），另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接另一点（如2），同时观察指针偏转情况。
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值，测量结果如表所示：
两表笔接的接点 多用电表的示数
1、2 10Ω
2、3 1.5Ω
1、3 2.5Ω
在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式________。
12.某班同学在实验室分组进行电学实验：
（1）第一小组同学为了测量一精密金属丝的电阻率：
用螺旋测微器测其直径为________mm，游标卡尺测其长度是________mm。
（2）第二小组同学要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验器材如下：
A.灵敏电流计G（0～5mA，内阻未知）；
B.电压表V（0～3V，10kΩ）；
C.电阻箱（0～999.9Ω）；
D.滑动变阻器（0～100Ω，1.5A）；
E.待测干电池2节；
F.开关、导线若干。
（1）由于灵敏电流计的量程太小，因此需扩大灵敏电流计的量程。测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示，调节和电阻箱使得电压表的示数为2.00V，灵敏电流计的示数为4.00mA，此时电阻箱接入电路的电阻为381.0Ω，则灵敏电流计的内阻为________Ω（结果保留一位小数）。
（2）为将灵敏电流计的量程扩大为0～0.6A，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱的阻值调为________Ω（结果保留一位小数）。
（3）把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的实验电路，根据实验测得的数据作出U-I图像，如图丙所示（U为电压表的示数，I为灵敏电流计的示数），则该干电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。（结果均保留两位小数）
四、解答题（3个小题，共38分）
13.（10分）如图所示为远距离输电的示意图（匝数如图），升压变压器和降压变压器均为理想变压器，输电线的电阻为r＝20Ω，发电厂的发电机输出电压为250V，输出功率为50kW，输电线损耗的功率是输送功率的4％，用电设备得到的电压为220V，求：
（1）发电机输出的电流和输电线上的电流；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数、之比。
14.（14分）如图所示，在x轴上方的空间存在竖直向下的匀强电场，在x轴下方的空间存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，电场强度、磁感应强度的大小均未知。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴向右射出，P点到O点距离为L，粒子从电场进入磁场时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。已知粒子恰好能回到y轴上的P点，不计粒子重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度大小；
（3）粒子从P点射出到第一次回到P点所经历的时间。
15（14分）.一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图（a）所示。
（1）使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。
（2）在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图（b）所示。让金属框以与（1）中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量。
第四次月考物理参考答案
1.A
2.B【详解】A.根据图像可知，在时间内，电流逐渐增大，电容器正在放电，磁场逐渐增大，故A错误；B.时间内，电路中的电流在减小，电容器在充电，故B正确；C.和时刻，电流为零，电容器充电完成，但极板所带正负电荷相反，故C错误；D.一个周期电容器充电放电两次，所以电路中电场能随时间变化的周期等于，故D错误。
3.D【详解】A.静止时，电流表示数为零，但两极板与电源连接，带正、负电荷，故A错误；
B.N极板向上运动时，U不变，间距减小，根据
可知两极板间的电场强度增大，故B错误；C.N极板向上运动时，间距减小，根据可知电容器的电容增加，故C错误；
D.由C选项分析可知，N极板向下运动时，间距增大，电容器电容减小，由于电势差U不变，根据Q＝CU可知电荷量减小，电容器放电，由图可知，电流由b向a流过电流表，故D正确。
4.D【详解】A.加热时，合金磁性变强，磁感应强度变大，所以金属圆环B的磁通量增大，故A错误；B.根据楞次定律可知，磁通量变大，感应磁场方向与原磁场方向相反，由于原磁场方向未知，所以电流方向无法判断，故B错误；CD.假设合金产生的磁场上北下南，加热时，根据楞次定律可知，圆环B的电流方向为顺时针。再根据左手定则可知，圆环B所受安培力向外，故圆环B有扩张趋势。同理可得，当合金磁场上南下北时，圆环B依旧有扩张趋势，故C错误，D正确；
