北京市怀柔区2023-2024学年高二（上）期末物理试卷
1．（2024高二上·怀柔期末）下列物理量中，用来描述磁场强弱和方向的是（ ）
A．磁通量 B．安培力 C．洛伦兹力 D．磁感应强度
2．（2024高二上·怀柔期末）关于感应电动势的单位，下列选项中正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．（2024高二上·怀柔期末）关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由知，与成正比、与成反比
B．电场中某点电场强度的方向与在该点带正电的检验电荷所受电场力的方向相同
C．由知，与成正比、与成反比
D．磁场中某点磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同
4．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，三块相同蹄形磁铁、、并列放置在水平桌面上。导体棒用图中、轻而柔软的细导线悬挂起来，它们与导体棒和电源构成回路电源没有在图中画出，导线、接在直流电源的两端，认为导体棒所在位置附近为匀强磁场。接通电源后，导体棒偏离竖直方向，位置如图中所示。依次撤去磁铁、，看到导体棒的摆动幅度逐渐减小。根据该实验的操作，下列说法正确的是（ ）
A．导线接在直流电源的负极，导线接在直流电源的正极
B．磁场越强，导体棒受到的安培力越大
C．电流越大，导体棒受到的安培力越大
D．导体棒在磁场中的长度越长，导体棒受到安培力越大
5．（2024高二上·怀柔期末）如图所示为某物体运动的图象，图中有，则下列说法正确的是（ ）
A．该物体正在做曲线运动 B．该物体做的是匀加速直线运动
C．该物体的速度越来越大 D．该物体的加速度越来越大
6．（2024高二上·怀柔期末）如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为。关于实验现象，下列说法正确的是（ ）
A．“起立”过程中，先出现失重现象，后出现超重现象
B．“下蹲”过程中，支持力可能出现小于压力的情况
C．“起立”和“下蹲”过程都出现了超重和失重现象
D．图乙记录的是他完成两次“蹲起”的过程
7．（2024高二上·怀柔期末）某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图所示，下列判断中正确的是（ ）
A．图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B．图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能
C．图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D．图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压大于时，反向电流才急剧变大
8．（2024高二上·怀柔期末）平抛物体的运动规律可以概括为两点：
①水平方向做匀速运动，
②竖直方向做自由落体运动．
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验 （ ）
A．只能说明上述规律中的第①条
B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
9．（2024高二上·怀柔期末）某电场的电场线如图所示，电场中、两点的场强大小分别为和，电势分别为和，由图可知（ ）
A．， B．，
C．， D．，
10．（2024高二上·怀柔期末）如图中是匀强磁场里的一片金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某点以与垂直的速度射出，动能是，该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨道半径之比是：，若在穿越金属板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．该粒子的动能增加了
B．该粒子的动能减少了
C．该粒子做圆周运动的周期减小
D．该粒子最多能穿越金属板次
11．（2024高二上·怀柔期末）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如图所示。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
D．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
12．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁、，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．、一定同时落地 B．、下落过程中都是机械能守恒
C．落地时，比的速度小 D．落地时，、的速度相等
13．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，人造地球卫星发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。先将卫星发射至近地圆轨道；然后在点近地点点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ；在点远地点再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ下列说法正确的是（ ）
A．轨道Ⅱ上点的速度一定不超过第一宇宙速度
B．如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则在该轨道上运行的任何卫星，其角速度和北京“鸟巢”的角速度相同
C．在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，所以卫星发射场必须建在赤道上
D．卫星在圆轨道上运行时的周期和向心加速度小于在圆轨道Ⅲ上的周期和向心加速度
14．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，天平可以用来测定磁感应强度，磁场方向垂直纸面向里虚线围成的区域，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，下底边长为，右侧边伸入磁场中的长为，线圈中通有电流方向如图时，在天平左、右两边加上质量分别为，的砝码，天平平衡；当电流反向大小不变时，在某一边需再加上质量为的砝码后天平重新平衡，下列说法中正面的是（ ）
A．需要在左边加上质量为的砝码，天平才能重新平衡
B．磁场的磁感应强度
C．磁场的磁感应强度
D．磁场的磁感应强度
15．（2024高二上·怀柔期末）小明用如图所示的装置研究“电磁感应现象”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁极朝下。
（1）要想使电流计指针发生偏转，小明进行了以下种操作，其中可行的是____选填选项前的字母。
A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
（2）在的研究中，小明发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据中的操作，那么感应电流方向与下列哪些因素有关____选填选项前的字母。
A．磁铁的磁性强弱 B．磁铁运动的方向
