四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期开学考试物理试题（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-16 19:32:38 | ||
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文档简介
高二物理
时间75分钟，满分100分
注意事项：
1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．某宏观带电体所带电荷量不可能为
A． B． C． D．
2．如图，将线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，将线圈A置于线圈B内。实验中观察到闭合开关的瞬间，电流表指针偏转。下列说法正确的是
A．断开开关的瞬间，电流表指针不偏转
B．断开开关一段时间后，向上拔出线圈A的过程中，电流表指针偏转
C．闭合开关一段时间后，穿过线圈B的磁通量为零
D．闭合开关一段时间后，向右移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针偏转
3．如图，质量分别为和的两小球A、B均带正电荷，电荷量分别为和，用绝缘细线悬挂在水平天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平线上，细线与竖直方向的夹角分别为和（）。下列说法正确的是
A．一定小于
B．一定大于
C．一定小于
D．一定大于
4．如图，空间中有一半球形区域，两个圆平面与相互平行，且位于半径OC的中点，在球心O处固定一带正电的点电荷，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是
A．B、两点的电场强度相同
B．圆平面为等势面
C．将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到点的过程中，其电势能先减小后增大
D．若A、B、C三点的电势分别为、、，则有
5．如图为某智能手机电池的铭牌，下列说法正确的是
A．“伏特”是国际单位制中的基本单位
B．“毫安时”是电荷量的单位
C．若该手机的待机电流为20 mA，则手机最长可待机100小时
D．该电池充满电后，可提供的电能为14.4 J
6．大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成的，如图为改装后的电表，图中灵敏电流表G的满偏电流均为，内阻均为，变阻箱R接入电路的阻值均为。下列说法正确的是
A．甲表是电压表，改装后的量程为
B．甲表是电流表，若增大变阻箱R接入电路的阻值，则改装表的量程减小
C．乙表是电流表，改装后的量程为
D．乙表是电压表，若减小变阻箱R接入电路的阻值，则改装表的量程增大
7．如图甲，水平弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的图像。下列说法正确的是
甲 乙
A．振子从C点经过O点运动到B点为一次全振动
B．图乙中的P点时刻，振子的速度沿正方向
C．振子的振动方程为
D．振子在前1.5 s内的位移大小为0.2 m
8．按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，灯泡、都能发光。电表均为理想电表，不考虑灯丝电阻随温度的变化，在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器R的滑片向左移动时，下列说法正确的是
A．、均变暗
B．变亮，变暗
C．电流表的示数I增大，电压表的示数U减小
D．电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值变小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．关于电场和磁场，下列说法正确的是
A．电场和磁场是两种不同的物质
B．电场线和磁感线都是闭合曲线
C．电流与电流间的相互作用是通过磁场发生的
D．闭合线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量就越大
10．如图，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
甲 乙 丙 丁
A．甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B．乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C．丙：无法判断带电粒子的电性，且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D．丁：产生霍尔效应时，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