5.C【详解】C.将、、E视为一个等效电源（、），如图虚线框所示
由闭合电路欧姆定律有
R增大时，I减小，电流表A示数减小，故C正确；
A.电压表的示数为电源E的路端电压，R增大时，外电阻增大，干路电流减小，由闭合电路欧姆定律有
可知电压表示数增大；由于电流表的示数减小，即流过的电流减小，所以两端的电压减小，即减小，故A错误；B.将除R外的其余部分视为等效电源（、），则有
所以，而不是，故B错误；
D.R消耗的功率即等效电源（、）的输出功率，由函数规律可知，R从0逐渐增大到过程中，P逐渐增大；时，P最大；R继续增大，P减小，故D错误。
6.C【详解】A.设副线圈电压为，原线圈电压为，两端电压为，则；设灯泡电流为I，灯泡电阻与电阻箱的阻值相同，电阻箱的电流也为I，则；；，联立解得即电流表的示数为。故A错误；
B.逐渐增大的阻值，则负载阻值增大，把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，则串联电路总阻值增大，则总电流减小，根据可知功率逐渐变小。故B错误；
C.把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，其等效阻值设为R，则R又，，联立解得，R的功率为可知，当时，R的功率最大，即副线圈功率达最大。则解得故C正确；
D.若将换为一个理想二极管，则原线圈只有一半时间里有电压且与左端输入电压相同，原线圈电压有效值设为，则解得则灯泡L两端电压的有效值不为。故D错误。
mv
7.AB【详解】A.粒子在磁场中满足设回旋加速器D型盒的半径为R，可推导出粒子的最大动能为由此可知，粒子的最大动能为加速电压无关，故A正确；
B.当磁流体发电机达到稳定时，电荷在A、B板间受到的电场力和洛伦兹力平衡，即得电源电动势为E＝Bvd由此可知，增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势，故B正确；
C.粒子从左侧沿直线匀速通过速度选择器时，无论正电荷还是负电荷电场力与洛伦兹力方向相反，如从右侧沿直线匀速通过速度选择器时，无论正电荷还是负电荷电场力与洛伦兹力方向相同，因此只能从左侧进入，故C错误；
D.若载流子带负电，洛伦兹力指向D板，载流子向D板聚集，D板电势低，故D错误。
故选AB。
8.AB【解析】A.线圈产生的电动势为，电压表测量路端电压，则有，A正确；B.交流电的周期是0.2s，一个周期电流方向改变两次，则电路中的电流方向每秒改变10次。B正确；C.0.1s时，感应电动势最大，线圈处于与中性面垂直的位置。C错误；D.电动势的瞬时值表达式为，D错误。故选AB。
9.AC【详解】A.由于从坐标原点沿x轴正向电势先降低后升高，因此电场方向先向右后向左；由于带电粒子在坐标原点由静止沿x轴正向运动，可知粒子带正电，A正确；
B.粒子在坐标轴处和坐标轴处的电势相等，由动能定理
粒子在坐标轴处和坐标轴处时速度相同；由电场强度与电势差的关系得
由此图像斜率为E可知，坐标轴上处与处，电场强度的大小，方向不同，由牛顿第二定律
粒子在坐标轴处和坐标轴处时加速度不相同，B错误；
C.由AB分析可知粒子从坐标轴处运动到坐标轴处的过程中，电场力先与速度同向，后与速度反向，所以速度先增大后减小，而图像斜率E先变大后变小，加速度先增大后减小，C正确；
D.带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动，电势能与动能之和守恒，粒子在坐标轴处的电势不为0，粒子有可能运动到坐标轴处，D错误。
10.【解答】解：A、设导体棒滑到圆弧底端时速度大小为，由机械能守恒定律得：，可得
导体棒刚进磁场时，产生的感应电动势为，感应电流为，导体棒受到的安培力为，导体棒克服安培力做功功率为，由于导体棒进入磁场后做减速运动，刚进磁场时切割速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大，导体棒受到的安培力最大，导体棒克服安培力做功功率最大，所以导体棒克服安培力做功功率的最大值为36W，故A错误；
B、导体棒进入磁场时导体棒两端电势差最大，且最大电势差为，故B正确；
C、假设导体棒没有滑出磁场中，在磁场中运动距离为x时速度为零，取向右为正方向，由动量定理得：，又，联立解得x＝3m，因x＞L，所以导体棒将滑出磁场，整个过程通过导体棒电荷量为，解得，故C错误；
D、设导体棒离开磁场时的速度大小为v，取向右为正方向，由动量定理得：，结合，解得v＝2m/s，故回路中产生的最大热量为，电阻R上产生的最大热量为，联立解得，故D正确。
故选：BD。
11.A 短暂 见解析图甲
【详解】（1）［1］多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A。
（2）［2］使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏，往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。
（3）［3］根据已知1、2间电阻为1.0Ω，2、3间电阻为1.5Ω，1、3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如图甲所示。
图甲
12.（1）2.095（2.093～2.097均可） 100.15
【详解】I［1］其直径为
［2］其长度是
（2）119.0 1.0 2.91 1.51
【详解】（1）［1］根据欧姆定律有