C．磁铁运动的速度大小 D．螺线管的匝数
（3）小明又将实验装置改造，如图所示，螺线管经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管与电流计构成闭合电路。螺线管套在螺线管的外面。为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是____选填选项前的字母
A．螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
B．螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
C．螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
D．螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
（4）在研究中，闭合开关后，螺线管的电流稳定时，螺线管中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？ 。
16．（2024高二上·怀柔期末）某组同学测定某合金电阻率的实验，部分实验器材如下：待测合金丝阻值约。学生电源、开关、导线、电流表量程，内阻约、电压表量程，内阻约。滑动变阻器最大阻值，螺旋测微器、红外线测温仪等。
（1）为尽可能使实验误差较小，下列电路图中恰当的是 选填“图”或“图”。
用所选择的电路图，测得的合金丝电阻值 选填“大于”，“等于”或“小于”真实值。
（2）下表为实验室对一些长度相同粗细不同的同一种合金丝的测量数据表
第一组 第二组 第三组 第四组 第五组
电压
合金丝直径
合金丝温度
电阻率
结合表中的数据，要研究合金电阻率与横截面积的关系，需观察对比 两组数据。
由以上表格数据，你认为影响合金电阻率的因素是 。
17．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，用水平拉力使物体由静止开始沿光滑水平地面做匀加速直线运动，测得物体的加速度已知物体的质量。求：
（1）水平拉力的大小；
（2）物体在时物体的速度的大小。
18．（2024高二上·怀柔期末）场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。
（1）写出电场强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义；
（2）写出磁感应强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义。
19．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为R，一个小球（可视为质点），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨．求：
（1）为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，h应至少多高？
（2）若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h是多大？
20．（2024高二上·怀柔期末）利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，电子由静止开始，从板到板经电场加速后获得速度，并从点以此速度垂直于磁场左边界射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为。已知电子质量为，带电量为，磁场宽度为。求：
（1）. 、板间的电压；
（2）匀强磁场的磁感应强度；
（3）电子在磁场中运动的时间。
21．（2024高二上·怀柔期末）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为，金属棒在外力的作用下，沿框架以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为，金属棒的长度为。
（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感应线产生的感应电动势；
（2）在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力所做的功的大小；
（3）设单位时间内有个电子从端运动到端，求电源的电功率的大小。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A、磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，单位面积上的磁通量才可以描述磁场的强弱，故A错误；
B、安培力描述电流在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故B错误；
C、洛伦兹力描述带电粒子在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故C错误；
D、磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，故D正确。
故选：D
【分析】明确磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，安培力和洛伦兹力是电流和运动电荷在磁场中的受力
2．【答案】A
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律可知：，磁通量的单位为Wb，所以磁通量变化量的单位也为Wb，时间的单位为s，所以感应电动势的单位为Wb/s，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】明确法拉第电磁感应定律的基本内容，根据公式即可推导出正确的单位。
3．【答案】B
【知识点】磁感应强度；电场及电场力；电场强度
【解析】【解答】A、 是电场强度的定义式，所以E与F、q无关，只取决于电场本身的性质，故A错误。
B、根据电场强度方向的规定：电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同，故B正确。
C、磁感应强度公式是定义式，磁感应强度的大小与方向由磁场本身决定，与放入磁场中的通电导线所受安培力F无关，与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积无关，故C错误。
D、根据左手定则，磁感应强度的方向与置于该处的通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误。
故选：B。
【分析】电场强度是反映电场力的性质的物理量，大小用比值法定义，方向与正的试探电荷受到的电场力的方向相同。
磁感应强度公式是定义式，磁感应强度的大小与方向由磁场本身决定。
根据左手定则判断磁感应强度方向和安培力的方向。
4．【答案】D
【知识点】共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】A．由图可知，导体棒向外偏，即受到的安培力向外，磁场方向向下，由左手定则可知，导线1接在直流电源的正极，导线2接在直流电源的负极，故A错误；
BCD．依次撤去磁铁b、c，所以导体棒在磁场中的长度越短，导体棒的摆动幅度逐渐减小即安培力越小，反之，导体棒在磁场中的长度越长，导体棒受到安培力越大，故BC错误，D正确；
故选：D。