11．如图，长方体空间区域内存在匀强磁场（包括边界），方向平行于yOz平面且与z轴负方向成，磁感应强度大小为B，长方体x轴方向长为，y轴方向足够长，z轴方向高为。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从z轴上的点a沿x轴正方向进入匀强磁场，速度大小为，不计粒子重力。下列说法正确的是
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为
B．粒子会经过x轴上的点e
C．若粒子进入磁场的速度大小为，则粒子穿出磁场的点的y坐标为
D．若粒子进入磁场的速度大小为，则粒子在磁场中运动的时间为
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，线圈一部分处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向垂直于线圈平面向里。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。
（1）达到平衡时线圈所受安培力大小为_______（用字母n、l、B、I表示）。
（2）达到平衡后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到平衡，此时线圈所受安培力方向_______（填“向上”或“向下”）。
（3）当，，，，重力加速度大小取时，根据上述条件得磁感应强度大小为_______T（保留2位有效数字）。
13．（9分）
如图，现有一个满偏电流为、内阻为的表头G，将它改装成一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个不同的挡位。电流表的两个挡位中，大量程是小量程的10倍。
（1）图中的A表笔为_______（填“红”或“黑”）表笔。
（2）将选择开关S旋到位置_______时，是电流挡的大量程挡。
（3）图中的电源E的电动势为9.0 V，将选择开关S旋到位置3，在A、B之间接的电阻时，表头G的指针刚好半偏。已知之前已经进行了必要的、正确的操作，则将选择开关S旋到位置2时，电表的量程为_______；定值电阻_______Ω。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
14．（8分）
如图，电源电动势为，内阻为，电灯规格为“2 V，2 W”，电动机线圈的电阻为。闭合开关S，当电阻箱接入电路的阻值为时，电灯和电动机均正常工作。求：
（1）此时电路中的电流；
（2）此时电动机的输出功率。
15．（12分）
如图，间距为的两平行导轨在同一水平面内。一质量为、长度为的导体棒垂直放在导轨上，导体棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小可调，方向与导体棒垂直，与水平向右方向的夹角可调。现给导体棒通以图示方向（沿棒向里）的恒定电流，导体棒有水平向右的初速度。不考虑导体棒中电流变化，导体棒始终垂直于导轨并保持良好接触，重力加速度大小取，，。当磁感应强度大小调为，调为时，导体棒沿导轨向右做匀速直线运动。
（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数；
（2）当磁感应强度大小调为，调为时，导体棒仍沿导轨向右做匀速直线运动，求此时的磁感应强度大小。
16．（18分）
如图，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为（未知）、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在电场强度大小为、沿x轴正方向的匀强电场，第三象限内存在一矩形匀强磁场区域（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转从y轴上的M点进入第一象限，又经匀强磁场从y轴上的N点进入第三象限，途经矩形磁场区域，该矩形磁场区域的一条边与x轴重合，最后粒子返回A点且速度方向与初速度方向相同，不计粒子重力。求：
（1）粒子经过M点时的速度；
（2）第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）第三象限内矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小及矩形匀强磁场区域的最小面积。
高二物理
参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D A C B B D C
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
题号 9 10 11
答案 AC BC AD
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
