河南省部分重点高中2023-2024学年高二上学期1月质量检测物理试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 河南省部分重点高中2023-2024学年高二上学期1月质量检测物理试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-29 09:10:12 | ||
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文档简介
河南省部分重点高中2023-2024学年高二上学期1月质量检测
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码站贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题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的.
1.下列四幅图对应的场景中，没有用到涡流原理的是（ ）
A.高压作业工人穿戴含有 B.高频冶炼炉
金属织物的衣服工作
C.电磁炉加热食物 D.探测金属地雷的探雷器
2.《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示.管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B连线水平.某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向里，B中电流方向垂直于纸面向外，A、B、C中电流大小均为I，则（ ）
A.正三角形中心O处的磁感应强度为0 B.A、B连线中点处的磁感应强度斜向左上方
C.A、C输电线缆相互吸引 D.A、B输电线缆相互吸引
3.如图所示为某种静电喷涂装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为电场线，在强电场作用下，一带电液滴从发射极由静止加速飞向吸极，A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，重力忽略不计.下列说法正确的是（ ）
A.液滴带正电 B.
C. D.带电液滴向右运动的过程中电势能减小
4.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路.当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作.已知线圈面积为S，共n匝.某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0增大到，此过程中（ ）
A.线圈中感应电流方向为逆时针方向 B.线圈有扩张的趋势
C.通过线圈的磁通量变化量大小为 D.线圈中感应电动势大小为
5.如图所示，电阻为的单匝金属直角线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，、长均为，长为，定值电阻阻值为R.线框绕连线以角速度匀速转动，从图示位置开始计时，则（ ）
A.线框每转一圈，回路电流方向改变一次 B.回路中产生的感应电动势有效值为
C.a、d两点间的电压为 D.周期内通过R的电荷量为
6.由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器如图甲所示.图乙是其原理图，位于中间的多晶硅悬臂梁分别与顶层多晶硅、底层多晶硅组成两个电容器、，当电容器充电后处于断路状态，并由静止突然向上加速运动时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生如图中虚线所示的弯曲形变.下列说法正确的是（ ）
A.电容器的电容增加，电容器的电容减小
B.电容器两板间电压增大，电容器两板间电压减小
C.电容器两板间场强增大，电容器两板间场强减小
D.电容器两板间场强减小，电容器两板间场强增大
7.磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A.甲中回旋加速器，加速电压越大，带电粒子的最大动能越大
B.乙中比荷为的粒子在质谱仪C区域中运动的半径
C.丙中自由电荷为电子的霍尔元件有如图所示电流和磁场时，N侧电势低
D.丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示匀强磁场，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压大小
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.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.如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡.下列说法正确的是（ ）
A.闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮
B.闭合电键S稳定后，A灯最亮
C.闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭
D.闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都缓慢熄灭
9.如图甲所示是测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示.测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者（ ）
A.电压表示数较大
B.电源的效率较小
C.电压表示数与电流表示数的比值较大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值较大
10.如图所示，某半径为R的球状行星，在其赤道平面上，行星产生的磁场可以近似看成以行星中心为圆心、半径为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，为其中一条直径.太阳耀斑爆发时，向该行星持续不断地辐射大量电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，所有粒子速度方向均垂直于，速度大小介于某一范围，已知从A点射入磁场的粒子在磁场作用下恰能到达赤道线下半圆弧上的各点，不计粒子重力、粒子间的相互作用力以及一切阻力.下列说法正确的是（ ）
A.带电粒子的最小速度大小为
B.带电粒子的最大速度大小为
C.带电粒子从磁场边缘到行星赤道面的最短时间为
D.带电粒子在该行星赤道上存在一段辅射盲区（不能到达的区域），该盲区所对圆心角的余弦值为
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.（7分）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，设计了如图甲所示的电路.实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U以及电流表示数I，绘制的图像如图乙所示.已知定值电阻的阻值为.
（1）实验中，定值电阻的作用是______（填字母）；
A.保护电源
B.在电流变化时使电压表示数变化明显
C.在电压变化时使电流表示数变化明显
（2）由图乙求得电源的电动势______，内阻______；（结果均保留两位小数）
（3）电表内阻的存在使电动势的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）.