解得灵敏电流计的内阻为
（2）［2］根据并联电路的特点有
解得应将电阻箱的阻值调为
（3）［3］［4］根据闭合电路欧姆定律可得
变形代入数据有
题图丙中图线的纵截距表示电源电动势，即E=2.91V
图线的斜率，解得r=1.51Ω
13.（1）200A；10A；（2）
【详解】（1）由题意知，输电线损耗的功率为
根据得输电线中电流为………………………………（2分）
发电机输出电流为………………………………………………（3分）
（2）根据得输送电压为
输电线损失的电压为.
因此降压变压器输入电压为
则有…………………………………………………………（5分）
14.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在第一象限的匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示
设粒子进入磁场时的速度为v，y方向的速度为，根据题意则有……（2分）
粒子在y方向做匀加速运动则有根据牛顿第二定律则有Eq＝ma
联立解得……………………………………………………………………（2分）
（2）根据题意分析可知，要使粒子能回到y轴上的P点，粒子的轨迹应如图所示
粒子刚进入磁场的速度为
设粒子在第一象限匀强电场中做类平抛运动，运动时间为，粒子进入磁场时距O点距离为x则有
，，，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆半径为R，由几何关系可得
…………………………………………………………………………（2分）
根据牛顿第二定律则有，联立得………………………………（2分）
（3）粒子在电场中运动总时间为，则有…………………………………………（2分）
粒子在磁场中运动的周期
由几何关系可知轨迹对应的圆心角为θ＝240°，粒子在磁场中运动时间为则有……（2分）
综合分析可得粒子从P点射出到第一次回到P点所经历的时间为，
即…………………………………………………………………………（2分）
15.（1）；（3）
【详解】（1）金属框进入磁场过程中有
则金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为…………………………（2分）
则金属框完全穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为
且有…………………………………………………………（2分）
联立有………………………………………………………………（2分）
（2）设金属框的初速度为，则金属框进入磁场时的末速度为，向右为正方向。由于导轨电阻可忽略，此时金属框上下部分被短路，故电路中的总电
再根据动量定理有，解得
则在此过程中根据能量守恒有
解得，其中
…………………………………………………………（4分）
此后线框完全进入磁场中，则线框左右两边均作为电源，且等效电路图如下，则此时回路的总电阻，设线框刚离开磁场时的速度为，再根据动量定理有，解得，则说明线框刚离开磁场时就停止运动了，则再根据能量守恒有，其中
则在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量
……………………………………………………（4分）
物理试题
注意事项：答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息；请将答案正确填写在答题卡上。
一、单选题（1-6，每题4分，共24分）
1.下列说法正确的是（ ）
A.红外线的频率小于紫外线
B.只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流
C.变化的电场一定产生变化的磁场
D.雷达是利用长波的反射来测定物体位置的
2.如图甲所示为LC振荡电路，电路中的电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（ ）
A.在时间内，磁场逐渐减小
B.在时间内，电容器C正在充电
C.和时刻，电容器极板带电情况完全相同
D.电路中电场能随时间变化的周期等于
3.微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其工作原理可简化为如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板能上下左右运动，进而改变电容器的电容。将运动信号转化为电信号，图中R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A.手机静止时，电流表示数为零、电容器两极板不带电
B.N极板向上运动时，两极板间的电场强度不发生变化
C.N极板向上运动时，电容器的电容减小
D.N极板向下运动时，电流由b向a流过电流表
4.媒体报道，某大学研究人员发现了一种能够将内能直接转化为电能新型合金。据描述，只要将该合金略微加热，这种合金就会变成强磁性合金，从而使放在周围的金属线框产生电流，简化模型如图所示。A为柱形合金，B为金属圆环。现对合金进行加热，则（ ）
A.加热时，穿过金属圆环B的磁通量减小
B.加热时，金属圆环B中一定会产生顺时针电流
C.加热时，金属圆环B有缩小的趋势
D.加热时，金属圆环B有扩张的趋势
5.如图所示电路中，电源内阻r不能忽略，电流表、电压表均视为理想电表，滑动变阻器总阻值足够大；当滑动变阻器滑片从左端向右滑动时，下列说法中正确的是（ ）
A.电压表、示数减小
B.