（1）（2分）
（2）向下（2分）
（3）0.49（2分）
13．（9分）
（1）红（2分）
（2）1（2分）
（3）10 mA（2分，不带单位或单位错误不得分） 10（3分）
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
14．（8分）
解：（1）电灯正常工作，则有 （2分）
解得 （1分）
（2）电动机两端的电压 （1分）
电动机的输入功率 （1分）
电动机的热功率 （1分）
电动机的输出功率 （1分）
解得 （1分）
说明：其他合理解法，参照给分
15．（12分）
解：（1）如答图1，当磁感应强度大小调为，调为时，对导体棒进行受力分析
答图1
（2分）
（1分）
（1分）
（1分）
联立解得 （1分）
（2）如答图2，当磁感应强度大小调为，调为时，对导体棒进行受力分析
答图2
水平方向有 （2分）
竖直方向有 （2分）
又 （1分）
联立解得 （1分）
说明：其他合理解法，参照给分
16．（18分）
解：（1）粒子在第二象限内做类平抛运动，在x轴方向有 （1分）
（1分）
解得，
在M点，设粒子的速度与y轴正方向的夹角为，由运动的合成有 （1分）
（1分）
联立解得 （1分）
（1分）
（2）粒子从A点到M点，有 （2分）
解得，粒子的运动轨迹如答图3所示，粒子在第一、四象限内的运动为匀速圆周运动，圆心为，半径为，由几何关系得 （2分）
答图3
解得
由洛伦兹力提供向心力有 （2分）
联立解得 （1分）
（3）设粒子在第三象限内的矩形匀强磁场区域中做匀速圆周运动的半径为，粒子从C点进入矩形匀强磁场区域，运动的轨迹如答图4所示
答图4
由几何关系可得 （1分）
解得，粒子在第三象限内的矩形匀强磁场区域中做匀速圆周运动的圆心与坐标原点O重合
由洛伦兹力提供向心力有 （1分）
联立解得 （1分）
以AC为对角线的矩形匀强磁场区域面积最小，则最小面积为
（1分）
解得 （1分）
说明：其他合理解法，参照给分
解析：
1．【答案】A
【解析】宏观带电体所带电荷量必为元电荷的整数倍，A正确。
2．【答案】D
【解析】断开开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量减少，闭合回路会产生感应电流，电流表指针偏转，A错误；断开开关一段时间后，向上拔出线圈A的过程中，穿过线圈B的磁通量始终为零，闭合回路不会产生感应电流，电流表指针不偏转，B错误；闭合开关一段时间后，由于线圈A内部的磁感线全部穿过线圈B，但是外部的磁感线只有部分穿过线圈B，故穿过线圈B的净磁通量不为零，C错误；闭合开关一段时间后，向右移动滑动变阻器的滑片P，线圈A中的电流发生变化，穿过线圈B的磁通量随之发生变化，闭合回路会产生感应电流，电流表指针偏转，D正确。
3．【答案】A
【解析】如答图5，对小球A受力分析，受重力、库仑力、拉力。根据平衡条件有，故；同理有，由于，故，A正确，B错误；两球间的库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，无法确定与的大小关系，C、D错误。
答图5
4．【答案】C
【解析】B、两点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；球心O处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以O为球心的球面，不是圆平面，B错误；将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到点的过程中，电场力先做正功，后做负功，其电势能先减小后增大，C正确；由于A、B、C三点是以O为圆心的同一球面上的三点，故，D错误。
5．【答案】B
【解析】“伏特”不是国际单位制中的基本单位，A错误；根据电流的定义式可知，“毫安时”是电荷量的单位，B正确；若该手机的待机电流为20 mA，由可知，手机最长可待机200小时，C错误；电池储存的电能为，D错误。
6．【答案】B
【解析】电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头G的电流满偏时通过改装表的总电流，即量程，所以并联的分流电阻越大，其量程越小，A错误，B正确；电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头G的电流满偏时加在改装表两端的总电压，即量程，所以串联的分压电阻越小，其量程越小，C、D错误。
7．【答案】D
【解析】振子从C点经过O点运动到B点为半次全振动，A错误；图乙中的P点时刻，振子的速度沿负方向，B错误；由图乙可知，振子的振幅为，周期为，则角速度为，规定水平向右为正方向，初相为，则振子的振动方程为，C错误；时刻，振子位于B点，时，振子位于C点，故位移大小为0.2 m，D正确。
8．【答案】C