12.（9分）某同学研究小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
A.电流表A（量程，内阻约）
B.电压表V（量程，内阻约）
C.滑动变阻器（阻值）
D.滑动变阻器（阻值）
E.电源E（电动势，内阻约）
F.开关、导线若干
（1）为了调节方便，测量准确，应选用滑动变阻器______（填“”或“”）；
（2）请用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整；
（3）调节滑动变阻器，测出多组数据，在坐标系中描出各对应点，请在图乙上对应位置画出此小灯泡的伏安特性曲线；
（4）将该小灯泡先与一个阻值为的定值电阻串联，然后再接到电动势为、内阻为的电池两端，此时小灯泡的实际功率为______W.（计算结果保留2位有效数字）
13.（10分）某种负离子空气净化原理如图所示.由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器.在收集器中，质量为、电荷量为的带电颗粒沿板方向的速度保持不变.在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为，间距为，不考虑重力影响和颗粒间相互作用，不计空气阻力.求：
（1）带电颗粒在板间运动的最长时间；
（2）若带电颗粒恰好全部被收集，则两金属板间的电压U.
14.（12分）如图所示，间距为、足够长的两条平行金属导轨与水平面成夹角固定放置，导轨上端电阻箱与电动势、内阻不计的电源串联，电阻箱阻值R的调节范围足够大，磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨所在的平面向下.开关闭合，质是为、电阻为的导体棒垂直导轨放置，始终处于静止状态.导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导线、导轨的电阻均忽略不计，重力加速度，、，求：
（1）当电阻箱阻值为时，导体棒所受安培力的大小；
（2）电阻箱的阻值范围.
15.（16分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，实验小组的同学设计了一种“闪烁”装置.如图所示，自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈和绝缘幅条构成，后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一阻值、额定电压为的小灯泡（可视为定值电阻）.在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度大小、方向垂直纸面向里，张角的“扇形”匀强磁场，后轮以恒定角速度相对于转轴转动.当金属条ab进入“扇形”磁场时，该金属条上的灯泡恰好能正常工作，仅考虑灯泡电阻，忽略磁场的边缘效应.求：
（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，感应电动势E的大小，并指出金属条ab上的电流方向；
（2）后轮转动的角速度大小；
（3）因为加人“闪炼”装置而额外做的功W与后轮转动圈数n（，2，3…）之间的关系.
参考答案、提示及评分细则
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D C B B C BD AC ACD
一、选择题：本题共7小题，每小题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的.
1.【答案】A
【解析】电磁炉加热食物、高频冶炼炉、探测地雷的探雷器均利用了涡流的原理，工人穿戴含有金属织物的衣服工作，可以避免人触电，利用了静电屏蔽原理，故选A.
2.【答案】C
【解析】A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直指向左下方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直指向右下方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向下，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直水平向右，所以O处合磁感应强度方向应斜向右下方，故A错误；根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向下，而C线缆在该处的磁感应强度水平向右，则该点的合磁感应强度方向斜向右下方，故B错误；由于A、B输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故D错误；A、C输电线缆通入的电流方向相同，所以两线缆相互吸引，C正确.
3.【答案】D
【解析】带电液滴加速运动，其带负电，A错误；根据电场线的疏密可判定，A、B两点的电场强度大小关系为，故B错误；电场方向由正极指向负极，根据沿着电场线方向电势降低可知，A、B两点的电势大小关系为，故C错误；带电液滴向右运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，故D正确.
4.【答案】C
【解析】线圈内磁通量向外增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为顺时针，故A错误；线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知线圈有收缩的趋势，故B错误；通过线圈的磁通量变化量大小为，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势大小为，故D错误.
5.【答案】B
【解析】线圈产生的是正弦交流电，正弦交流电在一个周期内方向改变2次，故A错误；回路中产生的感应电动势有效值为，B正确；a、d两点间的电压为路端电压，故C错误；四分之一周期通过的电荷量，故D错误.