【分析】导线受重力、拉力和安培力，安培力越大，偏转角度越大，根据FA=BIL判断安培力大小的变化情况即可。
5．【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、v-t图象只能表示直线运动的规律，该物体做直线运动，故A错误；
BD、结合根据速度图象切线的斜率表示加速度，知物体的加速度越来越小，因此该物体做的是变加速直线运动，故BD错误；
C、由图看出，该物体的速度越来越大，故C正确。
故选：C。
【分析】v-t图象只能表示直线运动的规律。由图能直接读出速度的变化。根据速度—时间图象切线的斜率表示加速度，分析加速度的变化。
6．【答案】C
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A.“起立”过程中，先向上加速再向上减速，先超重后失重，故A错误；
B.“下蹲“过程中，支持力和压力是作用力反作用力关系，大小始终相等，故B错误；
C.“下蹲”过程中，先向下加速再向下减速，先失重再超重，对应图线的第一个波浪，“起立”过程中，先向上加速再向上减速，先超重后失重，对应图线第二个波浪，图乙记录的是他先“下蹲“稳定后又“起立”的过程，故C正确；
D.根据C的分析，图乙记录的是他完成一次“蹲起”的过程，故D错误；
故选：C。
【分析】本题根据“起立”过程中，先向上加速再向上减速，先超重后失重，“下蹲”过程中，先向下加速再向下减速，先失重再超重，即可解答。
7．【答案】B,D
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A、图甲中图线的斜率的倒数表示电阻，由图可知，电阻阻值不变，所以图甲反映该电学元件的导电性能不变，故A错误。
B、图乙图线的斜率的倒数表示电阻，由图可知，电阻随电压变大，电阻阻值变化，所以图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能，故B正确。
C、由图丙可知，当正向电压很小时，电流较大，而反向电压很大时，电流也较小，故C错误。
D、图丙是二极管的发特性曲线，当该二极管两端的反向电压为40V时，二极管中的反向电流突然增大，此时二极管将会被击穿，故D正确。
故选：BD。
【分析】分析I-U图象的特性，斜率表示电阻，电阻反映导体导电性能强弱的物理量。
图丙为二极管的伏安特性曲线，分析可知，二极管具有单向导电性。
8．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】解：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；
故选：B
【分析】探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动．若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．
9．【答案】C
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以EM＜EN，沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以φM＞φN，所以C正确。
故选：C
【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿着电场线的方向电势逐渐降低．
10．【答案】B
【知识点】向心力；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】ABD、根据：可得：
所以：，即
又因为动能表达式：
所以开始的动能为：
穿过金属板后的动能为：
所以有：即该粒子最多能穿过的金属板的次数为5次，故B正确，AD错误；
C、带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，根据，可得：
可知周期与速度无关，故C错误。
故选：B。
【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，写出动力学方程，表达出速度与半径的关系，然后求得每一次过程中损失的动能，即可求出粒子穿过金属片的次数。
11．【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A.运动员到达最低点前重力始终做正功，重力势能始终减小，故A正确；
B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向与位移方向始终相反，弹力做负功，弹性势能增加，故B正确；
C.重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故C错误；
D.以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，故D正确。
本题选错误选项；
故选：C
【分析】根据重力做功分析重力势能的变化情况，从而分析AC，根据弹力做功分析弹性势能的变化，根据机械能守恒的条件分析D
12．【答案】C
【知识点】功能关系；安培力的计算
【解析】【解答】AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培阻力，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误；
CD．由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误；
故选：C
【分析】未开缝铝管中的圆柱形强磁在下落中会使金属导体产生电磁感应，从而使磁体的下落变慢，而开缝铝管不会发生电磁感应，故磁体做自由落体运动，据此分析即可。
13．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A、在轨道Ⅱ上A点，万有引力小于向心力，做离心运动，该点的速度会大于第一宇宙速度，故A错误。
B、同步卫星的周期与地球自转的周期相等，可知同步轨道上卫星的角速度与北京“鸟巢”的角速度相同，故B正确。
C、虽然在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上的，如我国酒泉卫星发射中心不在赤道上，故C错误。
D、根据得，，，轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道I上的向心加速度大于轨道Ⅲ上的向心加速度，卫星在轨道I上的周期小于轨道Ⅲ上的周期，故D错误。
故选：B。
【分析】根据变轨的原理判断轨道Ⅱ上A点的速度大小；同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等；在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上；根据万有引力提供向心力得出周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较大小
14．【答案】C
【知识点】力矩平衡；安培力的计算
【解析】【解答】A．磁感应强度B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，故A错误；
BCD．B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，有：mg=2NBIL1，解得：，故C正确，BD错误；
故选：C。
【分析】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小