【解析】当滑动变阻器R的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，干路电流变大，变亮，并联部分电压变小，变暗，又因电源的内电压变大，路端电压变小，故电流表的示数I增大，电压表的示数U减小，A、B错误，C正确；由闭合电路欧姆定律得，则保持不变，D错误。
9．【答案】AC
【解析】电场和磁场都是客观存在的不同物质，A正确；电场线不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线，B错误；电流与电流间的相互作用是通过磁场发生的，C正确；闭合线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量不一定就越大，例如，当磁感线与线圈平面平行时，穿过线圈的磁通量为零，此时穿过线圈的磁通量大小与线圈的面积大小无关，D错误。
10．【答案】BC
【解析】粒子在磁场中满足，设回旋加速器D形盒的半径为R，可推导出粒子的最大动能为，由此可知，粒子的最大动能与加速电压无关，A错误；当磁流体发电机达到稳定状态时，电荷在A、B板间受到的电场力与洛伦兹力平衡，即，得磁流体发电机的电动势为，由此可知，增大匀强磁场的磁感应强度可以增大磁流体发电机的电动势，B正确；粒子从左侧进入速度选择器时，无论是带正电还是带负电，所受电场力与洛伦兹力的方向均相反，粒子从右侧进入速度选择器时，无论是带正电还是带负电，所受电场力与洛伦兹力的方向均相同，因此只能从左侧进入，C正确；若载流子带负电，其所受洛伦兹力指向D侧面，载流子向D侧面聚集，D侧面的电势更低，D错误。
11．【答案】AD
【解析】粒子进入磁场时，速度大小为且与磁场垂直，由洛伦兹力提供向心力有，则其轨迹半径为，A正确；匀强磁场方向平行于yOz平面且与z轴负方向成角，粒子沿x轴正方向进入匀强磁场，根据左手定则可以判断粒子的轨迹平面为平面abcd，如答图6所示，粒子不会与x轴相交，B错误；若进入磁场的速度大小为，则其轨迹半径为，其中d点刚好为粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，其运动轨迹与bc边相交于P点，如答图7所示，则，，，故，所以粒子穿出磁场的点的y坐标为，C错误；设轨迹的圆心角为，则，则圆心角，所以粒子在磁场中运动的时间为，D正确。
答图6 答图7
12．【解析】
（1）线圈所受安培力大小为。
（2）根据左手定则，此时安培力的方向向下。
（3）电流反向，大小不变，则安培力变化了，根据平衡关系有，解得。
13．【解析】
（1）红表笔应接内部电源的负极，黑表笔应接内部电源的正极，故A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔。
（2）当选择开关S旋到位置1或2时，是电流挡，并联电阻越小量程越大，故接1时的量程较大。
（3）已经将A、B短接调零了（即让表头G满偏），在A、B之间接的电阻时，表头G刚好半偏，说明此时多用电表的总内阻，则选择开关S旋到位置2时电流表的量程为。接2时，；接1时，，其中，解得。
甲 乙
时间75分钟，满分100分
注意事项：
1.答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米的黑色签字笔填写清楚，考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．某宏观带电体所带电荷量不可能为
A． B． C． D．
2．如图，将线圈A通过滑动变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，将线圈A置于线圈B内。实验中观察到闭合开关的瞬间，电流表指针偏转。下列说法正确的是
A．断开开关的瞬间，电流表指针不偏转
B．断开开关一段时间后，向上拔出线圈A的过程中，电流表指针偏转
C．闭合开关一段时间后，穿过线圈B的磁通量为零
D．闭合开关一段时间后，向右移动滑动变阻器的滑片P，电流表指针偏转
3．如图，质量分别为和的两小球A、B均带正电荷，电荷量分别为和，用绝缘细线悬挂在水平天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平线上，细线与竖直方向的夹角分别为和（）。下列说法正确的是
A．一定小于
B．一定大于
C．一定小于
D．一定大于
4．如图，空间中有一半球形区域，两个圆平面与相互平行，且位于半径OC的中点，在球心O处固定一带正电的点电荷，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是
A．B、两点的电场强度相同
B．圆平面为等势面
C．将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到点的过程中，其电势能先减小后增大
D．若A、B、C三点的电势分别为、、，则有
5．如图为某智能手机电池的铭牌，下列说法正确的是
A．“伏特”是国际单位制中的基本单位
B．“毫安时”是电荷量的单位
C．若该手机的待机电流为20 mA，则手机最长可待机100小时