C.电流表A示数减小
D.滑动变阻器消耗的电功率先减小后增大
6.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，原线圈输入的交流电压瞬时值的表达式为，定值电阻的阻值为10Ω，电阻箱的初始阻值为20Ω，灯泡L阻值恒为20Ω。下列说法正确的是（ ）
A.电流表的示数为
B.逐渐增大的阻值，功率逐渐变大
C.当Ω时，副线圈功率达到最大
D.若将换为一个理想二极管，则灯泡L两端电压的有效值为
二、多选题（7-10，每题5分，少选得2分，多选或错选不得分，共20分）
7.如图所示，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ ）
A.甲图如果加速电压减小，那么粒子最终的最大动能不会变化
B.乙图可通过增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势
C.丙图可以判断出带电粒子的电性，粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D.丁图中产生霍尔效应时，稳定时一定是D侧面电势高
8.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如下图所示，已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（ ）
A.电压表V的示数为18V
B.电路中的电流方向每秒改变10次
C.0.1s时，线圈处于中性面
D.电动势的瞬时值表达式为
9.如图所示为某静电场中x轴正半轴上各点的电势分布图，一个电荷量为q、质量为m的带电粒子在坐标原点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正向运动，不计粒子重力，则下列说法正确的是。（ ）
A.粒子带正电
B.粒子在坐标轴处和坐标轴处时速度相同、加速度相同
C.粒子从坐标轴处运动到坐标轴处的过程中，速度先增大后减小，加速度先增大后减小
D.粒子有可能运动不到坐标轴处
10.如图所示，光滑平行金属导轨间距d＝1m，竖直四分之一圆弧部分与水平部分平滑连接，圆弧半径R＝1.8m，导轨右端接有阻值的定值电阻，导轨水平部分区域有垂直导轨向上的匀强磁场，磁感应强度大小B＝3T，磁场区域长L＝2m，导体棒ab从圆弧导轨顶部无初速度释放，导体棒ab质量m＝0.5kg，接入回路部分电阻r＝3Ω，导体棒与导轨始终接触良好，不计其他电阻，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A.导体棒克服安培力做功功率的最大值为18W
B.导体棒两端最大电势差为12V
C.整个过程通过导体棒电荷量为
D.电阻上产生的最大热量为
三、实验题（每空2分，共18分）
11.如图所示，在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串、并联电路，黑箱面板上有三个接线柱1、2和3。
（1）在使用多用电表前，发现指针不在左边“0”刻度线处，应先调整图中多用电表的________（选填“A”“B”或“C”）。
（2）在用多用电表的直流电压挡探测黑箱内任意两接点间是否存在电源时，要一表笔接某一点（如1），另一表笔应________（选填“短暂”或“持续”）接另一点（如2），同时观察指针偏转情况。
（3）在判定黑箱中无电源后，将选择开关旋至“×1”挡，调节好多用电表，测量各接点间的阻值，测量结果如表所示：
两表笔接的接点 多用电表的示数
1、2 10Ω
2、3 1.5Ω
1、3 2.5Ω
在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式________。
12.某班同学在实验室分组进行电学实验：
（1）第一小组同学为了测量一精密金属丝的电阻率：
用螺旋测微器测其直径为________mm，游标卡尺测其长度是________mm。
（2）第二小组同学要测量两节干电池组成的电池组的电动势和内阻，实验器材如下：
A.灵敏电流计G（0～5mA，内阻未知）；
B.电压表V（0～3V，10kΩ）；
C.电阻箱（0～999.9Ω）；