15．【答案】（1）A；B
（2）B
（3）A；D
（4）螺线管中的磁通量不变，则无感应电流产生
【知识点】研究电磁感应现象
【解析】【解答】（1）A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，故A正确；
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，故B正确；
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动，穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，故C错误；
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动，穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，故D错误。
故选：AB。
（2）根据（1）中的操作可知，在磁铁插入或拔出螺线管时，电流计指针偏转方向不同，说明，感应电流方向与磁铁运动方向有关，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（3）AB．螺线管A的磁性变强或变弱时，穿过线圈B的磁通量变大或变小，由楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向相反，所以螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向，故A正确，B错误；
CD．螺线管A的磁性强弱变化越快，由法拉第电磁感应定律可知，线圈B中产生的感应电动势越大，感应电流越大，所以螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小，故C错误，D正确。
故选：AD。
（4）闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但螺线管B中的磁通量不变，则无感应电流产生。
故答案为：（1）AB；（2）B；（3）AD；（4）螺线管B中的磁通量不变，则无感应电流产生。
【分析】（1）闭合回路的磁通量发生变化时回路中会产生感应电流；
（2）感应电流方向与磁铁运动方向有关；
（3）螺线管A的磁性变强或变弱时，线圈中产生的感应电流方向发生变化；由法拉第电磁感应定律分析感应电流大小与磁感应强度变化快慢的关系；
（4）根据感应电流产生的条件分析，
16．【答案】（1）图；小于
（2）第组和第组；温度
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）①待测金属丝电阻阻与滑动变阻器最大阻值差不多，为方便调节滑动变阻器采用分压接法；
电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法，所以电路图应选用图1；
②由于电压表的分流作用，导致电流表的示数大于流过待测电阻的电流，由欧姆定律可知，测得的合金丝电阻值小于真实值；
（2）①由控制变量法，结合表中的数据，要研究合金电阻率与横截面积的关系，需观察对比第1组和第3组数据；
②由表中第一组、第二组二组数据可知，电压不同但电阻率相等，由此可知，电阻率与电压无关；
由第一组、第三组两组实验数据可知，电阻率与合金丝的直径无关；
由第二组、第五组（或第三和第四组）两组实验数据可知，电阻率与合金丝的温度有关；
故答案为：（1）①图1； ②小于； （2）①第1组和第3组；②温度
【分析】（1）①根据实验要求分析滑动变阻器和电流表接法选择实验电路图；
②根据实验原理分析实验误差；
（2）①利用控制变量法分析需要比对数据；
②应用控制变量法分析表中实验数据，根实验数据得出结论
17．【答案】（1）解： 根据牛顿第二定律
水平拉力的大小
水平拉力大小为；
答：水平拉力的大小为；
（2）解：物体开始运动后 时的速度
物体后的速度为。
答：物体在时物体的速度的大小为。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）物体只受拉力的作用，故由牛顿第二定律可求得水平拉力的大小；
（2）由运动学中速度公式可求得2s后的速度。
18．【答案】（1）解：电场强度定义式为，为电场强度，为检验电荷受到的电场力，为检验电荷的电荷量。
（2）解：磁感应强度，为磁感应强度，为电流元受到的磁场力，为电流元。
【知识点】磁感应强度；电场及电场力；电场强度
【解析】【分析】（1）电场强度是描述电场强弱的物理量，通过比值定义，，电场强度与电场力、电荷量均无关。
（2）磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过比值定义， ，磁感应强度与磁场力、电流元均无关。
19．【答案】（1）解：小球刚好不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得： ①
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得：mg（h﹣2R）= ②
联立①②解得：
故 时小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，高度至少为
答：h应至少为2.5R
（2）解：在最高点对小球由牛顿第二定律得：FN+mg= ③
又有：FN=mg④
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得：mg（h﹣2R）= ⑤
联立③④⑤解得：h=3R
答：球开始下滑时的h是3R
【知识点】动能定理的综合应用；向心力
【解析】【分析】（1）由竖直平面内的圆周运动的临界条件可求得最高点的速度；再由动能定理可求得h的高度；（2）最高点处对小球受力分析，由向心力公式可求得小球的速度；再由动能定理即可求得高度．
20．【答案】（1）解：在加速电场由动能定理可得：
得
答：、板间的电压为；
（2）解：由几何关系可得：
洛伦兹力提供向心力：
：
答：匀强磁场的磁感应强度为；
（3）解： 根据周期的定义有：
粒子速度偏转角等于转过的圆心角，所以
答：电子在磁场中运动的时间为。
【知识点】向心力；带电粒子在电场中的运动综合；左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【分析】（1）由动能定理可求解；
（2）由几何关系可得轨迹的半径，再根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度B；
（3）粒子速度偏转角等于转过的圆心角。
21．【答案】（1）解：如图所示
在一小段时间内，金属棒的位移为，
这个过程中线框的面积的变化量为，
穿过闭合电路的磁通量的变化量为，
根据法拉第电磁感应定律为；
（2）解：如图所示，棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力为，
电子在的作用下，电子从移动到的过程中，非静电力做功为，
答：在金属棒产生电动势的过程中，洛伦兹力的竖直方向分力充当非静电力，这个非静电力所做的功的大小为；
（3）解：由题意可知，电流为，
电源的功率为；
答：单位时间内有个电子从端运动到端，电源的电功率。
【知识点】闭合电路的欧姆定律；安培力的计算；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）先求出金属棒MN向右滑行的位移，得到回路磁通量的变化量ΔΦ，再由法拉第电磁感应定律求得E的表达式；