D．该电池充满电后，可提供的电能为14.4 J
6．大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成的，如图为改装后的电表，图中灵敏电流表G的满偏电流均为，内阻均为，变阻箱R接入电路的阻值均为。下列说法正确的是
A．甲表是电压表，改装后的量程为
B．甲表是电流表，若增大变阻箱R接入电路的阻值，则改装表的量程减小
C．乙表是电流表，改装后的量程为
D．乙表是电压表，若减小变阻箱R接入电路的阻值，则改装表的量程增大
7．如图甲，水平弹簧振子的平衡位置为O点，振子在B、C两点之间做简谐运动，规定水平向右为正方向。图乙是振子做简谐运动的图像。下列说法正确的是
甲 乙
A．振子从C点经过O点运动到B点为一次全振动
B．图乙中的P点时刻，振子的速度沿正方向
C．振子的振动方程为
D．振子在前1.5 s内的位移大小为0.2 m
8．按如图所示的电路连接各元件后，闭合开关S，灯泡、都能发光。电表均为理想电表，不考虑灯丝电阻随温度的变化，在保证灯泡安全的前提下，当滑动变阻器R的滑片向左移动时，下列说法正确的是
A．、均变暗
B．变亮，变暗
C．电流表的示数I增大，电压表的示数U减小
D．电压表示数变化量的大小与电流表示数变化量的大小的比值变小
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．关于电场和磁场，下列说法正确的是
A．电场和磁场是两种不同的物质
B．电场线和磁感线都是闭合曲线
C．电流与电流间的相互作用是通过磁场发生的
D．闭合线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量就越大
10．如图，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
甲 乙 丙 丁
A．甲：如果加速电压增大，那么粒子最终离开回旋加速器时的动能也会增大
B．乙：可通过增大匀强磁场的磁感应强度来增大磁流体发电机的电动势
C．丙：无法判断带电粒子的电性，且粒子只能从左侧沿直线匀速通过速度选择器
D．丁：产生霍尔效应时，稳定时D侧面的电势一定高于C侧面的电势
11．如图，长方体空间区域内存在匀强磁场（包括边界），方向平行于yOz平面且与z轴负方向成，磁感应强度大小为B，长方体x轴方向长为，y轴方向足够长，z轴方向高为。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从z轴上的点a沿x轴正方向进入匀强磁场，速度大小为，不计粒子重力。下列说法正确的是
A．粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为
B．粒子会经过x轴上的点e
C．若粒子进入磁场的速度大小为，则粒子穿出磁场的点的y坐标为
D．若粒子进入磁场的速度大小为，则粒子在磁场中运动的时间为
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
如图为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度大小。它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，线圈一部分处于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向垂直于线圈平面向里。当线圈中通有电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。
（1）达到平衡时线圈所受安培力大小为_______（用字母n、l、B、I表示）。
（2）达到平衡后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再次达到平衡，此时线圈所受安培力方向_______（填“向上”或“向下”）。
（3）当，，，，重力加速度大小取时，根据上述条件得磁感应强度大小为_______T（保留2位有效数字）。
13．（9分）
如图，现有一个满偏电流为、内阻为的表头G，将它改装成一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个不同的挡位。电流表的两个挡位中，大量程是小量程的10倍。
（1）图中的A表笔为_______（填“红”或“黑”）表笔。
（2）将选择开关S旋到位置_______时，是电流挡的大量程挡。
（3）图中的电源E的电动势为9.0 V，将选择开关S旋到位置3，在A、B之间接的电阻时，表头G的指针刚好半偏。已知之前已经进行了必要的、正确的操作，则将选择开关S旋到位置2时，电表的量程为_______；定值电阻_______Ω。
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的
演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