D.滑动变阻器（0～100Ω，1.5A）；
E.待测干电池2节；
F.开关、导线若干。
（1）由于灵敏电流计的量程太小，因此需扩大灵敏电流计的量程。测量灵敏电流计内阻的电路如图甲所示，调节和电阻箱使得电压表的示数为2.00V，灵敏电流计的示数为4.00mA，此时电阻箱接入电路的电阻为381.0Ω，则灵敏电流计的内阻为________Ω（结果保留一位小数）。
（2）为将灵敏电流计的量程扩大为0～0.6A，该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联，则应将电阻箱的阻值调为________Ω（结果保留一位小数）。
（3）把扩大量程后的电流表接入如图乙所示的实验电路，根据实验测得的数据作出U-I图像，如图丙所示（U为电压表的示数，I为灵敏电流计的示数），则该干电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。（结果均保留两位小数）
四、解答题（3个小题，共38分）
13.（10分）如图所示为远距离输电的示意图（匝数如图），升压变压器和降压变压器均为理想变压器，输电线的电阻为r＝20Ω，发电厂的发电机输出电压为250V，输出功率为50kW，输电线损耗的功率是输送功率的4％，用电设备得到的电压为220V，求：
（1）发电机输出的电流和输电线上的电流；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数、之比。
14.（14分）如图所示，在x轴上方的空间存在竖直向下的匀强电场，在x轴下方的空间存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场，电场强度、磁感应强度的大小均未知。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子从y轴上P点以初速度垂直y轴向右射出，P点到O点距离为L，粒子从电场进入磁场时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。已知粒子恰好能回到y轴上的P点，不计粒子重力。求：
（1）电场强度的大小；
（2）磁感应强度大小；
（3）粒子从P点射出到第一次回到P点所经历的时间。
15（14分）.一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为2L的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，如图（a）所示。
（1）使金属框以一定的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的左、右边框始终与磁场边界平行，金属框完全穿过磁场区域后，速度大小降为它初速度的一半，求金属框的初速度大小。
（2）在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图（b）所示。让金属框以与（1）中相同的初速度向右运动，进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。求在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量。
第四次月考物理参考答案
1.A
2.B【详解】A.根据图像可知，在时间内，电流逐渐增大，电容器正在放电，磁场逐渐增大，故A错误；B.时间内，电路中的电流在减小，电容器在充电，故B正确；C.和时刻，电流为零，电容器充电完成，但极板所带正负电荷相反，故C错误；D.一个周期电容器充电放电两次，所以电路中电场能随时间变化的周期等于，故D错误。
3.D【详解】A.静止时，电流表示数为零，但两极板与电源连接，带正、负电荷，故A错误；
B.N极板向上运动时，U不变，间距减小，根据
可知两极板间的电场强度增大，故B错误；C.N极板向上运动时，间距减小，根据可知电容器的电容增加，故C错误；
D.由C选项分析可知，N极板向下运动时，间距增大，电容器电容减小，由于电势差U不变，根据Q＝CU可知电荷量减小，电容器放电，由图可知，电流由b向a流过电流表，故D正确。