6.【答案】B
【解析】由静止突然加速向上运动时，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅距离变大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅距离变小，由，电容减小，电容增加，A错误；由可知，的电压增大，电压减小，B正确；由，、间场强均不变，C、D错误.
7.【答案】C
【解析】设回旋加速器中的磁感应强度为B，半径为R，粒子的电荷量为q，质量为m，则带电粒子在回旋加速器中，根据洛伦兹力提供向心力有，可知带电粒子的最大动能为，所以带电粒子的最大动能与加速电压无关，故A错误；经过质谱仪的速度选择器区域的粒子速度，经过偏转磁场时击中光屏同一位置的粒子轨道半径R相同，则根据洛伦兹力提供向心力有，可得，故B错误；根据左手定则可判断电子受到的洛伦兹力方向指向N侧，所以N侧带负电，电势低，故C正确；经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力的作用会向前后两个金属侧面偏转，在前后两个侧面之间产生电场，当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力相等时流量Q恒定，故有，又，所以，故D错误.
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.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.【答案】BD
【解析】由于A灯与自感线圈L串联，因此，当闭合电键瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合电键瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，又因为自感线圈的电阻可忽略，因此当电路稳定后A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，则A灯比B、C两灯亮，故A错误、B正确；闭合电键稳定后，断开电键瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C灯所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C灯所在电路构成闭合回路，A、B、C三灯都缓慢熄灭，故C错误，D正确.
9.【答案】AC
【解析】脂肪不容易导电，脂肪含量高者，人体电阻R较大，电压表示数较大，A正确；根据，脂肪含量高者，电源的效率较大，B错误；根据，电压表示数与电流表示数的比值等于人体电阻R，脂肪含量高者，较大，C正确；电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值为，保持不变，D错误.
10.【答案】ACD
【解析】如图（1）带电粒子速度最小时，，，，故A正确；如图（2）带电粒子速度最大时，，同理，故B错误；如图（3）带电粒子速度最大且轨迹弦最短时，运动时间最短，最短弦长为，对应的轨迹圆的最小圆心角为，，故C正确；如图（4）带电粒子以最大速度运动的轨迹与赤道上半圆弧相切点，为辐射盲区的上边界，如图为等腰三角形，所以，故D正确.
图（1） 图（2） 图（3） 图（4）
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.【答案】（7分）
（1）AB（2分，少选得1分，错选不得分）
（2）1.49（2分，1.48 1.50均可） 0.23（2分，0.20 0.25均可）
（3）偏小（1分）
【解析】（1）定值电阻有保护电源的作用，并且电源内阻很小，所以加了定值电阻后可以达到电流变化时使电压表示数变化明显的效果.
（2）由闭合电路欧姆定律可知，可知图乙中的图像与纵坐标间的交点表示电动势，故，根据，得内阻；
（3）由于电压表的分流作用，使电动势的测量值偏小.
12.【答案】（9分）
（1）（2分）
（2）如图甲所示（2分）
（3）如图乙所示（2分）
（4）0.048（3分，0.045 0.051均可）
解析：（1）为了方便调节电路，滑动变阻器选择；
（4）将定值电阻看成电源的内阻，根据闭合电路欧姆定律得，代入数值得，在小灯泡的伏安特性曲线中画出电源的图像，两图线的交点坐标为，，小灯泡的实际功率为.