（2）棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力，f=evB，棒中电子在洛伦兹力的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功W=evBl。
（3）根据电流的定义式求出电流，电源的总功率据P=EI求电源的电功率；
1 / 1北京市怀柔区2023-2024学年高二（上）期末物理试卷
1．（2024高二上·怀柔期末）下列物理量中，用来描述磁场强弱和方向的是（ ）
A．磁通量 B．安培力 C．洛伦兹力 D．磁感应强度
【答案】D
【知识点】磁感应强度
【解析】【解答】A、磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，单位面积上的磁通量才可以描述磁场的强弱，故A错误；
B、安培力描述电流在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故B错误；
C、洛伦兹力描述带电粒子在磁场中受到的力的作用，不是用来描述磁场的强弱和方向，故C错误；
D、磁感应强度是用来描述磁场强弱和方向的物理量，故D正确。
故选：D
【分析】明确磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，磁通量是穿过某一面积上的磁感线的条数，安培力和洛伦兹力是电流和运动电荷在磁场中的受力
2．（2024高二上·怀柔期末）关于感应电动势的单位，下列选项中正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】由法拉第电磁感应定律可知：，磁通量的单位为Wb，所以磁通量变化量的单位也为Wb，时间的单位为s，所以感应电动势的单位为Wb/s，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【分析】明确法拉第电磁感应定律的基本内容，根据公式即可推导出正确的单位。
3．（2024高二上·怀柔期末）关于电场强度和磁感应强度，下列说法中正确的是（ ）
A．由知，与成正比、与成反比
B．电场中某点电场强度的方向与在该点带正电的检验电荷所受电场力的方向相同
C．由知，与成正比、与成反比
D．磁场中某点磁感应强度的方向与放入磁场中的通电直导线所受安培力的方向相同
【答案】B
【知识点】磁感应强度；电场及电场力；电场强度
【解析】【解答】A、 是电场强度的定义式，所以E与F、q无关，只取决于电场本身的性质，故A错误。
B、根据电场强度方向的规定：电场中某点电场强度的方向与在该点的带正电的检验电荷所受电场力的方向相同，故B正确。
C、磁感应强度公式是定义式，磁感应强度的大小与方向由磁场本身决定，与放入磁场中的通电导线所受安培力F无关，与通电导线中的电流I和导线长度L的乘积无关，故C错误。
D、根据左手定则，磁感应强度的方向与置于该处的通电导线所受的安培力方向垂直，故D错误。
故选：B。
【分析】电场强度是反映电场力的性质的物理量，大小用比值法定义，方向与正的试探电荷受到的电场力的方向相同。
磁感应强度公式是定义式，磁感应强度的大小与方向由磁场本身决定。
根据左手定则判断磁感应强度方向和安培力的方向。
4．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，三块相同蹄形磁铁、、并列放置在水平桌面上。导体棒用图中、轻而柔软的细导线悬挂起来，它们与导体棒和电源构成回路电源没有在图中画出，导线、接在直流电源的两端，认为导体棒所在位置附近为匀强磁场。接通电源后，导体棒偏离竖直方向，位置如图中所示。依次撤去磁铁、，看到导体棒的摆动幅度逐渐减小。根据该实验的操作，下列说法正确的是（ ）
A．导线接在直流电源的负极，导线接在直流电源的正极
B．磁场越强，导体棒受到的安培力越大
C．电流越大，导体棒受到的安培力越大
D．导体棒在磁场中的长度越长，导体棒受到安培力越大
【答案】D
【知识点】共点力的平衡；安培力的计算
【解析】【解答】A．由图可知，导体棒向外偏，即受到的安培力向外，磁场方向向下，由左手定则可知，导线1接在直流电源的正极，导线2接在直流电源的负极，故A错误；
BCD．依次撤去磁铁b、c，所以导体棒在磁场中的长度越短，导体棒的摆动幅度逐渐减小即安培力越小，反之，导体棒在磁场中的长度越长，导体棒受到安培力越大，故BC错误，D正确；
故选：D。
【分析】导线受重力、拉力和安培力，安培力越大，偏转角度越大，根据FA=BIL判断安培力大小的变化情况即可。
5．（2024高二上·怀柔期末）如图所示为某物体运动的图象，图中有，则下列说法正确的是（ ）
A．该物体正在做曲线运动 B．该物体做的是匀加速直线运动
C．该物体的速度越来越大 D．该物体的加速度越来越大
【答案】C
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】A、v-t图象只能表示直线运动的规律，该物体做直线运动，故A错误；
BD、结合根据速度图象切线的斜率表示加速度，知物体的加速度越来越小，因此该物体做的是变加速直线运动，故BD错误；
C、由图看出，该物体的速度越来越大，故C正确。
故选：C。
【分析】v-t图象只能表示直线运动的规律。由图能直接读出速度的变化。根据速度—时间图象切线的斜率表示加速度，分析加速度的变化。
6．（2024高二上·怀柔期末）如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为。关于实验现象，下列说法正确的是（ ）
A．“起立”过程中，先出现失重现象，后出现超重现象
B．“下蹲”过程中，支持力可能出现小于压力的情况
C．“起立”和“下蹲”过程都出现了超重和失重现象
D．图乙记录的是他完成两次“蹲起”的过程
【答案】C
【知识点】超重与失重
【解析】【解答】A.“起立”过程中，先向上加速再向上减速，先超重后失重，故A错误；
B.“下蹲“过程中，支持力和压力是作用力反作用力关系，大小始终相等，故B错误；
C.“下蹲”过程中，先向下加速再向下减速，先失重再超重，对应图线的第一个波浪，“起立”过程中，先向上加速再向上减速，先超重后失重，对应图线第二个波浪，图乙记录的是他先“下蹲“稳定后又“起立”的过程，故C正确；
D.根据C的分析，图乙记录的是他完成一次“蹲起”的过程，故D错误；
故选：C。
【分析】本题根据“起立”过程中，先向上加速再向上减速，先超重后失重，“下蹲”过程中，先向下加速再向下减速，先失重再超重，即可解答。
7．（2024高二上·怀柔期末）某研究性学习小组描绘了三种电学元件的伏安特性曲线，如图所示，下列判断中正确的是（ ）
A．图甲反映该电学元件的导电性能随电压的增大而增强
B．图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能
C．图丙反映该电学元件加正向电压和反向电压时导电性能一样
D．图丙反映该电学元件如果加了较高的反向电压大于时，反向电流才急剧变大
【答案】B,D
【知识点】线性元件和非线性元件的伏安特性曲线；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】A、图甲中图线的斜率的倒数表示电阻，由图可知，电阻阻值不变，所以图甲反映该电学元件的导电性能不变，故A错误。
B、图乙图线的斜率的倒数表示电阻，由图可知，电阻随电压变大，电阻阻值变化，所以图乙反映温度会影响该电学元件的导电性能，故B正确。
C、由图丙可知，当正向电压很小时，电流较大，而反向电压很大时，电流也较小，故C错误。
D、图丙是二极管的发特性曲线，当该二极管两端的反向电压为40V时，二极管中的反向电流突然增大，此时二极管将会被击穿，故D正确。