4.D【详解】A.加热时，合金磁性变强，磁感应强度变大，所以金属圆环B的磁通量增大，故A错误；B.根据楞次定律可知，磁通量变大，感应磁场方向与原磁场方向相反，由于原磁场方向未知，所以电流方向无法判断，故B错误；CD.假设合金产生的磁场上北下南，加热时，根据楞次定律可知，圆环B的电流方向为顺时针。再根据左手定则可知，圆环B所受安培力向外，故圆环B有扩张趋势。同理可得，当合金磁场上南下北时，圆环B依旧有扩张趋势，故C错误，D正确；
5.C【详解】C.将、、E视为一个等效电源（、），如图虚线框所示
由闭合电路欧姆定律有
R增大时，I减小，电流表A示数减小，故C正确；
A.电压表的示数为电源E的路端电压，R增大时，外电阻增大，干路电流减小，由闭合电路欧姆定律有
可知电压表示数增大；由于电流表的示数减小，即流过的电流减小，所以两端的电压减小，即减小，故A错误；B.将除R外的其余部分视为等效电源（、），则有
所以，而不是，故B错误；
D.R消耗的功率即等效电源（、）的输出功率，由函数规律可知，R从0逐渐增大到过程中，P逐渐增大；时，P最大；R继续增大，P减小，故D错误。
6.C【详解】A.设副线圈电压为，原线圈电压为，两端电压为，则；设灯泡电流为I，灯泡电阻与电阻箱的阻值相同，电阻箱的电流也为I，则；；，联立解得即电流表的示数为。故A错误；
B.逐渐增大的阻值，则负载阻值增大，把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，则串联电路总阻值增大，则总电流减小，根据可知功率逐渐变小。故B错误；
C.把负载等效成一个电阻串联在原线圈中，其等效阻值设为R，则R又，，联立解得，R的功率为可知，当时，R的功率最大，即副线圈功率达最大。则解得故C正确；
D.若将换为一个理想二极管，则原线圈只有一半时间里有电压且与左端输入电压相同，原线圈电压有效值设为，则解得则灯泡L两端电压的有效值不为。故D错误。
mv
7.AB【详解】A.粒子在磁场中满足设回旋加速器D型盒的半径为R，可推导出粒子的最大动能为由此可知，粒子的最大动能为加速电压无关，故A正确；
B.当磁流体发电机达到稳定时，电荷在A、B板间受到的电场力和洛伦兹力平衡，即得电源电动势为E＝Bvd由此可知，增加匀强磁场的磁感应强度来增大电源电动势，故B正确；
C.粒子从左侧沿直线匀速通过速度选择器时，无论正电荷还是负电荷电场力与洛伦兹力方向相反，如从右侧沿直线匀速通过速度选择器时，无论正电荷还是负电荷电场力与洛伦兹力方向相同，因此只能从左侧进入，故C错误；
D.若载流子带负电，洛伦兹力指向D板，载流子向D板聚集，D板电势低，故D错误。
故选AB。
8.AB【解析】A.线圈产生的电动势为，电压表测量路端电压，则有，A正确；B.交流电的周期是0.2s，一个周期电流方向改变两次，则电路中的电流方向每秒改变10次。B正确；C.0.1s时，感应电动势最大，线圈处于与中性面垂直的位置。C错误；D.电动势的瞬时值表达式为，D错误。故选AB。
9.AC【详解】A.由于从坐标原点沿x轴正向电势先降低后升高，因此电场方向先向右后向左；由于带电粒子在坐标原点由静止沿x轴正向运动，可知粒子带正电，A正确；
B.粒子在坐标轴处和坐标轴处的电势相等，由动能定理
粒子在坐标轴处和坐标轴处时速度相同；由电场强度与电势差的关系得
由此图像斜率为E可知，坐标轴上处与处，电场强度的大小，方向不同，由牛顿第二定律
粒子在坐标轴处和坐标轴处时加速度不相同，B错误；
C.由AB分析可知粒子从坐标轴处运动到坐标轴处的过程中，电场力先与速度同向，后与速度反向，所以速度先增大后减小，而图像斜率E先变大后变小，加速度先增大后减小，C正确；
D.带电粒子仅在电场力作用下沿x轴正向运动，电势能与动能之和守恒，粒子在坐标轴处的电势不为0，粒子有可能运动到坐标轴处，D错误。
10.【解答】解：A、设导体棒滑到圆弧底端时速度大小为，由机械能守恒定律得：，可得
导体棒刚进磁场时，产生的感应电动势为，感应电流为，导体棒受到的安培力为，导体棒克服安培力做功功率为，由于导体棒进入磁场后做减速运动，刚进磁场时切割速度最大，产生的感应电动势和感应电流最大，导体棒受到的安培力最大，导体棒克服安培力做功功率最大，所以导体棒克服安培力做功功率的最大值为36W，故A错误；
B、导体棒进入磁场时导体棒两端电势差最大，且最大电势差为，故B正确；