14．（8分）
如图，电源电动势为，内阻为，电灯规格为“2 V，2 W”，电动机线圈的电阻为。闭合开关S，当电阻箱接入电路的阻值为时，电灯和电动机均正常工作。求：
（1）此时电路中的电流；
（2）此时电动机的输出功率。
15．（12分）
如图，间距为的两平行导轨在同一水平面内。一质量为、长度为的导体棒垂直放在导轨上，导体棒与导轨间的动摩擦因数恒定。整个装置处于匀强磁场中，磁感应强度大小可调，方向与导体棒垂直，与水平向右方向的夹角可调。现给导体棒通以图示方向（沿棒向里）的恒定电流，导体棒有水平向右的初速度。不考虑导体棒中电流变化，导体棒始终垂直于导轨并保持良好接触，重力加速度大小取，，。当磁感应强度大小调为，调为时，导体棒沿导轨向右做匀速直线运动。
（1）求导体棒与导轨间的动摩擦因数；
（2）当磁感应强度大小调为，调为时，导体棒仍沿导轨向右做匀速直线运动，求此时的磁感应强度大小。
16．（18分）
如图，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限内存在磁感应强度大小为（未知）、方向垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第二象限内存在电场强度大小为、沿x轴正方向的匀强电场，第三象限内存在一矩形匀强磁场区域（图中未画出）。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从x轴的A点沿y轴正方向以初速度进入第二象限，经电场偏转从y轴上的M点进入第一象限，又经匀强磁场从y轴上的N点进入第三象限，途经矩形磁场区域，该矩形磁场区域的一条边与x轴重合，最后粒子返回A点且速度方向与初速度方向相同，不计粒子重力。求：
（1）粒子经过M点时的速度；
（2）第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）第三象限内矩形匀强磁场区域的磁感应强度大小及矩形匀强磁场区域的最小面积。
高二物理
参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D A C B B D C
二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
题号 9 10 11
答案 AC BC AD
三、实验探究题：本题共2小题，共15分。
12．（6分）
（1）（2分）
（2）向下（2分）
（3）0.49（2分）
13．（9分）
（1）红（2分）
（2）1（2分）
（3）10 mA（2分，不带单位或单位错误不得分） 10（3分）
四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。
14．（8分）
解：（1）电灯正常工作，则有 （2分）
解得 （1分）
（2）电动机两端的电压 （1分）
电动机的输入功率 （1分）
电动机的热功率 （1分）
电动机的输出功率 （1分）
解得 （1分）
说明：其他合理解法，参照给分
15．（12分）
解：（1）如答图1，当磁感应强度大小调为，调为时，对导体棒进行受力分析
答图1
（2分）
（1分）
（1分）
（1分）
联立解得 （1分）
（2）如答图2，当磁感应强度大小调为，调为时，对导体棒进行受力分析
答图2
水平方向有 （2分）
竖直方向有 （2分）
又 （1分）
联立解得 （1分）
说明：其他合理解法，参照给分
16．（18分）
解：（1）粒子在第二象限内做类平抛运动，在x轴方向有 （1分）
（1分）
解得，
在M点，设粒子的速度与y轴正方向的夹角为，由运动的合成有 （1分）
（1分）
联立解得 （1分）
（1分）
（2）粒子从A点到M点，有 （2分）
解得，粒子的运动轨迹如答图3所示，粒子在第一、四象限内的运动为匀速圆周运动，圆心为，半径为，由几何关系得 （2分）
答图3
解得
由洛伦兹力提供向心力有 （2分）
联立解得 （1分）
（3）设粒子在第三象限内的矩形匀强磁场区域中做匀速圆周运动的半径为，粒子从C点进入矩形匀强磁场区域，运动的轨迹如答图4所示
答图4
由几何关系可得 （1分）
解得，粒子在第三象限内的矩形匀强磁场区域中做匀速圆周运动的圆心与坐标原点O重合
由洛伦兹力提供向心力有 （1分）
联立解得 （1分）
以AC为对角线的矩形匀强磁场区域面积最小，则最小面积为
（1分）
解得 （1分）
说明：其他合理解法，参照给分
解析：
1．【答案】A
【解析】宏观带电体所带电荷量必为元电荷的整数倍，A正确。
2．【答案】D
【解析】断开开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量减少，闭合回路会产生感应电流，电流表指针偏转，A错误；断开开关一段时间后，向上拔出线圈A的过程中，穿过线圈B的磁通量始终为零，闭合回路不会产生感应电流，电流表指针不偏转，B错误；闭合开关一段时间后，由于线圈A内部的磁感线全部穿过线圈B，但是外部的磁感线只有部分穿过线圈B，故穿过线圈B的净磁通量不为零，C错误；闭合开关一段时间后，向右移动滑动变阻器的滑片P，线圈A中的电流发生变化，穿过线圈B的磁通量随之发生变化，闭合回路会产生感应电流，电流表指针偏转，D正确。