故选：BD。
【分析】分析I-U图象的特性，斜率表示电阻，电阻反映导体导电性能强弱的物理量。
图丙为二极管的伏安特性曲线，分析可知，二极管具有单向导电性。
8．（2024高二上·怀柔期末）平抛物体的运动规律可以概括为两点：
①水平方向做匀速运动，
②竖直方向做自由落体运动．
为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验 （ ）
A．只能说明上述规律中的第①条
B．只能说明上述规律中的第②条
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．能同时说明上述两条规律
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】解：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；
故选：B
【分析】探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动．若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动．
9．（2024高二上·怀柔期末）某电场的电场线如图所示，电场中、两点的场强大小分别为和，电势分别为和，由图可知（ ）
A．， B．，
C．， D．，
【答案】C
【知识点】电场线；电势
【解析】【解答】电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以EM＜EN，沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以φM＞φN，所以C正确。
故选：C
【分析】电场线是从正电荷或者无穷远出发出，到负电荷或无穷远处为止，电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，沿着电场线的方向电势逐渐降低．
10．（2024高二上·怀柔期末）如图中是匀强磁场里的一片金属片，其平面与磁场方向平行，一个粒子从某点以与垂直的速度射出，动能是，该粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨道半径之比是：，若在穿越金属板过程中粒子受到的阻力大小及电荷量恒定，则下列说法正确的是（ ）
A．该粒子的动能增加了
B．该粒子的动能减少了
C．该粒子做圆周运动的周期减小
D．该粒子最多能穿越金属板次
【答案】B
【知识点】向心力；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】ABD、根据：可得：
所以：，即
又因为动能表达式：
所以开始的动能为：
穿过金属板后的动能为：
所以有：即该粒子最多能穿过的金属板的次数为5次，故B正确，AD错误；
C、带电粒子在磁场中做圆周运动的周期，根据，可得：
可知周期与速度无关，故C错误。
故选：B。
【分析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，写出动力学方程，表达出速度与半径的关系，然后求得每一次过程中损失的动能，即可求出粒子穿过金属片的次数。
11．（2024高二上·怀柔期末）一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如图所示。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（ ）
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
D．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
【答案】C
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A.运动员到达最低点前重力始终做正功，重力势能始终减小，故A正确；
B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向与位移方向始终相反，弹力做负功，弹性势能增加，故B正确；
C.重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故C错误；
D.以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，故D正确。
本题选错误选项；
故选：C
【分析】根据重力做功分析重力势能的变化情况，从而分析AC，根据弹力做功分析弹性势能的变化，根据机械能守恒的条件分析D
12．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，光滑水平地面上竖直放置两根圆柱形铝管，其粗细，长短均相同，其中管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，两枚略小于管内径的相同小磁铁、，同时从两管上端由静止释放，穿过铝管后落到地面忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．、一定同时落地 B．、下落过程中都是机械能守恒
C．落地时，比的速度小 D．落地时，、的速度相等
【答案】C
【知识点】功能关系；安培力的计算
【解析】【解答】AB．管甲无缝，管乙有一条平行于轴线的细缝，所以下落过程中a受到安培阻力，而b不受安培阻力，所以小磁铁b在管乙中下落的速度要大于a在甲管中的下落速度，故a、b一定不会同时落地，由于a球克服安培力做功，所以机械能不守恒，故AB错误；
CD．由于小磁铁b只受重力，小磁铁a受重力还受安培阻力，由小磁铁b的加速度较大，所以落地时，a比b的速度小，故C正确，D错误；
故选：C
【分析】未开缝铝管中的圆柱形强磁在下落中会使金属导体产生电磁感应，从而使磁体的下落变慢，而开缝铝管不会发生电磁感应，故磁体做自由落体运动，据此分析即可。
13．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，人造地球卫星发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。先将卫星发射至近地圆轨道；然后在点近地点点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ；在点远地点再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ下列说法正确的是（ ）
A．轨道Ⅱ上点的速度一定不超过第一宇宙速度
B．如果圆轨道Ⅲ是地球同步卫星轨道，则在该轨道上运行的任何卫星，其角速度和北京“鸟巢”的角速度相同
C．在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，所以卫星发射场必须建在赤道上
D．卫星在圆轨道上运行时的周期和向心加速度小于在圆轨道Ⅲ上的周期和向心加速度
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A、在轨道Ⅱ上A点，万有引力小于向心力，做离心运动，该点的速度会大于第一宇宙速度，故A错误。
B、同步卫星的周期与地球自转的周期相等，可知同步轨道上卫星的角速度与北京“鸟巢”的角速度相同，故B正确。
C、虽然在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上的，如我国酒泉卫星发射中心不在赤道上，故C错误。