C、假设导体棒没有滑出磁场中，在磁场中运动距离为x时速度为零，取向右为正方向，由动量定理得：，又，联立解得x＝3m，因x＞L，所以导体棒将滑出磁场，整个过程通过导体棒电荷量为，解得，故C错误；
D、设导体棒离开磁场时的速度大小为v，取向右为正方向，由动量定理得：，结合，解得v＝2m/s，故回路中产生的最大热量为，电阻R上产生的最大热量为，联立解得，故D正确。
故选：BD。
11.A 短暂 见解析图甲
【详解】（1）［1］多用电表使用前应进行机械调零，机械调零部件为A。
（2）［2］使用多用电表测量电压时，为保证电表不被损坏，往往要进行试触，即让两表笔进行短暂接触，观察指针偏转情况，若持续接触则有可能损坏电表。
（3）［3］根据已知1、2间电阻为1.0Ω，2、3间电阻为1.5Ω，1、3间电阻为2.5Ω，可画出电阻的连接方式如图甲所示。
图甲
12.（1）2.095（2.093～2.097均可） 100.15
【详解】I［1］其直径为
［2］其长度是
（2）119.0 1.0 2.91 1.51
【详解】（1）［1］根据欧姆定律有
解得灵敏电流计的内阻为
（2）［2］根据并联电路的特点有
解得应将电阻箱的阻值调为
（3）［3］［4］根据闭合电路欧姆定律可得
变形代入数据有
题图丙中图线的纵截距表示电源电动势，即E=2.91V
图线的斜率，解得r=1.51Ω
13.（1）200A；10A；（2）
【详解】（1）由题意知，输电线损耗的功率为
根据得输电线中电流为………………………………（2分）
发电机输出电流为………………………………………………（3分）
（2）根据得输送电压为
输电线损失的电压为.
因此降压变压器输入电压为
则有…………………………………………………………（5分）
14.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）粒子在第一象限的匀强电场中做类平抛运动，运动轨迹如图所示
设粒子进入磁场时的速度为v，y方向的速度为，根据题意则有……（2分）
粒子在y方向做匀加速运动则有根据牛顿第二定律则有Eq＝ma
联立解得……………………………………………………………………（2分）
（2）根据题意分析可知，要使粒子能回到y轴上的P点，粒子的轨迹应如图所示
粒子刚进入磁场的速度为
设粒子在第一象限匀强电场中做类平抛运动，运动时间为，粒子进入磁场时距O点距离为x则有
，，，粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆半径为R，由几何关系可得
…………………………………………………………………………（2分）
根据牛顿第二定律则有，联立得………………………………（2分）
（3）粒子在电场中运动总时间为，则有…………………………………………（2分）
粒子在磁场中运动的周期
由几何关系可知轨迹对应的圆心角为θ＝240°，粒子在磁场中运动时间为则有……（2分）
综合分析可得粒子从P点射出到第一次回到P点所经历的时间为，
即…………………………………………………………………………（2分）
15.（1）；（3）
【详解】（1）金属框进入磁场过程中有
则金属框进入磁场过程中流过回路的电荷量为…………………………（2分）
则金属框完全穿过磁场区域的过程中流过回路的电荷量为
且有…………………………………………………………（2分）
联立有………………………………………………………………（2分）
（2）设金属框的初速度为，则金属框进入磁场时的末速度为，向右为正方向。由于导轨电阻可忽略，此时金属框上下部分被短路，故电路中的总电
再根据动量定理有，解得
则在此过程中根据能量守恒有
解得，其中
…………………………………………………………（4分）
此后线框完全进入磁场中，则线框左右两边均作为电源，且等效电路图如下，则此时回路的总电阻，设线框刚离开磁场时的速度为，再根据动量定理有，解得，则说明线框刚离开磁场时就停止运动了，则再根据能量守恒有，其中
则在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量
……………………………………………………（4分）
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