13.【答案】（1）（2）
【解析】（1）在板间运动的最长时间的颗粒
在水平方向有（2分）
解得（2分）
（2）只要紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集
竖直方向有 （2分）
根据牛顿第二定律（2分）
又（1分）
解得（1分）
14.【答案】（1）3N （2）
【解析】当时，根据欧姆定律可得
（1分）
此时安培力（2分）
（2）当电阻箱阻值最大时，静摩擦力方向向上
根据三力平衡有（2分）
其中（1分）
解得（1分）
当电阻箱阻值最小时，静摩擦力方向向下
根据三力平衡有（2分）
其中（1分）
解得（1分）
故电阻箱的阻值范围为（1分）
15.【答案】（1） （2） （3）（，2，3…）
【解析】（1）由题图可知（1分）
进入磁场的灯泡恰好能正常工作
即进入磁场的灯泡能正常发光，得（1分）
解得（1分）
根据右手定则（或楞次定律），可知感应电流方向为（1分）
（2）金属条在磁场中切割磁感线运动
a点线速度（1分）
b点线速度（1分）
故金属条切割磁感线的平均速度（1分）
根据法拉第电磁感应定律（1分）
其中（1分）
联立解得（1分）
（3）设轮子转一圈的周期为T，在时间内，金属条4次进出磁场
每次进入磁场时（1分）
其中（1分）
（1分）
（2分）
解得（，2，3…） （1分）
物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码站贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共7小题，每小题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的.
1.下列四幅图对应的场景中，没有用到涡流原理的是（ ）
A.高压作业工人穿戴含有 B.高频冶炼炉
金属织物的衣服工作
C.电磁炉加热食物 D.探测金属地雷的探雷器
2.《大国重器》节目介绍的GIL输电系统的三相共箱技术，如图甲所示.管道内部有三根绝缘超高压输电线缆平行且间距相等，截面图如图乙所示，上方两根输电线缆A、B连线水平.某时刻A、C中电流方向垂直于纸面向里，B中电流方向垂直于纸面向外，A、B、C中电流大小均为I，则（ ）
A.正三角形中心O处的磁感应强度为0 B.A、B连线中点处的磁感应强度斜向左上方
C.A、C输电线缆相互吸引 D.A、B输电线缆相互吸引
3.如图所示为某种静电喷涂装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为电场线，在强电场作用下，一带电液滴从发射极由静止加速飞向吸极，A、B两点的电场强度大小分别为、，电势分别为、，重力忽略不计.下列说法正确的是（ ）
A.液滴带正电 B.
C. D.带电液滴向右运动的过程中电势能减小
4.如图是学生常用的饭卡内部实物图，其由线圈和芯片组成电路.当饭卡处于感应区域时，刷卡机会激发变化的磁场，从而在饭卡内线圈中产生感应电流来驱动芯片工作.已知线圈面积为S，共n匝.某次刷卡时，线圈平面与磁场垂直，且全部处于磁场区域内，在感应时间内，磁感应强度方向向外且由0增大到，此过程中（ ）
A.线圈中感应电流方向为逆时针方向 B.线圈有扩张的趋势
C.通过线圈的磁通量变化量大小为 D.线圈中感应电动势大小为
5.如图所示，电阻为的单匝金属直角线框放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，、长均为，长为，定值电阻阻值为R.线框绕连线以角速度匀速转动，从图示位置开始计时，则（ ）
A.线框每转一圈，回路电流方向改变一次 B.回路中产生的感应电动势有效值为
C.a、d两点间的电压为 D.周期内通过R的电荷量为
6.由导电的多晶硅制成的电容加速度传感器如图甲所示.图乙是其原理图，位于中间的多晶硅悬臂梁分别与顶层多晶硅、底层多晶硅组成两个电容器、，当电容器充电后处于断路状态，并由静止突然向上加速运动时，多晶硅悬臂梁的右侧可发生如图中虚线所示的弯曲形变.下列说法正确的是（ ）
A.电容器的电容增加，电容器的电容减小
B.电容器两板间电压增大，电容器两板间电压减小
C.电容器两板间场强增大，电容器两板间场强减小
D.电容器两板间场强减小，电容器两板间场强增大
7.磁场中的四种仪器如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A.甲中回旋加速器，加速电压越大，带电粒子的最大动能越大
B.乙中比荷为的粒子在质谱仪C区域中运动的半径
C.丙中自由电荷为电子的霍尔元件有如图所示电流和磁场时，N侧电势低
D.丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示匀强磁场，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压大小