D、根据得，，，轨道I的半径小于轨道Ⅲ的半径，则卫星在轨道I上的向心加速度大于轨道Ⅲ上的向心加速度，卫星在轨道I上的周期小于轨道Ⅲ上的周期，故D错误。
故选：B。
【分析】根据变轨的原理判断轨道Ⅱ上A点的速度大小；同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等；在赤道上顺着地球自转方向发射卫星可节省能量，但是发射场并不是必须建在赤道上；根据万有引力提供向心力得出周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较大小
14．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，天平可以用来测定磁感应强度，磁场方向垂直纸面向里虚线围成的区域，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，共匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，下底边长为，右侧边伸入磁场中的长为，线圈中通有电流方向如图时，在天平左、右两边加上质量分别为，的砝码，天平平衡；当电流反向大小不变时，在某一边需再加上质量为的砝码后天平重新平衡，下列说法中正面的是（ ）
A．需要在左边加上质量为的砝码，天平才能重新平衡
B．磁场的磁感应强度
C．磁场的磁感应强度
D．磁场的磁感应强度
【答案】C
【知识点】力矩平衡；安培力的计算
【解析】【解答】A．磁感应强度B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，故A错误；
BCD．B的方向垂直纸面向里，开始线圈所受安培力的方向向下，电流方向相反，则安培力方向反向，变为竖直向上，相当于右边少了两倍的安培力大小，所以右边应加砝码，有：mg=2NBIL1，解得：，故C正确，BD错误；
故选：C。
【分析】天平平衡后，当电流反向（大小不变）时，安培力方向反向，则右边相当于多了或少了两倍的安培力大小
15．（2024高二上·怀柔期末）小明用如图所示的装置研究“电磁感应现象”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁极朝下。
（1）要想使电流计指针发生偏转，小明进行了以下种操作，其中可行的是____选填选项前的字母。
A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
（2）在的研究中，小明发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据中的操作，那么感应电流方向与下列哪些因素有关____选填选项前的字母。
A．磁铁的磁性强弱 B．磁铁运动的方向
C．磁铁运动的速度大小 D．螺线管的匝数
（3）小明又将实验装置改造，如图所示，螺线管经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管与电流计构成闭合电路。螺线管套在螺线管的外面。为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同的速度移动滑动变阻器的滑片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是____选填选项前的字母
A．螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
B．螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
C．螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
D．螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
（4）在研究中，闭合开关后，螺线管的电流稳定时，螺线管中也存在磁场，但不出现感应电流，这说明什么？ 。
【答案】（1）A；B
（2）B
（3）A；D
（4）螺线管中的磁通量不变，则无感应电流产生
【知识点】研究电磁感应现象
【解析】【解答】（1）A．螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，故A正确；
B．螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管，穿过线圈的磁通量发生变化，根据楞次定律可知，在螺线管中会产生感应电流，即电流计指针发生偏转，故B正确；
C．磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动，穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，故C错误；
D．磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动，穿过线圈的磁通量不变，根据楞次定律可知，在螺线管中不会产生感应电流，即电流计指针不发生偏转，故D错误。
故选：AB。
（2）根据（1）中的操作可知，在磁铁插入或拔出螺线管时，电流计指针偏转方向不同，说明，感应电流方向与磁铁运动方向有关，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（3）AB．螺线管A的磁性变强或变弱时，穿过线圈B的磁通量变大或变小，由楞次定律可知，线圈B中产生的感应电流方向相反，所以螺线管A的磁性变强或变弱影响指针摆动方向，故A正确，B错误；
CD．螺线管A的磁性强弱变化越快，由法拉第电磁感应定律可知，线圈B中产生的感应电动势越大，感应电流越大，所以螺线管A的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小，故C错误，D正确。
故选：AD。
（4）闭合开关后，螺线管A的电流稳定时，螺线管B中也存在磁场，但螺线管B中的磁通量不变，则无感应电流产生。
故答案为：（1）AB；（2）B；（3）AD；（4）螺线管B中的磁通量不变，则无感应电流产生。
【分析】（1）闭合回路的磁通量发生变化时回路中会产生感应电流；
（2）感应电流方向与磁铁运动方向有关；
（3）螺线管A的磁性变强或变弱时，线圈中产生的感应电流方向发生变化；由法拉第电磁感应定律分析感应电流大小与磁感应强度变化快慢的关系；
（4）根据感应电流产生的条件分析，
16．（2024高二上·怀柔期末）某组同学测定某合金电阻率的实验，部分实验器材如下：待测合金丝阻值约。学生电源、开关、导线、电流表量程，内阻约、电压表量程，内阻约。滑动变阻器最大阻值，螺旋测微器、红外线测温仪等。
（1）为尽可能使实验误差较小，下列电路图中恰当的是 选填“图”或“图”。
用所选择的电路图，测得的合金丝电阻值 选填“大于”，“等于”或“小于”真实值。
（2）下表为实验室对一些长度相同粗细不同的同一种合金丝的测量数据表
第一组 第二组 第三组 第四组 第五组
电压
合金丝直径
合金丝温度
电阻率
结合表中的数据，要研究合金电阻率与横截面积的关系，需观察对比 两组数据。
由以上表格数据，你认为影响合金电阻率的因素是 。
【答案】（1）图；小于
（2）第组和第组；温度
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）①待测金属丝电阻阻与滑动变阻器最大阻值差不多，为方便调节滑动变阻器采用分压接法；
电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表采用外接法，所以电路图应选用图1；