3．【答案】A
【解析】如答图5，对小球A受力分析，受重力、库仑力、拉力。根据平衡条件有，故；同理有，由于，故，A正确，B错误；两球间的库仑力是作用力与反作用力，大小一定相等，无法确定与的大小关系，C、D错误。
答图5
4．【答案】C
【解析】B、两点的电场强度大小相同，方向不同，A错误；球心O处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以O为球心的球面，不是圆平面，B错误；将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到点的过程中，电场力先做正功，后做负功，其电势能先减小后增大，C正确；由于A、B、C三点是以O为圆心的同一球面上的三点，故，D错误。
5．【答案】B
【解析】“伏特”不是国际单位制中的基本单位，A错误；根据电流的定义式可知，“毫安时”是电荷量的单位，B正确；若该手机的待机电流为20 mA，由可知，手机最长可待机200小时，C错误；电池储存的电能为，D错误。
6．【答案】B
【解析】电流表的改装需要并联一个分流电阻，故改装后甲表是电流表，改装后量程为表头G的电流满偏时通过改装表的总电流，即量程，所以并联的分流电阻越大，其量程越小，A错误，B正确；电压表的改装需要串联一个分压电阻，故改装后乙表是电压表，改装后量程为表头G的电流满偏时加在改装表两端的总电压，即量程，所以串联的分压电阻越小，其量程越小，C、D错误。
7．【答案】D
【解析】振子从C点经过O点运动到B点为半次全振动，A错误；图乙中的P点时刻，振子的速度沿负方向，B错误；由图乙可知，振子的振幅为，周期为，则角速度为，规定水平向右为正方向，初相为，则振子的振动方程为，C错误；时刻，振子位于B点，时，振子位于C点，故位移大小为0.2 m，D正确。
8．【答案】C
【解析】当滑动变阻器R的滑片向左移动时，接入电路的阻值变小，电路的总电阻变小，干路电流变大，变亮，并联部分电压变小，变暗，又因电源的内电压变大，路端电压变小，故电流表的示数I增大，电压表的示数U减小，A、B错误，C正确；由闭合电路欧姆定律得，则保持不变，D错误。
9．【答案】AC
【解析】电场和磁场都是客观存在的不同物质，A正确；电场线不是闭合曲线，磁感线是闭合曲线，B错误；电流与电流间的相互作用是通过磁场发生的，C正确；闭合线圈的面积越大，穿过线圈的磁通量不一定就越大，例如，当磁感线与线圈平面平行时，穿过线圈的磁通量为零，此时穿过线圈的磁通量大小与线圈的面积大小无关，D错误。
10．【答案】BC
【解析】粒子在磁场中满足，设回旋加速器D形盒的半径为R，可推导出粒子的最大动能为，由此可知，粒子的最大动能与加速电压无关，A错误；当磁流体发电机达到稳定状态时，电荷在A、B板间受到的电场力与洛伦兹力平衡，即，得磁流体发电机的电动势为，由此可知，增大匀强磁场的磁感应强度可以增大磁流体发电机的电动势，B正确；粒子从左侧进入速度选择器时，无论是带正电还是带负电，所受电场力与洛伦兹力的方向均相反，粒子从右侧进入速度选择器时，无论是带正电还是带负电，所受电场力与洛伦兹力的方向均相同，因此只能从左侧进入，C正确；若载流子带负电，其所受洛伦兹力指向D侧面，载流子向D侧面聚集，D侧面的电势更低，D错误。
11．【答案】AD
【解析】粒子进入磁场时，速度大小为且与磁场垂直，由洛伦兹力提供向心力有，则其轨迹半径为，A正确；匀强磁场方向平行于yOz平面且与z轴负方向成角，粒子沿x轴正方向进入匀强磁场，根据左手定则可以判断粒子的轨迹平面为平面abcd，如答图6所示，粒子不会与x轴相交，B错误；若进入磁场的速度大小为，则其轨迹半径为，其中d点刚好为粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，其运动轨迹与bc边相交于P点，如答图7所示，则，，，故，所以粒子穿出磁场的点的y坐标为，C错误；设轨迹的圆心角为，则，则圆心角，所以粒子在磁场中运动的时间为，D正确。
答图6 答图7
12．【解析】
（1）线圈所受安培力大小为。
（2）根据左手定则，此时安培力的方向向下。
（3）电流反向，大小不变，则安培力变化了，根据平衡关系有，解得。
13．【解析】
（1）红表笔应接内部电源的负极，黑表笔应接内部电源的正极，故A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔。
（2）当选择开关S旋到位置1或2时，是电流挡，并联电阻越小量程越大，故接1时的量程较大。
（3）已经将A、B短接调零了（即让表头G满偏），在A、B之间接的电阻时，表头G刚好半偏，说明此时多用电表的总内阻，则选择开关S旋到位置2时电流表的量程为。接2时，；接1时，，其中，解得。
甲 乙
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