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.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.如图所示电路，L是一直流电阻可忽略的自感线圈，A、B、C为完全相同的三个灯泡.下列说法正确的是（ ）
A.闭合电键S的瞬间，A、B、C三灯一样亮
B.闭合电键S稳定后，A灯最亮
C.闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都立即熄灭
D.闭合电键S稳定后，再断开电键S，A、B、C灯都缓慢熄灭
9.如图甲所示是测量脂肪积累程度的仪器，其原理是根据人体电阻的大小来判断脂肪所占比例（体液中含有钠离子、钾离子等，而脂肪不容易导电），模拟电路如图乙所示.测量时，闭合开关，测试者分握两手柄，体型相近的两人相比，脂肪含量高者（ ）
A.电压表示数较大
B.电源的效率较小
C.电压表示数与电流表示数的比值较大
D.电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值较大
10.如图所示，某半径为R的球状行星，在其赤道平面上，行星产生的磁场可以近似看成以行星中心为圆心、半径为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，为其中一条直径.太阳耀斑爆发时，向该行星持续不断地辐射大量电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，所有粒子速度方向均垂直于，速度大小介于某一范围，已知从A点射入磁场的粒子在磁场作用下恰能到达赤道线下半圆弧上的各点，不计粒子重力、粒子间的相互作用力以及一切阻力.下列说法正确的是（ ）
A.带电粒子的最小速度大小为
B.带电粒子的最大速度大小为
C.带电粒子从磁场边缘到行星赤道面的最短时间为
D.带电粒子在该行星赤道上存在一段辅射盲区（不能到达的区域），该盲区所对圆心角的余弦值为
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.（7分）在“测量电源的电动势和内阻”实验中，设计了如图甲所示的电路.实验中调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表示数U以及电流表示数I，绘制的图像如图乙所示.已知定值电阻的阻值为.
（1）实验中，定值电阻的作用是______（填字母）；
A.保护电源
B.在电流变化时使电压表示数变化明显
C.在电压变化时使电流表示数变化明显
（2）由图乙求得电源的电动势______，内阻______；（结果均保留两位小数）
（3）电表内阻的存在使电动势的测量值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）.
12.（9分）某同学研究小灯泡的伏安特性曲线，除了导线和开关外，有以下一些器材可供选择：
A.电流表A（量程，内阻约）
B.电压表V（量程，内阻约）
C.滑动变阻器（阻值）
D.滑动变阻器（阻值）
E.电源E（电动势，内阻约）
F.开关、导线若干
（1）为了调节方便，测量准确，应选用滑动变阻器______（填“”或“”）；
（2）请用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整；
（3）调节滑动变阻器，测出多组数据，在坐标系中描出各对应点，请在图乙上对应位置画出此小灯泡的伏安特性曲线；
（4）将该小灯泡先与一个阻值为的定值电阻串联，然后再接到电动势为、内阻为的电池两端，此时小灯泡的实际功率为______W.（计算结果保留2位有效数字）
13.（10分）某种负离子空气净化原理如图所示.由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器.在收集器中，质量为、电荷量为的带电颗粒沿板方向的速度保持不变.在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，已知金属板长度为，间距为，不考虑重力影响和颗粒间相互作用，不计空气阻力.求：
（1）带电颗粒在板间运动的最长时间；
（2）若带电颗粒恰好全部被收集，则两金属板间的电压U.
14.（12分）如图所示，间距为、足够长的两条平行金属导轨与水平面成夹角固定放置，导轨上端电阻箱与电动势、内阻不计的电源串联，电阻箱阻值R的调节范围足够大，磁感应强度为的匀强磁场垂直导轨所在的平面向下.开关闭合，质是为、电阻为的导体棒垂直导轨放置，始终处于静止状态.导体棒与导轨之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，导线、导轨的电阻均忽略不计，重力加速度，、，求：
（1）当电阻箱阻值为时，导体棒所受安培力的大小；
（2）电阻箱的阻值范围.