②由于电压表的分流作用，导致电流表的示数大于流过待测电阻的电流，由欧姆定律可知，测得的合金丝电阻值小于真实值；
（2）①由控制变量法，结合表中的数据，要研究合金电阻率与横截面积的关系，需观察对比第1组和第3组数据；
②由表中第一组、第二组二组数据可知，电压不同但电阻率相等，由此可知，电阻率与电压无关；
由第一组、第三组两组实验数据可知，电阻率与合金丝的直径无关；
由第二组、第五组（或第三和第四组）两组实验数据可知，电阻率与合金丝的温度有关；
故答案为：（1）①图1； ②小于； （2）①第1组和第3组；②温度
【分析】（1）①根据实验要求分析滑动变阻器和电流表接法选择实验电路图；
②根据实验原理分析实验误差；
（2）①利用控制变量法分析需要比对数据；
②应用控制变量法分析表中实验数据，根实验数据得出结论
17．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，用水平拉力使物体由静止开始沿光滑水平地面做匀加速直线运动，测得物体的加速度已知物体的质量。求：
（1）水平拉力的大小；
（2）物体在时物体的速度的大小。
【答案】（1）解： 根据牛顿第二定律
水平拉力的大小
水平拉力大小为；
答：水平拉力的大小为；
（2）解：物体开始运动后 时的速度
物体后的速度为。
答：物体在时物体的速度的大小为。
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律
【解析】【分析】（1）物体只受拉力的作用，故由牛顿第二定律可求得水平拉力的大小；
（2）由运动学中速度公式可求得2s后的速度。
18．（2024高二上·怀柔期末）场是物质存在的一种形式。我们可以通过物体在场中的受力情况来研究场的强弱，并由此定义了电场强度、磁感应强度等物理量。
（1）写出电场强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义；
（2）写出磁感应强度的定义式，并说明公式中各物理量的含义。
【答案】（1）解：电场强度定义式为，为电场强度，为检验电荷受到的电场力，为检验电荷的电荷量。
（2）解：磁感应强度，为磁感应强度，为电流元受到的磁场力，为电流元。
【知识点】磁感应强度；电场及电场力；电场强度
【解析】【分析】（1）电场强度是描述电场强弱的物理量，通过比值定义，，电场强度与电场力、电荷量均无关。
（2）磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，通过比值定义， ，磁感应强度与磁场力、电流元均无关。
19．（2024高二上·怀柔期末）如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为R，一个小球（可视为质点），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨．求：
（1）为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，h应至少多高？
（2）若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h是多大？
【答案】（1）解：小球刚好不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得： ①
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得：mg（h﹣2R）= ②
联立①②解得：
故 时小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，高度至少为
答：h应至少为2.5R
（2）解：在最高点对小球由牛顿第二定律得：FN+mg= ③
又有：FN=mg④
小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得：mg（h﹣2R）= ⑤
联立③④⑤解得：h=3R
答：球开始下滑时的h是3R
【知识点】动能定理的综合应用；向心力
【解析】【分析】（1）由竖直平面内的圆周运动的临界条件可求得最高点的速度；再由动能定理可求得h的高度；（2）最高点处对小球受力分析，由向心力公式可求得小球的速度；再由动能定理即可求得高度．
20．（2024高二上·怀柔期末）利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，电子由静止开始，从板到板经电场加速后获得速度，并从点以此速度垂直于磁场左边界射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为。已知电子质量为，带电量为，磁场宽度为。求：
（1）. 、板间的电压；
（2）匀强磁场的磁感应强度；
（3）电子在磁场中运动的时间。
【答案】（1）解：在加速电场由动能定理可得：
得
答：、板间的电压为；
（2）解：由几何关系可得：
洛伦兹力提供向心力：
：
答：匀强磁场的磁感应强度为；
（3）解： 根据周期的定义有：
粒子速度偏转角等于转过的圆心角，所以
答：电子在磁场中运动的时间为。
【知识点】向心力；带电粒子在电场中的运动综合；左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【分析】（1）由动能定理可求解；
（2）由几何关系可得轨迹的半径，再根据洛伦兹力提供向心力求解磁感应强度B；
（3）粒子速度偏转角等于转过的圆心角。
21．（2024高二上·怀柔期末）电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势来表明电源的这种特性。如图所示，固定于水平面的形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为，金属框两平行导轨间距为，金属棒在外力的作用下，沿框架以速度向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为，金属棒的长度为。
（1）请根据法拉第电磁感应定律，推导金属棒切割磁感应线产生的感应电动势；
（2）在金属棒产生电动势的过程中，请说明是什么力充当非静电力，并求出这个非静电力所做的功的大小；
（3）设单位时间内有个电子从端运动到端，求电源的电功率的大小。
【答案】（1）解：如图所示
在一小段时间内，金属棒的位移为，
这个过程中线框的面积的变化量为，
穿过闭合电路的磁通量的变化量为，
根据法拉第电磁感应定律为；
（2）解：如图所示，棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力为，
电子在的作用下，电子从移动到的过程中，非静电力做功为，
答：在金属棒产生电动势的过程中，洛伦兹力的竖直方向分力充当非静电力，这个非静电力所做的功的大小为；
（3）解：由题意可知，电流为，
电源的功率为；
答：单位时间内有个电子从端运动到端，电源的电功率。
【知识点】闭合电路的欧姆定律；安培力的计算；导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）先求出金属棒MN向右滑行的位移，得到回路磁通量的变化量ΔΦ，再由法拉第电磁感应定律求得E的表达式；
（2）棒向右运动时，电子具有向右的分速度，受到沿棒向下的洛伦兹力，f=evB，棒中电子在洛伦兹力的作用下，电子从M移动到N的过程中，非静电力做功W=evBl。
（3）根据电流的定义式求出电流，电源的总功率据P=EI求电源的电功率；
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