15.（16分）为了提高自行车夜间行驶的安全性，实验小组的同学设计了一种“闪烁”装置.如图所示，自行车后轮由半径的金属内圈、半径的金属外圈和绝缘幅条构成，后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条，每根金属条的中间均串联有一阻值、额定电压为的小灯泡（可视为定值电阻）.在支架上装有磁铁，形成了磁感应强度大小、方向垂直纸面向里，张角的“扇形”匀强磁场，后轮以恒定角速度相对于转轴转动.当金属条ab进入“扇形”磁场时，该金属条上的灯泡恰好能正常工作，仅考虑灯泡电阻，忽略磁场的边缘效应.求：
（1）当金属条ab进入“扇形”磁场时，感应电动势E的大小，并指出金属条ab上的电流方向；
（2）后轮转动的角速度大小；
（3）因为加人“闪炼”装置而额外做的功W与后轮转动圈数n（，2，3…）之间的关系.
参考答案、提示及评分细则
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C D C B B C BD AC ACD
一、选择题：本题共7小题，每小题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的.
1.【答案】A
【解析】电磁炉加热食物、高频冶炼炉、探测地雷的探雷器均利用了涡流的原理，工人穿戴含有金属织物的衣服工作，可以避免人触电，利用了静电屏蔽原理，故选A.
2.【答案】C
【解析】A输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直指向左下方，B输电线缆在O点的磁感应强度方向垂直指向右下方，根据对称性可知，A、B输电线缆在O处的合磁感应强度方向竖直向下，而C输电线在O点的磁感应强度方向垂直水平向右，所以O处合磁感应强度方向应斜向右下方，故A错误；根据右手螺旋定则可知，A、B输电线缆在A、B圆心连线中点处的磁感应强度方向竖直向下，而C线缆在该处的磁感应强度水平向右，则该点的合磁感应强度方向斜向右下方，故B错误；由于A、B输电线缆通入的电流方向相反，所以两线缆相互排斥，故D错误；A、C输电线缆通入的电流方向相同，所以两线缆相互吸引，C正确.
3.【答案】D
【解析】带电液滴加速运动，其带负电，A错误；根据电场线的疏密可判定，A、B两点的电场强度大小关系为，故B错误；电场方向由正极指向负极，根据沿着电场线方向电势降低可知，A、B两点的电势大小关系为，故C错误；带电液滴向右运动的过程中，电场力做正功，电势能减小，故D正确.
4.【答案】C
【解析】线圈内磁通量向外增加，根据楞次定律可知线圈中感应电流方向为顺时针，故A错误；线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知线圈有收缩的趋势，故B错误；通过线圈的磁通量变化量大小为，故C正确；根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势大小为，故D错误.
5.【答案】B
【解析】线圈产生的是正弦交流电，正弦交流电在一个周期内方向改变2次，故A错误；回路中产生的感应电动势有效值为，B正确；a、d两点间的电压为路端电压，故C错误；四分之一周期通过的电荷量，故D错误.
6.【答案】B
【解析】由静止突然加速向上运动时，多晶硅悬臂梁的右侧发生弯曲形变，多晶硅悬臂梁与顶层多晶硅距离变大，多晶硅悬臂梁与底层多晶硅距离变小，由，电容减小，电容增加，A错误；由可知，的电压增大，电压减小，B正确；由，、间场强均不变，C、D错误.
7.【答案】C
【解析】设回旋加速器中的磁感应强度为B，半径为R，粒子的电荷量为q，质量为m，则带电粒子在回旋加速器中，根据洛伦兹力提供向心力有，可知带电粒子的最大动能为，所以带电粒子的最大动能与加速电压无关，故A错误；经过质谱仪的速度选择器区域的粒子速度，经过偏转磁场时击中光屏同一位置的粒子轨道半径R相同，则根据洛伦兹力提供向心力有，可得，故B错误；根据左手定则可判断电子受到的洛伦兹力方向指向N侧，所以N侧带负电，电势低，故C正确；经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力的作用会向前后两个金属侧面偏转，在前后两个侧面之间产生电场，当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力相等时流量Q恒定，故有，又，所以，故D错误.
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.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.【答案】BD
【解析】由于A灯与自感线圈L串联，因此，当闭合电键瞬间，B、C立即亮起，而由于自感线圈在闭合电键瞬间产生自感电动势，阻碍电流的通过，通过A灯的电流逐渐增大，因此A灯不会立即变亮，而是缓慢变亮，又因为自感线圈的电阻可忽略，因此当电路稳定后A灯所在支路的电流大于B、C两灯所在支路电流，则A灯比B、C两灯亮，故A错误、B正确；闭合电键稳定后，断开电键瞬间，自感线圈会产生自感电动势，B、C灯所在支路的原电流瞬间消失，线圈产生的自感电动势阻碍A灯中电流的减小，因此A灯中电流方向不变，并与B、C灯所在电路构成闭合回路，A、B、C三灯都缓慢熄灭，故C错误，D正确.
9.【答案】AC
【解析】脂肪不容易导电，脂肪含量高者，人体电阻R较大，电压表示数较大，A正确；根据，脂肪含量高者，电源的效率较大，B错误；根据，电压表示数与电流表示数的比值等于人体电阻R，脂肪含量高者，较大，C正确；电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值为，保持不变，D错误.
10.【答案】ACD
【解析】如图（1）带电粒子速度最小时，，，，故A正确；如图（2）带电粒子速度最大时，，同理，故B错误；如图（3）带电粒子速度最大且轨迹弦最短时，运动时间最短，最短弦长为，对应的轨迹圆的最小圆心角为，，故C正确；如图（4）带电粒子以最大速度运动的轨迹与赤道上半圆弧相切点，为辐射盲区的上边界，如图为等腰三角形，所以，故D正确.
图（1） 图（2） 图（3） 图（4）
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.【答案】（7分）
（1）AB（2分，少选得1分，错选不得分）
（2）1.49（2分，1.48 1.50均可） 0.23（2分，0.20 0.25均可）
（3）偏小（1分）
【解析】（1）定值电阻有保护电源的作用，并且电源内阻很小，所以加了定值电阻后可以达到电流变化时使电压表示数变化明显的效果.
（2）由闭合电路欧姆定律可知，可知图乙中的图像与纵坐标间的交点表示电动势，故，根据，得内阻；
（3）由于电压表的分流作用，使电动势的测量值偏小.
12.【答案】（9分）
（1）（2分）
（2）如图甲所示（2分）
（3）如图乙所示（2分）
（4）0.048（3分，0.045 0.051均可）
解析：（1）为了方便调节电路，滑动变阻器选择；
（4）将定值电阻看成电源的内阻，根据闭合电路欧姆定律得，代入数值得，在小灯泡的伏安特性曲线中画出电源的图像，两图线的交点坐标为，，小灯泡的实际功率为.
13.【答案】（1）（2）
【解析】（1）在板间运动的最长时间的颗粒
在水平方向有（2分）
解得（2分）
（2）只要紧靠上极板的颗粒能够落到收集板右侧，颗粒就能够全部收集
竖直方向有 （2分）
根据牛顿第二定律（2分）
又（1分）
解得（1分）
14.【答案】（1）3N （2）
【解析】当时，根据欧姆定律可得
（1分）
此时安培力（2分）
（2）当电阻箱阻值最大时，静摩擦力方向向上
根据三力平衡有（2分）
其中（1分）
解得（1分）
当电阻箱阻值最小时，静摩擦力方向向下
根据三力平衡有（2分）
其中（1分）
解得（1分）
故电阻箱的阻值范围为（1分）
15.【答案】（1） （2） （3）（，2，3…）
【解析】（1）由题图可知（1分）
进入磁场的灯泡恰好能正常工作
即进入磁场的灯泡能正常发光，得（1分）
解得（1分）
根据右手定则（或楞次定律），可知感应电流方向为（1分）
（2）金属条在磁场中切割磁感线运动
a点线速度（1分）
b点线速度（1分）
故金属条切割磁感线的平均速度（1分）
根据法拉第电磁感应定律（1分）
其中（1分）
联立解得（1分）
（3）设轮子转一圈的周期为T，在时间内，金属条4次进出磁场
每次进入磁场时（1分）
其中（1分）
（1分）
（2分）
解得（，2，3…） （1分）
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